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陕西省榆林市“府、靖、绥、横、定“五校联考2023-2024学年高二物理上学期期中考试试卷（Word版附解析）
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这是一份陕西省榆林市“府、靖、绥、横、定“五校联考2023-2024学年高二物理上学期期中考试试卷（Word版附解析），共23页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚．
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．
4．本卷命题范围：人教版必修第三册第九章至十二章第2节．
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖用导电材料制成，医生护士穿由导电材料制成的鞋和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做的目的是（ ）
A. 除菌消毒B. 消除静电C. 利用静电D. 防止漏电
2. 2023年6月4日，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员全部安全顺利出舱，神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功，如图飞船飞向天空，太阳能电池板展开，飞船两翼的太阳电池板是太阳能电池在太空领域的应用、关于电源、电流与电路，以下说法正确的是（ ）
A. 太阳能安全、清洁，是可供人类利用的一种新能源，但只能在太空中使用
B. 电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压
C. 电源是将化学能转化为电能的装置，电路两端有电压，电路中就有电流
D. 某电池板不接负载时的电压是，短路电流是，则内阻为
3. 某一电场中的电场线和等势面分布如图所示，在电场中有三点，、间距离等于间距离。下列说法中正确的是（ ）
A. 点电场强度比点电场强度小
B. 正电荷在点的电势能比在点的电势能大
C. 、两点间的电势差大于两点间的电势差
D. 负电荷由向移动，静电力做负功
4. 如图所示的电路中，两电压表均为理想电压表，在电路两端加一恒定的电压后，和的示数分别为和。已知，则恒定的电压为（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示，A、B两个带电小球用长为L的绝缘细线连接，A球固定，B球悬吊，B球质量为m，重力加速度为g，两球带电量相等，剪断细线的一瞬间，B球加速度大小为，不计小球的大小，静电力常量为k，则（ ）
A. A、B两球带同种电荷
B. 细线未断时，细线上拉力大小
C. B球的带电量大小为
D. 未剪断细线时释放A球，释放的一瞬间，A球加速度大小为g
6. 图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流计的满偏电流为，内阻，调零电阻的最大值，电池电动势，两表笔短接调零后，用它测量电阻，当电流计指针指在满刻度的时，则的阻值是（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为，板间距离为，上极板与静电计金属球相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板正中间点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离。下列说法正确的是（ ）
A. 油滴带正电B. 静电计指针张角不变
C. 油滴向上运动D. 点的电势不变
8. 如图所示，有一个表头G，满偏电流内阻把它改装为有0.2A和2A两种量程的电流表，则（ ）
A. R₁阻值为180Ω
B. R₁阻值为200Ω
C. R₂阻值为20Ω
D. 改装后通过表头G的最大电流将大于100mA
9. 如图所示，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为与的距离为与距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零。则可能为（ ）
A. B.
C. D.
10. 某静电场中x轴正半轴上电场强度随x轴上位置变化规律如图所示，x轴正方向为电场强度正方向，x轴负方向为电场强度负方向，一个带电粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到处，不计粒子重力，则下列判断正确的是（ ）
A. 粒子运动到处时速度最大
B. 粒子从到的过程中，先做加速运动后做减速运动
C. 粒子从到的过程中，加速度一直减小
D. O点和之间电势差绝对值与和之间电势差绝对值相等
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来，他们分别进行了以下操作。
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
（1）图甲中实验采用的方法是____________（填正确选项前的字母）。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制变量法
（2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而____________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为和，则为____________。
12. 某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量金属丝的电阻率。已知电源的输出电压为E，电流表的内阻较小，具体操作步骤如下：
①用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径d；
②将金属丝拉直后固定在接线柱B和C上，在金属丝上夹上一个小金属夹A，并按图甲连接电路；
③测量AC部分金属电阻丝的长度x；
④闭合开关，记录电流表的示数I；
⑤进行多次实验，改变金属夹的位置，记录每一次的x和I；
⑥以为纵轴，x为横轴，作出的图像，并测量图像的斜率k和纵截距a
根据以上操作步骤，回答下列问题：
（1）某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图乙所示，该次测量金属丝直径的测量值为___________mm。
（2）为了电路安全，开始实验时应将A夹在靠近___________（填“B”或“C”）端位置。
（3）该金属丝材料的电阻率___________（用题中所给字母表示）。
（4）该实验还可测出所用电流表的内阻___________（用题中所给字母表示）。
三、计算题（本题共3小题，共计40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示电路中，电源电动势，内阻，指示灯的阻值为，电动机线圈电阻为。当开关S闭合时，指示灯的电功率。求：
（1）流过电流表A的电流；
（2）电动机输出的机械功率。
14. 如图所示，平行于纸面匀强电场中的为等腰三角形，也在纸面内，，边长为，将一个电荷量为的点电荷a从无穷远处移到A点，电场力做功为，将该电荷从A点移到C点，电场力做功为，再将一个电荷量为的点电荷b从无穷远处移到B点处，克服电场力做功为，取无穷远处电势为零，求：
（1）A、B两点的电势差；
（2）匀强电场的电场强度大小和方向；
（3）若将点电荷a从A点以大小为速度射出，该点电荷仅在电场力作用下经过边时速度大小为，则点电荷a质量为多少？
15. 如图甲所示，平行金属板M、N水平放置，两板间所加的电压随时间变化规律如图乙所示（图中、T已知），两板右端虚线右侧有水平向右的匀强电场，场强大小与两板间场强大小相等，半径为两板间距离倍的光滑绝缘圆弧轨道固定在竖直面内，轨道的上、下两端B、A刚好靠近M、N板右端，圆弧轨道的圆心O刚好与平行板中线在同一直线上，一个质量为m的带正电小球从时刻从M板左端贴近M板沿水平向右的方向射入两板间，在时刻小球恰好贴近N板右端射出，并且沿切线方向无碰撞地从圆弧轨道的下端A进入圆弧轨道，已知重力加速度为g，小球在时间内做匀速直线运动，求：
（1）两板间的距离；
（2）平行板的长度；
（3）小球在圆弧轨道上运动时，经过A点时对圆弧轨道的压力为多大？在轨道上运动的最大速度为多大？
2023年秋季学期高二期中考试试题
物理
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚．
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．
4．本卷命题范围：人教版必修第三册第九章至十二章第2节．
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖用导电材料制成，医生护士穿由导电材料制成的鞋和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做的目的是（ ）
A. 除菌消毒B. 消除静电C. 利用静电D. 防止漏电
【答案】B
【解析】
【详解】静电会产生火花、热量，麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，所以题中所做的目的是消除静电；
故选B。
2. 2023年6月4日，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员全部安全顺利出舱，神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功，如图飞船飞向天空，太阳能电池板展开，飞船两翼的太阳电池板是太阳能电池在太空领域的应用、关于电源、电流与电路，以下说法正确的是（ ）
A. 太阳能安全、清洁，是可供人类利用一种新能源，但只能在太空中使用
B. 电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压
C. 电源是将化学能转化为电能的装置，电路两端有电压，电路中就有电流
D. 某电池板不接负载时的电压是，短路电流是，则内阻为
【答案】D
【解析】
【详解】A．只要能接收到太阳光就能使用太阳能，A错误；
B．电源内部的电流由负极流向正极，而电子的运动方向与电流方向相反，则在电源内部把电子由正极搬运到负极，B错误
C．除电压外，还需要满足闭合回路才能产生电流，C错误；
D．由题意，电动势为0.8V，则内阻为
D正确。
故选D。
3. 某一电场中的电场线和等势面分布如图所示，在电场中有三点，、间距离等于间距离。下列说法中正确的是（ ）
A. 点电场强度比点电场强度小
B. 正电荷在点的电势能比在点的电势能大
C. 、两点间的电势差大于两点间的电势差
D. 负电荷由向移动，静电力做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据电场线越密电场强度越大，由图可知，点电场强度比点电场强度大，故A错误；
B．根据沿电场线方向电势降低，由图可知，点电势低于点，由公式可知，正电荷在处电势能小于处，故B错误；
C．根据可知，由于间场强大于间场强，则电势差大于电势差，故C正确；
D．负电荷由向移动，电场力做正功，故D错误。
故选C。
4. 如图所示的电路中，两电压表均为理想电压表，在电路两端加一恒定的电压后，和的示数分别为和。已知，则恒定的电压为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设、、、电压分别为、、、，由于
所以
则
故选B。
5. 如图所示，A、B两个带电小球用长为L的绝缘细线连接，A球固定，B球悬吊，B球质量为m，重力加速度为g，两球带电量相等，剪断细线的一瞬间，B球加速度大小为，不计小球的大小，静电力常量为k，则（ ）
A. A、B两球带同种电荷
B. 细线未断时，细线上拉力大小为
C. B球的带电量大小为
D. 未剪断细线时释放A球，释放的一瞬间，A球加速度大小为g
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于剪断细线的一瞬间，B球加速度大小为0.6g，小于重力加速度，说明两球相互吸引，所以带异种电荷，根据牛顿第二定律，有
解得
故A错误；
B．细线未断时，对B球，根据平衡条件，有
可得细线上拉力大小为
故B错误；
C．由库仑力公式，有
解得
故C正确；
D．未剪断细线时释放A球，释放的一瞬间，A球受到向下的重力、库仑力，因此A球加速度大小大于g，故D错误。
故选C。
6. 图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流计的满偏电流为，内阻，调零电阻的最大值，电池电动势，两表笔短接调零后，用它测量电阻，当电流计指针指在满刻度的时，则的阻值是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知，电表调零后内阻为
当电表指针指在满刻度的时，说明内外总电阻为，故外部的阻值为。
故选A
7. 如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为，板间距离为，上极板与静电计金属球相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板正中间点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离。下列说法正确的是（ ）
A. 油滴带正电B. 静电计指针张角不变
C. 油滴向上运动D. 点的电势不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知，油滴受电场力向上，带负电，故A错误；
B．由公式可知，若上极板竖直向上移动一小段距离，变大，则变小，由于极板上的电荷量不变，则由可知，变大，静电计指针张角变大，故B错误；
CD．由公式、和可得
可知，不变，油滴不动，由于与下极板的距离不变，则与下极板的电势差不变，则点的电势不变，故C错误，D正确。
故选D。
8. 如图所示，有一个表头G，满偏电流内阻把它改装为有0.2A和2A两种量程的电流表，则（ ）
A. R₁阻值为180Ω
B. R₁阻值为200Ω
C. R₂阻值为20Ω
D. 改装后通过表头G的最大电流将大于100mA
【答案】AC
【解析】
【详解】接0.2A量程，根据并联分流的特点有
即
接2A量程时，表头G与R₁串联再与R₂并联，则有
即
联立解得
，
改装前后通过表头G的最大电流不变。
故选AC。
9. 如图所示，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为与的距离为与距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零。则可能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】设与的距离，则与的距离为，为使每一个电荷所受到的静电力的合力均为零，与、带异种电荷，若带正电，则与带负电，若带负电，则与带正电，取为研究对象，与对的静电力大小相等，方向相反，合力为零，根据库伦定律有
可得
取为研究对象，同理可得
可得
则有
或
故选AC。
10. 某静电场中x轴正半轴上电场强度随x轴上位置变化规律如图所示，x轴正方向为电场强度正方向，x轴负方向为电场强度负方向，一个带电粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到处，不计粒子的重力，则下列判断正确的是（ ）
A. 粒子运动到处时速度最大
B. 粒子从到的过程中，先做加速运动后做减速运动
C. 粒子从到的过程中，加速度一直减小
D. O点和之间电势差绝对值与和之间电势差绝对值相等
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据图像可知粒子在从O点到x2的过程中，电场力一直做正功，所以粒子运动到处时速度最大，故A错误；
B．粒子从0到的过程中，粒子做加速运动，从到的过程中，粒子做减速运动，所以粒子先做加速运动后做减速运动，故B正确；
C．粒子从到的过程中，电场强度先减小后增大，根据牛顿第二定律可知加速度先减小后增大，故C错误；
D．根据题意可知粒子刚好从O点运动到x=x3处，则O点和处电势相等，因此O点和之间电势差绝对值与和之间电势差绝对值相等，故D正确。
故选BD。
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来，他们分别进行了以下操作。
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
（1）图甲中实验采用的方法是____________（填正确选项前的字母）。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制变量法
（2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而____________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为和，则为____________。
【答案】 ①. D ②. 减小 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]图甲中先保持带电小球的电荷量不变，把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，改变两个小球之间的距离，比较库仑力的大小；后来保持小球之间的距离不变，改变小球所带的电荷量大小，分析小球之间的库仑力，所以实验采用的方法是控制变量法，故D正确。
故选D。
（2）[2]本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受静电力的大小，由图可知，电荷量越大、距离越小，丝线偏离竖直方向的角度越大，设偏角为，由平衡条件有
可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大、距离的增大而减小，故填减小。
（3）[3]设小球B的质量为，电量为，B球的受力情况如（2）中图所示；当A球带电量为时，由平衡条件得
其中
当A球带电量为时，由平衡条件得
其中
联立解得
12. 某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量金属丝的电阻率。已知电源的输出电压为E，电流表的内阻较小，具体操作步骤如下：
①用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径d；
②将金属丝拉直后固定在接线柱B和C上，在金属丝上夹上一个小金属夹A，并按图甲连接电路；
③测量AC部分金属电阻丝的长度x；
④闭合开关，记录电流表的示数I；
⑤进行多次实验，改变金属夹的位置，记录每一次的x和I；
⑥以为纵轴，x为横轴，作出的图像，并测量图像的斜率k和纵截距a
根据以上操作步骤，回答下列问题：
（1）某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图乙所示，该次测量金属丝直径的测量值为___________mm。
（2）为了电路安全，开始实验时应将A夹在靠近___________（填“B”或“C”）端的位置。
（3）该金属丝材料的电阻率___________（用题中所给字母表示）。
（4）该实验还可测出所用电流表的内阻___________（用题中所给字母表示）。
【答案】 ①. 4.700 ②. B ③. ④. aE
【解析】
【详解】（1）[1]根据螺旋测微器读数规则，固定刻度读数+可动刻度读数+估读，金属丝直径的测量值为
（2）[2]为了电路安全，应使连入电路的电阻尽可能大，故应将A夹在靠近B端的位置；
（3）[3]电阻丝的电阻
由闭合电路欧姆定律有
联立解得
故图像的纵截距，斜率，解得该金属丝材料的电阻率
（4）[4]图像的纵截距，故所用电流表的内阻
三、计算题（本题共3小题，共计40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示电路中，电源电动势，内阻，指示灯的阻值为，电动机线圈电阻为。当开关S闭合时，指示灯的电功率。求：
（1）流过电流表A的电流；
（2）电动机输出的机械功率。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设流过指示灯电流为，流过电流表的电流为，则指示灯的电功率
代入数据解得
路端电压
由闭合电路欧姆定律有
解得
即流过电流表的电流示数为
（2）设流过电动机的电流为，根据并联电路的电流关系
电动机输出的机械功率
代入数据解得
电动机输出的机械功率为。
14. 如图所示，平行于纸面的匀强电场中的为等腰三角形，也在纸面内，，边长为，将一个电荷量为的点电荷a从无穷远处移到A点，电场力做功为，将该电荷从A点移到C点，电场力做功为，再将一个电荷量为的点电荷b从无穷远处移到B点处，克服电场力做功为，取无穷远处电势为零，求：
（1）A、B两点的电势差；
（2）匀强电场的电场强度大小和方向；
（3）若将点电荷a从A点以大小为速度射出，该点电荷仅在电场力作用下经过边时速度大小为，则点电荷a的质量为多少？
【答案】（1）10V；（2）20V/m，方向由指向BC；（3）
【解析】
详解】（1）点电荷从无穷远处移到点，根据题意有
解得
点电荷从无穷远处移到点，根据题意有
解得
则
（2）电荷从移到点，根据题意有
解得
由此可知，BC是一条等势线，根据几何关系，到BC的距离为
因此匀强电场的电场强度大小
方向由指向BC；
（3）根据动能定理
解得
15. 如图甲所示，平行金属板M、N水平放置，两板间所加的电压随时间变化规律如图乙所示（图中、T已知），两板右端虚线右侧有水平向右的匀强电场，场强大小与两板间场强大小相等，半径为两板间距离倍的光滑绝缘圆弧轨道固定在竖直面内，轨道的上、下两端B、A刚好靠近M、N板右端，圆弧轨道的圆心O刚好与平行板中线在同一直线上，一个质量为m的带正电小球从时刻从M板左端贴近M板沿水平向右的方向射入两板间，在时刻小球恰好贴近N板右端射出，并且沿切线方向无碰撞地从圆弧轨道的下端A进入圆弧轨道，已知重力加速度为g，小球在时间内做匀速直线运动，求：
（1）两板间的距离；
（2）平行板的长度；
（3）小球在圆弧轨道上运动时，经过A点时对圆弧轨道的压力为多大？在轨道上运动的最大速度为多大？
【答案】（1）；（2）；（3）；
【解析】
【详解】（1）小球在时间内做匀速直线运动，得
因此小球在两板间沿竖直方向加速运动时加速度大小
则板间的距离
（2）设平行板长为，则小球射入两板间时的速度大小
由题意可知，小球从两板间射出时，速度与水平方向的夹角为，即小球射出两板间的瞬间速度
沿竖直方向的分速度
解得
（3）小球从点进入圆弧轨道的速度大小为
圆弧轨道半径
由于虚线右侧电场强度与板间电场强度大小相等，因此小球经过点时，重力与电场力的合力沿圆弧点的切线方向，根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律，小球经过点时对圆弧轨道的压力大小为
当小球受到的电场力与重力的合力与速度垂直时，速度最大，即小球运动到圆弧轨道上与A点等高的位置时，速度最大，由于电场力大小等于小球重力，根据动能定理有
解得
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚．
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．
4．本卷命题范围：人教版必修第三册第九章至十二章第2节．
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖用导电材料制成，医生护士穿由导电材料制成的鞋和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做的目的是（ ）
A. 除菌消毒B. 消除静电C. 利用静电D. 防止漏电
2. 2023年6月4日，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员全部安全顺利出舱，神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功，如图飞船飞向天空，太阳能电池板展开，飞船两翼的太阳电池板是太阳能电池在太空领域的应用、关于电源、电流与电路，以下说法正确的是（ ）
A. 太阳能安全、清洁，是可供人类利用的一种新能源，但只能在太空中使用
B. 电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压
C. 电源是将化学能转化为电能的装置，电路两端有电压，电路中就有电流
D. 某电池板不接负载时的电压是，短路电流是，则内阻为
3. 某一电场中的电场线和等势面分布如图所示，在电场中有三点，、间距离等于间距离。下列说法中正确的是（ ）
A. 点电场强度比点电场强度小
B. 正电荷在点的电势能比在点的电势能大
C. 、两点间的电势差大于两点间的电势差
D. 负电荷由向移动，静电力做负功
4. 如图所示的电路中，两电压表均为理想电压表，在电路两端加一恒定的电压后，和的示数分别为和。已知，则恒定的电压为（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示，A、B两个带电小球用长为L的绝缘细线连接，A球固定，B球悬吊，B球质量为m，重力加速度为g，两球带电量相等，剪断细线的一瞬间，B球加速度大小为，不计小球的大小，静电力常量为k，则（ ）
A. A、B两球带同种电荷
B. 细线未断时，细线上拉力大小
C. B球的带电量大小为
D. 未剪断细线时释放A球，释放的一瞬间，A球加速度大小为g
6. 图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流计的满偏电流为，内阻，调零电阻的最大值，电池电动势，两表笔短接调零后，用它测量电阻，当电流计指针指在满刻度的时，则的阻值是（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为，板间距离为，上极板与静电计金属球相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板正中间点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离。下列说法正确的是（ ）
A. 油滴带正电B. 静电计指针张角不变
C. 油滴向上运动D. 点的电势不变
8. 如图所示，有一个表头G，满偏电流内阻把它改装为有0.2A和2A两种量程的电流表，则（ ）
A. R₁阻值为180Ω
B. R₁阻值为200Ω
C. R₂阻值为20Ω
D. 改装后通过表头G的最大电流将大于100mA
9. 如图所示，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为与的距离为与距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零。则可能为（ ）
A. B.
C. D.
10. 某静电场中x轴正半轴上电场强度随x轴上位置变化规律如图所示，x轴正方向为电场强度正方向，x轴负方向为电场强度负方向，一个带电粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到处，不计粒子重力，则下列判断正确的是（ ）
A. 粒子运动到处时速度最大
B. 粒子从到的过程中，先做加速运动后做减速运动
C. 粒子从到的过程中，加速度一直减小
D. O点和之间电势差绝对值与和之间电势差绝对值相等
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来，他们分别进行了以下操作。
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
（1）图甲中实验采用的方法是____________（填正确选项前的字母）。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制变量法
（2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而____________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为和，则为____________。
12. 某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量金属丝的电阻率。已知电源的输出电压为E，电流表的内阻较小，具体操作步骤如下：
①用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径d；
②将金属丝拉直后固定在接线柱B和C上，在金属丝上夹上一个小金属夹A，并按图甲连接电路；
③测量AC部分金属电阻丝的长度x；
④闭合开关，记录电流表的示数I；
⑤进行多次实验，改变金属夹的位置，记录每一次的x和I；
⑥以为纵轴，x为横轴，作出的图像，并测量图像的斜率k和纵截距a
根据以上操作步骤，回答下列问题：
（1）某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图乙所示，该次测量金属丝直径的测量值为___________mm。
（2）为了电路安全，开始实验时应将A夹在靠近___________（填“B”或“C”）端位置。
（3）该金属丝材料的电阻率___________（用题中所给字母表示）。
（4）该实验还可测出所用电流表的内阻___________（用题中所给字母表示）。
三、计算题（本题共3小题，共计40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示电路中，电源电动势，内阻，指示灯的阻值为，电动机线圈电阻为。当开关S闭合时，指示灯的电功率。求：
（1）流过电流表A的电流；
（2）电动机输出的机械功率。
14. 如图所示，平行于纸面匀强电场中的为等腰三角形，也在纸面内，，边长为，将一个电荷量为的点电荷a从无穷远处移到A点，电场力做功为，将该电荷从A点移到C点，电场力做功为，再将一个电荷量为的点电荷b从无穷远处移到B点处，克服电场力做功为，取无穷远处电势为零，求：
（1）A、B两点的电势差；
（2）匀强电场的电场强度大小和方向；
（3）若将点电荷a从A点以大小为速度射出，该点电荷仅在电场力作用下经过边时速度大小为，则点电荷a质量为多少？
15. 如图甲所示，平行金属板M、N水平放置，两板间所加的电压随时间变化规律如图乙所示（图中、T已知），两板右端虚线右侧有水平向右的匀强电场，场强大小与两板间场强大小相等，半径为两板间距离倍的光滑绝缘圆弧轨道固定在竖直面内，轨道的上、下两端B、A刚好靠近M、N板右端，圆弧轨道的圆心O刚好与平行板中线在同一直线上，一个质量为m的带正电小球从时刻从M板左端贴近M板沿水平向右的方向射入两板间，在时刻小球恰好贴近N板右端射出，并且沿切线方向无碰撞地从圆弧轨道的下端A进入圆弧轨道，已知重力加速度为g，小球在时间内做匀速直线运动，求：
（1）两板间的距离；
（2）平行板的长度；
（3）小球在圆弧轨道上运动时，经过A点时对圆弧轨道的压力为多大？在轨道上运动的最大速度为多大？
2023年秋季学期高二期中考试试题
物理
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚．
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．
4．本卷命题范围：人教版必修第三册第九章至十二章第2节．
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖用导电材料制成，医生护士穿由导电材料制成的鞋和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做的目的是（ ）
A. 除菌消毒B. 消除静电C. 利用静电D. 防止漏电
【答案】B
【解析】
【详解】静电会产生火花、热量，麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，所以题中所做的目的是消除静电；
故选B。
2. 2023年6月4日，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员全部安全顺利出舱，神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功，如图飞船飞向天空，太阳能电池板展开，飞船两翼的太阳电池板是太阳能电池在太空领域的应用、关于电源、电流与电路，以下说法正确的是（ ）
A. 太阳能安全、清洁，是可供人类利用一种新能源，但只能在太空中使用
B. 电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压
C. 电源是将化学能转化为电能的装置，电路两端有电压，电路中就有电流
D. 某电池板不接负载时的电压是，短路电流是，则内阻为
【答案】D
【解析】
【详解】A．只要能接收到太阳光就能使用太阳能，A错误；
B．电源内部的电流由负极流向正极，而电子的运动方向与电流方向相反，则在电源内部把电子由正极搬运到负极，B错误
C．除电压外，还需要满足闭合回路才能产生电流，C错误；
D．由题意，电动势为0.8V，则内阻为
D正确。
故选D。
3. 某一电场中的电场线和等势面分布如图所示，在电场中有三点，、间距离等于间距离。下列说法中正确的是（ ）
A. 点电场强度比点电场强度小
B. 正电荷在点的电势能比在点的电势能大
C. 、两点间的电势差大于两点间的电势差
D. 负电荷由向移动，静电力做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据电场线越密电场强度越大，由图可知，点电场强度比点电场强度大，故A错误；
B．根据沿电场线方向电势降低，由图可知，点电势低于点，由公式可知，正电荷在处电势能小于处，故B错误；
C．根据可知，由于间场强大于间场强，则电势差大于电势差，故C正确；
D．负电荷由向移动，电场力做正功，故D错误。
故选C。
4. 如图所示的电路中，两电压表均为理想电压表，在电路两端加一恒定的电压后，和的示数分别为和。已知，则恒定的电压为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设、、、电压分别为、、、，由于
所以
则
故选B。
5. 如图所示，A、B两个带电小球用长为L的绝缘细线连接，A球固定，B球悬吊，B球质量为m，重力加速度为g，两球带电量相等，剪断细线的一瞬间，B球加速度大小为，不计小球的大小，静电力常量为k，则（ ）
A. A、B两球带同种电荷
B. 细线未断时，细线上拉力大小为
C. B球的带电量大小为
D. 未剪断细线时释放A球，释放的一瞬间，A球加速度大小为g
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于剪断细线的一瞬间，B球加速度大小为0.6g，小于重力加速度，说明两球相互吸引，所以带异种电荷，根据牛顿第二定律，有
解得
故A错误；
B．细线未断时，对B球，根据平衡条件，有
可得细线上拉力大小为
故B错误；
C．由库仑力公式，有
解得
故C正确；
D．未剪断细线时释放A球，释放的一瞬间，A球受到向下的重力、库仑力，因此A球加速度大小大于g，故D错误。
故选C。
6. 图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流计的满偏电流为，内阻，调零电阻的最大值，电池电动势，两表笔短接调零后，用它测量电阻，当电流计指针指在满刻度的时，则的阻值是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知，电表调零后内阻为
当电表指针指在满刻度的时，说明内外总电阻为，故外部的阻值为。
故选A
7. 如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为，板间距离为，上极板与静电计金属球相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板正中间点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离。下列说法正确的是（ ）
A. 油滴带正电B. 静电计指针张角不变
C. 油滴向上运动D. 点的电势不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知，油滴受电场力向上，带负电，故A错误；
B．由公式可知，若上极板竖直向上移动一小段距离，变大，则变小，由于极板上的电荷量不变，则由可知，变大，静电计指针张角变大，故B错误；
CD．由公式、和可得
可知，不变，油滴不动，由于与下极板的距离不变，则与下极板的电势差不变，则点的电势不变，故C错误，D正确。
故选D。
8. 如图所示，有一个表头G，满偏电流内阻把它改装为有0.2A和2A两种量程的电流表，则（ ）
A. R₁阻值为180Ω
B. R₁阻值为200Ω
C. R₂阻值为20Ω
D. 改装后通过表头G的最大电流将大于100mA
【答案】AC
【解析】
【详解】接0.2A量程，根据并联分流的特点有
即
接2A量程时，表头G与R₁串联再与R₂并联，则有
即
联立解得
，
改装前后通过表头G的最大电流不变。
故选AC。
9. 如图所示，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为与的距离为与距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零。则可能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】设与的距离，则与的距离为，为使每一个电荷所受到的静电力的合力均为零，与、带异种电荷，若带正电，则与带负电，若带负电，则与带正电，取为研究对象，与对的静电力大小相等，方向相反，合力为零，根据库伦定律有
可得
取为研究对象，同理可得
可得
则有
或
故选AC。
10. 某静电场中x轴正半轴上电场强度随x轴上位置变化规律如图所示，x轴正方向为电场强度正方向，x轴负方向为电场强度负方向，一个带电粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到处，不计粒子的重力，则下列判断正确的是（ ）
A. 粒子运动到处时速度最大
B. 粒子从到的过程中，先做加速运动后做减速运动
C. 粒子从到的过程中，加速度一直减小
D. O点和之间电势差绝对值与和之间电势差绝对值相等
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据图像可知粒子在从O点到x2的过程中，电场力一直做正功，所以粒子运动到处时速度最大，故A错误；
B．粒子从0到的过程中，粒子做加速运动，从到的过程中，粒子做减速运动，所以粒子先做加速运动后做减速运动，故B正确；
C．粒子从到的过程中，电场强度先减小后增大，根据牛顿第二定律可知加速度先减小后增大，故C错误；
D．根据题意可知粒子刚好从O点运动到x=x3处，则O点和处电势相等，因此O点和之间电势差绝对值与和之间电势差绝对值相等，故D正确。
故选BD。
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来，他们分别进行了以下操作。
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
（1）图甲中实验采用的方法是____________（填正确选项前的字母）。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制变量法
（2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而____________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为和，则为____________。
【答案】 ①. D ②. 减小 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]图甲中先保持带电小球的电荷量不变，把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，改变两个小球之间的距离，比较库仑力的大小；后来保持小球之间的距离不变，改变小球所带的电荷量大小，分析小球之间的库仑力，所以实验采用的方法是控制变量法，故D正确。
故选D。
（2）[2]本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受静电力的大小，由图可知，电荷量越大、距离越小，丝线偏离竖直方向的角度越大，设偏角为，由平衡条件有
可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大、距离的增大而减小，故填减小。
（3）[3]设小球B的质量为，电量为，B球的受力情况如（2）中图所示；当A球带电量为时，由平衡条件得
其中
当A球带电量为时，由平衡条件得
其中
联立解得
12. 某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量金属丝的电阻率。已知电源的输出电压为E，电流表的内阻较小，具体操作步骤如下：
①用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径d；
②将金属丝拉直后固定在接线柱B和C上，在金属丝上夹上一个小金属夹A，并按图甲连接电路；
③测量AC部分金属电阻丝的长度x；
④闭合开关，记录电流表的示数I；
⑤进行多次实验，改变金属夹的位置，记录每一次的x和I；
⑥以为纵轴，x为横轴，作出的图像，并测量图像的斜率k和纵截距a
根据以上操作步骤，回答下列问题：
（1）某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图乙所示，该次测量金属丝直径的测量值为___________mm。
（2）为了电路安全，开始实验时应将A夹在靠近___________（填“B”或“C”）端的位置。
（3）该金属丝材料的电阻率___________（用题中所给字母表示）。
（4）该实验还可测出所用电流表的内阻___________（用题中所给字母表示）。
【答案】 ①. 4.700 ②. B ③. ④. aE
【解析】
【详解】（1）[1]根据螺旋测微器读数规则，固定刻度读数+可动刻度读数+估读，金属丝直径的测量值为
（2）[2]为了电路安全，应使连入电路的电阻尽可能大，故应将A夹在靠近B端的位置；
（3）[3]电阻丝的电阻
由闭合电路欧姆定律有
联立解得
故图像的纵截距，斜率，解得该金属丝材料的电阻率
（4）[4]图像的纵截距，故所用电流表的内阻
三、计算题（本题共3小题，共计40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示电路中，电源电动势，内阻，指示灯的阻值为，电动机线圈电阻为。当开关S闭合时，指示灯的电功率。求：
（1）流过电流表A的电流；
（2）电动机输出的机械功率。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设流过指示灯电流为，流过电流表的电流为，则指示灯的电功率
代入数据解得
路端电压
由闭合电路欧姆定律有
解得
即流过电流表的电流示数为
（2）设流过电动机的电流为，根据并联电路的电流关系
电动机输出的机械功率
代入数据解得
电动机输出的机械功率为。
14. 如图所示，平行于纸面的匀强电场中的为等腰三角形，也在纸面内，，边长为，将一个电荷量为的点电荷a从无穷远处移到A点，电场力做功为，将该电荷从A点移到C点，电场力做功为，再将一个电荷量为的点电荷b从无穷远处移到B点处，克服电场力做功为，取无穷远处电势为零，求：
（1）A、B两点的电势差；
（2）匀强电场的电场强度大小和方向；
（3）若将点电荷a从A点以大小为速度射出，该点电荷仅在电场力作用下经过边时速度大小为，则点电荷a的质量为多少？
【答案】（1）10V；（2）20V/m，方向由指向BC；（3）
【解析】
详解】（1）点电荷从无穷远处移到点，根据题意有
解得
点电荷从无穷远处移到点，根据题意有
解得
则
（2）电荷从移到点，根据题意有
解得
由此可知，BC是一条等势线，根据几何关系，到BC的距离为
因此匀强电场的电场强度大小
方向由指向BC；
（3）根据动能定理
解得
15. 如图甲所示，平行金属板M、N水平放置，两板间所加的电压随时间变化规律如图乙所示（图中、T已知），两板右端虚线右侧有水平向右的匀强电场，场强大小与两板间场强大小相等，半径为两板间距离倍的光滑绝缘圆弧轨道固定在竖直面内，轨道的上、下两端B、A刚好靠近M、N板右端，圆弧轨道的圆心O刚好与平行板中线在同一直线上，一个质量为m的带正电小球从时刻从M板左端贴近M板沿水平向右的方向射入两板间，在时刻小球恰好贴近N板右端射出，并且沿切线方向无碰撞地从圆弧轨道的下端A进入圆弧轨道，已知重力加速度为g，小球在时间内做匀速直线运动，求：
（1）两板间的距离；
（2）平行板的长度；
（3）小球在圆弧轨道上运动时，经过A点时对圆弧轨道的压力为多大？在轨道上运动的最大速度为多大？
【答案】（1）；（2）；（3）；
【解析】
【详解】（1）小球在时间内做匀速直线运动，得
因此小球在两板间沿竖直方向加速运动时加速度大小
则板间的距离
（2）设平行板长为，则小球射入两板间时的速度大小
由题意可知，小球从两板间射出时，速度与水平方向的夹角为，即小球射出两板间的瞬间速度
沿竖直方向的分速度
解得
（3）小球从点进入圆弧轨道的速度大小为
圆弧轨道半径
由于虚线右侧电场强度与板间电场强度大小相等，因此小球经过点时，重力与电场力的合力沿圆弧点的切线方向，根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律，小球经过点时对圆弧轨道的压力大小为
当小球受到的电场力与重力的合力与速度垂直时，速度最大，即小球运动到圆弧轨道上与A点等高的位置时，速度最大，由于电场力大小等于小球重力，根据动能定理有
解得
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