安徽省2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷（解析版）

PAGEPAGE1安徽省2023-2024学年第一学期高二期中考试物理一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8-10题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）1.关于点电荷、电场强度、静电感应、电势能，下列说法正确的是（）A.点电荷一定是电荷量很小的电荷B.沿电场线方向，电场强度越来越小C.金属导体有导电的作用，运输汽油时把汽油装进金属桶比装进塑料桶更安全D.在电场中同一位置，正检验电荷电势能大于负检验电荷的电势能【答案】C【解析】A．带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状和电量多少无具体关系，故A错误；B．沿电场线方向，电势逐渐降低，但电场强度的大小与电场线疏密有关，故B错误；C．金属桶可把积累的电荷导走，故用金属桶装易燃的汽油要安全，故C正确；D．若电场中某一点的电势值为正，则该点正检验电荷的电势能大于负检验电荷的电势能，若电场中某一点的电势值为负，该点正检验电荷的电势能小于负检验电荷的电势能，故D错误。故选C。2.2023年9月10日，我国成功将遥感四十号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，卫星主要用于开展电磁环境探测及相关技术试验。如图，卫星的两翼的太阳电池板是太阳能电池在太空领域的应用。关于电源、电流与电路，以下说法正确的是（）A.电源中电流的方向就是电子移动的方向B.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压C.电源是将化学能转化为电能的装置，电路两端有电压，则电路中就有电流D.其他条件不变时，电荷移动速率越大，则电流越大【答案】D【解析】A．电源中电流的方向是正电荷移动的方向，电流方向与电子移动方向相反，故A错误；B．电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极或把负电荷由正极搬运到负极，故B错误；C．电源是将其他形式能量转化为电能的装置，并不限于只将化学能转化为电能；电路两端有电压，则电路中不一定有电流，要想有电流，电路还必须闭合，故C错误；D．由可知其他条件不变时，电荷速率越大，电流越大，故D正确故选D。3.自动体外除颤器是一种便携式的医疗设备，在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内，对心脏骤停患者利用自动体外除颤器（AED）可进行有效的除颤和心肺复苏。某型号自动体外除颤器的电容器电容是，充电后电容器的电压达到，某次对某心脏骤停患者进行除颤时，平均放电电流达到（电荷量平均放电电流×放电时间），则下列说法正确的是（）A.电容器充电后的电荷量为B.电容器的平均放电时间为C.不同患者进行除颤时平均电流相同D.电容器放电过程中电容器的电容逐渐减小【答案】B【解析】A．充电后电容器的带电量故A错误；B．电容器的平均放电时间故B正确；C．不同患者的电阻不同，因此平均电流不同，故C错误；D．电容器放电过程电容器的电容保持不变，故D错误。故选B。4.一电子在电场中做圆周运动，从某时刻开始计时，在时间内，该粒子的动能和电势能随时间的变化分别如图中A、B图线所示，其中图线A与横轴平行，则该电子在时间内（）A.速度不变 B.合力不变 C.电场力做负功 D.刚好运动一周【答案】C【解析】A．由图可知电子做匀速圆周运动，虽然速度大小不变，但是方向时刻改变，故速度在改变，故A错误；B．合力提供向心力指向圆心，故合力在变化，故B错误；C．由图可知电子的电势能在不断增大，电场力做负功，故C正确；D．电子运动一周后电势能与初始状态相同，故D错误。故选C。5.如图所示，A、、、为真空中正方形的四个顶点，为中点，为中点。A点固定电量为点电荷、点固定电量为的点电荷，则（）A.点电势的于点电势 B.点电势低于点电势C.点电场强度大于点电场强度 D.点电场强度等于点电场强度【答案】C【解析】AB．、位于等量异种点电荷中垂线上，电势相等，故AB错误；CD．在等量异种点电荷中垂线上，与两点电荷连线的交点电场强度最大，故C正确，D错误。故选C。6.如图所示的电路，电源的内阻不可忽略，定值电阻R1的阻值是滑动变阻器R2最大阻值的，a、b是滑动变阻器的两端，当滑片P位于a、b的中点时，小灯泡L正常发光，理想电流表A1和A2的示数之比I1：I2=2：1。下列说法正确的是（）A.定值电阻R1与滑动变阻器R2消耗的电功率之比为9：4B.定值电阻R1和小灯泡L消耗的电功率之比为9：4C.滑片P向上缓慢滑动，两电流表的示数均减小D.滑片P向上缓慢滑动，电源的输出功率减小【答案】A【解析】A．依题意，滑片P位于a、b的中点时，定值电阻R1与滑动变阻器R2的阻值相等，即由并联电路的分流原理，可得则二者消耗的电功率之比为故A正确；B．根据并联电路的等压分流原理，有解得又则定值电阻R1和小灯泡L消耗的电功率之比为故B错误；C．滑片P向上缓慢滑动，滑动变阻器的阻值减小，由可知干路电流增大，由可知并联电路的电压减小，根据可知理想电流表A2的示数减小，根据可知理想电流表A1的示数增大。故C错误；D．电源的输出功率为滑片P向上缓慢滑动，干路电流增大，则电源的输出功率增大。故D错误。故选A。7.如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环竖直固定放置，一质量为m、电荷量为＋q的有孔小球套在圆环上，从圆环的最高点A点无初速度滑下，已知空间存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为，g为重力加速度，则小球运动过程中对圆环压力的最大值为（）A. B.C. D.【答案】C【解析】根据电场力的公式可知所以等效重力为等效最低点为，小球从点运动到点，由动能定理得在点由牛顿第二定律得联立解得由牛顿第三定律知小球对圆环压力的最大值为故选C。8.一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U0时，通过导线的电流为I0，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压2U0，则()A.通过导线的电流为B.通过导线的电流为C.导线中自由电子定向移动的速率为D.导线中自由电子定向移动的速率为【答案】AD【解析】AB.将金属导线均匀拉长，因半径变为原来的一半，则横截面积变为原来的，其长度变为原来的4倍，根据电阻定律分析可知，电阻变为原来的16倍，又电压变为2U0，根据欧姆定律可知，电流变为，A项符合题意，B项不合题意；CD.根据电流的微观表达式，其中n、e不变，电流变为原来的，横截面积变为原来的，则自由电子定向移动的平均速率变为，C项不合题意，D项符合题意．9.如图为描述某静电场的电场线，、、是电场中的三个点，其电场强度大小分别为、、，电势分别为、、。下列大小关系正确的是（）A. B.C. D.【答案】AC【解析】电场线密集的地方场强大，则有根据沿着电场线电势降低可知故选AC。10.某点电荷置于真空中的点，A、、三个虚线图表示该点电荷电场中三个等势面，如图所示。已知等势面的电势，点位于A等势面上，点位于等势面上。现有一电子从点以初速度沿方向入射，在电子从点至再次通过A等势面的过程中，以下判断正确的是（）A.该点电荷为正电荷B.电子所受的电场力先减小后增大C.电子的动能先增大后减小D.电子的动能先减小后增大【答案】AC【解析】A．电场线与等势面垂直且从电势高的等势面指向电势低的等势面，因为，故处于点的电荷为正电荷，故A正确；B．故受到处于点的电荷的吸引力，因为电子与处于点的正电荷的距离先变小后变大，故库仑力先变大后变小，故B错误；CD．静电力先做正功后做负功，故动能先增加后减小，故C正确，D错误。故选AC。二、实检题（本题共2小题，共16分）11.在“测定金属的电阻率”实验中，小强同学将一段粗细均匀的金属丝（阻值约为5Ω）固定在带有刻度尺的木板上，准备精确测量其电阻。现有电源（电动势E为3.0V，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材：A．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.125Ω）B．电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）C．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流2A）D．滑动变阻器（0～100Ω，额定电流1A）（1）为减小误差，且便于操作，在实验中滑动变阻器应选_______（选填器材前的字母）。（2）如图所示，这是测量该金属丝电阻的实验电路实物图，图中已连接了部分导线，还有两根导线没有连接，请补充完成。________（3）在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应当调到最________（选填“左”或“右”）端。（4）在本次实验中若不计实验中的偶然误差，则下列说法正确的是________。A．测量值偏大，产生系统误差的主要原因是电流表分压B．测量值偏小，产生系统误差的主要原因是电压表分流C．若已知电压表的内阻，可计算出待测电阻的真实值D．若已知电流表的内阻，可计算出待测电阻的真实值【答案】（1）C（2）（3）左（4）BC【解析】（1）[1]为减小误差，且便于操作，在实验中滑动变阻器应选阻值较小C。（2）[2]因电压表内阻远大于待测电阻的阻值，则应该采用电流表外接电路，则实验电路实物图如图（3）[3]在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应当调到阻值最大的位置，即最左端。（4）[4]AB．实验中由于电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，根据可知，电阻的测量值偏小，选项A错误，B正确；C．若已知电压表的内阻，可计算出待测电阻的真实值选项C正确；D．电流表的内阻不会对实验产生系统误差，选项D错误。故选BC。12.某实验小组利用如图所示的电路“观察电容器的充、放电现象”。将开关S打到1，电容器将________（填“充电”或“放电”），此过程中自由电子_________（填“能”或“不能”）穿过电容器间的电介质；再将开关S打到2，电容器将________（填“充电”或“放电”），通过电流表的电流方向________（填“向左”或“向右”）。【答案】充电不能放电向左【解析】[1][2]将开关S打到1，电容器与电源连接，电源将对电容器将充电，电容器上极板带正电，此过程中自由电子不能穿过电容器间的电介质，而是在电场力的作用下沿导线定向运动，从而使极板带电；[3][4]再将开关S打到2，电容器与电源断开，与电阻连接，电容器将放电，由于电容器上极板带正电，故通过电流表的电流方向向左。三、计算题（本题共3小题，共计38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.有一个电流表，电流表满偏电流，电流表内阻。（1）若把电流表改装成量程为的电流表，是要串联还是并联一个电阻？阻值为多大（结果保留两位有效数字）？（2）若把电流表改装成量程为的电压表，是要串联还是并联一个电阻？阻值为多大？（3）把电流表G接在图甲所示的电路中，电源的电动势，内阻，A、为接线柱。用一条导线把A、直接连起来，调节可变电阻，使电流表G恰好达到满偏电流；保持可变电阻阻值不变，在A、间改接一个定值电阻，电流表指针恰好指在表盘中央刻度，表盘如图乙所示，求的阻值。【答案】（1）并联，；（2）串联，；（3）【解析】（1）利用并联分流原理，扩大电流表量程需要并联电阻，并联阻值为（2）电流表改装成电压表要串联电阻，串联阻值为（3）电流表满偏时，由闭合电路欧姆定律，得电流表G指针恰好指表盘中央刻度时，由闭合电路欧姆定律，得联立解得14.用两根长度均为的绝缘细线各系一个小球，并悬挂于同一点。已知两小球质量均为m，当它们带上等量同种电荷时，两细线与竖直方向的夹角均为，如图所示。若已知静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球均可视为点电荷。求：（1）小球所受拉力的大小；（2）小球所带的电荷量。【答案】（1）；（2）【解析】（1）对小球进行受力分析，如图所示，设绳子对小球的拉力为，根据平衡条件得解得（2）设小球在水平方向受到库仑力大小为解得根据库仑定律得其中解得15.如图所示，边长为L=1m的正方形区域abcd内存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小为E=200N/C，正方形区域的右侧存在一加速电场，加速电