2023-2024年宁夏四校高二上学期联考物理试卷(解析版)

物理一、选择题1.下列说法正确的是（）A.只有体积很小的带电体才能看成点电荷，体积很大的带电体一定不能看成点电荷B.感应起电和摩擦起电都是电荷从一个物体转移到另一个物体C.元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，元电荷的数值跟一个电子电荷量的数值相等D.电场中某点的电场强度方向就是负电荷在该点所受电场力的方向【答案】C【解析】点电荷是理想的物理模型，能否看成点电荷取决于它的大小和形状对所研究问题有无影响，不取决于它的实际大小，A错误；摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体，而感应起电不是从一个物体转移到另一个物体，B错误；密立根测定了元电荷的电荷量，一个电子或质子的电荷量在数值上等于元电荷的电荷量，C正确；电场中某点的电场强度方向是规定正电荷在该点所受电场力的方向，D错误。故选C。2.关于电磁波的发现及应用、能量量子化，下列说法正确的是（）A.利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视仪利用了红外成像技术B.射线具有辐射性，可用来通信和广播C.能量量子化指能量的连续性，微观粒子的能量值可以是任意值D.普朗克提出了能量子假说，解决了黑体辐射的理论困难，提出了“量子”概念【答案】D【解析】紫外线具有杀菌消毒的功能，红外线不具有该功能，故A错误；射线具有辐射性，不能用来通信和广播，故B错误；能量量子化是指微观粒子的能量值只能是一个最小能量单位的整数倍，是不连续性，故C错误；普朗克提出了能量子假说，不但解决了黑体辐射的理论困难，而且更重要的是提出了“量子”概念，揭开了物理学史上崭新的一页，故D正确。故选D。3.关于电阻、电压和电流下列说法中正确的是（）A.由可知，电阻与电压、电流都有关B.导体的电阻率一般与导体长度、形状、大小均有关C.金属的电阻率一般随温度的升高而减小D.由可知，导体的电阻与导体的种类、长度和横截面积都有关系【答案】D【解析】公式，为电阻的定义式，即带你组与其两端的电压以及流过的电流无关，而根据电阻定律，可知，电阻的大小由电阻率、长度、横截面积决定，故A错误，D正确；导体的电阻率由材料决定，与温度大小有关，但与导体的长度、形状、大小均无关，故B错误；金属的电阻率一般随温度的升高而增大，故C错误。故选D。4.某一电场中的电场线和等势面分布如图所示，在电场中有、、三点，、间距离等于、间距离。下列说法中正确的是（）A.点电场强度比点电场强度小B.正电荷在点的电势能比在点的电势能大C.、两点间的电势差大于、两点间的电势差D.负电荷由向移动，静电力做负功【答案】C【解析】根据电场线越密电场强度越大，由图可知，点电场强度比点电场强度大，故A错误；根据沿电场线方向电势降低，由图可知，点电势低于点，由公式可知，正电荷在处电势能小于处，故B错误；根据可知，由于间场强大于间场强，则电势差大于电势差，故C正确；负电荷由向移动，电场力做正功，故D错误。故选C。5.有两个柱型导体，两导体为横截面是正方形的柱体，柱体高均为，大柱体横截面边长为，小柱体横截面边长为，从图示电流方向看，则（）A.若两导体电阻率相同，则电阻之比为B.若两导体电阻率相同，则电阻之比为C.若两导体电阻相同，则两导体电阻率相同D若电流方向竖直向下且两导体电阻率相同，大柱体与小柱体的电阻之比为【答案】C【解析】由，若电阻率相同，则沿图示电流方向有电阻之比，故AB错误；电阻相同，由上可得电阻率相同，故C正确；若电流向下，且电阻率相同，电阻分别为，，电阻之比为，故D错误。故选C。6.图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流计的满偏电流为，内阻，调零电阻的最大值，电池电动势，两表笔短接调零后，用它测量电阻，当电流计指针指在满刻度的时，则的阻值是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】根据题意可知，电表调零后内阻为，当电表指针指在满刻度的时，说明内外总电阻为，故外部的阻值为。故选A。7.在竖直平面内有水平向右、场强为的匀强电场。在场中有一根长的绝缘细线，一端固定在点，另一端系质量为的带电小球，它静止时细线与竖直方向成角。如图所示，给小球一个初速度让小球恰能绕点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能和重力势能的零点，下列说法正确的是（，取）（）A.小球所带电量为B.如果小球恰能做圆周运动，在运动过程中动能最小值是C.如果小球恰能做圆周运动，在运动过程中电势能最大值为D.如果小球恰能做圆周运动，在运动过程中机械能最小值约为【答案】D【解析】小球静止时，解得所带电量为，选项A错误；如果小球恰能做圆周运动，在等效最高点时动能最小，该位置在平衡位置的反向延长线上，则，解得运动过程中动能最小值是，选项B错误；如果小球恰能做圆周运动，则当运动到与点等高的直径的左端时电势能最大，在运动过程中电势能最大值为，小球在平衡位置时速度最大，该位置为电势能和重力势能的零点，即此时总能量等于小球的动能，则，因小球的机械能与电势能之和守恒，可知当如果小球恰能做圆周运动，在运动过程中机械能最小时电势能最大，机械能的最小值约为，选项D正确。故选D。8.如图所示，某一空间为真空，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为的带电微粒，恰能沿图示虚线由向做直线运动。下列说法正确的是（）A.微粒只能带负电荷B.微粒可能做匀加速直线运动C.仅改变初速度的方向（与原速度不共线），微粒将做曲线运动D.运动过程中微粒电势能减小【答案】A、C【解析】微粒做直线运动，则合力沿直线方向或者合力为零，由题意可知，重力竖直向下，电场力只能水平向左，故只有负电荷才能做直线运动且一定是匀减速，故A正确，B错误；合力方向一定，仅改变初速度方向（与原速度不共线），则初速度和合力不共线，将做曲线运动，故C正确；电场力方向与运动方向夹角为钝角，则电场力做负功，电势能变大，故D错误。故选AC。9.如图，、、三点在纸面方向的匀强电场中，，，，把一个电量的负电荷从移到，电场力不做功；从移到，电场力做功为，则（）A.电场强度大小为，方向垂直向上B.电场强度大小为，方向垂直向下C.将该电荷从点继续沿方向移动，其电势能减少D.将该电荷从点移动到中点，其电势能减少【答案】B、C【解析】连线为等势线，因为从移到电场力做正功，故电场方向垂直向下，根据电场力与电势能的关系有，其中，代入数据解得，故A错误，B正确；从点沿方向移动，电场力做功为，则电势能减少，故C正确；同理从点移动到中点，电场力做电场力做功为，电势能增大，故D错误；故选BC。10.如图所示，电路中电源电动势为，内阻为，为电容器，为小灯泡，定值电阻，闭合开关，小灯泡能正常发光。现将滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离，滑动前后理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表示数变化量的绝对值为，则（）A.电源的输出功率一定减小B.灯泡的功率逐渐变大C.，，均保持不变D.当电路稳定后，断开开关，小灯泡会立刻熄灭【答案】A、C【解析】电源的输出功率，该函数的图像如图所示：当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则外电路的总电阻变大，由于，可知外电路总电阻始终大于电源内阻，根据图像可知输出功率一定减小，故A正确；灯泡消耗的功率为，当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则外电路的总电阻变大，干路电流减小，则灯泡功率变小，故B错误；根据，，，可知，，，即，，均保持不变，故C正确；断开开关，电容器将在与滑动变阻器、灯泡构成的回路中放电，灯泡将逐渐熄灭，故D错误。故选AC。二、实验题11.在“用传感器观察电容器的充电和放电”实验中，电路图如图甲所示，一位同学使用的电源输出电压为，测得放电的图像如图乙所示。（1）若按“四舍五入（大于半格算一个，小于半格舍去）”数格法，求“图线与两坐标轴包围的面积”，可得电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为________（结果保留位有效数字）。（2）根据以上数据估算电容器的电容值为________（结果保留位有效数字）。（3）如果将电阻换成一个阻值更大的电阻，则放电过程释放的电荷量________（选填“变多”“不变”或“变少”）。【答案】①.；②.；③.不变【解析】（1）电容器的放电图象是一条逐渐下降的曲线，而，从微法得到，图像与坐标轴围成的面积就是总的电荷量，图像下共有格，所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为。（2）电容器的电容值为。（3）[3]由图看出，若将电阻换一个阻值较大电阻，但由于电容器电荷量一定，则所有电荷量将通过电阻释放，只是图象更加平缓些，但总量不变。12.某实验小组测量一电池的电动势和内阻，可选择的器材有：A.待测电池（电动势约为，内阻约为）；B．滑动变阻器，最大阻值；C．滑动变阻器，最大阻值；D．电阻箱，最大阻值；E.电流表（量程为，内阻为）；F.电流表（量程为，内阻为）G.开关、导线若干。该小组设计了如图甲所示的电路图，请回答下列问题：（1）滑动变阻器应选________（填“”或“”）。（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于________（填“左”或“右”）端。（3）根据图甲用笔画线代替导线将图乙中的实物连接________。（4）电阻箱连入电路的阻值如图丙所示。保持电阻箱连入电路的阻值不变，调节滑动变阻器，读出、的示数、。根据实验数据作出图像如图丁所示。由图像可得电源电动势________（保留位小数），内阻________。（保留位小数）【答案】①.；②.右；③.；④.；⑤.【解析】（1）实验电路采用的是分压法，则滑动变阻器阻值应该尽量选用小电阻，则符合实验要求。（2）由于外电路电路采用的是分压法，为保护电路中电流表不被烧毁，应该尽量使得电路中支路电流较小，则与该支路并联部分滑动变阻器阻值应该较小，分得的电压较小，故滑片应置于右端，此时干路中的电流表电流未超过量程，不受影响。（3）按照电路图中的连线方式，将实物图连接如下：（4）[4][5]电阻箱阻值为，由闭合电路欧姆定律得，化简可得，则由图像可得时，解得，又由图像斜率可得，解得。三、计算题13.如图所示电路中，电源电动势，内阻，指示灯的阻值为，电动机线圈电阻为。当开关闭合时，指示灯的电功率。求：（1）流过电流表的电流；（2）电动机输出的机械功率。【答案】（1）；（2）【解析】（1）设流过指示灯的电流为，流过电流表的电流为，则指示灯的电功率，代入数据解得，路端电压，由闭合电路欧姆定律有，解得，即流过电流表的电流示数为。（2）设流过电动机的电流为，根据并联电路的电流关系，电动机输出的机械功率，代入数据解得，电动机输出的机械功率为。14.如图所示，质量为、带电量为的带电小球用长为的细线悬于固定的力传感器上的点，力传感器可以测量细线上的拉力，一个带电小球在点正下方，缓慢调节在点下方的位置，当移到点正下方某一位置时固定，此时细线与竖直方向的夹角为，力传感器的示数刚好等于，重力加速度为，静电力常量为，不计小球的大小，求：（1）此时，点电荷产生的电场在球处的场强大小；（2）小球的带电量大小。【答案】（1）；（2）【解析】（1）对小球研究，小球受到的细线的拉力与重力的合力和受到的库仑力等大反向，根据力的平衡可知，解得。（2）由于细线拉力等于小球重力，且两个力的夹角为，因此、连线与竖直方向的夹角为，三角形为正三角形，因此间的距离等于。设球带电量为，则，解得。15.一个初速度为零的电子在经的电压加速后，垂直于平行板间的匀强电场从两极板中心处射入。如图所示，两板间距，板长，两板间的电压。已知电子的带电量为，质量为。只考虑两板间的电场，不计重力，求：（1）电子经加速电压加速后进入