新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市第四十一中学2024-2025学年高二上学期1月期末 物理试题

这是一份新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市第四十一中学2024-2025学年高二上学期1月期末 物理试题，共13页。试卷主要包含了选择题，综合题等内容，欢迎下载使用。
总分100分 考试时间90分钟
一、选择题：本题共8小题，每题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列关于物理学思想方法的阐述，错误的是（ ）
A．追寻守恒量是物理学研究物质世界的重要方法之一，电荷守恒定律是这一思想的又一具体体现
B．点电荷概念的建立是运用了等效替代法
C．在人们研究电荷之间的作用力的过程中，曾经猜测电荷间的作用力与万有引力一样遵循与距离平方成反比的规律，这是运用了类比的思想方法
D．电场强度是通过两个基本物理量之比定义的新物理量，这种定义方法叫比值法
2．如图所示，光滑绝缘水平面上固定两电荷量相同的正电荷M、N，O点为两电荷连线的中点，图中的水平虚线为过O点与垂直的线，A、B两点为虚线上的点，且，负的试探电荷由A点静止释放，试探电荷经过A、B两点瞬间加速度大小之比为（ ）
A．B．C．D．
3．如图所示，电子以水平速度v射入电势差为U的匀强电场中，速度v方向与场强方向垂直，电子射出电场时垂直于板面方向偏移的距离为y。若将U减小为原来的一半，其它条件不变，则偏移的距离和原来的y相比（ ）
A．B．C．D．
4．两个可看成质点的带电物体A和B，带电荷量分别为和物体A固定在斜面底端，物体B最初在外力作用下静止，距离A物体撤去外力后，物体B开始沿斜面运动，最终静止在斜面上某处（未与A相碰），已知点电荷形成的电场中某点电势的计算式为（k为静电力常量，Q为点电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离）。物体B质量为m，与斜面的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。斜面倾角为，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．物体A、B一定带异种电荷
B．最终静止时，物体B所受摩擦力方向一定沿斜面向上
C．物体B到A物体的最小距离为
D．物体B在运动过程中速度最大时到物体A的距离为
5．如图所示是一个用补偿法测未知电阻的电路。已知电阻，、的总长度为。当拨至1时，、电阻线的长度调为时表指针指零位；当拨至2时，、电阻线的长度调为时表指针指零位；则的大小满足（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，当电路中通有恒定电流时，三个完全相同的灯泡a、b、c的灯丝中，自由电子定向移动的平均速率之比va:vb:vc为（ ）
A．2:1:1B．4:1:1
C．1:2:2D．1:1:1
7．静息电位是细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的电势差（膜电位差）。某哺乳动物的神经细胞的静息电位为（即膜内比膜外电位低70mV）。当受到刺激时，细胞膜对钠离子的通透性突然增大，钠离子大量内流，电位差会变为。该过程形成钠离子跨膜电流，电流平均值约为，电流持续时间约为。如果细胞膜等效为电容介质，细胞膜两侧等效为金属板，则细胞膜的等效电容约为（ ）
A．B．
C．D．
8．平行板电容器极板间电压恒定，有一不计重力的带电粒子从左侧平行于极板射入，从极板右侧离开。则粒子经过两极板的过程中（ ）
A．做直线运动B．加速度恒定C．速度可能减小D．电场力做负功
二、选择题（共4小题每题5分，共20分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，部分选对的得2分，有选错的得0分。）
9．如图所示，在直角坐标系xOy的x轴上固定着带电荷量分别为的两点电荷A、B，两点电荷与原点之间的距离均为a。一质量为m、带电荷量为的带电粒子，以x轴上的M点为圆心在垂直于x轴的平面内做匀速圆周运动，M点到原点的距离为2a，圆周运动的半径为，不计粒子重力，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A．A带正电，B带负电B．A带负电，B带正电
C．D．粒子的线速度大小为
10．如图（a）所示，光滑水平地面上有、两个带电小球，球质量为球质量的两倍，球所带电荷量为，球所带电荷量为，空间中有水平向右的匀强电场，其电场强度随时间的变化关系如图（b）所示，初始时刻球具有水平向右的初速度，球处于静止状态：时球速度为，两小球相距足够远，两者之间的库仑力可忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．时A球的速度为比时A球的速度大
B．时球的速度为比时球的速度大
C．的过程中，球比球多运动了
D．的过程中，球比球多运动了
11．某学校“天狼星”物理兴趣小组四位同学各自独立地用伏安法测量了同一导体的电阻，他们实验操作正确规范，数据处理无误，其中甲、乙两位同学使用的是电流表外接法（如图），丙、丁两位同学使用的是电流表内接法（如图），所用电表不是理想仪表，四位同学的测量结果分别是：R甲=21.4 Ω、R乙=21.7Ω，R丙=22.0Ω，R丁=22.8Ω其中测量结果误差较小的可能是（ ）
A．甲B．乙C．丙D．丁
12．如图1所示灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω。开关S闭合，滑动变阻器接入电路的电阻R1=9Ω时，灯泡正常发光。已知电源的输出功率P与外电路的总电阻R的关系如图2所示，灯泡的电阻视为恒定。下列说法正确的是（ ）
A．电源的电动势E=15VB．电源的电动势E=12V
C．图2中R2=12D．图2中R2=9
三、综合题（本题共6小题，共56分。请根据答题卡题号及分值在各题目的答题区域内作答，超出答题区域的答案无效。）
13．超级电容又名电化学电容，它是通过极化电解质来储能的一种电化学元件，与普通电容的储能原理是一样的。但超级电容的电容很大，可达到1~5000F，更适合于能量的快速释放和存储。现有一实验小组设计了如图甲所示的电路探测一超级电容的性质，实验器材如下：
超级电容器C（额定电压10V，电容标识不清）；
电源E（电动势12V，内阻不计）；
滑动变阻器（最大阻值）；
定值电阻（阻值）；
电压表V（量程15V，内阻很大）；
开关，电流传感器，计算机，导线若干。
(1)断开，闭合，若要增大电压表示数，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“”或“”）端移动。
(2)断开，闭合，调节滑片，当电压表示数稳定为10V时，再闭合，当电流传感器示数为零时，断开，之后，由计算机记录接下来一段时间的电流随时间的变化图像如图乙所示。数得图像与坐标轴所围面积共82个小格，则超级电容放出的电量为 C，并计算得到超级电容的电容值为 F。（结果均保留3位有效数字）
14．某实验小组用如图甲所示的实验装置测量当地的重力加速度。电磁铁、小钢球和光电门处于同一竖直线上，小球吸在电磁铁上时测量出小球球心到光电门中心的竖直距离为h。
(1)电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料，硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性，而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了，本实验中的电磁铁的铁芯应该用 （选填“硬”或“软”）磁性材料制作；
(2)本实验 （选填“需要”或“不需要”）测量小球的质量；
(3)用游标卡尺测量小球的直径时应使用 （选填“内”或“外”）测量爪测量。游标卡尺的示数如图乙所示，则小球的直径 ；
(4)调整小球的下落高度h，断开电磁铁电源，记录计时装置显示的挡光时间t，多次重复上述过程，作出随h的变化图像如图丙所示。已知图线的斜率为k，则当地的重力加速度为 （用表示）；
(5)小明每次测量h时均测量的是电磁铁下端到光电门下端的距离，仍作出图像，他是否可以通过图像求得重力加速度？请简要说明理由 。
15．如图所示，在光滑绝缘的水平面上有三个孤立带电小球，已知A和C的质量分别为、。此时三个小球恰好位于同一直线，B球位于O点且处于静止状态，A和C恰好以相同的角速度绕B做匀速圆周运动。若将小球B拿掉，使C带上与原来电性相反但电量相等的电荷，此时A、C两球仍能以原来的角速度绕O点做匀速圆周运动。三个小球均视为点电荷，求：
(1)A和C做圆周运动的半径之比；
(2)B、C的电荷量之比。
16．设置合适的情景与物理量，完成以下证明或推导：
(1)从电场力做功的角度出发，证明匀强电场中，电势差与电场强度的关系满足：U=Edcsθ
(2)一段细金属直导线中通有恒定电流I，依据电流定义，证明导线中电流I的微观表达式为：I=neSv；
(3)经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与固定的金属离子的碰撞。这种碰撞的平均结果表现为导体对电子有连续的平均阻力f。请证明：通有恒定电流的金属导体中，导体对电子平均阻力f与电子定向移动的速度v成正比，即f=kv。
17．如图甲所示，单刀双掷开关S原来跟2相连，从t = 0开始开关改接到1，得到电流传感器中的电流随时间变化的i − t图像如图乙所示，图中I0已知，电源的内阻为r，定值电阻R的阻值为9r，不考虑传感器的电阻。已知电容器储存的电场能公式为（其中C为电容器的电容，U为电容器极板间电压，C、U均未知）。求：
(1)t = 0时，电源的输出功率P；
(2)当电容器上电压为电源电动势的三分之一时，电路中的电流I；
(3)已知i − t图像与时间轴所围的总面积为S，如果电源提供的总能量全部转化为电容器中的电场能和电路中的焦耳热，求电阻R产生的最大焦耳热QR。
18．如图所示，“V”形导轨沿水平方向固定，为的角平分线。在整个空间加竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，导体棒垂直放置在点，从时刻开始导体棒向右以恒定的速度运动，导体棒始终与垂直且始终保持与导轨有良好的接触，从开始空间的磁感应强度随时间的变化规律为。求：
(1)时穿过闭合回路的磁通量；
(2)到时穿过回路磁通量的变化量；
(3)若开始，欲使回路中没有感应电流产生，写出从开始磁感应强度随时间的变化规律。
物理答案：
13．(1)b
(2) 246 24.6
14．(1)软
(2)不需要
(3) 外 10.15
(4)
(5)可以；因为每次h的测量误差相等，图像斜率不变
15．(1)
(2)
16．（1）设粒子带电量为q，粒子q从A点移到B点，根据功的公式可知，电场力做功为
W=qEdcsθ
根据电势差的定义式得A、B两点间的电势差为
Edcsθ
（2）设通电时间为t，则时间t内通过导体某一横截面的电荷量
根据电流公式
得到电流I与自由电子定向移动平均速率v的关系为
（3）导体棒两端加电压U时，导体中场强
因电流I恒定，所以v恒定，根据平衡条件得
由欧姆定律及电阻定律有
，
结合电流微观表达式
得
一定温度时，n、e、均不变，得
17．(1)
(2)
(3)
18．(1)
(2)
(3)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
A
C
D
A
A
B
ACD
AC
题号
11
12








答案
BC
BD