广东省广州市广东实验中学越秀学校2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题

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命题：袁立辉审定：胡文峰校对：胡文峰
注意事项：
1.答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考号填写在答题卷上。
2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂照；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案：不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卷各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案：不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将答题卷收回
第一部分选择题（共52分）
一、单项选择（每小题4分，共7题，共28分）
1．法国科学家库仑精心设计了一种测量仪器叫库仑扭秤，他用此装置找到了电荷间相互作用的规律，总结出了库仑定律。库仑扭秤能研究微小的库仑力，它在设计时应用的最主要物理学思想方法为（ ）
A．等效替代法B．微小量放大法C．微元法D．理想模型法
2．关于电场强度，下列说法中正确的是（ ）
A．若在电场中的某点不放试探电荷，则该点的电场强度为0
B．真空中点电荷的电场强度公式表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的二次方成反比，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍
C．电场强度公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍
D．匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同
3．两个带电荷量分别为Q1、Q2的质点周围的电场线如图所示，由图可知( )
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B．两质点带异号电荷，且Q1=Q2
C．两质点带同号电荷，且Q1>Q2
D．两质点带同号电荷，且Q1=Q2
4．产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成的损害，高大的建筑物会装有避雷针。图中虚线为避雷针周围的等势线，a、b两点的场强大小分为Ea、Eb，a、b两点的电势分别为φa、φb，则（ ）

A．φa<φbB．Ea>Eb
C．避雷针的顶端带负电D．一带负电的雨滴从a下落至b，电场力做负功
5．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为的交流电源上，均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是，则下列说法中正确的是（ ）
A．电饭煲的电阻为，洗衣机电动机线圈的电阻为
B．电饭煲消耗的电功率为，洗衣机电动机消耗的电功率为
C．内电饭煲消耗的电能为，洗衣机电动机消耗的电能为
D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的1倍
6．如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线。实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B、C为轨迹上的三点。下列说法中正确的是（ ）
A．轨迹在一条电场线上B．粒子带负电
C．场强EAECD．粒子的电势能EPAEPC
7．图1是实验室的可拆卸铅蓄电池装置，图2是其示意图．利用铅与稀硫酸的化学反应，该装置可以将化学能转化为电能．图中M为电池正极(二氧化铅棒上端)，N为电池负极(铅棒上端)，P、Q分别为与正、负极非常靠近的探针(探针是为测量内电压而加入电池的，它们不参与化学反应)．用电压传感器(可看做理想电压表)测量各端间的电势差，数据如表．则下列说法正确的是
A．外电路接通时稀硫酸溶液中的电流方向向右
B．该电池的电动势约为0.59V
C．该电池的电动势约为1.51V
D．该电池的内阻约为2.5Ω
二、多项选择（每小题6分，共4题，共24分，漏选但没有错选得3分）
8．如图所示，是一个由电池、电阻R、电键S与平行板电容器组成的串联电路，开关S闭合。一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说法正确的是（ ）
A．若将A板向右平移一小段位移，电容器的电容C减小
B．若断开S，将B板向下平移一小段位移，带电液滴的电势能减小
C．在S仍闭合的情况下，增大两极板距离的过程中，电阻R中有从b到a的电流
D．若断开S，减小两极板距离，则带电液滴向下运动
9．空间某一静电场的电势φ在x轴的分布如图所示，A、B、C、D是x轴上的四点，电场强度在x方向上的分量大小分别是、、、，则（ ）
A．
B．
C．A、D两点在x方向上的场强方向相反
D．同一负点电荷在A点时的电势能小于在B点时的电势能
10．随着“共享单车”的持续火热，“共享汽车”也悄然出现.下表是某种共享汽车的主要参数
根据上述信息，则下列说法正确的是（ ）
A．工作时，电动汽车的电动机是将机械能转化成电能
B．电池容量44kW·h指的是汽车电池充满电时的电量
C．标准承载下，电动汽车以72km/h的速度匀速行驶10min的耗电量为3kW∙h
D．若标准承载下汽车速度能达120km/h，则电动机最大输出功率不小于30kW
11．如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R0是光敏电阻（光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小），L是小灯泡。闭合开关，当照射到R0的光照强度减小时，以下分析正确的是（ ）
A．电流表示数减小B．电压表示数不变
C．灯泡亮度变亮D．电源效率增大
三、实验题（每空2分，共8空，共16分）
12．用图甲所示电路测量常温下纯净水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内纯净水的水量，玻璃管两端接有导电活塞，右活塞固定，左活塞可自由移动，实验过程如下：
（1）按图甲连接电路，电源为理想电源，内阻不计；R为电阻箱，、为两个阻值相同的定值电阻，、为两个量程相同的理想电压表。
（2）不同水柱长度L及其电阻R的测量。
①用10分度游标卡尺测量玻璃管的内径d，示数如图乙所示，则 mm；
②向玻璃管内注满纯净水，并用刻度尺测量水柱长度L；
③把S拨到1位置，记录电压表示数；
④把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表示数与电压表示数相同，记录电阻箱的阻值R；则此时玻璃管内水柱的电阻 ；
⑤根据测量数据，可得纯净水的电阻率为 。（用、d、L表示）
⑥改变玻璃管内水柱长度，重复实验，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；
⑦断开S，整理好器材。
13．物理兴趣小组利用图（a）所示电路进行实验。使用的器材有：多用电表，电压表（量程0~5 V），滑动变阻器，导线若干。
（1）对多用电表进行机械调零后，选择开关拨到“×1k”挡，进行欧姆调零。图（a）中多用电表的红表笔应和 （选填“1”或“2”）端相连。
（2）调节滑动变阻器的滑片，当其接入电路的阻值为零时，多用电表和电压表的刻度盘上的指针位置分别如图（b）、（c）所示，则电压表读数是 V，电压表内阻是 kΩ，可以求出多用电表“×1k”挡内部电源电动势为 V。
（3）用此多用电表测电阻，选择“×1”挡测20Ω的电阻时流过表头的电流为I1，选择“×10”挡测100Ω的电阻时流过表头的电流为I2，则I1 I2。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
四、计算题
14．（12分）一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W．
（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？
（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率多少？
（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？
15．（9分）如图是微波信号放大器的结构简图，其工作原理简化如下：均匀电子束以一定的初速度进入Ⅰ区（输入腔）被ab间交变电压（微波信号）加速或减速，当时，电子被减速到速度为，当时，电子被加速到速度为，接着电子进入Ⅱ区（漂移管）做匀速直线运动。某时刻速度为的电子进入Ⅱ区，t时间（小于交变电压的周期）后速度为的电子进入Ⅱ区，恰好在漂移管末端追上速度为的电子，形成电子“群聚块”，接着“群聚块”进入Ⅲ区（输出腔），达到信号放大的作用。忽略电子间的相互作用。求：
（1）电子进入Ⅰ区的初速度大小和电子的比荷；
（2）漂移管的长度L。
16．（11分）为了鉴别和选择特定的带电粒子，常利用各种不同形式的电场来控制带电粒子的速度和运动轨迹。如图所示，半径为d、圆心角为60°的弧形细管道在B、C两点各连接一对平行板电容器（分别为竖直放置和水平放置）。在左侧电容器左极板附近A点处有粒子源，可不断释放质量为m、电荷量为+q且初速度为0的带电粒子（不计重力）。粒子经过加速后从B点沿切线方向进入弧形细管道，从C点射出后进入右侧电容器并恰好从上极板右端D点水平飞出，已知两电容器的极板间距均为d，弧形细管道中的电场强度大小为E0，且电场线均指向圆心O。忽略粒子间的相互作用及空气阻力，板间电场视为匀强电场。求：
（1）该设备所加粒子的速度大小及左侧电容器中的电场强度大小：
（2）右侧电容器中的电场强度大小及极板的长度。
参考答案：
1．B
【解析】A．等效替代法是指研究中很难直接揭示物理本质，而采用与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法，故A错误；
B．库仑扭称实验中，两小球之间的库仑力将小球推开，将悬丝上端的悬钮转动，使小球回到原来位置，悬丝的扭力矩等于库仑力对小球的力矩，库仑力的力臂远长于悬钮的力臂，微小的库仑力就被放大，故B正确；
C．微元法指处理问题时，从事物的小部分分析，进而解决事物整理目的，C错误；
D．理想模型法是通过建立模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，忽略一些次要因素，抓住主要因素，D错误；
故选B。
2．B
【解析】A．电场强度由电场本身决定，与放不放试探电荷无关，在电场中的某点不放试探电荷，某点的电场强度不为零，故A错误；
B．公式是真空中点电荷电场强度的决定式，则点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的二次方成反比，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍，故B正确；
C．公式是电场强度的定义式，电场强度由电场本身决定，电场中某点的电场强度的大小与试探电荷所带的电荷量大小无关，故C错误；
D．电荷在电场中所受电场力F=qE，电荷在电场中所受电场力与q、E有关，匀强电场中的电场强度处处相同，电荷的电荷量q不同，电荷在其中受力不同，故D错误。
故选B。
3．A
【解析】根据电场线由正电荷出发终止于负电荷可知，两质点带异号电荷，由电场线疏密程度可知，
Q1>Q2
也可以看出整体上两个电荷产生的电场类似于正的点电荷的电场，因此整体电荷是正的，说明带正电的Q1>Q2
；故选A。
4．A
【解析】AC．产生闪电的积雨云底层带负电，根据静电感应可知，避雷针的顶端带正电，电场线由避雷针顶端指向积雨云底端，则有
故A正确，C错误；
B．等势线密集的地方，电场线也密，所以电场强度大，则
故B错误；
D．电场线从b指向a，带负电雨滴受到的电场力由a指向b，则带负电的雨滴从a下落至b过程中，电场力做正功，故D错误。
故选A。
5．C
【解析】由于电饭煲是纯电阻元件，所以
其在内消耗的电能
洗衣机为非纯电阻元件，所以
其在内消耗的电能
其热功率
所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的1倍。
故选C。
6．C
【解析】A．因为电场线与等势线垂直，所以轨迹不可能在一条电场线上，故A错误；
B．电场线的方向大体上由C到A，粒子受到的力的方向大概指向左上方，与电场线方向大体相同，所以粒子应该带正电，故B错误；
C．AB之间的距离小于BC之间的距离，AB与BC之间的电势差相等，根据公式可知，场强EAEC，故C正确；
D．因为粒子带正电，A处的电势要比C处的电势低，根据公式，所以粒子的电势能EPA＜EPC，故D错误。
故选C。
7．D
【解析】A、M为电源正极，N为负极，电源内部电流由负极流向正极，电流方向向左，故A错误；
BC.该电池的电动势为断路路端电压E=1.51V+0+0.59V=2.1V，故BC错误；
D.当外电路接外阻为10时，内阻承压为0.42V，为总电动势2.1V的，故，故内阻，故D正确．
故选D。
8．AB
【解析】A．根据可知，将A板向右平移一小段位移，则两极板正对面积减小，电容器的电容C减小，故A正确；
B．由图可知带电液滴受到竖直向上的电场力，电场竖直向下，带电粒子带负电荷。若断开S，则电容器的电荷量不变，根据，，可得
可知，电场强度不变。B板电势为零，根据可得
可知将B板向下平移一小段位移，则增大，P点的电势升高。根据可知，电势升高，带负电荷的液滴电势能减小，故B正确；
C．在S仍闭合的情况下，根据可知，增大两极板距离的过程中，电容器的电容C减小，电容器放电，电阻R中有从a到b的电流，故C错误；
D．根据选项B分析可知，若断开S，减小两极板距离，电场强度不变，液滴受到的电场力不变，则带电液滴不动，故D错误。
故选AB。
9．BCD
【解析】A．在φ－x图像中，斜率的绝对值代表场强的大小，由于A点的斜率的绝对值大于B点的斜率的绝对值，所以，故A错误；
B．在φ－x图像中，斜率的绝对值代表场强的大小，由于C点的斜率的绝对值比D点的斜率的绝对值小，所以，故B正确；
C．由于A点的斜率为负，D点的斜率为正，所以A、D两点在x方向上的场强方向相反，故C正确；
D．由图可知，A点的电势大于B点的电势，根据电势能与电势的关系可知，同一负点电荷在A点时的电势能小于在B点时的电势能，故D正确。
故选BCD。
10．CD
【解析】A项：工作时，电动汽车的电动机是将电能转化为机械能，汽车运动，故A错误；
B项：电池容量44kW·h指的是汽车电池充满电时的电能；故B错误；
C项：电动汽车标准承载下的阻力为，汽车的牵引力F=f，耗电量=3kw·h，故C正确
D项：当汽车匀速时的功率为，故D正确．
11．AD
【解析】A．当照射到R0的光照强度减小时，R0的阻值增大，根据“串反并同”规律，与R0串联的电流表示数减小，故A正确；
B．干路电流减小，由
可知内电压减小
则路端电压增大，即电压表示数增大，故B错误；
C．干路电流减小，即流经R1的电流减小，R1两端电压减小，又知电压表示数增大，故R2两端电压增大，流经R2的电流增大，则流经灯泡的电流减小，灯泡变暗，故C错误；
D．路端电压U增大，根据
电源的效率η增大，故D正确。
故选AD。
12． 13.7 R
【解析】（2）①10分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知玻璃管的内径为
④由于电源内阻不变，可知路端电压保持不变，把S拨到1位置和拨到2位置，电压表示数与电压表示数相同，记录电阻箱的阻值, 由于、为两个阻值相同的定值电阻，则有此时玻璃管内水柱的电阻为
⑤根据电阻定律可得
又
联立可得纯净水的电阻率为
13． 1 3.00 15 6 小于
【解析】（1）红表笔与欧姆表内置电源的负极相连，黑表笔与欧姆表内置电源的正极相连，电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表；电流从电压表正接线柱流入，负接线柱流出，由图（a）所示，多用电表的红表笔应和1端相连。
（2）电压表量程是5V，由图（c）所示电压表表盘可知，其分度值为0.1V，示数为3.00V；
多用表选择开关置于“×1k”挡，由图（b）所示表盘可知，电压表内阻为
由图（b）所示可知，欧姆表内阻
由闭合电路的欧姆定律可知，多用表“×1k”挡内部电源电动势
（3）选择“×1”挡测20Ω的电阻时，指针示数是20，流过表头的电流为I1，选择“×10”挡测100Ω的电阻时，指针示数是10，流过表头的电流为I2，欧姆表零刻度线在最右侧，最大刻度线在最左侧，欧姆表指针示数越大，指针越靠近左侧，指针越靠近左侧，流过电表的电流越小，则I1小于I2。
14．(1)0.3 A (2)1.8 W 64.2 W 97.3% (3)11 A 2420 W 2420 W
【解析】（1）由P=UI可得电流为：I==0.3A；
线圈电阻发热功率：PQ=I2r=1.8W；
机械功率：P机=P-PQ=64.2W；
η=×100%=97.3%
（2）当叶片不转动时，作纯电阻，根据欧姆定律，有：I==11A；
电动机消耗的电功率等于电机的发热功率：P=UI=I2r=11×11×20=2420W．
15．（1），；（2）
【解析】（1）在Ⅰ区，由动能定理得
联立解得
（2）在Ⅱ区，设电子运动时间为，则
联立解得
16．（1）；（2）；
【解析】（1）粒子在弧形细管道中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，由牛顿第二定律得：
解得：
粒子在左侧电容器中加速，由动能定理得：
解得：
（2）粒子恰好从上极板右端D点水平飞出，粒子在右侧极板间在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动
在竖直方向，由动能定理得：
解得：
在竖直方向：
在水平方向：L=v0tcs60°
解得：
UMP
UPQ
UQN
外电路断开时
1.51V
约为0
0.59V
在M、N之间接入10电阻时
1.47V
-0.42V
0.63V