安徽省蚌埠铁路中学2024-2025学年高二上学期期中物理试卷

这是一份安徽省蚌埠铁路中学2024-2025学年高二上学期期中物理试卷，共9页。试卷主要包含了单项选择题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
时间：75分钟 满分：100分
第Ⅰ卷(选择题，共40分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求)。
1.有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速度为v，在Δt时间内，通过导线某横截面的自由电子数目可表示为( )。
2.如图所示是探究电荷间相互作用力的示意图，图中金属球A带正电，置于绝缘支架上，带电小球B悬于绝缘丝线的下端，质量为m。当悬在P1点，B球静止时，两带电小球刚好在同一高度，此时绝缘丝线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，则( )
A．A、B间的库仑力为mgctθ
B．A、B间的库仑力为mgsinθ
C．将悬点移到P2，平衡时B 低于A
D．将悬点移到P2，平衡时A、B仍在同一高度
3．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内( )
A．充电宝输出的电功率为UI＋I2r
B．充电宝产生的热功率为I2r
C．手机电池产生的焦耳热为U2t/r
D．手机电池储存的化学能为UIt－I2rt
4.如图所示，分别在M、N两点固定放置两个点电荷＋Q和－q(Q>q)，以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点。下列说法正确的是( )
A．A点和B点电场强度相同
B．C点和D点电场强度相同
C．将某正电荷从C点沿直线移到D点，电势能先增大再减小
D．将某正电荷从C点沿直线移到D点，电势能先减小再增大
5．以无穷远处的电势为零，在电荷量为q的点电荷周围某点的电势可用φ＝kq/r计算，式中r为该点到点电荷的距离，k为静电力常量。两电荷量大小均为Q的异种点电荷固定在相距为L的两点，如图所示。现将一质子(电荷量为e)从两点电荷连线上的A点沿以电荷＋Q为圆心、半径为R的半圆形轨迹ABC移到C点，质子从A移到C的过程中电势能的变化情况为( )
6. 如图所示，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。则以下判断中正确的是( )
A．电动机的输出功率为14W
B．电动机两端的电压为7.0V
C．电动机产生的热功率为4.0W
D．电源输出的功率为24W
7．用传感器观察电容器放电过程的实验电路如图甲所示，电源电动势为8 V、内阻忽略不计。先使开关S与1端相连，稍后掷向2端，电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示的电流随时间变化的i-t图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A．图中画出的靠近i轴的竖立狭长矩形面积表示电容器所带的总电荷量
B．电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为20C
C．电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为4.0×10－4C
D．电容器的电容约为4.0×102μF
8. 真空中相距l的两个固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE和QF，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向。在电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，且∠NEF>∠NFE。则( )
A．E带正电，F带负电，且QE>QF
B．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点
C．过N点的等势面与EF连线垂直
D．负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
二、多选题（本题共2小题，共10分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
9.用图示电路观察3个小灯泡的亮度变化和两个电压表的示数变化情况，其中电源电动势为E，内阻为r，如果灯L2因故障突然熄灭，电压表V1示数变化的绝对值为ΔU1，电压表V2示数变化的绝对值为ΔU2，则以下说法中可能正确的是( )
A．L1变暗，L3变亮，ΔU1ΔU2
C．L1变亮，L3变暗，ΔU1>ΔU2
D．L1变亮，L3变暗，ΔU10)，同时加一匀强电场，电场强度方向与△OAB所在平面平行。现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A点，到达A点时的动能是初动能的3.5倍；若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B点，且到达B点时的动能为初动能的7倍。重力加速度大小为g。求：
(1)无电场时，小球到达A点时的动能与初动能的比值；
(2)电场强度的大小和方向。
15.（16分）如图所示，第二象限中存在水平向右的匀强电场，电场强度为 E0。横坐标为 -A, 纵坐标大于零且小于y'的地方排列着质量均为 m, 电荷量均为 +q 的粒子。在第一象限的虚线上方存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小 E = 4E0，电场边界为一条曲线。不计粒子的重力和粒子之间的相互作用，所有粒子由静止释放都能运动到点（A,0）。试问：
（1）粒子运动到点（A,0）的时间是否与粒子的初始位置y有关，为什么？
（2）求出第一象限内电场的边界线（x0 , y0）的方程。
（3）求出y'的最大值，并作出由（0，y'）和（0, 3y'/4）进入第一象限的粒子在第一象限内的运动轨迹图。
【试卷参考答】
一、单项选择题：
1、C 2、C 3、D 4、C 5、B 6、B 7、D 8、C
二、多项选择题：
9、BC 10、BD
三、实验题：
11、(1)R1、A1、并；(2)见下图(1); (3)见下图（2）、0.25；
12、（1）右；（2）B ;（3）1/b1 、k1/b1 ;（4）b2 、-k2 .
四、计算题：
13、答案：(1)3 V (2)1.2×10－4C (3)6.25 W
14、解析：(1)设小球的初速度为v0，初动能为Ek0，从O点运动到A点的时间为t，令OA＝d，则OB＝3d/2，根据平抛运动的规律
dsinѲ＝v0t ① dcsѲ＝gt2 /2② => v02=8gd/15
代入 Ek0＝mv02/2 得 Ek0＝4mgd/15 ④
设小球到达A点时的动能为EkA，则由动能定理EkA＝Ek0＋0.6mgd得
EkA＝13mgd/15 ⑤
由④⑤式得 EKA /Ek0＝13/4 ⑥
(2)加电场后，小球从O点到A点和B点，高度分别降低了0.6d和1.5d，设电势能分别减小ΔEpA和ΔEpB，由能量守恒及④式得
ΔEpA＝3.5Ek0－Ek0－0.6mgd＝Ek0 /4 ⑦
ΔEpB＝7Ek0－Ek0－1.5mgd＝3Ek0 /8 ⑧ ( >ΔEpA )
在匀强电场中，沿任一直线，电势的降落是均匀的。故可以在直线OB上取得与A点等电势的点M，设M与O点的距离为x，如上图，并联立⑦⑧，
则有x/(3d/2)＝ΔEpA/ΔEpB ＝2/3 ⑨
解得x＝d。即MA为等势线，电场必与其垂线OC方向平行。设电场方向与竖直向下的方向的夹角为α，由几何关系可得
α＝Ѳ/2=26.5°⑩
即电场方向与竖直向下的方向的夹角为α＝Ѳ/2=26.5°右向下。
设电场强度的大小为E，有qEdcsѲ/2＝ΔEpA ⑪
由④⑦⑪式得E＝√5 mg/30q 。
15、解析：（1）设粒子达到y轴的速度为V0，由动能定理得
qE0A =mV02/2 =＞ V0 2 =2AqE0/m…①
与初始位置y无关；粒子进入第一象限后，水平方向上不受外力以 V0 做匀速运动，显然达到点（A,0）的时间均为：t1=A/V0 与粒子初始位置y仍旧无关。
（2）粒子进入第一象限做类平抛运动，设粒子从竖直电场边界上（X0，Y0）点射出如图甲。则粒子在该电场中的运动时间为
t0 = X0/V0 …② 且Vy=at0=4qE0t0/m …③
由几何关系 tanθ=Vy/V0=Y0/(A - X0) …④
联立上述各式解出 Y0= -2X02/A + 2X0 …⑤
显然边界线为一开口向下的抛物线。
（3）由上问所解边界方程可知，点（A, 0）恰好在边界线上，由点(0，y')进入第一象限的粒子将一直做类平抛运动达到点（A，0），由平抛运动：x=A=v0t…⑥ y'=at2/2=4qE0t2/2m …⑦
联立①⑥⑦解出 y'=A。
而从（0, 3y'/4）进入第一象限内的粒子未到点（A，0）前将会射出电场做匀速直线运动达到点（A，0），两处进入第一象限的粒子运动轨迹先后如图乙所示。