2023-2024学年广东省江门市第一中学高二（上）第二次段考物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年广东省江门市第一中学高二（上）第二次段考物理试卷（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列说法正确的是( )
A. 甲图中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面外转动
B. 如图乙所示，如果长为l、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受磁场力的大小为F，则可测出该处磁感应强度必为B=FIl
C. 如图丙所示，绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时，穿过线圈平面的磁通量为BS
D. 如图丁所示，闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，穿过闭合回路的磁通量没有发生变化
2.一种能自动测定油箱内油面高度的装置如图所示，装置中金属杠杆的一端接浮球，另一端触点P接滑动变阻器R，油量表由电流表改装而成。当汽车加油时油箱内油面上升，下列分析正确的有( )
A. 触点P向上滑动B. 电路中的电流变小
C. R′两端电压增大D. 整个电路消耗的功率减小
3.家用电热水器，在使用时具有漏电危险，当发生漏电时，电流会经过水管中的水与人体相连从而发生意外事故。“隔电墙”可以在一定程度上保护人体的安全，其装置如图1，其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道，结构如图2，它实则上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图3。下列分析正确的是( )
A. 漏电时“隔电墙”能完全隔断电流
B. “隔电墙”是靠减小水流速度来减小电流而保护人体安全
C. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的
D. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来减小电流从而保护人体安全
4.锂离子电池主要依靠锂离子(Li+)在正极和负极之间移动来工作，下图为锂电池放电时的内部结构。该过程中Li+从负极通过隔膜返回正极。已知该锂电池的电动势为3.7V，则( )
A. 非静电力做的功越多，电动势越大
B. 移动一个锂离子，需要消耗电能3.7J
C. “毫安·时”(mA⋅h)是电池储存能量的单位
D. 锂离子电池放电时，电池内部静电力做负功，化学能转化为电能
5.如图所示是磁场中某区域的磁感线的分布情况，则下列判断正确的是( )
A. a、b两处的磁感应强度大小不等，Ba>Bb
B. a、b两处的磁感应强度大小不等，BaI2
B. 电动势E1=E2，内阻r ​1> r ​2
C. 电动势E1>E2，内阻r ​1> r ​2
D. 当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大
三、实验题（本大题共2小题，共20分）
11.某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中，正确操作用游标卡尺测得金属丝的长度l为_____cm、用螺旋测微器测得金属丝的直径d为_____mm以及电流表、电压表的读数如图丙所示，则电流和电压的读数值依次是_____A，_____V。
12.工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率，其中一个关键部件如图甲所示，它是把两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻，而中间的液体即电阻的有效部分。某研究性小组想测量某导电溶液的电阻率，在实验室找到了一个透明塑料长方体容器，容器内部左右两侧插入两片面积均为S=10cm2、不计电阻的正方形铂片作为两个电极(正对放置)，现将容器充满待测的导电溶液。实验所用器材如下：
电压表(量程为15V，内阻约为30kΩ)；
电流表(量程为300μA，内阻约为50Ω)；
滑动变阻器(最大阻值为10Ω，允许通过的最大电流为0.1A)；
电池组(电动势E=12V，内阻r=6Ω)；
单刀单掷开关一个；
导线若干。

(1)该小组先用欧姆表粗测溶液电阻，他们先选择欧姆×100挡，欧姆调零后测量结果如图乙所示，为了使读数更精确些，接下来要进行的步骤是_____(填正确答案标号)。
A.换为×10挡，重新测量
B.换为×1k挡，重新测量
C.换为×10挡，先欧姆调零再测量
D.换为×1k挡，先欧姆调零再测量
(2)为了准确测量其阻值，并测量多组数据，请在图丙中用笔画线代替导线，将实物图补充完整_____。
(3)实验时，仅多次改变两个电极板间距d，测得多组U、I数据，计算出对应的电阻R，描绘出R−d图线，根据图像可求出该导电溶液的电阻率ρ=_____Ω⋅m(计算结果保留整数)；若考虑电表内阻的影响，计算结果与真实值相比会_____(填“偏大”，“偏小”，或“不变”)。
四、计算题（本大题共3小题，共34分）
13.如图所示，A、B、C是一边长为 3cm等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面。现将电荷量为1×10−8c的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为6×10−6J，将另一电荷量为1×10−8c的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功6×10−6J。

(1)求UAB、UAC各为多少?
(2)求电场强度大小和方向。
14.如图所示，在倾角为θ=30°的斜面上，固定一宽度L=0.25m的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器。一质量m=0.02kg的金属杆ab与两导轨垂直并接触良好，当滑线变阻器接入电路的阻值为R时，ab中电流大小I=0.5A，此时杆恰好静止在导轨上。整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，导轨与金属棒的电阻不计，取g=10m/s2。求：
(1)磁感应强度B的大小；
(2)若只改变磁场，使金属杆ab仍静止在轨道上面，且对轨道的压力恰好为零，求此时磁感应强度。
15.如图所示的电路中，直流电源的电动势E=9V，内电阻r=1.5Ω，R1=4.5Ω，R2为电阻箱。两带小孔的平行金属板A、B竖直放置：另两个平行金属板C、D水平放置，板长L=30cm，板间的距离d=20cm，MN为荧光屏，C、D的右端到荧光屏的距离L′=10cm，O为C、D金属板的中轴线与荧光屏的交点，P为O点下方的一点，LOP=10cm,当电阻箱的阻值调为R2=3Ω时。闭合开关K，待电路稳定后，将一带电量为q=−1.6×10−19C,质量为m=9×10−30kg的粒子从A板小孔从静止释放进入极板间，不考虑空气阻力、带电粒子的重力和极板外部的电场。
(1)求AB板间电压U1和CD板间电压U2各多大？
(2)求带电粒子从极板C、D离开时速度大小？
(3)使粒子恰好打到P点，R2的阻值应调到多大？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】【分析】
由安培定则判断小磁针所在位置磁场的方向，然后再判断小磁针的N极的转动；公式B=FIl要求通电导线与磁场方向垂直；根据磁通量的概念判断即可；根据磁通量定义分析穿过闭合回路的磁通量是否变化。
本题考查了安培定则、磁感应强度、磁通量等基础知识，要求学生对这部分知识要深刻理解，并能够熟练应用。
【解答】
A、根据安培定则可知，图中直线电流下方的磁场方向垂直纸面向里，所以其正下方小磁针的N极向纸面内转动，故A错误；
B、只有当通电导线与磁场方向垂直时，安培力F=BII，该处没有指明通电导线与磁场方向垂直，则该处磁感应强不一定为B=FIl，故B错误；
C、绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时磁场与线圈平面平行，穿过此线圈平面的磁通量为0，故C错误；
D、闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，穿过闭合回路的磁通量没有发生变化，故D正确。
故选：D。
2.【答案】C
【解析】【分析】当汽车加油时油箱内油面上升时，通过浮球和杠杆使触点P向下滑动，滑动变阻器连入的电阻变小，电路中的电流变大，根据闭合电路欧姆定律分析电路中电流的变化情况，由欧姆定律分析R′两端电压的变化情况，由P=EI分析整个电路消耗的功率变化情况。
本题要理解滑动变阻器的变阻原理：通过改变连入电路的电阻丝长度，来改变阻值的大小，从而改变电路中的电流。
【解答】当汽车加油时油箱内油面上升，则浮球上升，则触点P向下滑动，电阻R阻值减小，则电流变大，R′两端电压增大，根据P=IE可知，整个电路消耗的功率变大。
故选C。
3.【答案】D
【解析】【分析】
水的电阻率不变，根据电阻定律R=ρLS分析电阻的变化，从而分析电流的变化。
本题主要是考查电阻定律，知道导体的电阻与截面积成反比，与长度成正比，知道“隔电墙”的工作原理即可解答。
【解答】
根据电阻定律可知R=ρLS，水的电阻率不变，在该情况下，将水流变长，横截面积变小，从而增大水流的电阻，由欧姆定律可知电流减小，从而对人体起到保护作用，所以漏电时“隔电墙”不能完全隔断电流，故D正确、ABC错误。
故选：D。
4.【答案】D
【解析】A.只有非静电力做功与所移动的电荷量的比值比较大时，电动势才比较大，只是做功多，不能说明电动势大，故A错误；
B.根据电场力做功的公式W=qU得，把一个锂离子从负极移动到正极需要消耗的电能应该是3.7eV，故B错误；
C.根据电流定义式I=qt可知，“毫安·时”(mA⋅h)是电荷量的单位，故C错误；
D.锂离子电池放电时，Li+从负极通过隔膜返回正极，电池内部静电力做负功，化学能转化为电能，故D正确。
故选D。
电动势的定义式为E= W q，W是非静电力做的功。由W=qU求移动一个锂离子，需要消耗电能。“毫安⋅时”(mA⋅h)是电池储存电荷量的单位。结合能量转化情况分析。本题主要是考查锂电池的工作原理，知道在电池放电的过程中，是靠非静电力做功把化学能转化为电能。
5.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查磁感线的应用及安培力的大小。
磁场是一种特殊物质形态，既看不见又摸不着．因此引入磁感线来帮助我们理解磁场，磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表示磁场的方向．而小段通电导线放在磁场中有磁场力作用，但要注意放置的角度．
磁感线是我们引入的虚拟的线，但其却能帮助我们正确理解磁场，故要认真把握．
【解答】
AB.磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，故a、b两处的磁感应强度的大小不等，且Ba>Bb，故A正确，B错误；
CD.安培力的大小不但与磁感应强度有关，还与电流与磁场的夹角有关，故受力大小不能确定，故CD错误。
故选A。
6.【答案】B
【解析】【分析】
本题主要考查了等差等势线、非匀强电场中电势差与电场强度的关系；根据等差等势线的疏密可判断电场强度的大小，知道沿着电场线方向，电势降低；根据 W=qU 求电场力做功。
【解答】
A.依据等差等势线的疏密，可知，在c、d、e、f 四点中，f点的电场最强，故A错误；
B.沿着电场线方向，电势降低，因B供电线的电势高于A电线的电势，则在c、d、e、f四点中，c点的电势最高，f点的电势最低，故B正确；
C.虚线表示电工周围某一截面上的等差等势线，根据 W=qU ，将电子由d移到e电场力所做的功等于将电子由e移到f电场力所做的功，故C错误；
D.将某电子在d点由静止释放，在电场力作用下，它会向c点所在等势面运动，故D错误。
故选B。
7.【答案】B
【解析】解：ABD.根据电容器表达式C=εrS4πkd，当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大；再根据电容器定义式C=QU，由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，即电容器被充电，电流表有从b到a的电流，故AD错误，B正确；
C.由匀强电场公式得E=Ud，所以当电压不变，两个极板的距离减小时，极板间电场强度变大，故C错误。
故选B。
【分析】
根据电容的决定式和比值定义式分析出极板上电荷量的变化，由此得出电流的方向；
根据公式U=Ed分析出极板间场强的变化。
本题主要考查了电容器的动态分析，根据电容的决定式和比值定义式，以及场强的公式U=Ed完成分析。
8.【答案】BC
【解析】【分析】
本题考查场强和电势的判断。解决问题的关键是知道场强是矢量，电势是标量；熟知常见电场的电场线和等势面的分布情况。
【解答】
A.(a)图中M、N两点电场强度大小相等，但方向不同，电势相同，故A错误：
B.(b)图中平行金属板之间是匀强电场，M、N两点电场强度相同，M、N两点处于同一等势面，电势也相同，故B正确；
C.(c)图中，由对称性可知M、N两点场强大小相等，方向都与两点电荷连线平行且向右，两个等量异种点电荷连线的中垂线是等势线，故M、N两点电势相同，故C正确；
D.(d)图中，由对称性知M、N两点电势相同，场强大小相等，但方向相反，故D错误。
9.【答案】BD
【解析】【分析】
在计算电功率的公式中，总功率用P=IU来计算，发热的功率用P=I2R来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的。
对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的。
【解答】
A.电动机正常工作，其电压为U，通过的电流为I，则电动机消耗的总功率为P总=UI>I2RM，故A错误；
B.电源的输出功率等于电动机的输入功率，为P出=UI，故B正确；
C.电动机消耗的热功率为P=I2RM，电动机输出的机械功率为P机=UI−I2RM，故C错误；
D.根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir，可得电流为I=E−Ur，故D正确。
10.【答案】AD
【解析】【分析】
根据闭合电路欧姆定律，路端电压为：U=E−Ir；U−I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，与I轴的交点表示短路电流，斜率表示内阻。
本题考查了闭合电路电源的U−I图象的相关知识，要求同学们理解U−I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，与I轴的交点表示短路电流，斜率表示内阻。
【解答】
ABC.U−I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻，电动势E1=E2，内阻r1I2，故A正确，BC错误；
D.根据U=E−Ir可知，△U=−r⋅△I，内阻r1