2024~2025学年陕西省安康市高二(上)11月期中物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年陕西省安康市高二(上)11月期中物理试卷(解析版)，共15页。试卷主要包含了考查范围，考生必须保持答题卡的整洁等内容，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：必修三第九章至第十一章第4节。
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题只有一项是符合题目要求，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. 真空中有两个相同的金属小球，电荷量分别为和，它们之间的距离足够大，要使它们之间的库仑力变为原来的，可行的方法有（ ）
A. 两个小球的电荷量保持不变，把它们之间的距离变为原来的16倍
B. 两个小球的电荷量保持不变，把它们之间的距离变为原来的
C. 两个小球的电荷量均减小为原来的，把它们之间的距离变为原来的2倍
D. 两个小球的距离保持不变，把它们的电荷量均减小为原来的
【答案】C
【解析】A．根据库仑定律
两个点电荷所带电荷量不变，电荷间距离增大为原来的16倍，两个点电荷间的相互作用力变为原来的，故A错误；
B．根据库仑定律
电荷之间距离减小为原来的，两个点电荷间的相互作用力变为原来的16倍，故B错误；
C．根据库仑定律
两个点电荷所带电荷量均减小为原来的，电荷之间的距离增大为原来的2倍，两个点电荷间的相互作用力变为原来的，故C正确；
D．根据库仑定律
两个点电荷间距离不变，两个点电荷所带电荷量均减少为原来的，两个点电荷间的相互作用力变为原来的，故D错误。
故选C。
2. 某品牌推出了手机快充技术，其中66W快充的参数如图，当充电器与手机连接时，手机将启动66W快充模式充电，即充电器输出电压为11V，输出电流为6A。若用该充电模式对容量为4500mAh的电池充电（初始电量为零），要把电池充满，理论上充电的时间约为（ ）
A. 15分钟B. 30分钟C. 45分钟D. 60分钟
【答案】C
【解析】电池充满后的容量为
故选C。
3. 某同学家里照明进户线选用的是横截面积为2.5mm2的铜线，该铜线内自由电子的密度为个/m3，某段时间该铜线中通过的电流为9.6A，，则该铜线中自由电子定向移动的平均速率为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据电流的微观表达式，可得该铜线中自由电子定向移动的平均速率为
故选C。
4. 一质量分布均匀的圆柱形金属棒的电阻为、电阻率为；将该金属棒的长度拉伸至原来的2倍后，仍为圆柱形，其电阻为、电阻率为，下列关系式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由电阻定律
可知，金属棒拉长为原来2倍，横截面积为原来的，电阻率不变，电阻为原来4倍。
故选D。
5. 如图为阴极射线管的简化图，在阴极射线管的阴极和阳极两端连接电压为的高压电源，阴极、阳极间距离为d且两极间的电场视为匀强电场，对于阴极释放的某个电子（初速度为零），从阴极运动到阳极所用时间t的平方（ ）
A. 与成正比，与U成反比B. 与U成正比，与成反比
C. 与d成正比，与成反比D. 与成正比，与d成反比
【答案】A
【解析】根据牛顿第二定律有
由运动学公式有
解得
可得
与成正比，与U成反比。
故选A。
6. 某同学想要测量电流表A1内阻，他把电流表A1与一只电阻箱R并联后接入如图电路中，当通入电流，R的阻值调节为时，电流表A1的示数为，由此可得电流表A1的内阻为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当通入电流时，电流表的示数为
又
设电流表的内阻为，可得
解得
故选B。
7. 如图，匀强电场内有一半径为R的圆，圆内有一平行四边形，过圆心O，边长度为R，电场强度的方向与圆平面平行，把一电荷量为的粒子从A点分别移到B点和D点，电场力做功分别为3W和，若取D点电势为零，下列说法正确的是（ ）
A. B. C点电势为
C. 电场强度的大小为D. 电场强度的方向由D指向B
【答案】C
【解析】A．由题意可得
，
，，
解得
，，
故A错误；
B．由几何关系可得平行四边形为一矩形，根据匀强电场的特点，有
解得
故B错误；
CD．由于垂直于，沿方向，有
沿方向，有
可得
故电场强度的方向沿方向
故C正确，D错误。
故选C。
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
【答案】BC
【解析】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。
9. 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。
10. 图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为3V。一电子经过平面a时的动能为12eV，从平面a到平面d的过程中克服电场力所做的功为9eV。下列说法正确的是（ ）
A. 该电子不可能到达平面f
B. 平面c上的电势为零
C. 该电子经过平面a时速率是经过平面d时的2倍
D. 该电子经过平面d时，其电势能为3eV
【答案】BCD
【解析】B．虚线代表匀强电场内间距相等的一组等势面，一电子经过时的动能为12eV，从到的过程中克服电场力所做的功为9eV，动能减小了9eV，电势能增加了9eV，因此等势面间的电势差为3V，因平面上的电势为3V，电子的电势能增加，则等势面由到，电势是降低的，因此平面上的电势为零，故B正确；
CD．在平面上电势为6V，则电子的电势能为，动能为12eV，电势能与动能之和为6eV，沿电场线方向电势降低，当电子经过平面时，的电势为，则电势能为3eV，则动能为，根据可知电子经过平面a时的速率是经过平面d时的2倍，故CD正确；
A．处电势为，若电子经过等势面时，电势能恰好为，根据能量守恒定律可知动能为0，说明当电子速度方向和等势面垂直时，刚好可以到面，故A错误。
故选BCD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 电容器是最基本的电路元件之一，运用非常广泛，下面从两个角度研究电容器的特征，请根据要求完成实验内容。
（1）在探究平行板电容器的电容由哪些因素决定的实验中，采用的实验研究方法是（ ）
A. 极限思维法B. 理想模型法
C. 控制变量法D. 等效替代法
（2）在研究电容器充、放电实验中，电路图如图甲所示，通过电流传感器显示充、放电电流随时间变化的图线，已知电源电压为8V，图乙为电容器充满电后，把开关拨到______（选填“1”或“2”），得到电容器放电的图线，图线与坐标轴围成的图形中有42个小方格，则放电过程中，该电容器释放的电荷量______C（结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）C （2）2
【解析】（1）由于平行板电容器的电容与多个因素有关，需要采用控制变量法进行实验研究。
故选C。
（2）[1][2]把开关拨到2，电容器放电，其放电的图线与坐标轴围成的面积表示放出的电荷量，图中一小格表示的电荷量为
该电容器释放的电荷量
12. “问天”实验小组欲测量一段阻值约为的合金金属丝的电阻率，操作步骤如下。
（1）实验室给出的器材有：电源（，内阻可以忽略），电流表A（量程，内阻约为），电压表V（量程，内阻约为），滑动变阻器（最大阻值），滑动变阻器（最大阻值），刻度尺，螺旋测微器。用螺旋测微器测量出金属丝的直径，算出金属丝的横截面积。
（2）两个同学设计了如图甲、乙两个电路图，从减小误差的角度，你认为图______（选填“甲”或“乙”）更合理，采用该电路图进行实验，则金属丝电阻的测量值与真实值相比______（选填“偏大”“偏小”或“相等”），滑动变阻器需要选择______（选填“”或“”）。
（3）按选择的合适电路图连接好实物，实验时多次改变金属丝接入电路的长度l（用刻度尺测量），调节滑动变阻器的滑片在合适位置，读出电流表的示数I和电压表的示数U，从而得到多个的值，作出图像，从图像上得到图线的斜率，则合金金属丝的电阻率为______（结果保留3位有效数字）。
【答案】（2）乙 偏小 R2 （3）
【解析】（2）[1][2]由于电压表的内阻约为金属丝的电阻的500倍，而金属丝的电阻约是电流表内阻的6倍，故认为被测电阻远小于电压表的内阻，采用电流表外接误差小，选择图乙；电压测量值准确，而电流测量值偏大，根据欧姆定律可知，电阻的测量值偏小。
[3]金属丝的电阻约为6 Ω，为了电表有明显的示数变化，滑动变阻器需要选择R2。
（3）[4] 根据，可得
图像的图线斜率为
变形得
解得
13. 如图所示的电路中，灯泡L的规格为“5V，0.5A”，电流表为理想电表，在A、B两端加上的恒定电压，将滑动变阻器滑片P从α端向b端移动，直至灯泡刚好正常发光，电流表的示数为1.5A。求灯泡正常发光时：
（1）灯泡的电阻；
（2）电路中的总电阻。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）由欧姆定律可知，灯泡的电阻为
（2）电路中的总电流
由欧姆定律可知，电路中的总电阻
14. 某款电荷控制式喷墨打印机打印头的结构简图如图所示。墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，微粒经过带电室带上负电后，飘入竖直放置的平行板电容器（初速度可视为零），加速后，该微粒以一定的水平初速度从虚线M上的a点垂直射入竖直向下的偏转电场，b、c为轨迹上的两点，再经偏转后打到纸上，显示出字符。已知平行板电容器带电荷量为Q，电容为C，微粒是质量为m、电荷量为的点电荷（q远小于Q）。微粒经过b、c两点时的速度方向与水平方向的夹角分别为30°、60°，b、c两点间竖直距离为d，不计微粒的重力，，。求：
（1）微粒经过a点时的速度大小；
（2）微粒从b点运动到c点电势能的变化量；
（3）b、c两点间的水平距离。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）电容器两板间电压
微粒在电容器间加速，根据动能定理有
联立解得
（2）微粒在b点的速度为
微粒在c点的速度为
微粒从b点运动到c点的过程，有
微粒从b点运动到c点电势能的变化量
（3）微粒在b点沿竖直方向的速度为
微粒在c点沿竖直方向的速度为
微粒从b点运动到c点的过程，有
，
b、c两点间的水平距离
解得
15. 如图，水平粗糙轨道与半径为R的竖直光滑圆形轨道在C点处平滑连接，圆环最低点处略有错开，水平轨道上过B点的竖直虚线左侧空间存在一匀强电场，电场强度的方向与水平方向的夹角为37°，水平轨道上A、B两点间距离为，B、C两点间距离为，圆形轨道区域内存在另一竖直向上的匀强电场（未画出）。一质量为m、电荷量为q的小滑块（视为点电荷）从A点由静止出发，经过B点后，从竖直轨道的最低点C进入圆轨道。已知重力加速度大小为g，小滑块经过B点时的速度大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，D为圆轨道的最高点，假设小滑块运动过程中电荷量保持不变，，，求：
（1）小滑块在A、B两点间运动的时间；
（2）小滑块从A点运动到B点的过程中，电场力做的功；
（3）若要求小滑块能在圆轨道中做完整的圆周运动，则圆形轨道区域匀强电场的电场强度大小应满足什么条件？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）小滑块在间做匀加速直线运动，根据运动学公式有
解得
（2）小滑块在间运动，根据牛顿第二定律有
联立解得
（3）小滑块从B点运动到C点的过程，根据动能定理有
解得
小滑块在圆形轨道中运动，若电场强度较大，从C点运动到D点的过程中，小滑块在C点容易脱离轨道，设电场强度为时，滑块刚好能够过C点，根据牛顿运动定律，有
解得
小滑块在圆形轨道中运动，若电场强度较小，从C点运动到D点的过程中，小滑块在D点容易脱离轨道，设电场强度为时，滑块刚好能够过D点，根据动能定理有
根据牛顿运动定律，有
解得
满足题意的电场强度为