湖北省潜江市潜江中学2023-2024学年高二物理上学期10月考试试题（Word版附解析）

这是一份湖北省潜江市潜江中学2023-2024学年高二物理上学期10月考试试题（Word版附解析），共6页。试卷主要包含了选择题，实验题， 解答题等内容，欢迎下载使用。
（考试时间： 75分钟 试卷满分： 100分）
一、选择题（本题共10个小题，共40分，下列各题的四个选项中， 第1-7题只有一项是符合题意，第8-10题有多个答案符合要求，全部选对得4分，选不全得2分，有错选得0分。）
1. 法拉第是英国著名物理学家、化学家，他虽然出身贫寒而未受过正规教育，但却在众多领域作出惊人成就，堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范．下列有关法拉第的科学贡献的说法中不正确的是 ( )
A. 发现电磁感应现象B. 提出场的概念解释电、磁作用本质
C. 提出分子电流假说D. 用场线形象描述电场和磁场
【答案】C
【解析】
【详解】A．法拉第发现了电磁感应现象，故A不符合题意；
B．法拉第提出场的概念解释电、磁作用本质，故B不符合题意；
C．安培提出分子电流假说，故C符合题意；
D．法拉第用场线形象描述电场和磁场，故D不符合题意。
故选C。
2. 如图所示，光滑水平面上有三个带电小球、、（均可视为质点），它们所带电荷量的绝对值分别为、、，且为正电荷，在它们之间的静电力相互作用下均处于平衡状态，则（ ）
A. 带正电B. 对库仑力方向水平向右
C. 一定存在D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．因电性不确定，可带正电也可带负电，对库仑力方向可能水平向右也可能水平向左，AB错误；
C．设、之间的距离为，、之间的距离为，由题意可知都处于平衡状态，对a球有
对c 球有
解得
两式相加可得
即有
C正确；
D．因为、的电性不确定，所以无法确定、的大小，D错误。
故选C
3. 在光滑绝缘的水平面上，存在一个水平方向的匀强电场，电场强度大小为E，在该电场中一个半径为R的圆周，其中PQ为直径，C为圆周上的一点，在O点将一带正电的小球以相同的初速率向各个方向水平射出时，小球可以到达圆周的任何点，但小球到达C点时的速度最大，已知PQ与PC间的夹角为θ=30°，则关于该电场强度E的方向及PC间的电势差大小说法正确的是（ ）
A. E的方向为由P指向Q，
B. E的方向为由Q指向C，
C. E的方向为由P指向C，
D. E的方向为由O指向C，
【答案】D
【解析】
【详解】从O点运动到C点，根据动能定理
qUOC=Ek
因为到达C点时的小球的动能最大，所以UOC最大，即在圆周上找不到与C电势相等的点。所以与C点电势相等的点在过C点的切线上。所以E的方向为由O指向C，连接CO，并延长，如图
则
∠PCD=θ=30°
故选D
4. 如图所示，质量分别为、的两个带同种电荷的小球、，分别用长为的绝缘细线悬挂在同一点，两细线与竖直方向各成一定的角度、，两小球用一绝缘轻质弹簧相接，A、B球连线与过点竖直线交于点，初始时刻弹簧处在压缩状态，现增加球的电荷量，下列说法中正确的是（ ）
A. 两细线的拉力之比变大B. 两细线的夹角不变
C. 与的长度之比不变D. 长度一定变大
【答案】C
【解析】
详解】对两小球受力分析如图
、为A、B两小球之间的库仑力，、为两小球之间的弹簧弹力，满足
对球受力分析，、、、三力满足相似三角形，则有
同理对球亦有
当球的电荷量增大则两球距离会增大，夹角、增大，但仍有
，
绳长不变，点上移，长度变小。
故选C。
5. 如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻，可变电阻的总电阻为2r，在的滑动触头从A端滑向B端的过程中（ ）
A. 消耗的功率减小
B. 消耗的功率先增大后减小
C. 电源内部消耗的功率减小
D. 消耗的功率减小
【答案】A
【解析】
【详解】AB．消耗的功率为
根据数学知识可知当时，最大；当时，随的增大而增大；当时，随的增大而减小。在的滑动触头从A端滑向B端的过程中，Rx从2r逐渐减小至零，所以Px一直减小，故A正确，B错误；
CD．在的滑动触头从A端滑向B端的过程中，电路中电流一直增大，根据可知电源内部消耗的功率和消耗的功率都增大，故CD错误。
故选A。
6. 在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示，一根金属管线平行于水平地面。有一种探测方法，首先给金属长直管线通上恒定电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点，测得b、c两点距离为L。由此可确定（ ）
A. 金属管线在EF正下方，深度为
B. 金属管线在EF正下方，深度为
C. 金属管线的走向垂直于EF，深度为
D. 金属管线在EF正下方，深度为
【答案】B
【解析】
【详解】用测量仪在金属管线附近的水平地面，上找到磁感应强度最强的某点，记为a，说明a点离电流最近；找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF，故说明这些点均离电流最近，根据电流应该时是平行EF，画出左侧视图，如图所示
b、c间距为L，且磁场方向与地面夹角为45°，故深度为。
故选B。
7. 如图所示为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为10A；电动机启动时电流表的示数为58A。已知电源的电动势为12.5V，内阻为，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变。则（ ）
A. 车灯的电阻为
B. 电动机的内阻为
C. 打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率为480W
D. 打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率为60%
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，车灯的电阻为
A错误；
B．电动机启动时，电路外电压为
流过车灯电流为
流过电动机电流为
由于电动机启动时会产生反向电动势，可知电动机的内阻应满足
B错误；
C．打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率为
C正确；
D．打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率为
D错误；
故选C。
8. 如图所示，在水平放置的光滑金属板正上方有一带正电的点电荷Q，上表面绝缘，下表面接地．带正电的金属小球(可视为质点，且不影响原电场)，自左以初速度v0在金属板上向右运动，在运动的过程中：（）
A. 小球先减速运动，后加速运动
B. 小球一直做匀速直线运动
C. 小球受到电场力的冲量为零
D. 小球受到的电场力做功为零
【答案】BD
【解析】
【详解】金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，由于电场力与小球的速度方向垂直，电场力对小球不做功，但是电场力的冲量不为零，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动．故AC错误，BD正确．故选BD．
【点睛】本题关键抓住静电平衡导体的特点：整体导体是一个等势体，表面是一个等势面．
9. 如图所示，空间有竖直向下的匀强电场E，从倾角30°的斜面上A点平抛一带电小球，落到斜面上的B点，空气阻力不计，下列说法中正确的是（ ）
A. 若将平抛初速度减小一半，则小球将落在AB两点的中点
B. 平抛初速度不同，小球落到斜面上时的速度方向与斜面间的夹角不同
C. 平抛初速度不同，小球落到斜面上时的速度方向与斜面间夹角正切值一定相同，等于2tan30°
D. 若平抛小球的初动能为6J，则落到斜面上时的动能为14J
【答案】D
【解析】
【详解】小球受重力和电场力，电场力既可向上也可向下，球做类平抛运动，加速度a固定，向下；根据类平抛运动的分运动规律，有
故
A.若将平抛初速度减小一半，根据
x和y均减小为原来的，A错误；
BC.小球落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角的正切值
θ为小球落在斜面上时速度与斜面间的夹角。故平抛初速度不同，小球落到斜面上时的速度方向与斜面间的夹角相同，但正切值不等于2tan30°，BC错误；
D.若平抛小球的初动能为6J，由于小球落到斜面上时的速度方向与斜面间的夹角的正切值为
初动能为
末动能
D正确。
故选D。
10. 如图所示，带电荷量为的球1固定在倾角为光滑绝缘斜面上的a点，其正上方L处固定一电荷量为的球2，斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为，球2、3间的静电力大小为。迅速移走球1后，球3沿斜面向下运动。为重力加速度，球的大小可忽略，下列关于球3的说法正确的是（ ）
A. 带负电
B. 运动至a点的速度大小为
C. 运动至a点的加速度大小为
D. 运动至ab中点时对斜面的压力大小为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由题意可知三小球构成一个等边三角形，小球1和3之间的力大于小球2和3之间的力，弹簧处于压缩状态，故小球1和3一定是斥力，小球1带正电，故小球3带正电，故A错误；
B．小球3运动至a点时，弹簧的伸长量等于，根据对称性可知，小球2对小球3做功为0；弹簧弹力做功为0，故根据动能定理有
解得
故B正确；
C．小球3在b点时，设小球3的电荷量为q，有
设弹簧的弹力为F，根据受力平衡，沿斜面方向有
解得
小球运动至a点时，弹簧的伸长量等于，根据对称性可知
解得
故C正确；
D．当运动至ab中点时，弹簧弹力为0，此时小球2对小球3的力为
斜面对小球的支持力为
根据牛顿第三定律可知，小球对斜面的压力大小为，故D正确。
故选BCD。
二、实验题
11. 某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率时。
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度为___________cm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为___________mm。
【答案】 ①. 5.025 ②. 4.700（4.690或4.701）
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] 游标为20分度，其测量精度为0.05mm，则游标卡尺的读数：游标卡尺主尺读数为50mm，游标读数为
5×0.05mm=0.25mm
所以最终读数为
5025mm=5.025cm
(2)[2] 螺旋测微器固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为
20.0×0.01mm=0.200mm
最终读数
d=4.5mm+0.200mm=4.700mm
12. 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．
(1)应该选择的实验电路是图中的________(选填“甲”或“乙”)．
(2)现有电流表(0～0.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表(0～15 V)
B．电压表(0～3 V)
C．滑动变阻器(0～50 Ω)
D．滑动变阻器(0～500 Ω)
实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________；(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在如图的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U－I图线_________.
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω.
(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．下列各示意图中正确反映P－U关系的是________．
【答案】 ①. 甲 ②. B ③. C ④. ⑤. 1.50(1.49～1.51) ⑥. 0.83(0.81～0.85) ⑦. C
【解析】
【详解】（1）干电池的内阻较小，电压表的分流作用可以忽略，可以用滑动变阻器中的电流来代替干路中的电流，所以选甲图电路．（注意：两种实验电路都存在系统误差，题图甲实际测量的电阻是电源内阻与电压表的并联电阻，而图乙测量的电阻是电池内阻与电流表内阻之和）
（2）一节干电池的电动势为1.5V，依据精确测量的原则，电压表应该选用B，电源的内阻较小，为了调节方便，滑动变阻器应该选C．
（3）画线时第4个点的误差较大，将其舍去，其他点连成直线，就得到电源的U-I图线．
（4）在（3）中图线中，U轴上的截距为该电源的电动势1.5V，图线的斜率为该电源的内阻
（5）当滑动变阻器的阻值等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即电源的输出功率随着U先变大再变小，A、B错误；输出功率与路端电压的关系可以表示为：，由数学知识可得C正确，D错误．
三、 解答题
13. 如图所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故．参考这条曲线回答下列问题(不计电流表和电源的内阻)．
(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12 V电阻为零的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻．
(2)如图所示，将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻串联，接在电动势为8 V电阻不计的电源上，求通过电流表的电流值和每个灯泡的电阻．
【答案】(1)0.4 A 10Ω (2)0.6 A 6.7Ω
【解析】
【详解】(1)三个灯串联时，每个灯的电压为4 V，由图象知，当灯泡两端的电压为4 V时，灯泡的电流为0.4 A.，灯泡的电阻为：
；
(2)在上图中，若设灯泡电流为I，两端电压为U，由欧姆定律得：E＝2IR0＋U，即：
U＝8－20I，
将U＝8－20I函数关系图象作在题图中，如图所示，两图线交点为(2 V,0.3 A)，可得此种情况下电流为0.3 A.
通过电流表的电流值为：
IA＝2I＝0.6 A，
灯泡的电阻为：
；
14. 如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷，a、b是AB连线上两点，其中Aa=Bb=，O为AB的中点，一质量为m带电量为+q的小滑块（可视为质点）以初动能从a点出发，沿AB直线向b点运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍（n＞1），到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：
(1)小滑块与水平面间的滑动摩擦因数；
(2)Ob两点间的电势差；
(3)小滑块运动的总路程为多少。
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】（1）对小滑块受力分析，如下图所示
各点的电势和动能，如下图所示
由，O为AB连线的中点得a、b关于 O点对称，则
设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f ，对于滑块从a→b过程，由动能定理得
联立求得
（2）对于滑块从O→b过程，由动能定理得
联立解得
（3）对于小滑块从a开始运动到最终在О点停下的整个过程，由动能定理得
联立解得
15. 如图甲所示，A和B是真空中正对面积很大的平行金属板，位于两平行金属板正中间的O点有一个可以连续产生粒子的粒子源，AB间的距离为L。现在A、B之间加上电压UAB随时间变化的规律如图乙所示，粒子源在交变电压的一个周期内可以均匀产生N个相同粒子，这种粒子产生后，在电场力作用下由静止开始运动，粒子一旦碰到金属板，它就附在金属板上不再运动，且电荷量同时消失，不影响A、B板电势。已知粒子质量为，电荷量，，，，忽略粒子重力，不考虑粒子之间的相互作用力，求：
（1）t＝0时刻产生的粒子，运动到B极板所经历的时间t0；
（2）在时间内，产生的粒子不能到达B板的时间间隔；
（3）在时间内，产生的粒子能到达B板的粒子数与到达A板的粒子数之比k。
【答案】（1）；（2）；（3）2∶1
【解析】
【详解】（1）t=0时刻，粒子由O到B做匀加速直线运动
加速度
得
所以
（2）对刚好不能到达B极板的粒子，先做匀加速运动，达到速度vm后，做匀减速运动，到达B极板前速度减为0，设匀加速时间为，匀减速时间为，全程时间为t，则匀加速的加速度
匀减速的加速度大小
由
得
所以
由
得
（3）设刚好不能到达B极板的粒子，反向加速到A极板的时间为，由
得
即在时间内，内返回的粒子都能打到A极板上，所以序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
电流I/A
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480