稷山中学2023-2024学年第一学期11月份月考
高二物理试题
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 关于静电场的概念和规律,以下说法中正确的是( )
A.一点电荷分别处于电场中的A、B两点,电荷受到的电场力大则该处场强大
B.在电场某点如果没有试探电荷,则电场力为零,电场强度也为零
C.电场中某点场强为零,则该点的电势也为零
D.一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r的球面上各点所受电场力相同
2.等量异种点电荷电场线的分布如图所示,是两点电荷连线的中垂线,一带电粒子仅在电场力作用下从a处沿虚线轨迹运动到b,则( )
A.粒子带正电
B.a处的电势小于b处的电势
C.粒子在a处的加速度小于在b处的加速度
D.粒子在a处的电势能小于在b处的电势能
3. 一静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有( )
A.处的电场强度为零
B.处的电场强度为零
C.负电荷从移到,电势能增加
D.负电荷从移到,受到的电场力增大
4. 如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,实线为一个带正电带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点,下列说法正确的是( )
A.三个等势面中等势面a的电势最高
B.质点在Q点时的电势能比在P点时大
C.质点在Q点时的动能比在P点时大
D.质点在Q点时的加速度比在P点时的大
5. 如图为一块手机电池的背面印有的一些符号,下列说法正确的是( )
A.该电池储存的电能为
B.该电池的电动势为3.6V,内阻为0
C.该电池在工作时的电流为
D.若电池以的电流工作,可用50小时
6. 如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b分别与电池两极相连,开始时开关S闭合,发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态,然后断开开关,并将b板向下平移一小段距离,稳定后,下列说法中正确的是( )
A.液滴将加速向下运动
B.液滴将保持不动
C.P点电势减少,液滴在P点时电势能减少
D.P点电势升高,液滴在P点时电势能增大
7. 电阻和电动机串联接到电路中,如图所示,已知电阻跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动机正常工作。设电阻和电动机两端的电压分别为和,经过时间,电流通过做功为,产生的热量为,电流通过电动机做功为,产生的热量为,则有( )
A.,
B.,
C.,
D.,
8. 在如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,电压表与电流表都是理想电表,电源电动势为E,内阻为r,闭合电键S,电压表的示数为U,电流表的示数为I,现向左调节滑动变阻器R的触头P,电压表的示数改变量的大小为U。电流表的示数改变量大小为,则下列说法正确的是( )
A.变小
B.变大
C.电阻R1的功率变大
D.电源的总功率变大
9. 如图所示,有三个质量相等的小球,分别带正电、带负电、不带电,从两平行金属板间电场中的P点以相同的初速度沿与电场垂直的方向进入电场,它们分别落到A、B、C三点,下列说法正确的是( )
A.落到A点的小球带正电,落到B点的小球不带电
B.三小球在电场中运动的时间相等
C.三小球到达正极板时动能的关系是
D.三小球到达正极板时动能的关系是
10.如图所示,倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ,极板间距为d,带负电的微粒质量为m、带电量为q,从极板M的左边缘A处以水平初速度v0射入,沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出,则( )
A.粒子在两板间做匀速直线运动
B.粒子的加速度大小为
C.粒子必定做匀加速直线运动
D.两板间的电场强度大小为
11.如图所示,将一只满偏电流为、内阻为的表头改装成测电流、电压两用的电表,已知.下列说法正确的是( )
A.接端是电流表,量程为
B.接端是电压表,量程为
C.接端是电流表,量程为
D.接端是电压表,量程为
12.在图中,直线I为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线II为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,则下列判断正确的是( )
A.电源的电动势为3V,内阻为0.5Ω
B.电阻R的阻值为1Ω
C.电源的输出功率为2W
D.电源的效率为66.7%
二、实验题:本题共2小题,共16分。
13.(10分)要测定一个圆柱体的电阻率,进行了如下操作∶
(1)用10分度的游标卡尺测量圆柱体的长度L,可知其长度为 mm;用螺旋测微器测量其直径D如图,可知其直径为 mm。
(2)圆柱体的电阻大约为5 Ω,先用伏安法测出电阻R,然后根据电阻定律计算出该圆柱体的电阻率。为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材:
A.电压表0~3 V,内阻约10 kΩ B.电压表0~15 V,内阻约50 kΩ
C.电流表0~0.6 A,内阻约0.05 Ω D.电流表0~3 A,内阻约0.01 Ω
E.滑动变阻器,0~10 Ω F.滑动变阻器,0~100 Ω
①要求较准确地测出其阻值,电压表应选 ,滑动变阻器应选 。(填序号)
②在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中,为了减小实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,在测量其电阻时应选择的电路是( )
A. B.
C. D.
(3)若金属丝电阻用R表示,则该金属材料的电阻率 。(用所给的字母表示)
14.(6分)在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中。
(1)备有如下器材:干电池1节,量程合适的电压表和电流表,开关、导线若干,另外还有可供选择的滑动变阻器:
A.滑动变阻器(0~1kΩ,额定电流2A)
B.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A)
某同学按甲图原理进行实验,其中滑动变阻器应选 ;(只填器材前的序号)
(2)根据实验数据画出的图象如图乙所示,由图象可得电池的电动势为 V,内电阻为 Ω;
三、计算题:本题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.(8分)如图所示,在电场强度大小、方向水平向右的匀强电场中,将一电荷量的正点电荷从电场中的A点移动到B点,静电力做的功。求:
(1)该点电荷在电场中A点所受静电力F的大小;
(2)A、B两点间的电势差。
16.(12分)一台电风扇,内阻为,接上电压后,消耗功率。问:
(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?电动机的效率是多少?
(3)如果接上电源后电风扇的风叶被卡住,不能转动,这时电动机消耗的电功率是多少?
17.(16分)如图所示,ABCD为竖直平面内的绝缘光滑轨道,其中AB部分为倾角为的斜面,BCD部分为半径为R的四分之三圆弧轨道,与斜面平滑相切,C为轨道最低点,整个轨道放置在电场强度的水平匀强电场中。现将一电荷量为、质量为m的小滑块从斜面上A点由静止释放,已知,重力加速度为g
(1)小滑块运动到B点的速度大小(结果可用根号表示);
(2)小滑块对圆弧轨道的最大压力值;
(3)判断小滑块能否通过D点,若不能,请通过计算说明理由;若能,求通过D点后落在AB斜面上的点距B点的距离s。
稷山中学2023-2024学年第一学期11月份月考
高二物理答案
1. 【答案】A
【详解】A.由F=qE可知,q相同时F大意味着E大,A正确;
B.电场强度的大小只取决于电场本身无关,与试探电荷无关,B错误;
C.电场强度与电势没有必然的联系,电场中某点场强为零,该点的电势不一定为零,C错误;
D.单个点电荷产生的电场线是“发散状”的,在同一球面上不同点的场强方向不同,所以试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r的球面上各点所受电场力不同,D正确。故选A。
2. 【答案】D
【详解】A.根据带电粒子的运动轨迹可知,粒子受电场力指向左下方,可知粒子带负电,选项A错误;
B.根据等量异种电荷的电场分布可知,因沿电场线电势逐渐降低,可知a处的电势大于b处的电势,选项B错误;
C.因a处电场线较b点密集,可知a处场强较大,粒子在a处受的电场力较大,则粒子在a处的加速度大于在b处的加速度,选项C错误;
D.粒子带负电,且a处电势较高,负电荷在高电势处电势能较小,可知粒子在a处的电势能小于在b处的电势能,选项D正确。故选D。
3. 【答案】B
【详解】A.图象的斜率表示电场强度,处图象斜率不为零,故处的电场强度不为零,故A错误;
B.处图象斜率为零,故处的电场强度为零,故B正确;
C.负电荷从移到,电场力做功为
负电荷从移到,电场力做正功,电势能降低,故C错误;
D.从移到,图象的斜率逐渐减小,电场强度逐渐减小,负电荷受到的电场力逐渐减小,故D错误。故选B。
4. 【答案】C
【详解】A.根据粒子的运动轨迹可知,粒子所受电场力指向运动轨迹的凹侧,即电场力方向斜向下,因带电粒子带正电,则电场线方向垂直于等势面斜向下,根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,等势面c的电势最高,等势面a的电势最低,故A错误;
BC.因为P点电势高于Q点电势,根据,由于带电粒子带正电,可知粒子在P点时的电势能比在Q点时大,则粒子在Q点时的动能比在P点时大,故B错误,C正确;
D.根据,若图中三个等势面为等差等势面,则由于P点处的等势面较密,P点的电场强度较大,粒子在P点受到的电场力较大,故质点在Q点时的加速度比在P点时的小,故D错误。故选C。
5. 【答案】D
【详解】A.图中的500mA·h表示电荷容量,故A错误;
B.电池上的3.6V表示电动势,该电池的内阻不能确定,故B错误;
C.该电池在工作时的电流很小,远小于500mA,故C错误;
D.可以由电荷容量计算在一定放电电流下使用的时间,由
得,故D正确。故选D。
6. 【答案】B
【详解】AB.根据题意可知,开关S闭合时,对于液滴,根据平衡条件有
断开开关后,电容器所带电荷量不变,而将b板向下平移一小段距离时,根据,,,联立可得
可知,带电量一定的情况下,板间距与电容器两极板间的电场强度无关,即电场强度不变,因此可知,液滴将保持不动,故A错误,B正确;
CD.设P点的电势为、b板的电势为,而b板接地,则有
另有
根据以上分析可知,电场强度不变,但Pb间的距离变大,因此可知P点的电势升高,液滴处于平衡状态,液滴所受电场力竖直向上,而电场强度竖直向下,因此可知液滴带负电,而根据
结合以上分析可知,P点的电势升高,则液滴在P点的电势能减小,故CD错误。故选B。
7. 【答案】A
【详解】设回路电流为I,则对电阻
对电动机
即,,,故选A。
8. 【答案】C
【详解】向左调节滑动变阻器R的触头P,滑动变阻器接入的有效电阻增大,电路总电阻增大,电流减小,内电压减小,外电压增大。
A. 表示并联电路的电阻,该电阻增大,A错误;
B.根据闭合电路的欧姆定律,所以,比值不变,B错误;
C.R2的电压减小,并联电路的电压增大,所以电阻R1的功率变大,C正确;
D.电流减小,所以电源的总功率减小。D错误。故选C。
9. 【答案】AD
【详解】AB.在平行金属板间不带电小球只受重力作用、带正电小球受到向上的电场力、带负电小球受到向下的电场力,由此可知不带电小球做平抛运动
带正电小球做类平抛运动
带负电小球做类平抛运动
根据题意,三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动,球到达下极板时,在竖直方向的位移h相等,据
可知,带正电小球运动时间最长,不带电小球次之,带负电小球运动时间最短。三小球在水平方向都不受力,做匀速直线运动,则落在板上时水平方向的位移与下落时间成正比,故落在A点的是带正电的小球,落在B点的是不带电的小球,落在C点的是带负电的小球,选项A正确,B错误;
CD.根据动能定理,三小球到达下极板时的动能等于这一过程中合外力对小球做的功,三小球沿所受合外力方向即竖直方向的位移相等,带负电小球所受合外力最大为,做功最多,带正电小球所受合外力最小为,做功最少,则有
选项C错误,D正确。故选AD。
10.【答案】BD
【详解】AC.带电微粒做直线运动,可知电场力与重力的合力水平向左,与初速度方向相反,粒子在两板间做匀减速直线运动,故AC错误;
BD.以带电微粒为对象,竖直方向根据受力平衡可得
水平方向根据牛顿第二定律可得
联立解得,,故BD正确。故选BD。
11.【答案】BC
【详解】AC.接端,分流,所以是电流表,量程为
故A错误,C正确;
BD.接端,分压,所以是电压表,量程为
故B正确,D错误。故选BC。
12.【答案】ABD
【详解】A.根据可知电源的图象的纵轴截距表示电源电动势为3V,斜率的绝对值表示电源内阻为,故A正确;
B.电阻R的阻值为,故B正确;
C.由图可知该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,路端电压为2V,电流为2A,则电源的输出功率为,故C错误;
D.电源的效率,故D正确。故选ABD。
13.【答案】 22.6 6.359/6.360/6.361/6.362 A E D
【详解】(1)[1]10分度游标卡尺的精确值为,由图可知圆柱体的长度为
[2] 螺旋测微器的精确值为,由图可知圆柱体的直径为
(2)①[3]由于电源电动势为,可知电压表应选择 A;
[4]为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选择E。
[5]在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中,由于待测电阻远小于电压表内阻,故电流表应采用外接法;为了实验中获得较大的电压调节范围,滑动变阻器应采用分压接法,故选D。
[6]根据电阻定律, 又,联立可得
14.【答案】 B 1.5 1.0
【详解】(1)[1]由于干电池电动势为1.5V左右,由乙图可知最大电流为0.6A,因此为了测量方便,故选20Ω的滑动变阻器即可。
(2)[2][3]由图乙可知,电池电动势为纵轴的截距,故电动势为1.5V,由闭合电路欧姆定律,电源内阻
15.【答案】(1);(2)
【详解】(1)根据,代入数据得
(2)根据,代入数据得
16.【答案】(1);(2),;(3)
【详解】(1)根据功率的定义式,有
代入数据,得
(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率为
电风扇正常工作时转化为机械能的功率为
电风扇正常工作时的效率为
(3)电风扇的风叶被卡住后,电动机不转时可视为纯电阻,通过电风扇的电流为
电动机消耗的电功率为
17.【答案】(1);(2);(3)能,
【详解】(1)由A到B的过程,根据动能定理
解得
(2)如图所示
重力与电场力的合力,与竖直方向夹角为
解得
所以轨道等效最高点为圆心左上轨道上,即D点,等效最低点为P点。物块在P点时的速度为,对圆弧轨道的压力最大,由B到P的过程,根据动能定理 ①
物块在P点时,由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律得
(3)若小滑块恰好运动到等效最高点D,速度为,则
其中
假设小滑块能够通过D点,由B到D的过程,根据动能定理
②
所以能够通过等效最高点,通过后从D点抛出类平抛运动,沿方向做匀速直线运动 ③
沿合力方向上 ④
⑤
由①②③④⑤得,
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