2024届甘肃省兰州市兰州第一中学物理高二第一学期期中统考试题含解析

2024届甘肃省兰州市兰州第一中学物理高二第一学期期中统考试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的等势面，一个电子垂直经过等势面时的动能为，经过等势面时的电势能为，到达等势面时的速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离为，不计电子的重力，下列说法中正确的是()A．电子再次经过等势面时，动能为B．电子的运动是匀变速曲线运动C．C等势面的电势为D．匀强电场的场强为2、一个电阻为R的导体两端加上电压U后，通过导体截面的电荷量q与通电时间t之间的关系图线如图所示，为过坐标原点的直线，此图线的斜率表示()A．UB．RC．D．3、下列关于电源和电动势的说法中，正确的是（）A．电动势就是电势差，平时我们叫电压B．电动势大的电源做功一定多C．在外电路中和电源内部，静电力都对电荷作正功，所以能不断定向移动形成电流D．电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功4、有一个均匀带电圆环，以圆环圆心O为坐标原点，过O且垂直于圆环平面的线为x轴，如图甲所示，现测得x轴上的电场强度随坐标x值变化的图象如图乙所示（场强为正值，表示方向沿x轴正方向），H、I是x轴上两点，且HO＜OI，取无穷远处电势为零．则以下分析正确的是（）A．该圆环带负电B．x轴上O点电势为零C．将一个正的试探电荷沿x轴从H移动到I的过程中，电势能先增大后减小D．H点的电势低于I点的电势5、如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（）A．甲表是电流表，R增大时量程增大B．甲表是电流表，R增大时量程减小C．乙表是电压表，R增大时量程减小D．乙表是电流表，R增大时量程增大6、分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电，下板接地．三小球分别落在图中A、B、C三点，则正确的是（）A．A带正电、B不带电、C带负电B．三小球在电场中加速度大小关系是：aA＞aB＞aCC．三小球在电场中运动时间相等D．三小球到达下板时的动能关系是EkC＜EkB＜EkA二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，一个质量为m、带电荷量为+q的圆环，套在水平放置的粗糙绝缘细杆上，圆环直径略大于细杆直径．已知细杆处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，给圆环初速度使其向右运动起来，在运动过程中圆环的电荷量不变，经历变速运动后圆环最终处于平衡状态．则从开始运动到最终处于平衡状态，圆环克服摩擦力做的功可能为（）A．0 B． C． D．8、一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内（）A．电炉放热与电动机放热相等 B．电炉两端电压小于电动机两端电压C．电炉两端电压等于电动机两端电压 D．电动机消耗的功率大于电炉的功率9、空间存在水平向右的匀强电场，光滑绝缘水平面上的A、B两点位于某一等势线上。两个相同的带电小球同时从A、B以相同的速率v0分别沿电场方向和垂直于电场方向开始运动，它们的轨迹都经过C点，如图所示。下列关于这两个小球的运动判断正确的是A．它们到达C点所用时间相同B．它们在C点具有相同的速度C．它们在C点具有相同的动能D．它们运动到C点的过程中电势能的变化量相等10、如图所示竖直放置的光滑绝缘圆环穿有一带负电的小球，匀强电场水平向右，小球绕O点作圆周运动，那么A．在A点小球有最小的电势能B．在C点小球有最小的机械能C．在D点小球有最小的重力势能D．在A点小球有最大的动能三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）研究影响平行板电容器电容大小的因素”的实验过程及现象如下图所示，本实验采用的实验方法是____。实验过程中电容器的电荷量Q保持不变，保持d不变，减小两板间正对面积S，观察到静电计指针偏角增大，即电势差U_______（“变大”，“变小”），则电容C________（“变大”，“变小”）12．（12分）某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:A．被测干电池一节B．电流表量程0～3A,内阻约为0.3ΩC．电流表量程0～0.6A,内阻约为0.1ΩD．电压表量程0～3V,内阻未知E.滑动变阻器0～10Ω,2AF.滑动变阻器0～100Ω,1AG.定值电阻陷(阻值为1Ω、额定功率为5W)H.开关、导线若干在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母)，电流表选择______，滑动变阻器选择_____；(2)请按照图甲设计的电路图用笔画线将图乙实物电路图补充完整____；(3)该同学按照要求连接好电路并进行实验,根据实验数据绘出了图所示的图像,则电源的电动势E=___V,电源内阻r=____Ω(保留两位有效教字)．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示为固定在竖直平面内的，内壁光滑的绝缘轨道，其半径为R=1m，轨道所在的空间存在平行于轨道的水平向右的匀强电场，场强为E=3×104N/C。在轨道的最下端A处有一个电荷量为q=+2×10-4C、质量为m=0.8kg的小球。现给小球一个水平向右的初速度v0=4m/s，g取10m/s2，则（结果可以用根式表示）(1)小球运动的最大速度是多少？(2)要使小球在运动过程中不脱离轨道，其初速度v0要满足什么条件？(3)取A点所在平面为重力势能的零势能面，在小球能够做完整圆周运动的前提下，求小球运动过程中的最小机械能的大小。14．（16分）如图所示，电源电动势E=20V，电源的内阻r=2Ω，两个定值电阻R1=R2=8Ω，C为平行板电容器，其电容C=3.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长L=0.20m，两极板的间距d=1.010-2m，开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入C的电场中，微粒恰能落到下板的正中央，已知该微粒的质量为m=410-5Kg，g取10m/s2，试求：（1）开关断开时两极板间的电压（2）微粒所带电荷的电性和电荷量q15．（12分）如图所示，一条长为L的细线上端固定在O点，下端系一个质量为m带电量为的小球，将它置于一个很大的匀强电场中，电场强度方向水平向右，已知小球在B点时平衡，细线与竖直线的夹角为，重力加速度为g，求：（1）电场强度E的大小；（2）若将小球拉到与0点等高处的A点释放，小球摆到最低点时绳子的拉力大小。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解题分析】

A．根据能量守恒可知，电子再次经过D等势面时，电势能不变，动能不变，其动能仍为20eV。故A错误。B．根据电场线与等势面垂直可知，该电场是匀强电场，电子做匀变速直线运动。故B错误。C．电子从B到D过程，根据动能定理得：-eUDB=0-EkD，解得：UDB=20V又有：-eUDC=EKC-EKD联立以上解得：所以电子的总能量：E=EKC+EPC=0，到达等势面B时的速度恰好为零，电子的动能为0，所以该电场中的等势面B是0势能面。由于是等差的等势面，则知，C等势面的电势为10V。故C正确。D．对于BD段：电场强度为：故D错误。2、C【解题分析】

根据，则q-t线的斜率等于；A．U，与结论不相符，选项A错误；B．R，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论相符，选项C正确；D．，与结论不相符，选项D错误；3、D【解题分析】A、电动势是反应电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，和电势差的定义不相同；故A错误；B、电动势大的移动相同电量时做功多；并不是电动势大电源做功就多；故B错误；

C、电动势大的电源移动相同电量时做功较多，但做功并不一定快；故C错误；

D、电动势的大小等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功；故D正确；故选D4、C【解题分析】试题分析：由乙图可读出场强的大小变化情况和场强的方向，根据场强的方向判断圆环的电性和O点的电势正负．根据电场力做功正负，分析电势能的变化．根据U=Ed可定性分析H和I两点电势的高低．解：A、由乙图知：O点左侧场强方向从O点出发指向无穷远处，右侧场强方向也O点指向无穷远处，根据电场线从正电荷出发到无穷远终止，可知该圆环带正电．故A错误．B、根据顺着电场线方向电势降低可知，O点的电势高于无穷远处的电势，所以O点电势大于零．故B错误．C、将正的试探电荷沿x轴从H移动到I的过程中，所受的电场力先向左，后向右，则电场力先做负功后做正功，则电势能先增大后减小，故C正确．D、由图可知O点左右两侧的电场具有对称性，而顺着电场线电势降低，H、I两点的电势都低于O点，由于H点更靠近O点，所以H点的电势高于I点的电势．故D错误．故选C．【点评】解决本题关键要理解电场线的分布情况和特点，抓住电场的对称性，分析电势的高低，能由电场力做功正负判断电势能的变化．5、B【解题分析】灵敏电流计G改装电压表需串联大电阻分压，改装成电流表需并联小电阻分流，根据图可知，甲表为电流表，并联的电阻越大，则分流越小，量程越小，A错误、B正确；乙表是电压表，R越大，则分压越大，量程越大，CD错误．6、A【解题分析】

ABC.A、B、C三个小球在水平方向都做匀速直线运动，由图看出水平位移关系是：xA＞xB＞xC．三个小球水平速度v0相同，由x=v0t得，运动时间关系是：tA＞tB＞tC．竖直方向上三个小球都做匀加速直线运动，由图看出竖直位移y大小相等，由，得加速度关系为：aA＜aB＜aC．根据牛顿第二定律得到合力关系为：FA＜FB＜FC，三个小球重力相同，而平行金属板上板带负极，可以判断出来A带正电、B不带电、C带负电。故A正确，BC错误。D.三个小球所受合力方向都竖直向下，都做正功，竖直位移大小相等，而合力FA＜FB＜FC，则合力做功大小关系为：WA＜WB＜WC，根据动能定理得，三小球到达下板时的动能关系是EkC＞EkB＞EkA．故D错误。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解题分析】

A、圆环经历变速运动后圆环最终处于平衡状态，故，因而圆环在速度为受到杆的作用力不为零，存在摩擦力，故摩擦力做功不为零，故A错误；B、当时，圆环做减速运动到静止，只有摩擦力做功．根据动能定理得：，解得：，故B正确；CD、当时，圆环先做减速运动，当时，不受摩擦力，做匀速直线运动，则有；根据动能定理得：，代入解得：，故C错误，D正确．8、ABD【解题分析】

A．电炉电路和电动机电路焦耳定律都适用，根据焦耳定律Q=I2rt，知电炉和电动机的电阻相同，电流相同，则在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等，故A正确；BC．设电流为I，电阻为r，则电炉两端电压U炉=Ir，电动机两端电压U机＞Ir，所以U机＞U炉即电动机两端电压大于电炉两端电压，故B正确，C错误；D．电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，则电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率，故D正确。故选ABD。9、CD【解题分析】在光滑的水平面上，两个小球在水平方向上只受电场力，在水平方向上：A做初速度为v0的匀加速直线运动，B做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移时间公式：，可知A运动的时间小于B运动的时间，故A错误；在运动过程中只有电场力做功，根据动能定理可知到达C点的动能相等，但速度大小相等，方向不同，故B错误，C正确；因为电场力做功相等，所以电势能变化量相等，故D正确。所以CD正确，AB错误。10、ABC【解题分析】

A.正电荷从A向C运动过程中，电场力一直做负功，电势能一直增大，所以A点电势能最小，故A正确。B.除重力以外，其它力所做的功，等于物体的机械能变化量，所以从A运动到C的过程中，电场力一直做负功，机械能一直减小，故C点具有最小的机械能，故B正确。C.物体位置越高，重力势能越大，所以D点小球的重力势能最小，故C正确。D.根据合外力做功判断小球的动能变化。小球在从A点向D点运动的一段距离内，电场力做的正功大于重力做的负功，（根据等效最低点可以判断，速度最大的位置在AD之间某一位置）所以动能在增加，故D错误。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、控制变量法变大变小【解题分析】

[1]本实验中，研究每一个要素的影响，须让其它的量不变，所以采用的是控制变量法；[2][3]实验过程中电容器的电荷量Q保持不变