安徽省蚌埠市怀远县2024-2025学年高二（上）12月检测物理试卷

这是一份安徽省蚌埠市怀远县2024-2025学年高二（上）12月检测物理试卷，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.针对下列四幅图的理解，说法正确的是( )
A. 甲图中“3000F，2.7V”的超级电容器最多可以储存8.1×103C的电荷量
B. 乙图中小磁针放在超导环形电流中间，静止时小磁针的指向如图中所示
C. 丙图中探究磁感应强度的大小采用的是等效替代的实验思想
D. 丁图中金属矩形线框从匀强磁场中的a位置水平移到b位置，框内会产生感应电流
2.如图所示，真空中水平直线上的O1、O2两点分别固定两正点电荷A、B，其电荷量之比为4 : 1，abcd为正方形，且对角线bd与ac相交于O2点，已知点电荷B在a点产生的电场强度大小为E0，a到O1的距离为a到O2距离的2倍。则( )
A. b、d两点的电场强度大小不同B. 同一正电荷在b、d两点的电势能不同
C. a点的电场强度大小为E0D. c点的电场强度大小为54E0
3.如图所示，平行板电容器竖直放置，A板上用绝缘线悬挂一带电小球，静止时，绝缘线与固定的A板成θ角，平移B板，下列说法正确的是( )
A. S闭合，B板向上平移一小段距离，θ角不变
B. S闭合，B板向左平移一小段距离，θ角变小
C. S断开，B板向上平移一小段距离，θ角变小
D. S断开，B板向左平移一小段距离，θ角变大
4.图甲中，A、B是某静电场中一条电场线上的两点，一个电子从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v−t图象如图乙所示。则以下说法错误的是( )
A. 电场线的方向由B指向AB. A点电势高于B点电势
C. A点电场强度大于B点电场强度D. 电子在A点的电势能大于在B点的电势能
5.扫地机器人能有效清除地板上的灰尘等颗粒垃圾。若扫地机器人的电动机线圈电阻为r，当它正常工作时，电动机两端所加的电压为U，通过的电流为I，则
A. 通过线圈的电流小于UrB. 通过线圈的电流等于Ur
C. 电动机的电功率为I2rD. 电动机输出的机械功率为UI
6.一电场中电势φ在x轴上的分布如图所示，一点电荷由O点静止释放，仅在电场力作用下沿+x方向运动，则该电荷
A. 在x1处的加速度为零B. 在x2处的速度为零
C. 在O到x2间往复运动D. 在O到x2间匀加速运动
7.如图，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l，纸面内的a点与两导线距离均为l。已知导线P通电流I、导线Q不通电流时a点的磁感应强度大小为B。现在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I，则下列关于a点处磁感应强度的说法正确的是( )
A. a点的磁感应强度为0B. a点的磁感应强度的大小为B
C. a点的磁感应强度垂直PQ的连线向上D. a点的磁感应强度平行PQ的连线向右
8.太阳能电池在空间探测器上广泛应用．某太阳能电池在特定光照强度下工作电流I随路端电压U变化的图线如图中曲线①，输出功率P随路端电压U的变化图线如图中曲线②.图中给出了该电池断路电压U0和短路电流I0.当路端电压为U1时，工作电流为I1，且恰达到最大输出功率P1，则此时电池的内阻为( )
A. r=U1I1B. r=P1I12C. r=U0I1−P1I12D. r=U0−U1I0−I1
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9.一带正电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动，取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图所示，电势用φ表示，电场强度用E表示，粒子的动能用Ek表示，则四个选项中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示，电源电动势E=1.5 V，内电阻r=0.5 Ω，滑动变阻器R1的最大电阻Rm=5.0 Ω，定值电阻R2=2.0 Ω，C为平行板电容器，其电容为3 μF。将开关S与a接触，则( )
A. 当R1的阻值增大时，R2两端的电压增大
B. 稳定时R1消耗的最大功率为0.225 W
C. 将开关从a接向b，流过R3的电流流向为c→d
D. 将开关从a接向b，待电路稳定，流过R3的电荷量为9×10−3C
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学要将一量程为1mA的毫安表改装为量程为0∼3V的电压表并校准。如图所示，该同学进行了以下操作：

图甲 图乙
(1)从理论上计算改装后的电压表内阻应为_______Ω；
(2)利用多用电表粗略测量毫安表内阻。该同学将多用电表调至：×10Ω挡，发现指针在0Ω附近，该同学应将倍率调至______挡(选填“×1Ω”或“×100Ω”)，欧姆调零后再次测量，多用电表的示数如图甲所示(所有操作均正确，两电表均正常工作)，则此时多用电表读数为______Ω；
(3)如图乙所示，该同学利用一只标准电压表对改装后的电压表进行检测。实验要求电压表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图乙的实物接线图中完成余下导线的连接________；(4)经检测发现，当标准电压表的示数为2.38V时，毫安表的示数为0.8mA，由此可以推测出他改装的电表量程不是预期值，要达到预期目的，只需要将阻值为R的电阻更换为一个阻值_______(选填“更大”或“更小”)的电阻。
12.某同学利用以下器材测量电源电动势、内阻和定值电阻的阻值．
待测电源(电动势约3V，内阻约1Ω)
一个阻值未知的电阻
电压表两块(内阻很大，量程3V)
电流表(内阻约为5Ω，量程0.6A)
滑动变阻器A(0～30Ω,3A)
滑动变阻器B(0～200Ω,0.2A)
电键一个，导线若干
该同学设计了如图甲的电路，用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数．将滑动变阻器的滑片移到不同位置时，得到下表所示数据：
根据题中所给信息回答下列问题：
(1)滑动变阻器应选择_________(选填器材代号“A”或“B”)。
(2)根据甲图用笔画线代替导线把乙图中的实物图补充完整。
(3)该同学根据表中数据在图丙中已经画出了U3−I(U3=U1−U2)图线，请你在图中画出U2−I图线。
(4)根据图线，求出电源电动势E=______ V，内阻r=______Ω，定值电阻R0=______Ω。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R1为1Ω，R2为6Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻RM为0.5Ω，问：
(1)电动机正常工作时通过R2的电流多大？
(2)电动机正常工作时产生的机械功率是多大？
(3)若R1、R2电阻可调，在确保电动机正常工作的前提下，当R1的阻值多大时，R1消耗的电功率最大？此时R2的阻值多大？
14.一光滑绝缘细直长杆处于静电场中，沿细杆建立坐标轴x，以x=0处的O点为电势零点，如图(a)所示。细杆各处电场方向沿x轴正方向，其电场强度E随x的分布如图(b)所示。细杆上套有可视为质点的带电环，质量为m=0.2kg，电荷量为q=−2.0×10−6C。带电环受沿x轴正向的恒力F=1.0N的作用，从O点静止开始运动，求：
(1)带电环在x=1m处的加速度；
(2)带电环运动区间内的电势最低值；
(3)带电环动能为0.5J时的位置。
15.电视机的显像管中，电子束的偏转是用电偏转和磁偏转技术实现的．如图甲所示，电子枪发射出的电子经小孔S1进入竖直放置的平行金属板M、N间，两板间所加电压为U0；经电场加速后，电子由小孔S2沿水平放置金属板P和Q的中心线射入，两板间距离和长度均为L；距金属板P和Q右边缘L处有一竖直放置的荧光屏；取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴．已知电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略．不计电子重力和电子之间的相互作用．
(1)求电子到达小孔S2时的速度大小v；
(2)若金属板P和Q间只存在电场，P、Q两板间电压U随时间t的变化关系如图乙所示，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N.电子打在荧光屏上形成一条亮线；每个电子在板P和Q间运动的时间极短，可以认为两板间的电压恒定；忽略电场变化产生的磁场．试求在一个周期(即2t0时间)内打到荧光屏单位长度亮线上的电子个数n．
1.【答案】A
2.【答案】D
3.【答案】A
4.【答案】B
5.【答案】A
6.【答案】D
7.【答案】D
8.【答案】C
9.【答案】AC
10.【答案】BC
11.【答案】(1)3000；
(2)×1Ω；11；
(3)；
(4)更大
12.【答案】(1)A
(2)
(3)
(4)(4)2.8～3.2，0.9～1.2，4.8～5.5
13.【答案】(1)电动机恰好正常工作，所以电动机两端的电压恰好等于额定电压，根据并联关系
U2=U=6V
通过 R2 的电流
I2=U2R2=66A=1A
(2)电源内阻和电阻 R1 的总电压为
Ur+U1=E−U=6V
则电路中的电流为
I=Ur+U1r+R1=62+1A=2A
流过电动机的电流为
IM=I−I2=1A
电动机的输入功率为
P入=UIM=6W
电动机的热功率为
P热=IM2RM=0.5W
所以，电动机正常工作时产生的机械功率为
P机=P入−P热=5.5W
(3)在确保电动机正常工作的前提下，则电源内阻和电阻 R1 的总电压为6V不变，设此电压为 E1 ，则 R1 的功率为
P1=(E1R1+r)2R1=E12R1R12+2rR1+r2=E12R1+2r+r2R1
由数学关系可知，当
R1=r=2Ω
时， R1 的功率最大，代入上式，解得此时功率为
P1m=4.5W
此时电路中的总电流为
I′=E1R1+r=1.5A
则此时通过 R2 的电流为
I 2′=I′−IM=0.5A
则此时 R2 的阻值为
R2=U2I 2′=12Ω

14.【答案】解：(1)由图可知：E=(x+2)×105N/C，可知
带电环受到的电场力：FE=Eq=(x+2)×10−5×2×10−6=0.2x+0.4 N
带电环受到的合外力：F合=F−Eq=1−(0.2x+0.4)N=0.6−0.2x
当x=1m时，F合=0.6−0.2x=(0.6−0.2)N=0.4N
由F=ma得：a=Fm=
(2)因为沿电场线方向电势降低，所以当带电环沿x轴正方向运动到了最远处电势最低点．
由动能定理得：W合=qE.x=0.6+(0.6−0.2x)2x=0
解得x=6m
由E−x图像可知：U0−Umin=0−[(2+8)×105×6]/2=−3×106V
φ min=−3×106V
(3)当W合=0.5J时，带电环动能为0.5J，由W合=qE.x=0.6+(0.6−0.2x)2x=0.5J
解得x=1m或x=5m
15.【答案】解：(1)根据动能定理eU0=12mv2，
解得：v= 2eU0m；
(2)设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t，PQ间的电压为U时恰好打在极板边缘
垂直电场方向：L=vt，
平行电场方向：L2=12at2，
此过程中电子的加速度大小：a=UeLm，

解得：U=2U0，即当两板间电压为2U0时打在极板上，
电子出偏转电场时，在x方向的速度：vx=at，
电子在偏转电场外做匀速直线运动，设经时间t2到达荧光屏．则
水平方向：L=vt1 竖直方向：x2=vxt1，
电子打在荧光屏上的位置坐标x=L2+x2=3L2，
亮线长度x=3L，
一个周期内打在荧光屏上的电子数：n0=2N3×2t0，
2t0时间内，打到单位长度亮线上的电子个数n：n=n0x=4Nt09L；
答：(1)电子到达小孔S2时的速度大小v为 2eU0m；
(2)在一个周期(即2t0时间)内打到荧光屏单位长度亮线上的电子个数n为4Nt09L．