湖北省潜江市2023-2024学年高二物理上学期10月考试试题含解析

（考试时间：75分钟试卷满分：100分）一、选择题（本题共10个小题，共40分，下列各题的四个选项中，第1-7题只有一项是符合题意，第8-10题有多个答案符合要求，全部选对得4分，选不全得2分，有错选得0分。）1.法拉第是英国著名物理学家、化学家，他虽然出身贫寒而未受过正规教育，但却在众多领域作出惊人成就，堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范．下列有关法拉第的科学贡献的说法中不正确的是()A.发现电磁感应现象 B.提出场的概念解释电、磁作用本质C.提出分子电流假说 D.用场线形象描述电场和磁场【答案】C【解析】【详解】A．法拉第发现了电磁感应现象，故A不符合题意；B．法拉第提出场的概念解释电、磁作用本质，故B不符合题意；C．安培提出分子电流假说，故C符合题意；D．法拉第用场线形象描述电场和磁场，故D不符合题意。故选C。2.如图所示，光滑水平面上有三个带电小球、、（均可视为质点），它们所带电荷量的绝对值分别为、、，且为正电荷，在它们之间的静电力相互作用下均处于平衡状态，则（）A.带正电 B.对库仑力方向水平向右C.一定存在 D.【答案】C【解析】【分析】【详解】AB．因电性不确定，可带正电也可带负电，对库仑力方向可能水平向右也可能水平向左，AB错误；C．设、之间的距离为，、之间的距离为，由题意可知都处于平衡状态，对a球有对c球有解得两式相加可得即有C正确；D．因为、的电性不确定，所以无法确定、的大小，D错误。故选C3.在光滑绝缘的水平面上，存在一个水平方向的匀强电场，电场强度大小为E，在该电场中一个半径为R的圆周，其中PQ为直径，C为圆周上的一点，在O点将一带正电的小球以相同的初速率向各个方向水平射出时，小球可以到达圆周的任何点，但小球到达C点时的速度最大，已知PQ与PC间的夹角为θ=30°，则关于该电场强度E的方向及PC间的电势差大小说法正确的是（）A.E的方向为由P指向Q，B.E的方向为由Q指向C，C.E的方向为由P指向C，D.E的方向为由O指向C，【答案】D【解析】【详解】从O点运动到C点，根据动能定理qUOC=Ek因为到达C点时的小球的动能最大，所以UOC最大，即在圆周上找不到与C电势相等的点。所以与C点电势相等的点在过C点的切线上。所以E的方向为由O指向C，连接CO，并延长，如图则∠PCD=θ=30°故选D4.如图所示，质量分别为、的两个带同种电荷的小球、，分别用长为的绝缘细线悬挂在同一点，两细线与竖直方向各成一定的角度、，两小球用一绝缘轻质弹簧相接，A、B球连线与过点竖直线交于点，初始时刻弹簧处在压缩状态，现增加球的电荷量，下列说法中正确的是（）A.两细线的拉力之比变大 B.两细线的夹角不变C.与的长度之比不变 D.长度一定变大【答案】C【解析】详解】对两小球受力分析如图、为A、B两小球之间的库仑力，、为两小球之间的弹簧弹力，满足对球受力分析，、、、三力满足相似三角形，则有同理对球亦有当球的电荷量增大则两球距离会增大，夹角、增大，但仍有，绳长不变，点上移，长度变小。故选C。5.如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻，可变电阻的总电阻为2r，在的滑动触头从A端滑向B端的过程中（）A.消耗的功率减小B.消耗的功率先增大后减小C.电源内部消耗的功率减小D.消耗的功率减小【答案】A【解析】【详解】AB．消耗的功率为根据数学知识可知当时，最大；当时，随的增大而增大；当时，随的增大而减小。在的滑动触头从A端滑向B端的过程中，Rx从2r逐渐减小至零，所以Px一直减小，故A正确，B错误；CD．在的滑动触头从A端滑向B端的过程中，电路中电流一直增大，根据可知电源内部消耗的功率和消耗的功率都增大，故CD错误。故选A。6.在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示，一根金属管线平行于水平地面。有一种探测方法，首先给金属长直管线通上恒定电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点，测得b、c两点距离为L。由此可确定（）A.金属管线在EF正下方，深度为B.金属管线在EF正下方，深度为C.金属管线的走向垂直于EF，深度为D.金属管线在EF正下方，深度为【答案】B【解析】【详解】用测量仪在金属管线附近的水平地面，上找到磁感应强度最强的某点，记为a，说明a点离电流最近；找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF，故说明这些点均离电流最近，根据电流应该时是平行EF，画出左侧视图，如图所示b、c间距为L，且磁场方向与地面夹角为45°，故深度为。故选B。7.如图所示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10A；电动机启动时电流表的示数为58A。已知电源的电动势为12.5V，内阻为，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变。则（）A.车灯的电阻为B.电动机的内阻为C.打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率为480WD.打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率为60%【答案】C【解析】【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，车灯的电阻为A错误；B．电动机启动时，电路外电压为流过车灯电流为流过电动机电流为由于电动机启动时会产生反向电动势，可知电动机的内阻应满足B错误；C．打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率为C正确；D．打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率为D错误；故选C。8.如图所示，在水平放置的光滑金属板正上方有一带正电的点电荷Q，上表面绝缘，下表面接地．带正电的金属小球(可视为质点，且不影响原电场)，自左以初速度v0在金属板上向右运动，在运动的过程中：（）A.小球先减速运动，后加速运动B.小球一直做匀速直线运动C.小球受到电场力的冲量为零D.小球受到的电场力做功为零【答案】BD【解析】【详解】金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，由于电场力与小球的速度方向垂直，电场力对小球不做功，但是电场力的冲量不为零，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动．故AC错误，BD正确．故选BD．【点睛】本题关键抓住静电平衡导体的特点：整体导体是一个等势体，表面是一个等势面．9.如图所示，空间有竖直向下的匀强电场E，从倾角30°的斜面上A点平抛一带电小球，落到斜面上的B点，空气阻力不计，下列说法中正确的是（）A.若将平抛初速度减小一半，则小球将落在AB两点的中点B.平抛初速度不同，小球落到斜面上时的速度方向与斜面间的夹角不同C.平抛初速度不同，小球落到斜面上时的速度方向与斜面间夹角正切值一定相同，等于2tan30°D.若平抛小球的初动能为6J，则落到斜面上时的动能为14J【答案】D【解析】【详解】小球受重力和电场力，电场力既可向上也可向下，球做类平抛运动，加速度a固定，向下；根据类平抛运动的分运动规律，有故A.若将平抛初速度减小一半，根据x和y均减小为原来的，A错误；BC.小球落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角的正切值θ为小球落在斜面上时速度与斜面间的夹角。故平抛初速度不同，小球落到斜面上时的速度方向与斜面间的夹角相同，但正切值不等于2tan30°，BC错误；D.若平抛小球的初动能为6J，由于小球落到斜面上时的速度方向与斜面间的夹角的正切值为初动能为末动能D正确。故选D。10.如图所示，带电荷量为的球1固定在倾角为光滑绝缘斜面上的a点，其正上方L处固定一电荷量为的球2，斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为，球2、3间的静电力大小为。迅速移走球1后，球3沿斜面向下运动。为重力加速度，球的大小可忽略，下列关于球3的说法正确的是（）A.带负电B.运动至a点的速度大小为C.运动至a点的加速度大小为D.运动至ab中点时对斜面的压力大小为【答案】BCD【解析】【详解】A．由题意可知三小球构成一个等边三角形，小球1和3之间的力大于小球2和3之间的力，弹簧处于压缩状态，故小球1和3一定是斥力，小球1带正电，故小球3带正电，故A错误；B．小球3运动至a点时，弹簧的伸长量等于，根据对称性可知，小球2对小球3做功为0；弹簧弹力做功为0，故根据动能定理有解得故B正确；C．小球3在b点时，设小球3的电荷量为q，有设弹簧的弹力为F，根据受力平衡，沿斜面方向有解得小球运动至a点时，弹簧的伸长量等于，根据对称性可知解得故C正确；D．当运动至ab中点时，弹簧弹力为0，此时小球2对小球3的力为斜面对小球的支持力为根据牛顿第三定律可知，小球对斜面的压力大小为，故D正确。故选BCD。二、实验题11.某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率时。（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度为___________cm；（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为___________mm。【答案】①.5.025②.4.700（4.690或4.701）【解析】【分析】【详解】(1)[1]游标为20分度，其测量精度为0.05mm，则游标卡尺的读数：游标卡尺主尺读数为50mm，游标读数为5×0.05mm=0.25mm所以最终读数为5025mm=5.025cm(2)[2]螺旋测微器固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为20.0×0.01mm=0.200mm最终读数d=4.5mm+0.200mm=4.700mm12.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．(1)应该选择的实验电路是图中的________(选填“甲”或“乙”)．(2)现有电流表(0～0.6A)、开关和导线若干，以及以下器材：A．电压表(0～15V)B．电压表(0～3V)C．滑动变阻器(0～50Ω)D．滑动变阻器(0～500Ω)实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________；(选填相应器材前的字母)(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在如图的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U－I图线_________.序号123456电压U/V1.451.401.301.251.201.10电流I/A0.0600.1200.2400.2600.3600.480

(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化．下列各示意图中正确反映P－U关系的是________．【答案】①.甲②.B③.C④.⑤.1.50(1.49～1.51)⑥.0.83(0.81～0.85)⑦.C【解析】【详解】（1）干电池的内阻较小，电压表的分流作用可以忽略，可以用滑动变阻器中的电流来代替干路中的电流，所以选甲图电路．（注意：两种实验电路都存在系统误差，题图甲实际测量的电阻是电源内阻与电压表的并联电阻，而图乙测量的电阻是电池内阻与电流表内阻之和）（2）一节干电池的电动势为1.5V，依据精确测量的原则，电压表应该选用B，电源的内阻较小，为了调节方便，滑动变阻器应该选C．（3）画线时第4个点的误差较大，将其舍去，其他点连成直线，就得到电源的U-I图线．（4）在（3）中图线中，U轴上的截距为该电源的电动势1.5V，图线的斜率为该电源的内阻（5）当滑动变阻器的阻值等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即电源的输出功率随着U先变大再变小，A、B错误；输出功率与路端电压的关系可以表示为：，由数学知识可得C正确，D错误．三、解答题13.如图所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故．参考这条曲线回答下列问题(不计电流表和电源的内阻)．(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V电阻为零的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻．(2)如图所示，将两个这样的电灯并联后再与10Ω的定值电阻串联，接在电动势为8V电阻不计的电源上，求通过电流表的电流值和每个灯泡的电阻．【答案】(1)0.4A10Ω(2)0.6A6.7Ω【解析】【详解】(1)三个灯串联时，每个灯的电压为4V，由图象知，当灯泡两端的电压为4V时，灯泡的电流为0.4A.，灯泡的电阻为：；(2)在上图中，若设灯泡电流为I，两端电压为U，由欧姆定律得：E＝2IR0＋U，即：U＝8－20I，将U＝8－20I函数关系图象作在题图中，如图所示，两图线交点为(2V,0.3A)，可得此种情况下电流为0.3A.通过电流表的电流值为：IA＝2I＝0.6A，灯泡的电阻为：；14.如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷，a、b是AB连线上两点，其中Aa=Bb=，O为AB的中点，一质量为m带电量为+q的小滑块（可视为质点）以初动能从a点出发，沿AB直线向b点运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍（n＞1），到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：(1)小滑块与水平面间的滑动摩擦因数；(2)Ob两点间的电势差；(3)小滑块运动的总路程为多少。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】（1）对小滑块受力分析，如下图所示各点的电势和动能，如下图所示由，O为AB连线