江苏省通州高级中学2024-2025学年高一下学期第二次阶段性测试物理试卷

第二学期高一第二次阶段性测试物理试卷
一、单选题（本题有11小题，每小题4分，共44分）
1．2024年4月，我国鹊桥二号卫星发射成功。鹊桥二号到达月球后，进入环月大椭圆冻结轨道，如图，其中A为近月点，B为远月点，则卫星从B运动到A的过程中（　　）
A．动能增大
B．机械能增大
C．动能减小
D．机械能减小
【答案】A
2．锂离子电池被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域。某款手机充电锂离子电池的标识如图所示，关于电池容量对应的物理量是（ ）
A．电荷量 B．电功率 C．电功 D．电流
【答案】A
3．某导体中的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．对非线性元件，曲线上某点切线的斜率表示相应状态的电阻
B．导体两端加5V电压时，导体的电阻为10Ω
C．随着导体两端电压的增大，导体的电阻不断减小
D．导体两端加12V电压时，每秒内通过导体横截面的电量为1.5C
【答案】D
4．某静电场中的电场线如图实线所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，下列说法正确的是（　　）
A．粒子必定带负电 B．粒子在M点的动能小于在N点的动能
C．粒子在M点的加速度大于在N点的加速度 D．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能
【答案】B
5．一根长为、横截面积为S的金属棒，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为，电荷量为。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为，金属棒内的电场强度大小E，则金属棒材料的电阻率是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
6．在国际单位制中，某个物理量的单位用基本单位表示为，该物理量可能为（ ）
A．电势能 B．电场强度 C．电压 D．电荷量
【答案】C
7．如图为电容式话筒的原理图，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为电容器两金属极板。人对着P说话，P振动而Q不动。在P、Q间距离减小的过程中（　　）
A．电容器的电容减小
B．Q极板的带电量变小
C．电容器两极板间电压增大
D．R中有从N流向M的电流
【答案】D
8．如图所示，高为h的固定光滑绝缘斜面，倾角θ=53°，将其置于水平向右的匀强电场中，现将一带正电的物块（可视为质点）从斜面顶端由静止释放，其所受的电场力是重力的倍，重力加速度为g，则物块落地的速度大小为（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
9．如图所示电路中，电源电动势E恒定，内阻，定值电阻，电表均为理想电表。当电键K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等。下列说法中正确的是（　　）
A．电键K闭合时，电压表的示数较大
B．电键K闭合时，电源的效率较大
C．电阻、可能分别为、
D．电键K从断开到闭合，电压表的示数变化与电流表的示数变化的比值
【答案】C
10．一种可用于卫星上的带电粒子探测装置，由两个同轴的半圆柱形带电导体极板（半径分别为R和）和探测器组成，其横截面如图（a）所示，点O为圆心。在截面内，极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比，方向指向O点。4个带正电的同种粒子从极板间通过，到达探测器。不计重力。粒子1、2做圆周运动，圆的圆心为O、半径分别为、；粒子3从距O点的位置入射并从距O点的位置出射；粒子4从距O点的位置入射并从距O点的位置出射，轨迹如图（b）中虚线所示。则（　　）
A．粒子3入射时的动能比它出射时的大
B．粒子4入射时的动能比它出射时的小
C．粒子1入射时的动能小于粒子2入射时的动能
D．粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能
【答案】D
11．如图所示，光滑斜面上等高处固定着两个等量正电荷，两电荷连线的中垂线上有一带负电的小球。现将小球由静止释放，取两电荷连线中点为坐标原点O，以此连线中垂线沿斜面向下为正方向，取无限远处电势为零，设小球在O点重力势能为零，则小球运动过程中加速度a、重力势能、机械能E、电势能随位置x变化的关系图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
二、实验题（共16分）
12．（1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是 。用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图2所示的读数是 。
【答案】 13.55 0.680/0.681/0.679
【详解】（1）[1]小球的直径即游标卡尺的读数为
[2]金属丝的直径即螺旋测微器的读数是
（2）．在“测量金属丝的电阻率”实验中：
①测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，图中的导线a端应与 （选填“一”、“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与 （选填“—”、“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于 （选填“左”或“右”）端。
②合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是 （选填“甲”或“乙”）。
③两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出图像如图3所示。
则图像斜率 。若要把该表头G改装成量程为的电流表，需要把长为 m的镍铬丝并联在表头G两端。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 0.6 0.6 左 乙 2.1/2.2/2.3/2.4/2.5 0.24/0.25/0.26/0.27/0.28
【详解】（1）[1][2][3]实验中用两节干电池供电，滑动变阻器分压式连接，电压从零开始调节，电流表选较小量程测量电流减小误差 ，则图中的导线a端应与 “0.6”接线柱连接，电压表测电阻两端的电压，则金属丝的电阻较小，电流表外接误差较小，故b端应与 “0.6”接线柱连接。为了保护电表，开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于左端。
（2）[4]做U-I图象可以将剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度，减少实验的误差，则乙同学通过U-I图像求电阻，求电阻的方法更合理；
（3）[5]由图像可知图像斜率
[6]方法一：由电路可知
解得
则
若要把该满偏电流为表头G改装成量程为的电流表，则并联的电阻
解得
方法二：延长图像可知，当I=9.0mA时可得
即
三、计算题（本题有4小题，共40分）
13．（6分）如图所示，位于纸面内的菱形ABCD，DG为AB边上的高，G为AB边的中点。整个区域有平行纸面方向的匀强电场。将电荷量为的点电荷从B点移到C点，克服电场力做功为6.4×10-6J。已知菱形的边长，A、C两点的电势分别为3V、9V。求
(1)B点的电势；
(2)匀强电场的场强E。
【答案】(1)
(2)，方向沿BA方向
【详解】（1）根据题意电场力做功与电势差的关系
代入数据解得
=7V
（2）根据匀强电场中平行且相等的线段间电势差相等，可得
解得
5V

故DG连线为等势线，根据电场线与等势线垂直且由高电势指向低电势，可知场强沿BA方向，大小为
14．（8分）如图所示，电源电动势E=5V，定值电阻R=8Ω，电动机的额定电压为4V，电动机线圈电阻为R0=0.5Ω，闭合开关S，电路稳定后，电动机正常工作。电源在t=2s的时间内把q=2C的负电荷从正极移送到负极，求：
（1）电源的内阻r；
（2）电动机正常工作时产生的机械功率P。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）由电流的定义式有
由闭合电路欧姆定律得
联立解得
（2）设通过电阻R的电流为I1，电动机的电流为I2，有
电动机正常工作时的机械功率
代入数据解得
15．（12分）如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接．在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场．现有一质量为m，电荷量为＋q的小球从水平轨道上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方，如图所示．小球可视为质点，小球运动到C点之前电荷量保持不变，经过C点后电荷量立即变为零)．已知A、B间距离为2R，重力加速度为g．在上述运动过程中，求
(1)电场强度E的大小；
(2)小球在圆轨道上运动时的最大速率
(3) 小球对圆轨道的最大压力的大小
【答案】（1）E=；（2）；（3）F=（2+3）mg
【详解】（1）设电场强度为E，小球从A到C由动能定理：
qE 3R mg 2R=mvc2，
小球过C点时速度大小为vc，小球离开C点后做平抛运动到P点：
R= gt2，
2R=vct
联立解得：E=，即电场强度E的大小为；
（2）设小球运动到圆周D点时速度最大为v，此时OD与竖直线OB夹角为α，小球从A运动到D过程，根据动能定理：
qE(2R+Rsinα)-mgR(1-cosα)=mv2，
即：mv2=mgR(sinα+cosα+1)
根据数学知识可得，当α=45°时动能最大，
由此可得：，
即小球在圆轨道上运动时的最大速率为．
(3)由于小球在D点时速度最大且电场力与重力的合力恰好沿半径方向，故小球在D点对圆轨道的压力最大，
设此压力大小为F，由牛顿第三定律可知小球在D点受到的轨道弹力大小也为F，在D点对小球进行受力分析，并建立如图所示坐标系
由牛顿第二定律：
F qEsinα mgcosα=
解得：F=（2+3）mg
即小球对圆轨道的最大压力的大小（2+3）mg.
16．（14分）如图所示，真空中，在一对平行金属板右侧有边长为L的正方形区域Ⅰ，整个区域Ⅰ存在方向竖直向大小为E1(未知)的匀强电场，紧邻区域Ⅰ右侧有宽为L、长为2L的矩形区域Ⅱ，整个区域Ⅱ存在方向水平向左、大小为E2的匀强电场，区域Ⅰ的下边与区域Ⅱ的上边在同一直线上,一质量为m、电荷量为+q的粒子在电场力的作用下由静止从左极板向右运动，从顶点A以速度大小v0与上边相切进入区域1，并从右边中点B离开区域Ⅰ.不计粒子重力.求：
(1)金属板两极板间的电压U0;
(2)区域I内匀强电场的大小E1；
(3)粒子离开区域Ⅱ时的动能Ek.
【答案】（1）；（2）；（3）见详解
【详解】（1），解得；
（2），所以；
（3）若粒子从Ⅱ区右侧离开，
，所以；
若粒子从Ⅱ区左侧离开，
，
；
若粒子从Ⅱ区下界离开，
，又，
所以，
所以.