2024-2025学年安徽省鼎尖教育高二（上）期中考试物理试卷（A卷）（含答案）

这是一份2024-2025学年安徽省鼎尖教育高二（上）期中考试物理试卷（A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.有些电子原件的接线柱有很多，不同的连接方式在电路中的作用不同。如图所示，一块均匀的长方体电阻的长、宽、高分别为a、b、c，且a=5b。将AB接入电路时电阻为R1，CD接入电路时电阻为R2，R1与R2的比值为( )
A. 5B. 25C. 15D. 125
2.如图所示，实线为某静电场的电场线，虚线为一带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。不计粒子重力，下列判断正确的是( )
A. 粒子一定做加速运动B. a点电势高于b点电势
C. 粒子在a点的速度大于在b点的速度D. 粒子在a点的加速度小于在b点的加速度
3.如图所示，相距为2R的竖直平行长直导线通有方向相同、大小相等的恒定电流，两直导线位于半径为R的圆柱体的侧面上，O1O2为圆柱体的轴线，A、B、O为圆柱横截面与两导线及轴线的交点，直径CD与AB垂直，横截面上有一个导体小圆环且小圆环圆心位于AB连线上。下列说法正确的是( )
A. O处磁感应强度最大
B. C、D两点处的磁感应强度相同
C. 导体小圆环沿着AB直径移动，会产生感应电流
D. 导体小圆环以AB为轴转动90°后沿着AB方向移动，移动过程会产生感应电流
4.如图所示，竖直平面内足够长的绝缘粗糙直杆与水平面的夹角为α，直杆的底端固定一带正电荷的带电体Q，M、N、P为杆上的三点。现将套在绝缘杆上的带正电小球从直杆上的M点由静止释放，小球上滑到N点时速度达到最大，上滑到P点时速度恰好变为零；不计空气阻力，小球和带电体均可视为点电荷。关于该小球的上滑过程，下列说法正确的是( )
A. 小球在N点重力沿杆方向分力等于两电荷间库仑斥力
B. 小球到达P点后随即下滑
C. 小球在P点的电势能最小
D. 小球上滑过程中机械能一直增大
5.如图甲、乙所示，半径相同的半圆环和四分之三的圆环带有同种电荷，电荷量比为1:3，环上电荷分布均匀且环的粗细可忽略不计。图甲中圆心处的电场强度大小为E，图乙中圆心处的电场强度大小为( )
A. 2EB. 32EC. 22ED. 23E
6.如图所示为平行板电容器C和定值电阻R组成的电路，接在输出电压恒定的电源两端，闭合开关S1，S2，电路稳定后，一质量为m的带电液滴恰能静止在平行板电容器的两金属板正中间。已知电容器两板水平放置、间距为d，重力加速度为g，不考虑电容器充放电时间，下列说法正确的是( )
A. 液滴一定带负电
B. 若断开S1，液滴仍能保持静止状态
C. 若断开S2，将上极板向下迅速移动14d，则液滴向上运动到达上极板的时间为 3a2g
D. 若保持两个开关闭合，将上极板向下迅速移动14d，则液滴向上运动到达上极板的时间为 3d2g
7.负离子空气净化器的核心功能是生成负离子，利用负离子本身具有的除尘降尘、灭菌解毒的特性，来对室内空气进行优化。一种负离子空气净化器的部分结构如图所示，，混合气流是由空气和带一价负电荷的灰尘颗粒均匀分布组成，以平行于极板方向的速度进入由一对平行金属板构成的收集器，气流宽度正好为金属板间距，在电场的作用下灰尘颗粒落到正极板。若带电颗粒入射时的动能均为4×106eV，金属板的长度为L，金属板的间距为d，且L=100d。电子电量e=1.6×10−19C，不考虑重力影响和颗粒间的相互作用，下列说法正确的是( )
A. 若板间电压为800V，则所有灰尘颗粒都会被收集
B. 若板间电压为400V，则只有一半的灰尘颗粒会被收集
C. 若板间电压为400V，则需要将板长增长为原来的两倍才可以让所有灰尘颗粒做以集
D. 若灰尘颗粒进入收集器时的初动能变小，则灰尘颗粒全部被收集所需要的电压最小值会变大
8.一不可伸长的轻质绝缘细线一端固定在O点，另一端连接质量为m、带电量为q(q>0)的小球，开始时小球处于静止状态，如图所示。现在空间内加上水平向右的匀强电场，小球开始向右运动，细线向右偏离竖直方向的最大偏角为60°。已知重力加速度为g，线长为L，关于小球运动过程的分析，下列说法正确的是( )
A. 小球上升到最高点过程中机械能先增大后减小
B. 匀强电场的电场强度为 3mgq
C. 小球运动过程中的最低点与右侧最高点的电势差为−mgL2q
D. 小球上升到最高点过程中细线拉力的最大值为2( 3−1)mg
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示电路中，R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源内阻不能忽略，电表均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器滑片向左滑动的过程中，电压表V1、V2和电流表A1、A2示数变化量的绝对值分别是ΔU1、ΔU2和ΔI1、ΔI2，下列说法正确的是( )
A. 电压表V1示数增大，电流表A1示数增大B. 电压表V2示数减小，电流表A2示数增大
C. ΔU1>ΔU2，ΔI1<ΔI2D. ΔU1<ΔU2，ΔI1>ΔI2
10.如图所示，两个带等量异种电荷、半径相同的均匀带电绝缘细圆环平行放置，圆环平面均垂直于圆心O1、O2的连线，O为O1O2的中点。现将一带负电粒子(可视为点电荷)从O点由静止释放，不计粒子重力，不考虑粒子产生的电场，关于该粒子此后的运动及空间的电场分布，下列说法正确的是( )
A. 该粒子经过O2时的速度最大，此后速度逐渐减小
B. 该粒子速度最大时的位置出现在O2的右侧，达到最大速度后一直做减速运动
C. O1、O2分别是中心轴线上的电势最低点和最高点
D. 若在O点给该粒子沿OO2方向的初速度v0，则此后运动中粒子的速度一直大于v0
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.某同学设计了如图甲所示的电路来测量一未知型号电源的电动势E和内阻r，闭合开关S后，不断改变电阻箱的电阻，记录下电阻箱电阻的阻值R和对应的电压表读数U，根据读数做出了1U−1R的变化图线如图乙所示。
(1)若图乙中1U−1R图线的斜率为k，纵轴的截距为b，则该电源的电动势E= _____，内阻r= ______。(结果用k和b表示)
(2)从系统误差的角度来看，用上述实验方法测量得到电源电动势测量值____真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)；电源内阻的测量值____真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
12.现有一某种金属制成的粗细均匀的圆柱体，一实验小组为测量该圆柱体的电阻率，除了待测金属圆柱体、多用电表、螺旋测微器之外，实验室还准备了如下器材：
A.游标卡尺
B.电流表A1(量程0∼50mA，内阻r1约为0.5Ω)
C.电流表A2(量程0∼10mA，内阻r2=100Ω)
D.滑动变阻器R1(阻值范围为0∼100Ω，最大电流为3A)
E.滑动变阻器R2(阻值范围为0∼10Ω，最大电流为3A)
F.定值电阻R3=300Ω
G.电源(输出电压恒为4V)
H.开关，导线若干
(1)分别用螺旋测微器测量圆柱体的直径、用游标卡尺测量圆柱体的长度，其中某次测量结果如图甲、乙所示(该值均接近多次测量的平均值)，其读数分别为____mm、____mm。
(2)用多用电表粗略测量圆柱体的电阻，选择“×10”倍率的欧姆挡，欧姆调零后再进行测量，多用电表的示数如图丙所示。
(3)实验电路图如图丁所示，该电路中滑动变阻器的选择____(填“合理”或“不合理”)。因实验室没准备电压表，电路中电流表A2与定值电阻R3串联当作电压表使用，它的量程为____V。
(4)小组同学正确选择器材和组装电路后，测得多组电流表A1、A2的值I1、I2。若以I1−I2为横轴，I2R3+r2为纵轴，绘得图像如图戊所示，则该金属圆柱体电阻R=____，电阻率ρ=____。(结果均用金属圆柱体长度L、直径d和图戊中的a、b表示)
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，在xOy平面内，y轴左侧存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，y轴右侧存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小未知。一质量为m、带电量为qq>0的粒子从点A−d,12d由静止释放，从x轴上的点B4d,0穿过x轴，不计粒子重力作用，电场范围均足够大，求：
(1)粒子到达B点前在y轴左、右两侧电场中运动时间之比；
(2)y轴右侧电场的电场强度大小。
14.由滑动变阻器R1、定值电阻R2以及电源、电表、电键组成的电路如图甲所示。闭合开关S，从左端向右移动滑动变阻器R1的滑片，根据电表数据得到U−I图像如图乙所示，电表均为理想电表，滑动变阻器R1的阻值调节范围足够大。求：
(1)电源电动势E和内阻r以及电阻R2的阻值；
(2)电源的最大输出功率；
(3)滑动变阻器R1的最大功率。
15.如图所示，xOy为竖直平面内的直角坐标系，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上，该空间存在平行xOy平面但方向未知的匀强电场。将一质量为m、带电量为q(q>0)的小球从O点抛出，抛出时的初速度大小均为v0= 2gd，抛出的方向可沿xOy平面内的任意方向。将小球沿某一方向抛出，一段时间后小球通过点A(4d,0)时速度大小为3 2gd；仅改变小球从O点抛出的方向，一段时间后小球通过点B(0,−3.5d)时速度大小为4 gd。已知重力加速度为g，求：
(1)O、A两点间的电势差UOA及O、B两点间的电势差UOB；
(2)电场强度的大小；
(3)若初速度方向沿y轴正方向，小球运动过程中速度的最小值。
参考答案
1.B
2.C
3.D
4.C
5.A
6.D
7.C
8.D
9.AD
10.BD
11.(1) 1b kb
(2) 小于 小于

12. 1.050 42.75 不合理 0∼4 ba πbd24La
13.解：(1)左侧电场中速度从0增加到v，平均速度为v=12v，时间为t1=2dv，右侧电场中的运动时间t2=4dv，故t1t2=12；
(2)在左侧电场中d=12a1t12，右侧电场中沿电场方向12d=12a2t22，
左侧电场中a1=qEm，右侧电场中a2=qE′m，
可得E′=E8。
14.解：(1)设电源电动势为E，内阻为r，根据闭合电路欧姆定律有U1=E−Ir
U2=E−I(r+R2)
图线b反映了V1表示数随I的变化，则E=4V，r=1Ω。
图线c反映了V2表示数随I的变化，则r+R2=4Ω，R2=3Ω
(2)电源的输出功率为P=I2(R1+R2)=E2(R1+R2)(R1+R2+r)2=E2R1+R2+r2R1+R2+2r
从左向右移动变阻器的滑片，R1增大，根据数学知识可知当R1+R2>r时，P随R1的增大而减小，当R1=0时，P有最大值为Pmax=I2R 2=Er+R22R ​2=3 W
(3)把R2看做电源内阻的一部分，根据数学知识可知当R1=R2+r时，电源有最大输出功率，此时滑动变阻器R1有最大功率P1max=E24R2+r=1W。
15.(1)小球从O至A点过程有
qUOA=12mvA2−12mv02
可得
UOA=8mgdq
小球从O至B点过程有
3.5mgd+qUOB=12mvB2−12mv02
可得
UOB=7mgd2q
(2)在x方向上电场强度分量为
Ex=UOAOA=2mgq
在y方向上电场强度分量为
Ey=UOBOB=mgq
可得
E= Ex2+Ey2= 5mgq
(3)由(2)可得
Fx合=qEx=2mg
Fy合=mg+qEy=2mg
所以电场力和重力合力方向斜向下方，与x轴正方向夹角为45°，所以
vmin=v0cs45∘= gd