2024-2025学年山东省安丘市第一中学高二（上）开学考试物理试卷（含解析）

2024-2025学年山东省安丘市第一中学高二（上）开学考试物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.如图，质量为的一磁铁吸附在铁板的下方，磁铁重心到铁板端的距离为，铁板端与铰链连接，现缓慢推动端，使铁板与磁铁一起绕铁板端逆时针转动，转动过程中，铁板与磁铁始终保持相对静止，重力加速度为，铁板与水平面夹角从变为过程中，则下列说法正确的是( )
A. 磁铁受到三个力的作用
B. 磁铁可能不受摩擦力的作用
C. 铁板对磁铁的作用力不做功
D. 铁板对磁铁的作用力做功为
2.如图所示，一滑雪运动员从山坡上的点由静止开始滑到山坡底的点，该运动员和雪橇的总质量为，滑到点的速度大小为，、两点的高度差为，重力加速度为，该过程中阻力做的功为( )
A. B.
C. D.
3.如图所示，小郭同学将电容式位移传感器的两极板接入到电路中进行实验探究。电容式位移传感器中的电介质板与被测物体固连在一起，可以左右移动。电介质板插入极板间的深度记为，电压表和电流表均为理想电表，电源电动势、内阻均恒定，为定值电阻。下列说法正确的是( )
A. 电压表读数不为零，说明在增大
B. 若保持不变，则电压表示数一定为零
C. 在增大的过程中，电容器两极板带电量减小
D. 在增大的过程中，点电势始终高于点
4.下列公式中，、、、、、、、分别表示静电力、电荷量、电场场强、电势差、点电荷之间的距离、沿电场线方向的距离、电场中某点的电势、电荷在电场中某点所具有的电势能：，，，，，以下说法正确的是( )
A. 它们都只对点电荷或点电荷的电场成立
B. 只对点电荷成立，对任何电场都成立，只对匀强电场成立
C. 只对点电荷或点电荷电场成立，对任何电场都成立
D. 只对点电荷成立，对任何电场都成立
5.一根粗细均匀的金属导线阻值为，两端加上恒定电压时，通过金属导线的电流强度为，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为。若将该金属导线对折一次，使其长度变为原来的一半，仍给它两端加上恒定电压，则下列说法正确的是
A. 此时金属导线的阻值为 B. 此时通过金属导线的电流为
C. 此时自由电子定向移动的平均速率为 D. 此时自由电子定向移动的平均速率为
6.如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计和一个变阻器组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是( )
A. 甲表是电流表，减小时量程减小
B. 甲表是电流表，减小时量程增大
C. 乙表是电压表，减小时量程增大
D. 乙表是电流表，减小时量程增大
7.如图所示，电源电动势，内阻，小灯泡标有“”字样，开关闭合后，小灯泡正常发光。已知电动机的内阻也是，则电动机的输出功率为( )
A. B.
C. D.
8.如图，为灵敏电流计，为理想电压表，为定值电阻，是一根盐水柱封于橡皮管内，与电路导通，平行板电容器两极板水平，开关闭合后，电容器两板间的带电油滴恰好静止。则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中忽略温度对电阻的影响( )
A. 电阻的阻值减小 B. 表示数减小
C. 油滴仍然静止 D. 表中有从到的电流
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.某同学在操场上踢足球，足球质量为，该同学将足球以速度从地面上的点踢起，最高可以到达离地面高度为的点位置，从到足球克服空气阻力做的功为，选地面为零势能的参考平面，则下列说法中正确的是( )
A. 足球从到机械能守恒
B. 该同学对足球做的功等于
C. 足球在点处的机械能为
D. 足球在点处的动能为
10.四个相同的小量程电流表表头分别改装成两个电流表、和两个电压表、。已知电流表的量程大于的量程，电压表的量程大于的量程，改装好后把它们按图所示接法连入电路，则( )
A. 电流表的读数大于电流表的读数
B. 电流表指针的偏转角小于电流表指针的偏转角
C. 电压表的读数小于电压表的读数
D. 电压表指针的偏转角等于电压表指针的偏转角
11.在如图所示的电路中，电源电动势和内阻为定值，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合电键，理想电流表的示数为，理想电压表、和的示数分别为、和当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，各电表示数变化量分别为、、和，下列说法正确的是( )
A. 变大，变大
B. 电源的效率增加
C. 电源的总功率增加
D. 不变，不变
12.在如图所示的电路中，电源电动势为、内阻为，为电容器，为定值电阻，为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡能正常发光。当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断错误的是( )
A. 电容器的电荷量将减小
B. 灯泡将变亮
C. 两端的电压减小
D. 电源的总功率变小，但电源的输出功率不一定变大
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13.某物理学习小组在“验证机械能守恒定律”的实验中取
他们拿到了所需的打点计时器带导线、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要______填字母代号
A.直流电源 交流电源 秒表 毫米刻度尺
先接通打点计时器的电源，再释放重物，打出的某条纸带如下图所示，是纸带静止时打出的点，、、是标出的个计数点，测出它们到点的距离分别为和，其中有一个数值不符合读数规则，代表它的符号是_____选填“”、“”或“”；
已知电源频率是，利用中给出的数据求出打点时重物的速度_____保留三位有效数字；
重物在计数点、对应的运动过程中，减小的重力势能为，增加的动能为，通过计算发现，，其原因是_____。
14.随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率不合格电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某学习小组对某种纯净水样品进行检验，实验步骤如下：
将采集的水样装满绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器长为，两端用金属圆片电极密封，用游标卡尺测量圆柱形容器内径如图所示，其示数为_______；
小组同学用多用电表粗测该水样的电阻为。为了准确测量水样的电导率，学习小组准备利用以下器材进行研究；
A.电压表，内阻约为
B.电压表，内阻约为
C.电流表，内阻约为
D.电流表，内阻约为
E.滑动变阻器最大阻值为
F.蓄电池电动势为，内阻约为
G.开关、导线若干
实验要求测量尽可能准确，请你在方框中设计出实验电路图_______，电路中电压表应选择_______，电流表应选择_______；填器材前面的字母序号
该水样电导率的表达式为_______用测得的物理量表示。
四、计算题：本大题共4小题，共36分。
15.如图所示，一条长为的绝缘细线，上端固定，下端系一质量为的带电小球，将它置于电场强度为、方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角。
小球带何种电荷？电荷量为多少？
若将小球向左拉至细线呈水平的位置，然后由静止释放小球，则放手后小球做什么运动？经多长时间到达最低点？
16.如图，一质量、带电荷量的微粒以初速度大小竖直向上从点射入一水平向右的匀强电场，当微粒运动到比点高的点时，速度大小为，方向水平。取，求：
微粒的初速度大小；
、两点间的电势差；
匀强电场的场强大小。
17.如图电路中，电阻，、两端的电压保持不变，电压表的内阻，量程足够大。当电压表接在、两端时，示数。求：
电压表接在、两端时，电路中流经电阻的电流；
电阻；
电压表接在、两端时，电压表的示数。
18.如图所示，电源电动势，内阻，，，．
闭合开关，求稳定后通过的电流．
然后将开关断开，求电容器两端的电压变化量和流过的总电荷量．
如果把换成一个可变电阻，其阻值可以在范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，消耗的最大电功率．
答案解析
1.
【解析】根据受力平衡可知，磁铁一定受到重力、磁力、弹力和摩擦力作用，共个力的作用，故AB错误；
铁板对磁铁的作用力与磁铁的重力平衡，大小等于 ，方向竖直向上，则铁板对磁铁的作用力做功为，故C错误，D正确。
故选D。
本题主要考查受力分析，做功。解决本题的关键在于对做功公式的正确运用。
2.
【解析】对运动员和雪橇从点到点过程，应用动能定理
解得
故选C。
3.
【解析】 由题图可知，若电压表读数不为零，说明电路中有电流通过，若电容器充电，由电容公式可知，因不变，所以增大，则变大，又、不变，则增大，说明在增大；若电容器放电，由电容公式可知，因不变，所以减小，则变小，又、不变，则减小，说明在减小，A错误；
B.若保持不变，则不变，由电容公式可知，不变，不变，电路中无电流通过，则电压表示数一定为零，B正确；
C.在增大的过程中，则增大，由电容公式可知，变大，又因不变，则可知变大，说明电容器充电，两极板带电量增大，C错误；
D.在增大的过程中，电容器充电，两极板带电量增大，电源外部电流从正极出发回到负极，则电流由流向，则点电势始终高于点，D错误。
4.
【解析】是库仑定律表达式，只对点电荷成立；是点电荷电场强度表达式，只对点电荷成立；是电场强度的定义式，对任何电场都成立；是电势的定义式，对任何电场都成立；是匀强电场中场强与电势差之间的关系式，只对匀强电场成立。
故选B。
5.
【解析】A.将金属导线对折一次时，根据，可知金属导线的电阻变为，故A错误；
B.根据欧姆定律可知，，故B错误；
根据电流的微观表达式，可知、不变，变为原来的倍，电流变为原来的倍，则此时自由电子定向移动的平均速率为，故C正确，D错误。
故选C。
6.
【解析】甲表中电阻箱与灵敏电流计并联，可知甲表为电流表，量程为
可知减小时甲表电流的量程增大，故A错误，B正确；
乙表中电阻箱与灵敏电流计串联，可知乙表为电压表，量程为
可知减小时乙表电压的量程减小，故CD错误。
故选B。
7.
【解析】由小灯泡正常发光，知电路中电流为，则电动机两端电压为--，电动机的输入功率为，
电动机发热功率为，输出功率，选项B正确．
8.
【解析】 A.根据电阻定律，握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中，可知电阻 的阻值增大，故A错误；
由于电阻 的阻值增大，可知电路总阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大，则表示数增大，电容器极板电压增大，板间电场强度增大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动；根据，可知电容器所带电荷量增大，电容器充电，则表中有从到的电流，故BC错误，D正确。
9.
【解析】A.足球从到过程，足球克服空气阻力做的功为，足球从到机械能不守恒，故A错误；
B.该同学将足球以速度从地面上的点踢起，该同学对足球做的功，故B正确；
C.选地面为零势能面，足球在点处的机械能，故C错误；
D.对足球从到的过程中应用动能定理可得：，解得足球在点处的动能为：，故D正确。
故选BD。
10.
【解析】表头并联电阻后可改装成电流表。对于电流表和，两个表头并联，电压相同，故流过两个表头的电流相同，则电流表的指针偏转角等于电流表的指针偏转角，而电流表的量程大于的量程，则电流表的读数大于电流表的读数，故A正确，B错误；
表头串联电阻后可改装成电压表。对于电压表和，两个表头串联，故流过两个表头的电流相同，则电压表的指针偏转角等于电压表的指针偏转角，而电压表的量程大于的量程，则电压表的读数大于电压表的读数，故C错误，D正确。
故选AD。
11.
【解析】解：、根据电路图可知，滑片上滑，阻值减小，总阻值阻值减小，电流增大，闭合电路的欧姆定律，可知减小，增大，由电路图可知，所以减小，由电源的效率可知，效率在减小，由电源总功率可知，总功率在增加，故C正确，AB错误；
D、由可知，由可知，的变化等于内电阻两端的电压变化，所以，由于和是定值，故D正确。
故选：。
12.
【解析】B.把滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知：电路中总电流增大，则灯泡变亮，故B正确；
电容器两端的电压
增大，、不变，则减小，电容器两极板的电压减小，电容器的电量减小；稳定后电容器相当于断路，故两端的电压为保持不变，故A正确，C错误；
D.根据电源的功率
可知，电源提供的总功率变大，由于电源的内阻与外电阻的关系未知，无法判断电源输出功率的变化，故D错误。
本题选错误的，故选CD。
13.

纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力
【解析】在利用打点计时器时，需要给与配套交流电源，不需要秒表，并需要借助毫米刻度尺测量距离，以便验证机械能守恒定律，验证的表达式中，因此还需要两种仪器。
故选BD。
再利用毫米刻度尺读数时，应注意估读到下一位，因此 读数不符合要求。
点速度应为段的平均速度，故
减小的重力势能 大于增加的动能 ，可能的原因是纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力。
14.



【解析】圆柱形容器内径为
该水样的电阻为，电流表应采用内接法，由于滑动变阻器的阻值比待测电阻小太多，所以采用分压接法，电路如图所示：
由于电源电压为，为了电压测量的安全性，应选择接近的电压表量程范围，故选B。
电流表中电流约为
电流表应选用。
根据 可知
电导率是电阻率的倒数，所以电导率为
15.解：
由于小球处于平衡状态，对小球进行受力分析，如图所示
由此可知小球带正电，设其电荷量为，则
联立可得
静止释放后，小球由静止开始沿与竖直方向成斜向右下方做匀加速直线运动，当到达最低点时，它经过的位移为 ，此时细线刚好拉直，由匀变速直线运动的规律可得
由牛顿第二定律得
所以

【解析】小球受重力、电场力和拉力处于平衡状态，根据共点力平衡得出电场力的方向和大小，从而得出小球的电性以及电量的大小；
由牛二律可求得加速度，由运动学公式求时间。
解决本题的关键正确地进行受力分析，运用共点力平衡知识进行求解．由牛顿运动定律分析运动情况。
16.小球的初速度是．
两点间的电势差是．
匀强电场的场强的大小是．
【解析】微粒在匀强电场中，水平方向只受电场力，做初速度为零的匀加速运动；竖直方向只受重力，做匀减速直线运动．对于竖直方向，有：
则得：
对于小球从到的过程，由动能定理得： ，代入数据解得
对小球竖直方向：，水平方向：，故，匀强电场的场强的大小为
答：
小球的初速度是．
两点间的电势差是．
匀强电场的场强的大小是．
17.当电压表接在、两端时有
此时，电路中流经电阻的电流
电压表接在、两端时，根据上述，并联电路两端电压与电阻两端电压相等，则有
解得
电压表接在、两端时有
则电压表的示数

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
18.解：稳定时，电容看做断开状态，电路中的电流：；
代入数据得，；
闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压：

断开稳定后，电容器两端的电压为：
所以，由得
流过的总电荷量为：，
代入数据解得
当时，消耗的电功率最大，且有，代入数据得
【解析】闭合开关，稳定后电容看做断开状态，根据闭合电路欧姆定律求解通过的电流；
将开关断开，电容器两端的电压等于电源的电动势．由求出电容器两端的电压变化量，流过的总电量等于电容器电量的变化量；
将看成电源内阻，时，消耗的电功率最大，由公式求解其最大值。
对于含有电容器的电路问题，关键是确定电容器的电压，当电路稳定时，电容器所在电路没有电流，相当于开关断开，电容器的电压等于所并联电路两端的电压。
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