浙江省钱塘联盟2023-2024学年高二上学期期中联考物理试题（解析版）

PAGEPAGE12023学年第一学期钱塘联盟期中联考高二年级物理试题一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.下列物理量是矢量的是（）A.电量 B.电压 C.电流 D.电场强【答案】D【解析】矢量是既有大小又有方向的物理量，电场强度是矢量，而电量、电压、电流是标量。2.下列关于电荷的说法正确的是（）A.元电荷是一个理想化模型，电子就是元电荷B.两个不带电的物体在摩擦起电现象中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电C.物体所带的电荷量可以是任意的D.不带电的物体内部没有电荷【答案】B【解析】A．元电荷不是一个理想化模型，是电荷的最小单位，电子的带电量等于元电荷，故A错误；B．两个不带电的物体在摩擦起电现象中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，故B正确；C．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍，物体所带的电荷量不是任意的，故C错误；D．不带电的物体内部有无数多个电荷，由于正负电荷数目相同，对外不显带电特性，故D错误。故选B。3.某电源内电路中非静电力在5s内把10C的电量从电源的负极移送到电源的正极，做功300J，则通过电源的电流和电源的电动势分别为（）A.2A，60V B.10A，30VC.2A，30V D.30A，300V【答案】C【解析】由题意可知考查电流、电动势计算，根据相关概念、公式计算可得．由电流强度的定义式可得由电动势的定义式可得由以上分析可知C正确，ABC错误，故选择C．4.比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，下列表达式中属于比值定义的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】A．电流的定义式为，故A错误；B．电势的定义式为，故B正确；C．电场强度的定义式是，故C错误；D．电容的定义式为，故D错误。故选B。5.如图为电阻①和电阻②的I-U图像，两电阻的阻值分别为R1和R2。把两电阻串联后接入电路，通过它们的电流大小分别为I1和I2（）A.R1＞R2，I1＝I2 B.R1＜R2，I1＝I2C.R1＞R2，I1＜I2 D.R1＜R2，I1＞I2【答案】A【解析】因I-U图像的斜率的倒数等于电阻，可知R1＞R2把两电阻串联，则电流相等，即I1＝I2故选A。6.电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚或发散使微小物体成像。一种电子透镜的电场分布如图所示（截取其中一部分），虚线为电场线，电子枪发射的电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，电子依次经过a、b、c三点，则下列说法正确的是（）A.电场线的方向大致指向上侧B.电子在a点的加速度大小大于在c点的加速度大小C.电子在a点的速度大小小于在c点的速度大小D.电子在a点的电势能小于在c点的电势能【答案】C【解析】A．电子仅受电场力作用，则电场力为电子的合力，根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，电子受到的电场力方向大致指向上侧，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，故电场线的方向大致指向下侧，故A错误；B．电场线越密，电场强度越大，故电子在a点的加速度大小小于在c点的加速度大小，故B错误；CD．曲线运动轨迹的切线方向为瞬时速度方向，电子依次经过a、b、c三点，电场力方向与速度方向的夹角小于，电场力做正功，电子的动能增大，电势能减小，故电子在a点的速度大小小于在c点的速度大小，电子在a点的电势能大于在c点的电势能，故C正确，D错误。故选C。7.中国空间站在距地高度约为400km轨道运行，地球同步卫星在离地高度约为36000km轨道运行，均可看成做匀速圆周运动。下列关于空间站说法正确的是（）A.在轨运行的线速度大于7.9km/sB.空间站中的宇航员没有受到重力C.运行的周期小于地球同步卫星运行的周期D.运行的加速度小于地球同步卫星运行的加速度【答案】C【解析】A．7.9km/s为第一宇宙速度，为环绕地球做圆周运动最大速度，即空间站在轨运行的线速度小于7.9km/s，故A错误；B．空间站中的宇航员处于完全失重状态，仍受到重力作用，故B错误；C．根据万有引力提供向心力可得空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则空间站运行的周期小于地球同步卫星运行的周期，故C正确；D．根据牛顿第二定律可得空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则空间站运行的加速度大于地球同步卫星运行的加速度，故D错误。8.某手机的部分说明书如下表所示，其中电池的容量是指电池全部放电时输出的总电荷量。说明书还标明该手机电池的电动势为5V，充满电后播放视频的最长时间约10h。下列判断正确的是（）手机类型智能手机、4G手机电池容量待机时间10天A.该手机电池放电时输出的总电荷量约为4000CB.该手机播放视频时电池的平均输出功率约为2WC.该手机播放视频的电流大约为待机时电流的10倍D.该手机电池充满电储存的电能大约为7200J【答案】B【解析】A．该手机电池放电时输出的总电荷量约为故A错误；B．该手机播放视频时的电流为输出功率为故B正确；C．该手机待机时的电流为所以有故C错误；D．该手机电池充满电储存的电能大约为故D错误。故选B。9.人体细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内。如图初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则下列说法正确的是（）A.B点电势高于A点电势B.钠离子的电势能增大C.若膜内的电场可看作匀强电场，钠离子的加速度变大D.若膜电位上升但细胞膜厚度不变，钠离子进入细胞内的速度增大【答案】D【解析】A．正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则电场线由A到B，根据沿电场线方向电势逐渐降低，故B点电势低于A点电势，故A错误；B．钠离子运动过程中电场力做正功，电势能减小，故B错误；C．若膜内的电场可看作匀强电场，则电场强度不变，故钠离子受到的电场力不变，故钠离子的加速度不变，故C错误；D．根据动能定理可知膜电位上升时，钠离子进入细胞内的速度变大，故D正确。故选D。10.如图所示，额定电压为36V的电动机与定值电阻并联后接在输出电压恒为36V的电源上，当S1闭合，S2断开时，电流表示数为3A；当S2闭合，S1断开时，电流表示数为4A，电流表为理想电表，则（）A.电动机的线圈电阻为9ΩB.定值电阻的阻值为9ΩC.电动机的机械功率为144WD.S2闭合，不论S1是否闭合，电动机的热功率相同【答案】D【解析】A．题中条件没有给出电动机的输出功率或热功率，无法算出电动机的线圈电阻，故A错误；B．当S1闭合，S2断开时，电流表示数为3A，由欧姆定律可得，定值电阻得阻值为故B错误；C．电动机得总功率为故C错误；D．S2闭合，不论S1是否闭合，电动机两端的电压都不会变，流过电动机的电流也不会变，故电动机的热功率也不变，故D正确。故选D。11.如图，用长L的绝缘细绳，将质量为m、带电+q的小球悬于木板的O点，两侧放置一对足够大的平行金属板，板间距为d。当接上电源电压时，板间可形成匀强电场。金属板瞬间接上电压U后（U未知），静止于A点的小球向右摆动，并运到最高点C，细线OC与OA夹角成60°，且OA、OC关于OB对称（不计细绳伸缩，不计空气阻力）。下列说法正确的是（）A.金属板Q接电源正极B.小球在B点的加速度为零C.电源电压D.改变电压U，小球不可能运动到与O点等高处【答案】C【解析】A．静止于A点的小球向右摆动，表明小球受到向右的电场力，小球带正电，说明电场方向向右，则金属板Q接电源负极，故A错误；B．小球在A、C两点速度为0，且OA、OC关于OB对称，表明B点为小球在复合场中的等效物理最低点，小球做圆周运动，由沿半径方向的合力提供向心力，则小球在B点的加速度不为零，故B错误；C．小球从A到C过程，根据动能定理有匀强电场的电场强度解得故C正确；D．当增大电压时，电场强度增大，小球在复合场中的等效物理最低点，随之上移，根据对称性可知，当等效物理最低点对应位置的半径与竖直方向夹角为45°时，小球恰好运动到与O点等高处，故D错误。故选C。12.安装了感光系统的新型路灯，能根据环境明暗程度自动调节灯光亮度。某兴趣小组设计了甲、乙两个电路，如图所示。为光敏电阻（光照越强，电阻越小），与为定值电阻，下列说法正确的是（）A.环境变暗时，甲电路两端电压变大B.环境变暗时，乙电路的灯泡亮度变亮C.环境变亮时，甲电路的电功率减小D.环境变亮时，乙电路的电功率增大【答案】D【解析】AC．设电源的电动势为，内阻为，则在图甲中，当环境变暗时，阻值增大，电路的总电阻增大，干路电流减小，根据欧姆定律可知两端电压为，可知两端的电压将减小；当环境变亮时，阻值减小，电路的总电阻减小，干路电流增大，根据闭合电路的欧姆定律可知灯泡两端电压为即灯泡两端电压将减小，流过灯泡的电流也减小，由于干路电流增大了，所以流过的电流增大，根据可知的电功率增大，故AC错误；BD．乙图中，环境变暗时，阻值增大，电路的总电阻增大，干路电流减小，由于和的阻值均不变，所以流过灯泡的电流减小，灯泡变暗；环境变亮时，阻值减小，电路的总电阻减小，干路电流增大，流过的电流增大，电功率也增大，故B错误，D正确。故选D。13.如图，两个带等量负电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点，其位置关于点O对称。a、b、c、d四点位于以O点为圆心的圆周上，a、b连线平行于x轴，c、d是圆与y轴的交点。下列说法正确的是（）A.a、b两点的场强相同B.a、b两点的电势不同C.正检验电荷由静止开始仅在电场力作用下从c点运动到d点，电势能先增大后减小D.若两电荷在图中圆上任一点的电场强度大小分别是E1、E2，则为定值【答案】D【解析】A．由等量负电荷的电场线分布特点可知，a、b两点的场强大小相等，方向不同，故A错误；B．由等量负电荷的电场线分布特点及对称性可知，a、b两点的电势相等，故B错误；C．由等量负电荷的电场线分布特点可知，正检验电荷由静止开始仅在电场力作用下从c点运动到d点的过程中，电场力先做正功后做负功，所以检验电荷的电势能先减小后增大，故C错误；D．设圆半径为，为半圆上任一点，、带电量为，与夹角为，则在点的场强为在点的场强为则故D正确。二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）14.下列关于静电知识的应用，说法正确的是（）A.高大建筑物顶端设置避雷针，是利用静电屏蔽的原理避免建筑物遭受雷击的B.电学仪器放在塑料外壳中，可以防止外界电场对电学仪器的影响C.燃气灶中的点火器是利用高压放电的电火花来点燃燃气的D.静电除尘是利用静电力去除空气中的带电尘埃的【答案】CD【解析】A．高大建筑物顶端设置避雷针，是利用尖端放电的原理避免建筑物遭受雷击的，故A错误；B．电学仪器放在金属外壳中，可以防止外界电场对电学仪器的影响，故B错误；C．燃气灶中的点火器是利用高压放电的电火花来点燃燃气的，故C正确；D．静电除尘是利用静电力去除空气中的带电尘埃的，故D正确。15.电动平衡车作为一种电力驱动的运输载具，被广泛应用在娱乐、代步、安保巡逻等领域。某人站在平衡车上，以初速度在水平地面上沿直线做加速运动，经历时间t达到最大速度，此过程电动机的输出功率恒为额定功率P。已知人与车整体的质量为m，所受阻力的大小恒为f。则（）A.vm=B.车速为v0时的加速度大小为C.人与车在时间t内的位移大小等于D.在时间t内阻力做的功为【答案】AD【解析】A．平衡车的最大速度为故A正确；B．根据牛顿第二定律车速为v0时的加速度大小为故B错误；D．人与车在时间t内，根据动能定理有在时间t内阻力做的功为故D正确；C．在时间t内阻力做的功为人与车在时间t内的位移大小为故C错误。故选AD。非选择题部分三、非选择题（本题共5题，共55分）16.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，实验装置如图1所示。（1）已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，图2是实验中打下的一段纸带。算出计数点3的速度大小为______________m/s（保留两位有效数字）。（2）在图3中标出计数点3的小车瞬时速度大小，其余计数点1、2、4、5对应的小车瞬时速度大小已标出。并在图3上作v-t图_____________，求得小车的加速度大小为_____________m/s2（保留三位有效数字）。【答案】（1）（0.71~0.77之间均可）（2）见解析（1.50~1.56之间均可）【解析】（1）[1]打出计数点3时的速度大小为（2）[2]如下图所示[3]小车的加速度大小为17.某兴趣小组的同学欲探究电容的电容器的放电规律，设计了如图甲所示的电路图，为单刀双掷开关。（1）初始时闭合，拨到位置1，电容器充电。电容器充满电后拨到位置2，每间隔5s读一次微安表示数，作出的电流随时间变化的关系图像如图乙所示，已知图像与坐标轴围成的面积表示电荷量，则电容器充满电时带电荷量=_______C。（结果保留两位有效数字）（2）若仅增大电阻箱的阻值，电流随时间变化的关系图像与横轴所围面积_______（填“增长”、“减小”或“不变”）。【答案】（1）（2）不变【解析】（1）[1]根据电容器极板上的电荷量可用图像与坐标轴围成的面积来表示，结合满半格的算一格，不足半格的舍去，由图乙可得格数大致为28格，则电容器充满电时带电荷量（2）[2]电源电压不变，根据可知电容器充满电后与电源断开，仍保持不变，若仅增大电阻箱的阻值，只是改变了电容器在放电的过程中，放电电流减小，但放电时间变长，乘积仍保持不变，所以图像围成的面积也将不变。18.某同学采用伏安法做“测量金属丝的电阻率”实验。可选择的器材如下：金属丝一条（待测金属丝的电阻约为7Ω）电源E（电动势约为3V）电流表A1（量程0~0.6A，内阻约为0.125Ω）电流表A2（量程0~3A，内阻约为0.025Ω）电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω）滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω）开关及导线若干（1）用螺旋测微器测量金属丝直径示数如图所示，则金属丝直径的测量值d＝_____mm。（2）为使测量准确、操作方便，电流表应选择_____________（选填A1或A2）；（3）在设计测量金属丝电阻的实验电路时需要思考两个问题：①选择滑动变阻器的接法时，滑动变阻器应选择_____________（选填R1或R2）；需要选择滑动变阻器的_____________（填写“分压式”或“限流式”）接法。②选择电流表的接法时，某同学采用的方法，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点。如图所示，他发现电压表示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化。据此应该选择电压表接在_____________点（填写“B”或“C”）的电路。（4）由于电表内阻的影响，金属丝电阻的测量值比其真实值_____________（选填“偏大”或“偏小”）。【答案】（1）（2）（3）①分压式②B（4）偏小【解析】（1）[1]金属丝直径为（2）[2]通过金属丝的最大电流为为减小误差，电流表应选量程为的电流表，故选A1。（3）[3][4]为方便调节，获取更多数据，滑动变阻器应采用分压式接法，滑动变阻器应选择最大阻值为5Ω的滑动变阻器，故选。[5]电压表示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化，说明电压表分流不明显，所测电压误差小，电流表应采用外接法，据此应该选择电压表接在B点。（4）[6]由于电压表的分流，电流表示数大于流过金属丝的电流实际值，金属丝电阻的测量值偏小，根据电阻定律可知金属丝电阻的测量值比其真实值偏小。19.如图为水平匀强电场，一个质量为0.2kg带电量为1.0×10-4C的带负电小球，用一根绝缘细线悬挂在电场中，静止时悬线与竖直方向成37°。（sin37°=0.6cos37°=0.8，g取10m/s2）求：（1）电场力的大小；（2）电场强度大小及方向；（3）若将绝缘细绳剪断，小球的加速度大小。【答案】（1）；（2），方向水平向右；（3）【解析】（1）由受力图可知电场力的大小为（2）电场强度大小为负电荷受到向左的电场力，可知电场方向水平向右。（3）细绳断开瞬间，小球合力小球的加速度大小为20.如图所示，某一弹射游戏装置由弹性竖直挡板P、长度的水平直轨道、半径的竖直半圆轨道和半径的竖直半圆管道组成，轨道各部分平滑连接。已知小球质量，小球直径略小于管道直径，小球与间的动摩擦因数，其余各部分轨道均光滑，小球与P的碰撞无机械能损失，某次小球从P处向右弹出时的初动能为（g取）。（1）求小球第一次运动到B点时对圆轨道的压力大小；（2）若要小球能从F点射出，求的最小值；（3）若，小球能两次进入轨道，求的范围。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）根据题意，小球从A运动到B，由动能定理有解得由牛顿第二定律有解得由牛顿第三定律可知，小球第一次运动到B点时对圆轨道的压力大小为（2）要求运动中，滑块不脱离轨道，设通过轨道的最高点D的最小值速度为，则有解得对DF过程由动能定理有解得所以滑块通过D点后肯定能通过F点，对A到D过程，由功能关系有解得（3）若小球恰好运动到点，由动能定理得解得小球恰好第二次运动到D点，有因此初动能的范围为21.电流、电压、电阻、电功率是电路