北京市第九中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题
展开(考试时间90分钟满分100分)
班级________姓名_________学号_______
一、单项选择题。(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意,选对得3分,选错或不答的得0分。)
1.在真空中有两个固定的点电荷,它们之间的静电力大小为F。现保持它们之间的距离不变,而使它们的电荷量都变为原来的2倍,则它们之间的静电力大小为( )
A.B.C.D.
2.如图是某静电场电场线的分布图,是电场中的两个点,下列说法正确的是( )
A.点场强大于点场强B.点电势高于点电势
C.将电子从点移动到点,电场力做正功D.将电子从点移动到点,其电势能增加
3.在研究电容器的充、放电实验中,把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关与1端相连,电源向电容器充电;然后把开关掷向2端,电容器放电。电流传感器与计算机连接,记录这一过程中电流随时间变化的图像如图乙所示,图线1表示电容器的充电过程,图线2表示电容器的放电过程。下列选项正确的是( )
A.电容器放电过程中流过电阻R的电流方向向右
B.电容器充电过程中电源释放的电能全部转化为电容器中的电场能
C.图乙中图线1与横轴所围的面积,表示电容器充电后所带电荷量的大小
D.图乙中形成图线2的过程中,电容器两极板间电压降低的越来越快
4.将一个内阻为100Ω、满偏电流为3mA的电流表,改装成量程为0~0.6A的电流表,则需要( )
A.串联一个阻值约为0.5Ω的电阻B.并联一个阻值约为0.5Ω的电阻
C.串联一个阻值约为5Ω的电阻D.并联一个阻值约为5Ω的电阻
5.在如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,闭合开关S,电灯L正常发光。两块电表均为理想电表。在滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小B.电压表的示数变小
C.灯泡L的亮度变大D.电源的总功率变小
6.某同学把电流表、电池和一个定值电阻串联后,两端连接两支测量表笔,做成了一个测量电阻的装置,如图所示。两支表笔直接接触时,电流表的读数为5.00mA;两支表笔与300Ω的电阻相连时,电流表的读数为2.00mA。下列选项正确的是( )
A.若将电流表表盘刻度改为相应的电阻值,刻度仍然是均匀的
B.用这个装置可以粗测电路中正常发光的小灯泡的阻值
C.由题中数据可以求得这个装置的内阻为300Ω
D.用这个装置测量600Ω的电阻时,电流表的示数为1.25mA
7.如图所示,将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连接到灵敏电流计上,把线圈A放进线圈B的里面。下面几种情况灵敏电流计指针不发生偏转的是( )
A.闭合开关瞬间
B.开关闭合且电路稳定后
C.开关闭合,拔出线圈A的过程中
D.开关闭合,将滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中
8.如图所示,在磁感应强度为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆在平行金属导轨和上,以速度向右滑动,中产生的感应电动势为;若金属杆速度改为,其他条件不变,中产生的感应电动势变为。则关于通过电阻的电流方向及的判断,下列说法正确的是( )
A.B.C.D.
9.如图所示,一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间,铝框可以绕竖直的转轴自由转动。转动手柄使磁铁绕竖直的转轴旋转,观察到铝框会随之转动。对这个实验现象的描述和解释,下列说法中正确的是( )
A.铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的
B.铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的
C.铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时,铝框中的感应电流最大
D.铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时,铝框两个竖直边受到的磁场力均为零
10.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流( )
A.周期为B.电压的有效值为
C.电压的最大值为D.电压瞬时值的表达式为
11.如图所示,一个理想变压器原、副线圈的匝数比,原线圈的两端接正弦交流电源,电压表的示数为,负载电阻。若电压表和电流表都是理想电表,则下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数为
B.电流表A的示数为
C.如果其他条件不变,仅将负载电阻换成一个更大阻值的电阻,则的示数会发生变化
D.变压器的输入功率为
12.如图甲所示,弹簧振子以点为平衡位置,在两点之间做简谐运动。振子的位移随时间的变化图象如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.0.4s时振子的加速度为零B.0.4s和1.2s时振子的加速度相同
C.0.8s时振子的速度最大D.0.8s和1.6s时振子的速度相同
13.一列简谐横波在时刻的波形图如图甲所示,是介质中的一个质点,图乙是质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.该波的振幅为B.该波的波速为
C.质点的振动周期为D.时质点沿轴负方向运动
14.如图所示,一轻质弹簧下端系一质量为的物块,组成一竖直悬挂的弹簧振子,在物块上装有一记录笔,在竖直面内放置有记录纸。当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时,以速率水平向左匀速拉动记录纸,记录笔在纸上留下如图所示余弦型函数曲线形状的印迹,图中的为记录纸上印迹的位置坐标值,分别是印迹上纵坐标为和的两个点。若空气阻力、记录笔的质量及其与纸之间的作用力均可忽略不计,则( )
A.该弹簧振子的振动周期为
B.该弹簧振子的振幅为
C.在记录笔留下段印迹的过程中,物块所受合力的冲量为零
D.在记录笔留下段印迹的过程中,弹力对物块做功为零
二、实验题(共18分)
15.“用单摆测量重力加速度”的实验中:
(1)用游标卡尺测量小球的直径,如图甲所示,测出的小球直径为______mm;
(2)实验中下列做法正确的是______(多选);
A.摆线要选择伸缩性大些的,并且尽可能短一些
B.摆球要选择质量大些、体积小些的
C.拉开摆球,在释放摆球的同时开始计时,当摆球回到开始位置时停止计时,此时间间隔作为单摆周期T的测量值
D.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°。释放摆球,从平衡位置开始计时,记下摆球做30次全振动所用的时间,则单摆周期
(3)实验中改变摆长获得多组实验数据,正确操作后作出的图像为图乙中图线②。某同学误将悬点到小球上端的距离记为摆长L,其它实验步骤均正确,作出的图线应当是图乙中______(选填①、③、④);利用该图线求得的重力加速度______(选填“大于”、“等于”、“小于”)利用图线②求得的重力加速度。
16.(10分)某同学通过实验测量一个电阻的阻值。
(1)他先用多用电表对该电阻进行了初步测量。他用电阻挡进行测量,指针位置如图所示,则该电阻的阻值约为______。
(2)在(1)基础上,他想用电压表和电流表更精确地测量这个电阻的阻值。他找来如下器材:
电流表:量程,内阻约;
电压表:量程,内阻约;
滑动变阻器:最大阻值,额定电流;
电源:电动势,内阻约;
开关一个,导线若干。
①为了减小实验误差,电流表和电压表的连接方法应该选用图中的______(选填“甲”或“乙”),采用这种方式测量的结果与真实值相比偏______(选填“大”或“小”)。
②他在相关实验手册中,看到如图所示的两种滑动变阻器的连接方式,他选择了其中一种,经过实验他得到下表中的数据。
由数据可知,他选择的滑动变阻器的连接方式是图3中的______(选填“甲”或“乙”)。
你的判断依据是:____________
三、解答题(共4道题,共计40分,要求字迹清楚,书写规范,写出必要的文字说明)
17.在如图所示的电路中,电源的电动势,内电阻,外电路的电阻。闭合开关后,求:
(1)电路中的电流;
(2)电源的路端电压;
(3)电源的输出功率。
18.如图所示,长为的绝缘细线一端悬于点,另一端系一质量为、电荷量为的小球(可视为质点)。现将此装置放在水平的匀强电场中,小球静止在点,此时细线与竖直方向成角。已知电场的范围足够大,空气阻力可忽略不计,重力加速度为,。
(1)请判断电场强度的方向,并求电场强度的大小;
(2)求两点间的电势差;
(3)若在点对小球施加一个拉力,将小球从点沿圆弧缓慢向左拉起至与点处于同一水平高度且该过程中细线始终张紧,所则施拉力至少要做多少功。
19.如图所示,和为两组平行金属板。质量为、电荷量为的粒子,自板中央小孔进入间的电场,经过电场加速,从板中央小孔射出,沿极板间的中心线方向进入该区域。已知极板间的电压为,极板、的长度为,极板间的距离为。不计粒子重力及其在板时的初速度。
(1)求粒子到达板时的速度大小;
(2)若在间只加上偏转电压,粒子能从间的区域从右侧飞出。求粒子射出该区域时沿垂直于板面方向的侧移量;
(3)若在间只加上垂直于纸面的匀强磁场,粒子恰好从板的右侧边缘飞出,求磁感应强度的大小和方向。
20.某游乐园中过山车以速度沿水平直轨道进入停车区时,先利用磁力刹车使速度很快降到;然后再利用机械制动装置刹车,使速度从最终降到0。关于磁力刹车原理,可以借助图甲模型来理解。水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中,金属棒沿导轨向右运动的过程,对应过山车的磁力刹车过程。可假设的运动速度等于过山车的速度,所受的安培力等于过山车所受的磁场作用力;过山车在机械刹车过程中受到的阻力恒定,大小为。已知过山车的质量为,平行导轨间距离为,整个回路中的等效电阻为,磁感应强度大小为;忽略磁力刹车时轨道摩擦阻力,不计空气阻力。
(1)求刹车开始速度为时,过山车所受磁场作用力的大小;
(2)写出整个刹车过程中,过山车加速度大小随速度变化的关系,并在图乙中画出图线(要求:将图乙画在答题纸上作答,注意要用尺子规范画出坐标轴,标出坐标原点,横坐标和纵坐标);
(3)求整个刹车过程中过山车的运动距离。
北京九中2023—2024学年度第二学期4月月考2024.4
高二物理
(考试时间90分钟 满分100分)
一、单项选择题。(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意,选对得3分,选错或不答的得0分。)
1.D 2.C 3.C 4.B 5.B 6.D 7.B 8.A 9.B 10.B 11.D 12.C 13.B 14.C
二、实验题(共18分)
15.(1)14.5mm (2)BD (3)①,等于
16.(1)5
(2)①甲;小 ②乙;
层级1:乙图是分压电路,采用分压电路的电压可以从0开始变化。表中的数据的最小值是,比较小,所以一定是采用了乙图。
层级2:若采用甲图,的电压的最小值约为;若采用乙图,的电压可以从0开始变化。表中的数据的最小值是,所以一定是采用了乙图。
三、解答题(共4道题,共计40分,要求字迹清楚,书写规范,写出必要的文字说明)
17.解:(1)根据闭合电路欧姆定律
(2)电源的路端电压
(2)电源的输出功率.
18.(1)带电小球静止时电场力水平向左,与场强方向相反,所以电场强度方向水平向右。
小球受重力、电场力和细线的拉力,根据平衡条件有
解得
(2)根据匀强电场中电势与场强的关系可得
(3)小球从点沿圆弧缓慢向左拉起至与点处于同一水平高度的过程,由动能定理有
解得
19.(1)带电粒子在间运动,根据动能定理有
解得
(2)带电粒子在极板间沿电场力的方向做匀加速直线运动,有
根据牛顿第二定律有
带电粒子在水平方向上做匀速直线运动,有
联立解得
(3)带电粒子向下偏转,由左手定则得磁感应强度方向垂直纸面向外。
根据牛顿第二定律有
由图中几何关系有
解得
联立解得
20.解:(1)过山车所受的磁场力等于棒受到的安培力
①
②
联立①②可得:
(2)恒定;
与成正比关系。
图线如图乙
图乙
(3)机械刹车过程,③
磁力刹车过程,由动量定理有:
即
得到:即
电压
0.10
0.40
0.60
1.00
1.20
1.50
1.70
2.00
电流
0.02
0.08
0.12
0.19
0.25
0.31
0.34
0.40
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