陕西省2023_2024学年高二物理上学期期中试题

这是一份陕西省2023_2024学年高二物理上学期期中试题，共10页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（时间：75分钟 满分：100分）
一、选择题（其中1-7为单选题,每题4分，8-10为多选题,每题5分,漏选给3分,有错选不给分.共43分）
1.电荷量分别为和的异种点电荷，在空间产生的电场分布如图所示，、为电场中两点，则( )
A. 点的电场强度小于点的电场强度
B. 点的电势低于点的电势
C. 将负检验电荷从点移到点的过程中，电场力做正功
D. 负检验电荷在点的电势能小于在点的电势能
2.一段粗细均匀、横截面积为的金属导线接到输出电压为的稳压电源上，此时导线中自由电子定向移动速率为，电子的电荷量大小为，导线接入电路中的部分电阻为，则这导线单位体积内自由电子的数量等于( )
A. B.
C. D.
3.如图所示，长方体金属块边长之比：：：：，将与接入电压为的电路中时，电流为；若将与接入电压为的电路中，则电流为设金属块的电阻率不变( )
B.
C.
D.
4.小灯泡通电后，其电流随所加电压变化的图线如图所示，为图线上一点，为图线的切线，为轴的垂线，为 轴的垂线，则下列说法不正确的是 ( )
A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B. 对应点，小灯泡的电阻为
C. 对应点，小灯泡的电阻为
D. 对应点，图中矩形所围的面积表示小灯泡的功率
5.如图所示，电源电动势为，内阻为，闭合开关，不考虑灯丝电阻随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是( )
A. 电流表读数减小，小灯泡变暗
B. 电压表读数变大
C. 电压表读数的变化量与电流表读数变化量的比值变大
D. 电容器所带电荷量增大
6.如图所示的图象中，直线为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图象可知( )
A. 的阻值为
B. 电源电动势为，内阻为
C. 电源的输出功率为
D. 电源内部消耗功率为
7.如图所示电路中，电压表是内阻无穷大的理想电压表，电流表是内阻为的理想电流表，电源电压恒定为，定值电阻，关于电表示数，下列说法中正确的是( )
A. 电压表的示数为，电流表的示数为
B. 电压表的示数为，电流表的示数为
C. 电压表的示数为，电流表的示数为
D. 电压表的示数为，电流表的示数为
8.如图所示，两个质量分别是，的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为、时，两丝线张开一定的角度分别为、，，且此时两个小球处于同一水平面上，则下列说法正确的是( )
A. ，
B.
C. 所受细线拉力比所受细线拉力大
D. 对的库仑力大小为
9.某组同学在实验室利用如图所示的电路图连接好电路，并用于测定定值电阻和描绘电源的伏安特性曲线．调节滑动变阻器的滑动触头向某一方向移动时，一个同学记录了电流表和电压表测量数据，另一同学记录了电流表和电压表的测量数据．根据所得数据描绘了如图所示的两条直线．则( )
A. 图象中的图线乙是电压表的测量值所对应的图线
B. 由图象可以得出电源电动势和内阻分别是，
C. 当该电源只给定值电阻供电时消耗的功率为
D. 图象中两直线的交点表示在本电路中该电源的效率达到最小值
10.如图中电源的电动势为，内阻为，为，的最大阻值为，闭合开关，下列说法正确的是( )
A. 当为时，消耗的功率最大
B. 通过改变的阻值，路端电压的最大值为，最小值为
C. 的阻值越小，消耗的功率越大
D. 当的阻值为时，消耗的功率最大
二、实验题（本大题共2小题，每空2分,共20.0分）
11.用螺旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如图甲所示，从图中读出金属丝的直径为________。用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量时，示数如图乙所示，则读数为________。
在“测定金属丝的电阻率”的实验中，如果测出金属丝接入电路的长度、直径和金属丝接入电路时的电流和其两端的电压，就可求出金属丝的电阻率。用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率，其表达式为__________。
在此实验中，金属丝的电阻大约为，在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电丝外，选用了如下实验器材：
A.直流电源：电动势约，内阻不计；
B.电流表：量程，内阻约；
C.电压表：量程，内阻约；
D.滑动变阻器：最大阻值；
E.开关、导线等。
在上边可供选择的实验电路中，应该选图________选填“丙”或“丁”，选择的接法为电流表________接法选填“内”或“外”，此接法测得的电阻值将__________选填“大于”“小于”或“等于”被测电阻的实际阻值。
12.某同学利用下列实验器材测量电源的电动势和内阻。
A.待测电源；
B.电阻箱最大电阻值为；
C.定值电阻电阻值为；
D.小量程电流表内阻不计；
E.开关、导线若干。
该同学设计的实验电路图如图甲所示：
在闭合开关前，电阻箱应调到______填“最大值”“中间值”“最小值”。
该实验可以近似认为通过电源内部的电流等于流过电阻箱的电流，则电阻箱的阻值、小量程电流表的示数、电源的电动势、内阻和定值电阻之间的关系为______。
某次改变电阻箱的阻值，读出对应电流表的示数，作出图像如图乙所示，则电源的电动势______、内阻______。结果均保留位有效数字
三、计算题（本大题共3小题，共37.0分）
13.(10分)如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为，极板间距离为，上极板正中间有一小孔。质量为、电荷量为的小球从小孔正上方高处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零。空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为。求：
小球到达小孔处的速度大小；
极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；
小球从开始下落到运动到下极板，其所受重力的冲量大小。
14.(12分)如图所示，为一线圈电阻的电动机，，电源电动势当断开时，电流表的示数，当开关闭合时，电流表的示数求：
电源内阻；
开关闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率；
开关闭合时电源的输出功率和电动机的机械效率．
15.(15分)某游戏公司的设计人员，构想通过电场来控制带电小球的运动轨迹。如图所示，绝缘光滑圆轨道竖直放在水平方向的匀强电场中，一个质量为、电荷量为的小球位于轨道内侧的最高点处。小球由静止释放后沿直线打到与圆心等高的点；当给小球一个水平方向的初速度，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动。小球可视为质点，已知圆轨道的半径为，重力加速度为．
求匀强电场的电场强度大小。
求小球做圆周运动时，通过点的动能．
将原电场更换为如图所示的交变电场正、负号分别表示与原电场强度方向相同或相反，小球在点由静止释放，欲使小球能在一个周期未知内恰能运动到最低点，且运动过程中不与圆轨道相碰，试求所加电场强度不应大于多少。2023—2024学年度第一学期期中考试
高二物理答案和解析
2. 3. 4. 5. 6. 7.
8. 9. 10.
11.；； ；丙；外；小于；
12.最大值 ；
13.根据动能定理有 ，解得
对小球，根据动能定理有，解得
电容器所带电荷量，，解得
小球全程的平均速度为，则小球全程时间为，，解得
小球所受重力的冲量大小为
根据闭合电路的欧姆定律；
代入数据解得；
开关闭合后路端电压
流过的电流为
流过电动机的电流为
电动机发热消耗的功率为
电动机转化为机械能的功率；
开关闭合时电源输出功率为
电动机的机械效率．
15.解：根据小球由静止沿直线打到点，可得合力的方向沿方向，则：
可得
根据小球合力方向可知，小球能通过圆轨道等效最高点点位于点左上侧处，
则能做完整的圆周运动，小球的合力大小：
小球在点：
到过程，由动能定理有：
解得：
小球在个周期内，∽周期内，做直线运动
∽周期内做曲线运动，时刻回到点的正下方
在水平方向上，∽周期内，向右运动
∽周期内，做曲线运动，水平方向上，向右运动位移仍为
∽周期内返回
竖直方向上做自由落体运动：则
由运动的分析可知，要使小球由点运动到最低处点且不与轨道相碰，需时刻到达最大水平位移处，并满足向右运动的最大位移为由几何关系可得
由此可得
解得
故所加电场强度的最大值不能超过