2023-2024年天津市滨海新区田家炳中学高二上学期期末考试物理试题（解析版）

滨海新区2023—2024学年度第一学期期末质量检测物理一、单选题1.如图所示，将带正电的导体球靠近不带电的导体。若沿虚线将导体分成、两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、；若沿虚线将导体分成两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、。下列说法正确的是（）A.，部分带正电 B.，部分带负电C.，部分带正电 D.，部分带负电【答案】C【解析】在导体球靠近导体前，左侧导体不带电，当导体球靠近不带电的导体时，发生了感应起电，左侧导体中的电子发生了转移，但是导体整体仍然呈现电中性，则有，故A、B错误；根据上述可知导体整体仍然呈现电中性，则有，由于导体球带正电，当导体球靠近导体时，左侧的导体中的自由电子在导体球正电的引力作用下向端聚集，端得电子带负电，端失电子带正电，故C正确，D错误。故选C。2.真空中有两个点电荷，它们之间静电力的大小为。如果保持它们所带的电荷量不变，将它们之间的距离增大为原来的倍，那么它们之间静电力的大小等于（）A. B. C. D.【答案】D【解析】由点电荷库仑力的公式可以得到，电量不变，将它们之间的距离增大为原来的倍，库仑力将变为原来的，故D正确，A、B、C错误。故选D。3.一表头内阻为，满偏电流为。要把它改装为是程的电压表，需（）A.串联一个的电阻 B.串联一个的电阻C.并联一个的电阻 D.并联一个的电阻【答案】A【解析】电压表改装需要表头串联一个电阻，设该电阻阻值为，则,得。故选A。4.下列有关磁感应强度说法中正确的是（）A.若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零B.若有一小段长度为、通以电流为的导体，在磁场中某处受到的磁场力为，则该处的磁感应强度大小一定是C.由可知，磁感应强度大小与磁场中通电导体的电流大小有关D.磁感应强度的方向就是该处小磁针静止时极所指的方向【答案】D【解析】根据通电导体在磁场中所受磁场力的规律可知，当一小段通电导体在磁场中与磁感应强度方向平行时，导体所受磁场力为零，可知，若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度不一定为零，故A错误；当导体与磁场方向垂直时，在磁场中某处受到的磁场力为。此时，磁感应强度等于，当导体与磁场方向平行时，所受磁场力为零，此时的磁感应强度不等于，可知，若有一小段长度为、通以电流为的导体，在磁场中某处受到的磁场力为，则该处的磁感应强度大小不一定是，故B错误；C．表达式是比值定义式，磁感应强度大小与磁场中通电导体的电流大小无关，故C错误；D．磁感应强度的方向就是该处小磁针静止时极所指的方向，也是小磁针极所受磁场力的方向，还是磁感线切线的方向，故D正确。故选D。5.如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除㙵器的电容器电容为，充电至电压，如果电容器在时间内完成放电，这次通过人体组织平均放电电流为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】电容器所带的电荷量，通过人体组织平均放电电流。故选B。6.如图所示，在匀强电场中，将带电量为点电荷从电场中的点移到点，电场力做了的功，再从点移到点，电场力做了的功。已知电场的方向与所在的平面平行。下列说法正确的是（）A.、两点的电势差B.、两点的电势差C.点的电势比点的电势高D.场强的方向垂直于指向【答案】C【解析】由题可知，故A错误；同理可得，故B错误；可以解得的电势差，故点的电势比点的电势高，故C正确；由于该电场为匀强电场，所以等势面在所示平面内投影为直线且电势在任意直线上均匀变化。取、中点，此点电势为，连接点，得到相同电势的一条直线，由于电场强度方向垂直等势面且指向电势减小的方向，所以过点做该直线垂线即得到条电场线，方向如图所示，场强方向并不是垂直于，故D错误。故选C。7.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。如图是电饭锅的电路图，是电阻，是加热用的电热丝。下列说法正确的是（）A.开关接通时，电饭锅处于保温状态B.开关断开时，电饭锅处于加热状态C.当时，电饭锅在保温状态下的功率是电饭锅在加热状态下功率的一半D.当时，在保温状态下的功率是在加热状态下功率的一半【答案】C【解析】加热状态下电路总功率较大，保温状态下电路总功率较小。在纯电阻电路中，电路总功率，开关接通时，被短路，电路总功率，开关断开时，与串联，电路总功率，因为，所以开关接通时，电饭锅处于加热状态，开关断开时，电饭锅处于保温状态。故A、B错误；代入数据，当时，保温功率和加热功率之比为，电饭锅在保温状态下的功率是电饭锅在加热状态下功率的一半。故C正确；在保温状态下的功率为，在加热状态下功率为，则在保温状态下的功率与在加热状态下功率之比为，在保温状态下的功率是在加热状态下功率的。故D错误。故选C8.如图所示，两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比为。已知内有个自由电子通过导线的横截面，电子电荷量为，则（）A.内有个自由电子通过导线的横截面B.流经导线的电流为C.自由电子在导线和中移动的速率之比D.两端电压之比为【答案】A【解析】两部分属于串联关系，电流相等，因此内也有个自由电子通过导线的横截面，A正确；根据公式可得，B错误；根据公式，可知，两部分电流相等，因此自由电子在导线和中移动的速率之比为，C错误；根据电阻定律可得，两部分电阻之比为，根据欧姆定律可知，两端电压之比为，D错误。故选A。二、多选题9.下列几种情况下，匀强磁场中的线框或线圈能产生感应电流的是（）A.甲图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动B.乙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动C.丙图中线框绕轴线转动D.丁图中撑开的线圈在收缩【答案】C、D【解析】甲图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动，穿过线圈的磁通量一直不变，无感应电流，故A错误；乙图中保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动，穿过线圈的磁通量一直不变，无感应电流，故B错误；丙图中线框绕轴线转动，穿过线圈的磁通量变化，一定有感应电流，故C正确；丁图中撑开的线圈在收缩，穿过线圈的磁通量变化，一定有感应电流，故D正确。故选C、D。10.无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线等按顺序排列起来，形成了范围非常广阔的电磁波谱。不同的电磁波具有不同的特性，因而其用途也不同。下列关于电磁波的应用符合实际的是（）A.微波可以用于卫星通信 B.红外线可以用于杀菌消毒C.紫外线可以用于加热理疗 D.X射线片可以用于诊断病情【答案】A、D【解析】微波的频率较高，能提供更高的传输速度和品质，可以用于卫星通信，A正确；红外线频率较低，能量小，不可以用于杀菌消毒，B错误；紫外线是一种电磁波，它具有能量，但频率较高，对人体有害，不能直接被用作加热理疗，C错误；射线片具有很强的穿透性，可透过皮肤看到骨骼等其他器官情况，可以用于诊断病情，D正确。故选A、D。11.如图甲，高大建筑物上通常都装有避雷针，雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的。图乙所示是某次避雷针放电时的电场线分布，电场线关于直线对称，且。以下说法正确的是（）A.两点的电场强度大小小于B.两点的电势小于C两点间电势差大于两点间电势差D.电子从图中点运动到点的过程中，电场力做正功，电势能减少【答案】B、C【解析】点的电场线密集，所以大于，A错误；沿着电场线方向，电势越低，所以小于，B正确；根据，当一定时，电场强度越大，电势差越大，根据图可知，之间的电场强度大于之间的电场强度，所以大于，C正确；电子带负电，电子受到的电场力与电场方向相反，所以电场力做负功，电势能增加，D错误。故选B、C。12.如图所示的电路中，电源的电动势和内阻恒定，电流表、电压表均为理想电表，开关闭合后，当滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，下列说法正确的是（）A.电流表的示数变小 B.电压表的示数变小C.定值电阻消耗的功率变大 D.电源的总功率变大【答案】A、C【解析】当滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，阻值变大，总电阻变大，总电流减小，即电流表示数减小，路端电压变大，则电流变大，消耗的功率变大，电流及两端电压均减小，则两端电压变大，电压表读数变大，选项A、C正确，B错误；根据可知，电源的总功率变小，选项D错误。故选A、C。三、实验题13.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻。现提供的器材如下：A.电压表（量程为）；B.电压表（量程为）；C.电流表（量程为）；D.滑动变阻器（最大阻值为）；E.滑动变阻器（最大阻值为）；F.开关和导线若干。（1）实验器材中电流表的内阻与电池的内阻差不多大，为了尽量减小实验误差，应该选择的实验电路是___________（选填“甲”或“乙”）。（2）实验中电压表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（选填相应器材前的字母）（3）用所选器材按照选好的电路图连接好电路后，将滑动变阻器的滑片置于合适位置，闭合开关，通过调整滑动变阻器的滑片，得到多组电流和电压。根据实验数据，绘制出如图丙所示的图像，由图线可求出电源的电动势，电源的内阻___________。（结果保留三位有效数字）【答案】（1）甲；（2）B；D；（3）【解析】（1）一节干电池的内阻较小，为减小实验误差，应选择的实验电路是甲。（2）一节干电池的电动势约为，则电压表应选B。为方便实验操作，滑动变阻器应选D。（3）根据闭合电路欧姆定律，电源的内阻为丙图中图线斜率的绝对值，即，结果保留三位有效数字，则电源内阻的取值范围为。14.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学实验过程如下：（1）用螺旋测微器测金属丝直径时示数如图甲所示，则金属丝的直径为___________。（2）利用多用电表测电阻的电压时，黑表笔应接图乙中的___________（填“”或“）点。（3）该同学将欧姆挡的选择开关拨至“”的倍率挡，在进行了正确的连接后，测量时发现指针偏转角度太小，不方便读数，该同学应将欧姆挡的开关拨至___________（填“”或“”）挡。最后欧姆表的示数如图丙所示，示数为___________。【答案】（1）（都可）；（2）；（3）；【解析】（1）螺旋测微器示数为。（2）多用电表测电阻的电压时，黑表笔应接电阻流出电流的一侧，即接图乙中的点。（3）欧姆表测量时，指针偏转角度太小，应将倍率调大，所以应将欧姆挡的开关拨至“”挡。图丙示数。四、解答题15.如图所示，用长为的绝缘丝线把一个质量为、带电量为小球，悬挂于竖直放置的平行板电容器的正中间，两板间距离为。平衡时，小球偏离竖直线的距离为很小时，取。求：（1）平行金属板之间的电场强度的大小；（2）与电容器相连接的电源电压。【答案】（1）；（2）【解析】（1）对小球受力分析可知，其中，解得。（2）与电容器相连接的电源电压16.图甲所示为某品牌的共享电动自行车。某兴趣小组同学对共享电动自行车的工作原理产生了浓厚的兴趣，现将其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙所示。查阅资料得知该电动车的电源电动势，内阻，电动机的内阻为，车灯电阻（不变），电流表内阻忽略不计。（1）当只有接通时，求电流表示数及此时车灯的两端电压；（2）当、都接通时，电流表示数为，此时电动机正常工作。求电动机正常工作时电源的输出功率和电动机的输出功率。【答案】（1），；（2），【解析】（1）当只有接通时，由闭合电路欧姆定律得，代入数据解得，由部分电路欧姆定律得，此时车灯的两端电压为。（2）根据题意，由闭合电路欧姆定律得，代入数据解得，则电源的输出功率为，此时通过车灯的电流为，因此通过电动机的电流为，电动机的输入功率为。电动机的热功率为，电动机的输出功率为。17.某科研团队设计了一款用于收集工业生产中产生的某种固体微粒的装置，其原理简图如图所示。固体微粒通过带电室时带上正电且电量相等，微粒从A点无初速地进入加速区域，经点进入静电分析器，沿圆弧运动，再经点沿轴正方向进入偏转匀强电场区域，最终打在竖直轴上的点。建立