陕西省渭南市尚德中学2024-2025学年高二上学期期中模拟物理试卷

这是一份陕西省渭南市尚德中学2024-2025学年高二上学期期中模拟物理试卷，共9页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．夏季，在雷云形成的过程中，由于摩擦起电一些云层带正电，另一些云层带负电，它们对大地的静电感应使地面产生异种电荷。当云层与云层间或云层与地面间的“电势差”达到几万伏以上时，空气被击穿，暴发电闪雷鸣。假如在户外我们遭遇雷电，下列防雷措施可行的是( )
A．在大树下避雷雨
B．停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨
C．在雷雨中快跑
D．在空旷地带，最好关掉手机电源
2.渭南市某中学的几位同学把一条约10 m长的电线的两端连接在一个灵敏电流表的两接线柱上,形成闭合导体回路。甲、乙两位同学沿南北方向站立匀速摇动电线时,灵敏电流表的示数为I1,两位同学沿东西方向站立匀速摇动电线时,灵敏电流表的示数为I2,则( )
A.I1=0,I2≠0
B.I1≠0,I2=0
C.I1≠0,I2≠0
D.I1=0,I2=0
3．(2021·广东惠州一中高二上检测)如图所示，P 为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A、B之间，然后将它再按图乙方式接在电极C、D 之间，设AB、CD之间的电压是相同的，则这两种接法的电阻大小关系为( )
A．R甲＝eq \f(1,2)R乙
B．R甲＝eq \f(1,4)R乙
C．R甲＝2R乙
D．R甲＝4R乙
4.如图所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，且ab＝ac＝ad，则a点的磁感应强度的方向是（ ）
A.垂直纸面指向纸里
B.垂直纸面指向纸外
C.沿纸面由a指向b
D.沿纸面由a指向d
5.如图所示,虚线代表电场中的三个等势面,实线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,下列说法中正确的是( )
A.粒子带负电
B.粒子在Q点时的加速度较P点大
C.粒子在P点时的动能较Q点大
D.粒子在P点时的电势能较Q点大
6.如图所示,A、B、C、D、E、F是匀强电场中一个边长为3 cm 的正六边形的六个顶点,该六边形所在平面与电场线(图中没有画出)平行,已知A、C、E三点的电势分别为-3 V、0 V、3 V,则下列说法正确的是( )
A.匀强电场的场强方向为由B指向D
B.将一个电子由D点移到A点,其电势能将增加9.6×10-19 J
C.通过CB和EF的直线为电场中的两条等势线
D.匀强电场的场强大小为300 V/m
二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
7.如图所示，图线AB是某电源的路端电压随电流变化的关系图线，OM是定值电阻R两端的电压随电流变化的图线，由图可知（ ）
A.该电源的电动势为6 V，内阻是2 Ω
B.固定电阻R的阻值为1 Ω
C.该电源的最大输出功率为9 W
D.当该电源只向电阻R供电时，其效率约为66.7%
8.在如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,待电流稳定后,电流表示数为I ,电压表示数为U ,电容器所带电荷量为Q。若将滑动变阻器的滑片P从图示位置向a端移动一些,待电流稳定后,则与P移动前相比( )
A.U变小
B.I变小
C.Q不变
D.Q增大
9. 某同学将四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表、和两个电压表、。已知电流表的量程大于的量程，电压表的量程小于的量程，改装好后把它们按如图所示的接法连入电路，则（ ）
A. 电流表的示数等于电流表的示数
B. 电流表指针的偏转角等于电流表指针的偏转角
C. 电压表的示数小于电压表的示数
D. 电压表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角
10．如图所示，两根固定绝缘直杆组成“V”字形，两杆夹角为30°，其中OE杆竖直，OF杆光滑。在E点固定一个带电荷量为＋Q的小球a，另一带电荷量也为＋Q的小球b套在OF杆上，小球b沿杆加速下滑到达F点时，速度为3 m/s，越过M点后继续下滑。已知EF垂直于OE，EM垂直于OF，∠OEN＝30°，EF＝eq \f(8\r(3),15)m。关于小球b的运动，以下判断正确的是( )
A．在N点时，速度为3 m/s
B．在N点时，速度为5 m/s
C．从F点运动到N点的过程中，机械能守恒
D．从F点运动到N点的过程中，在M点时电势能最大
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
三、填空题(2小题，每空2分，共16分。把答案直接填在横线上)
11．（6分）在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5 Ω，实验室备有下列实验器材：
A.电压表（量程0～3 V，内阻约为15 kΩ）；
B.电压表（量程0～15 V，内阻约为75 kΩ）；
C.电流表（量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω）；
D.电流表（量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω）；
E.滑动变阻器R1（0～10 Ω，0.6 A）；
F.滑动变阻器R2（0～2 000 Ω，0.1 A）；
G.电池组E（电动势为3 V）；
H.开关S，导线若干。
（1）为减小实验误差，应选用的实验器材有 （填器材前面的序号）。
（2）为减小实验误差，应选用如图1中 （选填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把如图2中的实物图用线连接起来。

图1 图2

图3
（3）若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图3所示，则金属丝的直径为 mm，电阻值为 Ω。
12．(9分)一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻。准备的器材有电流表(0~200 mA,内阻12 Ω),电阻箱R(最大阻值9.9 Ω),一个开关和若干导线。
(1)由于电流表A的量程较小,考虑到安全因素,同学们将一个定值电阻和电流表并联,若要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表的电流的2倍,则定值电阻的阻值
R0= Ω。
(2)设计的电路图如图甲所示。若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表的示数I,并计算出1I,得到多组数据后描点作出R-1I图线如图乙所示,则该电源的电动势E= V,内阻
r= Ω。
四、计算题(本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13(10分)如图所示,倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上,斜面顶端a离地高度h=2.5 cm,整个装置处于水平向左的匀强电场中。一个质量m=0.3 kg,电荷量q=+0.01 C的物体(可视为质点)从斜面顶端由静止释放,经过t=0.2 s到达斜面底端b点,g取10 m/s2。求:
(1)物体到达斜面底端b时的速度大小;
(2)电场强度E的大小;
(3)电场中a、b两点之间的电势差。
14(12分)如图所示的电路中,电源电动势E=10 V,内阻r=0.5 Ω,电动机的电阻R0=1.0 Ω,定值电阻R1=1.5 Ω。电动机正常工作时,理想电压表的示数U1=3.0 V。求:
(1)电源总功率;
(2)电源的输出功率;
(3)电动机消耗的电功率以及将电能转化为机械能的功率。
15（14分）如图所示，有一电子（电荷量为e）经电压U0加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间。若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：
（1）金属板AB的长度；
（2）电子穿出电场时的动能。
尚德中学高二年级物理学科期中模拟试题
参考答案
一、单项选择题(每小题4分,共24分)
1.解析：选D。表面具有突出尖端的导体，在尖端的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电。因此不要在大树下避雨；别停留在山顶、山脊的凉亭等地方；在雷雨中快跑，身体的跨步越大，电压就越大，雷电也越容易伤人；在空旷地带使用手机通话，手机很有可能成为闪电的放电对象。故选项D正确。
2.解析：选C。由于地球的周围存在磁场,且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极,所以当两个同学沿东西方向站立,并匀速摇动电线时,电线做切割磁感线运动,产生感应电流,故I2≠0。沿南北方向站立匀速摇动电线时,由于北半球的地磁场有向下的分量,所以穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,有感应电流,所以I1≠0,选项C正确。
3.解析：选B。将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，电阻值设为r，图甲中等效为两个电阻并联，R甲＝eq \f(r,2)，图乙中等效为两个电阻串联，R乙＝2r，所以R甲＝eq \f(1,4)R乙，所以B正确。
4.解析：选D。每根导线在a点产生的磁感应强度大小相等，关键是确定每根导线在a处产生的磁感应强度的方向，由矢量合成法则求合磁感应强度，判知选项D正确。
5.解析：选D。因为电场线和等势面垂直,且由高电势指向低电势,所以在P点的电场强度方向如图所示,
因为带电粒子受到的电场力和电场强度共线,且在曲线的内侧,所以粒子在P点受到的电场力和电场强度方向相同,则粒子带正电,故A错误;因为Q点所在处的等势面比P点疏,所以电场强度比P点弱,根据牛顿第二定律可知,粒子在Q点的加速度小于P点,故B错误;根据EP=qφ,由于P点的电势大于Q点,所以粒子在P点的电势能大于Q点,根据能量守恒可知,粒子在P点的动能小于Q点,故C错误,D正确。
6.解析：选B。连接AE两点,则其中点电势为0 V,与C等势,C与该中点连线即为等势线,该连线与ED、AB平行,故CB和EF不是等势线,因为BD和CF垂直,故BD为一条电场线,但电场线的方向是由高电势指向低电势,则场强方向是D指向B,故A、C错误;将一个电子由D点移到A点,电场力做功为W=eUDA=-1.6×10-19×(3+3) J=-9.6×10-19 J,所以电势能增加了9.6×10-19 J,故B正确;场强大小为E== V/m= V/m,故D错误。
二、多项选择题(每小题6分,共24分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
7.解析：选CD。由图线AB可知电源的电动势E＝6 V，短路电流为I短＝6 A，则r＝eq \f(E,I短)＝1 Ω，故A错误；根据R＝eq \f(ΔU,ΔI)得R＝2 Ω，故B错误；当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，所以该电源的最大输出功率P＝eq \f(E2,4r)＝9 W，故C正确；当该电源只向电阻R供电时，电源效率η＝eq \f(UI,EI)×100%＝eq \f(4,6)×100%≈66.7%，故D正确。
8.解析：选BD。当电流稳定时,电容器可视为断路,当P向左滑时,滑动变阻器连入电路的阻值R增大,根据闭合电路欧姆定律得,电路中的电流I=ER+R2+r减小,电压表的示数U=E-I(R2+r)增大,A错、B对;对于电容器,电荷量Q=CU增大,C错、D对。
9.解析：选BC。
B．由题图可知，两电流表并联，相当于四个电阻并联，两表头两端的电压相等，流过两电流表的电流相等，故两电流表指针的偏转角相同，B正确；
A．根据上述两电流表指针的偏转角相同，因的量程大于的量程，故的示数比的示数大，A错误；
D．根据图可知，两电压表串联，相当于四个电阻串联，流过两个表头的电流相等，故两电压表指针的偏转角相等，D错误；
C．根据上述两电压表指针的偏转角相等，由于电压表的量程小于的量程，故的示数比的示数小，C正确。
10.解析：选BD。由点电荷的电势分布可知，F、N两点电势相等，由F到N电势先升高后降低，M点电势最高，由F至N过程，电场力做功为零，由动能定理：mg·LFN·cs 30°＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,N)－eq \f(1,2)mveq \\al(2,F)，LFN＝LEF＝eq \f(8\r(3),15) m，解得：vN＝5 m/s，故A错误，B正确；由F至N过程电场力先做负功，后做正功，在M点电势能最大，机械能不守恒，D正确，C错误。
三、填空题(每空2分，共16分。)
11.答案 （1）ADEGH （2）乙 见解析图
（3）0.633（0.632～0.634均可） 2.4
解析 （1）由于电源的电动势为3 V，所以电压表应选A；被测电阻约为5 Ω，电路中的最大电流约为I＝eq \f(E,Rx)＝eq \f(3,5) A＝0.6 A，电流表应选D；根据滑动变阻器允许通过的最大电流可知，滑动变阻器应选E；还要选用电池组和开关，导线若干，故应选用的实验器材有A、D、E、G、H。
（2）由于eq \f(RV,Rx)>eq \f(Rx,RA)，应采用电流表外接法，应选题图乙所示电路，实物连接如图所示。
（3）从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.633 mm，从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V，从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A，被测金属丝的阻值为
Rx＝eq \f(Ux,Ix)＝eq \f(1.20,0.50) Ω＝2.4 Ω。
12.答案:(1)6 (2)6 2
解析:(1)由题意可知,设通过电流表的电流为I,则通过电阻R0的电流为2I,则R0=12RA=6Ω;
(2)R0与电流表并联后的电阻为R1=6×126+12Ω=4Ω,根据全电路欧姆定律,E=3I(R+R1+r),变形可得R=E3·1I-(4Ω+r);由图线可知,r=2Ω,E=6V。
四、计算题(本题共3小题，共36分)
13.（10分）答案:(1)0.5 m/s (2)503V/m (3)-3.75 V
解析:(1)斜面的长度为l=hsin30°=2h=0.05m …………………………………1分
下滑的加速度为a=2lt2=2× ………………………………… 2分
到达斜面底端时的速度为v=at=0.5m/s。 …………………………………1分
(2)对物体进行受力分析,如图所示。
由牛顿第二定律得,mgsin30°-qEcs30°=ma
解得E=503V/m。 …………………………………3分
(3)电场中a、b两点之间的电势差
Uab=-Elcs30°=-3.75V。 …………………………………3分
14.（12分）答案:(1)20 W (2)18 W (3)12 W 8 W
解析:(1)已知电压表的示数U1=3.0V和定值电阻R1=1.5Ω,根据欧姆定律可求出电路中的电流I=U1R1=2.0A …………………………………1分
电源的总功率P总=EI=20W …………………………………2分
(2)电源的输出功率P出=EI-I2r=18W …………………………………3分
(3)根据闭合电路的欧姆定律,电动机两端的电压
U2=E-U1-Ir=6V …………………………………2分
电动机消耗的电功率P电=U2I=12W …………………………………2分
电动机将电能转化为机械能的功率,就是电动机的输出功率
P机=U2I-I2R0=8W …………………………………3分
15.（14分）答案 （1）deq \r(\f(2U0,U)) （2）e（U0＋eq \f(U,2)）
解析 （1）设电子飞离加速电场时的速度为v0，由动能定理得
eU0＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)① …………………………………2分
设金属板AB的长度为L，电子偏转时间t＝eq \f(L,v0)② …………………………………2分
电子在偏转电场中的加速度a＝eq \f(eU,md)③ …………………………………2分
电子在电场中偏转y＝eq \f(1,2)d＝eq \f(1,2)at2④ …………………………………2分
由①②③④得L＝deq \r(\f(2U0,U))。 …………………………………2分
（2）设电子穿出电场时的动能为Ek，根据动能定理得
Ek＝eU0＋eeq \f(U,2)＝e（U0＋eq \f(U,2)） …………………………………4分