福建省泉州市2023_2024学年高二物理上学期1月期末教学质量跟踪监测试题含解析

这是一份福建省泉州市2023_2024学年高二物理上学期1月期末教学质量跟踪监测试题含解析，共20页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 一根粗细均匀的导线，当其两端电压为U时，通过的电流是I，若将此导线均匀拉长到原来的2倍时，电流仍为I，导线两端所加的电压变为（）
A. 8UB. 4UC. 2UD. U
【答案】B
【解析】
【详解】根据电阻定律可得：拉长后电阻变为
所以根据欧姆定律可得
故
故选B。
【点睛】做本题的关键是知道导线在拉长时体积不变，然后根据公式判断面积和长度的变化。
2. 如图所示电场中，一带电粒子仅在电场力作用下沿电场线从M点运动到N点，该过程的速度v随时间t变化的关系图像可能为（）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】粒子从M到N，电场线越来越疏，则场强越来越小，受电场力逐渐减小，加速度减小，则粒子做加速度减小的加速运动，则v-t线斜率逐渐减小。
故选C。
3. 法拉第首先引入了电场线形象描绘电场。图示为静电除尘集尘板与放电极间的电场线，M、N是集尘板间的两点。下列说法正确的是（）
A. M点的电场强度大于N点的电场强度
B. M点的电势高于N点的电势
C. 带负电的尘埃在M点的电势能小于在N点的电势能
D. 若只受电场力作用，带负电的尘埃可沿电场线从M点运动到集尘板
【答案】A
【解析】
【详解】A．M点的电场线较N点密集，可知M点的电场强度大于N点的电场强度，故A正确；
BC．上下极板的电势相等且都大于零，N点距离正极板较近，则M点的电势低于N点的电势，带负电的尘埃在M点的电势能大于在N点的电势能，故BC错误；
D．若只受电场力作用，因从M到集尘极的电场线为曲线，则带负电的尘埃不可能沿电场线从M点运动到集尘板，故D错误。
故选A。
4. 如图所示的电路中，电源内阻，，开关断开时，理想电压表的示数为。现将闭合，则（）
A. 电压表示数增大B. 通过的电流增大
C. 电源的效率增大D. 电源的输出功率增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．闭合电键，电阻R1与R2并联，外电路总电阻减小，路端电压降低，电压表的示数减小，流过电阻R1的电流减小，故AB错误；
C．电源的效率
可知，外电阻R越大，电源的效率越大，因此闭合电键后，外电阻减小，电源的效率减小，故C错误；
D．当外电阻越接近内电阻时，电源的输出功率越大，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大。闭合电键后，外电路的总电阻等于内电阻，因此电源的输出功率增大，故D正确。
故选D。
5. 如图，边长的等边三角形所在平面与匀强电场方向平行。一电子从点运动到点，静电力做功；从点运动到点，克服静电力做功，则（）
A. 电子从点运动到点，静电力做功
B. A、C两点间的电势差
C. 匀强电场方向由A指向
D. 匀强电场的场强大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.电子从A点运动到C点，静电力做功
故A错误；
B.A、C两点间的电势差
故B错误；
C.取A点电势为0，B点电势为
C点电势为
设AB中点为D，D点的电势为10V，所以CD是等势线，AB是其一条电场线，根据顺着电场线电势降低，所以匀强电场方向由B指向A。故C错误；
D.由C项分析可知，由公式
故D正确。
故选D。
6. 一带正电小球自A点水平向右射入水平向左的匀强电场中，小球从A点运动到P点的轨迹如图所示。已知AP方向与水平方向夹角为，不计空气阻力，则该过程中，（）
A. 任意相等的时间内小球所受重力做功相等
B. 任意相等的时间内小球所受电场力做功相等
C. 小球电势能的增加量大于重力势能的减小量
D. 小球电势能的增加量小于重力势能的减小量
【答案】C
【解析】
【详解】A．依题意，小球竖直方向受重力作用，做自由落体运动，有
又
可知任意相等的时间内小球的竖直分位移不相等，所受重力做功也不相等。故A错误；
B．依题意，小球水平方向受水平向左的电场作用，做匀减速直线运动，有
又
易知任意相等的时间内小球水平分位移不相等，所受电场力做功并不相等。故B错误；
CD．小球所受电场力和重力均为恒力，则小球所受合力也为恒力，可得其运动轨迹为一抛物线，由图可知
A、P两点关于抛物线顶点并不对称，可知小球在P点的动能小于在A点的动能，即小球从A点运动到P点过程，动能减少，根据动能定理，有
可知重力做的正功小于电场力做的负功，根据重力做功与重力势能变化的关系
电场力做功和电势能变化的关系
可知小球电势能的增加量大于重力势能的减小量。故C正确；D错误。
故选C。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
7. 如图为探究感应电流的实验装置，螺线管A与滑动变阻器、电源、开关C组成一个回路；螺线管A放在螺线管B内，螺线管B、开关D与电流计组成另一个闭合回路。开始时开关C、D均闭合，下列操作中可以观察到电流计指针偏转的是（ ）
A. 开关C断开瞬间B. 开关D断开瞬间
C. 将螺线管A从螺线管B中拔出D. 使螺线管A和B一起水平桌面上移动
【答案】AC
【解析】
【详解】A．开始时开关C、D均闭合，螺线管A中有恒定电流，则产生恒定的磁场，在螺线管B中的磁通量不变，螺线管B不会产生感应电流，电流计指针不偏转，当开关C断开瞬间，螺线管A中的电流减小，产生的磁场减弱，螺线管B中的磁通量减小，由产生感应电流的条件可知，螺线管B中产生感应电流，电流计指针偏转，A正确；
B．开始时，螺线管B中无电流，电流计指针不偏转，开关D断开瞬间，螺线管B中仍无电流，电流计指针仍不偏转，B错误；
C．将螺线管A从螺线管B中拔出时，螺线管B中的磁通量减小，螺线管B中产生感应电流，电流计指针偏转，C正确；
D．使螺线管A和B一起在水平桌面上移动，螺线管B中的磁通量不变，螺线管B中不会产生感应电流，电流计指针不偏转，D错误。
故选AC。
8. 如图，是竖直平行板电容器的两个极板，为定值电阻，为可调电阻。用绝缘细线将质量为的带正电小球悬于电容器内部。闭合开关，小球静止时受到悬线的拉力为。下列操作可使拉力变小的是（）
A. 保持不变，缓慢增大
B. 保持不变，缓慢增大
C. 保持不变，将板缓慢向右平移一小段距离
D. 保持不变，将板缓慢向左平移一小段距离
【答案】AD
【解析】
【详解】细线受的拉力
则要使拉力F减小，则只需场强E减小；
A．保持不变，缓慢增大，则电阻R0上的电压减小，则电容器两极板电压减小，场强E减小，则F减小，故A正确；
B．保持不变，缓慢增大，则电容量两板间电压不变，场强E不变，则F不变，故B错误；
CD．保持不变，则两极板间电压不变，将板缓慢向右平移一小段距离，根据
可知场强变大，则F变大；将板缓慢向左平移一小段距离，则场强变小，则F减小，故C错误，D正确。
故选AD。
9. 贴片电阻是电子电路中常用的元件，其阻值常用三位（或四位）数字表示。如图甲，“123”表示“12”后面有“3”个零，即“”；“5102”表示“510”后面有“2”个零，即“”。某同学用多用电表试测一贴片电阻的阻值，先把选择开关旋至欧姆挡“”，调零后将表笔搭在待测电阻两端，发现指针偏转太小，如图乙中a所示；换挡后，重新调零，再次测量，指针偏转如图乙中b所示。下列说法正确的是（）
A. 换挡后，选择开关旋至欧姆挡“”B. 换挡后，选择开关旋至欧姆挡“”
C. 该贴片电阻阻值数字可能为“1501”D. 该贴片电阻阻值数字可能为“153”
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.欧姆表表盘右端为“0”，把选择开关旋到“×100”挡位，由图可以看出测量时指针偏转角度太小，说明被测电阻阻值大，应改为较大档，即换挡后，选择开关旋至欧姆挡“×1k”，故A正确，B错误；
CD.指针偏转如图乙中b，读数应该为，由题意该贴片电阻阻值数字可能为“153”，故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图甲，竖直平面中有平行于该平面的匀强电场，长为的绝缘轻绳一端固定于点，另一端连接质量为、带电量为的小球，小球绕点在竖直面内沿顺时针方向做完整的圆周运动。图中为水平直径，为竖直直径。从A点开始，小球动能与转过角度的关系如图乙所示，已知重力加速度大小为，则（ ）
A. 为电场的一条等势线B. 该匀强电场的场强大小为
C. 轻绳的最大拉力大小为D. 轻绳在两点拉力的差值为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．由图像知为等效最低点，为等效最高点，根据动能定理可知
解得
重力和电场力的合力在等效最低点与等效最高点连线上，运动距离为2l，则合力大小为mg，根据余弦定理可知
解得
根据几何关系可知，电场强度方向和重力方向夹角为，方向斜向上，如图所示
由于为匀强电场，则可知不是电场的等势线，故A错误，B正确；
C．在等效最低点拉力最大，可得
解得
故C正确；
D．在等效最高点拉力最小，可得
解得
则轻绳在等效最底点和最高点拉力的差值为
故轻绳在两点拉力的差值为，故D错误。
故选BC。
三、填空题：本题共2小题，每小题3分，共6分。
11. 如图，甲、乙线圈平行纸面放置，甲处的匀强磁场方向平行，乙处的匀强磁场方向垂直纸面向内，两线圈绕轴转动时，甲线圈中_________（填“有”或“没有”）感应电流，乙线圈中_________（填“有”或“没有”）感应电流。已知乙中磁场的磁感应强度大小为，线圈的面积为S，当线圈从图示位置绕轴转过时，穿过该线圈的磁通量为_________．
【答案】 ①. 没有 ②. 有 ③. 0
【解析】
【详解】[1]甲线圈与磁感线方向平行，故线圈绕轴转动时，甲线圈中磁通量不发生变化，故没有感应电流；
[2]乙线圈转动时线圈中的磁通量发生变化，故产生感应电流；
[3] 当线圈从图示位置绕轴转过时，线圈平面与磁感线方向平行，故穿过该线圈的磁通量为0。
12. 如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。在的连线上，为的中点，位于的中垂线上，且到点的距离均相等。每根导线在处产生的磁感应强度大小均为，则点的磁感应强度大小为_________；a点的磁感应强度_________（填“大于”“等于”或“小于”）点的磁感应强度；点的磁感应强度方向与点的_________（填“相同”或“相反”）。
【答案】 ①. 0 ②. 等于 ③. 相反
【解析】
【详解】[1]如图所示
由题知为的中点，根据右手定则知
和等大反向，合磁感应强度为0。故填“0”。
[2]如图所示
因为、到点的距离相等，则可知，和等大反向。故填“等于”。
[3]如图所示
因为、到点的距离相等，则可知，和等大反向。故填“相反”。
四、实验题：本题共2小题，共16分。
13. 某兴趣小组自制电容器。他们用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，然后接出引线，如图甲所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。
（1）为增大该电容器的电容，下列方法可行的有_________
A．增大电容纸的厚度 B．减小电容纸的厚度
C．增大锡箔纸的厚度 D．同时增大锡箔纸和电容纸的面积
（2）该小组采用如图乙所示的电路测量该电容器的电容。将开关S拨到a端，电压和电流传感器显示出图像和图像分别如图丙、丁所示，其中图线与t轴所围的小格数约为60个，则该电容器充满电后所带的电荷量约为_________C，电容大小约为_________F。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 ①. BD## DB ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]由平行板电容器因素决定式
A．增大电容纸的厚度，增大，故电容减小，故A错误；
B．减小电容纸的厚度，减小，故电容增大，故B正确；
C．增大锡箔纸的厚度，对电容无影响，故C错误；
D．同时增大锡箔纸和电容纸的面积，增大，故电容增大，故D正确。
故选BD。
（2）[2] 其中图线与t轴所围成的面积表示电荷量，该电容器充满电后所带的电荷量约为
[3] 电容大小约为
14. 某小组选用以下器材测量旧电池的电动势和内阻。
A．待测旧电池（电动势约为）
B．滑动变阻器
C．滑动变阻器
D．电压表，内阻为
E．电流表
F．阻值为的定值电阻
G．阻值为的定值电阻
（1）设计的电路图如图a所示，其中滑动变阻器应选_________，定值电阻应选_________。（填器材前字母序号）
（2）甲同学按照图a电路连接实物，正准备接入最后一根导线时的实物如图b所示，乙同学发现有两个不妥之处，请你指出：①_________；②_________。
（3）更正并接好电路后，调整滑动变阻器读取多组电压表和电流表的数据。以为纵坐标、为横坐标建立坐标系，得到图像如图c所示。由该图像可求得这个旧电池的电动势_________，内阻_________（结果均保留2位有效数字）。
【答案】 ①. C ②. F ③. 开关未断开 ④. 滑动变阻器的滑片应位于最右端 ⑤. 4.0 ⑥. 1.2
【解析】
【详解】（1）[1][2]为了方便调节，滑动变阻器应选阻值较小的C，定值电阻应选与电压表阻值相当的F即可。
（2）[3][4]最后一根导线应该连接在电键的右侧和滑动变阻器的右上接线柱上，则两个不妥之处为：①开关未断开；②滑动变阻器的滑片应位于最右端。
（3）[5][6]电压表接R0后相当于量程变为
即U-I图像的纵轴坐标的1.5倍等于路端电压，则由该图像可求得这个旧电池的电动势
E=2.68×1.5V=4.0V
内阻
五、计算题：本题4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，有数值的计算题，答案中必须明确写出数值和单位，或按题目要求作答。
15. 如图，真空中存在一水平向右的匀强电场，两个带等量异种电荷的小球A和B用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好竖直，此时A、B间的距离为。两小球都可视为点电荷，所带电荷量的绝对值都为，静电力常量为。求：
（1）两球之间的库仑力大小；
（2）匀强电场的电场强度大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】解：（1）由库仑定律得A、B之间的库仑力为
（2）设匀强电场的电场强度大小为，则A、B在水平方向受力平衡，则有
整理可得
16. 某玩具车供电的简化电路如图所示，将拨动开关往左拨时，只有车灯亮且正常发光；将拨动开关往右拨时，电动机正常工作，车灯变暗。已知电池的电动势为，车灯和规格均为“”，电动机正常工作时的电压为，电动机的电阻为，不考虑车灯电阻的变化。求：
（1）电池的内阻；
（2）电动机正常工作时输出功率。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）开关往左拨时，通过车灯的电流
电池内阻
解得
（2）开关往右拨时，通过电源的电流
车灯的电阻
通过车灯的电流
通过电动机的电流
电动机正常工作时的输出功率
解得：
17. 如图甲，水平放置的平行板电容器的两极板的长度为、间距为，两板间加一恒定电压。一个质量为、电荷量为的带正电粒子从上极板边缘点以水平速度射入电容器后，从点飞出，点与下极板的距离为。不计粒子受到的重力和空气阻力。
（1）求两板间的电压；
（2）若两极板间的电势差随时间变化的关系图像如图乙所示，其。中时刻，粒子从上极板边缘点以水平速度射入电容器，求粒子射出电容器的位置与下极板间的距离（用表示）。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛，在水平和竖直方向分别有
，
又根据
，
方程联立解得
（2）带电粒子在电场中水平方向上做匀速直线运动，设粒子在电场中运动的时间为，则
由已知条件
解得
因为粒子时刻从上极板边缘A点射入电容器，所以内，粒子在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动，内粒子做匀减速直线运动，并减速到0，设内粒子在竖直方向上的位移为，则
内粒子的运动情况与内的运动情况相同，则
解得
故粒子射出电容器的位置与下极板的距离为
18. 如图甲，倾角为的斜面底端固定一轻弹簧，顶端与一水平面相连，一绝缘轻绳将斜面上的物块A通过轻质定滑轮与水平面上的物块B相连。A、B的质量分别为和，A不带电，B带正电且电荷量为。先将B锁定，使细绳处于拉紧状态，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧细绳与水平面平行。解除锁定，A、B从静止开始运动，B始终处于水平向右的匀强电场中且不会与滑轮相碰，带电量保持不变。以物块A的初始位置为原点，沿斜面向下建立坐标系，A的加速度与其位置的关系如图乙所示。弹簧未超过弹性限度，重力加速度大小为，图乙中已知，忽略一切摩擦。
（1）求A刚接触弹簧时速度大小；
（2）求匀强电场的场强大小；
（3）取B物体的初始位置为零电势点，求B电势能的最大值。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由图乙，在A运动过程中，A、B一起以加速度做匀加速运动，则有
联立解得
（2）在A运动过程中，若绳子拉力为，对A受力分析，由牛顿第二定律可得
对B受力分析，由牛顿第二定律可得
解得
（3）由图可知，当A运动时，弹簧压缩量为，A的加速度是0，则B的加速度也是0，设弹簧的劲度系数为，对AB组成系统可得
设弹簧压缩量为时，A、B间的绳子恰好松弛，设此时A、B的加速度都为，对B有
对有
联立可得
可知当A运动时，则有
由图像的对称性可得A、B两者的速度相等，为
之后B在电场力作用下，以加速度做匀减速运动，有
取B物体的初始位置为电势能零势能点，B电势能的最大值
解得