2024~2025学年内蒙古自治区锡林郭勒盟高二上学期11月期中物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年内蒙古自治区锡林郭勒盟高二上学期11月期中物理试卷(解析版)，共16页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
注意事项
1．考生答卷前，务必将自己的姓名、座位号、考生号写在答题卡上。将条形码粘贴在规定区域。本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2．做选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需政动，用擦皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3．回答非选择题时，将答案写在答题卡的规定区域内，写在本试卷上无效。
4．考试结束后，将答题卡交回。
第I卷（选择题共46分）
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 下列物理量是矢量的是（ ）
A. 电势B. 电势差C. 电场强度D. 电势能
【答案】C
【解析】电势、电势能和电压是只有大小没有方向的标量，故ABD错误；电场强度是既有大小又有方向的矢量，故C正确．故选C．
2. 下列各图中涉及到的物理现象及应用，说法正确的是（ ）
A. 甲图是利用头发碎屑模拟的电场线的分布，从图中可知该电场一定是正电荷形成的
B. 乙图为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷
C. 丙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在带负电的金属板上
D. 丁图为家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的
【答案】D
【解析】A．根据甲图无法判定电场线的方向，所以无法得知该电场是否为正电荷形成，故A错误；
B．图乙为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷，从而产生引力，故B错误；
C．图丙为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上，故C错误；
D．图丁为家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的，故D正确。
故选D。
3. 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速度为v，则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】在时间内，以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为，由于铜导线的横截面积为S，则在时间内，电子经过的导线体积为
又单位体积的导线有n个自由电子，则在时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为
由于流经导线的电流为I，则在时间内，流经导线的电荷量为
而电子的电荷量为q，则时间内通过导线横截面的自由电子数目也可表示为
故选C。
4. 如图所示，一个绝缘半圆环上均匀分布有同种电荷，固定在绝缘水平面上，在圆弧的圆心处放有一个点电荷，点电荷受到的电场力为F，若截走圆弧的，则圆心处的点电荷受到的电场力大小变为（ ）

A. FB. FC. FD. F
【答案】A
【解析】根据对称性可知圆环左、右半部分对点电荷的电场力大小相等（设为F0），方向与竖直方向夹角均为45°，根据力的合成可得
解得
故选A。
5. 某学校创建绿色校园，图甲为新装的一批节能灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变，图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），现增加光照强度，则下列判断正确的是（ ）
A. 两端电压增大B. 干路电流减小
C. B灯变亮，A灯变暗D. A灯变亮，B灯变暗
【答案】A
【解析】增加光照强度，则光敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；则A灯两端电压减小，A灯变暗，通过A的电流减小，根据
可知通过定值电阻的电流增大，两端电压增大，根据
可知B灯两端电压减小，则通过B灯的电流减小，B灯变暗。
故选A。
6. 如图所示，在重力加速度为g的空间，有一带电量为+Q的场源电荷置于O点，B、C为以O为圆心，半径为R的竖直圆周上的两点，A、B、O在同一竖直线上，，O、C在同一水平线上。现在有一质量为m，电荷量为-q的有孔小球，沿光滑绝缘细杆AC从A点由静止开始下滑，滑至C点时的速度的大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 从A到C电场力对小球先做负功后做正功
B. 从A到C小球的机械能守恒
C. A、C两点间的电势差为
D. 若从A点沿ABO自由释放，则下落到B点时的速度大小为
【答案】D
【解析】A．小球从A到C的过程中，电势先升高后降低，则带负电的电荷电势能先降低后升高，则电场力先做正功后做负功，故A错误；
B．A到C，除重力做功外，还有库仑力做功，所以机械能不守恒，故B错误；
C．小球从A到C的过程中，重力和库仑力都做功，根据动能定理得
解得
故C错误；
D．B和C在同一个等势面上，BC两点的电势相等。小球由A到B的过程中，重力和电场力做功。由动能定理有
解得
故D正确。
故选D。
7. 某电子透镜两极间的电场线分布如图所示，正中间的电场线是直线，其他电场线对称分布，取正中间电场线上左侧的某点为坐标原点O，沿电场线方向建立x轴。一电子仅在电场力作用下，以某一初速度从О点向右沿x轴运动到A点，电子的动能Ek和x轴各点的电势与坐标x的关系图像中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】AB．电场线的疏密表示电场的强弱，从O到A电场强度先增大后减小，根据能量守恒关系，则
而
且
可知
由此粒子的动能Ek与x的图线斜率是先增大后减小，故AB错误；
CD．图像斜率的绝对值代表电场强度的大小，从O到A电场强度先增大后减小，则从O到A的图像的斜率的绝对值先增大后减小，故C正确，D错误。
故选C。
8. 如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线，用该电源与电阻R组成闭合电路，则下列说法正确的是（ ）
A. 电源的电动势为3V
B. 电阻R是1.5Ω
C. 电源的输出功率是2W
D. 电源内阻消耗功率是2W
【答案】AD
【解析】A．根据
U=E-Ir
结合图像可知，电源的电动势为
E=3V
内阻为
选项A正确；
B．电阻R是
选项B错误；
C．电源的输出功率是
P=IU=2×2W=4W
选项C错误；
D．电源内阻消耗的功率是
Pr=I2r=22×0.5W=2W
选项D正确。
故选AD。
9. 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。已知当地的重力加速度为g，若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有（ ）
A. 油滴质量mB. 两板间的电压U
C. 两板间的距离dD. 两板的长度L
【答案】ABC
【解析】由于油滴处于悬浮状态，则
所以
故需要测出的物理量有油滴质量m、两板间的电压U、两板间的距离d。
故选ABC。
10. 如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为vm。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（ ）
A. M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大
B. 只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能
C. 电子从M到N过程中y方向位移大小最大为
D. M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零
【答案】CD
【解析】
详解】A．根据动能定理，有
电子到达N的动能只与两板间的电压有关，与两板间距无关，A错误；
B．根据动能定理，有
可知到达N时最大动能为
但与初速度的方向无关，B错误；
C．根据运动的合成与分解可知，电子沿x轴方向做匀加速直线运动，沿y轴方向做匀速运动，所以当初速度方向沿y轴时，y方向的位移最大，此时x方向有
可得
y方向有
C正确；
D．M、N间加反向电压，使得电流表示数恰好为零时，有
解得
D正确。
故选CD。
第II卷（非选择题共54分）
二、实验题：本题共2小题，共15分。
11. 小刚要测量某水库内水的电阻率，用圆柱形容器装入水样品，已知圆柱形容器内部长度为l，内部直径为d。
（1）小刚先用多用电表欧姆挡的“100”倍率粗测待测样品的电阻，示数如图所示，可知样品的电阻值为R=__________k。
（2）为更精确地测量样品的电阻，同时有尽可能大的测量范围，该小组打算用以下器材完成伏安法测电阻：
A．电流表（量程3mA，电阻约为30）
B．电压表（量程6V，电阻约为20k）
C．滑动变阻器（0~20，额定电流1A）
D．电源（6V，内阻约为1）
E．开关一只、导线若干
请将测量纯净水样品电阻的电路图画在方框中________________。
（3）如果测得电流表示数为I，电压表示数为U，都采用国际单位制单位，则它的电阻率_____________（用l、d、I、U表示）
【答案】（1）2.2 （2） （3）
【解析】（1）样品的电阻值为
R = 22×100= 2.2 k
（2）因
可知应该采用电流表内接，滑动变阻器接成分压电路，电路如图
（3）根据欧姆定律及电阻定律有
解得
12. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中：
（1）用如图1所示的电容器做实验，电容器外壳上面标着“200F，10V”，10V是_________（填“额定电压”或“击穿电压”）
（2）把干电池E、电阻箱R、电容器C、电流表G、单刀双掷开关S按图2电路图连成实验电路，将电阻箱R调到合适值。将开关S接1，电容器充电完毕，断开开关S，此时如图2所示电路图中电容器上极板________（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；然后将开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电流___________（填“向左”或“向右”）流过电阻箱R。
（3）将图2中的电流表、电压表替换为电流传感器、电压传感器，得到电容器放电过程电流随时间变化的图线如图3所示，电压随时间变化的图线如图4所示。
①图3中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是_______________。
②已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为，图4中U—t图线与坐标轴围成的面积为。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C=____________。（用题中已知物理量、R和表示）
（4）已知电容器的电容值为C，充电过程中其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像如图5所示。类比直线运动中由v—t图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能E=______________。
【答案】（1）额定电压 （2）带正电 向右 （3）0.2s内电容器的放电电量 （4）
【解析】（1）“10V”是电容器的额定电压；
（2）[1][2]因充电时电容器上极板与电源正极相连，可知此时如图2所示电路图中电容器上极板带正电；然后将开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电流向右流过电阻箱R。
（3）①根据Q=It，可知图3中用阴影标记的狭长矩形的而积的物理意义是0.2s内电容器的放电电量；
②根据
由图像可知U-t图像与坐标轴围成的面积为S0
可知
解得
（4）根据x=vt，可知v-t图像与坐标轴围成的面积等于位移；由于电容器带电量与两端电压成正比，则由电容器的u-q图像与坐标轴围成的面积等于电容器的储能，即
三、计算题：本题共3小题，共39分。解答步骤中要含有必要的文字说明和重要物理含义表达式，只写最后结果不给分
13. 如图所示，电源的电动势为E，电源内阻为r，定值电阻，M为直流电动机，其线圈电阻也为2r，电动机正常运转时，理想电压表读数为，求：
（1）通过电阻R的电流；
（2）电动机M的输出功率；
（3）电源的输出功率。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）由闭合电路的欧姆定律得电路中的电流为
（2）电动机M的输出功率为
（3）电源的输出功率为
14. 如图所示，长的轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强。（，，）求：
（1）小球所受电场力F的大小；
（2）若规定虚线位置为电势零点，求小球在静止位置具有的电势能；
（3）若场强方向不变，大小突然变为，小球到达最低点时速度v的大小。
【答案】（1） （2） （3）1m/s
【解析】（1）根据电场强度的定义式可得
代入数据，小球所受电场力大小
（2）若规定虚线位置为电势能零点，求小球在静止位置的电势为
小球在静止位置具有的电势能
（3）对小球进行受力分析，得
代入数据，得
根据动能定理
可得
15. 如图所示，相距2L竖直直线AB、CD间有两个有界匀强电场，水平直线MN分别与直线AB、CD相交于M、N两点，直线MN下方的电场方向竖直向上，大小，直线MN上方的电场方向竖直向下，大小为未知。Q点在直线AB上，且与M点的距离为L。一粒子从Q点以初速度沿水平方向射入下方电场，经MN上的P点进入上方电场，然后从CD边上的F点水平射出。已知F点到N点的距离为，粒子质量为m、电荷量为＋q，不计粒子重力。求：
（1）粒子从Q点到P点运动的时间；
（2）MN上方电场强度的大小；
（3）若MQ间连续分布着上述粒子，粒子均以速度沿水平方向射入下方电场，不计粒子间相互作用。求沿水平方向射出CD的粒子，在MQ上的入射点到M点的距离y。
【答案】（1）；（2）；（3）（n=1，2，3）
【解析】（1）粒子从Q点到P点竖直方向上做匀加速直线运动，根据
得运动的时间
（2）粒子从CD边上的F点水平射出，则竖直方向速度为0，竖直方向上在下方电场做匀加速直线运动，在上方电场做匀减速直线运动，设粒子从Q到P的竖直速度大小为，在下方电场有
在上方电场加速度大小为，有
联立得MN上方的电场强度
（3）设粒子到M点的距离为y，在下方电场中运动时间为，在上方电场中运动时间为，若水平射入，水平射出，有
得
粒子可能经过n次循环到达边界CD，故
（n=1，2，3）
解得
（n=1，2，3）
竖直方向有
联立解得（n=1，2，3）