兰州一中2024-2025-1学期10月月考试题
高二物理
说明:本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间75分钟。答案写在答题卡上,交卷只交答题卡。
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(本题共 7 小题,每小题只有一项符合题目要求,每小题 4 分,共 28 分)
1. 以下说法正确的是( )
A.多用电表测电阻时若指针偏角过大,为使测量精准需选择更小的倍率
B.沿电场线的方向,电场强度必定越来越小
C.电动势越大,表明电源储存的电能越多
D.闭合电路中电流总是从电势高处流向电势低处
2. 如图,两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端的电压为U,则( )
A.通过两棒的电流不相等
B.两棒的自由电子定向移动的平均速率v1>v2
C.两棒内的电场强度不同,细棒内场强E1小于粗棒内部场强E2
D.细棒的电压U1等于粗棒的电压U2
3. 如图为完全相同的两个正三角形ABC和DEF组成的正六角星,O点为图形正中心,现在A、D、B、E顶点各放一个电量为q的正电荷,在C、F顶点各放一个电量为q的负电荷,已知AB边长为a,则O点场强大小为( )
A. B. C. D.
4. 如图,在匀强电场中有一长方形区域ABCD,边长AB=0.3m、BC=0.4m,匀强电场方向与ABCD所在平面平行,A、B、C三点的电势,,,则匀强电场的电场强度大小和方向为( )
A.120V/m,沿AC方向 B.200V/m,沿AC方向
C.160V/m,沿BD方向 D.300V/m,沿BD方向
5.如图所示,用甲、乙两种电路测Rx的阻值,甲电路中电压表和电流表的示数分别为3.0 V和3.0 mA,乙电路中电压表和电流表示数分别为2.9 V 和4.0 mA,则待测电阻Rx的值应( )
A. 比725 Ω略小一些 B.比725 Ω略大一些
C. 比1000 Ω略小一些 D.比1000 Ω略大一些
6. 如图所示电路中,、、、为四个可变电阻器,、为两个极板水平放置的平行板电容器,两电容器的两极板间分别有一个油滴P、Q处于静止状态,欲使油滴P向下运动,Q向上运动,应当( )
A.增大,减小 B.增大,减小
C.增大,减小 D.增大,减小
7. 2023年2月,研究中心对某品牌最新款新能源汽车内的直流蓄电池进行测试。测试过程中系统输出的图像如图所示,其中P为直流电源的输出功率、I为总电流,下列关于该蓄电池的说法正确的是( )
A.电动势为10V B.内阻为1Ω C.最大输出功率为70W D.短路电流为24A
多选题(本题共 3 小题,共 18 分。在所给的四个选项中,每小题有多个选项符合题意,全选对得 6 分,选对但不全得 3 分)
如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表,,示数变化量的绝对值分别为,,,理想电流表A示数变化量的绝对值为,正确的是( )
A.示数增大 B.电源输出功率增大 C.与比值减小 D.大于
9. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能随位置x的变化关系如下图所示,其中段是对称的曲线,段是直线,则下列正确的是( )
A.、、处电势、、的关系为
B.段所受电场力沿x轴负方向,段所受电场力沿x轴正方向
C.粒子从O点向x轴正向运动过程中加速度先逐渐减小后逐渐增大到最后恒定
D.粒子从向运动过程中电场力做正功
10. 如图,两平行金属板水平放置,板长为L,板间距离为d,板间电压为U,一不计重力、电荷量为+q的带电粒子以初速度v0沿两板中线射入,经过t时间后恰好沿下板的边缘飞出,则( )
A. 在前时间内,电场力对粒子做的功为qU
B. 在后时间内,电场力对粒子做的功为qU
C. 在粒子下落的前和后过程中,电场力做功之比为1∶1
D. 在粒子下落的前和后过程中,电场力做功之比为1∶2
第Ⅱ卷(非选择题)
实验题(本题共2小题,共计17分)
11.(6分)在“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、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)根据数据画出的图象如图乙所示,由图象可得电池电动势为 V,内阻为 Ω;
12. (11分)某同学测量均匀金属丝的电阻率。
(1)使用螺旋测微器测定金属丝直径d,某次测量结果如图所示,读数为 ,然后用游标卡尺测量其长度L如图所示,可知其长度为 。
(2)用欧姆表粗测其电阻,把选择开关置于“”挡,测得阻值为 。
(3)用伏安法测金属丝电阻的阻值,提供如下器材:
电池组E:电动势,内阻不计;
电流表:量程,内阻约;
电流表:量程,内阻为;
滑动变阻器:阻值范围,额定电流为;
电阻箱:阻值范围,额定电流为;开关S,导线若干。要求实验中尽可能准确地测量的阻值。在方框中画出测量阻值的电路图,并在图中标明器材代号。
(4)金属丝的电阻率为 (用、d、、L表示)。
四、计算题(本题共 3 小题,共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤)
13.(10分)如图所示的电路中,电源电动势E=16V,内电阻r=2Ω,电动机M的电阻R0=1.0 Ω。闭合电键S后,标有“8V、16W”的灯泡L恰能正常发光。求闭合电键后:
(1)电源的总功率及输出功率;
(2)电动机的输出功率及机械效率。
14.(12分)如图,质量为m、电荷量为q的离子静止于A处,经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直进入水平向左的匀强电场中并击中竖直挡板QN上的Q点。已知静电分析器通道内有辐向分布的电场,圆弧虚线所在处的电场强度大小均为,方向指向圆心O,圆弧对应的半径为R,,N、O、P三点共线且水平,,离子重力不计。求:
(1)加速电场的电压大小。(2)QN、DC间匀强电场的电场强度大小。
(3)离子击中Q点时的速度大小。
15.(15分)如图所示,绝缘水平轨道与光滑绝缘竖直圆槽形轨道相切于A点,圆形轨道半径为R,圆形轨道上B点与圆心等高,水平轨道AM段长度也为R,竖直边界MN左侧分布有水平向左的匀强电场,场强。质量为m,带电量为+q的物块(可视为质点)以水平方向速度从M点进入电场,水平轨道AM段与物块间的动摩擦因数可调,(重力加速度为g,,)。求:
(1)若,且物块的速度,物块经过圆形轨道最低点A时对轨道的压力大小;
(2)若物块的速度,要使物块能做完整的圆周运动,AM段与物块间动摩擦因数满足什么条件;
(3)若,只把MN左侧的电场方向变成水平向右,其他条件不变,为使滑块能到达B点,物块的初速度应满足什么条件。
兰州一中2024-2025-1学期高二年级10月月考
物理答题卡
班 级
姓 名
单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
二、多项选择题(本题共3小题,总计18分)
三、实验题(本题共2小题,共17分)
四、计算题(本题共3小题,共37分)
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B A B C D D BD AC BC
1.A
【详解】A.电场线是用来表示电场中电场强度的方向和大小的,电场线越密,表示电场强度越大,由公式F=qE知,同一试探电荷所受的电场力越大,故A正确;
B.电场线的疏密表示电场强度的大小,沿着电场线方向,电场线不一定越来越疏,则电场强度不一定越来越小,故B错误;
C.由可知,电动势越大,指电源内部非静电力移动单位正电荷从负极到正极做的功越多,不是电源储存的电能越多,故C错误;
D.在电源的外电路中,电流流向总是从高电势流向低电势,而电源的内电路中,电流流向总是从低电势流向高电势。故D错误。
故选A。
2.B
【详解】A.由于两棒串联,所以电流相等,故A错误;
B.由公式
可知,两棒电流相等,而两棒横截面积关系为
得两棒的自由电子定向移动的平均速率
故B正确;
CD.由
可知,细棒的电阻大,由串联分压原理可知细棒的电压与粗棒的电压U2关系为
又由
可得
故C、D错误。
故选B。
3.A
【详解】因AE两点的正电荷在O点的合场强为零;O点到六个点的距离均为
则DC两点的电荷在O点的合场强为
方向沿OC方向;同理BF两点的电荷在O点的合场强为
方向沿OF方向,则合场强为
故选A。
4.B
【详解】匀强电场中,沿着任意方向每前进相同的距离,电势变化都相等,故
φA-φC=100V
φA-φB=36V
φB-φC=64V
边长AB=0.3m、BC=0.4m,根据勾股定理知
AC=0.5m
根据几何关系知由B向AC的连线作垂线的交点E点电势等于B点电势,电场线垂直于等势面,如图
即电场线方向为沿AC,由A指向C,电场强度大小为
故选B。
5.答案 C
解析 电流表的示数变化明显,说明电压表的分流作用对电路影响大,所以要用电流表内接的甲电路进行测量。甲电路中,电压表的示数是待测电阻和电流表两端的电压之和,故电压表示数比待测电阻Rx两端电压大,R测== Ω=1 000 Ω,又U测>U真,所以R测>R真,即测量值偏大,真实值比1 000 Ω略小一些,故C正确,A、B、D错误。
6.D
【详解】电容器接入电路中相当于断路,分析电路可知,电容器两端的电压为路端电压,而电容器两端的电压为电阻两端的电压,开始两油滴均静止,则可知电场力等于重力,电场力均向上,要使油滴P向下运动则电容器两端的电压需减小,即路端电压需减小;而要使油滴Q向上运动则电容器两端的电压需增大,即电阻两端的电压需增大,则根据闭合电路的欧姆定律有
而路端电压
两端的电压为
则可知总电阻必须减小,可使电流增大,内电压增大,路端电压减小,同时两端的电压增大,因此需减小或减小的同时增大,且的减小量大于的增加量,如此方可满足油滴P向下运动,Q向上运动。
故选D。
7.D
【详解】AB.电源的输出功率为
变形得
结合图像可得
,
故AB错误;
C.由
可知当
最大输出功率为
故C错误;
D.该蓄电池的短路电流为
故D正确。
故选D。
8.BD
【详解】A.由题图可知,滑动变阻器与电阻R串联,滑动变阻器滑片向下滑动,其阻值减小,整个闭合回路电阻减小,干路电流增大,路端电压为
测的是路端电压,其示数减小,故A错误;
B.电源的输出功率随外电阻的变化关系如图所示
由于定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r,故外电阻减小时,电源输出功率在增大,故B正确;
C.V1、V3分别测得是R和滑动变阻器的电压,滑动变阻器两端电压为
可得
可知与的比值保持不变,故C错误;
D.由题意可知
,
由于,故大于,故D正确。
故选BD。
9.AC
【详解】A.根据电势能与电势的关系,粒子带负电,,则知:电势能越大,粒子所在处的电势越低,所以有,故A正确;
B.粒子在段,电势能减小,电场力做正功,电场力沿轴正方向。在段,电势能增大,电场力做负功,电场力沿轴负方向,故B错误;
C.图像的斜率
可知,图像的斜率表示电场力,因此,粒子从点向运动过程中电场力先减小后增大,最后恒定,则加速度也是先减小后增大,故C正确;
D.粒子在段,电势能增大,电场力做正功,故D错误。
故选AC。
10.答案 BC
解析 粒子在两平行金属板间做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,在前后两个的时间内沿竖直方向的位移之比为1∶3,则在前时间内,电场力对粒子做的功为qU,在后时间内,电场力对粒子做的功为qU,A错误,B正确;由W=qEx知,在粒子下落的前和后过程中,电场力做功之比为1∶1,C正确,D错误。
11. 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
12. 0.680 22.7 190
【详解】(1)(1)[1]螺旋测微器的读数为
[2]游标卡尺的精度为0.1mm,读数为
22mm+mm=22.7mm
(2)[3]指针指向“19”刻度,选择开关置于“×10”挡,则读数为190Ω;
(3)①[4] [5] 根据电表的改装原理可知,应将电流表与电阻箱串联,改装成一个量程为0 3.0V的电压表,根据欧姆定律有
=9000Ω
②[6]待测电阻较小,电流表采用外接法,滑动变阻器最大阻值较小,采用分压式接法,如图
(4)[7]根据电阻定律有
其中
解得
14.(1)64W,32W;-----------5分 (2)12W,75%---------------5分
【详解】(1)小灯泡正常发光,故路端电压为
根据闭合电路欧姆定律有
解得总电流为
电源的总功率
电源的输出功率
(2)通过灯泡的电流
故通过电动机的电流
电动机的发热功率
电动机的总功率
故电动机的输出功率为
电动机的机械效率为
15.(1);-------4分(2);------4分(3)--------4分
【详解】(1)离子在加速电场中加速,根据动能定理,有
离子在辐向电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,有
解得加速电压
(2)离子做类平抛运动,有
解得
(3)由动能定理,得
击中Q点时的速度
16.(1);--------4分(2);---------6分(3)-----------5分
【详解】(1)物块从M点到A点,由动能定理得
物块在A点做圆周运动,受轨道的支持力为,在A点由牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可得,物块对轨道的压力大小为2mg。
(2)当物块通过等效最高点C时,重力和电场力的合力恰好提供向心力时,物块恰能做完整的圆周运动,受力分析如图所示
合力与竖直方向夹角为;物块从M点到C点,由动能定理得
在等效最高点C时,由牛顿第二定律得
联立解得
(或0.125)
要使物块能做完整的圆周运动,AM段与物块间动摩擦因数
(3)物块从M点到B点,由动能定理得
物块恰能到B点,则对轨道压力为
由牛顿第二定律得
联立解得
因此,物块的初速度