2024~2025学年安徽省鼎尖教育高二(上)11月期中考试(A卷)物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年安徽省鼎尖教育高二(上)11月期中考试(A卷)物理试卷(解析版)，共19页。
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一、选择题
1. 有些电子原件的接线柱有很多，不同的连接方式在电路中的作用不同。如图所示，一块均匀的长方体电阻的长、宽、高分别为a、b、c，且a = 5b。将AB接入电路时电阻为R1，CD接入电路时电阻为R2，R1与R2的比值为（ ）
A. 5B. 25C. D.
【答案】B
【解析】根据电阻定律可知
可知
2. 如图所示，实线为某静电场的电场线，虚线为一带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，、是轨迹上的两点。不计粒子重力，下列判断正确的是（ ）
A. 粒子一定做加速运动
B. 点电势高于点电势
C. 粒子在点的速度大于在点的速度
D. 粒子在点的加速度小于在点的加速度
【答案】C
【解析】A．从运动轨迹的弯曲方向可判定粒子受力方向沿电场方向，故粒子带正电，但无法判定粒子是从还是，则无法判断粒子做加速运动还是减速，故A错误；
B．作出过点和过点的等势线可知
故B错误；
C．粒子带正电，在点电势能小于在点电势能，由能量守恒知在点动能大于在点动能，故C正确；
D．点处电场线密，场强大，故加速度大，粒子在点的加速度大于在点的加速度，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，相距为2R的竖直平行长直导线通有方向相同、大小相等的恒定电流，两直导线位于半径为R的圆柱体的侧面上，O1O2为圆柱体的轴线，A、B、O为圆柱横截面与两导线及轴线的交点，直径CD与AB垂直，横截面上有一个导体小圆环且小圆环圆心位于AB连线上。下列说法正确的是（ ）
A. O处磁感应强度最大
B. C、D两点处的磁感应强度相同
C. 导体小圆环沿着AB直径移动，会产生感应电流
D. 导体小圆环以AB为轴转动90°后沿着AB方向移动，移动过程会产生感应电流
【答案】D
【解析】A．用右手定则可判断两导线电流产生的磁场等大反向，合磁场为零，故A错误；
B．装置的俯视图如图所示
因为导线中的电流大小相等，它们在C、D两点产生的磁场的磁感应强度大小相等，由安培定则及磁场叠加可知，C、D点的磁感应强度等大反向，故B错误；
C．中间连线磁场方向平行于圆平面，故磁通量为零，故C错误；
D．小圆环与直导线平行时，磁场垂直穿过小圆环，移动过程中磁通量变化，故产生感应电流，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，竖直平面内足够长的绝缘粗糙直杆与水平面的夹角为α，直杆的底端固定一带正电荷的带电体Q，M、N、P为杆上的三点。现将套在绝缘杆上的带正电小球从直杆上的M点由静止释放，小球上滑到N点时速度达到最大，上滑到P点时速度恰好变为零；不计空气阻力，小球和带电体均可视为点电荷。关于该小球的上滑过程，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在N点重力沿杆方向分力等于两电荷间库仑斥力
B. 小球到达P点后随即下滑
C. 小球在P点的电势能最小
D. 小球上滑过程中机械能一直增大
【答案】C
【解析】A．小球在N点合力为零，库仑斥力等于重力分量与摩擦力之和，故A错误；
B．到达P点前库仑斥力小于重力分量和摩擦力和，但无法判断库仑斥力和摩擦力合力是否小于重力分力，小球能否下滑无法判断，故B错误；
C．小球从M到P库仑力一直做正功，电势能一直减小，故C正确；
D．机械能变化要看库仑力与摩擦力的合力做功，由于库仑力一直减小，无法判断后期是否做正功，故D错误。
故选C。
5. 如图甲、乙所示，半径相同的半圆环和四分之三的圆环带有同种电荷，电荷量比为1∶3，环上电荷分布均匀且环的粗细可忽略不计。图甲中圆心处的电场强度大小为E，图乙中圆心处的电场强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】图甲可以分成两个四分之一的圆环在圆心产生的场强的合场强为E，而这两个四分之一分别产生的场强成90°夹角，根据平行四边形定则，单个四分之一圆环产生的场强为，图乙在圆心产生的库仑力可以等效为三个四分之一的圆环产生合场强，而关于圆心对称的两个四分之一圆环在圆心的合场强为零，所以剩余的四分之一的圆环在圆心产生的场强，但图乙圆环的电荷线密度是图甲的2倍，故四分之一的圆环在圆心产生的场强为。
故选A。
6. 如图所示为平行板电容器C和定值电阻组成的电路，接在输出电压恒定的电源两端，闭合开关，，电路稳定后，一质量为的带电液滴恰能静止在平行板电容器的两金属板正中间。已知电容器两板水平放置、间距为，重力加速度为，不考虑电容器充放电时间，下列说法正确的是（ ）
A. 液滴一定带负电
B. 若断开，液滴仍能保持静止状态
C. 若断开，将上极板向下迅速移动，则液滴向上运动到达上极板的时间为
D. 若保持两个开关闭合，将上极板向下迅速移动，则液滴向上运动到达上极板的时间为
【答案】D
【解析】A．液滴受到的电场力方向竖直向上，但电容器内电场方向未知，故无法判断电荷正负，A错误；
B．断开，电容器放电，场强减小，液滴受电场力减小向下运动，B错误；
C．若断开，将上极板向下迅速移动，则电容器带电量不变，根据
可得
可知电场强度不变，液滴保持静止状态，C错误；
D．开始时
将上极板向下迅速移动，可知此时加速度为
运动时间满足
得到时间为
D正确。
故选D。
7. 负离子空气净化器的核心功能是生成负离子，利用负离子本身具有的除尘降尘、灭菌解毒的特性，来对室内空气进行优化。一种负离子空气净化器的部分结构如图所示，，混合气流是由空气和带一价负电荷的灰尘颗粒均匀分布组成，以平行于极板方向的速度进入由一对平行金属板构成的收集器，气流宽度正好为金属板间距，在电场的作用下灰尘颗粒落到正极板。若带电颗粒入射时的动能均为，金属板的长度为，金属板的间距为，且。电子电量，不考虑重力影响和颗粒间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. 若板间电压为800V，则所有灰尘颗粒都会被收集
B. 若板间电压为400V，则只有一半的灰尘颗粒会被收集
C. 若板间电压为400V，则需要将板长增长为原来的两倍才可以让所有灰尘颗粒做以集
D. 若灰尘颗粒进入收集器时的初动能变小，则灰尘颗粒全部被收集所需要的电压最小值会变大
【答案】C
【解析】A B．只要紧靠上极板的颗粒能够落到收集板右侧，颗粒就能够全部收集，水平方向和竖直方向分别有
，
又
，
联立解得两金属板间的电压为
若电压为，则粒子在电场中的偏移量只有上述过程的一半，故A、B错误；
C D．根据
可知，若板长增大为原来的两倍，则所需的最小电压只有原来的；若进入的初动能变小，即变小，则灰尘颗粒全部被收集所需要的电压最小值会变小，故C正确，D错误。
8. 一不可伸长的轻质绝缘细线一端固定在点，另一端连接质量为、带电量为的小球，开始时小球处于静止状态，如图所示。现在空间内加上水平向右的匀强电场，小球开始向右运动，细线向右偏离竖直方向的最大偏角为。已知重力加速度为，线长为，关于小球运动过程的分析，下列说法正确的是（ ）
A. 小球上升到最高点过程中机械能先增大后减小
B. 匀强电场的电场强度为
C. 小球运动过程中的最低点与右侧最高点的电势差为
D. 小球上升到最高点过程中细线拉力的最大值为
【答案】D
【解析】A．小球上升到最高点过程中电场力一直做正功，机械能一直增大，故A错误；
B．小球从开始到运动至最右侧有
解得
故B错误；
C．小球从最低点运动至右侧最高点过程中，电场力做正功，电势能减小，减小的电势能等于增加的重力势能，则有
故C错误；
D．由于细线向右偏离竖直方向的最大偏角为，根据对称性可知，细线与竖直方向夹角为时拉力达到最大，从开始至摆动过程中有
沿绳方向有
、
解得
故D正确。
故选D。
二、选择题
9. 如图所示电路中，、为定值电阻，为滑动变阻器，电源内阻不能忽略，电表均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器滑片向左滑动的过程中，电压表、和电流表、示数变化量的绝对值分别是、和、，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表示数增大，电流表示数增大
B. 电压表示数减小，电流表示数增大
C. ，
D. ，
【答案】AD
【解析】AB．滑片左移，电阻减小，总电阻减小，总电流变大，路端电压U减小，R3电流减小，所以示数减小，示数增大，R1两端电压变大，则示数也会增大，电压表示数减小，选项A正确，B错误；
CD．因为路端电压
路端电压U减小，U1增大，U2减小，则
因为干路中电流
因I增大，减小，增加，则
故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，两个带等量异种电荷、半径相同的均匀带电绝缘细圆环平行放置，圆环平面均垂直于圆心、的连线，为的中点。现将一带负电粒子（可视为点电荷）从O点由静止释放，不计粒子重力，不考虑粒子产生的电场，关于该粒子此后的运动及空间的电场分布，下列说法正确的是（ ）
A. 该粒子经过时的速度最大，此后速度逐渐减小
B. 该粒子速度最大时的位置出现在的右侧，达到最大速度后一直做减速运动
C. 、分别是中心轴线上电势最低点和最高点
D. 若在点给该粒子沿方向初速度，则此后运动中粒子的速度一直大于
【答案】BD
【解析】A．两个圆环在之间场强向右，则粒子从O点由静止释放，则向O2点运动一直加速，则O2点由右侧圆环在该点的场强为零，左侧圆环在O2点的场强向左，可知处场强方向向左，粒子在O2点可继续向右加速，A错误；
B．左侧圆环在处场强为零、右侧圆环在处场强为零，左右圆环在右侧有合场强为零的位置，在此处粒子的加速度为零，速度最大，在该点右侧场强向右，粒子受电场力向左，则粒子做减速运动，故B正确；
C．由以上分析可知，、之间电场方向向左，但右侧和左侧一小段方向也向左，沿电场线电势降低，可知不是电势最高点，也不是电势最低点，故C错误；
D．粒子在运动过程中因只有电场力做功，则电势能和动能之和守恒，因在O点的电势为零O点右侧的电势均大于零，则带负电的粒子在O点右侧的电势能均小于零，动能均大于O点的动能，即粒子在O点得到向右的初速度v0此后运动中粒子的速度一直大于，选项D正确。
故选BD。
三、非选择题
11. 某同学设计了如图甲所示的电路来测量一未知型号电源的电动势E和内阻r，闭合开关S后，不断改变电阻箱的电阻，记录下电阻箱电阻的阻值R和对应的电压表读数U，根据读数做出了的变化图线如图乙所示。
（1）若图乙中图线的斜率为k，纵轴的截距为b，则该电源的电动势E = _____，内阻r = ______。（结果用k和b表示）
（2）从系统误差的角度来看，用上述实验方法测量得到电源电动势测量值_____真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）；电源内阻的测量值_____真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】（1） （2）小于 小于
【解析】（1）[1][2]根据
可得
可知
解得
（2）[1][2]电压表与电源并联，电压表测并联电压，由等效关系可知，测定的电源实际是电源与电压表并联组成的等效电源，因此电源电动势与内阻的测量值都小于电源电动势与内阻的真实值。
12. 现有一某种金属制成的粗细均匀的圆柱体，一实验小组为测量该圆柱体的电阻率，除了待测金属圆柱体、多用电表、螺旋测微器之外，实验室还准备了如下器材：
A.游标卡尺
B.电流表（量程，内阻约为）
C.电流表（量程，内阻）
D.滑动变阻器（阻值范围为，最大电流为3A）
E.滑动变阻器（阻值范围为，最大电流为3A）
F.定值电阻
G.电源（输出电压恒为4V）
H.开关，导线若干
（1）分别用螺旋测微器测量圆柱体的直径、用游标卡尺测量圆柱体的长度，其中某次测量结果如图甲、乙所示（该值均接近多次测量的平均值），其读数分别为_____、_____。
（2）用多用电表粗略测量圆柱体的电阻，选择“”倍率的欧姆挡，欧姆调零后再进行测量，多用电表的示数如图丙所示。
（3）实验电路图如图丁所示，该电路中滑动变阻器的选择_____（填“合理”或“不合理”）。因实验室没准备电压表，电路中电流表与定值电阻串联当作电压表使用，它的量程为_____V。
（4）小组同学正确选择器材和组装电路后，测得多组电流表、的值、。若以为横轴，为纵轴，绘得图像如图戊所示，则该金属圆柱体电阻_____，电阻率_____。（结果均用金属圆柱体长度、直径和图戊中的、表示）
【答案】（1）1.050 42.75 （3）不合理 0~4 （4）
【解析】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图甲可知圆柱体的直径为
[2]20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知圆柱体的长度为
（3）[3]多用表粗测圆柱体电阻为
使用分压式电路所用滑动变阻器阻值远小于待测电阻，电压变化会更均匀，故选更合理，则图丁该电路中滑动变阻器的选择不合理；
[4]因实验室没准备电压表，电路中电流表与定值电阻串联当作电压表使用，则有
则它的量程为。
（4）[5][6]根据电路图可得
可知图戊图像的斜率为金属圆柱体电阻，则有
根据电阻定律得
可得电阻率为
13. 如图所示，在平面内，轴左侧存在沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，y轴右侧存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小未知。一质量为、带电量为的粒子从点由静止释放，从轴上的点穿过轴，不计粒子重力作用，电场范围均足够大，求：
（1）粒子到达点前在轴左、右两侧电场中运动时间之比；
（2）轴右侧电场的电场强度大小。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）左侧电场中速度从0匀加速至，则有
右侧电场中做类平抛运动，水平方向有
解得
（2）在左侧电场中匀加速过程，根据位移公式有
右侧电场中做类平抛运动，沿电场方向有
左侧电场中
右侧电场中
解得
14. 由滑动变阻器、定值电阻以及电源、电表、电键组成的电路如图甲所示。闭合开关S，从左端向右移动滑动变阻器的滑片，根据电表数据得到图像如图乙所示，电表均为理想电表，滑动变阻器的阻值调节范围足够大。求：
（1）电源电动势和内阻以及电阻的阻值；
（2）电源的最大输出功率；
（3）滑动变阻器的最大功率。
【答案】（1）；； （2） （3）
【解析】（1）设电源电动势为，内阻为，根据闭合电路欧姆定律有
图线反映了表示数随的变化，则
，
图线反映了表示数随的变化，则
解得
（2）电源的输出功率为
从左向右移动变阻器的滑片，增大，根据数学知识可知当时，随的增大而减小，当时，有最大值为
（3）的输出功率为

根据数学知识可知当时
有最大值为
15. 如图所示，xOy为竖直平面内的直角坐标系，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上，该空间存在平行xOy平面但方向未知的匀强电场。将一质量为m、带电量为q（q>0）的小球从O点抛出，抛出时的初速度大小均为，抛出的方向可沿xOy平面内的任意方向。将小球沿某一方向抛出，一段时间后小球通过点A（4d，0）时速度大小为；仅改变小球从O点抛出的方向，一段时间后小球通过点B（0，-3.5d）时速度大小为。已知重力加速度为g，求：
（1）O、A两点间的电势差UOA及O、B两点间的电势差UOB；
（2）电场强度的大小；
（3）若初速度方向沿y轴正方向，小球运动过程中速度的最小值。
【答案】（1）， （2） （3）
【解析】（1）小球从O至A点过程有
可得
小球从O至B点过程有
可得
（2）在x方向上电场强度分量为
在y方向上电场强度分量为
可得
（3）由（2）可得
所以电场力和重力合力方向斜向下方，与x轴正方向夹角为45°，所以