广东省清远市2023-2024学年高二上学期期中物理试题（含答案）

广东省清远市2023-2024学年高二上学期期中物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单项选择题，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，只有一个选项正确。1．下列关于电场的描述中，说法正确的是（）A．电场强度E=Fq、加速度B．将头发碎屑悬浮在蓖麻油里，加上电场后，头发碎屑的分布情况就是电场线C．元电荷是自然界中存在的最小电荷量，实质上就是电子和质子D．超高压带电作业的工人穿戴的工作服，利用了静电屏蔽的原理2．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（）A．卡文迪什总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量B．库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律C．法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量D．麦克斯韦引入了电场的概念并用电场线表示电场3．“反天刀”是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的方向分布着带电器官，这些器官能在鱼身周围产生电场，如图所示为“反天刀”周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的三个位置，下列说法正确的是（）A．尾部带正电B．A点电场强度大于C点电场强度C．B点电势低于A点电势D．正离子从A向C运动其电势能变小4．我国的特高压直流输电是中国在高端制造领域领先世界的一张“名片”，特别适合远距离输电，若直流高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，并且以高压线与大地接触的那个位置为圆心，形成一簇如图所示的等差等势线同心圆，A、B、C、D是等势线上的四点，当人走在地面上时，如果形成跨步电压就会导致两脚有电势差而发生触电事故，则（）A．电势的大小为φB．场强的大小为EC．人从B沿着圆弧走到D会发生触电D．AB间距离等于2倍BC间距离5．如图所示为电子束焊接机，K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高电压U，两极之间形成了辐向分布的电场，图中带箭头的虚线代表电场线，B、C是电场中两点。有一电子在K极由静止被加速，不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（）A．A、K之间的电场强度均为Ud C．B点电场强度大于C点电场强度 D．电子由K到A的电势能减少了eU6．在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是（）A． B．C． D．7．图中的一组平行实线可能是电场线也可能是等势线，一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）A．如果实线是等势面，则a点的电势比b点的电势低B．如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势高C．如果实线是等势面，则电子在a点的动能比在b点的动能小D．如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大二、多项选择题，本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错或不答的得0分。8．如图为手机指纹识别功能的演示，此功能的一个关键元件为指纹传感器。其部分原理为：在一块半导体基板上集成有上万个相同的小极板，极板外表面绝缘。当手指指纹一面与绝缘表面接触时，指纹的凹点与凸点分别与小极板形成一个个正对面积相同的电容器，若每个电容器的电压保持不变，则（）A．指纹的凹点与小极板距离远，电容大B．指纹的凸点与小极板距离近，电容大C．若手指挤压绝缘表面，电容电极间的距离减小，小极板带电量增多D．若用湿的手指去识别，识别功能不会受影响9．如图所示的电路中，电源的内阻r=0，R1和R2是两个定值电阻；当滑动变阻器R的滑片向a移动时，电路中的电流I1、IA．I1不变 B．I1变大 C．I2变大 10．如图所示，平行板电容器与电动势为E的电流电源连接，上极板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（）A．带电油滴所受电场力不变 B．电容器的电量减小C．电容器的电压增大 D．电容器的电容减小三、实验题（共16分）11．某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率（图中Rx（1）正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为mm；（2）连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至。（选填“左端”或“右端”）；（3）用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为l，螺旋测微器测得金属丝的直径为d，用电流表测得电流为I，电压表测得电压为U，则被测金属丝的电阻率为ρ=。（用题中所给物理量的字母表示）（4）实验中测得待测金属丝的电阻Rx的阻值约为70Ω。电压表内阻RV=1500Ω，实验时电流表采用了外接法，经检验该方法是正确的，则关于电流表的内阻RA．RA=0.9Ω B．RA=212．某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：A.被测干电池一节、开关、导线若干B电流表：量程0~0.6A，内阻约0.5ΩC.电流表：量程0~3A，内阻约为0.2ΩD.电压表：量程0~3V，内阻约为5kΩE.电压表：量程0~15V，内阻约为25kΩF.滑动变阻器：0~10Ω，2AG.滑动变阻器：0~100Ω，1A在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。（1）在上述器材中，电压表应选择，电流表应选择，滑动变阻器应选择。（填写仪器前的代号）（2）实验电路图应选择（填“甲”或“乙”）；如图，在闭合开关前，滑动变阻器触头应置于最（填“左”或“右”）端。（3）根据实验中测得多组电压表和电流表的示数，在U-I坐标纸上描点如图丙所示，请根据描出的点作图，并根据作图求出电源的电动势E=V，电源内阻r=Ω。（保留两位有效数字）。四、解答题13．如图所示，已知电源电动势E=6.0V，内阻r=0.5Ω，定值电阻R1（1）开关S1闭合而S（2）开关S1和S14．如图，一根长为L=0.5m的细绝缘线，上端固定，下端系一个质量为m=4×10-3kg的带电小球，将整个装置放入一匀强电场当中，电场强度大小为E=3×103N/C，方向为水平向右，已知：当细线偏离竖直方向为θ=37°时，小球处于平衡状态，重力加速度为g=10m/s2，试求：（1）小球带何种电荷，带电量为多少；（2）若剪断细线，小球运动的加速度大小；（3）若将小球拉至最低点C无初速度释放，当小球运动到B点时绳中拉力大小。15．示波器能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器部分结构如图所示，金属丝发射出来的电子（速度可忽略）被加速后从金属板的小孔穿出，从极板正中央垂直射入偏转场偏转后射出电场。已知加速电压为U1，两板间电压为U2，板间距为d，板长为L，电子的电荷量为e、质量为m。求：（1）电子进入偏转场时的速度v0的大小；（2）若L=d=8cm，U1=200V，U2=400V。求电子离开偏转场时偏离原入射方向的侧移距离y的大小。

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A．电场强度E=Fq是采用比值定义法；a=采用了比值定义法，A不符合题意；B．电场线是理想模型，实际上不存在，B不符合题意；C．元电荷的带电量等于质子电子的带电量，但元电荷是理想模型，现实中不存在，C不符合题意；D．工作服内部有金属网，形成了一个法拉第笼，利用了静电屏蔽原理，D符合题意。故答案为：D。

【分析】其加速度的表达式不属于比值定义法；其电场线是理想模型，实际不存在；元电荷不等于质子与电子。2．【答案】B【解析】【解答】A、牛顿总结了万有引力定律，卡文迪什通过扭秤实验测量了万有引力常量，故A错误；

B、库仑通过扭秤实验研究得出了库仑定律，故B正确；

C、密立根通过油滴实验精确测定了元电荷数值，故C错误；

D、法拉第引入了电场的概念并用电场线表示电场，故D错误。

故答案为：B。

【分析】考查物理学史，熟悉掌握各物理学家相关的成就。3．【答案】B【解析】【解答】A、电场线从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远，由此可知“反天刀”头部带正电，尾部带负电，故A错误；

B、A点电场线比C点的电场线密集，所以A点电场强度大于C点电场强度，故B正确；

CD、越靠近负电荷，电势越低，由此可知，B点电势高于A点电势，A点电势低于C点电势，所以正离子从A向C运动，电场力做负功，其电势能变大，故CD错误。

故答案为：B。

【分析】电场线从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远。场线越密集，电场强度越大。越靠近负电荷，电势越低。电场力做负功，其电势能变大。4．【答案】B【解析】【解答】A．高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，圆心处的电势最高，向外越来越低，电势的大小为φAB．场强看等势线的疏密，由图可知场强的大小为EAC．B和D在同一条等势线上，人从B沿着圆弧走到D不会发生触电，C不符合题意；D．AB的平均场强大于BC的平均场强，AB的电势差等于BC电势差的二倍，根据E=Ud可以定性判断出AB间距离小于2倍故答案为：B。

【分析】沿着电场线电势逐渐降低，电场线的疏密表示电场的强弱，结合匀强电场电场强度的表达式进行分析判断。5．【答案】D【解析】【解答】A.A、K之间的电场为非匀强电场，不可用E=Ud进行计算，A不符合题意；

B.沿电场线方向电势逐渐减小，再结合等势线垂直于电场线的特点，做出等势面，可得B点电势小于C点电势，B不符合题意；

C.电场线越密电场强度越大，则B点电场强度小于C点电场强度，C不符合题意；

D.电子由K到A的电场力做的功W=Ue，故电子由K到A的电势能减少了eU，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】应用6．【答案】D【解析】【解答】由电路结构可知，电热丝和电阻R串联，根据串联电路特点可知，电热丝的电阻越小，电阻R两端的电压越大，故当进气管道中的冷空气流速越大（流速越大，带走热量越快，温度越低）时，电阻R两端的电压U0就变得越高，说明温度越低，电热丝的电阻越小，而I-U图线上任意一点与原点连线的斜率等于电阻的倒数，电压和电流增大时，电阻的温度升高，电阻增大，图线上的点与原点连线斜率的倒数越小，D符合题意，ABC不符合题意。

故答案为：D。

7．【答案】D【解析】【解答】AC.根据曲线运动中，物体受到的合力一定指向曲线凹侧，可知，若实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向向下，则电场线方向向上，根据沿电场线方向电势降低可知，a点的电势比b点高。从a到b电场力对电子做负功，电势能增大，则电子在a点的电势能比在b点的电势能小，在a点的动能比在b点的动能大，AC不符合题意。

BD.若图中实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场线方向水平向左，根据沿电场线方向电势降低可知，a点的电势比b点低，由于从a点运动到b点电场力做正功，所以电子的电势能减小，故电子在a点的电势能比在b点的电势能大，B不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据曲线运动中，物体受到的合力一定指向曲线凹侧，判断出电场力的方向，得到电场线的方向，再根据沿电场线方向电势降低，得出a、b两点电势的高低关系；然后由电场力做功的正负，分析电子电势能的变化，由能量守恒定律，分析动能的变化。8．【答案】B,C【解析】【解答】AB.根据电容的决定式C=εS4πkd可知，指纹的凹点与小极板距离远，即d大，电容C小；指纹的凸点与小极板距离近，即d小，电容C大，A不符合题意，B符合题意；

C.若手指挤压绝缘表面，电容电极间的距离减小，由C=εS4πkd可知，C增大，由于电容器的电压保持不变，根据Q=CU，可知小极板带电量增多，C符合题意；

D.若用湿的手指去识别，因为水导电，则使指纹与极板之间充入了导电物质，从而改变了原来匹配的电容器的电容，使得识别功能受到影响，D不符合题意。

故答案为：BC。

【分析】根据电容的决定式9．【答案】A,C【解析】【解答】当滑动变阻器R的滑片向a移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，外电阻减小，总电流I变大，因为内阻为0，则路端电压U不变，R1电压不变，则I1=UR1，不变，据I210．【答案】B,D【解析】【解答】C.由图可知，移动极板过程中，电容器一直与电源保持相连，所以将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，电容器的电压保持不变，C不符合题意；

A.根据E=Ud可得，电压不变，板间距离增大，板间场强减小，油滴所受的电场力减小，A不符合题意；

BD.根据电容的决定式C=εS4πkd可知，板间距离增大，电容器的电容减小；又根据电容的定义式C=QU可知，极板电压不变，电容器的电量减小，BD符合题意。

故答案为：BD。

【分析】如果移动极板过程中，电容器一直与电源保持相连，则电容器的极板电压不变；根据匀强电场电场强度与电势差的关系式11．【答案】（1）2.095（2.094～2.097均正确）（2）左端（3）π（4）C【解析】【解答】（1）螺旋测微器的分度值为0.01mm，由图可知，该螺旋测微器的主尺读数为2mm，可动尺读数为0.01×9.5mm=0.095mm，则金属丝的直径为2mm+0.095mm=2.095mm。

（2）为了保护电表的示数不超过量程，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至最左端，使电压表和电流表的示数均为零；

（3）由欧姆定律得Rx=UI，由电阻定律得Rx=ρlS，金属丝的横截面积S=πR2=π×d22，联立可得被测金属丝的电阻率为12．【答案】（1）D；B；F（2）乙；左（3）；1.5；0.5【解析】【解答】（1）干电池电动势约为1.5V，所以电压表应选择3V量程的D；为了电路电子元件的安全，电路中不允许通过过大的电流，为了读数准确，所以电流表应量程为0.6A的B；由于干电池的内阻较小，所以滑动变阻器应选总阻值较小的，容易调节，故滑动变阻器选F。

（2）因为电源内阻较小，与电流表的内阻相差不多，为了尽量减小内阻的测量误差，实验电路要选择乙图，为了保护电路，电键闭合瞬间，使干路电流不至于过大，滑动变阻器的触头应该置于最左端。

（3）根据点连线，做出图像；由闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir，得