安徽省合肥市第一中学2024-2025学年高二上学期月考2物理试题

这是一份安徽省合肥市第一中学2024-2025学年高二上学期月考2物理试题，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1.如图，圆形绝缘塑料桶外表面有一圈导电涂层，桶内装有导电溶液，导电涂层与导电溶液靠近且相互绝缘即构成电容器。导电涂层，溶液与恒压电源的两极相连（图中未画出），下列说法正确的是（ ）
A．若导电溶液高度增加，电容器电容减小B．若导电溶液高度减小，电容器电压减小
C．刮去塑料桶外表面部分涂层，电容器电荷量减小D．刮去塑料桶外表面部分涂层，电容器电压增大
2.人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内，如图所示。初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则下列说法正确的是（ ）
A．A点电势低于B点电势
B．从A点运动到B点，钠离子的电势能增大
C．若膜电位不变，当d增大时，钠离子的加速度变小
D．若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度变大
3.如图所示，MP为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，圆轨道半径为R，AB为圆水平直径的两端点，AC为圆弧。一个质量为m电荷量为−q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失，关于带电粒子的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A．小球一定能从B点离开轨道B．小球在AC部分不可能做匀速圆周运动
C．若小球能从B点离开，上升的高度可能大于HD．小球到达C点的速度不可能为零
4.如图所示的电路中，ab间的电压恒定为2V，滑动变阻器的总电阻为，滑动端P处在正中央。在下列四种情况中，电阻R上两端电压最接近1V的是（ ）
A．，B．，
C．，D．，
5.如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大初速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M，N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（ ）
A．金属极板M受到紫光照射时，逸出光电子的最大初速率大于
B．M，N间加反向电压时，电流表示数恰好为零
C．沿x方向逸出的电子到达N时，动能一定为
D．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为
6.某同学设计了如图所示的电路进行电表改装，已知电流表A的量程为500mA，内阻，，。则若将接线柱（ ）
A．1、2接入电路时，最大可以测量的电流为0.5A
B．1、3接入电路时，最大可以测量的电压为3.0V
C．1、2接入电路也可作为电压表使用，阻值越小量程越大
D．1、3接入电路也可作为电流表使用，阻值越小量程越大
7.有一台电风扇，标有“额定电压U、额定功率P”，电动机线圈的电阻为R，把它接入电压为U的电路中，经过时间t，电风扇线圈电阻产生的热量为Q，下列表达式正确的是（ ）
A．B．C．D．
8.将一电源与电阻箱R、定值电阻连接成闭合回路，如图甲所示．测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．电源内阻B．电源电动势
C．定值电阻功率最大时，电阻箱D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为90%
9.如图甲所示，电源电动势，闭合开关，将滑动变阻器的滑片C从A端滑至B端的过程中，得到电路中的一些物理量的变化如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示．其中图Ⅰ为输出功率与路端电压的关系曲线，图Ⅱ为路端电压与总电流的关系曲线，图Ⅲ为电源效率与外电路电阻的关系曲线，不考虑电表、导线对电路的影响．则下列关于图中a、b、c、d点的坐标值正确的是（ ）
A．B．C．D．
二、多选题：本大题共3小题，每题4分，共12分；漏选得2分，错选不得分。
10.在如图甲所示的电路中，、和为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时（ ）
A．通过的电流为通过的电流的2倍B．此时、和的电阻均为12
C．消耗的电功率为0.75WD．消耗的电功率为消耗的电功率的4倍
11.在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、、、表示，电表示数变化量的绝对值分别用、、、表示。则下列判断中正确的是（ ）
A．、都变大B．变大，减小C．不变D．变大
12.如图所示的电路中，MN是一根粗细和质地都均匀的铅笔芯，电源电动势，内阻，定值电阻。已知当导线的触头P接在铅笔芯正中间时，铅笔芯消耗的电功率最大，不计导线电阻，下列说法正确的是（ ）
A．铅笔芯MN的总阻值为2.5
B．铅笔芯MN的总阻值为5.0
C．导线触头P由M向N移动过程中，电阻R的功率一直变大
D．导线触头P由M向N移动过程中，电源的输出功率一直减小
三、实验题：本大题共2小题，每空2分，共16分。
13．如图所示为一种加速度仪的示意图。质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中。
（1）系统的加速度a（以向右为正）和电压表读数U的函数关系式 ；
（2）将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是 ；（填“均匀”或“不均匀”）
（3）若电压表指针指在满刻度的位置，此时系统的加速度大小 。
14．LED灯的核心部件是发光二极管，某同学欲测量一只工作电压为2.9V的发光二极管的正向伏安特性曲线，所用器材有：电压表（量程0～3V，内阻约3），电流表（用多用电表的直流25mA挡替代，内阻约为5），滑动变阻器（0～20），电池组，开关和导线若干。他设计的电路如图（a）所示。回答下列问题：
图a图b图c
（1）根据图（a），在实物图（b）上完成连线；
（2）调节滑动变阻器的滑片至最 端（选填“左”或“右”），将多用电表选择开关拨至直流25mA挡，闭合开关；
（3）某次测量中，多用电表示数如图（c），则通过二极管的电流为 mA；
（4）该同学得到的正向伏安特性曲线如图（d）所示。由曲线可知，随着两端电压的增加，二极管的正向电阻 （选填“增大”“减小”或“不变”）；当两端电压为2.9V时，正向电阻为 （结果保留两位有效数字）。
图（d）
四、解答题：本大题共3小题，每题12分。
15．反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波。其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示。一质量、电荷量的带负电的粒子从点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上做往返运动。忽略粒子的重力等因素，求：
（1）x轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比；
（2）该粒子运动的最大速度；
（3）该粒子运动的周期T。
16．如图所示的坐标系，在第一象限内存在水平向右的匀强电场，一带电小球由y轴上的P点以水平速度抛出，经过一段时间小球刚好落在坐标原点。已知小球的质量为m、带电荷量为q，电场强度，重力加速度为g。
（1）判断小球所带电荷的电性并求出小球从P到O的过程中中间时刻的坐标值；
（2）求小球动能的最小值。
17．密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比，比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。
（1）求油滴a和油滴b的质量之比；
（2）判断油滴a和油滴b所带电荷的正负，并求a、b所带电荷量的绝对值之比。
物理周测2详解
1.【答案】C
【解析】【分析】
由图明确电容器的构造，再由平行板电容器的决定式以及定义式进行分析即可。
【解答】若导电溶液高度增加，相当于正对面积增加，电容增大，A错误；导电溶液高度减小，电容器正对面积减小，电容减小，但电压不变，B错误；刮去塑料桶外表面部分涂层，电容器正对面积减小，电容减小，连接电源，电压不变，所以电容器电荷量减小，C正确，D错误。
故选C。
2.【答案】C
【解析】【解答】
A、钠离子受力方向从A指向B，所以电场线方向也是从A指向B，沿电场线方向电势逐渐降低，所以A点的电势高于B点的电势，故A错误；
B、钠离子从A点到B点，电场力做正功，钠离子的电势能减小，故B错误；
C、若膜电位不变，即AB间的电压不变，当d增大时，由可知，电场强度变小，钠离子受电场力变小，根据牛顿第二定律知，钠离子的加速度变小，故C正确；
D、若膜电位不变，根据动能定理可知，钠离子进入细胞内的速度不变，故D错误。
故选：C。
【分析】根据钠离子受力方向分析；根据电场力做功分析；根据电场强度和电势的关系分析场强的变化，然后根据牛顿第二定律分析；根据动能定理分析。知道钠离子的受力情况，掌握牛顿第二定律和动能定理在粒子运动过程中的应用。
3.【答案】D
【解析】
A．小球进入圆轨道后，受到竖直向下的重力、竖直向上的电场力和沿半径方向的轨道的弹力。电场力做负功，重力做正功，由于题中没有给出H与R、E的关系，所以小球不一定能从B点离开轨道，故A错误；
B．若重力大小等于电场力，小球在AC部分做匀速圆周运动，故B错误；
C．由于小球在AC部分运动时电场力做负功，所以若小球能从B点离开，上升的高度一定小于H，故C错误；
D．若小球到达C点的速度为零，则电场力大于重力，则小球不可能沿半圆轨道运动，所以小球到达C点的速度不可能为零，故D正确。
故选D。
4.【答案】B
【解析】【分析】
用串并联电路规律分别计算电阻R两端电压，比较做出判断。
熟悉串并联电路的规律和特点，本题也可根据两个电阻并联的特点：并联阻值小于任一电阻，两电阻差值越大，并联阻值越接近小电阻，由此可知时，二者并联值越接近，其两端电压越接近1V。
【解答】
A．，，，，；
B．，，，，；
C．，，，，；
D．，，，，。
综上，正确选项为B。
5.【答案】D
【解析】解：A.根据光电效应方程，金属极板M受到紫外线照射逸出光电子的最大初速率为，紫光的频率小于紫外线的频率，则金属极板M受到紫光照射时，逸出光电子的最大初速率小于，故A错误；
B．M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，则，解得，故B错误；
C．根据动能定理，从金属板M上逸出的最大初速率为的光电子到达N板时，则从金属板M上逸出的最大初速率为的光电子到达N板时的动能为，与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，故C错误；
D．平行极板M射出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为
解得，故D正确。
6.【答案】B
【解析】AC.1、2接入电路时，也可作为电流表使用，阻值越小量程越大；因为，通过的最大电流为500mA，最大可以测量的电流为1A，AC错误；
BD.1、3接入电路也可作为电压表使用，阻值越大量程越大；电流表A两端最大电压为，，两端最大电压为
最大可以测量的电压为
B正确。
故选B。
7.【答案】C
【解析】解：
A、电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的，所以t时间内产生的热量为；由于是非纯电阻电路，故，故，故A错误；
B、电风扇的功率为P，而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能，所以产生的热量：，故B错误；
C、由于，，故，故C正确；
D、是纯电阻电路的热功率的表达式，不能表示热量，故D错误；
故选：C。
已知电流和线圈的电阻以及通电时间，由就可计算出线圈产生的热量．
本题考查了电动机正常工作时产生热量的计算，是一道基础题，关键是正确理解电功和电热的关系以及各自的求解方法．
8.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查等效电源的内阻以及电源的输出功率的特点，要注意明确当内外电阻相等时电源的输出功率最大；
根据电源输出功率的性质可知，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，注意等效电源的内阻，而最大值为，但电源效率只有。
【解答】
A、由电阻箱功率最大的条件可知，此时满足，所以电源内阻，A错误；
B、由电阻箱所消耗功率P最大值为20W可知，由，解得，B错误；
C、由可知，当时，定值电阻功率最大，C错误，
D、电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率，D正确．
故选D。
9.【答案】C
【解析】【分析】
变阻器的滑片在右端B时，分别对于c、a、d三点，由乙图读出短路电流，由求解电源的内阻r；由丙图知：当时，电源的效率最高，此时滑动变阻器的阻值最大，由效率公式求出滑动变阻器的总阻值R.再分别求出各点的坐标。
本题关键是读出图象的信息，知道电源的输出功率与路端电压的关系，能根据闭合电路欧姆定律进行分析和求解。
【解答】由题图乙可知短路电流为，由得，电源的效率最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，由题图丙可知电源的最大效率为，由，解得；
当输出功率达到最大时，外电路电阻，此时路端电压为，故可得b点对应的电压，最大功率，则b点坐标为；
滑动变阻器的滑片在最右端B时，分别对应c、a、d三点，对应的外电阻，则，此时，，所以a点的坐标为，c点的坐标为，d点的坐标为，故C正确，ABD错误。
故选C。
10.【答案】AC
【解析】【分析】
根据电路可知，小灯泡与并联之后再与串联，根据串并联电路的特点即可得出结论，值得注意的是要通过图乙得出灯泡的电阻不是定值，而是随着电压的变化在变化。
本题主要考查串并联电路与欧姆定律的综合考查，解题时要注意通过图乙得出灯泡的电阻变化特点，进而根据串并联电路的特点即可解答。
【解答】
A．电路中的总电流为0.25A，则通过的电流为0.25A，因和并联，则和两端电压相等，它们的电阻相等，因此它们的电流也相等，则有通过的电流为通过的电流的2倍，故A正确；
B．由伏安特性曲线可以读出电流为时，电压为，的电流为，此时电压，由知它们的电阻不相等，故B错误；
C．消耗的电功率为，故C正确；
D．因通过的电流为通过的电流的2倍，假设它们的电阻相等，则有消耗的电功率为消耗的电功率的4倍，而它们的电阻不相等，因此消耗的电功率不等于消耗的电功率的4倍，故D错误。
故选AC。
11.【答案】AC
【解析】
AB.将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动时，变大，外电路总电阻变大，由欧姆定律总知I变小，则变小。
I变小，而，则变大，由，因变小，则变大，故A正确，B错误；
CD.由知不变。故C正确，D错误。
故选AC。
12.【答案】BC
【解析】AB.令铅笔芯接入电阻为，则其消耗的电阻为
，根据数学函数关系可知，当接入电阻等于时，铅笔芯消耗功率最大，即有，解得，由于此时导线的触头P接在铅笔芯正中间，则铅笔芯MN的总阻值为，故A错误，B正确；
C．导线触头P由M向N移动过程中，铅笔芯接入电阻减小，电路中电流增大，根据，可知，导线触头P由M向N移动过程中，电阻R的功率一直变大，故C正确；
D．电源的输出功率为，作出上述函数的图像如图所示
由于电源内阻小于定值电阻，则电路外电阻总大于电源内阻，可知，当导线触头P由M向N移动过程中，外电阻减小，电源的输出功率一直增大，故D错误。
故选BC。
13.【答案】均匀
【详解】
（1）[1]当振子向左偏离变阻器中间位置x距离时，对振子，根据牛顿第二定律得
根据欧姆定律和串联电路分压特点得
联立可得
（2）[2]由加速度的表达式可知，a与U是线性关系，所以加速度仪的刻度盘是均匀的，
（3）[3]当变阻器触片滑到最右端时电压表的读数等于电源的电动势E，得到电压表指针指在满刻度的位置时，电压值
代入到加速度a的表达式得
负号表示方向向左
14.【答案】
（1）见解析
（2）左
（3）16.0（15.8～16.2均可）
（4）减小0.15/0.14/0.16
【详解】
（1）根据多用电表红黑表笔的接法“红进黑出”可知，黑表笔接二极管正极，红表笔接滑动变阻器上接线柱，滑动变阻器采用分压式接法，则连线如图所示
（2）为保护电路，开关闭合前需将滑动变阻器的滑片置于最左端；
（3）多用电表所选量程为0～25mA，由题图（c）可知，则通过二极管的电流为16.0mA；
（4）IU图像中，图线上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图（d）可知，随着电压的增加，图线上的点与原点连线的斜率逐渐增大，则二极管的电阻逐渐减小；当二极管两端电压为2.9V时，通过二极管的电流为19.5mA，则电阻大小为
15.【答案】（1）2∶1（2）（3）
【详解】
（1）由题图可知
由电场强度和电势差的关系可得左侧电场强度
右侧电场强度
由题图知，
联立可得
（2）粒子运动到原点时速度最大，根据
解得
（3）设粒子半个周期内在原点左右两侧运动的时间分别为、，由运动学公式得
联立解得粒子运动的周期
16.【答案】（1）负电，（2）
【详解】
（1）由题意可知，小球在水平方向只受电场力，且开始时向右运动，但最终落在坐标原点，故小球应受向左的电场力，小球应带负电。
小球在竖直方向上做自由落体运动，水平方向上做匀变速直线运动。
水平方向上受力有
P点和O点的横坐标相同，由匀变速直线运动规律可知，小球在从P到O的过程中中间时刻在水平方向的速度为零，该过程运动时间为
又
解得
则从P到O的过程中中间时刻小球的横坐标为
纵坐标为
则中间时刻小球的坐标值为
（2）将小球的水平速度沿合力方向和垂直于合力方向分解，如图所示。当沿合力方向的速度为零时，小球的速度最小。
设合力与水平方向的夹角为，此时
根据力的几何关系知
联立解得
所以小球动能的最小值为
17.【答案】（1）8∶1；（2）油滴a带负电，油滴b带正电；4∶1
【详解】
（1）设油滴半径r，密度为，则油滴质量
则速率为v时受阻力
则当油滴匀速下落时
解得
可知
则
（2）两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，可知油滴a做减速运动，油滴b做加速运动，可知油滴a带负电，油滴b带正电；当再次匀速下落时，对a由受力平衡可得
其中
对b由受力平衡可得
其中
联立解得