福建省福州屏东中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷

这是一份福建省福州屏东中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷，共12页。试卷主要包含了本试卷分第Ⅰ卷，75W等内容，欢迎下载使用。

（满分：100分考试 时间：75分钟）
注意：
1.在本试卷上作答无效，应在答题卡各题指定的答题区域内作答。
2.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）。
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错得0分。
1.下列说法是某同学对电学中相关概念及公式的理解，其中正确的是（ ）
A.由可知，电场中某点的电场强度E与q成反比
B.由可知，通过导体截面的电荷量q越多，电流I越大
C.由公式可知，点电荷电场中某点的电场强度E与场源电荷的Q成正比
D.由可知导体的电阻跟加在其两端的电压成正比，跟流过导体的电流成反比
2.下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘。坐标原点O处电场强度最大的是（ ）
A.B.C.D.
3.一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则（ ）
A.自由电子定向移动的平均速率为
B.通过导线的电流为
C.自由电子定向移动的平均速率为
D.通过导线的电流为
4.如图所示，空间存在两块平行的彼此绝缘的带电薄金属板A、B，间距为d，中央分别开有小孔O、P。现有甲电子以速率从O点沿OP方向运动，恰能运动到P点。若仅将B板向右平移距离d，再将乙电子从P'点由静止释放，则（ ）
A.金属板A、B组成的平行板电容器的电容C不变
B.金属板A、B间的电压减小
C.甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同
D.乙电子运动到O点的速率为
二、多项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，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）
5.真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d，如图所示。以下说法正确的是（ ）
A.a点电势低于O点
B.b点电势低于c点
C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能
6.在如图甲所示的电路中，、、为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时（ ）
图甲 图乙
A.上的电压为上电压的2倍B.消耗的电功率为0.75W
C.的电阻为12ΩD.、消耗的电功率的比值大于4
7.如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示，t＝0时刻，质量为m的带电微粒以初速度沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出，微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g，关于微粒在0～T时间内运动的描述，正确的是（ ）
A.末速度大小为B.末速度沿水平方向
C.重力势能减少了D.克服电场力做功为mgd
8.如图所示，水平地面上有沿x轴正方向的电场，其沿x轴的电势φ与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点的切线。现有一质量为0.20kg、电荷量为的滑块P（可视作质点），从x＝0.10m处由静止释放，其与水平地面间的动摩擦因数为0.02，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。则下列说法正确的是（ ）
A.沿x轴正方向，电场强度逐渐增大
B.滑块先做加速度逐渐减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，最终静止
C.滑块运动的最大速度约为0.1m/s
D.滑块最终停在0.15m到0.3m之间某位置
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9.某同学分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图（a）和图（b）所示，则圆柱体的长度为________cm，直径为________mm。
10.一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V，则电场强度的大小为________V/cm，坐标原点处的电势为________V.
11.小明同学想根据学习的知识，估测一个电容器的电容。他从实验室找到8V的稳压直流电流、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。实验过程如下，完成相应的填空。
（1）先使开关S与1端相连，电源给电容器充电（充满）。
（2）开关S掷向2端，电容器放电，此时电路中有短暂的电流。流过电阻R的电流方向为________（选填“从右向左”或“从左向右”）。
（3）传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示。
（4）根据图像估算出电容器在全部放电过程中释放的电荷量为________C（保留两位有效数字）。
（5）根据前面的信息估算出该电容器的电容为________F（保留两位有效数字）。
12.某个学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为d，用多用电表测其电阻值约为5Ω，为提高测量的精度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线（图中用Rx表示）的电阻。
A.电源E（电动势为3.0V，内阻不计）
B.电压表（量程为0～3.0V，内阻约为2kΩ）
C.电压表（量程为0～15.0V，内阻约为6kΩ）
D.电流表（量程为0～0.6A，内阻约为1Ω）
E.电流表（量程为0～3.0A，内阻约为0.1Ω）
F.滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2.0A）
G.滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流1.0A）
H.开关S一个，导线若干
（1）实验时电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________。（只填仪器前序号）若电流表是由微安表改装而来，则应与微安表头________（选填串或并）联一个________（选填大或小）电阻。
（2）为提高精度，设计电路图，并画在方框中________。
（3）某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯线材料的电阻率表达式为________。
13.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，其中电动机内电阻r＝1Ω，电路中另一电阻R＝9Ω，直流电压U＝180V，理想电压表示数，电动机正以v＝1m/s匀速竖直向上提升某重物，g取，则：
（1）输入电动机的电功率是多少？
（2）重物的质量是多少？
14.如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，O'点为荧光屏的中心。已知电子质量，电荷量，加速电场电压，偏转电场电压U＝200V，极板的长度，板间距离d＝2.0cm，极板的末端到荧光屏的距离（忽略电子所受重力，结果保留两位有效数字）。求：
（1）电子射入偏转电场时的初速度大小；
（2）电子打在荧光屏上的P点到O的距离h；
15.如图所示，在空间内存在一方向水平向右的匀强电场，一质量为m、电荷量为＋q的带电小球系于长为L的轻绳一端，轻绳另一端固定于O点，小球在竖直平面内绕O点做逆时针方向的圆周运动。已知带电小球运动至圆周上的A点时，轻绳上的拉力达到最大，OA连线与水平方向夹角为37°，重力加速度为g，不计空气阻力，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。若小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动，求：
（1）匀强电场的场强E的大小；
（2）轻绳上拉力的最大值F；
（3）若轻绳达到最大拉力F时恰好断裂，求小球再次达到与A点等高的B点时（B点未画出），A、B之间的距离d。
福州屏东中学2023-2024学年第一学期期中试卷
高二物理解析版
（满分：100分考试 时间：75分钟）
注意：
1.在本试卷上作答无效，应在答题卡各题指定的答题区域内作答。
2.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）。
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错得0分。
1.答案：C
2.答案：B
解析：将圆环分割成微元，根据对称性和矢量叠加，D项O点的场强为零，C项等效为第二象限内电荷在O点产生的电场，大小与A项的相等，B项正、负电荷在O点产生的场强大小相等，方向互相垂直，合场强是其中一个的倍，也是A、C两项场强的倍，因此B项正确。
3.答案：A
解析：将导线均匀拉长，使其半径变为原来的，横截面积变为原来的，导线长度要变为原来的4倍，金属丝电阻率不变，由电阻定律可知，导线电阻变为原来的16倍，电压U不变，由欧姆定律可知，电流变为原来的，故B、D两项错误；电流I变为原来的，横截面积变为原来的，单位体积中自由移动的电子数n不变，每个电子所带的电荷量e不变，由电流的微观表达式可知，电子定向移动的速率变为原来的，故A项正确，C项错误。
4.答案：C
解析：两板间距离变大，根据可知，金属板A、B组成的平行板电容器的电容C减小，A项错误；根据，Q不变，C减小，则U变大，B项错误；根据，可知当d变大时，两板间的场强不变，则甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同，C项正确；根据，，可知，乙电子运动到O点的速率，D项错误。
二、多项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，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）
5.答案：BD
解析：由题意可知O点合场强为零，根据同种电荷之间电场线的分布可知aO之间电场线由a到O，故a点电势高于O点电势，故A项错误；同理根据同种电荷电场线分布可知b点电势低于c点电势，故B项正确；根据电场线分布可知负电荷从a到b电场力做负功，电势能增加，即该试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能，故C项错误；同理根据电场线分布可知负电荷从c点到d点电场力做负功，电势能增加，即该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能，故D项正确。
6.答案：BD
解析：电路中的总电流为0.25A，则流过的电流为0.25A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0V，消耗的电功率为，B项正确；根据并联电路规律，中电流为0.125A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3V，的电压大约为电压的10倍，A项错误；由欧姆定律，的电阻为，C项错误；消耗的电功率为，，、消耗的电功率的比值大于4，D项正确。
7.答案：BC
解析：由题意知，所以与时间内微粒的加速度等大反向，大小都等于g。时间内微粒只在重力作用下的竖直末速度，竖直位移，在时间内微粒的竖直末速度，竖直位移，所以，微粒克服电场力做功，在重力作用下微粒的竖直位移为，其重力势能减少了。综上可知A、D两项错误，B、C两项正确。
8.【答案】BCD
【解析】A.图线的斜率表示电场强度，由图可知，沿x轴正方向电场强度减小，故A错误；
B.图像的斜率的绝对值表示电场强度的大小，所以x＝0.15m处的电场强度大小为
滑块此时受到的电场力为
滑块与水平地面间的滑动摩擦力（最大静摩擦力）大小为
由图可知x＝0.1m处电场强度大于x＝0.15m处电场强度，即滑块释放时所受电场力大小
所以滑块释放后开始向右加速运动，由于图像的斜率的绝对值不断减小且最后趋于零，所以电场强度也不断减小且最后趋于零，则滑块受到向右的电场力不断减小且最后趋于零，根据牛顿第二定律可推知滑块一开始做加速度减小的加速运动，当电场力减小至比滑动摩擦力还小时，滑块开始做加速度增大的减速运动，最终将静止，故B正确；
C.当滑块所受电场力大小与滑动摩擦力大小相等时滑块速度最大（设为v），根据前面分析可知此时滑块位于x＝0.15m处，由图可知x＝0.1m与x＝0.15m之间的电势差约为
根据动能定理有
解得
D.假滑块最终在0.3m处停下，x＝0.15m与x＝0.3m之间的电势差约为
滑块从x＝0.15m到x＝0.3m过程中电场力做功为
滑动摩擦力做功为
所以滑块最终停在0.15m到0.3m之间某位置，故D正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9.【答案】① ②##5.315##5.316##5.317
【解析】［1］游标卡尺的读数为主尺刻度与游标尺刻度之和，故图中所测圆柱体的长度为
［2］螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，故图中所测直径为
10.答案：2.5V/cm，1V
解析：如图所示，设a、c之间的d点电势与b点相同，则，d点坐标为，过c点作于f，由几何关系可得，则电场强度；因为四边形Oacb是矩形，所以有，解得坐标原点O处的电势为1V.
11.［解析］（2）开关S与1端相连，电源给电容器充电，电容器上极板与电源正极相连，上极板带正电；开关S掷向2端，电容器放电，流过电阻R的电流方向为从右向左（电流从电容器正极板出发经R到负极板）。
（4）i-t曲线与坐标轴围成的面积表示对应的电荷量，大于半格的算一格，小于半格的舍去，则电荷量为。
（5）电容器的电容为。
12.【答案】①B ②D ③F 并 小 ④ ⑤
【解析】（1）［1］［2］［3］电源电动势为3.0V，电压表应选B；通过电线的最大电流约为
电流表应选电流表D，为方便实验操作，滑动变阻器应选择F。
（2）［4］为了提高精度，电压变化范围越大越好，所以滑动变阻器采用分压接法，待测电阻约为5Ω，远小于电压表内阻，因此电流表应采用外接法，电路图如图所示。
（3）［5］由欧姆定律得
由电阻定律得
则电阻率
13.【答案】（1）；（2）
【解析】（1）通过R的电流为
电动机的输入功率为
（2）电动机内电阻的发热功率为
输出的机械功率为
解得
14.答案：（1） （2）0.72cm
解析：（1）根据动能定理有，
得，
代入数据得。
（2）设电子在偏转电场中运动的时间为t，电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量为y，电子在水平方向做匀速直线运动，，
电子在竖直方向上做匀加速直线运动，
，
根据牛顿第二定律有，
联立得，
代入数据得y＝0.36cm。
电子离开偏转电场时速度的反向延长线过偏转电场的中点M，由图知
解得h＝0.72cm。
15.答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）A点轻绳上的拉力达到最大，小球所受重力mg、电场力qE的合力mg'沿OA方向，如图所示，有，
故。
（2）小球在重力场与电场中所受等效重力为
，
小球恰过最高点时有，
运动到最低点由动能定理
，
得。
在A点对小球有，
解得。
（3）小球做类平抛运动，到B点有
，
，
且，
解得。