2023-2024学年广东深圳罗湖外语学校高二(上)期中考物理试题含答案

第1页/共7页罗湖外语学校2023-2024学年度第一学期期中考试高二物理试题卷1.两个可视为质点的相同金属小球，电荷量绝对值之比为1:5，它们相距r时，彼此间存在相互吸引的库仑力，其大小为F；若将两球充分接触后，再让它们相距2r，则它们之间()A.库仑力大小为，相互吸引B.库仑力大小为，相互排斥C.库仑力大小为，相互吸引D.库仑力大小为，相互排斥2.在电场中某点，若放入一个电荷量为+q的试探电荷，测得该处场强为E；若放入一个电荷量为-2q的试探电荷，测得该处场强为E´.则()3.静电喷涂被广泛用于各种表面处理技术中，相比传统的喷涂技术，其具备生产效率高，劳动条件好，易于实现半自动化或自动化，适于大规模流水线作业，其原理如图所示。涂料雾化装置为负电极，接电源负高压，被涂物为正电极，通常接地。下列说法正确的是()A.图中喷枪与被涂物之间的实线代表电场线B.涂料颗粒在电场中运动时加速度恒定第2页/共7页C.涂料颗粒在电场中运动时电势能逐渐增大D.被涂物上的尖端处，涂料附着较多4.空间P、Q两点处固定等量异种电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等差等势面分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则()A.e点的电势大于0B.c点和d点的电场强度相同C.b点的电势低于d点的电势D.负电荷从a点移动到c点时电势能增加5.如图所示的实线为某静电场的电场线，虚线是仅在电场力作用下某带电粒子的运动轨迹，A、B、C、D是电场线上的点，其中A、D两点在粒子的轨迹上，下列说法正确的是()A.该粒子一定带正电B.由图可知，同一电场的电场线在空间是可以相交的C.将该粒子在C点由静止释放，它可能一直沿电场线运动D.该粒子在A点的速度一定大于在D点的速度6.如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计则从开始射入到打到上板的过程中()A.它们运动的时间tQ>tPB.它们运动的加速度aQ<aP第3页/共7页C.它们的动能增加之比EkP：EkQ=1：2D.它们所带的电荷量之比qP：qQ=1：27.如图为一种服务型机器人，其额定功率为48W，额定工作电压为24V，机器人的锂电池容量为20A·h，A.额定工作电流为20AB.充满电后最长工作时间为2hC.电池充满电后总电量为7.2×104CD.以额定电流工作时每秒消耗能量为20J8.如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成一个容器，该电容器通过电阻R与恒定电压的电源相连接，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号，则当振动膜片向右振动过程中()A.电容器电容值增大B.电容器带电荷量减小C.电容器两极板间的场强减小D.电容器储存的电能增加9.如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，斜面上的带电金属块沿斜面滑下，已知在金属滑下的过程中动能增加了14J，金属块克服摩擦力做功8J。重力做功24J，则以下判断正确的是()A.金属块的机械能减少10JB.金属块克服电场力做功2J第4页/共7页C.金属块的电势能减少2JD.金属块带正电荷10.在如图所示的电路中，电源的内阻不为零，A为小灯泡，R1为定值电阻，R0为滑动变阻器。若将滑动触头P向b端滑动，则()A.电源两端的路端电压增大B.A灯变暗，A灯消耗的功率变小C.R1消耗的功率变大D.电源的输出功率可能增大11.利用如图1所示的电路可以测定一节干电池的电动势和内电阻。（1）现有电压表（0~3V）、开关和导线若干，以及下列器材：实验中电流表应选用，滑动变阻器应选用。（选填器材前的字母）（2）在图2中用笔画线代替导线，按图1将电路连线补充完整。（3）实验中，某同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图3的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线。序号123456第5页/共7页U/VI/A0.140.360.42（4）根据图3可得电池的电动势E=V，内电阻r=Ω。（5）争论：甲同学认为若不考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，则电压表的读数U与对应的电流表的读数I的比值就等于干电池的内阻；乙同学认为电压表的读数变化量ΔU与相对应的电流表的读数变化量ΔI的比值的绝对值才等于电源的内阻。请判断哪位同学的观点是正确的？。12.(1)某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中，正确操作用游标卡尺测得金属丝的长度l为 cm、用螺旋测微器测得金属丝的直径d为mm以及电流表、电压表的读数如图丙所示，则电流和电压的读数值依次是A、V；第6页/共7页(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω,电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ,电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用电动势E=4.5V，内阻很小。则以下电路图中（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏;______(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω,那么精确测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的 电路（填电路图下的字母代号）。此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx=（用题中字母代号表示）。金属丝的电阻率为（用直接测量的字母表示）。13.如图所示，利用电动机来提升重物的模型，已知电源的电动势E=12V、内阻r=1Ω,电阻R=4Ω,重物的质量M=0.6kg。挂上重物电动机不转动时，电压表的示数为10V；电动机以稳定的速度匀速提升该重物时，电压表的示数为11V。不计一切摩擦，重力加速度g取10m/s2，求：（1）电动机线圈的电阻RM；（2）重物上升时的速度大小；（3）电动机提升重物时的效率。14.如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量为m，重力不计）无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧屏上的K点。已知：A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：（1）电子到MN的速度大小；第7页/共7页（2）电子从释放到打到屏上所用的时间；（3）调节E2的大小可使K点在屏的位置发生变化。由于实际生产的需要，现要保证K点到O点的距离d15.如图所示，水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×104N/C。现有一电荷量=0.10kg的带电体（可视为质点在水平轨道上的P点由静止释放，已知P点与圆形轨道最低点B距离S=2.5m。带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.50，重力加速度（1）带电体运动到圆形轨道的最高点C时，对轨道的压力大小？（2）带电体第一次经过C点后，落在水平轨道上的位置到B点的距离？（3）带电体在轨道上运动时最大的动能是多少？罗湖外语学校2023-2024学年度第一学期期中考试高二物理试题卷1.两个可视为质点的相同金属小球，电荷量绝对值之比为1:5，它们相距r时，彼此间存在相互吸引的库仑力，其大小为F；若将两球充分接触后，再让它们相距2r，则它们之间()A.库仑力大小为，相互吸引B.库仑力大小为，相互排斥C.库仑力大小为相互吸引D.库仑力大小为，相互排斥【答案】B【解析】【详解】依题意，可知两球带异种电荷，可设为Q和5Q，当它们相距r时，可得库仑力大小若将两球充分接触后，各自带电量变为2Q，同种电荷相互排斥，再让它们相距2r，则它们之间的库仑力大小为故选B。2.在电场中某点，若放入一个电荷量为+q的试探电荷，测得该处场强为E；若放入一个电荷量为-2q的试探电荷，测得该处场强为E´.则()【答案】A【解析】第2页/共17页【详解】电场中的某一确定点处，电场强度是确定的，不随试探电荷的变化而变化，故E=E'，方向相同，A正确.3.静电喷涂被广泛用于各种表面处理技术中，相比传统的喷涂技术，其具备生产效率高，劳动条件好，易于实现半自动化或自动化，适于大规模流水线作业，其原理如图所示。涂料雾化装置为负电极，接电源负高压，被涂物为正电极，通常接地。下列说法正确的是()A.图中喷枪与被涂物之间的实线代表电场线B.涂料颗粒在电场中运动时加速度恒定C.涂料颗粒在电场中运动时电势能逐渐增大D.被涂物上的尖端处，涂料附着较多【答案】D【解析】【详解】A．图中喷枪与被涂物之间的实线不代表电场线，因为电场线从正电荷出发到负电荷，A错误；B．该电场不是匀强电场，颗粒运动过程中所受的电场力不是恒力，涂料颗粒在电场中运动时加速度不恒定，B错误；C．涂料颗粒在电场中运动中，电场力做正功，电势能减小，C错误；D．被涂物上的尖端处，电荷密度大，该处电场强度大，颗粒所受电场力大，涂料附着较多，D正确。故选D。4.空间P、Q两点处固定等量异种电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等差等势面分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则()第3页/共17页A.e点的电势大于0B.c点和d点的电场强度相同C.b点的电势低于d点的电势D.负电荷从a点移动到c点时电势能增加【答案】D【解析】【详解】A．等量异种电荷的电场，中垂面是等势面，无穷远处电势为零，所以e点电势为0，故A错误；B．等势面的疏密程度表示场强的大小，由图可知c点和d点的电场强度大小不相等，方向不相同，故B错误；C．中垂面电势为0，Q点处为正电荷，中垂面左侧电势均为正，中垂面右侧电势均为负，所以b点电势一定高于d点电势，故C错误；D．a点电势为正值，c点电势为负值，a点电势高于c点，根据Ep=qφ可知负电荷在电势高处电势能小，所以负电荷从a点移到c点，电势能增加，故D正确。故选D。5.如图所示的实线为某静电场的电场线，虚线是仅在电场力作用下某带电粒子的运动轨迹，A、B、C、D是电场线上的点，其中A、D两点在粒子的轨迹上，下列说法正确的是()A.该粒子一定带正电B.由图可知，同一电场的电场线在空间是可以相交的C.将该粒子在C点由静止释放，它可能一直沿电场线运动D.该粒子在A点的速度一定大于在D点的速度【答案】D【解析】【详解】A．由于不知道电场线方向，所以无法判断该粒子的电性，A错误；B．同一电场的电场线在空间是不可能相交的，B错误；C．将该粒子在C点由静止释放，由于电场线是曲线，所以后期粒子运动中，合力与速度不在一条线上，粒子会做曲线运动，C错误；第4页/共17页D．由于粒子运动是曲线，电场力方向沿电场线切线方向，以A点为例，D点的位置在A点切线的下方，说明A点受力方向沿电场线向下，因此从A到D，电场力做负功，速度减小，D正确。故选D。6.如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计则从开始射入到打到上板的过程中()A.它们运动的时间tQ>tPB.它们运动的加速度aQ<aPC.它们的动能增加之比EkP：EkQ=1：2D.它们所带的电荷量之比qP：qQ=1：2【答案】D【解析】【详解】A．粒子在垂直电场方向不受力，做匀速直线运动，位移相等，速度相等，由x=vt得知，运动的时间相等，故A错误；B．粒子在平行电场方向受到电场力作用，做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移时间关系公式，有解得由于两带电粒子平行电场方向分位移之比为所以aQ>aP，故B错误；D．根据牛顿第二定律，有qE=ma②第5页/共17页由①②两式解得所以它们所带的电荷量之比故D正确；C．根据动能定理，有qE.y=△Ek又所以动能增加量之比故选：D。7.如图为一种服务型机器人，其额定功率为48W，额定工作电压为24V，机器人的锂电池容量为20A·h，A.额定工作电流为20AB.充满电后最长工作时间为2hC.电池充满电后总电量为7.2×104CD.以额定电流工作时每秒消耗能量为20J【答案】C【解析】【详解】A.P=UI得，额定工作电流：A错误；B.充满电后最长工作时间：第6页/共17页B错误；C.电池充满电后总电量为Q=It=20×3600C=7.2×104CC正确；D.额定电流工作时每秒消耗能量D错误.8.如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成一个容器，该电容器通过电阻R与恒定电压的电源相连接，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号，则当振动膜片向右振动过程中()A.电容器电容值增大B.电容器带电荷量减小C.电容器两极板间的场强减小D.电容器储存的电能增加【答案】AD【解析】【详解】根据题意，可将电容式传感器近似看成一个平行板电容器，振动膜片向右振动时，近似看成板间距离减小，由电容值C增大，电荷量Q增大，电场强度E变大，电容器储存的电能增加，AD正确，BC错误。故选AD。9.如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，斜面上的带电金属块沿斜面滑下，已知在金属滑下的过程中动能增加了14J，金属块克服摩擦力做功8J。重力做功24J，则以下判断正确的是()第7页/共17页A.金属块的机械能减少10JB.金属块克服电场力做功2JC.金属块的电势能减少2JD.金属块带正电荷【答案】ABD【解析】【详解】A．动能增加14J，重力势能减少24J，机械能减少10J，选项A正确；BC．根据功能关系，重力势能转化为动能、内能和电势能，机械能减小10J，产生内能8J，则其中电势能增加2J，即克服电场力做功2J，选项B正确，C错误；D．电势能增加，电场力做负功，即金属块带正电，选项D正确。故选ABD。10.在如图所示的电路中，电源的内阻不为零，A为小灯泡，R1为定值电阻，R0为滑动变阻器。若将滑动触头P向b端滑动，则()A.电源两端的路端电压增大B.A灯变暗，A灯消耗的功率变小C.R1消耗的功率变大D.电源的输出功率可能增大【答案】BCD【解析】【详解】A．当滑动触头P向b端滑动时，滑动变阻器的阻值变小，电路的总电阻都会变小，据闭合电路欧姆定律知总电流变大，内电压增大，所以路端电压减小，故A错误；B．路端电压减小，可知灯A的电流减小，则灯变暗，A灯消耗的功率变小，故B正确；第8页/共17页C．干路电流变大，灯A的电流减小，所以电阻R1的电流变大，R1消耗的功率变大，故C正确；D．如果开始时，外电阻大于内电阻，随着外电阻的减小，在阻值接近内电阻阻值的过程中，电源的输出功率增大，故D正确，故选BCD。11.利用如图1所示的电路可以测定一节干电池的电动势和内电阻。（1）现有电压表（0~3V）、开关和导线若干，以及下列器材：实验中电流表应选用，滑动变阻器应选用。（选填器材前的字母）（2）在图2中用笔画线代替导线，按图1将电路连线补充完整。（3）实验中，某同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图3的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线。序号123456U/VI/A0.140.360.42第9页/共17页（4）根据图3可得电池的电动势E=V，内电阻r=Ω。（5）争论：甲同学认为若不考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，则电压表的读数U与对应的电流表的读数I的比值就等于干电池的内阻；乙同学认为电压表的读数变化量ΔU与相对应的电流表的读数变化量ΔI的比值的绝对值才等于电源的内阻。请判断哪位同学的观点是正确的？。①.A②.C③.④.⑤.1.45⑥.0.83⑦.乙同学的观点正确【解析】【详解】（1）[1][2]一节干电池的电动势约1.5V，根据题给滑动变阻器规格知电流表选择A；为了方便实验，滑动变阻器应选择最大阻值较小的C。第10页/共17页（2）[3]根据电路图连接实物图，滑动变阻器“一上一下”串联接入电路，电压表并联在变阻器和电流表两端，如图所示。（3）[4]描点连线，得U-I图像如图所示。（4）[5][6]在电源的U-I图像中，图线的纵轴截距表示电源电动势，则有图线斜率的绝对值等于电源内阻，则有（5）[7]根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir，在电流变化过程中，U与I的变化趋势是相反的，因此是不断变化的，不可能等于电池的内阻；而电流变化过程中，电动势E不变，任意取两个状态，有=E-I1rU2=E-I2rΔU=U1-U2ΔI=I1-l2可以解得因此乙同学的观点正确。12.(1)某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中，正确操作用游标卡尺测得金属丝的长度l为 cm、用螺旋测微器测得金属丝的直径d为mm以及电流表、电压表的读数如图丙所示，则电流和电压的读数值依次是A、V；(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω,电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ,电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用电动势E=4.5V，内阻很小。则以下电路图中（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏;______(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω,那么精确测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的 电路（填电路图下的字母代号）。此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻Rx=（用题中字母代号表示）。金属丝的电阻率为（用直接测量的字母表示）。【答案】①.1.050②.0.531（0.530~0.533均可）③.0.42##0.41##0.43④.2.25（2.23~2.28均可）⑤.A⑥.小⑦.B⑧.⑨.【解析】【详解】(1)[1]游标卡尺的精确度为0.05mm，由图可知，金属丝的长度第12页/共17页l=1cm+10×0.05mm=1.050cm[2]螺旋测微器的精确度为0.01mm，由图可知，金属丝的直径[3]在“测定金属丝电阻率”的实验过程中电流较小，则电流表量程为0.6A，则电流表的最小分度为0.02A，由图可知，电流表示数为0.420A[4]在“测定金属丝电阻率”的实验过程中电压表量程为3V，则电压表的最小分度为0.1V，由图可知，电压表示数为2.25V(2)[5]因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流接法；同时电压表内阻较大，电阻丝阻值较小，故采用电流表外接法误差较小故选A[6]在实验中电压表示数准确，但电流测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小(3)[7]因已知电流表准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻故选B[8]待测电阻及电流表总电阻测电阻[9]由电阻定律有联立解得13.如图所示，利用电动机来提升重物的模型，已知电源的电动势E=12V、内阻r=1Ω,电阻R=4Ω,重物的质量M=0.6kg。挂上重物电动机不转动时，电压表的示数为10V；电动机以稳定的速度匀速提升该重物时，电压表的示数为11V。不计一切摩擦，重力加速度g取10m/s2，求：（1）电动机线圈的电阻RM；第13页/共17页（2）重物上升时的速度大小；（3）电动机提升重物时的效率。【解析】【详解】（1）不挂重物时，根据闭合电路欧姆定律得电路中电路电动机线圈电阻（2）重物匀速上升时，电压表示数U2=11V，此时电路中电流电动机电压UM电动机消耗的电功率P=UMI2=7W根据能量守恒UMI2=mgv+IRM解得（3）所以电动机的效率为14.如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、第14页/共17页电场强度为E2的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量为m，重力不计）无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧屏上的K点。已知：A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：（1）电子到MN的速度大小；（2）电子从释放到打到屏上所用的时间；（3）调节