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2024-2025学年广东实验中学越秀学校高二（上）期中考试物理试卷（含答案）
展开这是一份2024-2025学年广东实验中学越秀学校高二（上）期中考试物理试卷（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.把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，可以模拟出电场线的分布情况，如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片，乙图为简化后的电场线分布情况，则( )
A. 由图甲可知，电场线是真实存在的
B. 图甲中，没有头发屑的地方没有电场
C. 图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度
D. 在图乙电场中A点静止释放的质子能沿着电场线运动到B点
2.如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行间距为d的活动金属片和固定金属片组成，两金属片间有空气间隙，两金属片组成一个平行板电容器，如图乙所示。其内部电路如图丙所示，则下列说法正确的是( )
A. 按键的过程中，电容器的电容减小
B. 按键的过程中，电容器的电量减小
C. 按键的过程中，图丙中电流方向从a流向b
D. 按键的过程中，电容器两极板间的电场强度增大
3.如图所示的电路中，电阻R=2 Ω。断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为( )
A. 1 ΩB. 2 ΩC. 3 ΩD. 4 Ω
4.如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电，脂肪含量越高电阻越大)，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量低者( )
A. 电流表示数小
B. 电压表示数大
C. 路端电压小
D. 电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值小
5.有研究表明，当兴奋情绪传播时，在人的体表可以测出与之对应的电势变化。某一瞬间人体表面的电势分布图如图所示，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，该电场可等效为两等量异种电荷产生的电场，a、b为两电荷连线上对称的两点，c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点。下列说法中正确的是( )
A. a、b两点的电场强度大小相等，方向相反
B. c点的电势大于d点的电势
C. 将带正电的试探电荷从b点移到d点，电场力做负功
D. 负电荷在c点的电势能小于在a点的电势能
6.两根材料和长度均相同的合金丝a、b的伏安特性曲线分别如图中A、B所示，则a、b电阻Ra、Rb以及横截面积Sa、Sb的关系正确的是( )
A. Ra>Rb，Sa>SbB. Ra>Rb，Sa
A. 12aB. 32aC. 33aD. 34a
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，点电荷Q固定在O点，A、B为O点水平延长线上的两点，把电荷量为q=−1.0×10−9C的检验电荷q放在点电荷Q所形成的电场中的A点，它所受的电场力F=2.0×10−4N，方向为A指向B；若将检验电荷q从电场中的A点移到B点，电场力做功为2.0×10−7J。则( )
A. A点场强方向由O指向A
B. A点场强大小为2×105N/C
C. A、B之间的电势差为400V
D. 检验电荷q从A点移到B点电势能减少了2×10−7J
9.如图甲所示，Rbt是一种智能机器人。图乙为其内部电动机的工作原理简图，线圈电阻为R的电动机直接接在电动势为E、内阻未知的直流电源两端。当电动机两端的电压为U，电流为I时，电动机恰好能正常工作，下列说法中正确的是( )
A. 电源的内阻为E−UIB. 电源的输出功率为EI
C. 电动机消耗的总功率为U2RD. 电动机的输出功率为UI−I2R
10.如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆筒(又称漂移管)A、B、C、D、E组成，相邻金属圆筒分别接在电源的两端。质子以初速度v0从O点沿轴线进入加速器，质子在每个金属圆筒内做匀速运动且时间均为T，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时电压U大小相同。质子电荷量为e，质量为m，不计质子经过狭缝的时间，下列说法正确的是( )
A. MN所接电源的极性应周期性变化
B. 圆筒的长度应与质子进入该圆筒时的速度成正比
C. 质子从圆筒E射出时的速度大小为 8eUm+v02
D. 圆筒A的长度与圆筒B的长度之比为1:2
三、实验题：本大题共2小题，共24分。
11.在“用DIS测定电源的电动势和内阻”实验中，器材如下：待测干电池组(若干节完全相同的干电池组成)，电压传感器−20V∼+20V，电流传感器−2A∼+2A，滑动变阻器(0∼20Ω，额定电流1A)，开关及若干导线。
(1)连接的实物电路如上图甲，检查发现电路中有一条导线连接不当，这条导线的编号是_______(填1−6的数字)，改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的_______(选填“a”或“b”)端
(2)实验后该同学用传感器所测得的数据，在U−I坐标中描好了数据点，并画出U−I图线，如图乙所示。由图可求得该电池组电动势E=______V，内阻r=______Ω(结果均保留一位小数)。
(3)在上述电路中，产生系统误差的主要原因是_______。
A.电流表的分压 B.电压表的分流 C.电流表的分压和电压表的分流
12.在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中：
(1)某同学先使用螺旋测微器测定金属丝的直径，某次测量结果如图甲，读数为________mm。
(2)随后，再用电表粗测其电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位的多用电表测量，发现指针的偏转角太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“______”挡位(选填“×100”或“×1”)，然后进行调零，再次测量金属丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图乙所示，其测量结果为________Ω。
(3)现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：
A.电流表A1(量程为0∼300mA，内阻约为1Ω)
B.电流表A2(量程为0∼0.6A，内阻约为0.3Ω)
C.电压表V(量程为0∼3.0V，内阻约为3kΩ)
D.滑动变阻器R1(最大阻值为5Ω)
E. 滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
F. 电源E(电压为4V)G。 开关、导线若干
为了尽可能提高测量准确度，电流表应选______；滑动变阻器应选______；(均填器材前面的字母)。并根据图丙电路，将图丁的实物图连接完整______。
(4)某次实验测得金属丝两端电压为U，通过的电流为I，金属丝的直径为d，长度为L，写出该金属电阻率的表达式ρ=____________。(用d、L、U、I表示)
(5)本实验所用的电路连接方式，测得的金属电阻率________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场。一L形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中，管的水平部分为l1=0.2 m，离水平地面的距离为ℎ=5.0 m，竖直部分长为l2=0.1 m。一带正电的小球从管的上端口A由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短，可不计)时没有能量损失，小球在电场中受的静电力大小为重力的一半。(g取10 m/s2)求：
(1)小球运动到管口B时的速度大小；
(2)小球落地点与管的下端口B的水平距离。
14.如图所示，质量m=0.1kg的带电小球用绝缘细线悬挂于O点，处在水平向左的匀强电场中，电场范围足够大，场强E=500N/C，小球静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°，sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2，求：
(1)小球电荷量及带电性质；
(2)小球静止时细线中的拉力大小；
(3)某时刻将细线剪断，此后2s内小球的位移。
15.如图所示，图中P、Q之间的加速电压U0=1.82×104V，M、N两板之间的偏转电压U=2.184×104V，电子从电子枪中逸出后沿图中虚线OO′射入，经加速电场，偏转电场区域后，打到水平靶台的中心点C，虚线OO′与靶台ACB在同一竖直面内，且AB的长度为10cm。已知电子质量m=9.1×10−31kg，电荷量e=1.6×10−19C，偏转极板M，N长L=20cm，间距d=16cm，虚线OO′距离靶台的竖直高度ℎ=30cm，不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪中逸出时的初速度大小，不计空气阻力。
(1)求电子进入偏转电场区域时速度的大小；
(2)求靶台中心点C离N板右侧的水平距离；
(3)若使电子打在靶台ACB上，求M、N两板之间的电压范围(计算结果保留两位有效数字)。
参考答案
1.C
2.D
3.A
4.C
5.C
6.B
7.C
8.BD
9.AD
10.ABC
11.(1) 3 a
(2) 11.5∼11.8 3.7∼4.0
(3)B
12.(1))0.529##0.530##0.531
(2) ×1 12
(3) A D
(4) ρ=πd2U4LI
(5)小于
13.(1)小球从A运动到B的过程中，对小球，根据动能定理得
mgl2+F电l1= 12 mvB2−0
F电= 12 mg
解得
vB= g(l1+2l2)
代入数据可得
vB=2.0 m/s
(2)小球离开B点后，设水平方向的加速度为a，在空中运动的时间为t。
水平方向有
a=F电m=12g
x=vBt+ 12 at2
竖直方向有
ℎ= 12 gt2
联立以上各式可得
x=4.5m
14.解：(1)小球所受的电场力方向水平向右，与电场强度方向相反，则小球带负电。
分析小球的受力情况，作出受力图如右图，根据平衡条件得：
电场力：F=mgtanθ
在电场中：F=qE
解得：q=mgtanθE
代入数据解得：q=1.5×10−3C
(2)细线拉力为：T=mgcsθ=1cs37∘=1.25N。
(3)剪断细线后，做匀加速直线运动，合力为：F合=mgcsθ
根据牛顿第二定律得：F合=ma
小球在2s内位移为：x=12at2
联立解得：x=25m
答：(1)小球电荷量是1.5×10−3C，带负电；
(2)小球静止时细线中的拉力大小是1.25N；
(3)某时刻将细线剪断，此后2s内小球的位移是25m。
15.(1)对电子在加速电场中的加速过程用动能定理有
eU0=12mv 02−0
解得
v0= 2U0em
代入数据得
v0=8×107m/s
(2)电子在偏转电场中做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，有
L=v0t
在竖直方向上做匀加速直线运动，有
y=12at2
其中加速度
a=Eem=Uemd
解得
y=0.075m
电子离开偏转电场后做匀速直线运动，由几何关系可知，如图
12Ly=12L+xCℎ
代入数据后得
xC=0.3m
(3)由题可知， A、B 两点离 N 板右侧的水平距离分别为
xA=0.25m
xB=0.35m
若电子刚好到达 A 点，由几何关系有
12Ly1=12L+xAℎ
解得
y1=0.0857m>0.08m
所以电子不能打到 A 点，所以有
y1=d2=12U1emdLv02
可得
U1=2.3×104V
电子刚好到达 B 点时，由几何关系有
12Ly2=12L+xBℎ
解得
y2=0.067m
当偏转电压为 U2 ，电子离开电场时的侧移量为 y2 ，
y2=12U2emdLv02
可得
U2=1.9×104V
综上得
1.9×104V≤U′≤2.3×104V
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