2023-2024年重庆市西南大学附属中学高二上学期期中考试物理试题

西南大学附中2023-2024学年度上期期中考试高二物理试题一、单项选择题1.在静电场中某位置放一个带电量为的点电荷，若该点电荷受到的电场力大小为，方向向左，则该位置场强大小和方向分别为（）A.，方向向左B.，方向向右C.，方向向左D.，方向向右【答案】B【解析】由场强的定义式得，该位置场强大小为，因为负电荷所受电场力的方向与场强方向相反，所以该位置场强的方向向右。故选B。2.如图，用充电器给处于开机状态的手机充电，若充电电压用表示，充电电流用表示，则手机（）A.总电阻等于 B.总电阻大于C.产热功率等于 D.消耗的电功率等于【答案】D【解析】AB．因为手机电池为非纯阻电路，所以总电阻不等于，也不会大于，故AB错误；CD．消耗的功率为，消耗的功率一部分储存在电池里，一部分转化为内能，所以产热功率小于，故D正确，C错误。故选D。3.如图，电源电动势为，内阻为，当滑动变阻器的滑片向上滑动时（）A.灯变亮 B.灯亮度不变C.的电压变小 D.的电流变大【答案】A【解析】当滑动变阻器的滑片向上滑动时，变大，电阻中总电阻变大，由闭合电路欧姆定律得，电路中总电流变小，电源内电压变小，路端电压变大，灯两端电压变大，灯电流变大，灯变亮；根据并联分流可知通过、电流变小，因为，其中，变小，所以的电压变大。故选A。4.如图所示是某同学在研究等量异种电荷电场时所画的等势面，该同学根据实验情况选取了零电势位置后，将其中两个等势面的电势标注在图上。已知相邻等势面间的电势差相等，则（）A.点电势为零B.电子在点的电势能为C.电子从点运动到点，电势能增加D.电子从点运动到点，电势能减少【答案】C【解析】已知相邻等势面间的电势差相等，根据电场线的方向可知，与之间有三个间隔，则每个间隔的电势差为，则，，根据电势能和电势之间关系可知，电势差和电势之间的关系，则电子从点运动到点，电场力做功为，由于电场力做了，电势能会增加。故选C。5.如图所示，一块均匀的长方体样品，长为、宽为，厚为。在、两端加上电压时测得通过样品的电流是，在、两端加上同样的电压时测得通过样品的电流是，则等于（）A. B. C. D.【答案】A【解析】根据题意，由电阻定律可得，，由欧姆定律有，，则有，可得，故选A。6.一电子只在静电力的作用下沿方向运动，其所在位置处的电势随变化情况如图，已知图线在处切线与轴平行，则（）A.电子从运动至处的过程中，速率不断变大B.电子在处时加速度为C.轴上到之间的电场方向均沿方向D.轴上到之间的电场场强大小处处相等【答案】B【解析】AC．根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，轴上到之间的电场方向沿方向，到之间的电场方向沿方向，电子从运动至处的过程中，其所受电场力方向先沿方向，再沿方向，即电子先加速后减速，速度先增大后减小。故AC错误；B．图像的斜率表示场强，处切线与轴平行，即此处电场强度为零。故电子在此处所受电场力为零。故电子在处时加速度为。故B正确；D．图像的斜率表示场强。图像的斜率先减小后增大，故轴上到之间的电场场强大小不处处相等。故D错误。故选B。7.某次实验需将一个内阻为，量程为的小量程电压表扩大量程后测量电压。已知待测电压最大值是，则下列设计正确且合理的是（）A B.C. D.【答案】D【解析】ABD．根据题意可知，待测电压最大值是，则需将电压表量程扩大到以上，需要串联一个电阻，则有，解得，即需要串联的电阻阻值最小值为，故AB错误，D正确；C．若串联一个的电阻，则有，解得，量程太大，不符合题意，故C错误；故选D。二、多项选择题8.某电容器上标有“”字样，则该电容器（）A.击穿电压为B.正常工作时电压不应超过C.正常工作时所带电荷量不超过D.正常工作时所带电荷量不超过【答案】BD【解析】AB．是电容器的额定电压，即能承担的最大电压，所加的电压不能超过，但不是击穿电压，故A错误，B正确；CD．根据，即正常工作时所带的电荷量不超过，故C错误，D正确。故选BD。9.如图甲所示，A、B间电压为且恒定，滑动变阻器与并联部分电阻为，的最大值为（即滑动变阻器总电阻为），移动滑片的位置，就可以改变两端的电压，多次操作后可以得到图线（图乙中图线）。更换滑动变阻器，重复实验，得到另一条图线（图乙中图线），可知：（）A.图线对应的滑动变阻器总阻值较大B.图线对应的滑动变阻器总阻值较大C.采用图线对应的滑动变阻器更易于调节电压D.采用图线对应的滑动变阻器更易于调节电压【答案】BC【解析】AB.回路中和并联电阻为，回路中的总电阻为，所以，取个特殊值，当时，当越大，就越小，故A错误，B正确；CD.根据图像的走势，图像1更加平缓，从而更容易调节电压，故C正确，D错误。故选BC。10.如图所示，光滑绝缘圆轨道置于水平绝缘桌面上，为轨道圆心，直径上有、两点，，，在、固定两个点电荷、，现将一个带电小球置于轨道内侧点（小球可视为质点），小球恰能静止。若，则（）A.、一定是同种电荷B.和小球所带电荷一定是同种电荷C.、带电量绝对值之比为D.、带电量绝对值之比为【答案】ABD【解析】AB．将一个带电小球置于轨道内侧点（小球可视为质点），小球恰能静止，小球的受力如图所示，可知小球受到两个点电荷、均为库仑斥力，则小球、、都是同种电荷，故AB正确；CD．由正弦定理有，在中，有，在中，有，其中，又，，联立可得，故C错误，D正确。故选ABD。三、非选择题11.如图甲是研究电容器电容大小的电路图。电压传感器（内阻可看作无穷大）可以实时显示、间电压大小，电流传感器（内阻可看作零）可实时显示出电流大小。连接好电路检查无误后进行了如下操作：①将拨至，接通足够长的时间直至、间电压等于零。②将拨至，观察并保存计算机屏幕上的、图，得到图乙和图丙。（1）操作①的目的是__________________；（2）进行操作②时，通过R的电流方向是向______（选填“左”或“右”），电流随时间______（选填“增大”或“减小”）；（3）该电容器的电容约为______；（4）若电源的内阻不计，则______。【答案】（1）让电容器充分放电或保证电容器初始电量为零；（2）左，减小；（3）########################################；（4）【解析】（1）[1]将拨至，接通足够长的时间直至、间电压等于零，其目的是让电容器充分放电或保证电容器初始电量为零。（2）[2]进行操作②时，电容器接在电源两端，电容器充电。、极板分别带上正、负电荷。通过的电流方向是向左。[3]由图乙可知，电流随时间减小。（3）[4]由图乙可知，每个小格的面积表示，图像与坐标轴围成的面积代表电容器充满电时所带的电荷量，由图丙可知电容器充满电时两端的电压，该电容器的电容约为；（4）[5]由公式和可知，图像中图像与横轴围成的面积为，由图丙可知图像中图像与横轴围成面积，得。12.某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作果汁电池，他们测量这种电池的电动势和内阻，并探究电极间距对和的影响。实验原理图和实验器材如图甲、图乙所示。（1）测量和的实验方案为：调节电阻箱阻值，改变电源两端的电压，计算出电流，利用数据作出图像，依据公式___________，得出和。（2）请在答题卡图乙中用笔画线代替导线连接电路__________。（3）实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的图像如图中（）、（）、（）所示。由此可知，在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势_________（填“增大”“减小”或“不变”），电源内阻_________（填“增大”“减小”或“不变”）。（4）曲线（）对应的电源电动势_________，内阻_________（以上两空均保留三位有效数字）。若考虑电压表对测量结果的影响，所测得的电动势与真实值相比_________（填“偏大”“偏小”或“相同”）。【答案】（1）；（2）；（3）不变，增大；（4）（），（），偏小【解析】（1）[1]图中由电压表、电阻箱，故采用伏阻法测电动势及内阻，根据闭合电路的欧姆定律有；（2）[2]根据电路图连接实物如图所示；（3）[3][4]图线与纵轴的交点的纵坐标表示电动势，四条图线与纵轴交点坐标相同，即电动势不变，为，图线斜率的绝对值表示内阻，斜率的绝对值变大，内阻增大；（4）[5][6]图线对应的电动势、内阻分别为，；[7]相对于电源来说，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使所测电源电动势小于电源电动势真实值。13.如图所示电路，电源电动势，内阻，，灯泡电压，的电压。求：（1）通过的电流大小；（2）外电路消耗的功率；（3）消耗的电功率。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）由题意得，通过的电流大小为；（2）电源路端电压，外电路消耗的功率；（3）两端的电压，电阻消耗功率。14.如图所示，带电绝缘环环面水平放置在支架（图中没画出）上，为圆环的圆心，虚线过圆心且与环面垂直，、到点的距离均为。圆环的半径为，上面均匀带电。将一质量为、带电量为的小球在点无初速度释放，小球沿虚线运动，已知重力加速度为，静电力常量为，不计空气阻力。求小球被释放后：（1）在点的速度大小；（2）若小球经过点时速度大小，求、两点电势差；（3）在点的加速度大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）由对称性可知，此过程电场力做功为零，故有，解得；（2）从到由动能定理有，解得；（3）由对称性可知，小球在点时受的电场力竖直向下，小球在点的加速度为，解得。15.如图所示，一对平行金属板、水平正对放置，两板长度均为，板间距为，板间电压为。一质量为小球从两板的左端正中央以一定的水平速度射入电场，在电场中沿直线运动，然后射出电场，最后打到距离板右端处的屏上的点（图中没画出），已知重力加速度为，电场只存在于两板之间。求：（1）小球所带电量大小和电荷的正负；（2）间的距离；（3）改变小球的电量，并使小球射入电场的速度（大小仍为）与水平方向夹角大小为，若小球仍能击中点，且小球不会与平行金属板相碰，求小球的电量。【答案】（1），负电；（2）；（3）或【解析】（1）根据题意可知，带电小球在电场中受力平衡，有，解得可知，小