河南省实验中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（解析版）

这是一份河南省实验中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（时间：75分钟，满分：100分）
一、选择题（1—7题为单选，每小题4分。8—11题为多选，每小题5分，多选全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法不正确的是（ ）
A. 甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷
B. 乙图为静电除尘装置示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上
C. 丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D. 丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图中，该女生接触带电的金属球，与金属球带同种性质的电荷，故A正确；
B．乙图中线状电离器B带负电，管壁A带正电，带负电尘埃被收集在管壁A上，故B错误；
C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理，故C正确；
D．金属体壳能产生静电屏蔽作用，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，故D正确。
故选B。
2. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路图如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（ ）
A. 电路的总电流变小B. 灯的电流不变
C. 车路端电压变小D. 电源的总功率变小
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．车灯突然变暗，即车灯的功率减小，由
可知车灯的电流减小，车灯两端电压
减小，根据
可知电路的总电流I增大，故AB错误，C正确；
D．电源的总功率
增大，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，图中1、2分别为电阻R1、R2的电流随电压变化的关系图线，则( )
A. R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅰ区域
B. R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅲ区域
C. R1和R2并联后总电阻的I－U图线应在Ⅲ区域
D. R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅱ区域
【答案】B
【解析】
【详解】根据串联电路的电阻特点知：R串比每一个串联的分电阻都要大，根据并联电路中电阻的特点可知：R并比每一个并联电路的分电阻都要小．在这四个电阻值中，R串最大，R并最小，所以当它们两端加相同的电压时，通过R串的电流最小，故它的I-U图线在Ⅲ区；通过R并的电流最大，故它的I-U图线在Ⅰ区，故B正确．故选B．
4. 一带电粒子在电场中仅受电场力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图所示。下列图象中合理的是（ ）
A. 电场强度与位移关系B. 粒子动能与位移关系
C. 粒子速度与位移关系D. 粒子加速度与位移关系
【答案】D
【解析】
【详解】AD．电场力做功等于电势能的减小量，即
得
图像斜率表示电场力，即电场力减小，场强减小，加速度减小，A错误，D正确；
B．带电粒子在电场中仅受电场力作用，根据动能定理
图像斜率为电场力，由于电场力减小，则斜率应减小，B错误；
C．根据
可知，速度与位移不成正比，C错误。
故选D。
5. 图示为小沈同学家新买的扫地机器人，他从使用说明书上得到了以下信息：电机的额定功率为35W，由规格为DC14.8V/2200mAh的锂电池供电，当锂电池剩余电量为总容量的20%时，扫地机器人就自动回座机充电。结合上述信息，下列说法正确的是（ ）
A. DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是交流电
B. 该机器人电机的额定电流为0.42A
C. 正常工作时机器人电动机每秒钟输出35J动能
D. 电池充满电后机器人正常工作约45min后回座机充电
【答案】D
【解析】
【详解】A．DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是直流电，故A错误；
B．该机器人电机的额定电流为
故B错误；
C．正常工作时机器人电动机内阻要产生部分内能，则每秒钟输出动能小于35J，故C错误；
D．机器人正常工作时间约为
故D正确。
故选D。
6. 心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图所示是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15，如果充电后电容器的电压为4.0kV，电容器在大约2.0ms内放电至两极板电压为0，则这次放电过程通过人体组织的平均电流强度约为（ ）
A. 6×10-2AB. 30AC. 2×103AD. A
【答案】B
【解析】
【详解】由电容定义式得
所以放电过程通过人体电荷量为
所以放电过程通过人体组织的平均电流强度约为
故选B。
7. 如图为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig=300μA，内阻Rg=100Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，下列说法不正确的是（ ）
A. 与接线柱A相连的是红表笔
B. 按正确使用方法测量电阻Rx时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx=10kΩ
C. 若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，但此表仍能调零，测量Rx的阻值时，则测量值比真实值大
D. 测量电阻时，如果指针偏转角度过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据电流从红表笔进，黑表笔出可知图中与接线柱A相连的是红表笔，故A正确；
B．根据题意可知，欧姆表的内阻
按正确使用方法测量电阻Rx时，指针指在刻度盘的正中央，即电流为，故有
解得
故B错误；
C．电池电动势变小，但此表仍能调零，由于电流表满偏电流不变，由
可知欧姆表内阻应调小，由于待测电阻是通过电流表示数体现出来的，由
可知，当欧姆表内阻调小，I变小，指针跟原来位置相比偏左，则电阻测量值偏大，故C正确；
D．测量电阻时，如果指针偏转角度过大，说明电流太大，待测电阻阻值小，因指针偏转在中部较准确，则应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量，故D正确。
故选B。
8. 如图所示，正方形四个顶点上依次放置电荷量为+q、+q、+q、-q的点电荷，a、b、c、d是对角线上的四个点，它们到中心O点的距离均相同。则（ ）

A. a、b两点的电场强度相同，电势相等
B. a、b两点的电场强度不同，电势相等
C. c、d两点的电场强度相同，电势相等
D. c、d两点的电场强度不相同，电势不相等
【答案】BD
【解析】
【详解】根据点电荷场强公式
结合点电荷的分布情况，及各点到点电荷的距离情况，a、b两点的电场强度大小相等、方向不同；c、d两点的电场强度不相同。
根据点电荷电势公式
a、b两点的电势相等，c、d两点的电势不相等。
故选BD。
9. 直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接，则下列说法正确的是（ ）

A. 在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1:2
B. 在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1:2
C. 电源1和电源2的内阻之比是11:7
D. 电源1和电源2的电动势之比是1:1
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．小灯泡与电源1连接时的电阻为
小灯泡与电源2连接时的电阻为
所以在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是
故A错误；
B．小灯泡与电源1连接时小灯泡消耗的功率为
小灯泡与电源2连接时小灯泡消耗的功率为
所以在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是
故B正确；
C．电源1的内阻为
电源2的内阻为
所以电源1和电源2的内阻之比是
故C正确，
D．由图像可得电源1和电源2的电动势都为10V，则电源1和电源2的电动势之比是，故D正确。
故选BCD。
10. 某学生在研究串联电路电压特点时，接成如图所示电路，接通K后，他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因可能是（R1、R2阻值相差不大）（ ）
A. AB段断路
B. BC段断路
C. AB段短路
D. BC段短路
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】电压表有示数说明并联部分无短路，串联部分无断路，电压表无示数说明并联部分可能短路或者串联部分断路，根据题意电压表并联在A，C两点间，电压表读数为U，当并联在A，B两点间时，电压表读数也为U，当并联在 B，C两点间时，电压表的读数为零，则可以判断电路的故障可能是AB段断路，也可能BC段短路，故AD正确，BC错误。
故选AD。
11. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为和的同心金属半球面A和B构成，分别是电势为的等势面，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N。其中动能为的电子沿电势为的等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间，到达N板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量分别为和。若电场的边缘效应，电子之间的相互影响，均可忽略。下列判断正确的是（ ）
A. 偏转器内的电场是匀强电场
B. 等势面C处的电场强度大小为
C. 到达N板左、右边缘处的电子，其中左边缘处的电势能大
D.
【答案】BD
【解析】
【详解】A．匀强电场的特点是大小处处相等，方向相同。故A错误；
B．电子做匀速圆周运动的向心力由电场力提供，由题意可知
解得
故B正确；
C．从左侧边缘出来的电子，电场力做正功，从右侧边缘出来的电子，电场力做负功。故C错误；
D．从左侧边缘出来的电子所处区域的电场线密集，平均电场强度大，平均电场力做功多。故D正确。
故选BD。
二、实验题（13题6分，14题10分，共16分，把答案写在答题卷上的相应的位置。）
12. 电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势E=8V，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i=t曲线如图乙所示。
（1）乙图中阴影部分的面积S1___________S2；（选填“>”、“”、“