2024~2025学年陕西省渭南市韩城市高二(上)期中考试物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年陕西省渭南市韩城市高二(上)期中考试物理试卷(解析版)，共15页。试卷主要包含了9J的太阳能转化为电能等内容，欢迎下载使用。

1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂
黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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，每题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 关于电路，下列说法正确的是（ ）
A. 电路接通后，电子由电源出发，以接近光速的速度运动
B. 电路中的电子总是从电势高的地方向电势低的地方定向移动
C. 通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比
D. 电流既有大小又有方向，它是矢量
【答案】C
【解析】A．电路接通后，瞬间产生电场，电荷在电场的作用下定向移动形成电流，不是电子由电源出发，以接近光速的速度运动到用电器，故A错误；
B．在电源内部电路中，非静电力做功，使正电荷由低电势向高电势运动，故B错误；
C．根据欧姆定律可知，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，故C正确；
D．电流有大小有方向，物理学中规定，正电荷定向移动的方向为电流方向，电流是标量，故D错误；
故选C。
2. 如图所示，平面内固定有等量异种点电荷，M、N两点关于两点电荷连线对称，M、P两点关于两点电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（ ）
A. M点的电势等于P点的电势
B. M点的电势等于N点的电势
C. M点的电场强度与N点的电场强度相同
D. M点的电场强度与P点的电场强度相同
【答案】B
【解析】A．沿着电场线方向电势降低，M点的电势大于P点的电势，故A错误；
B．根据对称性可知，M点的电势等于N点的电势，故B正确；
C．M点的电场强度与N点的电场强度大小相等、方向不同，故C错误；
D．M点的电场强度与P点的电场强度大小相等、方向不同，故D错误。
故选B。
3. 为了防暑降温，有的太阳帽上装有小风扇，小风扇由安装在帽上的太阳能电池板供电，产品铭牌上标识着该电池的电动势为0.9V，下列说法正确的是（ ）
A. 电池工作时，在1s时间内把0.9J的太阳能转化为电能
B. 电池工作时，在0.9s时间内把1J的太阳能转化为电能
C. 电池工作时，有1C的电荷通过电池，电池把0.9J的太阳能转化为电能
D. 电池工作时，有0.9C的电荷通过电池，电池把1J的太阳能转化为电能
【答案】C
【解析】电源的电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的本领的大小，根据电动势的定义式可知，产品铭牌上标识着该电池的电动势为0.9V，电池工作时，有1C的电荷通过电池，电池把0.9J的太阳能转化为电能，故C正确，ABD错误。
故选C。
4. 如图所示，在等边三角形ABC三个顶点上固定两个正点电荷和一个负点电荷，它们周围等势面的电势已在图中标注，A、B两点关于O点对称，且AB边水平，OC连线竖直，A、B、C三点分别在对应的等势面上，下列说法正确的是（ ）
A. O点的电场强度为零
B. A、B两点的电场强度相同
C. B、C之间的电势差为−40 V
D. 电子在A点的电势能小于在C点的电势能
【答案】D
【解析】A．两个正点电荷在O处的合场强为零，负点电荷在O处的场强不为零，根据场强的叠加原理可知，O点场强不为零，故A错误；
B．电场线垂直于等势面，根据对称性可知，A、B两点的电场强度大小相等，由于负点电荷的存在，A点叠加后的场强方向斜向左上方，B点叠加后的场强方向斜向右上方，方向不同，故B错误；
C．B、C之间的电势差
故C错误；
D．电子在A点的电势能为
电子在C点的电势能为
所以电子在A点的电势能EpA小于在C点的电势能EpC，故D正确。
故选D。
5. a、b两电学元件的伏安特性曲线如图甲所示，图线的交点已在图中标出。若把元件a、b串联，并在其两端加上电压，如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 此时元件a的电阻大于
B. 此时元件a两端的电压小于
C. 此时流过元件b的电流大于
D. 此时流过元件b的电流比流过元件a的电流大
【答案】A
【解析】A．根据题中伏安特性曲线可知，当a、b两电学元件两端的电压均为时，两者的电阻均为，当a、b两端的电压小于时，b的阻值不变，a的阻值变大，选项A正确；
B．因为此时a的阻值大于b的阻值，根据串联电路电压与电阻成正比可知，此时元件a两端的电压大于，选项B错误；
C．根据欧姆定律可知，此时电路中的电流
选项C错误；
D．根据串联电路的特点可知，流过元件b的电流等于流过元件a的电流，选项D错误。
故选A。
6. 有一块小量程电流表，其满偏电流为50mA，内阻为。现要将它改装成0~0.6A、0~3A的双量程电流表，彭同学设计的电路图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 开关S接1时对应的量程为0~0.6AB. 和的阻值之和为的
C. 的阻值为的11倍D. 的阻值为的
【答案】B
【解析】A．开关S接1时，与电流表并联部分电阻小，对应的量程为大量程（0~3A），选项A错误；
B．开关S接2时，对应的量程为0~0.6A，根据并联电路的特点有
则和的阻值之和为的，选项B正确；
CD．同理有
可知
，
选项CD错误。
故选B。
7. 如图所示的电路中，电源电动势恒定，为定值电阻，电流表A、电压表和电压表均为理想电表。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表A示数增大
B. 电压表示数减小
C. 电压表示数减小
D. 电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值减小
【答案】B
【解析】A．滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中，变大，总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流减小，即电流表A示数减小，选项A错误；
B．电压表测量两端的电压，电路中的电流减小，根据欧姆定律可知，两端电压变小，电压表示数减小，选项B正确；
C．电路中的电流减小，内电压减少，路端电压增大，而两端电压变小，所以两端电压增大，即电压表示数增大，选项C错误；
D．根据数学变形可知，电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值为
可见比值不变，选项D错误。
故选B。
8. 某区域的电场线分布如图中实线所示，一带电粒子仅在电场力的作用下先通过M点，后通过N点，运动路径如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子带负电
B. 带电粒子在M点的加速度小于在N点的加速度
C. 带电粒子在M点的速度大于在N点的速度
D. 带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
【答案】BD
【解析】A．带电粒子仅在电场力的作用下做曲线运动，其受到的电场力指向运动轨迹的内侧且与电场线相切，结合图像可知，电场力的方向与场强方向相同，所以带电粒子带正电，故A错误；
B．电场线越密的地方电场强度越大，因此带电粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，结合牛顿第二定律可知，带电粒子在M点的加速度小于在N点的加速度，故B正确；
CD．沿着电场线方向电势降低，则M点电势大于N点电势，结合可知，带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能；带电粒子从M点到N点，电势能减小，电场力做正功，根据动能定理可知带电粒子在M点的速度小于在N点的速度，故C错误，故D正确。
故选BD。
9. 近几年世界上对新材料的研究和发现有很多，新材料可以帮助人类的科技发展和提高人们的生活水平。某科研小组研究一块均匀的长方体新材料，长为，宽为，厚为。电流沿方向时测得样品的电阻为，则下列说法正确的是（ ）
A. 样品的电阻率为
B. 样品的电阻率为
C. 电流沿方向时样品的电阻为
D. 电流沿方向时样品的电阻为
【答案】AD
【解析】AB．沿方向测得的电阻为，根据电阻定律即有
那么电阻率为
故A正确，B错误；
CD．根据电阻定律，那么沿方向的电阻
故C错误，D正确。
故选AD。
10. 将一电动势和内阻恒定的电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗的功率P随电阻箱读数R变化的曲线如图所示，则（ ）
A. 电源的内阻为1Ω
B. 电源电动势为12V
C. 电阻箱阻值分别为1Ω和4Ω时，电阻箱消耗的功率相等
D. 电源的最大功率为54W
【答案】BC
【解析】A．设电源电动势为E、内阻为r，根据闭合电路输出功率P与外电阻R的关系可得电源的输出功率
则当时，输出功率最大
由图像的最大值对应的横坐标可得
A错误；
B．根据A选项分析可知
代入题图中数据、解得
B正确；
C．根据闭合电路输出功率P与外电阻R的关系的规律可得，当时，每个输出功率对应两个外电阻和，且满足
代入题中数据
满足结论，C正确；
D．根据闭合电路、可得，当电源短路即时，电源总功率最大
代入数据可得
D错误。
故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 钱同学观察电容器的充、放电现象的实验装置如图甲所示，实验中用到的电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连，显示出电流随时间变化的图像。
（1）先将开关S接1，电容器充电完成后电容器上极板带______（填“正”或“负”）电。
（2）然后把开关S接2，电容器放电，计算机记录下电流传感器中电流随时间的变化关系如图乙所示，已知图乙中图像与坐标轴所围图形的面积约为35个方格，分析图像可知，每一方格代表的电荷量为______C；已知放电前电容器两极板间的电压为5V，则电容器的电容为______F。
【答案】（1）正 （2）
【解析】（1）
将开关S接1，电容器充电，电容器上极板与电源正极相连，因此充电完成后电容器上极板带正电。
（2）[1][2]图像与坐标轴所围图形的面积表示电荷量，每一方格代表的电荷量
AsC
电容器充电结束时储存的电荷量
CC
则电容器的电容
F
12. “阳光”学习小组正在测定某种合金制成的金属丝的电阻率。
（1）同学们用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，则该金属丝的直径______mm。
（2）接着用多用电表粗测金属丝的阻值。在进行正确的机械调零后，将欧姆挡的选择开关拨至“×10”挡，再将红、黑表笔短接，让指针指在______（填“左侧”或“右侧”）零刻度线上。正确操作后，表盘示数如图乙所示，则金属丝的阻值为______Ω。
（3）为了更准确地测量金属丝电阻，同学们经过讨论设计的实验电路图如图丙所示（表示待测金属丝）。同学们选择合适的实验器材正确操作。实验中测得接入电路的金属丝长度为L，直径为d，电压表的示数为U，电流表的示数为I，则金属丝的电阻率______（用本题所给的物理量符号表示）。
【答案】（1）0.384（0.383~0.386） （2）右侧 180 （3）
【解析】（1）根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
（2）[1]进行欧姆调零时，应让指针指在右侧零刻度线上，使流过多用电表内部的电流等于表头的满偏电流；
[2]根据欧姆表的读数规律，该读数为
（3）根据欧姆定律可知，待测金属丝的电阻
根据电阻定律
其中
解得金属丝的电阻率
13. 如图所示，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点的带电小球A、B（均视为质点）静止时处于同一水平线上。已知A球的质量为m、电荷量为，O、A间的距离为L，，，静电力常量为k，重力加速度大小为g。求：
（1）A、B两球间的库仑力大小F；
（2）B球的电荷量。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）对A受力分析，根据平衡条件有
解得
（2）根据几何关系可知，A、B两球间的距离
根据库仑定律可知，两球间的库仑力
解得
14. 如图所示的电路中，M、N两点间的电压恒定，当开关S断开时，电流表的示数为，电压表的示数为。在开关闭合后，电流表的示数减小了，已知电阻，电流表、电压表均为理想电表。求：
（1）电阻的阻值；
（2）开关S闭合后经过，通过电阻的电荷量；
（3）M、N两点间的电压。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）根据欧姆定律有
解得
（2）开关闭合后，分析电路可知，电流表示数减小了，此时流过电阻的电流
此时电压表的示数
流过电阻的电流
流过电阻的电流
开关闭合后，经过，通过电阻的电荷量
（3）开关断开时，根据欧姆定律有
开关闭合后
解得
15. 如图所示，电源的电动势恒定、内阻为r，定值电阻R=3r，长度均为2d的平行金属板A、B正对且水平放置，两板的间距为d。当滑动变阻器的滑片置于最右端时，闭合开关S，电路稳定后，将带负电的粒子（可视为点电荷）以的水平初速度从左侧沿中心线射入板间，粒子恰好从A板右边缘射出电场。若将滑片移至滑动变阻器的正中央（接入电路的电阻为最大阻值的，闭合开关S，电路稳定后，粒子恰好沿中心线射出电场。重力加速度大小为g，不计空气阻力。
·
（1）当滑动变阻器的滑片置于最右端时，求粒子在板间运动的加速度大小a；
（2）求滑动变阻器的最大阻值R0；
（3）若滑片置于最左端，闭合开关S，电路稳定后，将带负电的粒子仍以的水平初速度从左侧沿中心线射入板间，求粒子出电场时速度方向与水平方向夹角的正切值tanθ。
【答案】（1）；（2）4r；（3）
【解析】（1）粒子在板间做类平抛运动，根据运动规律有
v0t=2d
解得
（2）设粒子的质量为m、电荷量为-q，当滑动变阻器的滑片置于最右端时，两板间的电压为U1，粒子在板间运动的过程中，根据牛顿第二定律有
设电源的电动势为E，根据闭合电路欧姆定律有
滑片位于滑动变阻器的正中央时，设两板间的电压为U2，根据受力平衡有
根据闭合电路欧姆定律有
解得
R0=4r
（3）若滑片置于最左端，则两板间电压
粒子在板间运动时，根据牛顿第二定律有
带电粒子在电场中做类平抛运动，根据运动学公式有
根据几何关系有
解得