福建省三明市五县联合质检2023-2024学年高二上学期期中物理试题(Word版附解析)
展开(考试时间:90分钟满分:100分)
一、单项选择题(共5小题,每小题4分,共20分。)
1. 下图是两个等量异种点电荷形成的电场,AB为中垂线上两点,CD为两电荷连线上两点,且A、B、C、D与O点间距离相等,则( )
A. A点场强比C点大B. A点电势比D点电势低
C. A、B两点场强相同,电势也相同D. C、D两点场强相同,电势也相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.两个等量异种点电荷形成的电场,连线上电场强度是先减小后增大,连线中点场强最小,连线中垂线上,中垂线与连线交点场强最大,则可知A点场强比C点小,故A错误;
B.两个等量异种点电荷形成的电场,电场线从正电荷出发到负电荷终止,而顺着电场线方向电势降低,且中垂线是电势为零的等势线,则可知A点电势比D点电势高,故B错误;
C.两个电荷的连线上下的电场是对称的,AO=BO,那么A、B两点的场强相同,又都在中垂线上,电势均为零,故C正确;
D.C、D两点场强相同,电势一正一负不相同,故D错误。
故选C。
2. 安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核的运动可等效为环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,关于该环形电流的说法,正确的是( )
A. 电流大小为,电流方向为顺时针
B. 电流大小为,电流方向为顺时针
C. 电流大小为,电流方向为逆时针
D. 电流大小为,电流方向为逆时针
【答案】C
【解析】
【详解】电子绕核运动可等效为环形电流,电子运动周期为
根据电流的定义可得电流大小为
因为电子带负电,所以电流方向与电子定向移动方向相反,即沿逆时针方向,故选C。
3. 如图所示,由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接,极板M接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。在两板相距一定距离d时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中,保持电容器所带电量Q不变,下面哪些操作将使静电计指针张角变小( )
A. 在M,N之间插入云母板B. 将M板沿水平向左方向远离N板
C. 将M板向上平移D. 将M板向下平移
【答案】A
【解析】
【详解】A.在M、N之间插入云母板(介电常数),根据
可知电容变大,由
判断得知,板间电势差U变小,静电计指针张角变小,故A正确;
B.将M板沿水平向左方向远离N板,根据
可知电容C变小,电量Q不变,由
判断得知,板间电势差U变大,静电计指针张角变大,故B错误;
C.将M板向上平移,极板正对面积减小,根据
可知电容C变小,电量Q不变,由
判断得知,板间电势差U变大,静电计指针张角变大,故C错误;
D.将M板向下平移,极板正对面积减小,根据
可知电容C变小,电量Q不变,由
判断得知,板间电势差U变大,静电计指针张角变大,故D错误;
故选A。
4. 为测某电阻R的阻值,分别接成如图所示的甲、乙两电路,在甲电路中电压表和电流表的示数分别为12V、0.15A,乙电路中两电表示数分别为10V和0.20A,为了减少测量误差下列说法正确的是( )
A. 应选用甲电路,其真实值小于B. 应选用乙电路,其真实值大于
C. 应选用甲电路,其真实值大于D. 应选用乙电路,其真实值小于
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,甲图中,电流表是准确的,乙图中电压测量是准确的,两图中电流表示数变化量大小为
电压表示数变化量大小为
由于
所以两种接法中电流表示数变化较大,电压表示数变化较小,说明电压表的分流效果较大,故应采用电流表内接法误差较小,即甲图误差较小,测得数据
因测量值是电流表与Rx串联的阻值,所以待测电阻真实值应比80Ω略小一些。
故选A。
5. 如图,一圆环上均匀分布着电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷,已知b点处的场强为零,则d点处场强为( )
A. 水平向左
B. 水平向右
C. 水平向左
D. 水平向右
【答案】D
【解析】
【详解】电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为,而半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘上电荷,与在a点处有一电荷量为的固定点电荷,在b点处的场强为零,则圆盘在此处产生电场强度也为.
那么圆盘在此d产生电场强度则仍为.
而电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度为,由于都在d处产生电场强度方向相同,即为两者大小相加.
所以两者这d处产生电场强度为,方向水平向右,故选项D正确,ABC错误.
点睛:考查点电荷与圆盘电荷在某处的电场强度叠加,紧扣电场强度的大小与方向关系,从而为解题奠定基础.
二、多项选择题(共4小题,每小题6分,共24分。在每一小题给出的四个选项中有多项是正确的。没选全得3分,有错不得分。)
6. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知( )
A. 三个等势面中,c的电势最高
B. 带电质点通过P点时的电势能较Q点大
C. 带电质点通过P点时的动能较Q点大
D. 带电质点通过P点时的加速度较Q点大
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.质点所受电场力与等势面垂直且指向轨迹凹侧,故电场力的方向如图所示
由于质点带正电,场强方向与F相同,沿电场方向电势降低,故三个等势面中,c的电势最低,A错误;
BC.若质点从P到Q,则速度方向与受力方向夹角小于90°,电场力做正功,动能增大、电势能减小,B正确,C错误;
D.由
可知,等差等势面间距d越小,场强E越大,质点的加速度越大,故带电质点通过P点时的加速度较Q点大,D正确。
故选BD。
7. 如图所示,一直流电动机与阻值的电阻串联在电源上,电源电动势V,内阻,用理想电压表测出电动机两端电压V,已知电动机线圈电阻,则下列说法中正确的是( )
A. 电源总功率为60WB. 通过电动机的电流为A
C. 电源的路端电压为28VD. 电动机的输出功率为18W
【答案】AC
【解析】
【详解】B.根据闭合电路欧姆定律,有
解得
故B错误;
A.电源的总功率为
故A正确;
C.电源的路端电压为
故C正确;
D.电动机的输入功率
电动机的热功率
电动机的输出功率
故D错误
故选AC。
8. 如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,其中,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器的滑片向b端移动时,则( )
A. 电压表读数变大,电流表读数减小
B. 和上的电压都增大
C. 质点P将向下运动,电源的效率增大
D. 上消耗的功率增大,电源的输出功率减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当滑动变阻器的滑片向b端移动时,滑动变阻器的阻值变大,外电阻增大,总的电流I1减小,根据闭合电路欧姆定律有
则上的电压、电流I3都增大,根据
则通过的电流I2减小,根据
所以电压表读数变大,电流表读数减小,则A正确;
B.上的电压为
总的电流I1减小,则上的电压减小,上的电压都增大,所以B错误;
C.电容器两端电压与R3两端电压相等,则电容器两端电压增大,两极板间的电场强度变大,电场力增大,质点P将向上运动,电源的效率为
所以外电阻增大时,电源效率增大,则C错误;
D.上消耗的功率为
由于上的电压、电流I3都增大,则其消耗的功率增大,根据电源的输出功率规律,当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,由于即外电阻大于内阻,则随外电阻的增大,电源的输出功率逐渐减小,所以D正确;
故选AD。
9. 如图所示,水平固定小圆盘A,带电量为Q,电势为零,从盘心处O由静止释放一质量为m带电量为的小球,由于电场的作用,小球竖直上升的最大高度可达盘中心竖直线上的c点,又知道过竖直线上b点时,小球速度最大,已知,,由此可知( )
A. 小球在c点的电势能为mgH
B. c点电势
C. Ob两点电势差
D. 小球从O点到b点电势能和动能之和一直增大
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.带电小球从O到c,根据动能定理得
W电-mgH=0
电场力做正功
W电=mgH
电势能减小mgH,O点电势能为0,所以c点电势能为-mgH,c点的电势为
故A错误,B正确;
C.带电小球从O到b,根据动能定理得
解得
则可知Ob两点电势差,故C正确;
D.由于小球运动过程中只有重力和电场力做功,则小球的机械能与电势能之和保持不变,小球从O点到b点过程中,重力势能一直增大,则小球从O点到b点电势能和动能之和一直减小,故D错误。
故选BC。
三、填空题:10~15(每空2分,共22分)
10. 真空中两个等量异种电荷电量的值均为q,相距r,两点电荷连线中点处的场强为______。
【答案】
【解析】
【详解】[1]正、负点电荷单独存在时,在两点电荷连线中点处产生的电场强度都为
且方向相同,故两点电荷连线中点处的合场强为
11. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10V、17V、26V则电子在a点的电势能比在b点的___________(“高”或“低”),坐标原点处的电势为___________V。
【答案】 ①. 高 ②. 1
【解析】
【详解】[1]根据电势能的计算公式,可知电子在电势高的位置电势能小,所以电子在a点的电势能比在b点的高;
[2] 根据匀强电场中平行线上等间距同向的两点间的电势差相等,则
解得
V
12. (1)某同学用螺旋测微器测量某物体,结果如图。则螺旋测微器读数为______mm。
(2)有下图可知,该游标卡尺的读数为______cm。
【答案】 ①. 7.600 ②. 1.240
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器读数为
7.5mm+10.0×0.01mm=7.600mm
(2)[2]游标卡尺的读数为
12mm+8×0.05mm=12.40mm=1.240cm
13. 一量程为0.6A的电流表,其刻度盘如图所示。今在此电流表的两端间并联一电阻,其阻值等于该电流表内阻的,使之成为一新的电流表,则图示的刻度盘上的每一小格表示___________A
【答案】0.06
【解析】
【详解】[1]由图示表盘可知,其分度值为:0.02A;在此电流表的两端间并联一个电阻,其阻值等于该电流表内阻的,电流表内阻变为原来的,改装后电流表的量程是原电流表量程的3倍,所以电表分度值变为为0.06A,即每一小格表示0.06A。
14. 某同学为了测量一电池的电动势和内阻,所用器材是:
量程3V的电压表V;
量程0.6V的电流表A;
滑动变阻器();
开关S,导线。
选用图1所示的电路图测量该电池的电动势和内阻。已知定值电阻,测出几组电流、电压的数值,并画出如图2所示的图像,则可知这个电池的电动势为______V,内阻______。
【答案】 ①. 1.48
②. 1.20
【解析】
【详解】[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
根据图像可得,图像纵轴的截距表示电源的电动势,图像斜率的绝对值表示电源内阻与定值电阻之和,所以有
则
15. 指针式多用表是实验室中常用的测量仪器。请完成下列问题:
(1)使用多用表测电阻时,将选择开关拨至“×10”挡,进行欧姆调零。将两表笔接待测电阻两端,指针如图(甲)示,为了使多用电表测量的结果更准确,该同学接着应该进行哪些操作?请从下面的操作中选出合理的步骤并进行正确排序___________。
A.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指向欧姆挡零刻度线
B.将选择开关拨至“×100”挡
C.将选择开关拨至“×1”挡
D.测量完毕后将选择开关拨至“OFF”挡
E.再将待测电阻接到两表笔之间测量其阻值并读出读数
经以上正确操作,将两表笔接待测电阻两端时,指针如图(乙)所示,待测电阻为___________Ω。
(2)如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流为5mA、内阻为10Ω;电池电动势为1.5V、内阻为1Ω,变阻器R0阻值为0~500Ω。则电阻刻度盘上指针指在1mA处应标上___________Ω
【答案】 ①. BAED ②. 3200 ③. 1200
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知选择开关置于“×10”挡,图中的偏角太小,说明阻值较大,所以要换大倍率“×100”挡,重新欧姆调零后再测量。测量完成后需要将开关打至OFF挡;故步骤为:BAED。
[2]待测电阻为
(2)[3]欧姆表的内阻为
当电流表为1mA时,对应待测电阻为
四、计算题:
16. 如图所示,用长为l的绝缘细线悬挂一带电小球,小球质量为m.现加一水平向右、场强为E的匀强电场,平衡时小球静止于A点,细线与竖直方向成角.
(1)求小球所带电荷量的大小;
(2)若将细线剪断,小球将在时间t内由A点运动到电场中的P点图中未画出,求A、P两点间的距离
(3)求A、P两点间电势差的.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)设小球所带电荷量的大小为q.小球平衡时的受力情况如右图所示,则有
(2)剪断细线后,小球受电场力和重力,它们的合力为F合,加速度为a,小球做初速度为0的匀加速运动.则
根据牛顿第二定律有
所以
所以A、P两点间的距离
(3)A、P两点间电势差的大小
考点:电场力及共点力作用下的平衡;牛顿第二定律及运动学公式;匀强电场中电势差与场强的关系等.
17. 如图所示为两组平行板金属板,一组竖直放置,一组水平放置,今有一质量为m的电量为e的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点,经过电压加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间,若电子从两块水平平行板的正中间射入,且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出,A、B分别为两块竖直板的中点,求:
(1)右侧平行金属板的长度;
(2)电子穿出右侧平行金属板时的动能。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)电子通过B点时的速度大小为vB,则由动能定理得
解得
设右侧平行金属板的长度为L,由题意得
联立方程,解得
(2)电子穿出右侧平行金属板时速度为v,则有
则电子穿出右侧平行金属板时的动能为
18. 如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中。一质量为m,带电量为的物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C,场强大小。求:
(1)物块达到C点的速度;
(2)物块在运动过程中克服摩擦力做的功;
(3)物块离开轨道后落回水平面水平距离。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)物块沿半圆形轨道恰好通过最高点C,半圆形轨道此时与物块间无弹力作用,物块受到的重力和电场力提供向心力,则有
解得
(2)物块在由A运动到C的过程中,设物块克服摩擦力做的功Wf,根据动能定理有
解得
(3)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动,设水平位移为s,有
联立解得
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福建省三明市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题(Word版附解析): 这是一份福建省三明市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题(Word版附解析),文件包含福建省三明市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题原卷版docx、福建省三明市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共26页, 欢迎下载使用。
福建省福州市福清市高中联合体2023-2024学年高二上学期期末联考物理试题(Word版附解析): 这是一份福建省福州市福清市高中联合体2023-2024学年高二上学期期末联考物理试题(Word版附解析),文件包含福建省福州市福清市高中联合体2023-2024学年高二上学期期末联考物理试题原卷版docx、福建省福州市福清市高中联合体2023-2024学年高二上学期期末联考物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共20页, 欢迎下载使用。