2024-2025学年山东省安丘市第一中学高二（上）开学考试物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年山东省安丘市第一中学高二（上）开学考试物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.如图，质量为m的一磁铁吸附在铁板AB的下方，磁铁重心到铁板A端的距离为L，铁板A端与铰链连接，现缓慢推动B端，使铁板AB与磁铁一起绕铁板A端逆时针转动，转动过程中，铁板AB与磁铁始终保持相对静止，重力加速度为g，铁板AB与水平面夹角θ从30∘变为60∘过程中，则下列说法正确的是( )
A. 磁铁受到三个力的作用
B. 磁铁可能不受摩擦力的作用
C. 铁板AB对磁铁的作用力不做功
D. 铁板AB对磁铁的作用力做功为 3−12mgL
2.如图所示，一滑雪运动员从山坡上的A点由静止开始滑到山坡底的B点，该运动员和雪橇的总质量为m，滑到B点的速度大小为v，A、B两点的高度差为ℎ，重力加速度为g，该过程中阻力做的功为( )
A. mgℎ B. 12mv2
C. 12mv2−mgℎ D. mgℎ+12mv2
3.如图所示，小郭同学将电容式位移传感器的两极板接入到电路中进行实验探究。电容式位移传感器中的电介质板与被测物体固连在一起，可以左右移动。电介质板插入极板间的深度记为x，电压表和电流表均为理想电表，电源电动势、内阻均恒定，R为定值电阻。下列说法正确的是( )
A. 电压表读数不为零，说明x在增大
B. 若x保持不变，则电压表示数一定为零
C. 在x增大的过程中，电容器两极板带电量减小
D. 在x增大的过程中，a点电势始终高于b点
4.下列公式中，F、q、E、U、r、d、φ、Ep分别表示静电力、电荷量、电场场强、电势差、点电荷之间的距离、沿电场线方向的距离、电场中某点的电势、电荷在电场中某点所具有的电势能：①F=kq1q2r2，②E=kQr2，③E=Fq，④φ=Epq，⑤E=Ud，以下说法正确的是( )
A. 它们都只对点电荷或点电荷的电场成立
B. ①②只对点电荷成立，③④对任何电场都成立，⑤只对匀强电场成立
C. ①②③④只对点电荷或点电荷电场成立，⑤对任何电场都成立
D. ①②只对点电荷成立，③④⑤对任何电场都成立
5.一根粗细均匀的金属导线阻值为R，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v。若将该金属导线对折一次，使其长度变为原来的一半，仍给它两端加上恒定电压U，则下列说法正确的是
A. 此时金属导线的阻值为R2B. 此时通过金属导线的电流为I4
C. 此时自由电子定向移动的平均速率为2vD. 此时自由电子定向移动的平均速率为v2
6.如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是( )
A. 甲表是电流表，R减小时量程减小
B. 甲表是电流表，R减小时量程增大
C. 乙表是电压表，R减小时量程增大
D. 乙表是电流表，R减小时量程增大
7.如图所示，电源电动势6V，内阻1Ω，小灯泡L标有“2V 0.4W”字样，开关S闭合后，小灯泡L正常发光。已知电动机的内阻也是1Ω，则电动机的输出功率为( )
A. 0.76WB. 0.72W
C. 0.04WD. 0.4W
8.如图，G为灵敏电流计，V为理想电压表，R1为定值电阻，R2是一根盐水柱(封于橡皮管内，与电路导通)，平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，电容器两板间的带电油滴恰好静止。则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中(忽略温度对电阻的影响)( )
A. 电阻R2的阻值减小B. V表示数减小
C. 油滴仍然静止D. G表中有从c到a的电流
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.某同学在操场上踢足球，足球质量为m，该同学将足球以速度v0从地面上的A点踢起，最高可以到达离地面高度为ℎ的B点位置，从A到B足球克服空气阻力做的功为W，选地面为零势能的参考平面，则下列说法中正确的是( )
A. 足球从A到B机械能守恒
B. 该同学对足球做的功等于12mv02
C. 足球在A点处的机械能为12mv02+mgℎ
D. 足球在B点处的动能为12mv02−mgℎ−W
10.四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按图所示接法连入电路，则( )
A. 电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B. 电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角
C. 电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D. 电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角
11.在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合电键S，理想电流表A的示数为I，理想电压表V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，各电表示数变化量分别为ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3，下列说法正确的是( )
A. I变大，U2变大
B. 电源的效率增加
C. 电源的总功率增加
D. |ΔU1||ΔI|不变，|ΔU3||ΔI|不变
12.在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断错误的是( )
A. 电容器C的电荷量将减小
B. 灯泡L将变亮
C. R0两端的电压减小
D. 电源的总功率变小，但电源的输出功率不一定变大
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13.某物理学习小组在“验证机械能守恒定律”的实验中(g取9.8m/s2)
(1)他们拿到了所需的打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要______(填字母代号)
A.直流电源 B.交流电源 C.秒表 D.毫米刻度尺
(2)先接通打点计时器的电源，再释放重物，打出的某条纸带如下图所示，O是纸带静止时打出的点，A、B、C是标出的3个计数点，测出它们到O点的距离分别为x1=12.16cm、x2=19.1cm和x3=27.36cm，其中有一个数值不符合读数规则，代表它的符号是_____(选填“x1”、“x2”或“x3”)；
(3)已知电源频率是50Hz，利用(2)中给出的数据求出打B点时重物的速度vB=_____m/s(保留三位有效数字)；
(4)重物在计数点O、B对应的运动过程中，减小的重力势能为mgx2，增加的动能为12mvB2，通过计算发现，mgx2>12mvB2，其原因是_____。
14.随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率不合格(电导率σ是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标)。某学习小组对某种纯净水样品进行检验，实验步骤如下：
(1)将采集的水样装满绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器长为L，两端用金属圆片电极密封，用游标卡尺测量圆柱形容器内径如图所示，其示数为d=_______cm；
(2)小组同学用多用电表粗测该水样的电阻为1200Ω。为了准确测量水样的电导率，学习小组准备利用以下器材进行研究；
A.电压表(0∼3V，内阻约为1kΩ)
B.电压表(0∼15V，内阻约为5kΩ)
C.电流表(0∼10mA，内阻约为1Ω)
D.电流表(0∼0.6A，内阻约为10Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值为100Ω)
F.蓄电池(电动势为12V，内阻约为2Ω)
G.开关、导线若干
实验要求测量尽可能准确，请你在方框中设计出实验电路图_______，电路中电压表应选择_______，电流表应选择_______；(填器材前面的字母序号)
(3)该水样电导率的表达式为σ=_______(用测得的物理量U、I、d、L表示)。
四、计算题：本大题共4小题，共36分。
15.如图所示，一条长为L的绝缘细线，上端固定，下端系一质量为m的带电小球，将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角α=45°。
(1)小球带何种电荷？电荷量为多少？
(2)若将小球向左拉至细线呈水平的位置，然后由静止释放小球，则放手后小球做什么运动？经多长时间到达最低点？
16.如图，一质量m=1×10−6kg、带电荷量q=−2×10−8C的微粒以初速度大小v0竖直向上从A点射入一水平向右的匀强电场，当微粒运动到比A点高ℎ=0.2m的B点时，速度大小为2v0，方向水平。g取10m/s2，求：
(1)微粒的初速度大小v0；
(2)A、B两点间的电势差UAB；
(3)匀强电场的场强大小E。
17.如图电路中，电阻R2=5kΩ，A、C两端的电压10V保持不变，电压表的内阻RV=10kΩ，量程足够大。当电压表接在A、B两端时，示数U1=5V。求：
(1)电压表接在A、B两端时，电路中流经电阻R2的电流I；
(2)电阻R1；
(3)电压表接在B、C两端时，电压表的示数U2。
18.如图所示，电源电动势E=10 V，内阻r=1 Ω，R1=3 Ω，R2=6 Ω，C=30 μF．
(1) 闭合开关S，求稳定后通过R1的电流．
(2) 然后将开关S断开，求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电荷量．
(3) 如果把R2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10 Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R2消耗的最大电功率．
参考答案
1.D
2.C
3.B
4.B
5.C
6.B
7.B
8.D
9.BD
10.AD
11.CD
12.CD
13.(1)BD
(2) x2
(3)1.90
(4)纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力
14.(1)5.020
(2) B C
(3) 4ILπd2U

15.解：
(1)由于小球处于平衡状态，对小球进行受力分析，如图所示
由此可知小球带正电，设其电荷量为q，则
Tsin α=qE
T cs α=mg
联立可得
T= 2mg
q=mgtanαE=mgE
(2)静止释放后，小球由静止开始沿与竖直方向成α=45°斜向右下方做匀加速直线运动，当到达最低点时，它经过的位移为 2 L，此时细线刚好拉直，由匀变速直线运动的规律可得
x=12at2
由牛顿第二定律得
a=Fm=Tm= 2g
所以
t= 2Lg

16.(1)微粒在匀强电场中，水平方向只受电场力，做初速度为零的匀加速运动；竖直方向只受重力，做匀减速直线运动．对于竖直方向，有：v02=2gℎ
则得：v0= 2gℎ= 2×10×0.2m/s=2m/s
(2)对于小球从A到B的过程，由动能定理得： qUAB−mgℎ=12m(2v0)2−12mv02，代入数据解得UAB=−400V
(3)对小球竖直方向：ℎ=v02t，水平方向：d=2v02t，故d=2ℎ=0.4m，匀强电场的场强E的大小为E=UABd=4000.4V/m=1000V/m
答：
(1)小球的初速度v0是2m/s．
(2)AB两点间的电势差UAB是−400V．
(3)匀强电场的场强E的大小是1000V/m．
17.(1)当电压表接在A、B两端时有
UR2=U−U1=5V
此时，电路中流经电阻R2的电流
I=UR2R2=1×10−3A=1mA
(2)电压表接在A、B两端时，根据上述，并联电路两端电压与电阻R2两端电压相等，则有
R2=R1RV1R1+RV1
解得
R1=10kΩ
(3)电压表接在B、C两端时有
R并=RVR2RV+R2=103kΩ
则电压表的示数
U2=R并R1+R并U=2.5V

18.解：(1)稳定时，电容看做断开状态，电路中的电流：I=Er+R1+R2；
代入数据得，I=1A；
(2)S闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压：
U=IR2=1×6V=6V
断开稳定后，电容器两端的电压为：U′=E=10V
所以ΔU=U′−U=4V，由C=QU得
流过R1的总电荷量为：ΔQ=ΔUC，
代入数据解得ΔQ=1.2×10−4C
(3)当R2=R1+r=4Ω时，R2消耗的电功率最大，且有P2=E24(R1+r)，代入数据得P2=6.25W