江西省赣州市2024-2025学年高二上学期10月检测物理试卷(解析版)
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这是一份江西省赣州市2024-2025学年高二上学期10月检测物理试卷(解析版),共14页。试卷主要包含了考查范围,考生必须保持答题卡的整洁,6 V时,灯泡中的电流约为0等内容,欢迎下载使用。
试卷共6页,15小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.考查范围:必修第三册第九章至第十一章。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
3.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。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
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,每小题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. 某空间存在静电场,静电场中x轴上的电势φ随x变化的规律如图所示,则x轴附近电场线的分布可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据电势分布可知,沿x轴方向的电势逐渐降低且变化越来越小,图像的斜率反映场强大小,可知电场强度越来越小,电场线越来越稀疏,因此电场线的分布可能是D项。
故选D。
2. 如图为某灯泡的伏安特性曲线,将灯泡两端的电压由0.6 V增大为原来的4倍,则灯泡的电阻约( )
A. 增大了3 ΩB. 增大了9 Ω
C. 减小了3 ΩD. 减小了9 Ω
【答案】A
【解析】电压为0.6 V时,灯泡中的电流约为0.24 A,此时灯泡的电阻
电压为2.4 V时,电流约为0.44 A,此时灯泡的电阻
电阻增大了约3 Ω。
故选A。
3. 如图,A、B两个带电小球用等长的绝缘细线悬于O点,静止时两球在同一水平线上,A球的电荷量比B球的电荷量大,不计球的大小,下列说法正确的是( )
A. 两球带异种电荷
B. A球质量比B球质量小
C. 将两球接触后重新分开,静止时两球将不在同一水平线上
D. 将两球接触后重新分开,静止时两球间的距离比原来大
【答案】D
【解析】A.同种电荷相互排斥,因此两球带同种电荷,A项错误;
B.由于两线等长,两球在同一水平线上,因此两悬线与竖直方向的夹角相同,设悬线与竖直方向的夹角为θ,则
由此判断两球质量相等,B项错误;
C.将两球接触后重新分开,两球的库仑力仍等大反向,因此两球仍在同一水平线上,C项错误;
D.将两球接触后重新分开,由于
静止时两球间的距离比原来大,D项正确。
故选D。
4. 如图,A点固定一个带正电的点电荷,将一个不带电的金属球壳移到A点附近并固定,O为球壳球心,在过A、O两点的直线上有B、C两点,两点均在球壳内且到O点的距离相等,开始时开关K断开,下列说法正确的是( )
A. 在感应电荷的电场中,B、C两点的场强大小相等
B. 在感应电荷的电场中,B点的场强比C点的场强大
C. 将开关K闭合,感应电荷在B点产生的场强变大
D. 将开关K闭合,感应电荷在C点产生的场强变小
【答案】B
【解析】AB.处于静电平衡时,导体内部场强处处为零,点电荷在B点产生的场强比在C点产生的场强大,因此感应电荷在B点产生的场强比在C点产生的场强大,故A错误,B正确;
CD.将开关闭合,点电荷在B、C两点产生的场强不变,感应电荷在B、C两点产生的场强不变,故CD错误。
故选B。
5. 某同学制成了一种电容式加速度仪,结构如图所示。A、B两板间连接有劲度系数为k的用绝缘材料制成的轻弹簧,A板固定在运动物体上,B板可自由运动,B板质量为m,电容器的带电量保持恒定,两板与电压传感器连接。物体不动时,弹簧长度为d,电压传感器的示数为U,当物体向右做匀加速直线运动,稳定时,电压传感器的示数为0.8U,不计一切摩擦,则物体运动的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据
,,
可得
由于电容器带电量恒定,因此当两板间的距离改变时,板间的电场强度恒定,则
解得
根据牛顿第二定律
解得
故选A。
6. 如图甲,虚线框内为欧姆表的内部电路图,a、b为电表面板上的表笔插孔,图乙为多用电表的刻度面板,下列说法正确的是( )
A. b为表笔负插孔
B. d端为电源的正极
C. 欧姆调零时,将两个表笔短接,发现指针所指电阻刻度值大于零,应将滑动变阻器的滑片向上移
D. 选择开关拨在“×100 Ω”,欧姆调零后,欧姆表的内阻值为1500 Ω
【答案】D
【解析】A.b为表笔正插孔,故A错误;
B.“红进黑出”,因此d为电源负极,故B错误;
C.欧姆调零时,将两个表笔短接,发现指针所指的电阻刻度值大于零,表明电流还没满偏,应减小电阻,因此应将滑动变阻器的滑片向下移,故C错误;
D.选择开关拨在“×100 Ω”,欧姆调零后,欧姆表的内阻值等于中值电阻,即为1500 Ω,故D正确。
故选D。
7. 如图,A、B是固定在空间的两个点电荷,实曲线为两点电荷电场中的一条电场线(方向未标出),一个带正电的粒子仅在电场力作用下从C点运动到D点,虚曲线为其运动轨迹,下列说法正确的是( )
A. A、B带同种电荷
B. A的电荷量比B的电荷量大
C. 带电粒子在C点的电势能比在D点电势能大
D. 带电粒子在C点的速度可能为零
【答案】B
【解析】A.由于电场线起始于正电荷、终止于负电荷,因此A、B带异种电荷,A项错误;
B.由电场线分析可知,A的电荷量比B的电荷量大,B项正确;
C.运动的粒子带正电,由于电场力指向运动轨迹凹的一侧,由此判断,A带负电,粒子从C向D运动过程中,电场力做负功,因此电势能增大,C项错误;
D.若粒子在C点的速度为零,则粒子开始运动时的加速度沿C处电场线的切线方向,轨迹不可能沿图中的虚线,D项错误。
故选B。
8. 某同学设计了如图所示的电路进行电表的改装,已知电流表的量程为20mA,若将接线柱1、2接入电路时,可以测量的最大电流为0.6A,若将接线柱1、3接入电路时,可以测量的最大电压为3V,已知,下列说法正确的是( )
A. 的阻值约为4.03ΩB. 的阻值约为3.03Ω
C. 电流表的内阻为26ΩD. 电流表的内阻为29Ω
【答案】AD
【解析】CD.将接线柱1、2接入电路,当电流表满偏时,由并联电路的特点可知电阻中的电流为
由欧姆定律可得电流表的内阻
C项错误,D项正确;
AB.将接线柱1、3接入电路,根据题意,则有
代入数据解得
A项正确,B项错误
故选AD。
9. 在一质量分布均匀的圆柱形金属棒的两端加上恒定电压U后,单位时间内通过横截面的电荷量为,金属棒的电阻率为、电阻为,内部自由电荷定向移动的速率为v₁;将该金属棒的长度拉伸至原来的2倍,金属棒仍为圆柱形,其两端电压仍为U时,单位时间内通过横截面的电荷量为,拉长后的金属棒的电阻率为、电阻为,内部自由电荷定向移动的速率为。下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】ABD. 同一金属棒,电阻率不变,体积不变,将金属棒拉长为原来2倍,根据
可知,横截面积S变为原来的;根据电阻定律
电阻为原来4倍,加同样的电压,根据欧姆定律
可知,电流为原来的,根据电流定义式
可知在单位时间内通过横截面的电荷量为原来的,故AD正确,B错误;
C.根据电流微观表达式有
变形得
其中n、e保持不变,由上分析,可知横截面积S变为原来的,电流为原来的,可得
故C正确。
故选ACD。
10. 如图,空间存在匀强电场。其方向与半圆ACB的所在平面平行,AB是半圆的直径且,O为圆心,将一个电荷量为-q的带电粒子,沿半圆弧从A点移到B点,发现粒子在C点电势能最小,从A点到B点电场力做功为W,,,下列说法正确的是( )
A. 半圆弧上,C点电势最高
B.
C. 电场强度方向平行于CO并从C指向O
D. 电场强度大小为
【答案】AC
【解析】A.带负电的粒子在C点电势能最小,说明在半圆弧上,C点的电势最高,A项正确;
C.由于C点的电势最高,因此在过C点的切线与电场线垂直,且电场线方向从C点指向O点,即电场强度方向平行于CO并从C指向O,C项正确;
B.根据题意,从A点到B点电场力做功为
解得
B项错误;
D.根据题意,由几何关系可知A、B两点沿电场方向的距离
由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式可得,电场强度大小为
D项错误。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组用图甲所示装置观察电容器的放电现象。电源的输出电压为8V。
(1)先将开关合向___________(选填“左”或“右”)侧,对电容器进行充电,充满电后,再将开关合向另一侧,电流传感器显示放电电流随时间变化规律如图乙所示,数得图像与坐标轴所围面积共40格,可知电容器充电后所带电荷量为___________C;电容器的电容为___________F。(结果均保留2位有效数字)
(2)如果不改变电路其他参数,只增大定值电阻的阻值R并重复上述实验,实线和虚线分别表示改变前后放电过程电流随时间变化的曲线,最符合实际情况的图像为___________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)右 (2)A
【解析】(1)[1][2][3]先将开关合向右侧,对电容器进行充电,充电后电容器所带电量
电容器的电容为
(2)定值电阻阻值变大,根据欧姆定律可知,放电时的最大电流变小,放电变慢,放电时间变长,但由于放电电量一定,所以面积不变。
故选A。
12. 某同学要测量一段长为L的金属丝的电阻率。
(1)实验先用螺旋测微器测金属丝的直径,示数如图甲所示,则金属丝的直径d = ___________mm。
(2)要测量金属丝的电阻,该同学设计了如图乙所示的电路。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到最___________(选填“左”或“右”)端。先将开关S接a,调节滑动变阻器的滑片P至合适位置,使电流表A的指针偏转较大,示数如图丙所示,这时电流,I = ______A记录电流表的示数。再将S接b,保持滑片P位置不变,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数也为I,这时电阻箱的阻值为R0,则金属丝的阻值Rₓ = ______。
(3)根据所测物理量可求得金属丝的电阻率ρ = ___________(用L、d、Rₓ、π表示)。
【答案】(1)2.095##2.094##2.096 (2)右 0.52 R0 (3)
【解析】(1)螺旋测微器的精度为0.01 mm,测得的金属丝的直径为
d = 2 mm + 9.5 × 0.01 mm = 2.095 mm
(2)[1]为保护电路,滑动变阻器的滑片P移到最右端。
[2]电流表的分度值为0.02 A,则示数为0.52 A。
[3]根据等效原理可知,金属丝的阻值Rₓ = R0。
(3)根据电阻定律得到
13. 如图,A、B是水平面上带电荷量均为+q的固定点电荷,A、B间距离为L,在A、B连线的中点O有一固定竖直杆OD,一根绝缘细线一端系在杆上的D点,另一端连接一带电小球C,小球C的质量为m。小球C静止在水平面上且对水平面的压力为0,三角形ABC为等腰三角形,重力加速度大小为g,不计小球的大小,静电力常量为k,求:
(1)AB两点电荷在小球C处产生合场强大小;
(2)小球C所带电荷量的大小。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)根据几何关系,A、C和B、C间的距离均为
根据电场叠加,A、B两点电荷在小球C处产生的合场强大小等于一个电荷在该点的场强大小
解得
(2)对小球C研究,根据力的平衡
解得
14. 如图所示的电路中,灯泡L的规格为“5 V,0.6 A”,电流表为理想电表,在A、B两端加上U = 8 V的恒定电压,将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动,直至灯泡刚好正常发光,此时滑片P在滑动变阻器上的c点(图中未标出),电流表的示数为1 A,求灯泡正常发光时:
(1)灯泡的电阻;
(2)电路中的总电阻;
(3)滑动变阻器的总电阻。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)由欧姆定律得,灯泡的电阻
(2)电路中的总电流
由欧姆定律得,电路中的总电阻
(3)由欧姆定律得,滑动变阻器ac段电阻
滑动变阻器cb段电压
由欧姆定律得,滑动变阻器cb段电阻
则滑动变阻器的总电阻
15. 如图,空间存在竖直向下的匀强电场,半径为R的光滑绝缘圆弧轨道ABCD固定在电场中的竖直面内,BD为圆弧的竖直直径,O为圆心,OA与竖直方向的夹角为在电场中的P点沿水平方向抛出一个质量为m、电荷量为q的带正电小球,小球恰好从A点无碰撞地进入圆弧轨道。不计小球的大小,重力加速度大小为g,匀强电场的电场强度大小P、O两点在同一水平线上,求:
(1)小球从P点抛出时的初速度大小;
(2)小球沿圆弧轨道向上运动过程中,能到达圆弧轨道的最高位置离O点的高度;
(3)若小球到A点时,保持电场强度大小不变,方向变为水平向右,则此后小球在圆弧轨道上运动的最大速度多大?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)小球从P点到A点过程中,小球运动的加速度
设小球的初速度为,小球到A点时的速度沿电场方向的分速度为,则
解得
在A点根据速度分解有
(2)小球在A点的速度
设小球刚要离开圆弧轨道时,小球的位置和O点连线与竖直方向夹角为θ,小球的速度为,根据牛顿第二定律
根据动能定理
解得
因此小球能到达圆弧轨道的最高位置离O点的高度
(3)根据力与运动的关系分析可知,由于小球受重力和电场力大小相等,当小球运动的位置和O点的连线与OB的夹角为45°时,即在等效平衡位置时速度最大,根据动能定理
解得
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