射洪市重点中学校2023-2024学年高二上学期9月月考
物理试题
(时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
第I卷(选择题)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 关于电流,下列说法中正确的是
A. 通过导线横截面的电荷量越多,电流越大
B. 电子运动的速度越大,电流越大
C. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
D. 因为电流有方向,所以电流是矢量
2. 两段长度、横截面积相同的均匀直导线A、B串联在电路上,沿长度方向的电势随位置的变化规律如图所示,A、B导线电阻率的比值是( )
A. 2 B. C. D.
3. 与“磁悬浮”对应的一种技术叫“电悬浮”。如图所示,竖直平面内有a、b、c三个带电小球,其中a、b固定于绝缘水平面上,三球的连线恰好组成正三角形,“电悬浮”恰好能使小球c静止,则( )
A. a、b的电荷量必相等
B. a、b、c的电荷量必相等
C. a、b有可能带相反电性电荷
D. c的重力大小等于a、c间的库仑斥力大小
4. 如图所示为两个等量点电荷的电场线,图中A点和B点、C点和D点皆关于两电荷连线的中点O对称,若将一电荷放在此电场中,则以下说法正确的是( )
A. 电荷在O点受力最大
B. 电荷沿直线由A到B的过程中,电场力先增大后减小
C. 电荷沿直线由C到D过程中,电场力先做正功后做负功增大后减小
D. 电荷沿直线由C到D的过程中,电场力先增大后减小
5. 真空中,在x轴上x=0和x=8 m处分别固定两个电性相同的点电荷Q1和Q2。电荷间连线上的电场强度E随x变化的图象如图所示(x轴正方向为场强正方向),其中x=6 m处E=0。将一个正试探电荷在x=2 m处由静止释放(重力不计,取无穷远处电势为零)。则( )
A. Q1、Q2均负电荷
B. Q1、Q2带电荷量之比为9:1
C. 在x=6 m处电势为0
D. 该试探电荷向x轴正方向运动时,电势能一直减小
6. 如图所示,实线表示某电场的电场线,虚线表示一带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设A和B点的电势分别为φA和φB,粒子在A、B两点加速度大小分别为aA和aB,速度大小为vA和vB,电势能分别为EpA和EpB,下列判断正确的是( )
A. vA
7. 某同学设计了一种静电除尘装置,如图甲所示,其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板为绝缘材料,上、下面板为金属材料。图乙是装置的截面图,上、下两板与电压恒为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0,当碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率,则下列措施可行的是( )
A. 只增大电压U B. 只增大高度d
C. 只增大宽度b D. 只增大尘埃被吸入水平速度v0
二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 如图为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模型图。当被测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动,连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化,进而能测出电容的变化,最后就能探测到物体位移的变化,若静电计上的指针偏角为θ,则被测物体( )
A. 向左移动时,θ增大
B. 向右移动时,θ增大
C. 向左移动时,θ减小
D. 向右移动时,θ减小
9. 如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器,其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等,而脂肪不容易导电,脂肪含量越高电阻越大),模拟电路如图乙所示。测量时,闭合开关,测试者分握两手柄,体型相近的两人相比,脂肪含量高者( )
A. 电流表示数小
B. 电压表示数大
C. 电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值变大
D. 路端电压大
10. 如图甲所示,真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q,两板间距为d,两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压,在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A,自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0,方向平行于金属板的相同带电粒子,t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场,已知电场变化周期,粒子质量为m,不计粒子重力及相互间的作用力,则( )
A. 在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v0
B. 粒子的电荷量为
C. 在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了
D. 在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场
11. 如图,平面直角坐标系内有a、b、c三点,位置如图所示,匀强电场平行于坐标平面.将电子从a点分别移到坐标原点和b点的过程中,电场力做功均为2eV,已知a点电势为2V,以下说法正确的是( )
A. b点电势为零
B. 电场强度大小为200V/m
C. 电子在c点电势能为-8eV
D. 将电子从a点移到b点和从b点移到c点,电场力做功相同
第II卷(非选择题)
实验题(共10分)
12. (1)电流表A1(量程3mA,内阻r1= 10Ω),改装成量程为3V的电压表V,需要_____(填“串”,“并”)一个阻值为_______Ω的电阻R。(保留三位有效数字)
(2)用改装后的电压表,测量未知定值电阻Rx(约100Ω),器材有
A.电源E(电动势3V,内阻约1Ω)
B.滑动变阻器R1(最大电阻值10Ω)
C.电流表A2(量程0.6A,内阻约1Ω)。
D.电流表A3(量程30mA,内阻约20Ω)
E.导线、开关
①电流表应选________(填器材字母)
②尽可能精确测量电阻值,请将设计电路图填在方框中________
③计算Rx的表达式Rx = ________(假设所选电流表的读数为I,A1的读数I1,用I、I1、r1、R字母表示)
13. 如图所示,已知电源电动势,内阻,保护电阻,R为电阻箱。求:
(1)电压表的读数为3V时,电阻箱的阻值R是多少?
(2)当电阻箱R的读数为4.5Ω时,在电阻箱R两端并联一个电容器,电容器的电容,电路稳定后,电容器极板所带的电荷量是多少?
14. 如图所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O,半径为r,内壁光滑,A、B两点分别是圆轨道的最低点和最高点。该区间存在方向水平向右的匀强电场,一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动(电荷量不变),经过C点时速度最大,O、C连线与竖直方向的夹角θ=60°,重力加速度为g。
(1)求小球所受静电力大小;
(2)求小球在A点的速度v0为多大时,小球经过B点时对圆轨道的压力最小。
15. 在如图所示的竖直平面内,物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,分别静止于倾角θ=37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上,轻绳与对应平面平行.劲度系数k=5 N/m的轻弹簧一端固定在O点,一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连,弹簧处于原长,轻绳恰好拉直,DM垂直于斜面.水平面处于场强E=5×104 N/C、方向水平向右的匀强电场中.已知A、B的质量分别为mA=0.1 kg和mB=0.2 kg,B所带电荷量q=+4×10-6 C.设两物体均视为质点,不计滑轮质量和摩擦,绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内,B电荷量不变.取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.
(1)求B所受静摩擦力大小;
(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度a=0.6 m/s2开始做匀加速直线运动.A从M到N的过程中,B的电势能增加了ΔEp=0.06 J.已知DN沿竖直方向,B与水平面间的动摩擦因数μ=0.4.求A到达N点时拉力F的瞬时功率.
射洪市重点中学校2023-2024学年高二上学期9月月考
物理试题 答案解析
(时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
第I卷(选择题)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 关于电流,下列说法中正确的是
A. 通过导线横截面的电荷量越多,电流越大
B. 电子运动的速度越大,电流越大
C. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
D. 因为电流有方向,所以电流是矢量
【答案】C
【解析】
【详解】A.电流大小取决于电量与时间的比值,即单位时间内通过的电量,电荷量多也可能是时间长导致的,故A错误;
B.由可知,电流不但与电子定向移动的速率有关,还与单位体积内的自由电荷数n以及截面积S有关,所以电子定向移动速率越大,电流不一定越大,故B错误;
C.根据电流的定义可知单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大,故C正确;
D.电流虽然有方向,但电流的运算法则不遵循平行四边形定则,故电流是标量,故D错误。
故选C。
2. 两段长度、横截面积相同的均匀直导线A、B串联在电路上,沿长度方向的电势随位置的变化规律如图所示,A、B导线电阻率的比值是( )
A. 2 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】两段导线上的电流相等,电势差之比为
则电阻之比为
根据
可知A、B导线电阻率的比值是
故选B。
3. 与“磁悬浮”对应的一种技术叫“电悬浮”。如图所示,竖直平面内有a、b、c三个带电小球,其中a、b固定于绝缘水平面上,三球的连线恰好组成正三角形,“电悬浮”恰好能使小球c静止,则( )
A. a、b的电荷量必相等
B. a、b、c的电荷量必相等
C. a、b有可能带相反电性的电荷
D. c的重力大小等于a、c间的库仑斥力大小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.根据对称性,a、b对c的斥力必大小相等,a、b的电荷量必相等,A正确;
B.根据库仑定律,c的电荷量不必与a(或b)的电荷量相等,B错误;
C.对c受力分析,可知小球c的重力和a、b对c的库仑斥力平衡,故三者的电性必相同,C错误;
D.根据三力平衡做矢量三角形,可知c的重力大小应为a、c间的库仑斥力的倍,D错误;
故选A。
4. 如图所示为两个等量点电荷的电场线,图中A点和B点、C点和D点皆关于两电荷连线的中点O对称,若将一电荷放在此电场中,则以下说法正确的是( )
A. 电荷在O点受力最大
B. 电荷沿直线由A到B的过程中,电场力先增大后减小
C. 电荷沿直线由C到D的过程中,电场力先做正功后做负功增大后减小
D. 电荷沿直线由C到D的过程中,电场力先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电场线的疏密特点,在CD直线上,O点的电场强度最大,而在AB直线上,O点电场强度最小,因此电荷在O点受力不是最大,A错误;
BD.根据电场线的疏密可知,从A到B的过程中,电场强度先减小后增大,则电场力也先减小后增大;同理从C到D的过程中,电场强度先增大后减小,则电场力也先增大后减小,故B错误,D正确;
C.直线CD是等势线,电荷沿直线由C到D的过程中,电场力不做功,C错误。
故选D。
5. 真空中,在x轴上x=0和x=8 m处分别固定两个电性相同的点电荷Q1和Q2。电荷间连线上的电场强度E随x变化的图象如图所示(x轴正方向为场强正方向),其中x=6 m处E=0。将一个正试探电荷在x=2 m处由静止释放(重力不计,取无穷远处电势为零)。则( )
A. Q1、Q2均为负电荷
B. Q1、Q2带电荷量之比为9:1
C. 在x=6 m处电势0
D. 该试探电荷向x轴正方向运动时,电势能一直减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题图,在x=0处场强为正,x=8 m处场强为负,可知Q1、Q2均为正电荷,故A错误;
B.根据题意“x=6 m处E=0”可知,在x=6 m处,E1=E2,即
解得
故B正确;
C.由于无穷远处电势为零,故在x=6 m处电势不为0,故C错误;
D.该试探电荷向x轴正方向运动时,电场力先做正功,再做负功,因此电势能先减小后增大,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,实线表示某电场的电场线,虚线表示一带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设A和B点的电势分别为φA和φB,粒子在A、B两点加速度大小分别为aA和aB,速度大小为vA和vB,电势能分别为EpA和EpB,下列判断正确的是( )
A. vA
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AD.带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧,粒子从A到B过程,电场力方向与速度方向成钝角,电场力做负功,动能减小,速度减小,电势能增加,故带电粒子通过A点时的速度比通过B点时的速度大,即
故A、D错误;
B.根据电场线疏密可知,EA>EB,根据
和牛顿第二定律
可知
故B错误;
C.根据沿着电场线方向,电势逐渐降低,故φA<φB,故C正确。
故选C。
7. 某同学设计了一种静电除尘装置,如图甲所示,其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板为绝缘材料,上、下面板为金属材料。图乙是装置的截面图,上、下两板与电压恒为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0,当碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率,则下列措施可行的是( )
A. 只增大电压U B. 只增大高度d
C. 只增大宽度b D. 只增大尘埃被吸入水平速度v0
【答案】A
【解析】
【详解】增加除尘率即是让离下极板较远的粒子落到下极板上,带电尘埃在矩形通道内做类平抛运动,在沿电场的方向上的位移为
又因为
解得
只要竖直方向上的位移y增大即可,因此可以增加电压U、极板长度L、减小高度d、减小水平速度v0。
故选A。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 如图为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模型图。当被测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动,连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化,进而能测出电容的变化,最后就能探测到物体位移的变化,若静电计上的指针偏角为θ,则被测物体( )
A. 向左移动时,θ增大
B. 向右移动时,θ增大
C 向左移动时,θ减小
D. 向右移动时,θ减小
【答案】BC
【解析】
【详解】AC.由公式
可知当被测物体带动电介质板向左移动时,导致两极板件电介质增大,则电容增大,由公式
电荷量不变时,减小,则减小,故C正确,A错误;
BD.由公式
可知当被测物体带动电介质板向右移动时,导致两极板件电介质减小,则电容减小,由公式
电荷量不变时,增大,则增大,故B正确,D错误。
故选BC
9. 如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器,其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等,而脂肪不容易导电,脂肪含量越高电阻越大),模拟电路如图乙所示。测量时,闭合开关,测试者分握两手柄,体型相近的两人相比,脂肪含量高者( )
A. 电流表示数小
B. 电压表示数大
C. 电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值变大
D. 路端电压大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由于脂肪不容易导电,当脂肪含量较高时,测试时接在电路中的电阻R较大,由闭合电路欧姆定律
可知,R越大,I越小,电流表的示数越小,故A正确;
BD.根据A项分析知,R大时,I小,故电源内阻的电压
小,路端电压
小,电压表的示数
大,故BD正确;
C.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值为
脂肪含量高者,人体电阻R越大,但不变,故C错误。
故选ABD。
10. 如图甲所示,真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q,两板间距为d,两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压,在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A,自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0,方向平行于金属板的相同带电粒子,t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场,已知电场变化周期,粒子质量为m,不计粒子重力及相互间的作用力,则( )
A. 在t=0时刻进入粒子离开电场时速度大小仍为v0
B. 粒子的电荷量为
C. 在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了
D. 在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场
【答案】AD
【解析】
【详解】A.粒子进入电场后,水平方向做匀速运动,则t=0时刻进入电场的粒子在电场中运动时间
此时间正好是交变电场的一个周期;粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动,经过一个周期,粒子的竖直速度为零,故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度v0,选项A正确;
B.在竖直方向,粒子在时间内的位移为,则
计算得出
选项B错误;
C.在时刻进入电场的粒子,离开电场时在竖直方向上的位移为
故电场力做功为
选项C错误;
D.时刻进入的粒子,在竖直方向先向下加速运动,然后向下减速运动,再向上加速,向上减速,由对称可以知道,此时竖直方向的位移为零,故粒子从P板右侧边缘离开电场,选项D正确。
故选AD。
11. 如图,平面直角坐标系内有a、b、c三点,位置如图所示,匀强电场平行于坐标平面.将电子从a点分别移到坐标原点和b点的过程中,电场力做功均为2eV,已知a点电势为2V,以下说法正确的是( )
A. b点电势为零
B. 电场强度大小为200V/m
C. 电子在c点电势能为-8eV
D. 将电子从a点移到b点和从b点移到c点,电场力做功相同
【答案】BC
【解析】
【详解】由题意可知: ,因a点电势为2V,则bO两点的电势均为4V,选项A错误;
场强大小为:,选项B正确;bc连线与场强E方向平行,则,则c点的电势为8V,电子在c点电势能为-8eV,选项C正确;由于ab和bc的电势差不相等,则将电子从a点移到b点和从b点移到c点,电场力做功不相同,选项D错误.
第II卷(非选择题)
实验题(共10分)
12. (1)电流表A1(量程3mA,内阻r1= 10Ω),改装成量程为3V的电压表V,需要_____(填“串”,“并”)一个阻值为_______Ω的电阻R。(保留三位有效数字)
(2)用改装后的电压表,测量未知定值电阻Rx(约100Ω),器材有
A.电源E(电动势3V,内阻约1Ω)
B.滑动变阻器R1(最大电阻值10Ω)
C.电流表A2(量程0.6A,内阻约1Ω)。
D.电流表A3(量程30mA,内阻约20Ω)
E.导线、开关
①电流表应选________(填器材字母)
②尽可能精确测量电阻值,请将设计电路图填在方框中________
③计算Rx的表达式Rx = ________(假设所选电流表的读数为I,A1的读数I1,用I、I1、r1、R字母表示)
【答案】 ①. 串 ②. 990 ③. D ④. ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]将电流表改装为一个电压表需要串联一个电阻。
[2]当电表满偏时,根据串联电路的规律
Ig(r1+R) = 3,Ig= 3mA
解得
R = 990Ω
(2)①[3]由于电动势为3V,未知电阻约100Ω,则回路最大电流约为0.03A,则应选电流表D。
②[4]为尽可能精确测量电阻则滑动变阻器应采用分压式接法,且电压表内阻已知,电流表应采用外接法,电路图如下
③[5]根据题意Rx的表达式
13. 如图所示,已知电源电动势,内阻,保护电阻,R为电阻箱。求:
(1)电压表的读数为3V时,电阻箱的阻值R是多少?
(2)当电阻箱R的读数为4.5Ω时,在电阻箱R两端并联一个电容器,电容器的电容,电路稳定后,电容器极板所带的电荷量是多少?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据欧姆定律
电阻箱的阻值
(2)当电阻箱R的读数为4.5Ω时,根据闭合电路欧姆定律
电压表的读数为
电容器的电容
电路稳定后,电容器极板所带的电荷量是
14. 如图所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O,半径为r,内壁光滑,A、B两点分别是圆轨道的最低点和最高点。该区间存在方向水平向右的匀强电场,一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动(电荷量不变),经过C点时速度最大,O、C连线与竖直方向的夹角θ=60°,重力加速度为g。
(1)求小球所受的静电力大小;
(2)求小球在A点的速度v0为多大时,小球经过B点时对圆轨道的压力最小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)由于小球经过C点时速度最大,表明在该位置,重力与电场力的合力方向恰好背离圆心,可知电场力大小为
(2)由于小球在轨道内侧做完整的圆周运动,若小球经过B点时对圆轨道的压力最小,则小球应该是恰好能够经过C点关于圆心的对称点D,此时在D点轨道对小球的弹力恰好为0,由重力与电场力的合力提供向心力,则有
小球从A到达D过程有
解得
15. 在如图所示的竖直平面内,物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,分别静止于倾角θ=37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上,轻绳与对应平面平行.劲度系数k=5 N/m的轻弹簧一端固定在O点,一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连,弹簧处于原长,轻绳恰好拉直,DM垂直于斜面.水平面处于场强E=5×104 N/C、方向水平向右的匀强电场中.已知A、B的质量分别为mA=0.1 kg和mB=0.2 kg,B所带电荷量q=+4×10-6 C.设两物体均视为质点,不计滑轮质量和摩擦,绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内,B电荷量不变.取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.
(1)求B所受静摩擦力的大小;
(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度a=0.6 m/s2开始做匀加速直线运动.A从M到N的过程中,B的电势能增加了ΔEp=0.06 J.已知DN沿竖直方向,B与水平面间的动摩擦因数μ=0.4.求A到达N点时拉力F的瞬时功率.
【答案】(1)0.4N (2)0.528W
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据题意,静止时,对两物体受力分析如图所示:
由平衡条件所得:
对A有
mAgsin θ=FT
对B有
qE+f0=FT
代入数据得
f0=0.4 N
(2)根据题意,A到N点时,对两物体受力分析如图所示:
由牛顿第二定律得:
对A有
F+mAgsin θ-F′T-Fksin θ=mAa
对B有
F′T-qE-f=mBa
其中
f=μmBg
Fk=kx
由电场力做功与电势能的关系得
ΔEp=qEd
由几何关系得
A由M到N,由
vt2-v02=2ax
得A运动到N的速度
v=
拉力F在N点的瞬时功率
P=Fv
由以上各式,代入数据
P=0.528 W
转载请注明出处卷子答案网-一个不只有答案的网站 » 四川省射洪市重点中学校2023-2024高二上学期9月月考物理试题(原卷版+解析版)