2024-2025学年江西省南昌三中高二（上）期中物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年江西省南昌三中高二（上）期中物理试卷（含答案），共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列说法是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中不正确的是( )
A. 根据电场强度定义式E=Fq，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q无关
B. 根据电容的定义式C=ΔQΔU，电容器极板上的电荷量每增加1C，电压就增加1V
C. 根据电场力做功的计算式W=qU，一个电子在1V电压下加速，电场力做功为1eV
D. 根据电势差的定义式Uab=Wabq，带电荷量为1×10−5C的正电荷，从a点移动到b点克服电场力做功为1×10−5J，则a、b两点的电势差为−1V
2.真空中某点电荷的等势面示意如图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是( )
A. 该点电荷一定为正电荷
B. P点的场强一定比Q点的场强大
C. P点电势一定比Q点电势低
D. 正检验电荷在P点比在Q点的电势能大
3.纯电动汽车使用的能源不是汽油，而是电能，提供电能的是锂离子电池。锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极。在充电的过程中，通过化学反应，电池的正极有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池的负极。负极的碳材料有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌在这些微孔中，嵌入的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多。当汽车开动时，在负极的锂离子又会通过电解液返回正极，回到正极的锂离子越多，则放出的电荷量也就越大。电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量。单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组。下列说法中错误的是( )
A. “安时”(A⋅ℎ)或“毫安时”(mA⋅ℎ)是电量的单位
B. “千瓦时”(kW⋅ℎ)是能量的单位
C. 图中锂离子的移动情况表明电池处于放电状态
D. 图中锂离子是在电场力的作用下从负极返回正极的
4.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看作是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是( )
A. 小灯泡L1，L2均变暗B. 小灯泡L1变亮，V1表的读数变大
C. 小灯泡L2变亮，V2表的读数不变D. 小灯泡L1变暗，V1表的读数变小
5.如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，白炽灯的灯丝电阻RL为16Ω，电动机M线圈的电阻为2Ω。当开关S闭合后，白炽灯的电功率为4W。若灯丝电阻保持不变，电动机的机械损耗可忽略不计，则下列说法中正确的是( )
A. 通过电源的电流约为3.2A
B. 流过电动机M的电流为4A
C. 电动机M输出的机械功率为12W
D. 电源的总功率为24W
6.如图所示，半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，AB是水平方向的直径，CD是竖直方向的直径，整个圆环处在水平向右的匀强电场中。将质量为m、电荷量为+q(q>0)的小球套在圆环上并从A点由静止释放，小球运动到P点时的动能最大，∠DOP=30°，重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )
A. 小球可以到达C点
B. 匀强电场的电场强度大小为mg2q
C. 小球运动到P点时对轨道的压力为8 3mg3
D. 小球运动到B点时，其加速度大小为g
7.如图所示，三个同样的带电粒子(不计重力)同时从同一位置沿同一方向垂直于电场线射入平行板电容器间的匀强电场，它们的运动轨迹分别用a、b、c标出，不考虑带电粒子间的相互作用力。下列说法中错误的是( )
A. 当b飞离电场的同时，a刚好打在下极板上
B. b和c同时飞离电场
C. 进入电场时，c的速度最大，a的速度最小
D. 在电场中运动过程中c的动能增加最小，a、b动能增加量相同
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.三等长绝缘棒AB、BC、CA连成正三角形，每根棒上均匀分布等量同种电荷，测得图中P、Q两点(均为相应正三角形的中心)的电势分别为φP和φQ，若撤去AB棒，则P，Q两点的电势φP′和φQ′分别为( )
A. φP′=23φPB. φP′=13φP
C. φQ′=12φQ+16φPD. φQ′=12φQ+13φP
9.在研究电容器的充、放电实验中，把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。电流传感器与计算机连接，记录这一过程中电流随时间变化的i−t图像如图乙所示，图线1表示电容器的充电过程，图线2表示电容器的放电过程。下列选项正确的是( )
A. 电容器充电过程中流过电阻R的电流方向向右
B. 电容器放电过程中流过电阻R的电流方向向右
C. 图乙中图线1与横轴所围的面积，表示电容器充电后所带电荷量的大小
D. 图乙中形成图线2的过程中，电容器存储的电荷减少得越来越快
10.在图甲的直角坐标系中，x轴上固定两等量的点电荷M、N，距坐标原点O均为L，y轴上有P1、P2、P3三点，其纵坐标值分别为 32L、 22L、− 22L。y轴上各点电场强度E随y变化的关系如图乙所示，图中0～ 22L的阴影部分面积为a，0～ 32L的阴影部分面积为b。一个质量为m、电荷量为−q(q>0)的带电粒子，由P1点静止释放，仅在电场力作用下，将沿y轴负方向运动，则( )
A. M、N是等量正电荷
B. 带电粒子在P1、P2两点处的加速度大小之比为 3： 2
C. 带电粒子运动过程中在y= 22L达到最大速度为 2qbm
D. 带电粒子运动到P3位置时动能为q(b−a)
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.电流表G的满偏电流为Ig=250μA，内阻为Rg=1200Ω，先把电流表G改装成一个量程为1.0mA的电流表，再把改装后的电流表改装为一个多档位的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。

(1)把该微安表改装为量程为1mA的电流表需要并联一个______Ω的电阻；
(2)图甲中，B表笔为______(选填“红”或“黑”)表笔；
(3)若用电阻挡测大于1千欧的电阻时，某同学将两表笔分别与待测电阻相接，将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置，发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果，该同学又进行了合理的操作后得到表针指示如图乙所示，则：该电阻的阻值为______Ω。
12.在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中：
(1)某学生用螺旋测微器测定该金属丝的直径时，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径D= ______mm；紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度，测得的结果如图乙所示，则该金属丝的长度L= ______cm。

(2)该同学用多用电表粗测其电阻，其测量结果为12.0Ω。
(3)现要进一步精确测量其阻值，除电源E(电动势为4V，内阻可忽略)、电压表V(量程为3.0V，内阻约为3kΩ)、滑动变阻器R(最大阻值为10Ω)开关及导线若干以外，实验室还提供了下列可选用的器材：
A.电流表A1(量程为0.3A，内阻r1=1Ω)
B.电流表A2(量程为0.6A，内阻r2=0.3Ω)
为了尽可能提高测量准确度，选择合适的电流表，补全实验电路图丙，并在电路图上标出所选器材的角标。
(4)若本实验中，测得金属丝的长度为L，直径为D，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝的电阻率的计算式为ρ= ______(用上述电源及题目中的物理量表示)。
四、简答题：本大题共1小题，共12分。
13.如图所示是三量程直流电表的原理图，三个量程分别是10mA、1A、10V.已知表头G的满偏电流Ig=5mA，内阻Rg=10Ω.试确定定值电阻R1、R2、R3的阻值。
五、计算题：本大题共2小题，共27分。
14.如图所示，在匀强电场中有A、B、C三点，已知A、B两点间的距离为AB=5m，A、C两点间的距离为AC=8m，∠BAC=37°，且匀强电场方向平行AB、AC直线所在的平面。现把一个带电荷量q=8×10−9C的正点电荷放在匀强电场中，当点电荷q由A点移到B点时电场力做功W1=8×10−8J，当点电荷q由A点移到C点时电场力做功W2=1.6×10−7J，若取A点电势为零，(sin37°=0.6,cs37°=0.8)求：
(1)AB和AC两点间电势差各为多少？
(2)匀强电场的电场强度大小和方向。
15.如图所示，图中P、Q之间的加速电压U0=1.82×104V，M、N两板之间的偏转电压U=2.184×104V，电子从电子枪中逸出后沿图中虚线OO′射入，经加速电场，偏转电场区域后，打到水平靶台的中心点C，虚线OO′与靶台ACB在同一竖直面内，且AB的长度为10cm。已知电子质量m=9.1×10−31kg，电荷量e=1.6×10−19C，偏转极板M，N长L=20cm，间距d=16cm，虚线OO′距离靶台的竖直高度ℎ=30cm，不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪中逸出时的初速度大小，不计空气阻力。

(1)求电子进入偏转电场区域时速度的大小；
(2)求靶台中心点C离N板右侧的水平距离；
(3)若使电子打在靶台ACB上，求M、N两板之间的电压范围(计算结果保留两位有效数字)。
参考答案
1.B
2.B
3.D
4.D
5.D
6.C
7.B
8.AC
9.AC
10.AD
11.400 黑 1700
5.010 πD2(U−Ir1)4IL
13.解：根据串并联电路的规律可知，I1=1A，I2=10mA，U=10V，
当接在I1=1A量程时，Ig(Rg+R2)=(I1−Ig)R1；
当接在I2=10mA量程时，IgRg=(I2−Ig)(R1+R2)；
当接在U=10V量程时，U=IgRg+I2R3；
联立解得：R1=0.1Ω；R2=9.9Ω；R3=995Ω；
答：电阻R1、R2和R3的阻值分别为0.1Ω、9.9Ω及995Ω；
14.解：(1)由W=Uq得AB、AC间的电势差为
UAB=W1q=8×10−88×10−9V=10V
UAC=W2q=1.6×10−78×10−9V=20V；
(2)设D是A、C连线的中点，由匀强电场的性质可知
UAD=12UAC=12×20V=10V
由UAB=φA−φB可得φB=−10V
可得φD=φB=−10V
所以B、D连线就是匀强电场中的一个等势面，由于 AD=12AC=12×8m=4m，AB=5m，∠BAC=37°，所以可得：∠ADB=90°，故电场强度的方向由A指向C，电场强度的大小为
E=UACAC=208V/m=2.5V/m。
答：(1)AB两点间电势差为10V，AC两点间电势差各为20V；
(2)匀强电场的电场强度大小为2.5V/m，方向由A指向C。
15.解：(1)对电子在加速电场中的加速过程用动能定理有eU0=12mv02−0，解得v0= 2U0em，代入数据得v0=8×107m/s；
(2)电子在偏转电场中做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，有L=v0t，在竖直方向上做匀加速直线运动，有y=12at2，其中加速度a=Eem=Uemd，联立解得y=0.075m，电子离开偏转电场后做匀速直线运动，由几何关系可知，如图所示，12Ly=12L+xCℎ，代入数据后得xC=0.3m；

(3)由题可知，A、B两点离N板右侧的水平距离分别为xA=0.25m，xB=0.35m，若电子刚好到达A点，由几何关系有12Ly1=12L+xAℎ，代入数据可得y1=0.0857m>0.08m，所以电子不能打到A点，所以有y1=d2=12×U1emd×(Lv0)2，代入数据可得U1=2.3×104V，若电子刚好到达B点时，由几何关系有12Ly2=12L+xBℎ，代入数据可得y2=0.067m