广东省广州市天河外国语学校2022-2023学年高二上学期期中考物理试题（含答案）

这是一份广东省广州市天河外国语学校2022-2023学年高二上学期期中考物理试题（含答案），共18页。试卷主要包含了 本试卷分第Ⅰ卷两部分， 考试结束后，将答题卡交回，0 分），5A）等内容，欢迎下载使用。

广州市天河外国语学校 2022 学年第一学期期中考试
高二年级试卷 物理选考
注意事项：
1. 本试卷分全卷满分 100 分，60 分钟内完成，闭卷。
2. 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
3. 答题前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡相应的位置。
4. 全部答案应在答题卡上完成，答在本试卷上无效。
5. 考试结束后，将答题卡交回。
第 I 卷
一、单选题（本大题共 8 小题，共 32.0 分）
1．下列说法正确的是（　　）
A．库仑定律中k的数值是库仑用油滴实验测得的
B．元电荷e的数值是由密立根用扭秤实验测得的
C．电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷
D．感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分
2．一横截面积为S的铝导线，导线单位体积内含有的自由电子数为，电子的电荷量为，若电子定向移动的速度为时，导线中的电流为，则单位时间内通过导线某横截面的电子个数为（   ）
A． B． C． D．
3．下列关于电压与电动势的说法中，正确的是（ ）
A．电动势与电压是同一物理量的不同叫法
B．电动势就是电源两极间的电压
C．电动势公式E=中的W是电场力做的功
D．电动势与电压从能量转化的角度来说有本质的区别
4．真空中，在x轴上x＝0和x＝8m处分别固定两个点电荷Q1和Q2。电荷间连线上的电场强度E随x变化的图象如图所示（＋x方向为场强正方向），其中x＝3m处E＝0。将一个正试探电荷在x＝2m处由静止释放（重力不计，取无穷远处电势为零）。则（　　）

A．Q1、Q2为等量同种电荷 B．Q1、Q2带电量之比为9：25
C．在x＝3m处电势等于0 D．该试探电荷向x轴正方向运动时，电势能一直减小
5．如图，光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定，杆上套有一带正电的小球，质量为m，带电荷量为q，为使小球静止在杆上，可加一匀强电场。所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止（　　）

A．垂直于杆斜向上，场强大小为
B．竖直向上，场强大小为
C．平行于杆斜向下，场强大小为
D．水平向右，场强大小为
6．绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，以初速度v0由A点向右射出，则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中，下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）（　　）

A．负点电荷在AO段的运动时间小于在OB段的运动时间
B．负点电荷由A运动到O点过程中，随着电势的升高电势能变化越来越快
C．负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大
D．当负点电荷分别处于m和m时，电场力的功率相等
7．如图所示电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，当滑动变阻器的滑片P由a向b滑动的过程中，电流表、电压表的示数变化情况是（　　 　）

A．电流表示数一直减小，电压表示数一直增大
B．电流表示数一直增大，电压表示数一直减小
C．电流表示数先增大后减小，电压表示数先减小后增大
D．电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小
8．两点电荷的带电量分别为+4q和-q，组成弧立的电荷系统，其电场线分布如图中实线所示，虚线上有，则可以判断下列说法中正确的有（　　）

A．A点的电场强度为零
B．若把一个负的试探电荷q沿虚线从C移到D的过程中，试探电荷q的电势能增大
C．B、C间电场线的方向由B指向C
D．若在虚线上引入第三个点电荷，使三个电荷仅在库仑力作用下平衡，则第三个电荷应就放在A点
二、多选题（本大题共 4 小题，共 16.0 分）
9．如图是一个多用电表的简化电路，S为单刀多掷开关，通过操作开关，可以接通1，也可以接通2、3、4、5或6。下列说法正确的是（　　）

A．当开关S分别接1或2时，测量的是电流，其中S接1时量程较大
B．当开关S分别接3或4时，测量的是电阻，其中A是黑表笔
C．当开关S分别接3或4时，测量的是电阻，其中A是红表笔
D．当开关S分别接5或6时，测量的是电压，其中S接5时量程较大
10．如图所示，竖直放置的一对平行金属板的电势差为U1，水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2。一电子由静止开始经U1加速后，进入水平放置的金属板间，刚好从下板边缘射出，不计电子重力。下列说法正确的是（　　）

A．增大U1，电子一定打在金属板上
B．减小U1，电子一定打在金属板上
C．减小U2，电子一定能从水平金属板间射出
D．增大U2，电子一定能从水平金属板间射出
11．如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，R0为定值电阻，R1和R2为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度v0射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度v0射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是(　　)

A．保持开关S闭合，增大R1，粒子打在O点左侧
B．保持开关S闭合，增大R2，粒子打在O点左侧
C．断开开关S，M极板稍微上移，粒子打在O点右侧
D．断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧
12．某电场的电场强度E随时间t变化规律的图象如图所示。当t=0时，在该电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受静电力作用，则下列说法中正确的是（　　）

A．带电粒子将始终向同一个方向运动
B．带电粒子在0~3s内的初、末位置间的电势差为零
C．2s末带电粒子回到原出发点
D．0~2s内，静电力做的总功不为零
三、实验题（本大题共 3 小题，共 27.0 分）
13．（10分）（1）用螺旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如图所示，从图中读出金属丝的直径为___________。用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量时，示数如图所示，则读数为___________。

（2）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，如果测出金属丝接入电路的长度l、直径d和金属丝接入电路时的电流I和其两端的电压U，就可求出金属丝的电阻率。用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率，其表达式为___________。
（3）在此实验中，金属丝的电阻大约为，在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，选用了如下实验器材：
A．直流电源：电动势约，内阻不计；
B．电流表A：量程，内阻约；
C．电压表V：量程，内阻约；
D．滑动变阻器R：最大阻值；
E．开关、导线等。
在以下可供选择的实验电路中，应该选图___________（填“甲”或“乙”），选择的接法为___________接法（填“内”或“外”），此接法测得的电阻值将___________（填“大于”“小于”或“等于”）被测电阻的实际阻值。

（4）根据所选实验电路图，在实物图中完成其余的连线。在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置在___________（填“最左”或“最右”）端。

14．（8分）某实验小组的同学欲测量一组废旧电池组的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：
A．废旧电池组：电动势约为，内阻约为
B．电压表：量程为，内阻为
C．电流表：量程为，内阻约为
D．滑动变阻器：最大阻值
E．电阻箱：阻值
F．开关S，导线若干
（1）由于电压表量程太小，实验小组利用电压表和电阻箱改装了一个的电压表（表盘刻度未改），则电阻箱接入电路的阻值应为___________；

（2）为了比较精确地测量电池组的电动势与内阻，请在虚线框内画出实验电路图，并标明所用器材的代号；( )
（3）该实验小组的同学利用设计的合理电路测出的数据绘出的图线（为电压表的示数，为电流表的示数），则电源的电动势___________，内阻___________（结果保留两位小数）。
15．（9分）某物理兴趣小组要组装一个简易的欧姆表，他们设计了如图甲所示的电路，通过控制单刀多掷开关S，可使欧姆表具有“×1”、“×10”和“×100”三个倍率挡，并使改装后的刻度盘正中央的刻度对应电阻刻度的15，提供的器材规格如下：
A．干电池（电动势E=1.5V，内阻不计）
B．毫安表G（量程为，内阻为）
C．电阻箱（）
D．电阻箱R2（）
E．滑动变阻器R4（，额定电流0.5A）
F．单刀多掷开关S一个，红、黑表笔各一支，导线若干
(1)该欧姆表的两只表笔中，________ (填“A”或“B”)应为红表笔。当开关S接 1 时，欧姆表的倍率为________ (填“× 1”“× 10”或“× 100”)。
(2)将开关S接 2 时，若为× 10 倍率挡，则电阻箱R1的阻值应调整为________Ω，将开关S接 3时，为第三种倍率，则电阻箱R2的阻值应调整为________Ω。
(3)当开关S接 2 时，经正确操作后，指针如图乙中a所示。为了使测量的结果更准确，应使开关S接________ (填“1”或“3”)，然后两表笔短接，调节滑动变阻器R3，使毫安表指针指在 1.0 mA刻度处，再把两表笔接在被测电阻两端，指针如图乙中b所示，则被测电阻的阻值约为________Ω。

四、计算题（本大题共 3 小题，共 25.0 分）
16．（6分）如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q＝－6×10－6C的电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了2.4×10－5J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5J的功．

(1)求A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC；
(2)若B点的电势为－1V，则A点和C点的电势分别为多少？
(3)作出过B点的一条电场线，说出作图方法，保留作图痕迹。
17．（8分）如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。
（1）电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为U－I图像中的哪一条直线？
（2）定值电阻R0、变阻器的总电阻R分别为多少？
（3）求出电源的电动势和内阻；

18．（11分）如图所示，AC水平轨道上AB段光滑﹐BC段粗糙，且LBC=2 m，CDF为固定在竖直平面内半径为R=0.2 m的光滑半圆轨道，两轨道相切于C点，CF右侧有电场强度E=2×10³N/C的匀强电场，方向水平向右。一根轻质绝缘弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与带负电的滑块P（可视为质点）接触但不连接，弹簧原长时滑块在B点。现向左压缩弹簧后由静止释放，已知滑块P的质量为m=0.2 kg，电荷量为q＝-1.0×10-3C，与轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.2，忽略滑块P与轨道间的电荷转移。已知 g=10 m/s²。求:
（l）若滑块P运动到F点的瞬间对轨道压力为3N，求弹簧释放的弹性势能；
（2）在（1）的条件下，滑块运动到与O点等高的D点时对轨道的压力；
（3）欲使滑块Р能进入圆轨道而且在进入圆轨道后不脱离圆轨道（即滑块只能从C点或者F点离开半圆轨道），求弹簧最初释放的弹性势能的取值范围。（结果可用根号表示）



参考答案：
1．C
【解析】A．库仑定律是库仑用扭称实验测得的，库仑定律中的k并不是由此实验测出，故A错误；
B．元电荷e的数值是由密立根用油滴实验测得的，选项B错误；
C．电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷，选项C正确；
D．感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分，摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体，选项D错误。
故选C。
2．B
【解析】由电流的定义可得，单位时间内通过导线某横截面的电荷量为

通过的电子个数为

某横截面后体积为内的所有电子均能通过该横截面，故单位时间内通过导线某横截面的电子个数可表示为

故选B。
3．D
【解析】A．电压与电动势的单位相同，但物理意义不同，是两个不同的物理量。故A错误；
B．根据闭合电路欧姆定律，路端电压
U=E﹣Ir
只有当外电路断开时，I=0，路端电压等于电动势，当外电路接通时，路端电压即电源两极间的电压小于电动势。故B错误；
C．电动势定义式公式
E=
中的W是非静电力做功，电压
U=
中的W是静电力做功。故C错误；
D．电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小，从能量转化的角度来说有本质的区别。故D正确。
故选D。
4．B
【来源】2022全品学练考必修第三册 第十章 习题课电场的能的性质（讲）
【解析】AB．由于x＝3m处E＝0，可知、 带同种电荷，根据场强的叠加

整理得

A错误，B正确；
C．根据电势的表达式

可知在x＝3m处电势

C错误；
D．该试探电荷向x轴正方向运动时，电场力先做正功，电势能减小，后做负功，电势能又开始增大，D错误。
故选B。
5．B
【解析】A．若场强方向垂直于杆斜向上，带正电的小球受到的电场力方向也垂直于杆斜向上，在垂直于杆的方向，小球受力平衡，而在沿杆方向，重力有沿杆向下的分力，没有力与之平衡，则小球将向下滑动，不能保持静止，故A错误；
B．若电场方向竖直向上， 此时球受竖直向上的电场力和竖直向下的重力，且
Eq=mg
小球受力平衡，则场强大小为
E=
故B正确；
C．若场强方向平行于杆斜向上，此时小球受三个力：重力、沿杆斜向上的电场力和支持力，当三力平衡时，有
mg sin θ=Eq
故
E=
故C错误；
D．若场强方向水平向右，此时小球受三个力：重力、水平向右的电场力和支持力，当三力平衡时，有
mg sin θ=Eq cos θ
故
E=
故D错误。
故选B。
6．A
【来源】2023届浙江省天高教育共同体高三上学期选考科目第一次模拟物理试题
【解析】AC．由于沿场强方向电势降低，所以AO段场强沿OA方向，OB段场强沿OB方向；
由图像可知，A到O斜率越来越小，电场强度越来越小，加速度越来越小。同理，OB段不变。则负点电荷在AO段做加速度减小的加速运动，在OB段做匀减速运动；
由于B点电势等于A点电势，所以负点电荷在B点速度为v0，则电荷在AB间运动v-t图像如图

AO、OB段，由于位移相等，则图线与t轴围成的面积相等，显然AO段的时间小于OB段的时间。故A正确，C错误；
B．相等距离上电势能变化越快，说明该处电场力越大，即场强越大，由A到O点场强逐渐减小，所以电势能变化应越来越慢，故B错误；
D．负点电荷分别处于m和m时，两段图像斜率绝对值相等，则场强大小相等，电荷所受电场力大小相等，但m处的电势大于m处的电势，说明O点到的电势差小于O点到的电势差，根据运动的可逆性都可看成O点向两处的减速运动
，
可知处的速度大，所以电场力的功率不相等，故D错误。
故选A。
7．D
【来源】河南省洛阳市栾川县实验高中2019-2020学年高二9月月考物理试题
【解析】设滑动变阻器的总电阻为，被滑片分为两部分，这两部分并联，然后再 与串联在电路中，电压表测量的是路端电压，电流表测量的是电路总电流，电路总电阻为，,其中为关于的二次方程，为开口向下的抛物线，其值应线增大后减小，所以电路总电阻应先增大后减小，所以电流表示数先减小后增大，路端电压即电压表示数先增大后减小，选D．
8．C
【来源】2021届江苏省镇江市丹阳高级中学高三（下）适应性考试物理试题（一）
【解析】A．根据点电荷电场强度公式

以及电场线的疏密表示场强大小，可以判断出B点是+4q的点电荷，C点是-q的点电荷，故A点的电场强度不为零，A错误；
B．由于已判断出B、C点的点电荷，故，因此负的试探电荷q沿虚线从C移到D的过程中，试探电荷q的电势能减小，B错误；
C．B点是+4q的点电荷，C点是-q的点电荷，所以B、C间电场线的方向由B指向C，C正确；
D．根据三自由点电荷平衡问题的结论：“两大夹小”。得到第三个电荷应该放在C点的左侧，D错误。
故选C。
9．AC
【解析】A．其中1、2两档用来测电流，接1时分流电阻相对更小，故接1时电表的量程更大，第1档为大量程，那么S接2时量程较小，故A正确；
BC．3、4档用来测电阻，其中黑表笔连接表内电池的正极，故B为黑表笔，A与电源的负极相连，A为红表笔，故B错误，C正确；
D．要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时，即5、6两档用来测电压。测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大，故D错误。
故选AC。
10．BC
【解析】设水平金属板长为L，两板间距离为d，电子在加速度电场中，根据动能定理，有
eU1=mv2
电子在偏转电场中，水平方向有
L=vt
竖直方向

联立三式可得，电子在竖直方向的偏转距离

AB．由上式可知，减小U1，可增大偏转距离y，则电子一定打在金属板上，A错误，B正确；
CD．减小U2，可减小偏转距离y，则电子一定能从水平金属板间射出，C 正确，D错误。 
故选BC。
11．AD
【解析】A．保持开关S闭合，由闭合电路欧姆定律和欧姆定律可知两端的电压为：

增大，可知两端的电压将减小，电容器两端的电压减小，根据可知粒子电场力减小，根据粒子加速度增大，粒子在平行板间运动则有：

水平位移为：

水平位移将减小，故粒子打在点左侧，故A正确；
B．保持开关S闭合，增大，不会影响电阻两端的电压，故粒子打在点，故B错误；
C．断开开关，平行板带电量不变，根据，及可得：

极板稍微上移，两极板的间距增大，但电场强度不变，故加速度不变，不会影响离子的运动，故还打在点，故C错误；
D．断开开关，平行板带电量不变，根据，及可得：

极板稍微下移，两极板的间距增大，但电场强度不变，故加速度不变，电场强度不变，加速度不变，不会影响离子的运动，垂直极板方向的运动的位移变大，运动时间变长，沿极板方向运动的位移也增大，故粒子打在点右侧，故D正确；
故选AD。
12．BD
【解析】A．带电粒子在第1s内做匀加速直线运动，在第2s内先匀减速后反向匀加速，所以不是始终向同一方向运动，A错误；
B．带电粒子在第1s内做匀加速直线运动，位移为

1s末的速度为

在第2s内加速度大小是之前的2倍，方向与之前相反，第2s内的位移和速度为
，
则2s末带电粒子仍处于1s末的位置，第3s内的加速度与第1s内相同，有

则带电粒子在这3s内的总位移为

即带电粒子在3s末回到出发点，则电场力做功为零，电势能变化为零，电势差为零，B正确；
C．根据对B选项的分析可知，3s末带电粒子回到原出发点，C错误；
D．带电粒子在2s末没有回到出发点，电势能变化不为0，所以电场力的总功不为零，D正确。
故选BD。
13．     0.680     29.8          甲     外     小于          最左
【解析】（1）从图中读出金属丝的直径为
0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm
游标卡尺读数为
29mm+0.1×8mm=29.8mm
（2）金属丝的电阻为

根据

得

（3）电压表内阻远大于金属丝电阻，则应选用电流表外接法即图乙，因为电压表的分流使得电流表测量值偏大，则电阻测量值小于真实值。
（4）根据电路图连接实物图如下

在闭合开关S前，为保护电路安全，应使滑动变阻器接入电路阻值最大，则滑动变阻器的滑片应置在最左端。
14．     6          5.00     6.67
【解析】（1）把量程为3V的电压表改装成量程是5V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻分压是2V，电压表两端电压是分压电阻电压的1.5倍，由串联电路特点可知，串联电阻阻值为电压表内阻的，串联电阻阻值

（2）由题意可知，电流表内阻大于电源内阻，为减小实验误差，相对于电源，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示

（3）改装后电压表量程是原电压表量程的倍，电压表示数为时，路端电压为，由图示电路图，根据闭合电路欧姆定律可知：路端电压

整理得

由图乙所示图像可知，图像的纵轴截距

图像斜率的绝对值

解得
E=5.00V

15． （1）A ×100（2）11.0 ；1.00（3）3 ；10 
【解析】（1）欧姆表红表笔应与电源的负极相连，由图甲可知A表笔应为红表笔；开关S接1时，两表笔短接，电流表满偏时回路中的电流为1mA，根据闭合电路欧姆定律得，可知欧姆表的内阻即中值电阻为1500Ω，为×100倍率挡。
（2）将开关S接2时，若为×10倍率挡，则中值电阻应为150Ω．毫安表G与R1并联后，改装电流表的量程应为I2=10mA，；将开关S接3时，应为×1倍率挡，则中值电阻应为15Ω．毫安表G与R2并联后，改装电流表的量程应为I2=100mA，。
（3）开关S接2，即×10倍率挡：指针指示如图乙中a所示，可知被测电阻的阻值很小，应换用小倍率挡，即×1倍率挡，开关应接3。进行欧姆调零后，根据欧姆表原理，，，可知被测电阻的阻值为Rx=10Ω。
16．(1) UAB＝4 V,UBC＝－2 V (2) φA＝3 V，φC＝1 V  (3)如下图所示，见解析

【解析】（1）根据可得；
；
（2）由于，又，解得；
（3）取AB的中点D，D点的电势为2V，连接CD，为等势线，电场线与等势线垂直，由高电势指向低电势，如图所示．

17．（1）V1对应AC、V2对应BC；（2）3Ω；12Ω；（3）8V，1Ω；
【解析】（1）当变阻器的滑动片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻的电压增大，路端电压减小，由图分析可得V1对应AC、V2对应BC。
（2）由题意得

当滑动变阻器取最大值时，电流最小，而

所以

（3）因为

则内阻

所以

18．（1）；（2）3N，方向水平向右；（3）或
【解析】（1）滑块在F点时由重力和轨道支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得

根据牛顿第三定律知
=3N
解得
m/s
从释放弹簧到滑块到达F点的过程，由能量守恒定律得

解得

（2）滑块从D点到F点，由动能定理得

解得

在D点，对滑块由牛第二定律得

解得

由牛顿第三定律可知滑块运动到与O点等高的D点时对轨道的压力大小为3N，方向水平向右
（3）如图所示，滑块的等效重力大小为

与竖直方向夹角θ为45°
M、N两点分别为等效最高点和等效圆心等高点

①要使滑块P恰好沿半圆轨道运动到M点时不与轨道分离，可得

解得

滑块P从释放到M点的过程中，由能量守恒得

联立可得

②小球达到等效圆心等高点（N点）的速度为零，由能量守恒得

解得

滑块P恰好到达C点时满足

所以欲使滑块P在进入圆轨道后不离开圆轨道，弹性势能的取值范围
或