宁夏回族自治区银川一中2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷（解析版）-A4

这是一份宁夏回族自治区银川一中2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷（解析版）-A4，共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共10小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题，每小题4分，共24分，只有一项符合题目要求；第7~10题，每小题6分，共24分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 物理学中常用比值法定义物理量，比如物体的密度定义式：，就是用到了这种方法。下列关系式中，用比值法定义的物理量定义式是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．公式是电容的定义式，属于比值定义法，故A正确；
B．公式是点电荷电场强度的决定式，不属于比值定义法，故B错误；
C．公式表明导体中电流I与导体两端的电压U成正比，与导体的电阻R成反比，不属于比值定义法，故C错误；
D．公式表明导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，公式不属于比值定义式，是电阻定律的表达式，不属于比值定义法，故D错误。
故选A。
2. 一种新型节能路灯如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能路灯的设计解释合理的是（ ）
A. 小风扇是用来给太阳能电池板散热的
B. 小风扇是小型电动机，将电能转化为风能
C. 太阳能电池板将太阳能转化为电能
D. 蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能
【答案】C
【解析】
【详解】A B．“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，这样只要有风，这种路灯就可以发电，填补了阴天和晚上不能发电的空白，可用于路灯晚上照明使用，故AB错误；
C．“肩扛”太阳能电池板可以把太阳能转化为电能，故C正确；
D．蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D错误。
故选C。
3. 北京时间2023年10月3日，据诺贝尔奖官方网站公布，2023年诺贝尔物理学奖颁发给Pierre等三位物理学家，以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。阿秒（as）这种时间尺度，适合用来描述电子在原子内部运动的情况，，例如电子绕氢原子核一周大约是。已知电子所带电荷量为，氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动。根据以上信息估算氢原子核外电子绕核运动的等效电流大约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据电流的定义式
故选A。
4. 静电喷涂是一种利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上电荷，并吸附于被涂物的涂装技术，静电喷涂机的结构如图所示，电场线的方向由工件指向喷口，工件接地并规定大地的电势为零，下列说法正确的是（ ）
A. 雾化涂料微粒正电，工件带负电
B. 静电喷涂机喷口处的电势大于零
C. 工件表面处的电场强度小于喷口处的电场强度
D. 工件与喷口之间的电场线与真空中等量同种点电荷之间的电场线类似
【答案】C
【解析】
【详解】A．电场线的方向由工件指向喷口，可知，工件带正电，由于雾化涂料微粒在高压电场作用向工件运动，可知，微粒所受电场力方向与电场强度方向相反，则微粒带负电，故A错误；
B．电场线的方向由工件指向喷口，沿电场线电势降低，工件接地，电势为0，故静电喷涂机喷口处的电势小于零，故B错误；
C．电场线分布的疏密程度表示电场强弱，工件表面处的电场线分布比喷口处的电场线分布稀疏一些，则工件表面处的电场强度小于喷口处的电场强度，故C正确；
D．等量异种点电荷的电场线分布关于连线的中垂线左右对称，可知工件与喷口之间的电场线与真空中等量同种点电荷之间的电场线并不类似，故D错误。
故选C
5. 如图所示是中国公交使用的全球首创超级电容储存式现代电车，该电车没有传统无轨电车的“辫子”，没有尾气排放，乘客上下车的30秒内可充满电并行驶5公里以上，刹车时可把80％以上的动能转化成电能回收储存再使用．这种电车的核心元器件是“，”石墨烯纳米混合型超级电容器，该电容器能反复充放电100万次，使用寿命长达十年，被誉为“21世纪的绿色交通”．下列说法正确的是（ ）
A. 该电容器的容量为
B. 电容器充电的过程中，电量逐渐增加，电容也逐渐增加
C. 电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容器两极板间的电压不变
D. 若标有“，”的电容器从电量为零到充满电用时，则充电平均电流为
【答案】D
【解析】
【详解】A．该电容器的容量为
故A错误；
B．电容器充电的过程中，电量逐渐增加，但电容只由电容器自身决定，与电荷量的多少无关，即电容保持不变，故B错误；
C．根据
可知电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容不变，则电容器两极板间的电压减小，故C错误；
D．标有“，”的电容器从电量为零到充满电，储存的电荷量为
则充电平均电流为
故D正确。
故选D
6. 如图所示的电路中，A1和A2为理想电流表，示数分别为I1和I2，R1：R2：R3=1：2：3；当ab两点间加以恒定的电压U后，下列结论正确的是（ ）
A. I1：I2=3：4
B. I1：I2=4：9
C. 将A1、A2换成理想电压表，其示数之比3：5
D. 将A1、A2换成理想电压表，其示数之比为1：1
【答案】C
【解析】
【详解】AB．电源接在A、C两点时，电路图如图1所示：
并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和
故AB错误；
CD．将A1、A2换成理想电压表，如右图所示成为串联电路
UR1：UR2：UR3=1：2：3
则
故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线，两图线交于A点，A点坐标为（12V，1.5A），甲的图线（直线）与横轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是（ ）
A. 甲元件的电阻为
B. 在A点，甲的电阻等于乙的电阻
C. 由图可知乙元件电阻随电压增大而减小
D. 若将甲、乙元件串联，电流为1A时，甲、乙元件的总电压为13V
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据图像可知，甲元件的电阻
故A错误；
B．在A点，甲、乙两元件的电压、电流相同，由欧姆定律可知，甲的电阻等于乙的电阻，故B正确；
C．随电压的增大，元件乙的图像斜率越来越小，根据欧姆定律可知，其电阻随电压的增大而增大，故C错误；
D．若将甲、乙元件串联，电流为1A时，此时甲元件的电压为
由图像可知，乙元件的电压为5V，则甲、乙元件的总电压为
故D正确。
故选BD。
8. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，规定无穷远处为电势能零点，一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化的关系如图所示，其中试探电荷在A、N两点的电势能为零，在ND段中C点的电势能最大，则下列说法正确的是（ ）

A. O处点电荷带正电，M处点电荷带负电
B. q1的值大于q2的值
C. 将一正点电荷从N点由静止释放后，点电荷会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大
D. 将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功
【答案】BC
【解析】
【详解】A．带负电粒子在电势越低的地方电势能越大，而沿着电场线的方向电势降低，根据所给图像可知，该带负电的粒子从O到A电势能逐渐减小，则可知从O到A电势升高，因此可知O点处的点电荷带负电，M点处的点电荷带正电，故A错误；
B．图中A点处的电势能为零，而根据
可知，A点处的电势为零，设OA之间的距离为，AM之间的距离为，则根据点电荷在某点产生的电势公式
以及电势所满足的代数运算可知
由于
则可知
故B正确；
CD．负电荷由N到D电势能先增大后减小，则正电荷由N到D电势能先减小后增大，由此可知电场力先做正功后做负功，而负电荷在C点的电势能最大，因此可知正电荷在C点的电势能最小，动能最大，故C正确，D错误。
故选BC。
9. 在如图所示的电路中，定值电阻分别为、、、，现在M、N两点间加12V的稳恒电压，则下列说法正确的是（ ）
A. M、N间的总电阻为12Ω
B. 和两端的电压比为4∶5
C. 流过和的电流比为3∶1
D. 和两端的电压比为1∶1
【答案】AB
【解析】
【详解】A．与并联的电阻为
故M、N间的总电阻为
故A正确；
B．由图可知，与串联，电流相等，则电压与电阻成正比，即4∶5，故B正确；
C．与并联，电压相等，则电流与电阻成反比，即1：3，故C错误；
D．设流过干路的电流为I，由C项分析，可知流过的电流为，根据和两端的电压比为
故D错误。
故选AB。
10. 如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L=0.5m的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m=2kg的带电小球，电量大小为q=0.1C。小球静止时细线与竖直方向成θ=37°角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，不考虑空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 小球带负电
B. 匀强电场的电场强度120N/C
C. 小球做圆周运动过程中动能最大的位置在初始位置处
D. 小球从初始位置开始，运动到竖直面内圆周最高点的过程中机械能减少了4.5J
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．对小球静止受力分析，受重力、电场力和拉力作用，根据平衡条件，小球带负电，故A正确；
B．对小球进行受力分析，如图所示
根据平衡条件有
代入数据解得
故B错误；
C．小球静止时细线与竖直方向成角，则A点为小球绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动的等效最高点，如图所示
由题知，小球恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，即在A点轻绳的拉力为零，由重力与电场力的合力F提供向心力，此时速度最小，此时合力F为等效的重力，根据动能定理，可知小球从A点运动到同一直径的B点，合力F做的正功最多，则在B点的动能最大，故小球做圆周运动过程中动能最大的位置在初始位置处，故C正确；
D．根据功能关系可知，机械能的变化量等于除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功，此处即电场力做的功。小球从初始位置开始，运动到竖直面圆周最高点的过程中电场力做功为
即小球从初始位置开始，运动到竖直面内圆周最高点的过程中机械能减少了4.5J，故D正确。
故选ACD。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
11. 某实验小组把一只满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=100Ω的灵敏电流计，改装成双量程电压表（0~3V和0~15V）。该小组根据电表改装原理设计电路图如图，请结合电路图完成下列问题：
（1）选0~3V量程时应该使用________两个接线柱；选0~15V量程时应该使用________两个接线柱（选填“AB”、“AC”）；
（2）若要达到改装目的，图中两个电阻的阻值应为：R1=________Ω，R2=________Ω。
【答案】（1） ①. AB ②. AC
（2） ①. 900 ②. 4000
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据欧姆定律可得AB和AC接线柱对应量程分别为
，
可知
则选0~3V量程时应该使用AB两个接线柱；选0~15V量程时应该使用AC两个接线柱。
【小问2详解】
[1][2]若要达到改装目的，则有
，
解得
，
12. 某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，其阻值大约为。
（1）已知该同学用电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）测金属丝的电压、电流时，表盘如下图所示，则电压表的读数为______V，电流表的读数为______A。
（2）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为______mm；如图乙所示，用游标卡尺测其长度为______cm；
（3）为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则滑动变阻器应选______；（填器材前的字母代号）
A 滑动变阻器（阻值范围，1.0A）B. 滑动变阻器（阻值范围，0.1A）
（4）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为______。
【答案】（1） ①. 2.20 ②. 0.48
（2） ①. 1.850 ②. 4.250 （3）A
（4）
【解析】
【小问1详解】
[1][2]电压表最小分度为0.1V，需要估读一位，读数为2.20V，电流表的最小分度为0.02A，不需要估读，读数为0.48A
【小问2详解】
[1]螺旋测微器测量其横截面直径为
[2]用游标卡尺测其长度为
【小问3详解】
为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法，滑动变阻器选取总阻值较小的，便于调节。
故选A。
【小问4详解】
根据欧姆定律
又
联立，解得
13. 如图所示电路，已知电源的电动势E=3V，内阻r=1Ω，外电阻R=5Ω。若电键S闭合，则求：
（1）电流表的示数？
（2）若开关闭合1分钟，求电阻R产生的热量为多大？
【答案】（1）0.5A；（2）75J
【解析】
【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律有
解得
I=0.5A
（2）根据焦耳定律，电阻R产生的热量
解得
Q=75J
14. 某品牌的一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表。请根据表中的相关数据计算：
（1）此车电机的内阻；
（2）此车电机正常工作时的效率；
（3）在额定电压下，若电机突然卡死时，电机的总功率为多少。
【答案】（1）
（2）60% （3）
【解析】
【小问1详解】
由表格读出电机的额定电压U=50V，额定电流I=4A，额定输出功率P出=120W。电机输入的是电功率，总功率等于电功率，则有
P总=U I=200W
根据能量守恒得，内部发热功率
又
则有
【小问2详解】
电机正常工作时的效率
100%=60%
【小问3详解】
在额定电压下，电机突然卡死时，电机电路是纯电阻电路，欧姆定律成立，则有
15. 如图，在直角坐标系xOy的第一象限内有一方向竖直向上的匀强电场E1；第四象限内（含y轴）有一方向水平向右、电场强度大小为的匀强电场；第二、三象限内（不含y轴）有一方向水平向左、电场强度大小为的匀强电场。一质量为m=0.1kg、电荷量为q=+1.0×10-3C的小球从坐标为（0，1）的A点以初速度沿x轴正方向进入第一象限，恰好从坐标为（2，0）的B点沿半圆形光滑绝缘轨道的切线方向进入第四象限，半圆形轨道的直径为图中BC线段，C点位于y轴负半轴上。过C点后小球即刻进入第二、三象限内足够长的粗糙绝缘斜面直轨道，斜面直轨道与半圆形轨道相切于C点，小球与斜面直轨道间的动摩擦因数为，小球可视为质点，重力加速度大小取g=10m/s2，求：
（1）小球到达B点时的速度和第一象限内匀强电场的电场强度大小E1；
（2）小球到达C点时对半圆形轨道的压力大小（结果可用根号表示）；
（3）小球在斜面直轨道上运动的路程。

【答案】（1）800N/C；（2）；（3）2m
【解析】
【详解】（1）小球从A点到B点做类平抛运动
水平方向有
解得
竖直方向有
得
而
可得
设速度与x轴正方向的夹角为θ，由
可知
θ=45°
由牛顿第二定律有
解得
E1=800N/C
（2）小球从B点到C点做圆周运动，由几何关系有
从B点到C点，由动能定理有
解得
在C点，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可得，小球对半圆形轨道的压力大小
（3）小球从C点沿斜面直轨道向上做匀减速直线运动，由于重力和电场力沿斜面直轨道的分力大小相等，方向相反，当小球速度减为零后，小球将静止不动，由牛顿第二定律有
由运动学规律有
解得
规格
后轮驱动直流电机
车型
26英寸
额定输出功率
120W
整车质量
30kg
额定电压
50V
最大载量
120kg
额定电流
4A