河北省张家口市2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题 含解析

2024-2025学年第一学期11月高二期中考试物理注意事项：1.本试卷考试时间为75分钟，满分100分。2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。1.一组铅蓄电池的电动势为5.0V，内阻不为零，下列说法不正确的是（）A.电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池能把5.0J的化学能转变为电能B.电动势的单位与电势、电势差的单位相同，但物理意义不同C.电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池内部静电力做功为5.0JD.该铅蓄电池内部非静电力做功不一定比一节干电池（电动势为1.5V）的多【答案】C【解析】【详解】AC．电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池能把化学能转变为电能的量为即电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池内部非静电力做功为5.0J，选项A正确，不符合题意，C错误，符合题意；B．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量；电势差表征的是电场力做功的能力，在电路中将电能转化为其他形式能的物理量。电动势单位与电势差相同，但意义不同，故B正确；D．电源内非静电力做功蓄电池电动势虽然大于一节干电池的电动势，但是该铅蓄电池内部非静电力做功不一定比一节干电池的多，选项D正确，不符合题意。故选C。2.北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，当环中电子以速率v沿轨道做匀速圆周运动时形成的电流为I，已知电子电荷量为e，则环中运行的电子数目为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】电子运动的周期等效电流解得故选B。3.如图所示的闭合电路，电源的电动势E、内阻r保持不变，为定值电阻，水平放置的平行板电容器中间有一带电质点P处于静止状态；现将滑动变阻器的滑片向a端滑动，电表为理想电表，则（）A.电流表的示数增大 B.带电质点P将向上运动C.电容器的电容减小 D.电源的输出功率减小【答案】A【解析】【详解】A．将滑动变阻器的滑片向a端滑动，则的阻值变小，电路总电阻变小，总电流增大，即电流表示数增大，R1以及电源内阻上的电压增大，则的电压变小，即电压表示数变小，选项A正确；B．电容器两板间电压变小，则两板间场强变小，带电质点P所受的向上的电场力变小，则将向下运动，选项B错误；C．根据可得电容器的电容不变，故C错误；D．当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题不知、的具体值，所以无法判断将滑动变阻器的滑片向a端滑动，电源输出功率的变化情况，故D错误。故选A。4.如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们分别是一个半径的圆上四个等分点和圆心。已知电场线与圆所在平面平行。下列说法正确的是（）A.电场强度的大小为2V/cm B.O点的电势为4VC.O点的场强方向指向a点 D.电子从a点运动到O点，电场力做功为【答案】A【解析】【详解】ABC．圆心O的电势则O点和c点连线为等势线，则场强方向沿dO指向O点，电场强度的大小为选项A正确，BC错误；D．aO两点电势相等，可知电子从a点运动到O点，电场力做功为零，选项D错误。故选A。5.在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的伏安特性曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为（1.5A，0.75V），该点的切线与横轴的交点坐标为（1.0A，0），用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知（）A.电源内阻为0.5Ω B.电源的路端电压为1.5VC.电源的输出功率为1.125W D.电源的效率为75%【答案】C【解析】【详解】A．根据U=E-Ir可知电源内阻为电动势E=3V选项A错误；B．两条图像交点的纵坐标等于路端电压，可知电源的路端电压等于0.75V，选项B错误；C．电源的输出功率为P=IU=1.5×0.75W=1.125W选项C正确；D．电源的效率为选项D错误。故选C。6.生活在尼罗河的反天刀鱼，它的器官能在其周围产生电场，电场线分布如图所示，M、N、P为电场中的点。下列说法正确的是（）A.M点电场强度小于N点电场强度B.M点电势大于N点电势、大于P点电势C.某带电小颗粒只在电场力作用下从N点沿虚线轨迹运动到M点，电场力对小颗粒做正功D.某带电小颗粒只在电场力作用下从M点由静止释放，带电小颗粒将沿电场线做匀加速直线运动【答案】C【解析】【详解】A．N点周围电场线比M点周围电场线稀疏，所以N点电场强度小于M点，故A错误；B．无穷远处电势为零，根据沿电场线电势降低可知P点电势为正，N点电势为负，所以P点电势高于N点电势，且M点电势小于N点电势，故B错误；C．小颗粒所受电场力指向轨迹凹侧，所以小颗粒带正电，小颗粒只在电场力作用下从N点沿虚线轨迹运动到M点，电势能减少，电场力对小颗粒做正功，故C正确；D．带电小颗粒只在电场力作用下从M点由静止释放，因为该电场不是匀强电场，所以带电小颗粒不会沿电场线做匀加速直线运动，故D错误。故选C。7.如图所示，正三角形三个顶点固定三个等量电荷，其中A、B带正电，C带负电，O为AB边中点，M、N为AB边的四等分点，下列说法正确的是（）A.O点电场强度为零B.M、N两点电场强度相同C.一负电荷从M点移动到O点其电势能减小D.一正电荷在M点的电势能与在N点的电势能相等【答案】D【解析】【详解】A．A与B电荷在O点电场强度大小相等，方向相反，合场强为0，C在O点场强方向竖直向上，所以O点电场强度不为零，故A错误；B．根据场强叠加以及对称性可知，M、N两点的场强大小相同，但是方向不同，故B错误；C．因负电荷从M到O，因A、B两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向M，则该力对负电荷做负功，C点的负电荷对该负电荷做负功，可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功，则该负电荷从M点移动到O点其电势能增大，故C错误；D．因在A、B处的正电荷在M、N两点的合电势相等，在C点的负电荷在M、N两点的电势也相等，则M、N两点电势相等，根据可知一正电荷在M点的电势能与在N点的电势能相等，故D正确。故选D。8.在如图所示的电路中，小量程电流表G的内阻，满偏电流，，。下列说法正确的是（）A.当和均断开时，改装成的表是电压表，量程为10VB.当和均断开时，改装成的表是电压表，量程为1VC.当和均闭合时，改装成表是电流表，量程为100mAD.当和均闭合时，改装成的表是电流表，量程为1A【答案】AD【解析】【详解】AB．当和S2均断开时，电流表G与电阻R1串联，则改装成的表是电压表，量程为故A正确，B错误；CD．当和S2均闭合时，电流表G与电阻R2并联，则改装成的表是电流表，量程为故D正确，C错误。故选AD。9.如图所示，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器，极板N与静电计金属球相连，极板M和静电计的外壳均接地，用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。在两极板相距为d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带的电荷量Q不变，下面的操作中能使静电计指针张角变大的是（）A.仅将M板向左平移再向上平移B.仅增加极板带电荷量C.仅在M、N之间插入有机玻璃板（相对介电常数大于1）D.仅在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触【答案】AB【解析】【详解】A．根据，解得若将M板向左平移再向上平移，则先增大极板间距，后减小极板正对面积，可知，电势差增大，即静电计指针张角变大，故A正确；B．根据可知，仅增加极板带电荷量，电容一定，则电势差增大，即静电计指针张角变大，故B正确；C．结合上述可知，仅在M、N之间插入有机玻璃板，介电常数增大，电势差减小，即静电计指针张角变小，故C错误；D．仅在M、N之间插入金属板，即插入导体，可以等效为减小极板之间的间距，结合上述可知，电势差减小，即静电计指针张角变小，故D错误。故选AB。10.如图所示，示波管由电子枪、竖直方向偏转电极、水平方向偏转电极和荧光屏组成。电极的长度为l、间距为d、极板间电压为U，极板间电压为零，电子枪加速电压为10U。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质量为m，则电子（）A.从电子枪射出时的速度大小为B.在极板间受到电场力做的功C.在极板间动量变化量的大小为D.打在荧光屏上时，其速度方向与连线夹角的正切【答案】BD【解析】【详解】A．由动能定理有得从电子枪射出时的速度大小为故A错误；B．由牛顿第二定律可得，在XX′极板间的加速度大小电子电极XX′间运动时，有XX′电场方向位移x=电场力做功联立得故B正确；C．在XX′极板间受到电场力的冲量大小由动量定律有在极板间动量变化量的大小为，故C错误；D．XX′电场方向速度打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切联立得D正确。故选BD。三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。11.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下：（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为__________mm；（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为__________mm；（3）现已知圆柱体的电阻大约是200Ω，该同学用伏安法精确测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：A.待测圆柱体电阻RB.电流表（量程0~10mA，内阻约50Ω）C.电流表（量程0~20mA，内阻约30Ω）D.电压表（量程0~3V，内阻约10kΩ）E.电压表（量程0~15V，内阻约25kΩ）F.直流电源E（电动势4V，内阻不计）G.滑动变阻器（阻值范围0~15Ω，允许通过的最大电流2.0A）H.滑动变阻器（阻值范围0~2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）I开关S，导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，实验中滑动变阻器应该选择________（选填“”或“”），并采用________（选填“分压”或“限流”）式接法；电压表选择；电流表应选________（选填“”或“”），并采用________（选填“内”或“外”）接法。（4）通过分析，在本实验中电阻率的测量值________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。【答案】（1）50.80（2）3.775（3）①.②.分压③.④.外（4）小于【解析】【小问1详解】游标卡尺的读数为【小问2详解】螺旋测微器的读数为【小问3详解】[1][2]为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，滑动变阻器采用分压式连接，实验中滑动变阻器应该选择最大阻值较小的；[3]电阻的阻值大约为200Ω，电源电动势为4V，电压表应选：V1，流经R的最大电流约为则电流表应选A2；[4]因为所以电流表应采用外接法。【小问4详解】电流表采用外接法，则电流的测量值偏大，根据可知电阻的测量值偏小，根据可知电阻率的测量值偏小。12.某同学要测量“水果电池”电动势和内阻，提供下列仪器：A．待测“水果电池”（电动势E约为1.5V，内阻r约为100Ω）B．毫安表A（量程0~5mA，内阻为RA=60Ω）C．电压表V（量程0~3V，内阻约5kΩ）D．电阻箱R1（0~99.9Ω）E．滑动变阻器R（0~1000Ω）F．开关、导线若干（1）由于毫安表的量程太小，该同学用电阻箱R1与毫安表A并联，将其量程扩大为15mA，则电阻箱R1需接入阻值为________Ω；（2）用改装后的电流表完成实验，应该选择的实验电路是图中的________（选填“甲”或“乙”）；（3）根据实验数据画出U−I图线，如图丙所示。由图线可得，“水果电池”的电动势E=________V，内阻r=________Ω（结果均保留3位有效数字）。【答案】①30②.乙③.1.60④.86.7【解析】【详解】（1）[1]由并联电路的规律可得解得（2）[2]由于电流表内阻已知，因此采用电流表外接，电流表分压的误差就可以避免了，故选乙电路。（3）[3][4]改装后电流表的内阻为则由闭合电路欧姆定律可得变形可得由图像可得解得13.如图所示的电路中，电源输出电压U。恒定，定值电阻r的阻值为5Ω，L为标有“3V，1.5W”的小灯泡，滑动变阻器的总阻值为30Ω，总长度为l，当滑动变阻器的滑动触头P位于距a端处时，灯泡L恰能正常发光，此时理想电压表的示数为23V。求：（1）电源的电压；（2）此时电阻消耗的功率。【答案】（1）27V（2）3.2W【解析】【小问1详解】灯泡L的电阻灯泡正常发光时与滑动变阻器左端Ra部分并联，则Ra的电流通过右端Rb电流Ib＝电源电压【小问2详解】电压表两端电压U＝UL＋Ib(Rb＋Rx)解得Rx＝5Ω此时电阻消耗的功率14.如图为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为2.5A，电动机启动时电流表的示数为7.5A。已知电源的电动势为12.5V，内阻为1Ω，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变，求：（1）车灯的电阻；（2）打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率；（3）打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率。【答案】（1）4Ω（2）31.25W（3）40%【解析】【小