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(gè)小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的，每小題3分，共30分）1.關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)E的下列說(shuō)法中正確的是（）A．電動(dòng)勢(shì)E可表示為，可知電源內(nèi)部非靜電力做功越多，電動(dòng)勢(shì)越大B．電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源將單位正電荷從負(fù)極移到正極時(shí)，非靜電力所做的功C．電動(dòng)勢(shì)E的單位與電勢(shì)差的單位相同，都是伏特，所以電動(dòng)勢(shì)就是電勢(shì)差D．電源的電動(dòng)勢(shì)與外電路結(jié)構(gòu)有關(guān)，外電路變化，電動(dòng)勢(shì)也要變化2.一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、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(guò)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(shí)驗(yàn)電路圖，實(shí)驗(yàn)前，開(kāi)關(guān)是斷開(kāi)的，電容器不帶電。下列的操作過(guò)程中，正確的說(shuō)法是（）A．開(kāi)關(guān)接1，電容器上極板帶負(fù)電B．開(kāi)關(guān)接1充電過(guò)程中，電流逐漸增大C．開(kāi)關(guān)接1穩(wěn)定后，再將擲向2，通過(guò)電流傳感器的電流方向向下開(kāi)關(guān)接1穩(wěn)定后，再將擲向2，放電過(guò)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。現(xiàn)使圓環(huán)繞如圖所示過(guò)圓心的軸以線速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的等效電流為（）A． B． C． D．5.已知靈敏電流表G的滿(mǎn)偏電流為，內(nèi)阻為，變阻箱R接入電路的阻值為。下列說(shuō)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(kāi)關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動(dòng)端向上滑動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)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(diǎn)M的坐標(biāo)為（a，b），該圖線在M點(diǎn)的切線的斜率為k。關(guān)于與M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物理量，下列說(shuō)法正確的是（

）A．電壓為a時(shí)，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(shí)驗(yàn)中，t=0時(shí)粒子A靜止，粒子B以一定的初速度向A運(yùn)動(dòng)。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(shí)間內(nèi)動(dòng)能一直減小B．兩粒子在t?時(shí)刻的動(dòng)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(shí)刻的加速度最大9.一電子僅在靜電力作用下從坐標(biāo)原點(diǎn)由靜止出發(fā)沿x軸運(yùn)動(dòng)，其所在位置處的電勢(shì)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(shuō)法正確的是（

）A．與處的電場(chǎng)方向相同B．電子在處的加速度為零C．電子從運(yùn)動(dòng)到速度逐漸增大D．電子從運(yùn)動(dòng)到，電場(chǎng)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(xí)活動(dòng)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(pán)與電阻可忽略的金屬?gòu)椈上噙B，托盤(pán)與彈簧的質(zhì)量均不計(jì)，滑動(dòng)變阻器R的滑片與彈簧上端連接。當(dāng)托盤(pán)中沒(méi)有放物體時(shí)，滑片恰好指在變阻器的最上端。已知滑動(dòng)變阻器總電阻，長(zhǎng)度，電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，限流電阻，彈簧勁度系數(shù)，除重力外，不計(jì)其他作用力，。下列說(shuō)法正確的是（

）A．甲、乙兩圖托盤(pán)中沒(méi)有放物體時(shí)，電壓表示數(shù)不為0B．甲、乙兩圖流過(guò)的電流均隨著托盤(pán)中物體質(zhì)量增大而增大C．當(dāng)圖甲電壓表示數(shù)為2V時(shí)，可推測(cè)托盤(pán)中所放物體質(zhì)量為0.4kgD．當(dāng)圖乙電壓表示數(shù)為2.4V時(shí)，可推測(cè)托盤(pán)中所放物體質(zhì)量為0.4kg二．不定項(xiàng)選擇（本題共5個(gè)小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。每小題3分，共15分。每小題全選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分，有錯(cuò)誤選項(xiàng)的不得分）11.已知某電荷僅在電場(chǎng)力作用下，在電場(chǎng)中劃過(guò)的軌跡為曲線ab，圖中只畫(huà)出電場(chǎng)線的疏密，并沒(méi)有標(biāo)出電場(chǎng)線的方向，則（）A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定有B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)一定有C．該電荷在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能一定有D．負(fù)電荷在a、b兩點(diǎn)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(shuō)法正確的是（

）A．電源的電動(dòng)勢(shì)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(wú)初速地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)U1，之后進(jìn)入電場(chǎng)線豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)U2發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在屏上。整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力及其相互作用，那么（）三種粒子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)動(dòng)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(dòng)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(shū)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(yùn)用。在圖2中，一點(diǎn)電荷q僅在電場(chǎng)力的作用下，從原點(diǎn)O由靜止出發(fā)，沿x軸運(yùn)動(dòng)至過(guò)程中，它的位移、速度、所受的電場(chǎng)力以及加速度、運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shuō)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(shì)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(yùn)動(dòng)時(shí)間15.在x軸上固定兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B，其中A帶電+4Q、坐標(biāo)，B帶電-Q，位于坐標(biāo)原點(diǎn)（），如圖甲所示，x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度分布如圖乙所示（規(guī)定x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向）?，F(xiàn)將一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷C從坐標(biāo)xC=處由靜止釋放，用a、Ep和Ek分別表示C的加速度、電勢(shì)能和動(dòng)能，設(shè)x軸正方向?yàn)榧铀俣鹊恼较?，無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，則下列圖像可能正確的是（提示：若取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零，則兩個(gè)點(diǎn)電荷系統(tǒng)電勢(shì)能表達(dá)式為，計(jì)算時(shí)需代入電性正負(fù)）（）填空題（每空2分，共18分）16.在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，甲同學(xué)先用多用電表粗測(cè)了一段粗細(xì)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(zhǔn)備進(jìn)一步精確測(cè)量其電阻.(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)應(yīng)為mm.(2)現(xiàn)有電源（電動(dòng)勢(shì)E為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)）、開(kāi)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(dòng)變阻器（0～20，額定電流2A）F.滑動(dòng)變阻器（0～100，額定電流1A）①為減小誤差，且便于操作，在實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選，電壓表應(yīng)選滑動(dòng)變阻器應(yīng)選（選填器材前的字母）.②如圖甲所示，是測(cè)量該電阻絲實(shí)驗(yàn)器材的實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，還有兩根導(dǎo)線沒(méi)有連接，請(qǐng)補(bǔ)充完整.③在甲圖中，在開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)當(dāng)調(diào)到最（選填“左”或“右”端），閉合開(kāi)關(guān)后，在實(shí)驗(yàn)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(jì)實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差，則下列說(shuō)法正確的是.A．電阻測(cè)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(cè)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(jì)算出待測(cè)電阻的真實(shí)值D．若已知電流表的內(nèi)阻，可計(jì)算出待測(cè)電阻的真實(shí)值⑤乙同學(xué)仍用上述電源也設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，電路如圖乙所示，電流表內(nèi)阻為rA，R為保護(hù)電阻，已測(cè)出電阻絲的橫截面積為S，用一個(gè)帶有接線柱的小金屬夾沿電阻絲滑動(dòng)，可改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度L，實(shí)驗(yàn)中記錄了幾組不同長(zhǎng)度L對(duì)應(yīng)的電流I.他準(zhǔn)備用描點(diǎn)法繪制出一個(gè)的圖像，并利用圖像求出電阻率ρ，請(qǐng)寫(xiě)出該函數(shù)表達(dá)式四．計(jì)算題（本題共4個(gè)小題，共37分。解答時(shí)應(yīng)畫(huà)出必要的受力圖，寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明和原始方程。只寫(xiě)出最后答案不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中要明確寫(xiě)出數(shù)值和單位）17（8分）.如圖所示，為電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為r=1Ω，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為5V，電路中的電流為1A，物體A重20N，在電動(dòng)機(jī)的牽引下勻速上升，不計(jì)摩擦力，求：（1）電動(dòng)機(jī)線圈電阻上消耗的熱功率Pr；（2）電動(dòng)機(jī)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(qiáng)電場(chǎng)中，軌道半徑為R，a為軌道最低點(diǎn)。一質(zhì)量為m、電荷量為（）的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）在軌道內(nèi)側(cè)的P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，過(guò)P點(diǎn)的軌道半徑與豎直方向的夾角，，，重力加速度為g。某時(shí)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(yùn)動(dòng)。（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；（2）求a、p兩點(diǎn)電勢(shì)差Uap；（3）求小球在a點(diǎn)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(shí)自由電子在金屬中的運(yùn)動(dòng)可以看作：電子在恒定電場(chǎng)力和恒定阻力的共同作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)電子定向移動(dòng)的速度為。a、求此時(shí)導(dǎo)線中的電流I；b、若導(dǎo)線兩端的電壓為U，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，求電子所受的恒定阻力f；（2）電子在金屬中運(yùn)動(dòng)的情形也可以看作：自由電子在恒定電場(chǎng)作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段距離后與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的金屬離子發(fā)生碰撞，將能量轉(zhuǎn)移給金屬離子，同時(shí)自己定向運(yùn)動(dòng)的速度減為零，然后在電場(chǎng)作用下重新開(kāi)始加速，運(yùn)動(dòng)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(guò)的平均距離叫做一個(gè)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(chǔ)能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。實(shí)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(gè)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(gè)最簡(jiǎn)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(guò)程中兩極板間電勢(shì)差u隨電荷量q的變化圖像如圖2所示。類(lèi)比直線運(yùn)動(dòng)中由圖像求位移的方法，在圖中畫(huà)網(wǎng)格線表示當(dāng)電荷量由增加到的過(guò)程中電容器增加的電勢(shì)能。（2）同平行板電容器一樣，一個(gè)金屬球和一個(gè)與它同心的金屬球殼也可以組成一個(gè)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(qǐng)結(jié)合（1）中的方法推導(dǎo)該球形電容器充電后電荷量達(dá)到Q時(shí)所具有的電勢(shì)能的表達(dá)式。（3）孤立導(dǎo)體也能儲(chǔ)存電荷，也具有電容。a．導(dǎo)體球看作另一極在無(wú)窮遠(yuǎn)的球形電容器，根據(jù)球形電容器電容的表達(dá)式推導(dǎo)半徑為R的孤立導(dǎo)體球的電容的表達(dá)式。b．金屬小球用導(dǎo)線與大地相連，我們就會(huì)認(rèn)為小球的電荷量減小為0。請(qǐng)結(jié)合題目信息及所學(xué)知識(shí)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(qǐng)結(jié)合（b）問(wèn)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(huì)用到：球體表面積公式為。

參考答案選擇題123456789101112131415BBCDDCCCBDACADABCDAD實(shí)驗(yàn)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(dòng)機(jī)線圈電阻上消耗的熱功率為（2）電動(dòng)機(jī)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(diǎn)對(duì)小球進(jìn)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(diǎn)速度為va，由動(dòng)能定理有可得：19、【答案】（1）a、，b、；（2）【詳解】（1）①在時(shí)間內(nèi)電子定向移動(dòng)的距離為在時(shí)間內(nèi)穿過(guò)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(zhǎng)為L(zhǎng)，則恒定電壓U產(chǎn)生的恒定電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有解得可知，電子在導(dǎo)線中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的平均阻力f正比于電子定向移動(dòng)的速度。（2）由，，，解得在一個(gè)自由程內(nèi)有解得20、【答案】（1）見(jiàn)解析；（2）；（3）a．，b．見(jiàn)解析，c．見(jiàn)解析【詳解】（1）圖像面積表示位移，電荷量由增加到的過(guò)程中電容器增加的電勢(shì)能可以用圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示，如圖（2）因?yàn)殡娙萜鞒潆娺^(guò)程中兩極板間電勢(shì)差u隨電荷量q的變化圖像所示所以當(dāng)電荷量達(dá)到Q時(shí)所具有的電勢(shì)能可以用圖線軸圍成的面積表示，即根