2023-2024学年河南省新高中创新联盟TOP二十名校高二(上)11月调研考试物理试卷(含解析)

文档属性

名称 2023-2024学年河南省新高中创新联盟TOP二十名校高二(上)11月调研考试物理试卷(含解析)
格式 docx
文件大小 1.9MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-01-18 18:43:02

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文档简介

2023-2024学年河南省新高中创新联盟TOP二十名校高二(上)11月调研考试物理试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1.关于下列物理公式,说法正确的是( )
A. 可适用于真空中孤立点电荷的场强与电压之间的关系计算
B. 对任何电场的电场强度计算都适用
C. 对任何电路的电功率计算都适用
D. 只适用于匀强电场的电势差计算
2.静电喷涂是一种利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上电荷,并吸附于带正电荷的被涂物的涂装技术,静电喷涂机的结构如图所示,规定大地的电势为,下列说法正确的是( )
A. 雾化涂料微粒可能带正电,也可能带负电
B. 静电喷涂机喷口处的电势大于
C. 工件表面处的电场强度小于喷口处的电场强度
D. 工件与喷口之间的电场线与真空中等量异种点电荷之间的电场线完全相同
3.在某沿轴方向的电场中,轴上坐标原点右侧部分区域的电势与坐标的关系图像如图所示,图中的虚线是曲线在点的切线,曲线在点的切线水平,下列说法正确的是( )
A. 至电场强度的方向先向右后向左 B. 点的电势大于,电场强度不为
C. 、两点间的电势差为 D. 点的电场强度大小为
4.如图所示的电源是“恒流源”,电源输出的电流是定值,是光敏电阻光照强度增大,电阻减小,、是定值电阻,电流表、电压表均是理想电表.当合上开关,增大的光照强度,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数不变 B. 电流表的示数改变
C. 的电流减小,的电压增大 D. 电压表的示数与电流表的示数的乘积减小
5.如图所示,水平放置的平行板电容器上极板与下极板带等量的异种电荷,上极板与静电计相连,电容器两极板间的电势差等于指针所指示的电势差,是两极板间一个点,一质量为的带电小球在点正好处于静止状态,已知静电计的指针带正电,规定大地的电势为,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 把极板向上移动一小段距离,则点的电势不会改变
B. 静电计指针的偏角越大,表示电容器两极板间的电压越小
C. 若两极板间的电压为,两极板间的距离为,则小球的带电量为
D. 极板的电势低于静电计外壳的电势
6.将四个相同的灵敏电流计分别改装成两个电流表、和两个电压表、,已知电流表的量程小于的量程,电压表的量程小于的量程,改装好之后把它们接入如图所示的电路,合上电键,为定值电阻,下列说法正确的是
( )
A. 对于电流表,是把灵敏电流计与小电阻串联改装而成的
B. 的电阻大于的电阻
C. 的读数小于的读数,指针的偏转角等于指针的偏转角
D. 定值电阻的电压等于的读数与的读数之和,其电流等于或的读数
7.如图所示,一块均匀的长方体金属导体,上下厚度为,当给导体的上下表面加上电压时,流过导体的电流为,当给导体的里外表面加上电压时,流过导体的电流为,当给导体的左右表面加上电压时,流过导体的电流为,下列说法正确的是
( )
A. 的长度为
B. 的长度为
C. 导体的体积为
D. 导体的电阻率为
二、多选题:本大题共3小题,共12分。
8.如图所示,图线Ⅰ是某电池的关系图像,图线Ⅱ是阻值为的定值电阻的关系图像,图像中的阴影面积为,下列说法正确的是
( )
A. 当把定值电阻直接接在此电源两端时,线段表示内电压、线段表示外电压
B. 图像中的阴影面积表示把定值电阻直接接在此电源两端时电阻的热功率
C. 此电源的电动势为
D. 定值电阻为
9.如图所示,真空中电荷均匀分布的带正电圆环,半径为,带电量为,圆心处固定一带电量为的点电荷,以为坐标原点建立垂直圆环平面的轴,是正半轴上的一点,圆环上各点与点的连线与轴的夹角为,静电力常量为,、,下列说法正确的是
( )
A. 圆环上所有的电荷在点产生的合电场强度大小为
B. 圆心处的在点产生的电场强度大小为
C. 圆环上所有的电荷在点处产生的电场强度大小为
D. 点电场强度的方向沿轴的负方向
10.如图所示,带电粒子不计重力从点以速度进入辐射状的电场,做半径为的匀速圆周运动,圆弧轨迹处的电场强度的大小处处为,经过半个圆周运动粒子从点射出辐射状的电场,紧接着垂直进入电场强度为的匀强电场,然后到达点,已知粒子在的速度与在点的速度之间的夹角为,下列说法正确的是
( )
A. 粒子的比荷为 B. 粒子从到的运动时间为
C. 、两点间的电势差为 D. 、两点沿着电场线方向的距离为
三、实验题:本大题共2小题,共15分。
11.如图甲为在“练习使用多用电表”实验中某多用电表示意图;如图乙为欧姆表测电阻的原理图;用多用电表直接测量电阻约为的电灯泡的电阻,其电路连接图如图丙所示,回答下列问题:
对甲图,在测量电阻前需要将红、黑表笔短接,进行_______调零,需要调整_______选填“”、“”或“”。
对乙图,若电源的电动势为,满偏电流为,当接上待测电阻后,表头的示数为,则欧姆表的内阻为_______,待测电阻的阻值为_______。
对丙图,实验选择开关所处的挡位是_______填“”“”或“”,灯泡阻值的读数为_______。
12.实验小组为了测量某额定电压为的小灯泡的伏安特性曲线,并研究小灯泡钨丝的电阻与导电特性,设计了如下设计方案:如图甲、乙是实验电路图提供选择,图丙是所需要的实验器材,图丁是用实验数据所描绘的伏安特性曲线,回答下列问题:
本实验应选哪个实验电路图来连接实验器材_______填“甲”或“乙”。
按所选的正确的电路图,用笔代替导线把丙图器材连接起来。_______
分析图丁可知,小灯泡的电流在的范围内,其电阻_______填“是”或“不是”定值,当小灯泡的电压大于,随着电压的逐渐升高,电阻越来越_______填“大”或“小”,当小灯泡的电阻为时,其电功率为_______。保留两位有效数字
四、计算题:本大题共3小题,共45分。
13.如图所示,金属小球甲用长度为的轻质绝缘细线悬挂在点,金属小球乙用长度为的轻质绝缘细线也悬挂在点,两小球质量相等且均视为质点和点电荷,带电量均为,甲贴在光滑绝缘的竖直墙壁上,甲、乙静止时两条细线之间的夹角正好为,重力加速度为,静电力常量为,,,,求:
竖直墙壁对甲的支持力以及乙的质量;
两小球在点产生的合电场强度的大小。
14.如图所示的电路图,电源的电动势,内阻未知,电动机的内阻为,定值电阻的阻值,电容器的电容,,当把两个开关都闭合,电容器的带电量为,电动机的电流,求:
电源的内阻以及电动机的效率;
两开关都闭合的电源效率与开关闭合、断开的电源效率之比。
15.如图所示,在平面直角坐标系的第二象限内存在沿轴正方向的匀强电场,第一象限存在沿轴负方向,电场强度大小为的匀强电场,轴与半圆弧内无电场,半圆弧的半径为,直径在轴上,是圆心,是半圆弧的顶点,是半圆弧上的一点,一质量为、带电量为的带正电粒子不计重力从第二象限的点坐标为由静止释放,经过轴上的点后到达半圆弧上的点,、,求:
粒子在点的速度;
第二象限匀强电场的场强大小以及粒子从到电场力做的总功的平均功率;
若让该粒子从第二象限的点,坐标为由静止释放,则粒子从经过轴上的点至到达轴需要多少时间?
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.对匀强电场的场强与电压之间的关系计算才适用,故 A错误;
B.只适用于真空中孤立的点电荷的电场强度计算,故 B错误;
C.对任何电路的电功率计算都适用,故 C正确;
D.对任何电场、两点间的电势差计算都适用,故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】A.涂料微粒吸附于带正电荷的被涂物上,根据异种电荷相吸的原理,涂料微粒应带负电,A错误;
B.工件接地,电势为,电场线由工件指向喷口,沿着电场线的方向电势逐渐降低,则静电喷涂机喷口处的电势小于,B错误;
C.电场线的疏密表示电场的强弱,工件表面处的电场线比喷口处的电场线稀疏,则工件表面处的电场强度小于喷口处的电场强度,C正确;
D.真空中等量异种点电荷之间的电场线上下对称、左右也对称,工件与喷口之间的电场线上下对称,但左右不对称,所以工件与喷口之间的电场线与真空中等量异种点电荷之间的电场线不相同,D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】A.沿着电场强度的方向电势逐渐降低,由图像看出从至电势逐渐降低,则电场强度的方向由指向,即沿着轴的正方向一直向右,A错误;
B.点的电势大于,
由匀强电场电场强度与电势差的关系可得
当趋于可知,图像切线斜率的绝对值等于电场强度的大小,
曲线在点的切线水平,则斜率为,电场强度为,B错误;
C.由图像可知,、两点间的电势差为,C错误;
D.由图像可知,D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】B.电源输出的电流是定值,当总电阻变化时,电流表的示数不变,故B错误;
A.增大的光照强度,其电阻减小,总电阻变小,外电压变小,电压表的示数变小,故A错误;
D.电流表的示数不变,电压表的示数变小,故电压表的示数与电流表的示数的乘积减小,故D正确;
C.电压表的示数变小,的电压变小,根据欧姆定律知,流过的电流减小,电流表的示数不变,故的电流增大,故 C错误。
故选D。
5.【答案】
【解析】A.由公式、、可得
当把极板向上移动一小段距离,两极板间的距离增大,但对无影响,则有
可知,不变,故 A正确;
B.因为电容器两极板间的电势差等于指针所指示的电势差,所以静电计指针偏角的变化表征了电容器两极板间电势差的变化,静电计指针偏角越大,表示电容器两极板间的电压越大,故B错误;
C.两极板间匀强电场的方向向下,由二力平衡可得小球受到的电场力竖直向上,则小球带负电,由
解得,故C错误;
D.因为静电计的指针带正电,则极板带正电,极板带负电,极板的电势高于极板的电势,又因为极板与静电计外壳均接地电势相等均为,则极板的电势高于静电计外壳的电势,故D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】A.灵敏电流计与小电阻并联,改装成电流表,故A错误;
B.灵敏电流计与大电阻串联改装成电压表,量程大,串联的电阻大,的量程小于的量程,则的电阻小于的电阻,故 B错误;
C.、串联,电流相同,流过灵敏电流计的电流相同,则、指针的偏转角相同,的量程小于的量程,则的读数小于的读数,故 C正确;
D.定值电阻的电压等于的读数与的读数之和,、串联,读数相同,电流相同,由于电压表的分流作用,则定值电阻的电流小于或的读数,故 D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】设的长度为、的长度为,设导体的电阻率为,根据电阻定律以及欧姆定律,综合可得
则有,,
解得,,故AB错误;
C.导体的体积为,故C正确;
D.由,,,解得,故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】A.点的横坐标、纵坐标分别表示把定值电阻直接接在此电源两端,电源的外电压和回路的电流,点的横坐标表示电源的电动势,则线段表示外电压、线段表示内电压,故A错误;
线段表示内电压,则图像中阴影面积表示电源内阻的热功率的一半,由
又,,解得


解得,故B错误,C正确;
D.由闭合电路欧姆定律可得,又,,,解得,故D正确。
故选CD。
9.【答案】
【解析】A.根据对称性与矢量合成,圆环上所有的电荷在点处产生的电场强度为,A错误;
B.由几何关系可得圆心与点之间的距离为
由点电荷的场强公式可得圆心处的在点产生的电场强度为,B正确;
C.设圆环上某点的带电量为,由几何关系可得此点与点的距离为
由点电荷的场强公式可得在点产生的电场强度为
假设圆环上有个,则有
在点与垂直轴方向上,的分量为,根据对称性,个的矢量和为,则圆环上所有电荷在点产生的场强沿着轴的正方向,的分量为
个的矢量和就是圆环上所有的电荷在处产生的场强,则有
综合可得,C错误;
D.由于,沿着轴的负方向
,沿着轴的正方向,
结合可得点电场强度的方向沿轴的负方向,D正确。
故选BD。
10.【答案】
【解析】A.辐射状的电场力充当粒子做匀速圆周运动的向心力,则有
解得粒子的比荷为,故A错误;
B.由匀速圆周运动的规律可得粒子从到的运动时间为,故B正确;
C.粒子从到做类平抛运动,粒子在点的速度与在点的速度之间的夹角为,把粒子在点的速度分别沿着电场线和垂直电场线分解,则有
由动能定理可得
解得,故C错误;
D.由匀强电场的电压与电场强度之间的关系可得
解得、两点沿着电场线方向的距离为,故D正确。
故选BD。
11.【答案】欧姆; ;
; ;

【解析】对甲图,在测量电阻前需要将红黑表笔短接,进行欧姆调零,需要调整欧姆调零旋钮。
对图乙,电源的电动势为,满偏电流为,由闭合电路欧姆定律可得欧姆表的内阻为
当接上待测电阻,表头的示数为,则有
可得
对图丙,因为电灯泡的电阻约为,欧姆表的指针所指的刻度为,则实验选择开关所处的挡位是,灯泡阻值的读数为。
12.【答案】甲;

是; 大;
【解析】小灯泡的电压要从开始逐渐增加,所以滑动变阻器器要采用分压法的连接方式,要选图甲的实验电路图来连接实验器材;
用笔代替导线把器材连接起来如下图所示
分析丁图可知,小灯泡的电流在的范围内,伏安特性曲线是一条倾斜直线,则小灯泡的电阻是定值;
当小灯泡的电压大于,随着电压的逐渐升高,电压与电流的比值越来越大,则电阻越来越大;
当小灯泡的电压为时电流为,电阻为,则相应的电功率为。
13.【答案】假设甲、乙的连线水平即假设甲、乙的连线与悬挂甲的细线垂直,设两细线之间的夹角为,由几何关系可得
则有与题干相符,假设成立;
则甲、乙两球之间的距离为
对甲进行受力分析,水平方向由二力平衡可得
对乙进行受力分析,由三力平衡的矢量三角形可得
解得
甲在点产生的电场强度为,方向竖直向上
乙在点产生的电场强度为,方向斜向左上方与的夹角为
由平行四边形定则
综合计算可得

【解析】本题考查了静电力作用下的平衡问题以及电场强度的合成,难度一般。
14.【答案】设路端电压为,由电容的定义可得
路端电压为
由欧姆定律可得的电流为
由闭合电路欧姆定律可得
联立解得,电源内阻为
则电动机的效率为
两开关都合上电源的效率为
当开关闭合、断开,由闭合电路欧姆定律可得
电源的效率为
综合比较可得。

【解析】本题结合非纯电阻电路考查了闭合电路欧姆定律,难度一般。
15.【答案】设粒子在点的速度为,分析可得粒子从到做类平抛运动,把粒子从到的位移分别沿着轴与轴分解,由几何关系可得
由类平抛运动的规律可得
综合解得,,
设第二象限匀强电场的强度为,由动能定理可得
设粒子从到的运动时间为,则有
粒子从到电场力做的总功为
电场力做的总功的平均功率为
综合计算可得,
若让该粒子从第二象限的点坐标为由静止释放,由动能定理可得粒子经过轴上的点时速度仍为
假设粒子从点正好到达,由几何关系可得,由类平抛运动的规律可得
综合计算可得,
由几何关系可得,假设成立
由类平抛运动的规律可得
则有
粒子在的速度
分析可得由指向,则粒子从到做匀速直线运动,则有
则粒子从轴上的点到达轴需要的时间为。

【解析】本题考查了带电粒子在多区域电场的组合场中的运动,过程非常复杂,要找准几何关系。
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