2022-2023学年宁夏银川市第二中学高二上学期期中考试物理试题 (解析版)
展开银川二中2022-2023学年第一学期高二年级期中考试
物 理 试 题
注意事项:
1.本试卷共25道小题,满分110分,考试时间为100分钟。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
一、单选题(本大题共15小题,共45.0分)
1. 下列关于动量的说法正确的是( )
A. 质量大的物体动量大
B. 速度大的物体动量大
C. 动量的方向与速度的方向相同
D. 动量的方向可能与速度方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体的动量等于质量与其速度的乘积,即p=mv;质量m大,如果速度较小,则动量较小,故A错误;
B.如果速度v大而质量m很小,则动量不一定大,故B错误;
CD.动量的方向与速度的方向相同,选项C正确,D错误。
故选C。
2. 如图所示,光滑的水平地面上有一辆平板车,车上有一个人,原来车和人都静止。当人从左向右行走时,先加速、后减速,到车右端后停止,该过程中( )
A. 人的动量始终等于车的动量
B. 人和车组成的系统机械能先增大后减小
C. 人和车的动量方向相同
D. 人停止行走时,车的速度一定不为零
【答案】B
【解析】
【详解】ACD.人和车组成的系统所受合外力为0,则系统总动量守恒,始终等于0,所以人的动量与车的动量大小相等,方向相反,人停止行走时,车速一定为零,故ACD错误;
B.人从左向右行走时,先加速、后减速,所以系统的机械能先增大后减小,故B正确。
故选B。
3. 如图1所示,光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球。t=0时,乙球以6m/s的初速度向静止的甲球运动。之后,它们仅在电场力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触)。它们运动的v-t图像分别如图2中甲、乙两曲线所示。由图线可知( )
A. 乙球的质量是甲球质量的2倍
B. t1时刻两球相距最近且速度方向相反
C. t2时刻,甲球的速度为3m/s
D. 0~t3时间内,两球间的电势能先减小后增大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.从开始运动到速度相同的过程中,根据动量守恒
代入数据得
A错误;
B.由图可知,t1时刻两球相距最近且速度方向相同,B错误;
C.此时乙球的速度为零,根据动量守恒
可得
C正确;
D.由于两球之间是排斥力,在0~t3时间内,两球之间的距离先减小后增加,因此两球间的电势能先增大后减小,D错误。
故选C。
4. 如图所示是用一种新型“静电”绝缘纤维布制成的预防新型冠状病毒肺炎口罩。熔喷布经驻极工艺,表面带有电荷,它能阻隔几微米的病毒,这种静电的阻隔作用属于( )
A. 静电感应 B. 摩擦起电 C. 尖端放电 D. 静电吸附
【答案】D
【解析】
【详解】因为熔喷布经驻极工艺,表面带有电荷,它能阻隔几微米的病毒,则这种静电的阻隔作用属于静电吸附。
故选D。
5. 如图所示,真空中O点有一点电荷,在它产生的电场中有a,b两点,a点的场强大小为 ,方向与ab连线成60°角,b点的场强大小为 ,方向与ab连线成30°角。关于a,b两点场强大小,的关系,以下结论正确的是( )
A. Ea=Eb B. Ea=3Eb
C. Ea=Eb D. Ea=Eb
【答案】B
【解析】
【详解】结合几何关系,有
根据公式
有
即
故选B。
6. 除了用数学公式描述电场外,形象地了解和描述电场中各点电场强度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一个简洁的方法来描述电场,那就是画电场线。某区域的电场线分布如图所示,电场中有、两点,设、两点的电场强度大小分别为、,电势分别为,某负电荷在、两点的电势能分别为、,则下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】电场线疏密表示电场强度大小,因点处的电场线较点处密集,可知
沿电场线方向电势逐渐降低,可知
负电荷在电势高的位置电势能小,可知
故选C。
7. 匀强电场中有、、、四点恰好位于一边长为的正方形的四个顶点上,如图所示。已知该匀强电场的方向与、、、四点构成的平面平行,、、三点的电势分别为、、,则在连线上电势为的点距离点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由匀强电场中,平行线(相同方向)上相同距离的电势差相等
解得
因为匀强电场中
设在连线上电势为的点为点,有
又
所以
故选B。
8. 如图所示,将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内不与C的内壁接触,在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B,则( )
A. A,B两球均不偏离竖直方向
B. A球不偏离竖直方向,B球向右偏离竖直方向
C. A球向左偏离竖直方向,B球不偏离竖直方向
D. A球向左偏离竖直方向,B球向右偏离竖直方向
【答案】B
【解析】
【详解】CD.由于静电屏蔽,小球B的电场对A无影响,小球A不会偏离竖直方向,选项CD错误;
AB.由于静电感应空心球C的内表面带负电,外表面带正电,小球B和空心球C之间异种电荷相吸引,小球B会偏离竖直方向向右靠近C球,选项A错误,B正确。
故选B。
9. 图中虚线、、、、代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面上的电势为。一电子经过时的动能为,从到的过程中克服电场力所做的功为。则( )
A. 平面上的电势为
B. 该电子不可能到达平面
C. 该电子经过平面时,其电势能为
D. 该电子经过平面时的速率是经过时的倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意知,,。则平面、间的电势差为
由于平面、、、、间距相等,由可知,相邻等势面的电势差相等,都为,则
解得平面上的电势
故A错误;
B.若电子垂直等势面运动,从a到f,由动能定理
解得电子到达平面时的动能为
即电子可能到达平面,故B错误;
C.由于
可得
电子经过平面时,其电势能为
故C正确;
D.电子该电子经过平面、时的动能为
所以电子经过平面、时的速率关系为
故D错误。
故选C。
10. 如图所示为示波管的示意图。左边为加速电场,右边水平放置的两极板之间有竖直方向的偏转电场。电子经电压为的电场加速后,射入偏转电压为的偏转电场,离开偏转电场时,电子离荧光屏中心的侧移为。单位偏转电压引起的偏转距离 称为示波器的灵敏度。设极板长度为,极板间距为,通过调整一个参量,下列方法可以提高示波器的灵敏度的是( )
A. 增大 B. 增大 C. 增大 D. 减小
【答案】A
【解析】
【详解】设经加速电场后的速度为,由动能定理有
由牛顿第二定律有
由运动学公式可得
联立可得
所以可得
由表达式可知,提高灵敏度的方法为增大或减小或减小与无关。
故选A。
11. 一根横截面积为S的铜导线,通过的电流为I,已经如道铜的密度为ρ,铜的摩尔质量为M,电子电荷量为e,阿伏加德罗常数为NA,设每个铜原子只提供一个自由电子,则铜导线中自由电子定向移动速率为( )
A B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设自由电子定向移动的速率为,导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t,对铜导体研究:每个铜原子可提供一个自由电子,则铜原子数目与自由电子的总数相等,即
t时间内通过导体截面的电荷量为
则电流强度为
解得
故选A。
12. 如图所示,电源的电动势为1.5V,闭合电键后( )
A. 电源在1s内将1.5J的电能转变为化学能
B. 电源在1s内将1.5J的化学能转变为电能
C. 电路中每通过1C电荷量,电源把1.5J的电能转变为化学能
D. 电路中每通过1C电荷量,电源把1.5J的化学能转变为电能
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由于电路中的电阻的电阻值未知,所以不能求出电路中的电流值。只有当电路中电流为1A时,电池每经过1s电路中就通过1C电量,电源才把1.5J的化学能转变为电能。故AB错误。
CD.电源中每通过1C电量,电源将1.5J的化学能转变成电能。故C错误,D正确。
故选D。
13. 下列说法正确的是( )
A. 欧姆定律不仅适用于固体导电,还适用于气体导电
B. 体积很小的带电体均可视为点电荷
C. 油罐车下部通常都拖一条链条是为了把静电尽快导入大地
D. 半导体材料的导电性能不受外界条件的影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.欧姆定律只适用于纯电阻电路,它取决于长度、横截面积、材料、温度、湿度等因素,气体导体在欧姆定律中不适用,A错误;
B.带电体看作点电荷的条件, 当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,是由研究问题的性质决定,与自身大小形状无关,故B错误;
C.汽车行驶时,油罐中的汽油随车的振动摩擦起电,如果不及时的将这些静电倒走。一旦出现放电现象,就会发生爆炸事故,拖地的铁链使油罐表面与大地相连,使油罐罐体中的电荷不断地中和,不致造成放电产生火花引起油罐爆炸,C正确;
D.半导体材料的导电性能受外界条件影响,即有的导体材料可以用来做热敏电阻等,D错误。
故选C。
14. 某同学研究白炽灯得到其图象如图所示。图象上A点与原点的连线与横轴成角,A点的切线与横轴成角,则( )
A. 白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B. 白炽灯是非线性元件,不能用欧姆定律计算它的电阻
C. 在A点,白炽灯的阻值可表示为
D. 在A点,白炽灯的阻值可表示为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图示图象可知,随电压增大,通过灯泡的电流增大,电压与电流的比值增大,灯泡电阻变大,故A错误;
B.白炽灯是纯电阻元件,能用欧姆定律计算它的电阻,选项B错误;
CD.由欧姆定律可知,在A点,白炽灯的电阻:
由于纵坐标与横坐标的标度可能不同,所以不能用计算电阻值,更不能用计算电阻值,故C错误,D正确。
故选D。
15. 三个阻值都是6 Ω的电阻可以用不同的方法连接起来,下列四个图中等效电阻(即总电阻)等于4 Ω的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】三个电阻串联后总电阻R=3×6=18Ω,故A错误;三个电阻并联后的总电阻为R=,故B错误;C中两个电阻串联后与第三个电阻并联,则总电阻为,解得R=4Ω,故C正确;D中两个电阻并联后与第三个电阻串联,则总电阻为R=6+3=9Ω,故D错误.故选C.
【点睛】本题考查了学生对串并联电阻的特点的了解与掌握,记住“n个阻值相同的电阻R串联后,R串=nR;n个阻值相同的电阻R并联后,R并=R/n”是本题的关键.
二、多选题(本大题共5小题,共20.0分)
16. 如图所示的四种电场中均有a、b两点,其中a、b两点的电场强度相同的是
A. 甲图中与点电荷等距的a、b两点
B. 乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D. 丁图中匀强电场中的a、b两点
【答案】BD
【解析】
【详解】A.甲图中a、b两点场强大小相等,但方向不同,A错误;
B.乙图中a、b两点对称,所以场强大小相等,方向均垂直中垂线向左,B正确;
C.丙图中a、b两点对称,场强大小相等,但方向相反,C错误;
D.丁图的两平行板间为匀强电场,场强处处相同,D正确。
故选BD。
17. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷( )
A. 在和处受电场力相等
B. 由运动到的过程中的电势能保持不变
C. 由运动到的过程中电场力先减小后增大
D. 由运动到的过程中电场力先增大后减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图可知在和处电场强度相同,故根据
可知点电荷在和处受的电场力相等,故A正确;
B.由图可知至电场强度为负方向,故正电荷由运动到的过程中电场力做负功,电势能增加,故B错误;
CD.由图可知从至电场强度先增大后减小,所以点电荷受电场力先增大后减小,故C错误,D正确。
故选AD。
18. 如图所示,平行板电容器两个极板为、,板接地,板带电荷量,板间电场内有一固定点,以下说法正确的是( )
A. 若将板固定板下移时,点的电场强度不变,点电势不变
B. 若将板固定板下移时,点的电场强度不变,点电势升高
C. 将板固定板上移时,点的电场强度不变,点电势降低
D. 如果、板距离不变,将板向左移动,点的电场强度增大,点电势升高
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,电容器两板所带电量不变,正对面积不变,板下移时,根据推论可知,点的电场强度不变,点与下板的距离不变,根据公式可得,点与下板的电势差不变,则点的电势不变,故B错误,A正确;
C.将板固定板上移时,同理可知,点的电场强度不变,点与下板的距离变小,根据公式可得,点与下板的电势差变小,而点的电势高于下板的电势,下板的电势为零,所以点电势降低,故C正确;
D.如果、板距离不变,将板向左移动,则正对面积减小,同理可知,点的电场强度增大,根据公式可得,点与下板的电势差变大,而点的电势高于下板的电势,下板的电势为零,则点电势升高,故D正确;
故选ACD。
19. 如图所示,在地面上方的水平匀强电场中,一个质量为m、电荷量为+q的小球,系在一根长为L的绝缘细线一端,可以在竖直平面内绕O点做圆周运动,AB为圆周的水平直径,CD为竖直直径,已知重力加速度为g,电场强度,不计空气阻力,下列说法正确的是
A. 若小球在竖直平面内绕O点恰好做完整圆周运动,则它运动过程中的最小速度
B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到D点时机械能最大
C. 若将小球在A点由静止开始释放,它将在ACBD圆弧上往复运动
D. 若剪断细线将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出,它将能够到达B点
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于电场强度,则有:
可知等效最高点在弧的中点,在等效最高点,则有:
运动的最小速度:
故A错误;
B.除重力和弹力外其它力做功等于机械能的增加值,若小球在竖直平面内绕点做圆周运动,则小球运动到点时,电场力做功最多,故到点时的机械能最大,故B错误;
C.小球受合力方向与电场方向夹角斜向下,故若将小球在点由静止开始释放,它将沿合力方向做匀加速直线运动,故C错误;
D. 若剪断细线,将小球在点以大小为的速度竖直向上抛出,小球将不会沿圆周运动,因此小球在竖直方向做竖直上拋,水平方向做匀加速,当竖直方向的速度为0时,则有:
当竖直方向的位移为0时,水平方向位移为:
可得:
所以小球刚好运动到B点,故D正确.
20. 实验室常用的双量程电流表(0.6 A量程和3 A量程)的内部构造如图所示。已知表头内阻R=20Ω,满偏电流Ig=200 mA,其中A为“-”接线柱,B、C均为“+”接线柱,下列说法正确的是( )
A. 当使用A、B两个端点时,电流表的量程为3 A
B. 电阻R1=2Ω,R2=8Ω
C 电阻R1=5Ω,R2=20Ω
D. 电阻R1=6Ω,R2=24Ω
【答案】AB
【解析】
【详解】A.接A、B时,起分流作用为一支路,与串联为一支路,此时的量程为
当接A、C时,与串联起分流作用为一支路,为一支路,此时的量程为
比较可知
可知当使用A、两个端点时,电流表的量程为3A,故A错误;
BCD.由
代入数据联立解得
故B正确,CD错误。
故选AB。
三、实验题(本大题共2小题,共16.0分)
21. 如图所示为研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置。
(1)同时闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使静电计指针有一定的张角,然后只向右移动A极板,则静电计指针的张角__________;若保持极板A、B不动而只将滑动变阻器的滑片向端移动,则静电计指针的张角____________。(均填“变大”“变小”或“不变”)
(2)在静电计指针有明显张角的情况下,将开关断开,通过移动极板A或在极板AB间插入电介质,下列说法正确的是___________(填正确答案标号)。
A.断开开关后,静电计的指针闭合,电容器的电容变为0
B.只将电容器A极板向上平移,静电计指针的张角变小
C.只在极板AB间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变小
D.只将电容器A极板向B极板靠近,静电计指针的张角变小,表明电容增大
【答案】 ①. 不变 ②. 变小 ③. CD
【解析】
【详解】(1)[1][2]静电计指针张角大小显示电容器两极板间的电势差,电势差越大,静电计指针张角越大。电容器充电后与电路连接,电路结构不变,若只改变极板间距离或正对面积时,电容器两极板间的电势差不变,故静电计指针张角不变;将滑动变阻器的滑片向端移动时,电容器两端的电压减小,故静电计的指针张角变小。
(2)[3]A.断开开关后,电容器与外电路断开,电容器极板上的电量不变,且电容器的电容与电量无关,电容器的电容由电容器本身的性质决定,而电容器本身的性质未变,故电容器的电容不变,故A错误;
B.断开开关后,电容器极板上的电量不变,将A极板上移时,正对面积减小,由
知电容器的电容减小,由
可知电容器极板间电势差增大,所以静电计指针张角变大,故B错误;
C.而在极板间插入玻璃板时,电容器的电容增大,由
可知电容器极板间电势差减小,所以静电计指针张角变小,故C正确;
D.将极板向右靠近极板,极板间距离减小,由
知电容器的电容增大,由
可知电容器极板间电势差减小,所以静电计指针张角应减小,故D正确。
故选CD。
22. 某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω 电阻Rx的阻值。
(1)现有电源(4 V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流2 A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3 A,内阻约0.025 Ω)
B.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)
C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)
D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母);实验电路应采用图中的________(选填“甲”或“乙”)。
(2)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值Rx==________ Ω。(保留两位有效数字)
(3)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是________。(选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经Rx的电流值 B.电流表测量值大于流经Rx的电流值
C.电压表测量值小于Rx两端的电压值 D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
【答案】 ①. B ②. C ③. 甲 ④. 5.2 ⑤. B
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]电路的最大电流为
所以为减小测量误差,在实验中,电流表应选用B。
[2]根据电源的电动势为4V,所以为减小测量误差,在实验中,电压表应选用0~3 V量程的,不能选用0~15 V,因为这个量程太大,测量误差较大,则电压表应选用C。
[3]根据“大内小外”规律,实验电路应采用伏安法外接法,则实验电路应采用图中的甲;
(2)[4]电流表的选0~0.6 A量程,其最小刻度值为0.02A,则其读数为0.50A。
电压表的选0~3 V量程,其最小刻度值为0.1V,则其读数为2.60V。则可得该电阻的测量值为
Rx=
[5]若在(1)问中选用甲电路,该实验电路应采用伏安法外接法,其产生误差的主要原因是电压表分流,电流表测量的电流大于流经Rx的电流值。
故选B。
四、计算题(本大题共3小题,共29.0分)
23. 如图所示,匀强电场的电场强度,沿电场线方向有A、B两点,A、B两点间的距离s=0.10m。将电荷量的点电荷从A点移至B点。求:
(1)电荷从A点移至B点的过程中,电势能变化了多少。
(2)若将A点的电势规定为0,则B点的电势是多少?
【答案】(1)减少了;(2)
【解析】
【详解】(1)电荷从A点移至B点的过程中电场力所做的功
电势能的变化量
解得
即电势能减少了。
(2)根据
,
解得
24. 如图所示,光滑斜倾角为,两点距离为。一质量为、带电荷量为的小物块置于斜面上,当加上水平向右的匀强电场时,该物体恰能静止在斜面上,,,。求:
(1)该电场的电场强度大小。
(2)求两点间的电势差。
(3)若电场强度变为竖直向上,当小物块由静止沿斜面从下滑至点时,求物块在处速度的大小。
【答案】(1) ;(2);(3)1.4m/s
【解析】
【分析】
【详解】(1)如图所示
小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用,受力平衡,x方向则有
解得
(2) 由公式,两点间的电势差
(3) 场强变化后物块所受合力为
F=(mg-Eq)sin37°
根据牛顿第二定律得:
F=ma
故代入数据解得:
a=1.5m/s2
物块在处速度的大小
解得
vB=1.4m/s
25. 如图所示,一个电子由静止开始经加速电场加速后,又沿偏转电场极板间的中心轴线从点垂直射入偏转电场,并从另一侧射出打到荧光屏上的点,点为荧光屏的中心。已知电子质量、电荷量、加速电场电压、偏转电场电压、极板的长度、板间距离、极板的末端到荧光屏的距离为且(忽略电子所受重力。求:
(1)电子射入偏转电场时的初速度;
(2)电子在偏转电场中的偏转位移;
(3)电子从开始运动到射出偏转电场后动能的增加量及打在荧光屏上的点到点的距离。
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)根据题意,在加速电场中,由动能定理有
解得
(2)根据题意可知,在偏转电场中,电子做类平抛运动,在水平方向上有
在竖直方向上有
根据牛顿第二定律有
联立以上各式解得
(3)根据题意,由动能定理可得,电子增加的动能为
根据题意,画出电子的运动轨迹,如图所示
由相似三角形有
得电子打在荧光屏上的点到点的距离
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