2024-2025學(xué)年河南省鄭州一中高二（上）期中物理試卷（含答案）

第=page11頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)2024-2025學(xué)年河南省鄭州一中高二（上）期中物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.關(guān)于電荷和靜電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(

)A.一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變

B.電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，且由電勢(shì)低的等勢(shì)面指向電勢(shì)高的等勢(shì)面

C.點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能將減小

D.點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放，將從高電勢(shì)的地方向低電勢(shì)的地方運(yùn)動(dòng)2.如圖所示，用兩根同樣長(zhǎng)的絕緣細(xì)線把兩個(gè)帶同種電荷的小球懸掛在一點(diǎn)。兩小球的質(zhì)量相等，球A所帶的電荷量大于球B所帶的電荷量。兩小球靜止時(shí)，懸線與豎直方向的偏角分別為α和β，則(

)A.α>β

B.α=β

C.α<β

D.因不知電荷量，無(wú)法判斷3.心室纖顫是一種可能危及生命的疾病。一種叫作心臟除顫器的設(shè)備，通過(guò)一個(gè)充電的電容器對(duì)心顫患者皮膚上的兩個(gè)電極板放電，讓一部分電荷通過(guò)心臟，刺激心顫患者的心臟恢復(fù)正常跳動(dòng)。如圖所示是一次心臟除顫器的模擬治療，該心臟除顫器的電容器電容為15μF，如果充電后電容器的電壓為4.0kV，電容器在大約3.0ms內(nèi)放電至兩極板電壓為0，則這次放電過(guò)程通過(guò)人體組織的平均電流強(qiáng)度約為(

)A.6×10?2A B.2×103A4.如圖所示，內(nèi)置金屬網(wǎng)的高壓靜電防護(hù)服接地，O為防護(hù)服內(nèi)的一點(diǎn)，把一帶電量為Q的金屬小球移動(dòng)到距離O點(diǎn)的r處。金屬小球可視為點(diǎn)電荷，靜電力常量為k，無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0，下列說(shuō)法正確的是(

)A.金屬小球在防護(hù)服內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)為0

B.金屬小球與O點(diǎn)連線中點(diǎn)P處的電勢(shì)為0

C.感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小等于kQr2

D.防護(hù)服內(nèi)金屬網(wǎng)左側(cè)外表面帶負(fù)電，右側(cè)內(nèi)表面帶正電

5.如圖所示，一等腰梯形ABCD∠CBA=60°，AB=23m，AD=3m，A、D、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為1V、A.B點(diǎn)的電勢(shì)為10V

B.一質(zhì)子在梯形區(qū)域內(nèi)的電勢(shì)能不一定大于零

C.一電子從D點(diǎn)移到AB的中點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功

D.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2V/m6.將橫截面相同、材料不同的兩段導(dǎo)體L1、L2無(wú)縫連接成一段導(dǎo)體，總長(zhǎng)度為1.00m，接入圖甲電路。閉合開(kāi)關(guān)S，滑片P從M端滑到N端，理想電壓表讀數(shù)U隨滑片P的滑動(dòng)距離x的變化關(guān)系如圖乙，則導(dǎo)體L1、L2的電阻率之比約為(

)A.2：3 B.2：1 C.5：3 D.1：37.如圖所示，平行板電容器與直流電源、理想二極管連接，電源負(fù)極接地。初始電容器不帶電，閉合開(kāi)關(guān)，電路穩(wěn)定后，一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法不正確的是(

)A.將下極板上移，則P點(diǎn)的電勢(shì)不變

B.將上極板下移，則帶電油滴在P點(diǎn)的電勢(shì)能減小

C.減小極板間的正對(duì)面積，P點(diǎn)的電勢(shì)升高

D.減小極板間的正對(duì)面積，帶電油滴將向上加速運(yùn)動(dòng)二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.如圖所示的電路中，兩平行金屬板之間的帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表均為理想電表，由于某種原因燈泡L的燈絲突然燒斷，其余用電器均不會(huì)損壞，電壓表和電流表變化量絕對(duì)值分別為ΔU、ΔI，下列說(shuō)法正確的是(

)A.電流表的讀數(shù)變小、電壓表的讀數(shù)變大 B.ΔUΔI=R2

C.9.先后讓質(zhì)量為me的電子和質(zhì)量為mH的氫核通過(guò)同一對(duì)平行板形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，進(jìn)入時(shí)速度方向與電場(chǎng)方向垂直。射出電場(chǎng)時(shí)電子速度偏轉(zhuǎn)角的正切值與氫核速度偏轉(zhuǎn)角的正切值之比為k，則(

)A.若電子與氫核的初速度相同，k=mHme B.若電子與氫核的初速度相同，k=memH10.如圖，兩對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷+q、?q(q>0)固定于正方形的4個(gè)頂點(diǎn)上。L、N是該正方形兩條對(duì)角線與其內(nèi)切圓的交點(diǎn)，O為內(nèi)切圓的圓心，M為切點(diǎn)。則(

)A.L和N兩點(diǎn)處的電場(chǎng)方向相互垂直

B.M和O兩點(diǎn)處的電場(chǎng)方向相互平行

C.將一點(diǎn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零

D.將一點(diǎn)電荷從L點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零

三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共14分。11.在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，所用器材如下：電池、電容器、電阻箱、定值電阻、小燈泡、多用電表、電流表、秒表、單刀雙擲開(kāi)關(guān)以及導(dǎo)線若干。

(1)用多用電表的電壓擋檢測(cè)電池的電壓。檢測(cè)時(shí)，黑表筆應(yīng)該與電池的______(填“正極”或“負(fù)極”)接觸。

(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖(a)所示。先將電阻箱的阻值調(diào)為R1，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與“1”端相接，記錄電流隨時(shí)間的變化。電容器充電完成后，開(kāi)關(guān)S再與“2”端相接，相接后小燈泡亮度變化情況可能是______。(填正確答案標(biāo)號(hào))

A.迅速變亮，然后亮度趨于穩(wěn)定

B.亮度逐漸增大，然后趨于穩(wěn)定

C.迅速變亮，然后亮度逐漸減小至熄滅

(3)將電阻箱的阻值調(diào)為R2(R2>R1)，再次將開(kāi)關(guān)S與“1”端相接，再次記錄電流隨時(shí)間的變化情況。兩次得到的電流I隨時(shí)間t變化如圖(b)中曲線所示，其中虛線是電阻箱阻值為_(kāi)_____(填“R1”或“R12.某實(shí)驗(yàn)小組要將電流表G(銘牌標(biāo)示：Ig=500μA，Rg=1000Ω)改裝成量程為1V和5V的電壓表，并用標(biāo)準(zhǔn)電壓表對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。選用合適的電源、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、開(kāi)關(guān)和標(biāo)準(zhǔn)電壓表等實(shí)驗(yàn)器材，按圖(1)所示連接電路，其中虛線框內(nèi)為改裝電路。

(1)開(kāi)關(guān)S1閉合前，滑片P應(yīng)移動(dòng)到______(填“M”或“N”)端。

(2)根據(jù)要求和已知信息，電阻箱R1的阻值已調(diào)至1000Ω，則R2的阻值應(yīng)調(diào)至______Ω。

(3)當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2與a連接時(shí)，電流表G和標(biāo)準(zhǔn)電壓表V的示數(shù)分別為I、U，則電流表G的內(nèi)阻可表示為_(kāi)_____。(結(jié)果用U、I、R1、R2表示)

(4)校準(zhǔn)電表時(shí)，發(fā)現(xiàn)改裝后電壓表的讀數(shù)始終比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)偏小，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)電流表G內(nèi)阻的真實(shí)值與銘牌標(biāo)示值有偏差，則只要______即可。(填正確答案標(biāo)號(hào))

A.減小電阻箱R1的阻值

B.增大電阻箱R2的阻值

C.將滑動(dòng)變阻器的滑片P向N端滑動(dòng)

(5)校準(zhǔn)完成后，開(kāi)關(guān)S四、計(jì)算題：本大題共3小題，共40分。13.如圖甲所示，某直線加速器由中心軸線在同一直線上的一系列金屬圓筒(圖中標(biāo)注的序號(hào)為1、2、3……)組成，相鄰金屬圓筒分別接在高頻交變電源的兩極。交變電源兩極間電勢(shì)差的變化規(guī)律如圖乙所示。某時(shí)刻，從金屬圓板(序號(hào)為0號(hào))中央釋放的電子(其初速度可忽略)，沿軸線進(jìn)入加速器并依次穿過(guò)各金屬管。圓筒長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)遵照一定的規(guī)律，可以令電子運(yùn)動(dòng)到圓筒與圓筒之間各個(gè)間隙中都能恰好使靜電力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同而不斷加速。已知電子的質(zhì)量為m、電量為e，兩金屬圓筒間的電壓絕對(duì)值為U、周期為T(mén)，電子通過(guò)圓筒間隙的時(shí)間可以忽略不計(jì)。

(1)電子在7、8號(hào)金屬圓筒之間加速時(shí)，請(qǐng)判斷7、8號(hào)圓筒電勢(shì)的高低及電子在8號(hào)圓筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；

(2)求電子進(jìn)入第n號(hào)金屬圓筒后的速度大小v；

(3)求第n號(hào)金屬圓筒的長(zhǎng)度L。14.如圖，電源電動(dòng)勢(shì)為24V，內(nèi)阻為4Ω，電阻R1為2Ω，R2為12Ω。開(kāi)關(guān)閉合后，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作。已知電動(dòng)機(jī)額定電壓U為12V，線圈電阻RM為1Ω，問(wèn)：

(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)通過(guò)R2的電流多大？

(2)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械功率是多大？

(3)若R1、R2電阻可調(diào)，在確保電動(dòng)機(jī)正常工作的前提下，當(dāng)R1的阻值多大時(shí)，15.如圖所示，一個(gè)帶負(fù)電的小球，質(zhì)量為m，電荷量絕對(duì)值為q，固定于絕緣輕桿一端，輕桿的另一端光滑鉸接于O點(diǎn)，重力加速度為g。

(1)未加電場(chǎng)時(shí)，將輕桿向左拉至水平位置，無(wú)初速度釋放，小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，求輕桿對(duì)它的拉力大小。

(2)若在空間中施加一個(gè)平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，大小方向未知。將輕桿從左邊水平位置無(wú)初速度釋放，小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，受到輕桿的拉力為4mg；將輕桿從右邊水平位置無(wú)初速度釋放，小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，受到輕桿的拉力為20mg。求電場(chǎng)強(qiáng)度E。(已知sin37°=35)

參考答案1.A

2.B

3.C

4.C

5.D

6.B

7.A

8.BC

9.AC

10.AC

11.負(fù)極

C

R1

電荷量12.M

8000

UI?R1?13.解：(1)電子在7、8號(hào)金屬圓筒之間加速時(shí)，所受電場(chǎng)力水平向右，場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左，即場(chǎng)強(qiáng)方向從8號(hào)指向7號(hào)圓筒，則8號(hào)圓筒電勢(shì)高于7號(hào)圓筒的電勢(shì)，電子在8號(hào)圓筒內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

(2)設(shè)電子進(jìn)入第n個(gè)圓筒后的速度為v；

根據(jù)動(dòng)能定理neU=12mv2，

解得v=2neUm

(3)第n個(gè)圓筒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=vT2

解得L=T2m2nemU。

答：(1)8號(hào)圓筒電勢(shì)高于7號(hào)圓筒的電勢(shì)；電子在8號(hào)圓筒內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

14.解：(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)通過(guò)R2的電流I2=UR2，解得I2=1A；

(2)由閉合電路歐姆定律，可知電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，該電路的干路電流I0=E?Ur+R1，解得I0=2A，

由并聯(lián)電路電流規(guī)律，可知通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為IM=I0?I2=2A?1A=1A，

電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P機(jī)=UIM?IM2RM，解得P機(jī)=11W；

(3)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，R1消耗的電功率：P=(E?UR1′+r)2R1′15.解：(1)未加電場(chǎng)，則從水平位置無(wú)初速度釋放到最低點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理得：mgL=12mv2

小球在最低點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得：FT?mg=mv2L

聯(lián)立解得：FT=3mg

(2)加電場(chǎng)后，無(wú)論輕桿從哪邊釋放小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)受到的拉力均比無(wú)電場(chǎng)時(shí)大，則說(shuō)明電場(chǎng)在豎直方向的分量向上，而輕