陕西省韩城市2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题【含答案解析】

韩城市2023-2024学年度第一学期高二期中质量检测试题物理（满分：100分，考试时间：75分钟）注意事项：1.本试题分为选择题和非选择题两部分。选择题用2B铅笔将答案涂在答题卡相应的位置；非选择题，用0.5mm黑色签字笔将答案写在答题卡规定的区域内。2.答卷时，先将答题卡首有关项目填写清楚。一、选择题（共12小题，1-10为单项选择，11-12为多项选择，每题5分，共60分）1.下面是某同学对电场和电路中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（）A.根据电场强度的公式可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比B.根据电势公式可知，电场中某点的电势与其电荷在该点所具有的电势能成正比，与所带电荷量成反比C.根据电容的公式可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比D.根据电阻定律可知，同一材料金属导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比【答案】D【解析】【详解】A．为电场强度的定义式，电场中某点的电场强度只由电场本身决定，与试探电荷所带的电荷量和所受电场力均无关，故A错误；B．为电势的定义式，电场中某点的电势与其电荷在该点所具有的电势能和所带电荷量均无关，故B错误；C．为电容的定义式，电容器的电容只由电容器本身决定，与其所带电荷量和两极板间的电压均无关，故C错误；D．根据电阻定律可知，同一材料金属导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，故D正确。故选D。2.如图所示，在位置和位置均放置电荷量为的正点电荷，在距距离为的某点处放置正点电荷使得点的电场强度为零。则的位置及电荷量分别为（）A.， B.，C.， D.，【答案】B【解析】【分析】【详解】如图根据点电荷的场强公式及平行四边形定则，点电荷在P点的合场强的大小为那么+Q在P点产生的场强与E合大小相等，方向相反，再根据点电荷的场强公式有代入解得结合题意+Q应在y轴上的（2a，2a）位置故选B。3.如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（）A.液滴带负电 B.a点的电势比b点的高C.a点电场强度可能比b点小 D.液滴在a点的电势能比在b点的小【答案】B【解析】【详解】B．高压电源左为正极，则所加强电场的场强方向由发射极指向吸极，而沿着电场线电势逐渐降低，可知a点的电势比b点的高，故B正确；AD．液滴在电场力作用下加速飞向吸极，可知液滴带正电，且电场力做正功，电势能减少，即液滴在a点的电势能比在b点的大，故AD错误；C．根据电场线与等势线的分布关系可知，a处的电场线比b处的电场线密集，则a点的电场强度比b点的大，故C错误。故选B。4.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。如图为某款扫地机器人，已知其电池容量，额定工作电压，额定功率，则下列说法正确的是（）A.题中“”是能量的单位 B.扫地机器人的电阻是C.扫地机器人正常工作时的电流是 D.扫地机器人充满电后一次工作时间约为【答案】C【解析】【详解】A．根据可知题中“”是电荷量的单位，故A错误；BC．额定工作电压，额定功率，则扫地机器人正常工作时的电流为由于扫地机器人的一部分电能转化为机械能，所以有可得故B错误，C正确；D．扫地机器人充满电后一次工作时间为故D错误。故选C。5.甲、乙为不同材料制成的两个长方体金属导电板，长、宽、高均分别为、、，其中，如图，它们的外形完全相同。现将甲、乙两金属导电板按下图两种方式接入同一电源时，若回路中的电流相同，那么甲、乙两金属导电板的电阻率之比为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】将甲、乙两金属导电板按下图两种方式接入同一电源时，若回路中的电流相同，则甲、乙两金属导电板接入电路电阻相等，根据电阻定律可得则甲、乙两金属导电板的电阻率之比为故选A。6.如图所示，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60°，ab＝0.4m，cd与电场方向平行，a、b两点的电势差。则（）A.电场强度的大小E＝200V/m B.b点的电势比d点的电势低5VC.将电子从c点移到d点，电场力做正功 D.若电子从a点运动到c点，电势能减小10eV【答案】D【解析】【详解】A．根据可得电场强度的大小故A错误；B．沿电场线电势逐渐降低，可知b点的电势比d点的电势高，故B错误；C．将电子从c点移到d点，因电子所受的电场力与位移反向，可知电场力做负功，故C错误；D．a、c两点电势差为电子从a点运动到c点过程，电场力做的功为可知电场力做正功，电势能减小10eV，故D正确。故选D。7.某种金属板M受到某种紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的方向，其速度大小也不相同。在M旁放置一个金属网N。如果用导线将MN连起来，M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流。现在不把M、N直接相连，而按图那样在M、N之间加一个电压U，发现当U>12.5V时电流表中就没有电流，则被这种紫外线照射出来的电子，最大速度约为（）（已知电子的质量，m=0.91×10-30kg和电子电量e=1.6×10-19C）A.2.1×106m/s B.3.1×106m/s C.2.1×105m/s D.3.1×107m/s【答案】A【解析】【详解】当电子的速度最大时有解得故选A。8.如图所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω，电流表内阻不计，在B、C两点间加上6V的电压时，电流表的示数为()A.0 B.1A C.1.5A D.2A【答案】B【解析】【详解】电流表内阻不计，则A、C两点相当于用导线连在一起，当在B、C两点间加上6V的电压时，R2与R3并联，然后与R1串联，电流表测量的是通过电阻R2的电流．等效电路图如图所示．电路中的总电阻R总＝＝3Ω干路中的电流为I总＝由于R2与R3相等，所以电流表的示数为1A。故选B．9.如图所示，为x轴上各点电势随位置变化的图像，一电子仅在电场力的作用下沿x轴从A点向D点做直线运动，下列说法中正确的是（）A.电子到达O点时，动能为20eVB.电子从A到O点，先做匀加速运动，后做加速度逐渐减小的减速运动C.从A到D，电子的动能先减小，后增大D.整个运动过程中，电子的电势能减少了40eV【答案】D【解析】【详解】A．由于电子的初始动能未知，所以电子到达O点时，动能并非20eV，故A错误；B．根据能量守恒定律可知，电子从A到O点，电势能减小，则动能增大，图像的斜率代表电场强度，则电子从A到O点，先做匀速运动，后做加速度逐渐增大的加速运动，故B错误；C．从A到B，电子的动能不变，从B到C电子动能增加，从C到D动能不变，故C错误；D．根据电势能计算公式，可知整个运动过程中，电子的电势能减少了40eV，故D正确；故选D。10.如图所示，一带电液滴在两极板水平放置的平行板电容器间恰处于静止状态，两极板A、B始终与一电源相连。现迅速将两平行板同时绕其中心逆时针旋转，其它条件不变，不考虑液滴碰到极板的情况，则下列说法中正确的是（）A.该液滴带正电B.该液滴仍处于静止状态C.该液滴将向右偏下方向做匀变速曲线运动D.该液滴将向左偏下方向做匀加速直线运动【答案】D【解析】【详解】A．根据图像可知，A极板与电源正极连接，电场方向竖直向下，对液滴分析可知，电场力分析竖直向上，大小与重力相等，电场力与电场强度方向相反，则液滴带负电，故A错误；BCD．将两平行板同时绕其中心逆时针旋转，极板之间间距不变，根据极板之间间距不变，极板间电场强度大小不变，方向变为水平向右，由于粒子带负电，电场力大小不变，方向变为水平向左，根据上述可知，电场力与重力的合力方向向左偏下方向，可知该液滴将向左偏下方向做匀加速直线运动，故BC错误，D正确。故选D。11.一个T型电路如图所示，电路中的电阻，，，另有一测试电源，电源提供的电压为，内阻忽略不计，则（ ）A.当端短路时，之间的等效电阻是B.当端短路时，之间的等效电阻是C.当两端接通测试电源时，两端的电压为D.当两端接通测试电源时，两端的电压为【答案】BC【解析】【详解】A．当cd端短路时，R2和R3并联再与R1串联，ab之间的等效电阻故A错误；B．当ab端短路时，R1和R3并联再与R2串联，cd之间的等效电阻故B正确；C．当cd两端接通测试电源时，R1中没有电流，R2与R3串联，ab两端的电压为R3分得的电压，则有故C正确；D．当ab两端接通测试电源时，R2中没有电流，R1与R3串联，cd两端的电压为R3分得的电压故D错误。故选BC。12.如图所示，一个电容为C，电量为Q的平行板电容器竖直放置，两板间的电场可视为匀强电场，将一个质量为m，电荷量为﹣q的带电小球（可视为质点），不可伸长的绝缘细线悬挂于两板间O点．现将小球拉至水平位置M点，由静止释放，当小球沿圆弧向下摆动60度到达N点时，速度恰好为零．则（A.电容器的左极板带负电B.绳子的最大拉力为2mgC.电容器两极板间的距离为D.如果让电容器的带电量减半，小球仍从M点有静止释放，到达N点时速度仍为0【答案】AC【解析】【详解】A．小球从M到N的过程中，动能变化为零，根据动能定理，合力做功0，而重力做正功，则电场力对小球做负功，即电场力方向向右，由于小球带负电，故场强方向向左，所以左极板带负电，右极板带正电．故A正确；BC．设两板间电势差为U、场强为E，由和得E=对球，从M到N由动能定理有mgLsin60°﹣qEcos60°=0﹣0所以有Eq=mgtanθ=mg解得则重力与电场力的合力大小为2mg；方向沿与水平方向成30°角，此时绳子的拉力F﹣2mg=m因速度不为零；故拉力一定大于2mg；故B错误，C正确；D．由电量减半时，电压减半，则极板间的场强减半；从M到N的过程中电场力做功变小，根据动能定理外力做功之和mgLsin60°﹣qEcos60°大于零，则小球从M点释放后，还没有到达N点时速度不会为零；故D错误；故选AC．点评：该题中带电的小球在重力和电场力的复合场中做类单摆运动，需要正确对运动的过程和小球的受力减小分析．该题中需要注意的是：小球速度最大时重力、电场力、细绳上的拉力和F提供小球做圆周运动的向心力．二、实验题（每空2分，共16分）13.下左图螺旋测微器读数为___________mm，下右图游标卡尺读数为___________mm。【答案】①0.900②.14.50【解析】【详解】[1]螺旋测微器读数为[2]图中游标卡尺为20分度，故读数为14.有一个小灯泡上标有“”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的图线；现有下列器材供选用：A.电压表（，内阻约）B.电压表（，内阻约）C.电流表（，内阻约）D.电流表（，内阻约）E.滑动变阻器F.滑动变阻器G.学生电源（直流）、开关、导线若干①实验中所用电压表应选______，电流表应选______，滑动变阻器应选______（横线上填器材序号）②在线框内画出实验电路图______，并根据所画电路图进行实物连接______。③利用实验数据绘出小灯泡伏安特性曲线如图甲所示，若把电阻元件Z和小灯泡接入如图乙所示的电路中时，已知电阻Z的阻值为，已知A、B两端电压恒为，则此时灯泡的功率约为______W（保留两位有效数字）。【答案】①.A②.D③.E④.⑤.⑥.0.31W【解析】【详解】①[1][2][3]根据小灯泡的规格“4V，2W”可知，电压表应选A，电流所以电流表应选D；由于描绘小灯泡伏安特性曲线实验要求电流从零调，所以变阻器应用分压式接法，应选阻值小的变阻器E。②[4][5]由于小灯泡电阻较小，满足所以电流表应用外接法，又变阻器采用分压式接法，所以电路图和实物连线图如图所示③[6]由I−U图象可知I=0.22A时对应的电压U=1.4V，所以小灯泡的功率为P=UI=1.4×0.22W=0.31W三、计算题（分）15.小型直流电动机其线圈内阻为与规格为“4V4W”的小灯泡并联,再与阻值为的电阻串联,然后接至的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求：（1）电动机的发热功率？（2）如果在正常工作时,转子突然被卡住,求此时电动机中的电流？【答案】（1）；（2）【解析】【详解】(1)流经灯泡的电流流经电阻R的电流流经电动机的电流电动机的发热功率(2)如果在正常工作时,转子突然被卡住，电动机相当于纯电阻，灯泡的电阻为灯泡与电动机并联的电阻为由欧姆定律可得，总电流为由所以流过电动机的电流为16.如图所示，空间中存在水平向右，场强大小的匀强电场。水平皮带的左端与水平面平滑相切于B点，右端与一个半径为的光消圆弧轨道水平相切于点。，皮带顺时针转动，速率恒为。现将一质量带正电且电荷量的小滑块，从A点由静止释放，小滑块与段和段的动摩擦因数均为，取。求：（1）小滑块运动到B点时速度的大小；（2）小滑块运动到圆弧轨道底端点时所受的支持力大小；（3）当小滑块从点飞出后经多长时间