【精品解析】甘肃省天水市第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

资源下载
  1. 二一教育资源

【精品解析】甘肃省天水市第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

资源简介

甘肃省天水市第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题
1.(2024高二上·秦州期末)关于电荷,下列说法正确的是(  )
A.带电体的带电荷量不是任意的,必须是元电荷的整数倍
B.点电荷不是一种理想化模型,是实际存在的带电体
C.元电荷就是带电荷量为1.60×10-19C的带电体
D.两个不带电的物体经摩擦后带电,说明电荷可以创生和消灭
2.(2024高二上·秦州期末)质量为0.5 kg的瓜州蜜瓜放到水平桌面上,经2s,取重力加速度大小g=10 m/s2,则桌面支持力对蜜瓜的冲量大小是(  )
A.1N·s B.5N·s C.10N·s D.15N·s
3.(2024高二上·秦州期末)质量的汽车在郑州的中州大道以的速度行驶,其动量大小为(  )
A. B.
C. D.
4.(2024高二上·秦州期末)如图所示,电动势为4V的电源跟一个阻值为8Ω的电阻连接成闭合电路,理想电压表测得电源两端的电压为3.2V,则电源的内阻为(  )
A.1Ω B.2Ω C.3Ω D.4Ω
5.(2024高二上·秦州期末)关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是(  )
A.任何电场都会产生磁场
B.任何磁场都会产生电场
C.电磁波是横波,不能在真空中传播
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在
6.(2024高二上·秦州期末)如图所示,A、B 两物体的质量相同,中间用轻弹簧相连,水平面光滑,在水平推力F 的作用下,A、B 两物体一起以加速度a 向右做匀加速直线运动。在突然撤去推力F 的瞬间,A、B 两物体的加速度大小分别为(  )
A.a,0 B.0,a C.a,a D.a,2a
7.(2024高二上·秦州期末)如图所示,在xOy坐标系内,三根相互平行的通电直导线P、Q、R分别位于正三角形的三个顶点,都通有方向垂直xOy坐标平面向外、大小相等的电流,则导线R受到的安培力的方向是(  )
A.沿y正方向 B.沿y负方向 C.沿x正方向 D.沿x负方向
8.(2024高二上·秦州期末)下列情景利用了反冲原理的是(  )
A.喷气式飞机飞行 B.火箭飞行
C.章鱼游动 D.苹果下落
9.(2024高二上·秦州期末)内阻r=1Ω的小型直流电动机线圈与规格为“4V 4W”的小灯泡并联,再与阻值R=5Ω的电阻串联,然后接至U=12V的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,则电动机的输出功率及效率为(  )
A.2.04W B.5.06W C.85% D.95%
10.(2024高二上·秦州期末)如图所示,两点电荷Q1、Q2连线的延长线上有A、B两点。现将一带负电的试探电荷在A点由静止释放,它仅在电场力作用下恰好能在A、B两点间做往复运动,则下列说法正确的是(  )
A.Q1的电荷量大于Q2的电荷量
B.A、B两点的电势相等
C.A、B两点的电场强度大小相等,方向相反
D.试探电荷从A点运动到B点的过程中,其所受电场力先增大后减小
11.(2024高二上·秦州期末)(1)下列是通过描点法画小球平抛运动轨迹的一些操作要求,将你认为错误的选项前面的字母填在横线上______
A.通过调节使斜槽的末端切线保持水平
B.每次释放小球的位置必须相同
C.记录小球位置用的凹槽每次必须等距离下降
D.每次必须由静止释放小球
(2)在“研究平抛物体的运动”的实验中,得到的轨迹如图所示,其中O点为平抛运动的起点。取重力加速度大小g=9.8m/s2,根据平抛运动的规律及图中给出的数据,可计算出小球平抛的初速度大小v0=    m/s。(结果保留三位有效数字)
12.(2024高二上·秦州期末)按要求完成实验。
(1)图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的   (填“A”“B”或“C”)进行测量,示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为   mm。
(2)假设一金属丝的长度为L,横截面积为S,电阻为R,则该金属丝的电阻率ρ=   。
13.(2024高二上·秦州期末)如图所示,灵敏电流计的内阻,满偏电流。当使用、两个端点时,电流表最大测量值;当使用、两个端点时,电压表最大测量值为。已知电阻。求:
(1)电阻的阻值;
(2)最大测量值。
14.(2024高二上·秦州期末)如图所示,在光滑水平面上有一长木板,其质量M=2kg,在其左端有一质量m=0.5kg的小滑块(看作质点),小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.4,取重力加速度大小g=10m/s2, 小滑块与长木板一起以v=6m/s 的速度水平向右运动,长木板与竖直墙壁发生弹性碰撞,碰撞时间极短,最终小滑块恰好没从长木板右端滑出,求:
(1)小滑块的最终速度大小v';
(2)长木板的长度L。
15.(2024高二上·秦州期末)现使相距25cm且竖直放置的平行金属板A、B带等量异种电荷,每板所带电荷量为Q=2.0×10-3C,电容C=8μF。如图所示,板间用丝线悬挂着的小球带电荷量q=1.5×10-7C,平衡时丝线与竖直方向的夹角α=37°,sin37°=0.6,取重力加速度大小g=10m/s2,求:
(1)小球的质量;
(2)丝线上的拉力大小。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】电荷及三种起电方式;点电荷
【解析】【解答】A. 电荷是量子化的,任何带电体的电量 ,(元电荷),n 为整数 ,故A正确;
B. 点电荷是理想化模型(大小形状可忽略),现实中并不存在“真正”的点电荷,实际带电体(如电子)有时可近似看成点电荷,但它本身有尺寸 ,故B错误;
C.元电荷是最小电荷量,它的大小等于电子或者质子所携带电荷量,不是指带电体,故C错误;
D. 摩擦起电是电荷转移(电子转移),不是创生或消灭,电荷总量守恒 ,故D错误。
故选A。
【分析】一、核心考点
1、电荷量子化 —— 自然界中电荷量都是元电荷的整数倍。
2、点电荷模型 —— 理想化物理模型,实际不存在。
3、元电荷的定义 —— 最小的电荷量单位 e,不是某个粒子。
4、电荷守恒定律 —— 电荷不能创生或消灭,只能转移。
二、易错点
1、将元电荷与电子混淆(元电荷是电荷量,电子是粒子)。
2、误以为点电荷是真实存在的极小带电体。
2.【答案】C
【知识点】冲量
【解析】【解答】对蜜瓜进行分析,根据平衡条件有,则桌面支持力对蜜瓜的冲量大小
解得,故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】1、冲量的定义与计算
恒力的冲量:(方向与力的方向相同)
本题中桌面支持力是恒力(因为蜜瓜静止),所以冲量大小 = 支持力大小 × 时间。
2、受力平衡与支持力大小
蜜瓜静止在桌面上 竖直方向二力平衡:支持力 。
质量m=0.5kg,g=10m/s2 FN =0.5×10=5N。
3、冲量计算
时间 t=2s 。
4、误将“支持力冲量”与“合外力冲量”混淆
合外力为 0,所以合外力冲量为 0,但某个力的冲量不为 0。
题目问“桌面支持力对蜜瓜的冲量大小”,只需算该力的冲量,不是合外力的冲量。
3.【答案】B
【知识点】动量
【解析】【解答】动量,代入数据解得,故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】1、动量的定义与计算
动量:p=mv,矢量,方向与速度方向相同。本题只问动量大小,只需用标量计算。
2、单位换算:质量m=500kg,速度
3、速度单位不换算,常见错误:直接将 代入,忘记化成 ,导致结果差 3.6 倍。
4、动量方向混淆:题目问“动量大小”,不涉及方向,但仍有人误以为要写出矢量表达式。
4.【答案】B
【知识点】闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】电动势为4V的电源跟一个阻值为8Ω的电阻连接成闭合电路, 根据闭合电路欧姆定律有
根据欧姆定律有
解得
,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【分析】根据欧姆定律求出电路中电流,再根据闭合电路欧姆定律计算电源的内阻。
5.【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】A.根据麦克斯韦电磁理论可知,变化的电场才能产生磁场,恒定的电场不会产生磁场,即并不是任何电场都会产生磁场,故A错误;
B.根据麦克斯韦电磁理论可知,变化的磁场才能产生电场,恒定的磁场不会产生电场,即并不是任何磁场都会产生电场,故B错误;
C.电磁波是横波,电磁波本质上是电磁场的传播,其能够在真空中传播,故C错误;
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,故D正确。
故选D。
【分析】1、麦克斯韦电磁场理论的两个核心假说
变化的磁场产生电场(法拉第电磁感应定律的推广)
变化的电场产生磁场(位移电流假说)
2、电磁波的性质
是横波(E、B 与传播方向垂直),可以在真空中传播,传播速度:真空中
3、电磁波历史的常识
麦克斯韦 → 理论预言,赫兹 → 实验证实
4、记混人物与贡献
麦克斯韦:理论预言电磁波、建立电磁场方程组。
赫兹:实验证实。有时会与法拉第、奥斯特等混淆。
5、混淆横波与纵波
虽然本题未考,但电磁波一定是横波(在自由空间),如果进入波导等特殊条件可能模式复杂,但基础题默认是横波。
6.【答案】C
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】撤去推力之前,对A、B两物体构成的整体进行分析,根据牛顿第二定律有,弹簧处于压缩状态,令弹簧弹力为,对B物体进行分析,根据牛顿第二定律有,解得
撤去推力F 的瞬间,弹簧弹力不变,则B物体受力情景不变,即B的加速度仍然为a,此时对A进行分析,根据牛顿第二定律有
结合上述解得
故选C。
【分析】一、核心考点
1、弹簧弹力的瞬时性(不突变)
弹簧(轻弹簧)由于形变需要时间改变,弹力不会突变,撤去外力的瞬间,弹簧弹力仍保持撤去前的大小和方向。
2、物体加速度的突变
虽然弹簧弹力不变,但作用在每个物体上的合外力会因其他力的突然消失而改变,因此加速度可以突变。
3、整体法与隔离法综合应用
先整体法求整体加速度,再隔离法求弹簧弹力,最后分析撤去外力后的瞬时受力。
二、易错点
1、误认为撤去推力后弹簧弹力立即消失
错误认为撤去 F 后 A 不受力 → ,选 A 或 B 选项。
错因:混淆了“弹簧”与“绳”的弹力特性(绳的弹力可瞬间变,但弹簧弹力不会瞬间变)。
2、误认为两物体加速度相同
撤去 F 前 ,撤去后由于弹簧仍保持压缩,两物体加速度方向相反,大小与a 的关系需要重新计算。
3、对撤去 F 后受力方向判断错误
初始时弹簧压缩,对 A 向右推,对 B 向左推。撤去 F 后,A 只受弹簧向右的力,因此加速度向右;
B 只受弹簧向左的力,加速度向左。若问“加速度大小”,则都为a。
7.【答案】B
【知识点】左手定则—磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】由安培定则可知,通电指导线P、Q在R处产生的磁场方向水平向右,即沿x轴负方向,则R处的磁场方向沿x轴负方向;由左手定则可知,通电直导线R所受安培力垂直于R指向y轴负方向。故ACD错误,B正确。故选:B。
【分析】R所在处的磁场是由P与Q中的电流产生的,由安培定则判断出R处磁场的方向,然后由左手定则判断出R中电流所示安培力的方向。
8.【答案】A,B,C
【知识点】反冲
【解析】【解答】ABC.反冲原理是指当一个物体向某一个方向射出它的一部分时,这个物体的剩余部分将向相反的方向运动,这个现象遵循动量守恒定律,可知,喷气式飞机飞行、火箭飞行与章鱼游动均利用了反冲原理,故ABC正确;
D.苹果下落是由于地球的吸引力引起,没有利用反冲原理,故D错误。
故选ABC。
【分析】一、核心考点
1、反冲原理的定义
反冲是指一个系统在内力作用下,系统的一部分向某个方向运动,另一部分向相反方向运动的现象。
本质是动量守恒定律:系统初始总动量为零,内力作用使两部分获得等大反向的动量。
2、反冲实例与判断依据
判断是否属于反冲,关键是看物体是否通过向后喷射物质(气体、液体等)或抛射部分自身质量来获得向前的动量。
常见例子:火箭、喷气式飞机、章鱼喷水游动、乌贼游动、直升机尾桨防机身旋转(也可看作角动量守恒的反冲形式)。
二、易错点
1、混淆反冲与单纯的作用力反作用力
反冲是系统内部两部分因内力朝相反方向运动,且系统初始总动量为零。
苹果下落是外力(重力)作用,不是系统内部两部分分离引起的反向运动,不属于反冲。
2、忽略章鱼游动的反冲本质
章鱼通过身体腔体吸水然后向后喷出,利用水的反作用力前进,这是典型的反冲。
有的学生会认为只有“机械喷气”才算反冲,忽略生物界的反冲实例。
9.【答案】A,C
【知识点】焦耳定律;电功率和电功
【解析】【解答】小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,则定值电阻的两端电压为
通过定值电阻的电流为,通过小灯泡的电流为,故通过电动机的电流为,电动机的输入功率为
电动机的热功率为,则电动机的输出功率为
电动机的效率为,故AC正确,BD错误。
故选AC。
【分析】一、核心考点
1. 串并联电路电压电流关系
灯泡与电动机并联 两者电压相等,并联部分再与定值电阻串联 电阻的电压 + 并联部分电压 = 电源电压。总电流 = 电阻中电流 = 两支路电流之和。
2. “正常工作”的含义
对纯电阻元件(灯泡),“正常工作”指在额定电压、额定功率下工作,,对电动机,“正常工作”不等于它两端电压为额定电压(题中未给电机额定电压,所以只能从电路推出实际电压),也不等于它输出额定功率,只表示它能转动工作(不是卡住),此时有反电动势,属于非纯电阻电路分析。
3. 电动机的功率关系
输入电功率:(电动机两端电压 × 电流);热功率(线圈电阻发热):
输出机械功率:;效率:
4. 能量转化视角
电动机:电能 → 机械能 + 内能(焦耳热);灯泡:电能 → 内能 + 光能(纯电阻)
定值电阻:电能 → 内能(纯电阻)
二、常见易错点
1. 误把电动机当纯电阻计算电流
错误做法:已知 、,直接用 。
错因:没理解电动机转动时存在反电动势 ,满足:,所以 。
正确求法:本题利用 总电流 I 减去灯泡电流 得到 ,不依赖反电动势的具体值。
2. 误认为“正常工作”时电动机电压等于灯泡额定电压
本题电动机与灯泡并联,电压相等,所以的确 ,但这不是电动机的“额定电压”,只是实际电路分配结果。有的题目可能电动机与灯泡串联,则电流相等,电压分配不同,易混淆。
3. 混淆输入功率与总功率
电动机输入功率 不等于电源给电动机所在支路的功率?不对,就是它。
小心:电源总功率 是给整个电路的,其中一部分在电阻 和灯泡上发热(或发光),一部分输入电动机,电动机再分成热与机械输出。
本题问的只是电动机自身的功率分配,不要算到整个电路功率。
10.【答案】A,B
【知识点】点电荷的电场;电势能与电场力做功的关系;电势
【解析】【解答】ACD.由题意知,带负电的试探电荷在A点由静止释放,恰好能在AB间做往复运动,说明AB间有一点P场强为零,从A到P场强逐渐减小,方向向左;从P到B场强增大,方向向右,即A、B两点的场强方向相反,但大小无法比较;试探电荷从A点运动到B点的过程中,由于场强先减小后增大,则所受电场力先减小后增大;因为AB间有一点P场强为零,则有,由于Q1离P点的距离大于Q2离P点的距离,则Q1的电荷量大于Q2的电荷量,故A正确,CD错误;
B.试探电荷从A到B的过程,根据动能定理得,可得,可知A、B两点的电势相等,故B正确。
故选AB。
【分析】1. 单电荷在静电场中往复运动的条件
在只有静电力作用的系统中,机械能守恒:,往复运动的端点速度为零,故两端点电势能相等:
对于负电荷,电势相等 电势能相等 动能为零时可往复运动。
2. 电场强度为零点的存在与判定
两个异号点电荷在它们的连线上之间存在一点 合场强为零。
对于同种电荷,若电量不等,也可能在延长线上某点合场强为零,但此时两点场强方向相同或相反?要具体分析。题目中间出现 点 在 A,B 之间,是试探电荷受力为零的平衡位置,也是速度最大的位置。
3. 电场强度大小、方向的对称性
A,B 在 的延长线上,不一定关于 点对称。因此 与 的大小不一定相等。
但题中 A,B 电势相等,场强方向可根据电荷位置推断:通常 A,B 在 两侧,所以电场方向相反。
4. 电荷量大小的判断
设 P 点合场强为零:,若 ,则
题目推导 电量大于 ,因为零点 更靠近 。
5. 电场力变化规律
试探电荷受力 ,q 为负,所以 F 与 E 方向相反。
从 A 到 : 减小到 0 减小。从 到 B: 增大(方向相反) 从 0 增大。
因此 电场力大小先减小后增大,不是“先增大后减小”。
11.【答案】(1)C
(2)1.60
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】(1)A.为了使小球飞出斜槽末端的速度方向水平,实验中应通过调节使斜槽的末端切线保持水平,故A正确,不符合题意;
B.为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定,实验中每次释放小球的位置必须相同,故B正确,不符合题意;
C.为了准确描绘出小球的运动轨迹,需要记录小球的多个位置,但并不需要记录小球位置用的凹槽每次等距离下降,故C错误,符合题意;
D.为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定,实验中每次必须由静止释放小球,故D正确,不符合题意。
故选C。
(2)O点为平抛运动的起点,根据平抛运动的规律有,,解得,代入坐标(32.0cm,19.6cm)解得
【分析】一、实验原理
平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动()和竖直方向的自由落体运动(
二、实验操作要点
1、斜槽末端切线必须水平
目的:保证小球初速度方向水平,否则不是平抛运动。
2、每次必须从同一位置由静止释放小球
目的:确保每次平抛初速度大小相同,使轨迹点属于同一条抛物线。
3、记录轨迹点时,不需要等距离下降
因为竖直方向位移 y 与 t2 成正比,点迹自然越来越密。强行等距下降反而错误。
4、用平滑曲线连接各点
不能连成折线,轨迹应为抛物线。
三、数据处理与计算
1、已知抛出点 O,取轨迹上一点 ,由,联立得:
(注意单位:厘米需换算为米)
2、抛出点未知时
用逐差法:在轨迹上取相邻点间的竖直位移差 → 求周期 T
由水平位移 → 求
四、误差分析
1、斜槽末端不水平 → 初速度方向不水平,测量值偏大或偏小。
2、释放位置不同或非静止释放 → 初速度大小变化,轨迹点杂乱。
3、坐标原点选取不准 → 需用 验证或修正计算式。
4、空气阻力 → 轨迹后端偏离理论抛物线。
(1)A.为了使小球飞出斜槽末端的速度方向水平,实验中应通过调节使斜槽的末端切线保持水平,故A正确,不符合题意;
B.为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定,实验中每次释放小球的位置必须相同,故B正确,不符合题意;
C.为了准确描绘出小球的运动轨迹,需要记录小球的多个位置,但并不需要记录小球位置用的凹槽每次等距离下降,故C错误,符合题意;
D.为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定,实验中每次必须由静止释放小球,故D正确,不符合题意。
故选C。
(2)O点为平抛运动的起点,根据平抛运动的规律有,
解得
代入坐标(32.0cm,19.6cm)解得
12.【答案】(1)A;11.25
(2)
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的A进行测量;20分度游标卡尺的精确值为,结果不用估读,读到最小刻度即可,由图可知该钢笔帽的内径为
(2) 一金属丝的长度为L,横截面积为S,电阻为R, 根据电阻定律可得
可得该金属丝的电阻率
【分析】(1)根据游标卡尺的使用方法判断;先确定游标卡尺的最小分度值再读数;
(2)根据电阻定律推导。
(1)[1]当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的A进行测量;
[2]20分度游标卡尺的精确值为,由图可知该钢笔帽的内径为
(2)根据电阻定律可得
可得该金属丝的电阻率
13.【答案】(1)当使用两个端点时,与灵敏电流计并联,根据并联电路的特点可得
解得
(2)当使用、两个端点时,灵敏电流计与并联后与串联,根据串、并联电路特点,有
解得
【知识点】表头的改装
【解析】【分析】(1)当使用a、b两个端点时,R1与灵敏电流计并联,两端电压相等;
(2)当使用a、c两个端点时,灵敏电流计与 R1并联后与R2串联,两个电阻的电流相等。
(1)当使用两个端点时,与灵敏电流计并联,根据并联电路的特点可得
解得
(2)当使用、两个端点时,灵敏电流计与并联后与串联,根据串、并联电路特点,有
解得
14.【答案】(1)解:长木板与竖直墙壁发生弹性碰撞,令水平向左为正方向,碰后长木板与小滑块组成的系统动量守恒
解得 小滑块的最终速度大小 v'=3.6m/s,方向水平向左
(2)解:根据能量守恒得
解得 长木板的长度为L=14.4m
【知识点】动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】1、动量守恒定律的应用条件
碰撞后,木板与滑块组成的系统在光滑水平面上运动,水平方向不受外力,系统动量守恒。
注意:碰撞瞬间与墙的作用是外力,但该过程结束后(即碰撞完成后),系统动量才守恒。
2、能量转化与守恒(摩擦生热)
系统机械能减少量等于滑动摩擦力产生的热量:
能量守恒式:其中 、是碰撞后瞬间的速度。
3、“恰好不滑出”的临界条件
滑块与木板共速时,滑块恰好到达木板右端 → 相对位移等于木板长度L。
(1)长木板与竖直墙壁发生弹性碰撞,令水平向左为正方向,碰后长木板与小滑块组成的系统动量守恒
Mv-mv=(m+M)v'
解得
v'=3.6m/s
方向水平向左。
(2)结合上述,根据能量守恒得
解得
L=14.4m
15.【答案】(1)解:根据,
联立解得电场强度为E=1×103N/C
对小球受力分析,小球受到重力、电场力和拉力,根据平衡条件可得
解得m=2×10-5kg
(2)解:丝线上的拉力大小为
解得F=2.5×10-4N
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【分析】核心考点
1、平行板电容器 E,C,Q,U,d 的关系
, ,这个组合公式要熟练掌握。
2、带电小球在匀强电场中的平衡
三力平衡(重力、电场力、拉力),用正交分解列出方程。
常见技巧:求质量时,用 可直接得到。
3、计算中的单位统一
电容用 ,电量用 ,距离用 ,力用 ,质量用 。
二、常见易错点
1、电场强度公式的误用
容易直接用 但不知道 中的 S 未给出。
这里给了 和 ,其实可以求出 (如果题目要求),但本题用 更直接且不需要 S。
2、受力分析时弄错电场方向
竖直放置的平行板,电场是水平的,所以电场力是水平的,与重力垂直。
有些学生误以为电场力有竖直分量。
3、角的对应关系
角 是绳与竖直方向的夹角,所以平衡方程里:水平力 ,竖直力
若角给的是与水平方向夹角,则 sin 和 cos 要互换,易错。
(1)根据
联立解得电场强度为
E=1×103N/C
对小球受力分析,小球受到重力、电场力和拉力,根据平衡条件可得
解得
m=2×10-5kg
(2)丝线上的拉力大小为
解得
F=2.5×10-4N
1 / 1甘肃省天水市第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题
1.(2024高二上·秦州期末)关于电荷,下列说法正确的是(  )
A.带电体的带电荷量不是任意的,必须是元电荷的整数倍
B.点电荷不是一种理想化模型,是实际存在的带电体
C.元电荷就是带电荷量为1.60×10-19C的带电体
D.两个不带电的物体经摩擦后带电,说明电荷可以创生和消灭
【答案】A
【知识点】电荷及三种起电方式;点电荷
【解析】【解答】A. 电荷是量子化的,任何带电体的电量 ,(元电荷),n 为整数 ,故A正确;
B. 点电荷是理想化模型(大小形状可忽略),现实中并不存在“真正”的点电荷,实际带电体(如电子)有时可近似看成点电荷,但它本身有尺寸 ,故B错误;
C.元电荷是最小电荷量,它的大小等于电子或者质子所携带电荷量,不是指带电体,故C错误;
D. 摩擦起电是电荷转移(电子转移),不是创生或消灭,电荷总量守恒 ,故D错误。
故选A。
【分析】一、核心考点
1、电荷量子化 —— 自然界中电荷量都是元电荷的整数倍。
2、点电荷模型 —— 理想化物理模型,实际不存在。
3、元电荷的定义 —— 最小的电荷量单位 e,不是某个粒子。
4、电荷守恒定律 —— 电荷不能创生或消灭,只能转移。
二、易错点
1、将元电荷与电子混淆(元电荷是电荷量,电子是粒子)。
2、误以为点电荷是真实存在的极小带电体。
2.(2024高二上·秦州期末)质量为0.5 kg的瓜州蜜瓜放到水平桌面上,经2s,取重力加速度大小g=10 m/s2,则桌面支持力对蜜瓜的冲量大小是(  )
A.1N·s B.5N·s C.10N·s D.15N·s
【答案】C
【知识点】冲量
【解析】【解答】对蜜瓜进行分析,根据平衡条件有,则桌面支持力对蜜瓜的冲量大小
解得,故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】1、冲量的定义与计算
恒力的冲量:(方向与力的方向相同)
本题中桌面支持力是恒力(因为蜜瓜静止),所以冲量大小 = 支持力大小 × 时间。
2、受力平衡与支持力大小
蜜瓜静止在桌面上 竖直方向二力平衡:支持力 。
质量m=0.5kg,g=10m/s2 FN =0.5×10=5N。
3、冲量计算
时间 t=2s 。
4、误将“支持力冲量”与“合外力冲量”混淆
合外力为 0,所以合外力冲量为 0,但某个力的冲量不为 0。
题目问“桌面支持力对蜜瓜的冲量大小”,只需算该力的冲量,不是合外力的冲量。
3.(2024高二上·秦州期末)质量的汽车在郑州的中州大道以的速度行驶,其动量大小为(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】动量
【解析】【解答】动量,代入数据解得,故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】1、动量的定义与计算
动量:p=mv,矢量,方向与速度方向相同。本题只问动量大小,只需用标量计算。
2、单位换算:质量m=500kg,速度
3、速度单位不换算,常见错误:直接将 代入,忘记化成 ,导致结果差 3.6 倍。
4、动量方向混淆:题目问“动量大小”,不涉及方向,但仍有人误以为要写出矢量表达式。
4.(2024高二上·秦州期末)如图所示,电动势为4V的电源跟一个阻值为8Ω的电阻连接成闭合电路,理想电压表测得电源两端的电压为3.2V,则电源的内阻为(  )
A.1Ω B.2Ω C.3Ω D.4Ω
【答案】B
【知识点】闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】电动势为4V的电源跟一个阻值为8Ω的电阻连接成闭合电路, 根据闭合电路欧姆定律有
根据欧姆定律有
解得
,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【分析】根据欧姆定律求出电路中电流,再根据闭合电路欧姆定律计算电源的内阻。
5.(2024高二上·秦州期末)关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是(  )
A.任何电场都会产生磁场
B.任何磁场都会产生电场
C.电磁波是横波,不能在真空中传播
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在
【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】A.根据麦克斯韦电磁理论可知,变化的电场才能产生磁场,恒定的电场不会产生磁场,即并不是任何电场都会产生磁场,故A错误;
B.根据麦克斯韦电磁理论可知,变化的磁场才能产生电场,恒定的磁场不会产生电场,即并不是任何磁场都会产生电场,故B错误;
C.电磁波是横波,电磁波本质上是电磁场的传播,其能够在真空中传播,故C错误;
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,故D正确。
故选D。
【分析】1、麦克斯韦电磁场理论的两个核心假说
变化的磁场产生电场(法拉第电磁感应定律的推广)
变化的电场产生磁场(位移电流假说)
2、电磁波的性质
是横波(E、B 与传播方向垂直),可以在真空中传播,传播速度:真空中
3、电磁波历史的常识
麦克斯韦 → 理论预言,赫兹 → 实验证实
4、记混人物与贡献
麦克斯韦:理论预言电磁波、建立电磁场方程组。
赫兹:实验证实。有时会与法拉第、奥斯特等混淆。
5、混淆横波与纵波
虽然本题未考,但电磁波一定是横波(在自由空间),如果进入波导等特殊条件可能模式复杂,但基础题默认是横波。
6.(2024高二上·秦州期末)如图所示,A、B 两物体的质量相同,中间用轻弹簧相连,水平面光滑,在水平推力F 的作用下,A、B 两物体一起以加速度a 向右做匀加速直线运动。在突然撤去推力F 的瞬间,A、B 两物体的加速度大小分别为(  )
A.a,0 B.0,a C.a,a D.a,2a
【答案】C
【知识点】牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【解答】撤去推力之前,对A、B两物体构成的整体进行分析,根据牛顿第二定律有,弹簧处于压缩状态,令弹簧弹力为,对B物体进行分析,根据牛顿第二定律有,解得
撤去推力F 的瞬间,弹簧弹力不变,则B物体受力情景不变,即B的加速度仍然为a,此时对A进行分析,根据牛顿第二定律有
结合上述解得
故选C。
【分析】一、核心考点
1、弹簧弹力的瞬时性(不突变)
弹簧(轻弹簧)由于形变需要时间改变,弹力不会突变,撤去外力的瞬间,弹簧弹力仍保持撤去前的大小和方向。
2、物体加速度的突变
虽然弹簧弹力不变,但作用在每个物体上的合外力会因其他力的突然消失而改变,因此加速度可以突变。
3、整体法与隔离法综合应用
先整体法求整体加速度,再隔离法求弹簧弹力,最后分析撤去外力后的瞬时受力。
二、易错点
1、误认为撤去推力后弹簧弹力立即消失
错误认为撤去 F 后 A 不受力 → ,选 A 或 B 选项。
错因:混淆了“弹簧”与“绳”的弹力特性(绳的弹力可瞬间变,但弹簧弹力不会瞬间变)。
2、误认为两物体加速度相同
撤去 F 前 ,撤去后由于弹簧仍保持压缩,两物体加速度方向相反,大小与a 的关系需要重新计算。
3、对撤去 F 后受力方向判断错误
初始时弹簧压缩,对 A 向右推,对 B 向左推。撤去 F 后,A 只受弹簧向右的力,因此加速度向右;
B 只受弹簧向左的力,加速度向左。若问“加速度大小”,则都为a。
7.(2024高二上·秦州期末)如图所示,在xOy坐标系内,三根相互平行的通电直导线P、Q、R分别位于正三角形的三个顶点,都通有方向垂直xOy坐标平面向外、大小相等的电流,则导线R受到的安培力的方向是(  )
A.沿y正方向 B.沿y负方向 C.沿x正方向 D.沿x负方向
【答案】B
【知识点】左手定则—磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】由安培定则可知,通电指导线P、Q在R处产生的磁场方向水平向右,即沿x轴负方向,则R处的磁场方向沿x轴负方向;由左手定则可知,通电直导线R所受安培力垂直于R指向y轴负方向。故ACD错误,B正确。故选:B。
【分析】R所在处的磁场是由P与Q中的电流产生的,由安培定则判断出R处磁场的方向,然后由左手定则判断出R中电流所示安培力的方向。
8.(2024高二上·秦州期末)下列情景利用了反冲原理的是(  )
A.喷气式飞机飞行 B.火箭飞行
C.章鱼游动 D.苹果下落
【答案】A,B,C
【知识点】反冲
【解析】【解答】ABC.反冲原理是指当一个物体向某一个方向射出它的一部分时,这个物体的剩余部分将向相反的方向运动,这个现象遵循动量守恒定律,可知,喷气式飞机飞行、火箭飞行与章鱼游动均利用了反冲原理,故ABC正确;
D.苹果下落是由于地球的吸引力引起,没有利用反冲原理,故D错误。
故选ABC。
【分析】一、核心考点
1、反冲原理的定义
反冲是指一个系统在内力作用下,系统的一部分向某个方向运动,另一部分向相反方向运动的现象。
本质是动量守恒定律:系统初始总动量为零,内力作用使两部分获得等大反向的动量。
2、反冲实例与判断依据
判断是否属于反冲,关键是看物体是否通过向后喷射物质(气体、液体等)或抛射部分自身质量来获得向前的动量。
常见例子:火箭、喷气式飞机、章鱼喷水游动、乌贼游动、直升机尾桨防机身旋转(也可看作角动量守恒的反冲形式)。
二、易错点
1、混淆反冲与单纯的作用力反作用力
反冲是系统内部两部分因内力朝相反方向运动,且系统初始总动量为零。
苹果下落是外力(重力)作用,不是系统内部两部分分离引起的反向运动,不属于反冲。
2、忽略章鱼游动的反冲本质
章鱼通过身体腔体吸水然后向后喷出,利用水的反作用力前进,这是典型的反冲。
有的学生会认为只有“机械喷气”才算反冲,忽略生物界的反冲实例。
9.(2024高二上·秦州期末)内阻r=1Ω的小型直流电动机线圈与规格为“4V 4W”的小灯泡并联,再与阻值R=5Ω的电阻串联,然后接至U=12V的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,则电动机的输出功率及效率为(  )
A.2.04W B.5.06W C.85% D.95%
【答案】A,C
【知识点】焦耳定律;电功率和电功
【解析】【解答】小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,则定值电阻的两端电压为
通过定值电阻的电流为,通过小灯泡的电流为,故通过电动机的电流为,电动机的输入功率为
电动机的热功率为,则电动机的输出功率为
电动机的效率为,故AC正确,BD错误。
故选AC。
【分析】一、核心考点
1. 串并联电路电压电流关系
灯泡与电动机并联 两者电压相等,并联部分再与定值电阻串联 电阻的电压 + 并联部分电压 = 电源电压。总电流 = 电阻中电流 = 两支路电流之和。
2. “正常工作”的含义
对纯电阻元件(灯泡),“正常工作”指在额定电压、额定功率下工作,,对电动机,“正常工作”不等于它两端电压为额定电压(题中未给电机额定电压,所以只能从电路推出实际电压),也不等于它输出额定功率,只表示它能转动工作(不是卡住),此时有反电动势,属于非纯电阻电路分析。
3. 电动机的功率关系
输入电功率:(电动机两端电压 × 电流);热功率(线圈电阻发热):
输出机械功率:;效率:
4. 能量转化视角
电动机:电能 → 机械能 + 内能(焦耳热);灯泡:电能 → 内能 + 光能(纯电阻)
定值电阻:电能 → 内能(纯电阻)
二、常见易错点
1. 误把电动机当纯电阻计算电流
错误做法:已知 、,直接用 。
错因:没理解电动机转动时存在反电动势 ,满足:,所以 。
正确求法:本题利用 总电流 I 减去灯泡电流 得到 ,不依赖反电动势的具体值。
2. 误认为“正常工作”时电动机电压等于灯泡额定电压
本题电动机与灯泡并联,电压相等,所以的确 ,但这不是电动机的“额定电压”,只是实际电路分配结果。有的题目可能电动机与灯泡串联,则电流相等,电压分配不同,易混淆。
3. 混淆输入功率与总功率
电动机输入功率 不等于电源给电动机所在支路的功率?不对,就是它。
小心:电源总功率 是给整个电路的,其中一部分在电阻 和灯泡上发热(或发光),一部分输入电动机,电动机再分成热与机械输出。
本题问的只是电动机自身的功率分配,不要算到整个电路功率。
10.(2024高二上·秦州期末)如图所示,两点电荷Q1、Q2连线的延长线上有A、B两点。现将一带负电的试探电荷在A点由静止释放,它仅在电场力作用下恰好能在A、B两点间做往复运动,则下列说法正确的是(  )
A.Q1的电荷量大于Q2的电荷量
B.A、B两点的电势相等
C.A、B两点的电场强度大小相等,方向相反
D.试探电荷从A点运动到B点的过程中,其所受电场力先增大后减小
【答案】A,B
【知识点】点电荷的电场;电势能与电场力做功的关系;电势
【解析】【解答】ACD.由题意知,带负电的试探电荷在A点由静止释放,恰好能在AB间做往复运动,说明AB间有一点P场强为零,从A到P场强逐渐减小,方向向左;从P到B场强增大,方向向右,即A、B两点的场强方向相反,但大小无法比较;试探电荷从A点运动到B点的过程中,由于场强先减小后增大,则所受电场力先减小后增大;因为AB间有一点P场强为零,则有,由于Q1离P点的距离大于Q2离P点的距离,则Q1的电荷量大于Q2的电荷量,故A正确,CD错误;
B.试探电荷从A到B的过程,根据动能定理得,可得,可知A、B两点的电势相等,故B正确。
故选AB。
【分析】1. 单电荷在静电场中往复运动的条件
在只有静电力作用的系统中,机械能守恒:,往复运动的端点速度为零,故两端点电势能相等:
对于负电荷,电势相等 电势能相等 动能为零时可往复运动。
2. 电场强度为零点的存在与判定
两个异号点电荷在它们的连线上之间存在一点 合场强为零。
对于同种电荷,若电量不等,也可能在延长线上某点合场强为零,但此时两点场强方向相同或相反?要具体分析。题目中间出现 点 在 A,B 之间,是试探电荷受力为零的平衡位置,也是速度最大的位置。
3. 电场强度大小、方向的对称性
A,B 在 的延长线上,不一定关于 点对称。因此 与 的大小不一定相等。
但题中 A,B 电势相等,场强方向可根据电荷位置推断:通常 A,B 在 两侧,所以电场方向相反。
4. 电荷量大小的判断
设 P 点合场强为零:,若 ,则
题目推导 电量大于 ,因为零点 更靠近 。
5. 电场力变化规律
试探电荷受力 ,q 为负,所以 F 与 E 方向相反。
从 A 到 : 减小到 0 减小。从 到 B: 增大(方向相反) 从 0 增大。
因此 电场力大小先减小后增大,不是“先增大后减小”。
11.(2024高二上·秦州期末)(1)下列是通过描点法画小球平抛运动轨迹的一些操作要求,将你认为错误的选项前面的字母填在横线上______
A.通过调节使斜槽的末端切线保持水平
B.每次释放小球的位置必须相同
C.记录小球位置用的凹槽每次必须等距离下降
D.每次必须由静止释放小球
(2)在“研究平抛物体的运动”的实验中,得到的轨迹如图所示,其中O点为平抛运动的起点。取重力加速度大小g=9.8m/s2,根据平抛运动的规律及图中给出的数据,可计算出小球平抛的初速度大小v0=    m/s。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)C
(2)1.60
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】(1)A.为了使小球飞出斜槽末端的速度方向水平,实验中应通过调节使斜槽的末端切线保持水平,故A正确,不符合题意;
B.为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定,实验中每次释放小球的位置必须相同,故B正确,不符合题意;
C.为了准确描绘出小球的运动轨迹,需要记录小球的多个位置,但并不需要记录小球位置用的凹槽每次等距离下降,故C错误,符合题意;
D.为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定,实验中每次必须由静止释放小球,故D正确,不符合题意。
故选C。
(2)O点为平抛运动的起点,根据平抛运动的规律有,,解得,代入坐标(32.0cm,19.6cm)解得
【分析】一、实验原理
平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动()和竖直方向的自由落体运动(
二、实验操作要点
1、斜槽末端切线必须水平
目的:保证小球初速度方向水平,否则不是平抛运动。
2、每次必须从同一位置由静止释放小球
目的:确保每次平抛初速度大小相同,使轨迹点属于同一条抛物线。
3、记录轨迹点时,不需要等距离下降
因为竖直方向位移 y 与 t2 成正比,点迹自然越来越密。强行等距下降反而错误。
4、用平滑曲线连接各点
不能连成折线,轨迹应为抛物线。
三、数据处理与计算
1、已知抛出点 O,取轨迹上一点 ,由,联立得:
(注意单位:厘米需换算为米)
2、抛出点未知时
用逐差法:在轨迹上取相邻点间的竖直位移差 → 求周期 T
由水平位移 → 求
四、误差分析
1、斜槽末端不水平 → 初速度方向不水平,测量值偏大或偏小。
2、释放位置不同或非静止释放 → 初速度大小变化,轨迹点杂乱。
3、坐标原点选取不准 → 需用 验证或修正计算式。
4、空气阻力 → 轨迹后端偏离理论抛物线。
(1)A.为了使小球飞出斜槽末端的速度方向水平,实验中应通过调节使斜槽的末端切线保持水平,故A正确,不符合题意;
B.为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定,实验中每次释放小球的位置必须相同,故B正确,不符合题意;
C.为了准确描绘出小球的运动轨迹,需要记录小球的多个位置,但并不需要记录小球位置用的凹槽每次等距离下降,故C错误,符合题意;
D.为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定,实验中每次必须由静止释放小球,故D正确,不符合题意。
故选C。
(2)O点为平抛运动的起点,根据平抛运动的规律有,
解得
代入坐标(32.0cm,19.6cm)解得
12.(2024高二上·秦州期末)按要求完成实验。
(1)图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的   (填“A”“B”或“C”)进行测量,示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为   mm。
(2)假设一金属丝的长度为L,横截面积为S,电阻为R,则该金属丝的电阻率ρ=   。
【答案】(1)A;11.25
(2)
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的A进行测量;20分度游标卡尺的精确值为,结果不用估读,读到最小刻度即可,由图可知该钢笔帽的内径为
(2) 一金属丝的长度为L,横截面积为S,电阻为R, 根据电阻定律可得
可得该金属丝的电阻率
【分析】(1)根据游标卡尺的使用方法判断;先确定游标卡尺的最小分度值再读数;
(2)根据电阻定律推导。
(1)[1]当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的A进行测量;
[2]20分度游标卡尺的精确值为,由图可知该钢笔帽的内径为
(2)根据电阻定律可得
可得该金属丝的电阻率
13.(2024高二上·秦州期末)如图所示,灵敏电流计的内阻,满偏电流。当使用、两个端点时,电流表最大测量值;当使用、两个端点时,电压表最大测量值为。已知电阻。求:
(1)电阻的阻值;
(2)最大测量值。
【答案】(1)当使用两个端点时,与灵敏电流计并联,根据并联电路的特点可得
解得
(2)当使用、两个端点时,灵敏电流计与并联后与串联,根据串、并联电路特点,有
解得
【知识点】表头的改装
【解析】【分析】(1)当使用a、b两个端点时,R1与灵敏电流计并联,两端电压相等;
(2)当使用a、c两个端点时,灵敏电流计与 R1并联后与R2串联,两个电阻的电流相等。
(1)当使用两个端点时,与灵敏电流计并联,根据并联电路的特点可得
解得
(2)当使用、两个端点时,灵敏电流计与并联后与串联,根据串、并联电路特点,有
解得
14.(2024高二上·秦州期末)如图所示,在光滑水平面上有一长木板,其质量M=2kg,在其左端有一质量m=0.5kg的小滑块(看作质点),小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.4,取重力加速度大小g=10m/s2, 小滑块与长木板一起以v=6m/s 的速度水平向右运动,长木板与竖直墙壁发生弹性碰撞,碰撞时间极短,最终小滑块恰好没从长木板右端滑出,求:
(1)小滑块的最终速度大小v';
(2)长木板的长度L。
【答案】(1)解:长木板与竖直墙壁发生弹性碰撞,令水平向左为正方向,碰后长木板与小滑块组成的系统动量守恒
解得 小滑块的最终速度大小 v'=3.6m/s,方向水平向左
(2)解:根据能量守恒得
解得 长木板的长度为L=14.4m
【知识点】动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】1、动量守恒定律的应用条件
碰撞后,木板与滑块组成的系统在光滑水平面上运动,水平方向不受外力,系统动量守恒。
注意:碰撞瞬间与墙的作用是外力,但该过程结束后(即碰撞完成后),系统动量才守恒。
2、能量转化与守恒(摩擦生热)
系统机械能减少量等于滑动摩擦力产生的热量:
能量守恒式:其中 、是碰撞后瞬间的速度。
3、“恰好不滑出”的临界条件
滑块与木板共速时,滑块恰好到达木板右端 → 相对位移等于木板长度L。
(1)长木板与竖直墙壁发生弹性碰撞,令水平向左为正方向,碰后长木板与小滑块组成的系统动量守恒
Mv-mv=(m+M)v'
解得
v'=3.6m/s
方向水平向左。
(2)结合上述,根据能量守恒得
解得
L=14.4m
15.(2024高二上·秦州期末)现使相距25cm且竖直放置的平行金属板A、B带等量异种电荷,每板所带电荷量为Q=2.0×10-3C,电容C=8μF。如图所示,板间用丝线悬挂着的小球带电荷量q=1.5×10-7C,平衡时丝线与竖直方向的夹角α=37°,sin37°=0.6,取重力加速度大小g=10m/s2,求:
(1)小球的质量;
(2)丝线上的拉力大小。
【答案】(1)解:根据,
联立解得电场强度为E=1×103N/C
对小球受力分析,小球受到重力、电场力和拉力,根据平衡条件可得
解得m=2×10-5kg
(2)解:丝线上的拉力大小为
解得F=2.5×10-4N
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【分析】核心考点
1、平行板电容器 E,C,Q,U,d 的关系
, ,这个组合公式要熟练掌握。
2、带电小球在匀强电场中的平衡
三力平衡(重力、电场力、拉力),用正交分解列出方程。
常见技巧:求质量时,用 可直接得到。
3、计算中的单位统一
电容用 ,电量用 ,距离用 ,力用 ,质量用 。
二、常见易错点
1、电场强度公式的误用
容易直接用 但不知道 中的 S 未给出。
这里给了 和 ,其实可以求出 (如果题目要求),但本题用 更直接且不需要 S。
2、受力分析时弄错电场方向
竖直放置的平行板,电场是水平的,所以电场力是水平的,与重力垂直。
有些学生误以为电场力有竖直分量。
3、角的对应关系
角 是绳与竖直方向的夹角,所以平衡方程里:水平力 ,竖直力
若角给的是与水平方向夹角,则 sin 和 cos 要互换,易错。
(1)根据
联立解得电场强度为
E=1×103N/C
对小球受力分析,小球受到重力、电场力和拉力,根据平衡条件可得
解得
m=2×10-5kg
(2)丝线上的拉力大小为
解得
F=2.5×10-4N
1 / 1

展开更多......

收起↑

资源列表