江西省抚州市临川第二中学2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试题
展开考试时间:75分钟 试卷满分:100分
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全选对的得3分,有选错的得0分)
1.如图所示,四个完全相同的灯泡,亮度最高的是( )
A.L1B.L2C.L3D.L4
2.已知t时间内通过均匀导体某一横截面的自由电子数为N,电子电荷量为-e,导体横截面积为S,单位体积内的自由电子数为n,则电子定向移动的速度v为( )
A.B.C.D.
3.2020年2月,中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程,首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分,在电子显微镜中电子枪发射电子束,通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。电子透镜的电场分布如图所示,虚线为等势线。一电子仅在电场力作用下运动,运动轨迹如图实线所示,a、b、c、d是轨迹上的四个点,下列说法正确的是( )
A.电子从a运到d的过程,做匀加速运动
B.电子从a运动到d的过程,电势能先减小后增大
C.a处的电场强度与d处的电场强度相同
D.电子在a处受到的电场力方向沿a处虚线切线方向
4.规定无限远处的电势为0,则距离点电荷Q为r的位置的电势,其中k为静电力常量,以正电荷Q为坐标原点,以某一根电场线为坐标轴x,则x轴上各点的电场强度E与x2的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.距离点电荷1m处的各点的电场强度相同
B.距离点电荷1m处的各点的电势不相同
C.电子从x1=1m点移动到x2=2m点的过程中电势能增加45eV
D.x1=1m与x2=2m处的电势差小于x2=2m与x3=3m处的电势差
5.小明同学乘电动汽车出行,当汽车以90km/h的速度匀速行驶时,在该车的行车信息显示屏上看到了如下信息,电池组输出电压400V,电流为25A。已知该车电机及传动系统将电能转化为机械能的效率约为80%,则此时该车( )
A.电池组输出的电功率约为8000WB.牵引力的功率约为10000W
C.受到的牵引力约为400ND.受到的阻力约为320N
6.两个等量同种点电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示,一个电荷量为C、质量为0.1kg的小物块(可视为质点)从C点静止释放,其运动的v-t图像如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是( )
A.由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大
B.B点为中垂线上电场强度最大的点,电场强度大小E=100N/C
C.由C点到A点电势逐渐升高
D.A、B两点间的电势差V
7.AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定,竖直截面如图所示。两板间距10cm,电荷量为质量为kg的小球用长为5cm的绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S,小球静止时,细线与AB板夹角为30°;剪断细线,小球运动到CD板上的M点(未标出),,则( )
A.MC距离为cmB.电势能减少了
C.电场强度大小为D.小球在M点动能为
8.如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A.甲表是电流表,R增大时量程增大
B.乙表是电流表,R增大时量程增大
C.在甲图中,若改装后的电流表测电流时总与标准表测的电流偏小,可稍微增大R来校准
D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
9.在如图所示的电路中,R1、R2为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表,当滑动变阻器的触片向a端移动时,则下列说法正确的是( )
A.电容器两极板上的电量减小
B.R1、R2两端的电压变化量相比,R2电压变化大
C.电流表A的读数减小
D.电源的输出功率减小
10.如图所示,空间中有水平向右的匀强电场,场强大小为E,一质量为m的带电小球(可视为质点),从O点竖直向上抛出,动能为Ek0,经过一段时间小球回到与O点相同高度处时动能为5Ek0,已知重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.该过程中小球机械能一直增大B.小球的电荷量
C.小球的最小动能为D.小球运动到最高点的动能为2Ek0
二、实验题(本题共2题,共15分)
11.(7分)某同学利用多用电表的欧姆挡测量未知电阻阻值以及判断二极管的正负极。
(1)他选择“×100”倍率的欧姆挡按照正确的步骤测量未知电阻时,发现表针偏转角度很大,如图中虚线①的位置所示。为了能获得更准确的测量数据,他应该将倍率调整到______的挡位(选填“×10”或“×1k”);并把两支表笔直接接触,调整“欧姆调零旋钮”,使表针指向______Ω。调整好此挡位的欧姆表后再正确测量上述未知电阻,表针指在如图中虚线②的位置,则未知电阻的测量值为______Ω。
(2)若用已调好的多用电表欧姆挡“×10”挡来探测一只二极管的正、负极(如图所示)。当两表笔分别接二极管的正、负极时,发现表针几乎不发生偏转(即表示电阻接近无限大);再将两表笔与二极管两极的连接情况对调,发现表针指在如图中的虚线①的位置,此时红表笔接触的是二极管的______极(选填“正”或“负”)。
12.(8分)某实验小组在测量一段长度约为1m的电阻丝Rx的电阻率,这段电阻丝粗细均匀,最大阻值约为100Ω,备选器材如下:直流电源(电动势E=9V、内阻很小),电压表V(量程为0~9V,内阻约为10kΩ),电流表A(量程为0~100mA,内阻约为2Ω),滑动变阻器R(最大阻值为20Ω),开关一个,导线若干,螺旋测微器,刻度尺。实验步骤如下:
A.用螺旋测微器测待测电阻丝的直径;
B.选用器材连接成如图甲所示的电路,将一小段电阻丝连入电路中,调节滑动变阻器,使电流表的示数为80mA,记录此时电压表的示数U和电阻丝连入电路中的长度L;
C.多次改变电阻丝连入电路中的长度,调节滑动变阻器,使电流表的示数仍为80mA,记录多组电压表的示数U和电阻丝连入电路中的长度L
D.断开S,整理好器材。
(1)用螺旋测微器测待测电阻丝的直径如图乙所示,可知该电阻丝的直径d=______mm。
(2)电压表的读数为U,电流表的读数为I,电阻丝连入电路中的长度为L,电阻丝的直径为d,则电阻丝的电阻率表达式为p=______(用以上物理量的符号表示);由于系统误差的存在,电阻率的测量值比实际值将______(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(3)实验小组利用记录的多组数据,根据电压U和对应电阻丝接入电路中的长度L的数据,绘制出如图丙所示的U-L关系图象。根据图象求得电阻丝的电阻率ρ=______Ω·m(结果保留两位有效数字)。
三、计算题(本题共3题,共39分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13.(9分)电磁炮灭火消防车(图甲)采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭火。电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭火弹的动能,设置储能电容器的工作电压可获得所需的灭火弹出膛速度。如图乙所示,若电磁炮正对高楼,与高楼之间的水平距离L=60m,灭火弹出膛速度v0=50m/s,方向与水平面夹角θ=53°,不计炮口离地面高度及空气阻力,取重力加速度大小,,。
(1)求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H;
(2)已知电容器储存的电能,转化为灭火弹动能的效率,灭火弹的质量为3kg,电容,电容器工作电压U应设置为多少?
14.(12分)利用电动机通过如图所示电路提升重物,已知电源电动势E=6V,电源内阻r=1Ω,电动机内阻;r0=2Ω,电阻R=3Ω,重物质量m=0.10kg。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时,理想电压表的示数为U=5.5V。不计空气阻力和摩擦,取。求
(1)流经电源的电流Ⅰ和电动机两端的电压U2;
(2)重物匀速上升时的速度v。
15.(18分)如图,圆弧轨道AB的圆心为O,半径为R=2.5m,圆弧轨道AB的B点与水平地面BE相切,B点在O点的正下方,在B点的右侧有一竖直虚线CD,B点到竖直虚线CD的距离为L1=2.5m,竖直虚线CD的左侧有场强大小为E1=25N/C、水平向左的匀强电场,竖直虚线CD的右侧有场强大小为E2(大小未知)、竖直向上的匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF,墙壁EF到竖直虚线CD的距离为L2=1m,墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接,墙壁EF的高度也为L2=1m。现将一电荷量为、质量为m=1kg的完全绝缘的滑块从A点由静止释放沿圆弧轨道AB下滑,最后进入竖直虚线CD右侧。已知滑块可视为质点,圆弧轨道AB光滑,水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为,重力加速度大小取,∠AOB=53°,,。求:
(1)滑块到达圆弧轨道AB的B点时,圆弧轨道AB对滑块的支持力大小;
(2)滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间;
(3)要使滑块与竖直墙壁EF碰撞,求E2的取值范围。
参考答案
11.(1)×10(2分) 0(1分) 160(2分) (2)负(2分)
12.1.104/1.105/1.106(2分) (2分) 偏小(2分) (2分)
13.(9分)【答案】(1)60m (2)
【解析】(1)灭火弹离开炮口后,做斜上抛运动,则水平方向上有,竖直方向上有,代入数据联立解得H=60m。
(2)根据题意可知,又因为
联立可得。
14.(12分)【解析】由闭合电路欧姆定律求解电压,由瞬时功率公式求解速度。
解:(1)根据闭合电路欧姆定律
可得流经电源的电流I=0.5A
电动机两端的电压
(2)电动机的输入功率
电动机热功率为 解得
输出功率
重物匀速上升时 解得v=1.5m/s
答:(1)流经电源的电流I为0.5A,电动机两端的电压U2为4V;
(2)重物匀速上升时的速度v为1.5m/s
15.(18分)
【解答】解:(1)滑块从A运动到B的过程中,根据动能定理可得:
在B点时,根据牛顿第二定律可得:
联立解得:
(2)滑块从B点运动到C点的过程中,根据牛顿第二定律可得:代入数据解得:
根据速度—位移公式可得:
根据速度—时间公式可得:
联立解得:v=1m/s;t=1s
(3)当电场强度较小时,滑块刚好能与竖直墙壁底部E点碰撞,则
解得:
当电场强度较大时,滑块刚好能与竖直墙壁的顶部F点碰撞,从C点到F点做类平抛运动,则水平方向上:L2=vt1
在竖直方向上:
根据牛顿第二定律可得:
联立解得:E2=300N/C
则电场强度的范围为1187.5N/C
答:(1)滑块到达圆弧轨道AB的B点时,圆弧轨道AB对滑块的支持力大小为16.4N;
(2)滑块到达竖直虚线CD时速度的大小为1m/s,滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间为1s;
(3)要使滑块与竖直墙壁EF碰撞,E2的取值范围为187.5N/C<E2<300N/C。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
B
C
D
B
D
CD
BC
AC
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