甘肃省酒泉市四校2023-2024学年高二上学期期中联考物理 Word版含解析.docx

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2023~2024学年度高二第一学期期中考试物理试卷考生注意：1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：新人教必修第三册第九章至第十二章第2节。一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.下列说法正确的是（　　）A.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍B.电源的外电阻越大，输出功率越大，电源的效率越高C.由可知，导体的电阻与电压成正比，与电流成反比D.常见充电宝标有“5000”或“1000”等，此物理量越大，则充电电流越大【答案】A【解析】【详解】A．物体所带的电荷量是不连续的，只能是元电荷的整数倍，故A正确；B．当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大；电源的输出功率越大时，电源的效率为此时电源的效率显然不是最高的，故B错误；C．导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端电压和通过电流无关，故C错误；D．单位对应的电流与时间的乘积，根据可知，单位对应的物理量是电量，此物理量越大，充电宝储存的电量越多，故D错误。故选A。2.如图所示，匀强电场的电场强度大小为，A、B两点连线与电场线夹角为 ，且相距10cm，则A、B两点电势差的值为（　　）A.B.5VC.D.50V【答案】B【解析】【详解】A、B两点电势差代入数据可得故选B。3.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为、长为的电子束。已知电子的电荷量为、质量为，射出加速电场时单位长度电子束内的电子个数是，则电子束的电流强度为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】根据动能定理得：得到：在刚射出加速电场时，一小段长为的电子束内电子电量为：△单位长度内的电子数： 联立解得：故A正确，BCD错误。故选A。4.如图甲所示为人体的细胞膜模型图，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块厚度均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图乙所示。初速度可视为零的一价氯离子仅在电场力的作用下，从图乙中的A点运动到B点，下列说法正确的是（　　）A.A点电势高于B点电势B.氯离子的电势能增大C.氯离子的加速度变大D.若膜电位不变，当d增大时，氯离子进入细胞内的速度不变【答案】D【解析】【详解】A．因为氯离子带负电，其仅在电场力作用下从图乙中的A点运动到B点，说明电场力方向沿A指向B，电场线由B指向A，所以A点电势低于B点电势，A错误；B．因为电场力对氯离子做正功，所以其电势能减小，B错误；C．因为膜内的电场可看作匀强电场，根据氯离子的加速度不变，C错误；D．根据动能定理可知氯离子进入细胞内速度v与距离d大小无关，又因为膜电位U不变，则氯离子进入细胞内的速度不变，D正确。 故选D。5.如图所示，将一个内阻为、量程为1mA的表头与定值电阻R串联，改装成为一个量程为3V的电压表，则R的阻值为（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】由串联电路特点得解得故选C。6.如图所示为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　）A.a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹B.a虚线对应的粒子的加速度越来越小，b、c虚线对应的粒子的加速度越来越大C.a粒子的动能减小，b粒子的动能不变，c粒子的动能增大D.b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量【答案】D【解析】【详解】A．由运动轨迹可知a粒子受向左的电场力，b、c粒子受到向右的电场力，由于不知道电场的方向，所以无法确定a、b、c三个带电粒子的电性，A错误； B．由于电场线的疏密表示电场强度的大小，粒子只受电场力，故a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变，B错误；C．由题意可知a粒子的运动方向和电场力方向的夹角为锐角，所以电场力对其做正功，a粒子的动能增大，b粒子的运动方向始终和电场力垂直，电场力对其不做功，所以b粒子的动能不变，c粒子的运动方向和电场力方向的夹角为锐角，所以电场力对其做正功，c粒子的动能增大，C错误；D．a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，且三个粒子的电c荷量大小相等，故静电力相等，由于b粒子做圆周运动，说明向心力等于静电力，c粒子做向心运动，故静电力大于所需的向心力，根据可知c粒子质量较小，D正确。故选D。7.静电透镜是利用电磁场来偏转和聚焦电子束，两个电势不等的同轴圆筒就构成了一个最简单的静电透镜。静电透镜的原理图如图所示，圆筒A带负电，圆筒B带正电，圆筒之间形成静电场的等差等势面如图中的虚线所示。当电子束沿中心轴从圆筒A射向圆筒B时，静电场使平行入射的电子束汇聚于中心光轴上，这就形成了最简单的静电透镜。现有电子在a点射入，则下列说法正确的是（　　）A.若电子在a点水平射入，后经过a、b、c三点，所受电场力先增大后减小，电势增大，电势能减少B.若电子在a点水平射入，则电子将做匀加速直线运动C.若电子在a点以与水平方向成某一角度射入，该电子可能做类平抛运动D.若电子在a点以与水平方向成某一角度射入，该电子可能做匀速圆周运动【答案】A【解析】【详解】A．根据等势线的疏密程度可知，从a点到c点电场强度先增大后减小，则所受的电场力先增大后减小；由圆筒A带负电，圆筒B带正电可知，从a点到c点电势增大；电子带负电，则电势能减小，故A正确；B．由图可知电场为非匀强电场，电子所受的电场力非恒力，由牛顿第二定律知加速度在改变，则电子不会做匀加速直线运动，故B错误；CD．由图可知电子在a点以与水平方向成某一角度射入，受到的电场力的大小和方向都在改变，则电子不会做类平抛运动，也不做匀速圆周运动，故C、D错误。 故选A8.电学知识在生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　）A.打雷时，待在汽车里比待在大街上要安全B.复印机是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上C.高压输电线上方有两根导线与大地相连，这是为了免遭雷击D.干燥的冬季，摸金属门把手有时会被电击，是因为手与门把手摩擦起电【答案】ABC【解析】【详解】A．打雷时待在汽车里比待在大街上要安全，是因为汽车的外壳能起到静电屏蔽的作用，故A正确；B．复印机是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，故B正确；C．高压输电线上方有两根导线与大地相连形成一个稀疏的金属网，可把高压线屏蔽起来，是为了输电线免遭雷击，故C正确；D．干燥的冬季，摸金属门把手有时会被电击，是因为在人运动的过程中衣服的摩擦带电，不是因为手与门把手摩擦起电。故D错误；故选ABC。9.在图示电路中，电源电压不变，电表均为理想电表，当电键S由断开到闭合时，下列变化正确的是（　　）A.电流表A示数变大B.电压表示数变为0C.电压表示数与电流表A示数的比值不变D.电压表示数与电流表A示数的比值变大【答案】AB【解析】 【详解】A．当开关S断开时，和串联，电流表中有电流通过，开关S闭合时，外电路中只有电阻，外电路电阻减小，电源电压不变，电路中电流增大，电流表示数变大，A正确；B．电压表测的是两端电压，当开关S闭合时，两端电压等于零，B正确；C．开关S断开时，电压表示数不等于零，电流表A示数不等于零，开关S闭合时，电压表示数等于零，电流表A示数变大，C错误；D．开关S断开时，和串联，设电压表示数为，电流表A示数为I，由欧姆定律可知因电阻的阻值不变，所以电压表示数与电流表A的不变，D错误。故选AB。10.多级加速器原理如图甲所示，多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加，圆筒和交变电源两极交替相连，交变电压变化规律如图乙所示。在t=0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于序号为0的金属圆板中央的一个电子，在电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒。若已知电子的质量为m、电荷量为e，电压的绝对值为U0，周期为T，电子通过圆筒间隙的时间忽略不计，为使其能不断加速，下列说法正确的是（　　）A.金属圆筒内部场强处处为零，电子在圆筒内做匀速运动B.t=3T时，电子刚从7号圆筒中心出来C.电子离开第8个圆筒的速度为D.第n个圆筒的长度正比于【答案】AD 【解析】【详解】A．因一个筒只接一个电极，所以金属圆筒内部场强处处为0，电子在圆筒内做匀速运动，A正确；B．因为筒长是按一定的规律增加的，那么电子在每个筒内运动的时间必须为交流电周期的一半，所以当t=0时，电子进入1号筒，当时，电子从1号筒中心飞出，以此类推，当t=3T时，电子刚从6号圆筒中心出来，B错误；CD．设粒子进入第n个筒时的速度为vn，由动能定理可得解得故第n个筒的长度为可以发现C错误、D正确。故选AD。二、实验题（本题共2小题，共16分）11.示波器是一种常见的电学仪器，如图甲所示是示波器的原理图，示波器的核心部件是示波管，由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。电子枪发出的电子经电压加速后形成高速飞行的电子束，电子束通过偏转电极后最终打在荧光屏上。偏转电极、间可分别加偏转电压、，其随时间周期性变化的规律如图乙所示。已知两偏转电压随时间变化的周期小于人的视觉暂留时间。（1）要使电子在M、N间加速，图甲中M端应接电源的______（填“正极”或“负极”）。 （2）若仅在偏转电极间加偏转电压，偏转电极之间不加电压，则荧光屏上会产生一条_________（填“竖直”“水平”或“正弦曲线”）亮线。（3）若偏转电极、间分别加偏转电压、，则电子束从电子枪射出后，通过偏转电极打在荧光屏上，则荧光屏上所得的波形（从右向左看）可能是______。【答案】①.负极②.水平③.A【解析】【详解】（1）[1]电子带负电，使电子加速运动，则电场强度向左，M端应接电源的负极。（2）[2]仅在偏转电极间加偏转电压，电子只能延水平方向偏转，荧光屏上会产生一条水平亮线。（3）[3]两偏转电压的变化周期相同。结合乙图，从右向左看，电极加水平扫面电压，一个周期内电子在荧光屏上的位置从左向右移动；电极加信号电压，一个周期内电子在荧光屏上的位置从中间先向上移动，再向下移动，再向上移动至中间，一次水平扫描形成一个正弦曲线。故选A。12.某同学设计实验“测定金属的电阻率”，要求电压从零开始调节。已知金属丝的电阻大约为，在用伏安法对金属丝电阻进一步测定时，有如下实验器材可供选择：直流电源：电压3V，内阻不计；电流表：量程0~0.6A，内阻；电流表：量程0~3.0A，内阻；电压表V：量程0~3V，内阻；滑动变阻器：最大阻值；滑动变阻器：最大阻值；开关、导线等。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测量结果如图甲所示，可知金属丝的直径___________mm；用游标卡尺测量金属丝的长度，测量结果如图乙所示，可知金属丝的长度___________cm。 （2）在所给的器材中，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________。（填写仪器的字母代号）（3）根据题目要求，在下面方框中画出实验电路图_______。（4）根据实验原理，测得金属丝的电阻为，则金属丝的电阻率___________。（用题中所测物理量符号表示）【答案】①.0.830②.5.04③.④.⑤.⑥.【解析】【详解】（1）[1]从甲中读出金属丝的直径mm[2]读数为（2）[3][4]电源电压3V，金属丝的电阻大约为4Ω，可知电流最大为0.75A，电流表应选；R2最大阻值太大，应选。（3）[5]由于电阻小，因此选择电流表外接法，要求电压从零增加，选择分压法。电路如图： （4）[6]根据电阻定律可知其中解得三、计算题（本题共3小题，共38分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.某同学坐在汽车副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗，汽车的电源、电流表、车灯和电动机连接的简化电路如图所示。已知汽车电源电动势，内阻。车灯接通，电动机未启动时，电流表示数，电动机启动的瞬间，电流表示数。已知车灯电阻不变，求：（1）电动机未启动时，电源的路端电压和车灯的功率；（2）电动机启动的瞬间，车灯的功率。【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）电动机未启动时，根据闭合电路欧姆定律有 解得路端电压则车灯的功率为（2）根据欧姆定律，灯泡电阻电动机启动的瞬间，根据闭合电路欧姆定律有解得路端电压此时车灯的功率为14.如图所示，用一条长度为L的绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球，小球质量为m，所带电荷量为q。现在水平地面上方整个空间加一水平向右的匀强电场，小球静止时绝缘轻绳与竖直方向成角，小球离地的竖直高度为h，重力加速度大小为g，，。求：（1）匀强电场电场强度大小；（2）轻绳的拉力大小；（3）若突然剪断轻绳，小球落地时的速度大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）对小球受力分析，如图所示 由平衡知识可知解得（2）由平衡知识可知解得（3）剪断轻绳后，小球受到重力和电场力的作用，合力为由几何知识可知由运动学公式可知解得15.如图所示，虚线MN左侧有一方向水平向左、电场强度大小为的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、方向竖直向下、电场强度大小为的匀强电场，在虚线PQ右侧距离为L处有一竖直放置的屏。现将一带电量为、质量为m的带电粒子无初速度地放入电场中的A点，最后打在右侧屏上的K点（图中未画出）。已知A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，O 为垂足，不计带电粒子的重力，求：（1）带电粒子到MN的速度大小；（2）若，带电粒子离开电场时的速度；（3）调节的大小可使K点在屏的位置发生变化，由于实际生产的需要，现要保证K点到O点的距离d满足，此条件下的范围。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）电子从A运动到MN的过程中，根据动能定理得解得（2）由上可知，电子到达MN时的速度，电子从MN到屏的过程做平抛运动，沿AO方向做匀速直线运动，电子到达PQ时有L=vt3垂直于AO方向做匀加速直线运动，电子到达PQ时的竖直速度vy=a2t3根据牛顿第二定律可知，此时加速度为带电粒子离开电场E2时的速度 （3）由上可知，电子到达MN时的速度，电子在电场E2中做类平抛运动，设加速度为a2，所用时间为t3，竖直方向侧向位移为y1，射出电场E2时平行电场方向的速度为vy，则在平行于电场方向上，在竖直方向上在垂直于电场方向有L=vt3速度vy=a2t3电子离开PQ后做匀速直线运动直到打到屏幕的K点，设所用时间为t4，竖直方向侧向位移为y2，则有y2=vyt4又有L=vt4则电子打到屏幕K点到O点的距离d=y1+y2联立代入解得由题意，保证K点到O点的距离d满足2L≤d≤4L则的范围为