2023-2024年广东省惠珠五校高二上学期12月期中联考物理试题(解析版)

2022级高二·十二月·五校联考物理科试题一、单选题1.关于电学相关知识，下列说法正确的是（）A.无论什么样的条件下，经过丝绸摩擦过的玻璃棒一定带有正电荷B.恒定电流中，导线中的电场方向与电流方向平行C.电容器所带电荷量越大，电容就越大D.电荷在电势越高的地方，其具有的电势能就一定越大【答案】B【解析】只有在常温的条件下，经过丝绸摩擦过的玻璃棒带有正电荷，故A错误；因为电场线与电流线一致，在恒定电流的条件下，由于电流线不能与导线相交，否则就出现电荷堆积，不满足恒定的条件，所以电场方向一定和导线平行，故B正确；电容器的电容大小取决于电容器本身的构造，与其所带电荷量无关，故C错误；同一正电荷电荷在电势越高的地方，其具有的电势能就越大，而同一负电荷在电势越高的地方，电势能越小，故D错误。故选B。2.如图所示，小球和小球是两个绝缘材料制成的表面均匀带电的小球，半径都为。小球放置在绝缘水平桌面上，小球恰能静止在小球的竖直正上方，间距如图所示为。现在将小球取下，换上同样均匀带电的小球。已知小球和小球材料相同，小球的质量是小球的倍，小球的带电量同样是小球的倍。小球最终也静止在小球的正上方，那么小球的球心距离地面的高度为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由题意，小球静止在球正上方时，根据平衡条件可得，当换成小球后，设小球的球心距离地面的高度为，已知小球和小球材料相同，小球的质量是小球的倍，小球的带电量是小球的倍，根据平衡条件有，求得，故选B。3.一带电粒子从点射入电场，从点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有（）A.粒子带正电荷B.粒子的速度不断增大C.粒子的加速度先不变，后变小D.粒子的电势能先减小，后增大【答案】C【解析】带电粒子做曲线运动，受力指向曲线的内侧，所以所受电场力向左，带负电；A错；电场力做负功，所以动能越来越小，电势能越来越大，速度越来越小B错；C,对；等势线的疏密程度反映场强大小，所以所受电场力越来越小，加速度越来越小，D错。故选C。4.如图所示，一个正方体真空盒置于水平面上，它的面与面为金属板，其他面为绝缘材料。面带正电，面带负电。现有小孔沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴，最后分别落在、、三点，则下列说法正确的是（）A.三个液滴的运动时间相同B.三个液滴在真空盒中都做类平抛运动C.液滴所带电荷量最多D.三个液滴落到底板时的速度大小相同【答案】A【解析】由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴下落的高度相同，三个液滴的运动时间相同，A正确；三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做类平抛运动，B错误；由于液滴在水平方向位移最大，而运动时间和初速度相同，说明液滴在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，C错误；三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴落到底板时的速度大小不相同，D错误。故选A。5.如图所示的电路中，电源的电动势，内阻可忽略不计，电阻的阻值分别为，，滑动变阻器的最大阻值，电容器的电容，现将滑动触头移于最左端点，闭合开关，过一段时间电路稳定后，下列说法正确的是（）A.此时电容器板带正电，板带负电B.此时断开开关，通过的电荷量为C.当滑动触头置于的中点时，板带电量为D.当滑动触头从端缓慢滑动到端的过程中，电容器所带的电荷量先减少后增大，但板一直带正电荷【答案】C【解析】滑动触头移于最左端点，此时板与电源正极连接，因此，此时电容器板带负电，板带正电，故A错误；将滑动触头移于最左端点，闭合开关，此时，两端电压，此时，电容器所带电荷量，断开开关，电容器等效为一个电源放电，此时与串联后再与并联，则通过的电荷量为，解得，故B错误；当滑动触头置于的中点时，令点电势为，则点电势为，令电容器极板电势为，则有，解得，令电容器极板电势为，则有，解得，则有，则板带电量为，故C正确；令点电势为，根据上述可知，电容器极板电势始终为，当滑动触头从端缓慢滑动到端的过程中，电容器极板的电势由逐渐减小为，两极板之间的电势差先减小后增大，则电容器所带的电荷量先减少后增大，但是极板电势先高于极板，后低于极板，可知极板先带正电，后带负电，故D错误。故选C。6.如图所示，某小组同学用细线悬挂一个去掉柱塞的注射器，注射器内装满墨汁。注射器在小角度内摆动过程中（忽略流出墨水对注射器内墨汁减少量的影响），沿着垂直于注射器摆动的方向匀速拖动木板，注射器下端与木板距离始终很小。其中墨迹上、两点到的距离均为注射器下端振幅的一半。不计空气阻力，则（）A.在一个摆动周期内，形成墨迹的轨迹长度等于倍振幅B.注射器下端从点正上方摆到点正上方的时间等于倍摆动周期C.把该装置从北京带到广州，为使周期不变，需要缩短细线长度D.注射器下端在点正上方与在正点上方时加速度相同【答案】C【解析】在一个摆动周期内，注射器在平衡位置附近摆动，摆动的路程等于倍振幅，而匀速拖动木板，可知木板在方向上的路程不为零，故在一个摆动周期内，形成黑迹的轨迹长度大于倍振幅，故A错误；在一个摆动周期内，注射器从最高位置运动至平衡位置所需的时间为，离平衡位置越近，注射器摆动得越快，可知注射器从点上方运动至平衡位置的时间小于，同理可知注射器从平衡位置运动至点上方的时间小于，故注射器从点上方摆到点上方的时间小于倍摆动周期，故B错误；注射器做单摆运动，周期为，广州的重力加速度比北京小，为使周期不变，需要缩短细线长度，故C正确；注射器在点上方与在点上方时，注射器的位移大小相同，方向相反，根据，可知注射器在点上方与在点上方时加速度大小相同，方向相反，故D错误。故选C。7.某工程师设计一个多挡的发热电路，通过开关、的闭合或断开来实现。电路如图所示，，，，，、加恒定电压，最小功率，则电路的最大功率为（）A. B.C. D.【答案】D【解析】、加恒定电压，令电压为，根据，可知，电路总电阻最小时，电路消耗功率最大，可知此时开关、均闭合，此时，，并联，并联电阻有，解得，此时电路消耗功率最大，则有，当开关、均断开，电路总电阻最大，电路消耗功率最小，此时最小功率，则有，解得，故选D。二、多选题8.如图为一个闭合电路电势高低变化示意图，则下列说法正确的是（）A.电源和导线中积累的电荷形成的恒定电场在电源外部由指向，电源内部由指向B.至电势的降低是由于电源内部存在内阻C.若、、、间电势差分别为、、，则D.、电势跃升越大，表示电源将其它能转化为电势能的本领越强【答案】B、D【解析】电源和导线中积累的电荷形成的恒定电场在电源外部由指向，电源内部也是由指向，故A错误；至电势的降低是由于电源内部存在内阻，电流通过内阻时电势降低，故B正确；、两点的高度差类似于路端电压，而图中与，与高度差的总和为电动势，保持不变，、间高度差相当于内阻上的电压，电动势等于内外电压之和，则若、、、间电势差分别为、、，则，故C错误；、电势跃升越大，表示电源将其它能转化为电势能的本领越强，故D正确。故选BD。9.下图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中是电池；，，，和是固定电阻，是可变电阻：表头的满偏电流为，内阻为。虚线方框内为换挡开关，端和端分别与两表笔相连。该多用电表有个挡位，个挡位为：直流电压挡和挡，直流电流挡和挡，欧姆挡，下列选项正确的是（）A.图中的端与黑色表笔相连接B.关于的用法为，使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整使电表指针指在表盘右端电阻“”位置C.根据题给条件可得D.某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时端是与“”相连的，则读数为【答案】A、B【解析】根据欧姆表原理可知，内部电源的正极应接黑表笔，这样才能保证在测电阻时电流“红进黑出”，即图（a）中的端与黑色表笔相连接，故A正确；是可变电阻，只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，也就是使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整使电表指针指在表盘右端电阻“”位置，故B正确；由图（a）可知，换挡开关接时，对应量程为直流电流，则有，求得，换挡开关接时，对应量程为直流电压，这时表头与、并联组成新表头，新表头的内阻为，新表头的量程是，则有，解得，故C错误；某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时端是与“”相连的，则多用电表为欧姆“”挡，读数为，故D错误。故选AB。10.如图所示是一示波管工作的原理图。电子经一电压为的加速电场，加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时的偏移量是，两平行板间的距离为，电压为。板长为。每单位电压引起的偏移量叫示波管的灵敏度。则下列说法正确的是（）A.电压和电压同时加大为原来的倍，则电子离开偏转电场时的偏移量不变B.若降低加速电压，则可以提高示波管的灵敏度C.若将偏转电场的平行板变短，则可以提高示波管的灵敏度D.若减小偏转电场两平行板间的距离，则可以提高示波管的灵敏度【答案】A、D【解析】电子在加速电场中加速，根据动能定理可得，电子进入偏转电场后的偏转的位移为，，，所以示波管的灵敏度，所以要提高示波管的灵敏度可以增大，减小，减小。故选AD。三、非选择题11.（1）某同学测量金属丝的电阻率，用直尺和螺旋测微器对金属丝的长度和直径进行测量，结果如图甲、乙所示，其读数分别是________，________。（2）请利用以下器材设计一个电路，尽觉准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻。大约为，画出实验电路图并标明器材代号。________。电源（电动势，内阻约为）电流表：（量程，内阻）电流表（量程，内阻约为）滑动变阻器（最大阻值，额定电流）开关及导线若干（3）某同学设计方案正确，测量得到电流表的读数为，电流表的读数为，则这段金属丝电阻的计算式，________从设计原理看，其测量值与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。【答案】①.；②.；③.；④.；⑤.相等【解析】（1）如图甲为毫米刻度尺的读数，其最小刻度，即，读数时需要估读位，由图可知其读数为。[2]图乙为螺旋测微器的读数，其读数为。（2）[3]由于电流表的内阻准确，所以可以用电流表与电阻并联，通过其流过电流表的电流与其内阻得到电阻的电压值，电流表得到通过电阻和电流表的电流，然后两表示数相减得到通过电阻的电流。因为滑动变阻器的阻值较小，所以控制电路应该选择分压式接法。其电路图如图所示：（3）[4]结合上述分析可知，其待测电阻的电压为，其通过待测电阻的电流为，所以其待测电阻的阻值为。[5]由上述分析可知，其电压为待测电阻的真实电压，电流为待测电阻的真实电流，所以该实验中，其测量值与真实值相等。12.中秋节是象征团圆的节日，在以往孩子们在这一天会手提着蜡烛灯笼，在大街小巷游玩。随着科技的进步，现在的灯笼改用电灯泡照明，不仅更安全，还有更加丰富的玩法。某实验小组购置了一个电灯泡灯笼，其电路如图甲所示，当单刀双掷开关拨到的时候，所有灯泡常亮，当开关拨到的时候，在控制芯片的作用下灯泡就会闪一闪，非常好看。（1）某一次拨动开关到后，发现灯泡不闪亮，为了判断电路故障，实验小组借用了学校的多用电表的________（填“电压”或“欧姆”）档进行检测，当表笔接、点位时，现象是________（填“有示数”或“无示数”），当表笔接、时，现象是________（填“有示数”或“无示数”），发现是控制芯片断路；（2）该实验小组为了实现到了晚上自动亮灯而白天不亮灯，于是在电路中将、间的导线去除，在这两点间增加了一个亮度感应开关（其结构主要是一个电磁继电器和一个光敏电阻），如图乙。其工作原理如下：①开关任意接通或，接通开关；②若环境较暗，灯泡亮起；③若环境中光亮度较高，光敏电阻的电阻________（填“较高”或“较低”），电磁继电器中的线圈电流________（填“较大”或“较小”），两个触点与铁片________（填“相接”或“分离”），灯笼的灯泡________（填“亮起”或“不亮”）（3）该实验小组还想实现自动亮度功能，即灯泡的亮度可以随着环境亮度的变化而变化，环境越亮的时候灯泡越暗。他们向电路中加入了一个定值电阻和一个光敏电阻（光照越强电阻越小），如图丙所示，请你尝试将他们的元器件放入电路中虚线框所在的位置，并补充电路图（填写电阻符号或）。________【答案】①.电压；②.有示数；③.无示数；④.较低；⑤.较大；⑥.分离；⑦.不亮；⑧.见解析【解析】（1）拨动开关到后，电源处在电路中，根据操作过程，是将多用表与检测部分并联，可知，实验小组借用了学校的多用电表的电压档进行检测；[2]若故障是控制芯片断路，则当表笔接、点位时，相当于将电压表连接到电源正负极上，此时现象是有示数；[3]若故障是控制芯片断路，当表笔接、时，电压表检测部分与电源断开，此时现象是无示数。（2）[4]光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，可知若环境中光亮度较高，光敏电阻的电阻较低；[5]根据闭合电路欧姆定律可知，光敏电阻电阻值较低，通过电磁继电器中的线圈电流较大；[6][7]根据上述，电磁继电器中的线圈电流较大，线圈激发出的磁场增强，在磁场力作用下，铁片向下运动，两个触点与铁片在磁场力的作用下分离，灯笼的灯泡不亮。（3）[8]若将光敏电阻置于干路上，环境越亮，光敏电阻阻值减小，干路电流增大，灯泡并联部分电压升高，灯泡变亮，不符合题意。当将光敏电阻置于灯泡并联电路中时，环境越亮，光敏电阻电阻减小，干路电流增大，电源内阻与定值电阻承担的电压增大，则灯泡并联部分电压减小，灯泡变暗，故应将定值电阻置于干路上，，将光敏电阻置于灯泡并联电路中，作出电路图如图所示：13.如图所示，质量为，倾角为的斜面体（斜面光滑且足够长）固定在粗糙的水平面上，斜面顶端与劲度系数为，自然长度为的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，重力加速度为。（1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度（2）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；（3）求弹簧的最大伸长量。【答案】（1）；（2）详见解析；（3）【解析】（1）设物块在斜面上平衡时，弹簧伸长量为，有，解得，此时弹簧的长度。（2）当物块的位移为时，弹簧的伸长量为，物块所受合力，联立以上各式可得，可知物块做简谐运动。（3）物块做简谐运动的振幅，由对称性可知，最大伸长量为。14.如图甲所示的电路中，、均为定值电阻，且，阻值未知，为滑动变阻器。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、两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的。求：（1）由图乙求电源的电动势和内阻；（2）定值电阻的阻