2023-2024年云南省昆明市云南大学附属中学星耀学校高二上学期期中物理试题（解析版）

云大附中星耀学校2023-2024学年（上）期中考试高二物理试卷（考试时长：90分钟总分：100分）第Ⅰ卷（选择题）一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.关于电流，下列说法中正确的是（）A.由可知，通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B.由可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比C.由可知，同一导体内电荷定向移动的速率越大，电流越大D.电流有大小、有方向，是个矢量【答案】C【解析】【详解】A．物理学中把每秒通过导体任意横截面的电荷量叫做电流强度，通过导体横截面的电荷量越多，但时间不确定的情况下，电流强度不一定越大，故A错误；B．公式为电阻的比值定义式，电阻的大小由电阻本身的性质决定，根据电阻定律可知，导体的电阻由其电阻率、长度、横截面积决定，与其两端的电压及通过的电流无关，故B错误；C．根据电流的微观表达式可知，同一导体单位体积内的自由电子数、横截面积均相同，因此电荷定向移动的速率越大，电流越大，故C正确；D．电流有大小、有方向，一般规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，即电流的方向是人为规定的，电流仍遵循代数运算法则，因此电流是标量，故D错误。故选C。2.如图所示，在匀强电场中，矩形ABCD所在平面平行于电场线，A、B、C三点电势分别为，，，则D点的电势为（）A.7V B.6V C.9V D.10V【答案】C【解析】【详解】在匀强电场中，互相平行且距离相等的两点间的电势差相等，则有即有解得故选C。3.如图，真空中一条直线上有四点A、B、C、D，AB＝BC＝CD，只在A点放一电荷量为＋Q的点电荷时，B点电场强度为E，若又将等量异号的点电荷放在D点，则（）A.C点电场强度为2E，方向水平向右B.B点电场强度为，方向水平向左C.BC线段的中点电场强度为零D.B、C两点的电场强度相同【答案】D【解析】【详解】A．设AB＝BC＝CD＝r，根据点电荷形成的电场中电场强度的计算公式可得，正电荷在B点产生的场强为则正电荷在C点产生的场强大小为负电荷在C点产生的场强大小为根据场强的矢量运算可得，两点电荷在C点产生的合场强为方向水平向右，故A错误；BD．根据题意可知，B点与C点关于等量异种电荷连线的中点对称，则可知B点的场强与C点的场强相同，大小为，方向水平向右，故B错误，D正确；C．等量异种电荷形成的电场，在两电荷连线的中点处场强最小，但不为零，计算可得BC线段的中点电场强度为方向水平向右，故C错误。故选D。4.如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为不同带电粒子M和N仅在电场力作用下先后在该点电荷形成的电场中运动的轨迹，a、b、c、d为运动轨迹和虚线圆的交点，e为两轨迹的交点。不计粒子重力，下列说法正确的是（）A.M带负电荷，N带正电荷B.M在b点的动能大于它在a点的动能C.N在d点的电势能大于它在c点的电势能D.两带电粒子分别从a、c运动到e的过程中，电场力对两带电粒子所做的功一定相等【答案】B【解析】【详解】A．由两轨迹均凹向中心点电荷方向，可知两带电粒子均受到吸引力，M和N均带负电荷，故A错误；B．M从a点到b点过程中库仑力总体表现为做正功，故动能增大，故B正确；C．N从c点到d点过程中库仑力总体表现做正功，故电势能减小，故C错误；D．由于不知道两个粒子的电荷量关系，无法比较两个粒子分别从a、c运动到e的过程中电场力对两带电粒子所做的功的多少，故D错误。故选B。5.如图所示电路中，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡。R为光敏电阻（光照越强，阻值越小），电压表电流表为理想电表，闭合开关S后，随着光照强度逐渐减弱（）A.电流表示数逐渐增大 B.电压表示数逐渐增大C.灯泡L1逐渐变暗 D.外电路消耗的总功率逐渐增大【答案】B【解析】【详解】ABC．当光照逐渐减弱时，光敏电阻的阻值增大，电路的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流减小，电流表示数逐渐小，则L2灯逐渐变暗。由U=E-Ir可知，路端电压增大，所以电压表示数逐渐增大，L2灯的电压减小，则R1两端的电压增大，所以L1灯逐渐变亮，故AC错误，B正确；D．因为不知道外电阻与内阻的阻值关系，所以不能判断外电路消耗的总功率的变化情况，故D错误。故选B。6.空间中有一正四面体ABCD，棱长为l。在4个顶点都放置一个电荷量为Q的正点电荷，棱AB、CD的中点分别为E、F。已知无穷远处电势为0。则下列说法正确的是（）A.E、F两点电势不同 B.E、F两点电场强度相同C.E点的电场强度大小为 D.F点的电场强度大小为【答案】C【解析】【详解】A．根据几何关系可知，E到A、B的距离和F到C、D的距离相等，E到C、D的距离和F到A、B的距离相等，而电势是标量，满足代数运算，而点电荷在某点的电势由于4个顶点处的4个电荷均为正电荷，则可知顶点处的4个电荷在E、F两点的电势之和相等，即E、F两点电势相同，故A错误；B．根据点电荷产生的电场中的场强公式可知，A、B处的电荷在E点处产生的场强矢量和为零，C、D处的电荷在E点处产生的场强方向沿着EF连线，由F指向E；C、D处的电荷在F点处产生的场强矢量和为零，A、B处的电荷在F点处产生的场强方向沿着EF连线，由E指向F，则可知，E、F两点电场强度大小相等，方向不同，故B错误；CD．根据几何关系可得而C、D两点到E点的距离相等，则C、D两处的电荷在E点产生的场强大小相等，根据点电荷的场强公式可得C、D两处的点电荷任意一个在E点产生的场强大小为则可得E点处的合场强根据几何关系联立解得根据以上分析可知，E、F两点的场强大小相等，故C正确，D错误。故选C。二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选或不选的得0分）7.下列关于电场线的几种说法中，正确的是（）A.电场线上某一点的切线方向就是正电荷在该点受力方向B.在多个电荷产生的电场中，电场线是可以相交的C.根据知，当两个带电体的距离趋近于零时，它们之间的库仑力为无穷大D.库仑定律适用于真空中静止点电荷的电场力计算【答案】AD【解析】【详解】A．电场线可形象表示电场的强弱和方向，电场线上每一点的切线方向，表示该点的场强方向，也是正电荷在该点受到的电场力的方向，A正确；B．电场中任意位置电场方向唯一，电场线是不能相交的，B错误；C．两个带电小球即使相距非常近，两球不能看成点电荷，此时不能直接用库仑定律计算，C错误；D．库仑定律适用于真空中静止点电荷的电场力计算，D正确。故选AD。8.如图所示，将一只满偏电流为100mA、内阻为40Ω的表头改装成测电流、电压两用的电表，已知，。下列说法正确的是（）A.图甲是电流表，量程为0～400mAB.图甲是电流表，量程为0～500mAC.图乙是电压表，量程为0～15VD.图乙电压表，量程为0～11V【答案】BC【解析】【详解】AB．图甲中电流表表头与定值电阻并联，根据并联分流原理可知，改装成电表为电流表，根据分流原理可得该电流表的总量程为故A错误，B正确；CD．图乙电流表表头与定值电阻串联，根据串联分压原理可知，改装成的电表为电压表，则可得改装而成的电压表的总量程为故C正确，D错误。故选BC。9.如图所示的电路，电源电动势E＝10.0V，内阻r＝0.5Ω，电动机的线圈电阻，电阻。电动机正常工作时，电压表的示数，电压表可视为理想电表，下列说法正确的是（）A.电源的总功率为20W B.电源的输出功率为10WC.电动机的热功率为12W D.电动机的输出功率为8W【答案】AD【解析】【详解】A．该电路为串联电路，电压表测两端的电压，根据部分电路的欧姆定律可得电路中的电流为由此可得电源的总功率为故A正确；B．根据，可得电源的输出功率为故B错误；C．电动机的热功率故C错误；D．根据闭合电路的欧姆定律可得电动机两端的电压电动机的总功率则可得电动机的输出功率为故D正确。故选AD。10.如图所示，平行板电容器的两个极板与水平面成角，极板的长度为L，A板带负电，B板带正电，且B板接地。若一比荷为k的带电小球恰能沿图中所示水平直线向右通过电容器，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）A.小球带正电B.A板的电势为C.若小球离开电场时速度刚好为0，则运动时间为D.在此过程中小球的电势能增大【答案】ABD【解析】【详解】A．分析可知，小球受竖直向下的重力，以及垂直于电容器极板的电场力，而要小球恰能沿图中所示水平直线向右通过电容器，则小球所受电场力必然垂直电容器极板斜向左上方，小球的受力分析如图所示根据题已知，电场线的方向垂直于极板，从极板B指向极板A，而带正电的粒子在电场中所受电场力的方向与电场线的方向相同，由此可知，该小球带正电，故A正确；B．根据小球的受力情况可得解得根据几何关系可得板间距为而联立解得根据可知故B正确；C．小球在电场中所受合力为根据牛顿第二定律可得小球在电场中的加速度大小为根据几何关系可得小球的位移为则有解得小球在电场中运动的时间为故C错误；D．此过程中电场力做负功，则可知小球的电势能增加，故D正确。故选ABD。第Ⅱ卷（非选择题）三、实验题（本题共2小题，共16分。请把答案写在答题卡中指定的答题处）11.热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC），正温度系数电阻器的电阻随温度升高而增大，负温度系数电阻器的电阻随温度升高而减小。某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻的导电特性，A．电池组（3V、内阻1Ω）B．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）C．电压表（0～3V，内阻约4kΩ）D．滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流1A）E．滑动变阻器（0～2000Ω，允许最大电流0.3A）F．开关、导线（1）实验采用的电路图如图所示，则滑动变阻器选________。（填仪器前的字母序号）（2）用该电路测量电阻，测量值比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）。（3）该小组测出某个热敏电阻的U-I图像如图所示，请分析说明该曲线对应的热敏电阻是________热敏电阻（选填“PTC”或“NTC”）。【答案】①.D②.偏大③.PTC【解析】【详解】（1）[1]根据实验电路图可知，滑动变阻器采用分压式接法，因此，为了调节方便、电表示数变化明显，则应选择总阻值小的滑动变阻器。故选D。（2）[2]该电路采用了电流表内接法，因此在实际测量过程中电流表会分压，而两端的实际电压小于电压表示数，因此根据所测电阻的阻值比真实值偏大。（3）[3]根据图像可知，M与原点连线的斜率小于N与原点连线的斜率，而在图像中，图线上任意一点与原点连线的斜率均表示电阻，斜率越大则表示电阻越大，因此可知，该电阻随着电压的增大而增大，因此应为正温度系数的热敏电阻，即为PTC热敏电阻。12.多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图，其中电流有1.0A、2.5A两个档位，电压有2.5V、10V两个档位，欧姆表有两个档位。（1）通过一个单刀多掷开关S，B可以分别与触点1、2、3、4、5、6接通，从而实现用多用电表测量不同物理量的功能。①图甲中B是________（选填“红”或“黑”表笔）；②当S接触点________（选填“1、2”）时对应多用电表2.5A档；（2）实验小组用该多用电表测量电源的电动势和内阻。器材还有：待测电源（电动势约为9V），定值电阻，电阻箱一只。连接实物如图乙所示，测量时应将图甲中S接触点________（选填“5、6”）；改变电阻箱阻值R，测得并记录多组数据后，得到对应的图像如图丙所示，则电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（结果保留两位有效数字）【答案】①.黑②.1③.6④.9.1⑤.2.0【解析】【详解】（1）①[1]根据“红进黑出”的原则，电流从欧姆表内部电源正极流出，所以B应该是黑表笔。②[2]电流表是通过表头并联电阻改装而成的，并联电阻越小，量程越大，所以2.5A挡对应1。（2）[3]多用表与变阻箱并联做电压表适用，电源电压9.0V，所以应该选用10V的量程，S接6；[4][5]由乙图可知变换得由图可知，解得，四、计算题（本题共3小题，共36分。请把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）13.太阳能利用对环境的影响很小，太阳能电池的开发是太阳能应用最有前途的领域，人造地球卫星大多用太阳能电池供电，图甲为我国空间站及其太阳能电池板。现把太阳能电池置于如图乙所示的电路中，已知该太阳能电池的电动势E＝0.6V，定值电阻的阻值R＝10Ω。闭合开关S，电路正常工作，通过电阻R的电流I为0.02A。求：（1）在t＝100s内，电阻R产生的热量Q；（2）该太阳能电池的内阻r。【答案】（1）0.4J；（2）【解析】【详解】（1）根据焦耳定律可得，100s内电阻R产生的热量（2）根据闭合电路的欧姆定律可得代入数据解得14.如图所示，正对位置开有小孔的平行极板a、b间距为d，两板间电压为U。探测器到b板的距离为L（该区域不存在电场）。有A、B两个带电粒子先后从a板上的小孔O进入匀强电场后，从b板上的小孔O'射出，沿OO'方向运动，然后到达探测器。带电粒子A的质量是带电粒子B的质量的3倍，测得带电粒子A从小孔O到达探测器的总时间为t，带电粒子B从小孔O到达探测器的总时间为3t，忽略带电粒子进入a板时的速度，不计粒子所受的重力，不考虑粒子间的相互作用。求：（1）A粒子的比荷；（2）A、B两粒子的电荷量之比。【答案】（1）；（2）27【解析】【详解】（1）根据题意可知，带电粒子在平行极板a、b间加速度后，从小孔射出后将做匀速直线运动，设A粒子的电荷量为，质量为，从小孔射出时的速度为，在平行极板a、b间加速度的过程由动能定理可得解得