北京市牛欄山一中2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期中考試物理試卷（含答案）

北京市牛欄山一中2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期中考試物理2024.11一、單選題（本題共10個小題，在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題意的，每小題3分，共30分）1.關(guān)于電源電動勢E的下列說法中正確的是（）A．電動勢E可表示為，可知電源內(nèi)部非靜電力做功越多，電動勢越大B．電動勢在數(shù)值上等于電源將單位正電荷從負極移到正極時，非靜電力所做的功C．電動勢E的單位與電勢差的單位相同，都是伏特，所以電動勢就是電勢差D．電源的電動勢與外電路結(jié)構(gòu)有關(guān)，外電路變化，電動勢也要變化2.一根長為L、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ。在棒兩端加上恒定的電壓U，則通過金屬棒中的電流大小為（）A． B． C． D．3.如圖所示，為研究電容器的充放電實驗電路圖，實驗前，開關(guān)是斷開的，電容器不帶電。下列的操作過程中，正確的說法是（）A．開關(guān)接1，電容器上極板帶負電B．開關(guān)接1充電過程中，電流逐漸增大C．開關(guān)接1穩(wěn)定后，再將擲向2，通過電流傳感器的電流方向向下開關(guān)接1穩(wěn)定后，再將擲向2，放電過程中電容器的電容值逐漸減小4.均勻帶電絕緣圓環(huán)電荷量為，半徑為?，F(xiàn)使圓環(huán)繞如圖所示過圓心的軸以線速度勻速轉(zhuǎn)動，則圓環(huán)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的等效電流為（）A． B． C． D．5.已知靈敏電流表G的滿偏電流為，內(nèi)阻為，變阻箱R接入電路的阻值為。下列說法正確的是（）A．改裝為0.6A量程的電流表，選擇圖甲，B．改裝為0.6A量程的電流表，選擇圖乙，C．改裝為3V量程的電壓表，選擇圖甲，D．改裝為3V量程的電壓表，選擇圖乙，6.如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動端向上滑動的過程中，下列說法正確的是（）A．電壓表與電流表的示數(shù)都增大B．電壓表與電流表的示數(shù)都減小C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大7.某半導(dǎo)體元件的伏安特性曲線的一部分如圖所示。該圖線上一點M的坐標為（a，b），該圖線在M點的切線的斜率為k。關(guān)于與M點對應(yīng)的物理量，下列說法正確的是（

）A．電壓為a時，該半導(dǎo)體元件的電阻值為1/kB．該半導(dǎo)體元件的電阻隨電壓的升高而增大C．該半導(dǎo)體元件消耗的電功率可以用矩形OaMb的面積表示D．該半導(dǎo)體元件消耗的電功率可以用曲線OM與橫軸所圍面積表示8.帶電粒子碰撞實驗中，t=0時粒子A靜止，粒子B以一定的初速度向A運動。兩粒子的v-t圖像如圖所示，僅考慮靜電力的作用，且A、B未接觸。則（）A．粒子B在0~t?時間內(nèi)動能一直減小B．兩粒子在t?時刻的動能之和最大C．粒子A的質(zhì)量大于粒子B的質(zhì)量D．粒子A在t?時刻的加速度最大9.一電子僅在靜電力作用下從坐標原點由靜止出發(fā)沿x軸運動，其所在位置處的電勢隨位置x變化的圖線如圖中拋物線所示，拋物線與x軸相切于，下列說法正確的是（

）A．與處的電場方向相同B．電子在處的加速度為零C．電子從運動到速度逐漸增大D．電子從運動到，電場力逐漸減小10.電子秤在日常生活中應(yīng)用很廣泛。某同學(xué)在研究性學(xué)習活動中自制兩種電子秤，原理如圖甲、乙所示。用理想電壓表的示數(shù)指示物體的質(zhì)量，托盤與電阻可忽略的金屬彈簧相連，托盤與彈簧的質(zhì)量均不計，滑動變阻器R的滑片與彈簧上端連接。當托盤中沒有放物體時，滑片恰好指在變阻器的最上端。已知滑動變阻器總電阻，長度，電源電動勢，內(nèi)阻，限流電阻，彈簧勁度系數(shù)，除重力外，不計其他作用力，。下列說法正確的是（

）A．甲、乙兩圖托盤中沒有放物體時，電壓表示數(shù)不為0B．甲、乙兩圖流過的電流均隨著托盤中物體質(zhì)量增大而增大C．當圖甲電壓表示數(shù)為2V時，可推測托盤中所放物體質(zhì)量為0.4kgD．當圖乙電壓表示數(shù)為2.4V時，可推測托盤中所放物體質(zhì)量為0.4kg二．不定項選擇（本題共5個小題，在每小題給出的四個選項中，至少有一個選項符合題意。每小題3分，共15分。每小題全選對的得3分，選對但不全的得2分，有錯誤選項的不得分）11.已知某電荷僅在電場力作用下，在電場中劃過的軌跡為曲線ab，圖中只畫出電場線的疏密，并沒有標出電場線的方向，則（）A．a(chǎn)、b兩點的電場強度一定有B．a(chǎn)、b兩點的電勢一定有C．該電荷在a、b兩點的電勢能一定有D．負電荷在a、b兩點的速度一定有12.如圖所示，直線A為電源的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖線，直線B是電阻R的兩端電壓U與電流I的關(guān)系圖線，用該電源與電阻R組成閉合電路，則下列說法正確的是（

）A．電源的電動勢為3VB．電阻R是1.5ΩC．電源的輸出功率是2WD．電源內(nèi)阻消耗的功率是2W13.如圖所示，氕核、氘核、氚核三種同位素粒子，它們的電荷量相同而質(zhì)量不同，從同一位置無初速地飄入電場線水平向右的加速電場U1，之后進入電場線豎直向下的勻強電場U2發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上。整個裝置處于真空中，不計粒子重力及其相互作用，那么（）三種粒子離開加速電場時動能相同 B．三種粒子打到屏上的位置一定相同C．三種粒子打到屏上的速度一定相同 D．三種粒子打到屏上的動量一定相同14.在物理學(xué)的發(fā)展歷程中，科學(xué)家們采用了多種物理思想方法。例如，在圖1中，書本的一幅插圖展示了其中一種重要的物理思維方法，這一方法可以遷移運用。在圖2中，一點電荷q僅在電場力的作用下，從原點O由靜止出發(fā)，沿x軸運動至過程中，它的位移、速度、所受的電場力以及加速度、運動時間分別為x、v、F、a、t。根據(jù)圖1所展示的物理思維方法，下列說法正確的是（

）A．圖像曲線與橫軸所圍成的面積，在數(shù)值上等于該電荷的位移B．圖像曲線與橫軸所圍成的面積，在數(shù)值上等于該電荷速度的增加量C．圖像曲線與橫軸所圍成的面積，在數(shù)值上等于該電荷電勢能的減少量D．圖像曲線與橫軸所圍成的面積，在數(shù)值上等于該電荷的運動時間15.在x軸上固定兩個點電荷A、B，其中A帶電+4Q、坐標，B帶電-Q，位于坐標原點（），如圖甲所示，x軸上電場強度分布如圖乙所示（規(guī)定x軸正方向為電場強度的正方向）。現(xiàn)將一個帶負電的試探電荷C從坐標xC=處由靜止釋放，用a、Ep和Ek分別表示C的加速度、電勢能和動能，設(shè)x軸正方向為加速度的正方向，無窮遠處為電勢零點，則下列圖像可能正確的是（提示：若取無窮遠處電勢能為零，則兩個點電荷系統(tǒng)電勢能表達式為，計算時需代入電性正負）（）填空題（每空2分，共18分）16.在“測定金屬的電阻率”的實驗中，甲同學(xué)先用多用電表粗測了一段粗細均勻的電阻絲的阻值（約為5），隨后將其固定在帶有刻度尺的木板上，準備進一步精確測量其電阻.(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)應(yīng)為mm.(2)現(xiàn)有電源（電動勢E為3.0V，內(nèi)阻不計）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列器材：A．電流表（量程0～3A，內(nèi)阻約0.025）B．電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.125）C.電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約3k）D電壓表（量程0～15V，內(nèi)阻約15k）E.．滑動變阻器（0～20，額定電流2A）F.滑動變阻器（0～100，額定電流1A）①為減小誤差，且便于操作，在實驗中電流表應(yīng)選，電壓表應(yīng)選滑動變阻器應(yīng)選（選填器材前的字母）.②如圖甲所示，是測量該電阻絲實驗器材的實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，還有兩根導(dǎo)線沒有連接，請補充完整.③在甲圖中，在開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)當調(diào)到最（選填“左”或“右”端），閉合開關(guān)后，在實驗中電壓表讀數(shù)的最小值（選填“大于零”或“等于零”）.④按照上述步驟②正確連接電路的前提下，若不計實驗中的偶然誤差，則下列說法正確的是.A．電阻測量值偏大，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是電流表分壓B．電阻測量值偏小，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表分流C．若已知電壓表的內(nèi)阻，可計算出待測電阻的真實值D．若已知電流表的內(nèi)阻，可計算出待測電阻的真實值⑤乙同學(xué)仍用上述電源也設(shè)計了一個實驗，電路如圖乙所示，電流表內(nèi)阻為rA，R為保護電阻，已測出電阻絲的橫截面積為S，用一個帶有接線柱的小金屬夾沿電阻絲滑動，可改變接入電路中電阻絲的長度L，實驗中記錄了幾組不同長度L對應(yīng)的電流I.他準備用描點法繪制出一個的圖像，并利用圖像求出電阻率ρ，請寫出該函數(shù)表達式四．計算題（本題共4個小題，共37分。解答時應(yīng)畫出必要的受力圖，寫出必要的文字說明和原始方程。只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中要明確寫出數(shù)值和單位）17（8分）.如圖所示，為電動機提升重物的裝置，電動機線圈電阻為r=1Ω，電動機兩端電壓為5V，電路中的電流為1A，物體A重20N，在電動機的牽引下勻速上升，不計摩擦力，求：（1）電動機線圈電阻上消耗的熱功率Pr；（2）電動機輸入功率P入；（3）重物A勻速上升的速度大小v。18.（8分）如圖所示，豎直固定的光滑絕緣圓軌道處于水平向右的勻強電場中，軌道半徑為R，a為軌道最低點。一質(zhì)量為m、電荷量為（）的帶電小球（可視為質(zhì)點）在軌道內(nèi)側(cè)的P點處于靜止狀態(tài)，過P點的軌道半徑與豎直方向的夾角，，，重力加速度為g。某時刻，沿軌道切線方向給小球一大小為v的速度，使小球能沿軌道做完整的圓周運動。（1）求電場強度E的大??；（2）求a、p兩點電勢差Uap；（3）求小球在a點的速度大小va

19.（9分）一段金屬直導(dǎo)線的橫截面積為S，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e。給導(dǎo)線兩端加恒定電壓，導(dǎo)線內(nèi)將產(chǎn)生恒定電流。（1）此時自由電子在金屬中的運動可以看作：電子在恒定電場力和恒定阻力的共同作用下做勻速直線運動。設(shè)電子定向移動的速度為。a、求此時導(dǎo)線中的電流I；b、若導(dǎo)線兩端的電壓為U，長度為L，求電子所受的恒定阻力f；（2）電子在金屬中運動的情形也可以看作：自由電子在恒定電場作用下做勻加速直線運動，運動一段距離后與導(dǎo)體內(nèi)不動的金屬離子發(fā)生碰撞，將能量轉(zhuǎn)移給金屬離子，同時自己定向運動的速度減為零，然后在電場作用下重新開始加速，運動一段距離后再與金屬離子發(fā)生碰撞，如此重復(fù)。電子在相鄰兩次碰撞之間走過的平均距離叫做一個自由程。設(shè)自由程為x，自由電子每次與金屬離子碰撞前的速度均為v，求金屬的電阻率；20.（12分）電容器作為儲能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。實際中的電容器在外形結(jié)構(gòu)上有多種不同的形式，但均可以用電容描述它的特性。（1）在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)就組成一個最簡單的電容器，叫做平行板電容器。圖1為一平行板電容器的充電電路，在充電過程中兩極板間電勢差u隨電荷量q的變化圖像如圖2所示。類比直線運動中由圖像求位移的方法，在圖中畫網(wǎng)格線表示當電荷量由增加到的過程中電容器增加的電勢能。（2）同平行板電容器一樣，一個金屬球和一個與它同心的金屬球殼也可以組成一個電容器，叫做球形電容器。如圖3所示，兩極間為真空的球形電容器，其內(nèi)球半徑為，外球內(nèi)半徑為，電容為，其中k為靜電力常量。請結(jié)合（1）中的方法推導(dǎo)該球形電容器充電后電荷量達到Q時所具有的電勢能的表達式。（3）孤立導(dǎo)體也能儲存電荷，也具有電容。a．導(dǎo)體球看作另一極在無窮遠的球形電容器，根據(jù)球形電容器電容的表達式推導(dǎo)半徑為R的孤立導(dǎo)體球的電容的表達式。b．金屬小球用導(dǎo)線與大地相連，我們就會認為小球的電荷量減小為0。請結(jié)合題目信息及所學(xué)知識解釋這一現(xiàn)象。c．我們知道，金屬導(dǎo)體帶電后，尖端特別容易放電，其原因是導(dǎo)體表面突出部分越尖銳的地方電荷的密度（即單位面積的電荷量）越大。請結(jié)合（b）問中的結(jié)論，分析為何在尖端部分電荷密度較大？以下公式可能會用到：球體表面積公式為。

參考答案選擇題123456789101112131415BBCDDCCCBDACADABCDAD實驗題16、0.233（±0.01）BDE左大于零BC17、【答案】（1）1W；（2）5W，4W；（3）0.2m/s【詳解】（1）電動機線圈電阻上消耗的熱功率為（2）電動機的輸入功率為（3）根據(jù)可得重物A勻速上升的速度大小為18、【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）在P點對小球進行受力分析如圖所示

則有解得（2）根據(jù)題意可知，（3）設(shè)a點速度為va，由動能定理有可得：19、【答案】（1）a、，b、；（2）【詳解】（1）①在時間內(nèi)電子定向移動的距離為在時間內(nèi)穿過導(dǎo)線某一橫截面的自由電子的數(shù)目導(dǎo)線中的電流解得b、令導(dǎo)線長為L，則恒定電壓U產(chǎn)生的恒定電場的電場強度為電子做勻速直線運動，則有解得可知，電子在導(dǎo)線中勻速運動時受到的平均阻力f正比于電子定向移動的速度。（2）由，，，解得在一個自由程內(nèi)有解得20、【答案】（1）見解析；（2）；（3）a．，b．見解析，c．見解析【詳解】（1）圖像面積表示位移，電荷量由增加到的過程中電容器增加的電勢能可以用圖像與坐標軸圍成的面積表示，如圖（2）因為電容器充電過程中兩極板間電勢差u隨電荷量q的變化圖像所示所以當電荷量達到Q時所具有的電勢能可以用圖線軸圍成的面積表示，即根