江西省宜春市第一中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷

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选择题（共10小题，46分，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，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．如图为某扫地机器人，已知其工作的额定电压为15V，额定功率为30W，充电额定电压为24V，额定电流为0.5A，电池容量为2000mAh，则下列说法中错误的是（ ）
A．电池容量是指电池储存电能的大小
B．机器人充满电后连续工作时间约为1h
C．机器人正常工作时的电流为2A
D．机器人充满电大约需要4h
2．如图所示，同种材料制成的圆柱形导体a，b，a的直径是b的2倍。将两部分导体串接在电路中，通过恒定电流时自由电子在两部分导体中定向移动的速度等于（ ）
A．1∶1B．1∶2C．1∶4D．2∶1
3．如图所示，带电粒子只在电场力作用下由A点运动到B点。图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，由图可知（ ）
A．粒子带负电
B．粒子电性不确定
C．带电粒子在A点时的加速度小于在B点时的加速度大小
D．带电粒子在A点时的速度大于在B点时的速度大小
4．如图所示，电阻，，当开关S断开时，电流表A的示数为0.5A；当S闭合时，A的示数为0.75A．则电源电动势E和内阻r为（ ）
，B．，
C．，D．，
5．将一支圆珠笔的按压式小帽朝下按在桌面上，放手后笔会向上弹起一定高度。某次实验中测得圆珠笔弹起的最大高度为h，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧恢复原长的过程，圆珠笔所受合力的冲量为零
B．圆珠笔离开桌面瞬间的初速度大小为
C．弹簧恢复原长时，圆珠笔的动量最大
D．上升过程中，圆珠笔（含弹簧）的机械能守恒
6．如图所示，a、b、c、e是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个边长为0.2m的菱形的四个顶点，且∠b=120°，直线ab平行于直线dc，e为dc中点。已知a点的电势为1V，b点的电势为-3V，e点的电势为5V，下列说法正确的是（ ）
A．该电场方向为从c点指向b点
B．c点的电势为-7V
C．该电场的电场强度大小为40V/m
D．带电荷量为0.1C的负电荷从d点移动到c点，电场力对该负电荷做的功为0.8J
7．用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，电流表A为理想电表，改变电阻箱R的阻值，测得多组数据，根据测得数据描绘的图线如图乙所示。将该电源、电阻箱R、表笔a和b与量程为10mA、内阻为50Ω的毫安表连成如图丙所示的电路，将毫安表改装成欧姆表，下列说法正确的是（ ）
A．电源电动势，内电阻
B．甲图中，当电阻箱R接入电路的阻值为时，电源的输出功率为12W
C．丙图中，表笔a和b短接，当电阻箱R接入电路的阻值为时，毫安表满偏
D．丙图中，欧姆调零后，表笔a和b间接入阻值为的电阻，毫安表的示数为4mA
8．静电除尘是工业生产中处理烟尘的常用方法之一。如图甲，除尘装置工作时，中心的金属导线B带负电，金属管A接地，A、B之间产生如图乙所示的强电场，e、f是电场中两点。导线B附近的气体分子被强电场电离，电子在向正极A运动的过程中，使烟尘中的颗粒带上负电，烟尘颗粒在静电力作用下，被吸附到正极A上。不计烟尘颗粒的重力，除尘装置工作过程中，下列说法正确的是（ ）
A．e点的电场强度大小大于f点的电场强度大小
B．e点的电势高于f点的电势
C．带电的烟尘颗粒向A运动的过程中，电势能减小
D．带电的烟尘颗粒向A运动的过程中，做匀加速直线运动
9．在如图所示的电路中，R1、R2和R4皆为定值电阻，R3为光敏电阻，光照强度增大时电阻会变小，电源的电动势为E、内阻为r。设电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，电容器两水平极板间有一带电液滴静止于P点，电压表V的读数为U，当照射到R3的光强增大时，各电表示数变化大小分别为、、，则（ ）
A．I1变大，I2变小，U变大
B．液滴带正电，光强增大后将向上运动
C．光强增大后，P点电势降低
D．变小
10．工业生产中需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤，图甲所示的是“吊斗式”电子秤的结构图，其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器．拉力传感器的内部电路如图所示，R1、R2、R3是定值电阻，R1=20k，R2=10k，R0是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图象如图乙所示，已知料斗重1×103N，没装料时Uba=0，g取10m/s2．下列说法中正确的是（ ）

A．R3阻值为40 k
B．装料时，R0的阻值逐渐变大，Uba的值逐渐变小
C．拉力越大应变片电阻阻值也变大，Uba传感器的示数也变大
D．应变片作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量
二、实验题（每空2分，共16分）
11．（8分）为了研究咸湖出现的规律，某同学设计了一个检测河水电阻率的实验，他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图甲所示，两电极相距L＝0.314m，其间充满待测的河水，安装前他用如图乙所示的游标卡尺(图为卡尺的背面)测量玻璃管的内径，结果如图丙所示。他还选用了以下仪器：量程15 V，内阻约300 kΩ的电压表；量程300 μA，内阻约50 Ω的电流表；最大阻值1 kΩ的滑动变阻器；电动势E＝12V，内阻r＝6 Ω的电池组、开关各一只，以及导线若干。图丁坐标系中包括坐标为（0,0）的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值，根据以上材料完成以下问题：

（1）测量玻璃管的内径时，应将图乙所示游标卡尺中的A、B、C三部分中的 与玻璃管内壁接触。(填代号)
（2）玻璃管的内径d＝ mm。
（3）图戊中的实物仪器有一部分已连线，将其他部分连接成能测出图丁数据的实物连接图 。
（4）水的电阻率ρ＝ (结果保留两位有效数字)。
12．（8分）某同学想要研究小灯泡的伏安特性，现有的实验器材如下：
A．小灯泡L（额定电压约3.8V，额定功率约1.8W）B．电压表（量程3V，内阻为）
C． 电压表（量程为15V，内阻为） D．电流表A（量程为0.6A，内阻约为）
E. 定值电阻（阻值） F. 定值电阻（阻值）
G. 滑动变阻器R（阻值） H. 电源E（电动势5V，内阻不计）
开关S，导线若干；
(1)该同学已选定的器材是小灯泡L、滑动变阻器R、电源E、开关S、导线若干，要完成该实验，还需要的器材是 （填写器材前的字母序号）；
(2)实验要求能够较准确的画出灯泡的伏安特性曲线，请在图1虚线框中帮助该同学画出实验电路原理图。( )

(3)正确设计并连接好电路，实验中测得该灯泡的伏安特性曲线如图2所示，由实验的图线可知，小灯泡在额定电压下工作时的电阻为 。（结果保留两位有效数字）
(4)现将两个相同的小灯泡按如图3电路图连接到另一个电路中，图中电源的电动势为5V，内阻为，定值电阻的阻值为，闭合开关S，则每个小灯泡的实际功率为 W。（结果保留两位有效数字）
三、计算题（10+12+16=38分，过程有必要的文字说明）
13．（10分）在检测篮球的性能时，检测人员将篮球从高处自由下落，通过测量篮球自由下落的高度、反弹高度及下落和反弹的总时间等数据来测评篮球是否合格。在某次检测过程中，检测员将篮球最低点置于距离地面H1=1.8m处开始自由下落，测出篮球从开始下落到第一次反弹至最高点所用的时间为t=1.5s，篮球最低点所能到达的最大高度降为H2=1.25m。已知该篮球的质量为0.6kg。不计空气阻力。（g=10m/s2）
（1）求篮球第一次反弹过程中与地面接触的时间；
（2）篮球第一次与地面接触的过程中对地面的平均作用力大小。
14．（12分）某直流电动起重机装置如图所示。已知电源电动势，电源内阻，电阻，当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能将重物提升，且转轴与绳间不打滑，此时理想电压表的示数为5V；当重物质量时，闭合开关S，电动机最后以稳定速度匀速提升重物，此时电动机消耗功率最大（不计摩擦，g取）求：
(1)电动机的内阻；
(2)重物匀速上升时流过电动机的电流大小；
(3)重物匀速上升的速度大小v。
15．（16分）如图所示，一光滑曲面与足够长的水平直轨道平滑连接，直轨道MN段粗糙，其余部分光滑，MN段存在方向水平向右的匀强电场，N点右侧的P点处静止放置一绝缘物块b，一带正电的物块a从曲面上距水平面高为h处由静止释放，滑出电场后与物块b发生弹性碰撞。已知h=1.0m，直轨道长L=1.0m，物块a与MN之间的动摩擦因数μ=0.4，物块a的质量m=1kg，物块b的质量M=2kg，场强E=2×106N/C，物块a的电荷量q=6×10-6C，重力加速度g取10m/s2。物块a、b均可视为质点，运动过程中物块a的电荷量始终保持不变。
(1)求物块a与物块b第一次碰撞前瞬间物块a的速度大小；
(2)求物块a与物块b第一次碰撞后，物块b的速度大小；
(3)若每次物块a与P点处的物块碰撞之后，都立即在P点放入与物块b完全相同的静止物块。求物块a静止释放后，经过足够多次的碰撞，物块a在电场中运动的总路程。
参考答案：
1．A
【详解】A．电池容量是指电池的存储电量（电流与时间的乘积）多少，单位是“Ah”，不是储存电能的大小，故A不正确，符合题意；
BC．机器人正常工作时的电流
机器人充满电后一次工作时间为
故BC正确，不符合题意；
D．电池容量2000mAh，充电电流为0.5A，所以充电的时间
故D正确，不符合题意。
故选A。
2．C
【详解】根据电流的微观表达式，I相同，S与v成反比, a的直径是b的2倍，则
所以
故选C。
3．C
【详解】AB．由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向右上方，即粒子受力的方向与电场线的方向一致，所以粒子带正电荷，故AB错误；
C．A点处的电场线较疏，而B点处电场线较密，则A点处的电场强度较小，粒子所受的电场力也较小，粒子的加速度也较小，故C正确；
D．从A运动到B，粒子所受电场力方向与运动方向的夹角小于90°，电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则有带电粒子在A点时的速度小于在B点时的速度大小，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】根据闭合电路欧姆定律得：当开关S断开时，有
当开关S闭合时，有
联立求得
故选B。
5．D
【详解】A．弹簧恢复原长的过程，圆珠笔所受合力不为0，故圆珠笔所受合力的冲量不为零，故A错误；
B．圆珠笔弹起的最大高度为h，根据公式得
解得
所以圆珠笔离开桌面瞬间的初速度大小为，故B错误；
C．当弹簧恢复到弹簧弹力等于重力时，此时速度最大，圆珠笔的动量最大，故C错误；
D．上升过程中，圆珠笔（含弹簧）只受到重力作用，所以圆珠笔（含弹簧）的机械能守恒，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】AB．已知a点的电势为1V，b点的电势为-3V，e点的电势为5V，c点的电势满足
解得
则ac连线为等势面，则场强方向沿eb方向，选项AB错误；
C．该电场的电场强度大小为
选项C正确；
D．带电荷量为0.1C的负电荷从d点移动到c点，电场力对该负电荷做的功为
选项D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．由闭合电路欧姆定律得
化简得
结合图线可得，电源电动势为
内电阻为
A错误；
B．甲图中，当电阻箱R接入电路的阻值为时，流过电源的电流和电源的输出功率为
B错误；
C．丙图中，表笔a和b短接，由闭合电路欧姆定律得
解得
C错误；
D．丙图中，欧姆调零后，由闭合电路欧姆定律得
解得
D正确。
故选D。
8．BC
【详解】A．由图乙可知，e点处电场线分布比f点电场线分布稀疏，e点的电场强度大小小于f点的电场强度大小，故A错误；
B．根据沿电场线方向电势降低可知，e点的电势高于f点的电势，故B正确；
C．带电的烟尘颗粒向A运动的过程，电场力做正功，速度增加，电势能减小，故C正确；
D．由于电场不是匀强电场，越靠近A电场强度越小，根据牛顿第二定律，带电的烟尘颗粒向A运动的过程，加速度逐渐减小，做加速度减小的加速运动，故D错误。
故选BC。
9．BC
【详解】A．当照射到R3的光强增大时，R3的阻值减小，则整个回路中的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，回路中的总电流增大，而电流表A1在干路，则电流表读数I1变大；由于回路中总电流增大，则内电压增大，路端电压减小，而路端电压
定值电阻、为定值电阻且在干路，因此、两端的电压增大，则两端的电压必定减小，而电流表A2与定值电阻串联，因此电流表A2的读数为I2减小，而电压表V的读数
则可知电压表V的读数U减小，故A错误；
B．电容器下极板与电源正极相连，则可知下极板带正电，而液滴开始处于平衡状态，则可知液滴所受电场力竖直向上，因此可得液滴带正电，而光照增强后，与电容器并联的定值电阻两端的电压增大，因此可知电容器两端的电压增大，电场强度增大，电场力增大，则可知液滴将向上运动，故B正确；
C．由于下极板接地，则有
而光强增大后电容器间的场强增大，对于
可知增大，因此减小，故C正确；
D．根据电路图可知
因此可得
即不变，故D错误。
故选BC。
10．AC
【详解】试题分析：没装料时，根据串并联电路规律可得R1两端的电压为：;从R-F图中可得，没装料时，料斗重1×103N，此时，所以R3两端的电压为，因为此时Uba=0，说明R1两端的电压和R3两端的电压相等，即，解得，A正确；装料时，由于R1所在支路电流恒定，所以a点的电势恒定，而R3所在支路中R0逐渐增大，该支路电流减小，R3两端的电压减小，即b的电势减小，所以Uba逐渐增大，B错误,C正确；应变片作用是把拉力这个力学量转换为电压这个电学量，D错误；故选AC．
考点：串并联电路，欧姆定律，传感器的应用
11． A 5.50 见解析
【详解】（1）[1]测量玻璃管内径时，应图（2）中的游标卡尺中的A与玻璃管的内径接触；
（2）[2]游标卡尺的读数为
（3）[3]根据U-I图象可知电流从零开始，所以滑动变阻器应用分压式接法，由于水柱的电阻远大于电流表内阻，所以电流表应用内接法，实物连线图如图所示
（4）[4]根据描点法，在图4中画出U-I图像，图像的斜率表示水柱的电阻，即
又因为
，
联立解得
可算出水的电阻率
12．(1)BDF
(2)
(3)8.4
(4)0.53
【详解】（1）要研究小灯泡的伏安特性，需要用到电流表和电压表。灯泡额定电流为
故电流表选择D；
灯泡额定电压为3.8V，若采用电压表V2则测量误差较大，因此电压表应选择V1，即选择B；
同时将电压表V1的量程进行扩大，要大于3.8V。若扩大后的量程为3.8V，则需要串联电阻
则定值电阻应选择R2，即选择F；
故还需要的器材是BDF。
（2）灯泡正常发光时的电阻为
远小于电压表V1的内阻，故电流表应采用外接法；
实验中要求小灯泡两端的电压从零开始变化以便测量多组数据，滑动变阻器应采用分压接法；
定值电阻R2与电压表V1串联测量小灯泡的电压，实验电路图如图所示：
（3）由实验的图线可知，小灯泡在额定电压3.8V下工作时的电流为0.45A，故电阻为
（4）把电源与电阻R0整体看作等效电源，设流过每个灯泡的电流为I，其电压为U，根据闭合电路欧姆定律可得
当路端电压时，电流
当电流时，路端电压
在灯泡图象坐标系内作出电源的图象如图所示
由图示图线可知，灯泡两端电压
电流
灯泡实际功率
13．（1）p= 3kgm/s，方向竖直向上；（2）0.4s；（3）22.5N
【详解】（1）篮球第一次反弹后即将离开地面时的速度v满足
可得
离开地面时的动量
方向竖直向上；
（2）篮球第一次自由下落的时间满足
可得
篮球第一次反弹后上升的时间满足
可得
则可得篮球与地面接触的时间
（3）篮球第一次自由小落着地前的速度满足
可得
篮球与地面接触的过程中
可得
=22.5N
由牛顿第三定律可知篮球对地面的平均作用力大小为22.5N。
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律，可知
解得
此时电动机不转动，根据欧姆定律
（2）根据能量关系
当
电动机取极大功率
（3）对电动机根据功率关系
解得
15．(1)6m/s
(2)4m/s
(3)m
【详解】（1）物块a从静止释放到与物块b碰撞前瞬间，根据动能定理有
解得
（2）物块a与物块b发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
，
（3）物块a与物块b碰撞后，物块a第1次经过N点运动到最左端过程中，根据能量守恒定律有
解得
物块a从最左端运动到第2次经过N点的过程，根据动能定理有
解得
物块a与物块b发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
，
即物块a与物块b（与物块b完全相同的物块）每次发生弹性碰撞后瞬间，物块a的速率均为碰撞前瞬间速率的，物块b（与物块b完全相同的物块）的速率均为碰撞前瞬间物块a速率的，，结合（2）可知，每次物块a与另一物块碰撞后，物块a第1次经过N点和第2次经过N点的速率之比均为，设物块b（与物块b完全相同的物块）每次与物块碰撞后瞬间的速率依次为、、…，则有
…
归纳可得
经过足够多的碰撞，物块b（与物块b完全相同的物块）获得的总动能为
当时解得
在物块a的整个运动过程中根据能量守恒定律有
解得
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
C
B
D
C
D
BC
BC
AC