安徽省定远重点中学2024-2025学年第一学期1月阶段检测高二物理卷（含解析）

2024-2025学年第一学期1月阶段检测试卷
高二物理
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.关于物理学史，下列说法正确的是( )
A. 正电荷和负电荷最早是由科学家富兰克林命名的
B. 元电荷的数值最早是由物理学家库仑测得的
C. 物理学家特斯拉最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场
D. 库仑利用扭秤装置得出了库仑定律，但静电力常量是由卡文迪什最先测量的
2.如图，两电荷量分别为和的点电荷对称地放置在轴上原点的两侧，点位于轴上点与点电荷之间，点位于轴上点与点电荷之间，且，关于点对称，点位于轴点上方，取无穷远处为零电势点。下列说法正确的是( )
A. 点的电势为，电场强度也为 B. 点电场强度和点电场强度相同
C. 点电势和点电势相同 D. 电子在点的电势能大于在点的电势能
3.沿电场中某条直电场线方向建立坐标系，以轴正方向为场强正方向，该电场线上各点的电场强度随的变化规律图像如图所示，轴上的、、、四点间隔相等，一个带正电的点电荷沿轴运动，则( )
A. 从到电势先降低后升高
B. 带正电的点电荷由运动到的过程中所受电场力先减小后增大
C. 带正电的点电荷由运动到的过程中电势能一直减小
D. 带正电的点电荷从运动到的过程中电场力做的功小于从运动到的过程中电场力做的功
4.如图所示电路，当开关、闭合时，一带电液滴恰好静止在平行板电容器、两金属板间的点。现进行下列操作，对应说法正确的是( )
A. 若仅断开开关，液滴仍然保持静止
B. 若仅断开开关，液滴将向下运动
C. 若将板向上平移到图中虚线位置，板间点电势将降低
D. 若将变阻器的滑片向右滑动少许，液滴电势能将减小
5.如图所示的电路中，电源电动势、内电阻为，水平放置的平行板电容器与二极管连接，在两板间一带电液滴恰好处于静止状态。灯的电阻保持不变且等于，，若的滑片向上滑动时，下列判断正确的是( )
A. 液滴将向下加速运动 B. 灯泡变亮
C. 电源输出的功率减小 D. 通过的电流减小
6.如图所示，点处有一静止的小磁针，该处地磁场的水平分量为，现在在小磁针正上方处平行小磁针方向放置一水平通电长直导线，从上往下看，小磁针逆时针偏转后最终静止。已知通电直导线在其周围某一点产生磁场的磁感应强度大小与电流大小成正比，与导线到这一点的距离成反比。则下列说法正确的是
A. 通电长直导线的电流方向为从北到南
B. 直线电流在处产生的磁场方向就是小磁针静止时极所指的方向
C. 通电直导线在点产生的磁场的磁感应强度大小为
D. 若通电长直导线中的电流大小变为原来的倍，则小磁针最终静止时与初始位置之间的夹角变为原来的倍
7.一个质量为的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，假设网对运动员的作用力与时间的关系如图所示，重力加速度取，不计空气阻力，则( )
A. 运动员与球网作用过程中重力的冲量为零
B. 运动员反弹的高度为
C. 球网对运动员的作用力冲量大小为
D. 与球网作用过程中运动员动量变化量大小为
8.在光滑水平面上、两小车中间有一弹簧不连接，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将两小车及弹簧看作一个系统，下列说法中不正确的是( )
A. 两手同时放开后，系统总动量始终为零
B. 先放开左手，再放开右手后，动量不守恒
C. 先放开左手，后放开右手，总动量方向向左
D. 无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示，、是竖直面内圆中两条相互垂直的直径，、是圆上的两点，、连线与的夹角都为，该圆处于方向与圆面平行的匀强电场中。一群质子从点射出，可以到达圆上任意点。比较圆上这些点，发现到达点的质子动能增量最大。现换用电荷量为、质量的小球沿不同方向从点抛出，小球仍然可以到达圆上任意点。在这些点中，小球经过点的动能增量最大。已知圆的半径为，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 点的电势大于点电势
B. 匀强电场的场强大小为
C. 小球经过点的动能增量大于小球经过点的动能增量
D. 小球在点竖直向下抛出，小球恰好经过点时的动能为
10.如图所示，质量为的物块静止在光滑水平地面上，左侧面为圆弧面且与水平地面相切，质量为的滑块以初速度向右运动滑上，沿左侧面上滑一段距离后又返回，最后滑离，不计一切摩擦，从滑上到滑离的过程中，下列说法正确的是
A. 、组成的系统动量守恒 B. 合外力对的冲量大小为
C. 对做的功为 D. 沿上滑的最大高度为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.用螺旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如图所示，从图中读出金属丝的直径为___________。用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量时，示数如图所示，则读数分别为___________。
在“测定金属丝的电阻率”的实验中，如果测出金属丝接入电路的长度、直径和金属丝接入电路时的电流和其两端的电压，就可求出金属丝的电阻率。用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率，其表达式为___________。
在此实验中，金属丝的电阻大约为，在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电丝外，选用了如下实验器材：
A.直流电源：电动势约，内阻不计；
B.电流表：量程，内阻约；
C.电压表：量程，内阻约；
D.滑动变阻器：最大阻值；
E.开关、导线等。
在以下可供选择的实验电路中，应该选图___________填“甲”或“乙”，选择的接法为___________接法填“内”或“外”，此接法测得的电阻值将___________填“大于”“小于”或“等于”被测电阻的实际阻值。
根据所选实验电路图，在实物图中完成其余的连线。在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置在___________填“最左”或“最右”端。
12.某物理兴趣小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
A.待测电池组电动势约为，内阻约为
B.电压表量程，内阻约
C.电流表量程，内阻
D.定值电阻阻值
E.定值电阻阻值
F.滑动变阻器，允许最大电流为
G.开关一只，导线若干。
实验小组设计的电路如图甲所示，虚线框内是将电流表改装成量程为的电流表，需要 选填“串联”或“并联”一个定值电阻 选填“”或“”。
实验中测得表示数和表示数的多组数据，作出的图线如图乙所示，则该电池组的电动势 ，内阻 。结果保留两位有效数字
如图丙所示，将实验所用的电池组串联一个小灯泡和一个定值电阻，，图丁是小灯泡的电压和电流关系图像，试估算小灯泡的实际功率是 。结果保留两位有效数字
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，一质量的物块在水平地面上运动，物块与地面间的动摩擦因数．时，物块的速度大小，方向水平向右．此时对物体施加一外力，随时间的变化关系满足规定向右为正方向，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，求：
外力的冲量大小；
物块向右运动过程中速度的最大值；
从零时刻到速度为零所用的时间．
14.如图所示，光滑绝缘水平面上有带同种电荷的、两金属小球，其中球质量为、球质量为，、两球均视为点电荷。在时刻给球水平向右的初速度，同时由静止释放球，在库仑力的作用下，两球在时刻相距最近未接触。规定两球相距无穷远时，、组成的系统电势能为；时刻、组成的系统电势能为，求：
时刻，、两球的速度大小；
时刻，、两球组成的系统的电势能；
最终，、两球的速度大小。
15.如图所示，位于真空中的平面直角坐标系，在第二象限内存在电场强度大小为、方向沿轴正方向的匀强电场Ⅰ，在的区域存在电场强度大小也为、方向沿轴正方向的匀强电场Ⅱ。某时刻，一质量为、电荷量为的带正电粒子，以一定的速度沿轴负方向通过电场Ⅰ区域中的点，之后恰好经坐标原点进入第四象限。不计粒子重力。求该粒子：
经过点时的速度大小；
在第四象限运动过程中与轴的最大距离；
从离开点到第二次通过轴经历的时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.美国科学家富兰克林通过实验发现，雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同并命名了正电荷和负电荷，故A正确，
B.元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的，故B错误；
C.英国物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场，符合客观事实，故C错误；
D.库仑利用扭秤装置研究了带电小球之间的作用力，得出了库仑定律；并测出了静电力常量，卡文迪什利用扭秤测量出了万有引力力常量，故D错误。
2.【答案】
【解析】A.根据点电荷所形成的电场可知，电场线从正电荷出发指向负电荷或无穷远处，或从无穷远处指向负电荷，由此可知电的场强方向从指向负电荷，设 ，则根据电场强度的矢量运算法则可知，电处的电场强度为
显然其不为零，而电势满足代数运算，可得点处的电势为
故A错误；
B.根据电场强度的矢量运算法则可得
，
方向均沿着两点电荷连线指向负电荷，由此可知点电场强度和点电场强度相同，故B正确；
C.根据电势的代数运算法则可得
，
故C错误；
D.带负电的粒子在电势低的地方电势能大，由于
且电子带负电，因此电子在点的电势能小于在点的电势能，故D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】A、从至场强沿轴负方向，则从到处逆着电场线方向移动，电势升高，选项A错误
B、带正电的点电荷由运动到的过程中，由图可以看出电场强度先增大后减小，故电场力先增大后减小，选项B错误
C、从到过程中逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷的电势能一直增大，选项C错误
D、由图可知，和之间的平均电场强度小于和之间的平均电场强度，根据公式可知，带正电的点电荷从运动到过程中电场力做的功小于从运动到过程中电场力做的功，选项D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】若仅断开开关，电容器将放电，液滴将向下运动，故A错误
若仅断开开关，极板电荷量不变，液滴将仍保持静止，故 B错误
若仅将板向上平移到图中虚线位置，板间距减小，电压不变，根据可知场强变大，取板电势为，则，得到减小，故C正确
若仅将变阻器的滑片向右滑动少许，调节滑片不改变极板间电压，液滴仍然保持静止，电势能不变，故 D错误。
5.【答案】
【解析】
A.将滑片向上滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，根据“串反并同”原理知，电容器两端电压减小，电容器要放电，电容器上极板带正电，又由于二极管的单向导电性，电容器的电量不变，板间场强不变，液滴所受的电场力不变，因此液滴将静止不动，故A错误；
B.将滑片向上滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中总电阻减小，电路中电流增大，路端电压减小，灯泡消耗的功率减小，则灯泡将变暗，故B错误；
C.由于并联电阻小于任何一个分电阻，所以外电路的电阻小于，因大于外电路电阻，随着外电路电阻的减小，电源的输出功率减小，故C正确；
D.外电路总电阻减小，根据“串反并同”原理知，通过的电流增大，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】A.小磁针处于地磁场和电流磁场中，其指向是合磁场的方向，根据安培定则，可判断直导线的电流应是由南向北，故A错误；
B.磁场的磁感应强度是矢量，通电后，小磁针静止时极所指的方向即为电流在小磁针处产生的磁场与地球的磁场的合磁场的方向，故B错误；
C.分析题意知，通电长直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度的方向与地磁场的水平分量垂直，合磁场的方向与地磁场的水平分量的夹角为，其中地磁场的水平分量为，根据数学关系知，通电长直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小为，故C正确；
D.通电长直导线中的电流大小变为原来的倍，则通电长直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小变为
，设小磁针最终静止时与初始位置之间的夹角设为，，则小磁针最终静止时与初始位置之间的夹角不是变为原来的倍，故D错误。
7.【答案】
【解析】A、运动员与球网作用时间不为零，则重力的冲量不为零，故A错误；
B、运动员落到蹦床的速度，方向向下，
图像围成的面积表示的冲量，分析运动员与球网作用过程，以竖直向上为正方向，根据动量定理，
解得运动员离开蹦床时的速度为，则反弹的高度为，故B错误；
C、球网对运动员的作用力冲量大小为，故C正确；
D、与球网作用过程中运动员动量变化量大小为，故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】两手同时放开、两小车后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量为零，故 A正确；先放开左手，此过程两车与弹簧组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，但是两手都放开后，系统所受的合力为零，动量守恒，故B错误；
先放开左手，系统所受合外力的冲量方向向左，系统总动量方向向左，再放开右手后，系统动量守恒，总动量的方向向左，故C正确；
无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，如果同时放手，系统总动量为零，如果不同时放手，系统总动量不为零，则系统的总动量不一定为零，故D正确。
9.【答案】
【解析】A.到达点的质子动能增量最大，说明电场力的方向从指向，质子带正电荷，电场的方向也是从指向，所以点的电势小于点电势，A错误；
B.带正电的小球经过点的动能增量最大，说明电场力和重力的合力方向从指向，电场力的方向从指向，重力的方向竖直向下，由矢量合成的平行四边形定则，，B正确；
C.重力和电场力的合力水平向左，与垂直，小球经过点的动能增量等于小球经过点的动能增量，C错误；
D.小球在点竖直向下抛出，做类平抛运动经过点，等效的重力加速度 ，竖直方向上：，水平方向上：，，解得：，，所以小球恰好经过点时的动能为，D正确。
所以选BD
10.【答案】
【解析】A.、组成的系统在运动过程中合外力不为零，因此系统动量不守恒，但系统在水平方向上合力为零，因此系统水平方向动量守恒，故A错误；
D.对、系统，上滑到最高点过程中，有，，解得：，即沿上滑的最大高度为，故D正确；
、对整个过程，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得，由机械能守恒定律可得，解得，对由动量定理可得，合外力对的冲量大小为，项正确对由动能定理得，项错误故选择。
11.【答案】； 甲外小于
实物图
最左

【解析】
螺旋测微器的精度为，由图示螺旋测微器可知，其示数为：；
游标卡尺的读数为：；
导体电阻：，由电阻定律可知：，电阻率：；
由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，采用电流表外接法，应选择图甲所示电路；
电流表选择外接法，由于电压表的分流作用，所测电流偏大，由欧姆定律可知电阻测量值小于真实值；
根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：滑动变阻器采用限流接法，为保护电路滑片应置于滑片左端；
12.【答案】并联
【解析】将电流表改装成量程为的电流表，需要并联一个定值电阻。
根据
解得
则并联定值电阻。改装后电流表的电阻为．
根据闭合电路欧姆定律，可得
结合乙图可知 ，
解得
在丙图电路中，把定值电阻看成电池组的一部分，则其内阻为
在丁图中做出电源的特征曲线，如图所示
两图线的交点横纵坐标分别表示小灯泡的电流和电压值，所以小灯泡的实际功率是。
13.解：当时，，
外力的冲量是图示三角形面积， ．
物块合外力为零时，速度最大， ，
将代入解得： ，
从到速度最大，时 ，时，
由动量定理， ，
解得：。
从零时刻到速度为零，外力的冲量
由动量定理
解得：
14.解：设向右为正方向，该过程中、两球组成的系统动量守恒，且在时刻、两球共速，由动量守恒定律有，解得；
根据能量守恒定律有，解得；
最终，、两球会相距无穷远，此时系统的电势能为，整个过程系统能量守恒且动量守恒，根据能量守恒定律有，根据动量守恒定律有，
解得，或，，最终，球速度向左，球速度向右，故A球速度大小为，球速度大小为。
15.【答案】

【解析】设粒子经过点时速度大小为，从到经历的时间为，则
整理得
粒子经过点时，沿轴方向的分速度
整理得
即粒子经过点进入第四象限时的运动方向与，轴的夹角均为，粒子在第四象限进入Ⅱ区域电场时与轴的距离
此时粒子的速度
设粒子运动到与轴相距最远的距离为，此时粒子速度沿轴正方向，大小为，根据动能定理
整理得
粒子通过Ⅰ区域的时间

粒子通过第四象限无电场区域的时间
粒子在第四象限电场中减速运动的时间

粒子在第四象限电场中做加速运动的过程中有
粒子从离开点到第二次通过轴经历的时间
整理得