安徽省安庆市第二中学2023-2024学年高二上学期期中物理Word版含解析.docx

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安庆二中2023-2024学年度高二第一学期期中考试物理试题本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．满分100分，时间75分钟．第Ⅰ卷（选择题：共46分）一、单项选择题（共7题，每题4分，共28分．）1.下列说法正确的是（　　）A.元电荷实质就是电子（或质子）本身B.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等电荷量C.摩擦起电是通过摩擦创造出了等量的异种电荷的过程D.不论摩擦起电还是感应起电，都是创造出了电荷【答案】B【解析】【详解】AB．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量，故A错误，B正确；CD．自然界中的电荷不会凭空被创造出来，也不会消失，不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移，故CD错误。故选B。2.将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点，则（　　）A.a点的电场强度比b点的小B.a点的电势比b点的低C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中，电场力做负功【答案】D【解析】【分析】 【详解】A．电场线的疏密表示场强的大小，由图象知a点的电场强度比b点大，故A错误；B．a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势，即a点的电势比b点的高，故B错误；C．电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点小，故C错误；D．由上知，-q在a点的电势能较b点小，则把-q电荷从电势能小的a点移动到电势能大的b点，电势能增大，电场力做负功，故D正确。故选D。3.某款移动充电宝的部分相关参数如图所示：小张同学通过网络查阅得到，额定容量是由制造商标定的移动电源可输出容量。下面说法错误的是（　　）产品型号电池容量额定容量输入接口MicroUSBUSB-A/MicroUSB 输出接口输入DC5.0V/2.4A（Max）输出A.指的是充电宝能够储存的电荷量B.74Wh指的是充电宝能够储存的电能C.该充电宝可以按最大电流输出约D.输入接口输入功率为【答案】D【解析】【详解】A．根据故指的是充电宝能够储存的电荷量，故A正确；B．根据故74Wh指的是充电宝能够储存的电能，故B正确；C．该充电宝可以按最大电流输出约故C正确；D．输入接口的输入功率为故D错误。本题选不正确的，故选D。4.在如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为，闭合开关后，滑动变阻器滑片向左移动。下列结论正确的是（　　） A.电流表读数变小，电压表读数变大B.小灯泡L变亮C.电容器C上电荷量减小D.电源的总功率变大【答案】A【解析】【详解】AB．滑动变阻器滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，总电阻增大，电源电动势不变，则总电流减小，电流表的示数变小，电源内阻两端的电压减小，则外电压增大，电压表示数变大，通过灯泡的电流减小，则小灯泡变暗，故A正确，B错误；C．外电压增大，通过灯泡的电流减小，灯泡两端的电压减小，则滑动变阻器两端的电压增大，根据可知电容器上电荷量增大，故C错误；D．电源的总功率为电路总电流减小，则电源的总功率减小，故D错误。故选A。5.如图所示，等量异种电荷A、B固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆与AB连线的中垂线重合，C、D是绝缘杆上的两点，ACBD构成一个正方形。一带负电的小球（可视为点电荷）套在绝缘杆上自C点无初速释放，则小球由C运动到D的过程中，下列说法正确的是（　　）A.杆对小球的作用力先增大后减小B.杆对小球的作用力先减小后增大 C.小球的速度先增大后减小D.小球的速度先减小后增大【答案】A【解析】【详解】AB．从C到D，电场强度先增大后减小，则电场力先增大后减小，则杆对小球的作用力先增大后减小，A正确，B错误；CD．因直杆处于AB的连线的中垂线上，所以此线上的所有点的电场方向都是水平向右的，对带电小球进行受力分析，受竖直向下的重力，水平向左的电场力和水平向右的弹力，水平方向上受力平衡，竖直方向上的合力大小等于重力，重力大小不变，加速度大小始终等于重力加速度，所以带电小球一直做匀加速直线运动。C错误，D错误。故选A。【点睛】该题考查到了静电场中的电场的叠加，要求大家要熟练的掌握几种特殊的电场的电场线的分布和等势面的分布情况，这里有这样的几种电场和等势面要记住：等量同种电荷的电场，等量异种电荷的电场，正负点电荷的电场，平行板电容器内部的电场，点电荷与带电板间的电场等。6.一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中平行实线是等势面则下列说法中正确的是　　A.a点的电势比b点低B.电子在a点的加速度方向向右C.电子从a点到b点动能减小D.电子从a点到b点电势能减小【答案】C【解析】【分析】电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．【详解】A．根据电子的运动轨迹可知，电子受的电场力向下，电场线与等势面垂直，由此可知电场线的方向向上，沿电场线的方向，电势降低，所以a点的电势比b点高，所以A错误；B．由A的分析可知，电子受的电场力向下，所以电子在a点的加速度方向向下，所以B错误；C．从a点到b点的过程中，电场力做负功，所以电子从a点到b点动能减小，所以C正确； D．电场力做负功，电势能增加，所以电子从a点到b点电势能增加，所以D错误．故选C．【点睛】加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，同时结合功能关系分析，基础问题．7.如图，M、N和P是以为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时处于O点的点电荷所受静电力大小为；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的点电荷所受静电力大小变为，与之比为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】假设M、O两处点电荷带正电、N处点电荷带负电，依题意，M、N处两点电荷对O点的点电荷的静电力大小均为，则当N点处的点电荷移至P点时，O处点电荷所受静电力如图所示由几何关系可知，合力大小为则有故选B。二、多项选择题（共3题，每题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共18分。）8.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在点的点电荷，以表示两板间的电场强度，表示点电荷在点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　） A.增大，增大B.减小，变小C.减小，不变D.减小，不变【答案】CD【解析】【详解】若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，根据可知电容器电容增大，电容器与电源断开，电容器带电量不变，根据可知电容器两极板的电压减小，静电计指针的偏角减小，两板间的电场强度为可知两板间的电场强度不变，点离下极板的距离不变，且下极板接地，可知点的电势不变，根据可知电荷在点的电势能不变。综上所述，减小，不变，不变。故选CD。9.如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是（　　）A.电源电动势为50VB.电源的内阻为ΩC.电流为2.5A时，外电路的电阻为15ΩD.输出功率为120W时，输出电压是30V 【答案】AC【解析】【详解】A．由图像可知，电源的电动势为50V，选项A正确；B．由图像可知，电源的内阻为选项B错误；C．电流为2.5A时，外电路的电阻为选项C正确；D．输出功率为120W时，根据解得输出电流为4A或6A，则电压为30V或20V，选项D错误。故选AC。10.如图所示，坐标系内存在平行于坐标平面的匀强电场。一个质量为、电荷量为的带电粒子，以的速度沿方向入射，粒子恰好以最小的速度垂直于轴击中点。已知三个点的坐标分别为。若不计重力与空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）A.带电粒子由A到过程中最小速度一定为B.带电粒子由A到过程中电势能一直增大C.匀强电场的场强大小为D.若匀强电场的场强大小和方向可调节，粒子恰好能沿方向到达点，则此状态下电场强度大小为 【答案】BD【解析】【详解】A．带电粒子只受恒定的电场力，做匀变速曲线运动，在C点有最小速度且垂直y轴，可推得粒子做类斜上抛运动，C点为最高点，其速度方向与电场力方向垂直，则电场力沿y轴负方向，设AB与x轴的夹角为，则根据几何关系有解得故A错误；B．带电粒子做类斜上抛运动，从A点到C点电场力与速度的夹角从钝角变为直角，则电场力一真做负功，带电粒子电势能一直增大，故B正确；C．粒子从A到C的过程，由动能定理得匀强电场的场强大小为故C错误；D．调节匀强电场的大小和方向使粒子恰好能沿AB方向到达B点，则粒子一定沿AB方向做匀减速直线运动，电场力沿BA方向，由动能定理得则此状态下电场强度大小为故D正确。 故选BD。第Ⅱ卷（非选择题：共54分）三、填空题（2小题，共14分．把答案直接填在横线上）11.在做“用电流表和电压表测电池的电动势（约）和内电阻”的实验时，部分器材参数如下：电压表（量程），电流表（量程），定值电阻（阻值为），滑动变阻器（阻值约）。（1）实验电路中定值电阻的作用是（说出一条理由即可）________。（2）请根据电路图把实物图丙没完成的连线连接好_________。（3）改变滑动变阻器的阻值，测出了6组对应的数据并在坐标系上描点如图丁所示，请在图丁中继续完成图像________；并根据图像可得该电池的电动势________，电池内阻________（小数点后保留两位数字）。【答案】①.作为保护电阻，防止电表损坏、增大电源等效内阻，使调节时两电表示数变化明显②.③.④.3.00⑤.0.41【解析】【详解】（1）[1]实验电路中定值电阻的作用是：①作为保护电阻，防止电表损坏；②增大电源等效内阻，使调节时两电表示数变化明显。（2）[2]电路图实物图如图所示。 （3）[3]图象如图所示。[4]根据闭合电路的欧姆定律整理得根据图像纵截距，可知电池的电动势为[5]图像斜率的绝对值为电池内阻为12.某同学要测量一个由均匀新材料制成的中空圆柱体电阻的中空面积S0，步骤如下：（1）用游标卡尺测量其长度l如图甲所示，可知其长度为_____mm．（2）用螺旋测微器测量其直径d如图乙所示，可知其直径为_____mm．（3）选用多用电表的电阻“×1” 挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该圆柱体的阻值约为_____Ω．（4）为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：A．电流表(0～200mA,1.0Ω)B．电流表(0～0.6A,0.1Ω)C．电压表(0～3V,6kΩ)D．电压表(0～15V,6kΩ)E．滑动变阻器(0～10kΩ，2A)F．滑动变阻器(0～20Ω，0.5A)G．蓄电池(6V,0.05Ω)H．开关一个，带夹子的导线若干为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，电压表应选_____，电流表应选________，滑动变阻器应选_____(填器材代号)．（5）在方框中画出你所设计方案的实验电路图_____________（6）实验中要测量的物理量有电压表读数U，电流表读数I，电阻长度l，直径d，则计算金属管线内部空间截面积S0的表达式为S0＝___________（设电阻率为）．【答案】①.②.③.22④.C⑤.A⑥.F⑦.如图所示：⑧.【解析】 【详解】（1）游标卡尺读数=主尺读数+游标尺读数；主尺读数：游标尺读数：；故游标卡尺读数为；（2）螺旋测微器的读数=固定刻度读数+半刻度读数+可动刻度读数数；固定刻度读数：；半刻度读数：；可动刻度读数：；故螺旋测微器的读数为；（3）该圆柱体的阻值约为；（4）电源电动势为，为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，使用电压表D量程太大，故电压表选择C；待测电阻两端的电压不能超过，最大电流不超过，所以电流表选A；由于电压表的量程不足，变阻器采用分压式接法，为保证电路安全方便实验操作，滑动变阻器应选F；（5）由于电流表内阻与待测电阻的阻值相差不多，故采用安培表外接法，如图所示：（6）根据欧姆定律可以得到：，根据电阻定律可知：联立可以得到电阻的横截面积为：则金属管线内部空间截面积为．四、论述、计算题（本题共3小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球1，线的上端固定于O点，若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2，小球1恰好处于静止状态，当拿走小球2后，小球1由静止开始向上摆动，当细线转过120°角到达A点时的速度恰好为零，此时OA恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直状态，静电力常量为k，求： (1)BA两点间的电势差U；(2)匀强电场的场强E的大小；(3)小球2的带电量Q．【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【详解】(1)小球1从B到A过程，由动能定理得qU－mgLcos30°＝0－0解得U＝(2)BA间沿电场线的距离为d＝L＋Lsin30°在匀强电场，有E＝所以联立以上三式得E＝(3)未拿走球2时，小球1恰好处于静止状态，小球1和2间的作用力为F库＝k小球1受力平衡，则有Fsin30°＋qE＝kFcos30°＝mg 所以解得Q＝14.在如图甲所示的电路中，均为定值电阻，且，阻值未知，为一滑动变阻器。当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的。求：（1）电源的电动势和内阻；（2）定值电阻的阻值；（3）滑动变阻器最大阻值；（4）电阻阻值取多少时，消耗功率最大，最大值是多少?（5）电阻阻值取多少时，消耗功率最大，最大值是多少?【答案】（1），；（2）；（3）；（4），；（5），【解析】【详解】（1）题图乙中AB的延长线交纵轴于20V处，交横轴于1.0A处，电源的电动势内阻为（2）当P滑到的最右端时，对应题图乙中的B点，即，定值电阻的阻值 （3）当P滑到的最左端时，由题图乙知此时，外电阻大小为根据串并联电路可得滑动变阻器的最大阻值（4）电阻阻值为零时，通过的电流最大，消耗功率最大，最大值为（5）电阻阻值最大时，即，两端的电压最大，消耗功率最大，两端的电压最大值有消耗功率最大值为15.如图甲所示，在直角坐标系中，轴的右侧有长度为、间距为、垂直于轴的平行金属板，两板间加有周期性变化的电压，其变化图像如图乙所示（图中已知），现有大量质量为、带正电且电荷量为的粒子以速度从原点沿轴正方向不断射入，设粒子能全部打在处平行于轴的荧光屏上。不计粒子重力和粒子间相互作用，求：（1）带电粒子打在苂光屏上的速度大小范围；（2）带电粒子打在苂光屏上纵坐标的最大值和带电粒子打在苂光屏上形成的光斑长度。 【答案】（1）；（2），【解析】【详解】（1）依题意可知带电粒子在电场中的运动时间为根据牛顿第二定律可知，粒子在电场中的加速度大小分别为，做出轴方向的速度—时间图像，如图所示则在时射入的粒子打在荧光屏上的速度最大，即有则带电粒子打在苂光屏上的速度最大值为由轴方向的速度—时间图像可知，在时，射入的粒子打在荧光屏上的速度最小，即有则带电粒子打在苂光屏上的速度最小值为故带电粒子打在荧光屏上的速度大小范围为 （2）在时射入的粒子打在荧光屏与x轴的交点，为最低点，在时进入的粒子打在荧光屏上的最高点，根据运动的独立性可知，粒子在电场中偏转的距离为在轴上的距离内偏转的距离为打在荧光屏上形成光斑的长度即纵坐标的最大值带电粒子打在苂光屏上形成的光斑长度