2023-2024年湖南省衡阳市衡阳县第四中学高二上学期11月期中考试物理试题（A卷）（解析版）

衡阳县第四中学2023-2024学年上学期期中测试高二物理测试A卷考试时间：75分钟；分值：100分注意事项：1.答题前请在答题卡上填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、单项选择（本题共7小题，每小题4分，共28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）1.两个相同的带同种电荷的导体小球所带电荷量之比为1:3，相距为r时库仑力的大小为F。今使两小球接触后再分开，放到相距为2r处，则此时库仑力的大小为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】两个相同的带电导体小球带同种电荷，两球接触前接触再分开后，两球带同种电荷，两球带电荷量大小都为2Q，由库仑定律可得此时库仑力的大小为故选D。2.在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上P点的地磁场磁感应强度大小为。如图所示，将一条形磁铁固定在过P点的水平线上，让N极指向正北方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度大小为；现将条形磁铁以P点为轴旋转90°，使其N极指向正东方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度的大小应为（可认为地磁南、北极与地理北、南极重合）（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】设条形磁铁在P点的磁感应强度为B，未旋转条形磁铁时，两个磁场在P点的方向相同均由南指向北，由磁场的叠加可得B+B0=B1条形磁铁旋转后，地磁场方向未变，大小为B0，方向由南向北，条形磁铁在P点磁感应强度大小也不变仍为B，方向由西指向东。根据叠加原理可得代入数据可得故选B。3.如图所示为一空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球A放入腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强和电势的关系是（）A.，B.，C.，D.，【答案】D【解析】【详解】当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图由于a处电场线较密，c处电场线较疏，b处场强为零，则有根据顺着电场线方向电势降低，整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面，可知电势关系为故选D。4.如图所示，匀强电场的场强E=3×105V/m，A、B两点相距0.2m，两点连线与电场的夹角是60°，下列说法正确的是（）A.电荷量的电荷从A点运动到B点电势能增大6JB.电荷量的电荷从A点运动到B点电场力做功为-6JC.若取A点的电势为0，则B点的电势D.A、B两点间的电势差是【答案】B【解析】【详解】A．从A到B，电场力做功电场力做正功，则电势能减小6J，故A错误；B．从A到B，电场力做功故B正确；CD．A、B间的电势差因为A点的电势为0，则B点的电势为故CD错误。故选B。5.在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是A电压表示数变小B.电流表示数变小C.电容器C所带电荷量增多D.a点的电势降低【答案】D【解析】【分析】在滑动变阻器的滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，R3接入电路的电阻减小，电路外电阻减小，据闭合电路欧姆定律分析干路电流如何变化，再据欧姆定律分析电阻R1两端电压的变化，可知电压表读数的变化．分析并联部分电压的变化，可知电容器的电压如何变化，电容器所带电量的变化．由并联部分电压的变化及电源的负极接地，可分析a点的电势如何变化．用并联部分电压的变化，得出流过R2的电流如何变化，结合干路电流的变化，分析电流表示数的变化．【详解】A：滑动变阻器的滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，R3接入电路的电阻减小，电路外电阻减小，干路电流增大，电阻R1两端电压增大，电压表示数增大．故A项错误．BC：干路电流增大，并联部分电压减小，电容器两板间电压减小，电容器C所带电荷量减小．并联部分电压减小，流过R2的电流减小，又干路电流增大，则流过电流表的电流增大，电流表示数变大．故BC两项错误．D：外电路中顺着电流方向，电势降低，则，b点电势为零，并联部分电压减小，则a点的电势降低．故D项正确．【点睛】电路动态分析问题，按局部到整体，再对局部分析各元件上电压或电流的变化．灵活应用闭合电路的欧姆定律，电动势、路端电压和内电压关系，串并联电路的电压电流关系是解决动态电路的关键．6.在如图所示的电路中，电源电动势为12V，内电阻为，电路中的电阻为，小型直流电动机M的内阻为，闭合开关S后，电动机转动，理想电流表的示数为2.0A。则以下判断中正确的是（）A.电动机的输出功率为14W B.电动机两端的电压为7.0VC.电动机产生的热功率为4.0W D.电源输出的功率为24W【答案】B【解析】【详解】ABC．电动机两端电压则电动机的输入功率电动机的热功率则电动机输出功率故B正确，CD错误；D．电源的输出功率故D错误。故选B。7.氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.6328μm，λ2=3.39μm．已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为A.10.50eV B.0.98eV C.0.53eV D.0.37eV【答案】D【解析】【详解】氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.632

8

μm，λ2=3.39

μm．

辐射光子的能量与能级差存在这样的关系△E=，△E1=，△E2=，

联立两式得，△E2=0.37eV．

故D正确，ABC错误．故选D．8.套有细环的粗糙杆水平放置，带正电的小球A通过绝缘细线系在细环上，另一带正电的小球B固定在绝缘支架上，A球处于平衡状态，如图所示．现将B球稍向右移动，当A小球再次平衡（该过程A，B两球一直在相同的水平面上）时，细环仍静止在原位置，下列说法正确的是()A.细线对带电小球A的拉力变大B.细线对细环的拉力保持不变C.细环所受的摩擦力变大D.粗糙杆对细环的支持力变大【答案】AC【解析】【详解】试题分析：以小球和环整体为研究对象，分析受力，根据平衡条件分析粗糙杆对细环的支持力和摩擦力的变化．再以小球为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件分析细线的拉力的变化．解：A、B：以小球为研究对象，分析受力情况：重力mg、细线的拉力T和电场力F，根据平衡条件得T=，F增大时，T变大．故B错误，A正确．C、D以小球和环整体为研究对象，分析受力如图：总重力G、杆对细环的支持力N和摩擦力f，电场力F．根据平衡条件得：N=G，f=F当电场稍加大时，小球所受的电场力F增大，杆对细环的支持力保持不变，细环所受的摩擦力变大．故C正确、D错误．故选AC．点评：本题是动态平衡问题，要善于选择研究对象，分析受力情况，根据平衡条件进行动态分析．9.如图所示，为两块平行金属板，A板带负电，B板带正电且与大地相接，两板间Q点处固定一负电荷，设此时两极板间电势差为点电场强度大小为E、电势为，负电荷的电势能为，现将两板水平错开一段距离（两板间距不变），下列说法正确的是（）A.U变小，降低 B.U变大，E变大C.降低，增大 D.升高，减小【答案】BC【解析】【详解】根据可得将两板水平错开一段距离（两板间距不变），可知S减小，则E变大，U变大，Q点与下极板间距不变，可知Q点与下极板的电势差变大，因下极板带正电，可知Q点电势降低，则负电荷的电势能为增加。故选BC。10.如图所示，abcd是一小金属块，用一根绝缘细杆挂在固定点O，使金属块绕竖直线OO′来回摆动，穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟纸面垂直，若摩擦和空气阻力均不计，则（）A.金属块进入或离开磁场区域时，都会产生感应电流B.金属块完全进入磁场区域后，金属块中无感应电流C.金属块开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小D.金属块摆动过程中，机械能会完全转化为金属块中产生的电能【答案】ABC【解析】【分析】【详解】AB．在小金属块进入或离开磁场时有感应电流产生，完全进入磁场后无感应电流，故选项AB正确；CD．由于从左侧摆到右侧的过程中，线框中磁通量发生变化，因而产生感应电流，由于电阻的存在，线框中将产生焦耳热，根据能量守恒知线框的机械能将不守恒，损失的机械能会完全转化为金属块中产生的电能，故在右侧线框的高度将低于起始时左侧的高度，所以摆角会越来越小，当完全在磁场中来回摆动时，则没有感应电流，圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，故C正确，D错误。故选ABC。二、非选择题：共57分。11.图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。(1)图a中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。(2)关于R6的使用，下列说法正确的是_______（填正确答案标号）。A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1＋R2=_______Ω，R4=________Ω。(4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_______；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为___________。（结果均保留3位有效数字）【答案】①.黑②.B③.160④.880⑤.1.45mA⑥.1.10×103Ω⑦.2.90V【解析】【详解】(1)[1]与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。(2)[2]R6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零，也就是使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。(3)[3]换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以[4]换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻新表头的量程是1mA，所以(4)[5]某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端与“1”相连，则多用电表是量程为2.5mA的电流表，则读数为1.45mA；[6]若此时B端与“3”相连接，多用电表是欧姆×100Ω挡，则读数为11.0×100Ω，即1.10×103Ω；[7]若此时B端与“5”相连接，多用电表是量程为5V电压表，则读数为2.90V。12.通过实验测量金属丝的电阻率。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量示数如图1示可得金属丝直径的测量值___________mm。器材（代号）规格电压表量程电压表量程电流表量程电流表量程滑动变阻器总阻值约滑动变阻器总阻值约电源（E）电动势约3.0V（2）按图2示的电路测量金属丝的电阻Rx（阻值约为5Ω）。实验中除开关、若干导线之外还提供了下列器材：从以上器材中选择合适的器材进行测量，电压表应选___________，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________（填器材代号）。（3）小明将开关分别接通了a处和b处，通过观察，发现电压表示数变化比电流表的示数变化显著得多，则将开关与___________（填a或b）处接通进行实验误差较小，本实验中的误差是___________（填系统误差或者偶然误差），电阻的测量值和其真实值的大小关系是___________（填大于、小于、等于）。【答案】①.1.999②.V1③.A2④.R1⑤.a⑥.系统误差⑦.小于【解析】【详解】（1）[1]用螺旋测微器测量金属丝的直径为d=1.5mm+0.01mm×49.9=1.999mm（2）[2][3][4]电源电动势3V，则电压表选择V1；电路可能出现的最大电流为则电流表选择A2；由于待测电阻的阻值较小，为方便调节电路，滑动变阻器选择最大阻值较小的R1；（3）[5][6][7]电压表示数变化比电流表的示数变化显著的多，说明电流表的内阻影响较大不能忽略，可知应该采用电流表外接，即将开关与a接通；本实验中的误差是系统误差；由于电流表的测量值大于待测电阻上的电流，可知电阻的测量值和其真实值的大小关系是小于。13.如图所示，一个质量为、电荷量的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经电压为的加速电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长，两板间距。（1）微粒进入偏转电场时的速度是多大；（2）若微粒射出电场时的偏转角度θ为30°，则两金属板间的电压是多大。【答案】（1）；（2）100V【解析】【详解】（1）带电微粒经加速电场加速后速度为v1，根据动能定理：解得（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动．水平方向竖直方向出电场时联立解得14.如图所示，一带电荷量为q＝－5×10－3C，质量为m＝0.1kg的小物块处于一倾角为θ＝37°的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于静止状态。（g取10m/s2）（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：(1)电场强度多大？(2)若从