安徽省合肥市2023_2024学年高二物理上学期期中试题含解析

这是一份安徽省合肥市2023_2024学年高二物理上学期期中试题含解析，共16页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
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：人教版必修第三册全册第九至十二章。
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40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，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 如图所示，摩擦过的琥珀靠近桌面上的碎纸屑时，发现纸屑飞起来与琥珀接触后又快速地离开，关于这个现象，下列说法正确的（ ）
A. 摩擦过的琥珀不带电
B. 碎纸屑原来带正电
C. 纸屑飞起来是万有引力的结果
D. 纸屑与琥珀接触后又快速地离开是因为纸屑带上琥珀同种电荷
【答案】D
【解析】
【详解】摩擦过的琥珀带了电荷，从而会吸引轻小物体，当纸屑被吸到琥珀上时，电荷会发生转移，从而使原来不带电的纸屑也带上了同种电荷，由于同种电荷互相排斥而快速地离开。
故选D。
2. 关于电路的有关知识，下列说法正确的是（ ）
A. 电流既有大小，又有方向，是一个矢量
B. 由，导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比
C. 将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的一半
D. 用多用电表测电阻时，如果指针偏转角度太大，应换用较小倍率后重新调节测量
【答案】D
【解析】
【详解】A．电流既有大小，又有方向，但运算法则符合代数运算法则，是一个标量，故A错误；
B．导体的电阻是其本身的属性，与它两端的电压、通过它的电流无关，故B错误；
C．根据电阻定律，将一根导线等分为二，电阻减半，而电阻率是导体材料的特性，与长度无关，故C错误；
D．用多用电表测电阻时，如果指针偏转角度太大，应换用较小倍率后重新调节测量，故D正确。
故选D。
3. 某次闪电时，云、地间转移的电荷量为Q，闪电过程所用时间为t，假定闪电前云、地间的电场是均匀的，电场强度大小为E，云、地间的距离为d，则本次闪电的平均功率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】本次闪电的平均放电电流
云层电压
则本次闪电的平均功率为
故选A。
4. 如图所示，12个带电量均为＋q的点电荷，均匀对称地分布在半径为r的圆周上，某时刻，P、Q两处的点电荷电量突然减为零，则O点的电场强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】P、Q两处的点电荷在O点激发的电场强度大小相等，即
P、Q两处的点电荷在O点的合场强为
P、Q两处的点电荷电量突然减为零时，O点的电场强度大小为
故选A。
5. 某静电场中的x轴上，一个带电粒子在O点由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向运动，带电粒子的电势能随粒子在x轴上的位置变化规律如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A. 带电粒子带负电B. 带电粒子先做加速运动后做减速运动
C. 带电粒子运动的加速度不断减小D. 带电粒子的电势能先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于电场方向不确定，因此粒子的电性无法确定，故A错误；
BD．由图象可知粒子的电势能一直减小，所以粒子的动能一直增加，即粒子一直做加速运动，故BD错误；
C．由于电场力
因此图象的切线斜率大小反映电场力大小也反映加速度大小，由图象可知粒子运动过程中加速度一直减小，故C正确。
故选C。
6. 如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源的电动势为10V，内阻为1，定值电阻R的阻值为5，滑动变阻器的最大阻值是10。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P由最左a端向最右b端滑动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数变大B. 滑动变阻器消耗的功率一直变大
C. 电源内部消耗的功率变小D. 电源的最大效率约为91.7%
【答案】C
【解析】
【详解】A．当滑动变阻器的滑片P由最左a端向最右b端滑动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻增大，电路中总电阻增大，总电流减小，电流表的示数变小，故A错误；
B．把定值电阻R视为电源内电阻，当滑动变阻器的阻值
滑动变阻器消耗的功率最大，所以滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，故B错误；
C．总电流减小，内阻r不变，根据
电源内部消耗的功率变小，故C正确；
D．电源的效率
当时，有最大功率
故D错误。
故选C。
7. 共享电动车通过扫码开锁，可以实现循环共享。如图所示为某品牌的共享电动车，电池铭牌上标有“48V 10Ah”字样，电池与电动机直接相连，正常工作时，电动机额定功率为250W，电池输出电压为40V，已知电动机的内阻为1.5，不考虑其他部件的摩擦损耗。电动机正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A. 电动车可连续骑行时间为1.5hB. 电动机输出的机械功率约为191.4W
C. 电源消耗的总功率为320WD. 电池的效率为63.8%
【答案】B
【解析】
【详解】A．电动机正常工作时，电流
电动车可连续骑行时间为
故A错误；
B．电动机发热功率，电动机输出的机械功率
故B正确；
C．电源消耗的总功率为
故C错误；
D．电池的效率为
故D错误。
故选B。
8. 某同学用如图所示装置，探究平行板电容器的电容影响因素，图中M、N是平行板电容器的两个极板，探究过程中，发现电流表中有a到b的电流，可能原因是（ ）
AM板向下平移B. M板向上平移C. 电介质向左移D. M板向左移
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．M板向下平移，根据，d减小，电容增大，根据Q=CU，电容器带电量增大，电容器充电，电流表中有b到a的电流，故A错误；
B．M板向上平移，根据，d增大，电容减小，根据Q=CU，电容器带电量减少，电容器放电，电流表中有a到b的电流，故B正确；
C．电介质向左移，根据，减小，电容减小，根据Q=CU，电容器带电量减少，电容器放电，电流表中有a到b的电流，故C正确；
D．M板向左移，根据，S减小，电容减小，根据Q=CU，电容器带电量减少，电容器放电，电流表中有a到b的电流，故D正确。
故选BCD。
9. 如图所示，A、B两个带等量电荷的小球用绕过光滑定滑轮的绝缘细线连接处于静止状态﹐A球与光滑绝缘竖直墙面接触，A、B两球到定滑轮的距离相等，连接A球的绝缘细线竖直，A、B间的距离为L，A、B连线与竖直方向的夹角为60°，A球对竖直墙面的压力为F，不计小球大小，静电力常量为k，则（ ）
A. 小球A的重力为B. 小球B的重力为
C. 细线对滑轮的作用力大小为2FD. 小球A的带电量为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．对B受力分析如图，可知B受绳子拉力T，自身重力GB，库仑力，根据共点力平衡条件有
T=GB=
对A受力分析，根据共点力平衡条件有
解得
T=GB==，
故A正确，B错误；
C．细线对滑轮的作用力大小为
故C正确；
D．根据库仑定律可知
解得小球A的带电量为
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，、为定值电阻，为滑动变阻器，电压表V及电流表，均为理想电表。电压表的示数为U，电流表的示数为、电流表的示数为，将滑动变阻器的滑片向上移动一些，电压表的示数变化量的大小为，电流表的示数变化量大小为，电流表的示数变化量大小为，则当滑动变阻器的滑片向上移动时（ ）
A. U变大B. 变小，变大C. 变大D.
【答案】AD
【解析】
【详解】A．当滑动变阻器的滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，电路中总电阻增大，总电流变小，内电压变小，两端电压变小，则U增大，故A正确；
B．总电流变小，U增大，则流过电流增大，变小，故B错误；
C．根据
为定值，不变，故C错误；
D．根据
得
所以
则
故D正确。
故选AD。
二、实验题（本题共2小题，共17分）
11. 某同学用如图甲所示电路研究电容器的充放电规律，直流电源的电动势为6V。
（1）将单向双掷开关合向“1”，电流传感器记录电容器充电电流随时间变化规律如图乙所示，则图乙中图线与坐标轴所围的面积的物理意义为___________；
（2）充电结束时电容器两端的电压为___________V，结合图像面积可知，电容器的电容为___________；
（3）将单向双掷开关合向“2”，得到放电电流随时间变化图像，从图像上得到放电电流的最大值为，图线与坐标轴所围的面积为；将R调大，将开关合向“1”后再合向“2”，再次得到的放电电流随时间变化的图像上放电电流的最大值为，图线与坐标轴所围的面积为。则___________，___________（均选填“”、“”或“”）。
【答案】 ①. 充电后电容器的带电量 ②. 6 ③. （均可） ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1] 根据可知，图线与坐标轴所围的面积的物理意义为充电后电容器的带电量。
（2）[2] 充电结束时电容器两端的电压等于电源两端电压，为
[3] 图线与坐标轴所围的格数为41个，则充电后电容器的带电量为
则电容器的电容
（3）[4]根据可知，变大，则放电电流的最大值减小，则有
[5]变大，两次充电电量相等，因此图线所围面积相等，即
12. 为了测量一节新干电池的电动势和内阻，某实验小组采用伏安法，现备有下列器材：
A．被测新干电池一节
B．电流表A（量程0～0.6A，内阻约为0.5）
C．电压表V（量程0～3V，内阻约为3000）
D．定值电阻（阻值为2.0）
E．滑动变阻器（0～10 2A）
F．滑动变阻器（0～100 1A）
G．开关，导线若干
（1）实验器材中滑动变阻器应选用___________（填“”或“”），实验小组成员根据选用的器材组成了两个电路，你认为合理的是图甲中的___________（填“A”或“B”）图；
（2）根据选用的电路图连接电路，闭合开关前，将滑动变阻器接入电路的电阻调到___________（填“最大”或“最小”），闭合开关，调节滑动变阻器，某次调节后，电压表的指针指在图乙所示位置，则这时电压表的示数为___________V；
（3）多次调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U、I，作U-I图像如图丙所示，由此得到电池的电动势E=___________V，电池的内阻r=___________结果保留两位有效数字）；实验由于存在系统误差，使测得的电动势比真实值___________（填“大”或“小”）。
【答案】 ①. ②. A ③. 最大 ④. 1.10 ⑤. 1.5 ⑥. 1.0 ⑦. 小
【解析】
【详解】（1）[1]电源内阻较小，选择最大量程为10Ω滑动变阻器即可；
[2]定值电阻可看作等效的内阻，实验过程中方便数据处理，应选A图；
（2）[3]为保护电路安全，开关闭合前，滑动变阻器应调至最大阻值处；
[4]电压表的分度值为0.1V，可知读数为1.10V；
（3）[4] [5]根据闭合电路欧姆定律可知
变形可得
根据纵轴截距可知
V
根据图像斜率可知
则内阻为
[6] 保护电阻等效到电源的内部，电压表测的电压为外电压，电流表所测的电流偏小；当电路图短路时，电压表的分流可以忽略，故短路电流相等，作出U-I图线的测量图线和实际图线如图：
从图线可以看出，电动势和内阻的测量值均小于真实值。
三、计算题（本题共3小题，共计43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，一带电量为q的带正电小球用长为L的绝缘绳悬挂，匀强电场方向水平向右。小球的质量为m，平衡时小球偏离竖直方向的夹角为，重力加速度为g，。求：
（1）绝缘绳上的拉力为多大？
（2）匀强电场的电场强度为多大？
（3）若将电场方向改为竖直向上，使小球做圆锥摆运动，悬线与竖直方向的夹角仍为，则小球做圆周运动的角速度为多大？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）（2）小球受拉力，水平向右电场力，竖直向下重力处于平衡状态，有
得
（2）若将电场方向改为竖直向上，受电场力方向竖直向上。小球做圆锥摆运动，由拉力沿圆心方向的分力提供向心力，有
其中
这时竖直方向由平衡条件有
联立得
14. 如图所示电路中，电源电动势为E=10V，内阻，定值电阻，，，电流表为理想电表，电容器电容为，开关S闭合。求：
（1）电流表的读数是多少？
（2）电容器带电量为多少？
（3）开关S断开，流过电阻的电量为多少（结果保留三位有效数字）？
【答案】（1）0.625A；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）开关S闭合，并联后电阻
干路的电流
1.25A
根据并联分流原理可知，电流表读数为
（2）两端电压
电容器的带电量
（3）开关S断开，流过的电流
电容器两端电压
电容器带电量
流过电阻的电量
15. 如图所示，竖直虚线MN左侧有水平向右的匀强电场Ⅰ，MN、PQ、NQ间有竖直向下的匀强电场Ⅱ，MN和PQ平行，间距为L，NQ与水平方向的夹角为37°，足够长的荧光屏水平放置，左端刚好与N点重合，一个质量为m，电荷量为q的带正电粒子在电场Ⅰ中的O点由静止释放，粒子经电场Ⅰ加速、电场Ⅱ偏转后刚好从Q点射出电场，电场Ⅰ的电场强度为E，O点距虚线MN的距离为，O、Q的高度差也为，不计粒子的重力，。求：
（1）带电粒子到MN时的速度大小？
（2）匀强电场Ⅱ的电场强度为多大？
（3）若改变电场Ⅱ的电场强度，粒子仍由O点释放，经电场Ⅰ加速，电场Ⅱ偏转后，刚好垂直NQ射出电场Ⅱ，则粒子打在荧光屏上的位置离N点距离为多少？
【答案】（1）；（2）E；（3）1.39L
【解析】
【详解】（1）电子从O点到达MN时，由动能定理
解得带电粒子到MN时的速度
（2）进入匀强电场Ⅱ后做列平抛运动，则
可得
E2=E
（3）电场Ⅱ偏转后，刚好垂直NQ射出电场Ⅱ，可得射到斜面上时的竖直速度
水平位移
竖直位移
解得
则粒子打在荧光屏上位置离N点距离为