重庆市铁路中学2023-2024学年高二上学期期中物理试题(Word版附解析)
展开第I卷选择题
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 关于元电荷、电荷与电荷守恒定律,下列说法正确的是( )
A. 元电荷是指电子,电量等于电子的电量,体积很小的带电体是指点电荷
B. 利用静电感应可使任何物体带电,质子和电子所带电荷量相等,比荷也相等
C. 单个物体所带的电量总是守恒的,电荷守恒定律指带电体和外界没有电荷交换
D. 元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的
【答案】D
【解析】
【详解】A.元电荷的电量等于电子的电量,但不是电子,元电荷是带电量的最小单元,没有电性之说,当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷,故体积很小的带电体未必就是点电荷,故A错误;
B.静电感应不能使绝缘体带电,电子和质子所带电荷量相等,但它们的质量不相等,比荷不相等,故B错误;
C.在与外界没有电荷交换的情况下,一个系统所带的电量总是守恒的,电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换,故C错误;
D.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的,这是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因,故D正确。
故选D。
2. 某科研所研制出了一种新型金属材料,具有特殊的物理和化学性质,具有广阔的市场前景。如图所示,由该材料制成的一个立方体的边长为c,其前后两表面之间的电阻值为R1。现用该材料制成一边长为的立方体,其前后两表面之间的电阻值为R2,则R1:R2为( )
A. 1:125B. 1:5C. 5:1D. 25:1
【答案】B
【解析】
详解】根据电阻定律
可知
则有
故选B。
3. 如图所示的实线为方向未知的三条电场线,从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则下列说法正确的是( )
A. 静电力对a做正功,对b做负功B. a一定带正电,b一定带负电
C. a的速度将变小,b的速度将变大D. a的加速度在减小,b的加速度在增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,静电力方向沿电场线指向轨迹凹侧,又有正电荷所受电场力的方向与电场强度方向相同,负电荷相反,但不知道电场线方向,则无法判断粒子电性,a、b粒子速度方向与a、b粒子所受静电力方向的夹角均为锐角,电场力做正功,故AB错误;
C.电场力对a、b做正功,两个粒子动能均增大,电势能均减小,故C错误;
D.电场线疏密表示场强大小,结合公式
可知,a受到的电场力在减小,加速度在减小,b受到的电场力在增大,加速度在增大,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,不带电的金属棒AB长为L,O为AB的中点,在距离A点为R的C点处放一带电量为Q的正点电荷,C与AB在一条直线上,如图所示,设无穷远处电势为零。下列说法正确的是( )
A. 金属棒上A点的电势高于B点的电势
B. O点的电场强度为零,电势也为零
C. 金属棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为
D. 若将A端接地,金属棒将不带电
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属棒达到静电平衡,整个金属棒是一个等势体,则金属棒上A点的电势等于B点的电势,故A错误;
B.金属棒达到静电平衡,棒内各点的场强为零,则O点的电场强度为0,但电势不为零,故B错误;
C.金属棒内各点的场强为零,棒上感应电荷在棒内中点O产生的场强大小与点电荷+Q在该处产生的电场强度大小相等,方向相反,则感应电荷在O点产生的电场强度大小为
故C正确;
D.若将A端接地,大地上的电子跑到金属棒将正电荷中和,所以金属棒将带上负电荷,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,一簇电场线的分布关于y轴对称,O是坐标原点,M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点,其中M、N在y轴上,Q点在x轴上,则( )
A. M点的电势比P点的电势高
B. OM间的电势差等于NO间的电势差
C. 一正电荷在O点时的电势能大于在Q点时的电势能
D. 将一负电荷由M点移到P点,电场力做负功
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.根据电场线与等势线垂直特点,在M点所在电场线上找到P点的等势点,根据沿电场线电势降低可知,P点的电势比M点的电势高,故A错误;
B.根据电场分布可知,OM间的平均电场强度比NO之间的平均电场强度小,故由公式
U=Ed
可知,OM间的电势差小于NO间的电势差,故B错误;
C.O点电势高于Q点,根据
Ep=φq
可知,正电荷在O点时的电势能大于在Q点时的电势能,故C正确;
D.M点的电势比P点的电势低,负电荷从低电势移动到高电势电场力做正功,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,a、b、c、d是某匀强电场中的四个点。它们是一个四边形的四个顶点,,,,电场线与四边形所在平面平行。已知a点电势为18V,b点电势为22V,d点电势为6V。则下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的场强大小为B. 场强方向由a指向c
C. 场强的方向由d指向bD. c点电势为14V
【答案】D
【解析】
【详解】因
可得
连接bd,则中点的电势为14V,则c连线为等势面,场强方向由b指向d,场强大小为
故选D。
7. 如图,空间中存在水平向左的匀强电场,场强大小为。两块间距为3d的足够大平行金属板P、Q竖直置于电场中,两板内侧均匀涂有荧光物质。Q板上某处有一粒子源O,可以向各个方向均匀发射质量为m、电荷量为+q、速度大小为v0的带电粒子,粒子撞击到荧光物质会使其发出荧光。不计粒子重力,则下列说法正确的是( )
A. 初速度方向与竖直方向成60°角的粒子打在Q板上最远处
B. 带电粒子在电场中运动的时间均小于
C. P板上的发光面积为12πd2
D. Q板上的发光面积为12πd2
【答案】C
【解析】
【详解】A.粒子的加速度为
设打在板上最远处的粒子初速度与水平方向的夹角为,则
,
竖直位移为
可知当时竖直位移最大,故初速度方向与竖直方向成60°角的粒子不能打在Q板上最远处,故A错误;
C.设到达P板时水平分速度恰好减为零的粒子初速度方向与竖直方向的夹角为,根据动力学公式有
解得
竖直位移为
P板上的发光面积为
故C正确;
B.根据上述分析,可知的粒子恰好打不到P板。粒子在电场中运动时间最长,为
故B错误;
D.抛射角45°的粒子运动时间
竖直方向最大射程为
故Q板发光面积
故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,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,有错选的得0分。
8. 智能手机耗电量大,移动充电宝应运而生,它是能直接为移动设备充电的储能装置。充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值,一般在0.6~0.7。某一款移动充电宝的参数见下表。下列说法正确的是( )
A. 容量单位(mA·h)是电荷量单位
B. 该充电宝最多能储存的能量为3.6×105J
C. 该充电宝电荷量从零到完全充满所用时间约为2h
D. 用该充满电的充电宝给电荷量为零、容量为3000mA·h的手机充电,理论上能充满4次
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.容量单位(mA·h)是指电流单位与时间单位的乘积,根据
可知(mA·h)为电荷量单位,故A正确;
B.该充电宝的容量为
电压为5V,所以充电宝最多能储存的能量
故B正确;
C.以2A的电流充电,充电宝电量从零到完全充满所用时间
故C错误;
D.由于充电宝的转换率是0.60,所以放电总量为
给电量为零、容量为3000mAh的手机充电的次数
次
故D正确。
故选ABD。
9. 两个较大的平行金属板A、B相距为d,分别接在电压为U的电源正、负极上,这时质量为m的带电油滴恰好静止在两极之间,如图所示,在其它条件不变的情况下,那么在下列的过程中( )
A. 如果保持连接电源,两极距离不变,非常缓慢地错开一些,电流计中电流a从流向b
B. 如果保持连接电源,将A板上移,油滴将向上加速运动
C. 如果断开电源,A板上移,B板接地,油滴静止不动,油滴处电势减小
D. 如果断开电源,两板间接静电计,A板上移,静电计指针张角变大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据
可知两极距离不变,非常缓慢地错开一些,电容器的电容减小,根据
保持连接电源,可知电容器的带电量减少,电流计中电流a从流向b,故A正确;
B.根据
可知将A板上移,电容器内电场强度减小,油滴受到电场力减小,小于重力,油滴将向下加速运动,故B错误;
C.根据
可知断开电源,A板上移,电场强度不变,油滴静止不动,油滴距B板的距离不变,可知油滴与B板的电势差不变,B板接地,故油滴处电势不变,故C错误;
D.根据
可知断开电源,两板间接静电计,A板上移,电容器两极板间的电势差增大,静电计指针张角变大,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,某多级直线加速器由n个横截面积相同的金属圆筒依次排列,其中心轴线在同一直线上,各金属圆筒依序接在交变电源的两极M、N上,序号为C的金属圆板中央有一个质子源,质子逸出的速度不计,M、N两极加上如图所示的电压,一段时间后加速器稳定输出质子流。已知质子质量为m、电荷量为e,质子通过圆筒间隙的时间不计,且忽略相对论效应,则( )
A. 质子在各圆筒中做匀加速直线运动
B. 加速器筒长和加速电压不变,若要加速荷质比更大的粒子,则要调小交变电压的周期
C. 各金属筒的长度之比为
D. 质子进入第n个圆筒时的瞬时速度为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.金属圆筒中电场为零,质子不受电场力,做匀速运动,故A错误;
C.只有质子在每个圆筒中匀速运动时间为时,才能保证每次在缝隙中被电场加速,则第n个圆筒长度
所以各金属筒的长度之比为,故C正确;
B.由C选项的分析可知,保持和不变,荷质比增大,则T必须减小,故B正确;
D.质子进入第n个圆筒时,经过n次加速,根据动能定理
解得
故D错误
故选BC。
第II卷 非选择题
三、实验题:本大题共2个小题,共16分。
11. 某同学在做“练习使用多用电表”的实验:
(1)当多用电表做电压表使用时,首先应调节指针定位螺丝,使多用电表指针指向左侧零刻度,然后将选择开关旋转到直流电压挡,将红表笔与电源___________(填“正”或“负”)极相连,黑表笔与电源另一极相连。
(2)用多用电表的欧姆挡测量电阻的阻值时,若发现选用“”挡时指针偏角过小,则应换用___________(填“”或“”)挡;重新欧姆调零后,多用电表指针示数如图所示,则待测电阻的阻值约为___________。
(3)测量完毕,将选择开关旋转到OFF位置。
【答案】 ①. 正 ②. “” ③. 1300
【解析】
【详解】(1)[1]测直流电压时,红表笔与电源正极相连。
(2)[2][3]指针偏角过小,说明倍率较低,则应换用“”挡。如图,待测电阻的阻值约为
12. 在“测量金属丝的电阻率”实验中,金属丝的电阻约为5Ω。
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径d,示数如图所示,d=________mm;
(2)实验中提供的器材有开关、若干导线及下列器材:
电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内阻约15 kΩ)
电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.1 Ω);
电流表A2(量程0~3A内阻约0.2Ω)
滑动变阻器0~5 Ω
电源(电动势为3V,内阻很小)
甲同学为了使金属丝两端电压调节范围更大,并使测量结果尽量准确,应选用下图所示的哪个电路进行实验________;
A. B.
C. D.
(3)实验时电压表应选________,电流表应选________;(选填“V1、V2、A1、A2”)
(4)乙同学利用如下图所示的电路进行实验时,向左移动滑片,滑动变阻器两端的电压U和流过它的电流I均发生变化,设变化量分别为ΔU、ΔI。请你判断此过程中的值________(选填“增大”、“减小”或者“不变”)。(不考虑温度对电阻的影响)
【答案】 ①. 0.184 ②. A ③. V1 ④. A1 ⑤. 不变
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]用螺旋测微器测量金属丝直径为
(3)[3] 因为电源电动势为3V,所以电压表选择V1;
[4]根据欧姆定律
电流表选择A1;
(2)[2]为了能从零开始调解电路,所以滑动变阻器采用分压接法;
所以电流表采用外接法;综上所述,电路采用分压外接法。
故选A。
(4)[5]根据闭合电路欧姆定律
解得
此过程中的值不变。
四、计算题:本大题共3个小题,共41分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤,只写出结果的不得分,有数值计算的题,答案中必须写出明确的数值和单位。
13. 如图所示,一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B静止在图示位置,其左侧固定着另一个带电的小球A。已知B球的质量为,带电荷量为q,静止时细线与竖直方向的夹角,A和B在同一条水平线上,整个装置处于真空中(A、B可视为质点,重力加速度大小为g,静电力常量为k,sin37°=0.6,cs37°=0.8)。问:
(1)小球A带何种电荷?
(2)此时小球B受到的库仑力为多大?
(3)若小球A所带电荷量为Q,A、B间的距离是多少?
【答案】(1)正电;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由题图可知,两个小球相互排斥,可知小球带正电
(2)对小球B受力分析,得
解得
(3)由库仑定律有
解得
14. 如图所示,质量为m,电荷量为q的带电粒子从粒子源无初速度地飘入电压为U的加速电场,经加速后从小孔沿平行金属板A、B的中线射入,并打到B板的中心。已知A、B两极板长为L,间距为d,不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用。
(1)求带电粒子离开加速电场时的速度大小;
(2)求A、B板间电场的电场强度大小;
(3)若保持A、B两极板的电荷量不变,将B板下移适当距离,让同种带电粒子原样射入恰能射出电场,求B板下移的距离。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设粒子离开加速电场时的速度为,由动能定理可得
解得
(2)设A、B板间电场的电场强度大小为,带电粒子在A、B板间电场中做类平抛运动,有
,
联立解得
(3)若保持A、B两极板的电荷量不变,将B板下移适当距离,根据
可知电场强度保持不变;让同种带电粒子原样射入恰能射出电场,则有
解得
故板下移的距离为
15. 如图所示,为固定在竖直平面内的绝缘轨道,其中部分为倾角的倾斜轨道。部分是圆心为O、半径为R的四分之三圆弧轨道(两部分轨道相切于B点),C为圆弧轨道的最低点,空间存在方向水平向右的匀强电场,使质量为m、电荷量为q的带正电小滑块(视为质点)静止在斜面上到B点距离为的A点。现将滑块由静止释放、结果滑块经过D点后,落在斜面轨道上的F点(图中未画出)。匀强电场的电场强度大小为(g为重力加速度大小),不计一切摩擦及空气阻力。求:
(1)滑块经过C点时对轨道的压力大小N;
(2)滑块沿圆弧轨道运动过程中的最大速度;
(3)B、F两点间的距离x。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)滑块从A点到C点,根据动能定理有
解得
在C点,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可得滑块经过C点时对轨道的压力大小;
(2)将滑块受到重力和电场力合成一个力,等效成一个新的“重力”,其大小为
设其与水平方向的夹角为,则有
解得
即滑块沿圆弧轨道运动过程中的最大速度的位置是图中的M点,如图所示
从C点到M点,根据动能定理有
解得
(3)根据对称性原理,可知D点为等效的最高点,从C点到D点,根据动能定理有
解得
粒子从D到F点做类平抛运动,沿半径方向做匀加速直线运动,垂直半径方向做匀速直线运动,根据几何关系可知,垂直半径方向的位移为R,则有
沿半径方向,根据牛顿第二定律有
则沿半径方向位移为
解得
故B、F两点间的距离容量
兼容性
所有智能手机
边充边放
否
保护电器
是
输入
2A MAX
输出
DC 5V
尺寸
转换率
0.6
产品名称
xxx
重量
约430g
重庆市暨华中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题(Word版附解析): 这是一份重庆市暨华中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题(Word版附解析),共19页。
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