山西省运城市2023-2024学年高二上学期期中物理试题（含答案）

山西省运城市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、单选题1．下列说法正确的是（）A．电场中电势越高的地方，电荷在那一点具有的电势能越大B．常见充电宝标有5000mA⋅h或10000mA⋅h等，此物理量越大，则充电电流越大C．I=nqvs电流的微观表达式中的v指的是自由电荷定向移动的速率D．由R=U2．保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务，盗版书籍影响我们的学习效率。小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的（）A．4.8×10−19CC．5.6×10−19C3．下列式子不属于比值定义物理量的是（）A．E=Fq B．a=Fm C．4．电源是将其它形式的能转化成电能的装置，设电源的电动势为E、路端电压为U，I为电源的输出电流，对电源和电路的理解正确的是（）A．R=UB．电动势的大小等于在电源内部电场力把单位负电荷从正极送到负极所做的功C．电源的外电阻越大，输出功率越大，电源的效率越高D．若外电路为纯电阻电路，且外电阻为R时，有I=E5．下列关于静电场的说法正确的是（）A．场强为零处，电势不一定为零；电势为零处，场强不一定为零B．电场线与等势面可以垂直，也可以不垂直C．若正电荷只在电场力作用下运动，则一定从高电势向低电势运动D．初速度为零的正电荷仅在电场力作用下一定沿电场线运动6．法拉第笼是一个由金属编织成的笼子，笼体与大地连通。如图为某次演示中体验者进入笼子后，关闭笼门，操作员通过放电杆将78763Ⅴ高压直流电靠近笼子，当放电杆尖端距笼体很近时，出现放电火花。放电杆靠近但未放电前关于法拉第笼，下列说法正确的是（）A．笼子外表面电荷均匀分布B．若将高压放电杆放在笼子里面，笼子外面的人也是安全的C．笼子里面的人是安全的是因为感应电荷在笼子内部形成的场强处处为0D．上述情景下，将某一带电物体放在笼子外的电势能大于放在笼子内的电势能7．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab=20cm，bc=10cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流为4A，若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流为（）A．0.5A B．1A C．2A D．4A8．小明设计了一种酒精测试仪的电路，其电路如图甲所示，电源电动势恒定，内阻忽略不计，定值电阻R=20Ω，Q为气敏元件，其阻值RQA．警察可以根据电流表的示数判定是否酒驾，示数越大，被测气体酒精浓度越大B．电路消耗的总功率越大C．电压表与电流表的示数乘积变小D．电压表示数与电流表示数之比变大9．计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变电容器。当连接电源不断电，按下某个键时，与之相连的电子线路就给出该键相应的信号，当按下该键时，电容器的（）A．电容变小 B．极板间的电压变小C．极板的电量不变 D．极板间的场强变大10．如图所示，MN是点电荷电场中的一条直线，a、b是直线上的两点，已知直线上a点的场强最大，大小为E，b点场强大小为0.25E，a、b间的距离为L，静电力常量为k，则场源电荷的电荷量为（）A．3EL23k B．EL2二、多选题11．在匀强电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下运动，途中经过M、N两点，不计粒子重力，则（）A．粒子在匀强电场中一定做匀变速运动B．若粒子在电场中做曲线运动，粒子的最小动能可能为零C．运动过程中，粒子的速度大小可能先减小后增大D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行12．如图所示，真空中固定两个等量同种正点电荷A、B，其连线中点为O。在A、B所形成的电场中，以O点为圆心、半径为R的圆面垂直AB，以O为几何中心、边长为2R的正方形abcd平面垂直圆面且与AB共面，两平面边线交点分别为e、f，g为圆面边缘上一点。下列说法中正确的是（）A．e、f、g三点电场强度均相同B．e、f、g三点电势均相同C．将一正试探电荷沿线段eOf从e移动到f过程中试探电荷受到的电场力可能先减小后增大D．将一负试探电荷沿ab边从a移动到b过程中试探电荷的电势能先减小后增大13．如图，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，圆轨道半径为R，AB为圆水平直径的两个端点，AC为14A．小球到达C点的速度可能为零B．小球在AC部分对圆弧轨道的压力大小可能不变C．若小球能从B点离开，上升的高度一定小于HD．若小球只要能过C点，就一定能过B点14．在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势A．q1和qB．x1C．负电荷从x1移到xD．负电荷从x1移到x15．如图所示，a、b、c、d为匀强电场中的等势面，一个质量为m，电荷量的大小为q，电性未知的带电粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两个点。已知该粒子在A点的速度大小为v1，在B点的速度大小为v2，且方向与等势面平行，A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为A．等势面d的电势一定比等势面b的电势高B．粒子的速度v1一定大于C．粒子从A点运动到B点所用的时间为LD．匀强电场的电场强度大小为m(三、实验题16．某同学用伏安法测量导体的电阻率，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表。采用分压电路接线，待测电阻丝Rx阻值约为5Ω（1）图甲是未完成的实物连线图，图中a为待测导体右端接线柱，b为电流表正极接线柱，c为滑动变阻器左上端接线柱，d为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接（填“a”或“b”）。导线②应连接（填“c”或“d”）；（2）该同学采用图甲所示电路测量电阻丝的阻值比真实值偏（填“大”或“小”）。根据测量数据得到的伏安特性曲线如图乙所示，图中MN段向上弯曲的主要原因是下面（填“A”或“B”）；A．随着电阻丝中的电流增大，温度升高，电阻率增大，电阻增大B．随着电阻丝中的电流增大，温度升高，电阻率减小，电阻减小（3）某次用螺旋测微器测金属丝直径d，用游标卡尺测金属丝的长度l，电压表和电流表的示数分别为U、I，写出该金属丝的电阻率的表达式（用U、I、d、l表示）。17．太空探测器在探索宇宙过程中，由太阳能电池板给它提供能源。为了研究太阳能电池板的电动势和内阻，某中学生找来一块玩具小车上的太阳能电池板，如图甲所示，该同学用伏安法测量有光照射它时（作为电源），其路端电压与总电流的关系图像如图乙所示。（1）分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势约为V，其内阻随输出电流的增大而（填“增大”“不变”或“减小”）。（2）若把该电池板与阻值为1.5Ω的定值电阻连接构成一个闭合电路，在该光照条件下，该定值电阻的功率是四、解答题18．如图所示，在一光滑绝缘的水平面上有A、B、C三点，同时存在一与A、B、C三点共面的匀强电场，其中AB=5m，AC=8m，∠BAC=37°，一带电小球从A点以一定的初动能出发运动到B点时，小球动能增加量为ΔEk=4×10−8J，若改变小球初速度的方向，小球能运动到C点，此过程中小球电势能的增加量为0，已知小球带负电，电荷量大小为（1）AB和AC两点间电势差分别为多少？（2）匀强电场的电场强度大小？19．如图为用直流电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为4Ω，电源的电动势为90V，重物的质量为50kg，不计各处的摩擦。当电动机以v=0.5m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为5A。（g取10m/s（1）求电源的内阻r；（2）若电动机工作时突然卡住了，不能转动，求电源此时的输出功率。20．如图所示，在A点固定一电荷量为Q的正电荷，在离A高度为H的竖直上方C处由静止释放一质量为m的带电小球，开始运动的瞬间加速度大小为3g（g为重力加速度）方向向上。已知静电力常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。求：（1）带电小球的电荷量q及其电性；（2）带电小球速度最大时离A点的距离h；（3）若已知在正点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成φ=kQr，其中r为该点到Q的距离（选无限远的电势为零）。求小球与A点的最大距离21．如图甲所示极板A、B间电压为U0=mL28qt（1）粒子穿过C、D板间的时间t；（2）粒子均能从C、D两板间飞出时，k值满足的条件；（3）当k取第（2）中的最大值时，粒子打在荧光屏上区域的长度。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A．电场中电势越高的地方，正电荷在那一点具有的电势能越大，负电荷在那一点具有的电势能越小，A不符合题意；B．常见充电宝标有5000mA⋅h或10000mA⋅h等，此物理量越大，则充电宝存储电荷量越大，但放电电流跟容量无必然关系，不一定越大，B不符合题意；C．I=nqvs电流的微观表达式中的v指的是自由电荷定向移动的速率，C符合题意；D．公式R=U故答案为：C。

【分析】沿着电场线电势逐渐降低，结合电流的微观表达式得出v的意义，结合欧姆定律得出电阻与电压和电流的关系。2．【答案】A【解析】【解答】元电荷为e=1.6×物体的带电量一定是元电荷的整数倍，选项中的数据，只有4.8×10−19C故答案为：A。

【分析】物体的带电量一定是元电荷的整数倍。3．【答案】B【解析】【解答】A．E=FB．a=FC．C=QD．电场中某点的电势的大小是由电场本身和零电势点的选取决定的，与电荷在该点的电势能和电荷量无关，φ=E故答案为：B。

【分析】E=Fq，φ=E4．【答案】D【解析】【解答】A．当外电路为有电动机的非纯电阻电路时，外电路的总电阻R≠UB．电动势的大小等于在电源内部非静电力把单位正电荷从负极送到正极所做的功，B不符合题意；C．以外电路为纯电阻电路为例，由电源输出功率随外电阻的变化关系图可知，电源的外电阻越大，输出功率不一定越大，电源的效率为η=故外电阻越大，电源的效率越高，C不符合题意；D．在闭合电路中，非静电力所做的功等于其他形式的能转化为内外电路中电能的总和，因此若外电路为纯电阻电路，且外电阻为R时，有I=因此闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现，D符合题意。故答案为：D。

【分析】欧姆定律应用于纯电阻电路，电动势的大小等于在电源内部非静电力把单位正电荷从负极送到正极所做的功，结合电源的总功率和电源的输出功率的关系得出电源的效率，结合闭合电路欧姆定律进行分析判断。5．【答案】A【解析】【解答】A．电场强度和电势没有必然的联系，场强为零处，电势不一定为零；电势为零处，场强不一定为零，A符合题意；B．电场线一定与等势面可以垂直，B不符合题意；C．如果正电荷的初速度与电场方向相反，则也有可能从低电势向高电势运动，C不符合题意；D．只有当电场线是直线时，初速度为零的正电荷在电场力作用下一定沿电场线运动，D不符合题意。故答案为：A。

【分析】电场强度和电势没有必然的联系，电场线一定与等势面可以垂直，当电场线是直线时，正电荷在电场力作用下一定沿电场线运动。6．【答案】B【解析】【解答】A．笼子处于静电平衡状态，笼子的感应电荷分布在笼子的外表面，电荷分布是不均匀的，A不符合题意；B．若将高压放电杆放在笼子里面，笼子处于静电平衡状态，笼子外面的人也是安全的，B符合题意；C．笼子处于静电平衡状态，即感应电荷产生的电场与静电感应的高压静电场的合场强为零，感应电荷在笼子内部产生的电场强度不为零，C不符合题意；D．由于不知道某一带电物体的电性，无法判断带电物体放在笼子外的电势能与放在笼子内的电势能的大小，D不符合题意。故答案为：B。

【分析】静电平衡状态的笼子感应电荷分布在笼子的外表面，感应电荷产生的电场与静电感应的高压静电场的合场强为零。7．【答案】B【解析】【解答】根据电阻定律R=ρ得RR可得R根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比，故两次电流之比为1：4，故将AB接入电路时，电流为1A，B符合题意，ACD不符合题意。故答案为：B。

【分析】根据电阻定律得出AB段和CD段电阻的表达式，从而得出两电阻之比，利用欧姆定律得出电流。8．【答案】C【解析】【解答】AB．定值电阻与气敏元件串联，电压表测定值电阻的电压，当人呼出的酒精气体浓度越大，气敏电阻越大，测试仪中电流表的示数越小，由欧姆定律，电路的电流变小，根据P=UI知电路消耗的总功率越小，AB不符合题意；C．气敏电阻的阻值变大，则定值的电阻的分压变小，电路的电流变小，故电压表与电流表的示数乘积变小，C符合题意；D．由欧姆定律，电压表示数与电流表示数之比即定值电阻大小，比值不变，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】根据串联电路的特点以及欧姆定律和电功率的表达式得出电路消耗功率的变化情况，结合欧姆定律得出电压表的示数和电流表的示数比值的变化情况。9．【答案】D【解析】【解答】A．当按下该键时，两金属片间距离减小，由C=可知，电容C变大，A不符合题意；B．由于连接电源不断电，极板间的电压不变，B不符合题意；C．由Q=CU可知，极板的电量变大，C不符合题意；D．由E=可知，极板间的场强变大，D符合题意。故答案为：D。

【分析】根据电容器的定义式得出两金属板间距减小时电容的变化情况，结合电容的定义式得出极板电荷量的变化情况。利用匀强电场电场强度的表达式得出两极板场强的变化情况。10．【答案】B【解析】【解答】设电场电荷的电荷量为Q，因为直线上a点的场强最大，所以a点与场源电荷连线与直线MN垂直，a点到场源电荷的距离为L0，则有点电荷场强公式得b点的电场强度大小为E联立解得Q=B符合题意，ACD不符合题意。故答案为：B。

【分析】根据点电荷周围电场强度的表达式得出场源电荷的电荷量。11．【答案】A,C【解析】【解答】A．在匀强电场中，粒子所受电场力为恒力，所以一定做匀变速运动，A符合题意；B．若粒子在电场中做曲线运动，电场力只能使粒子沿电场线方向的速度分量减小至零，而无法使垂直于电场线方向的速度分量减小至零，所以粒子的最小动能不可能为零，B不符合题意；C．若粒子在电场中做类斜抛运动，则粒子的速度大小可能先减小后增大，C符合题意；D．粒子在N点所受电场力的方向一定与电场线在该点的切线平行，并指向轨迹的凹侧，D不符合题意。故答案为：AC。

【分析】匀强电场中所受电场力为恒力，粒子做匀速直线运动，若粒子在电场中做曲线运动，从得出粒子的最小动能，若粒子做类斜抛运动，从而得出粒子速度的变化情况。12．【答案】B,C,D【解析】【解答】A．由等量同种电荷的电场分布可知，圆面边缘上各点，电场强度大小相同，但方向不同，A不符合题意；B．由等量同种电荷的电场分布的对称性可知以O点为圆心、半径为R的圆上各点为一等势面，电势都相等，B符合题意；C．由等量同种电荷的电场分布可知在eOf线上，O点场强为零，e、f两点电场强度不为零，则将一正试探电荷沿线段eOf移动过程中电荷受到的电场力可能先减小后增大，C符合题意；D．将一负试探电荷沿线段ab移动过程中静电力先做正功，再做负功，则电势能先减小，后增大，D符合题意。故答案为：BCD。

【分析】利用等量异种点电荷的电场线分布可以比较电场强度和电势的高低；利用电场强度的大小可以比较电场力的大小；利用电势结合电性可以判别电势能的大小变化。13．【答案】B,D【解析】【解答】B．若小球带负电，且满足qE=mg小球进入圆弧轨道后做匀速圆周运动，轨道支持力作为向心力，大小保持不变，故小球在AC部分对圆弧轨道的压力大小可能不变，B符合题意；A．若小球带负电，且满足qE>mg小球要能够到达等效“最高点”C，在C点应满足qE−mg=m显然到达C点的速度不为零，若小球带正电，进入圆轨道后做加速圆周运动，到达C点的速度不为零，综上所述，可知小球到达C点的速度不可能为零，A不符合题意；C．若小球能从B点离开，设小球从B点离开上升的高度为h，对小球整个运动过程，当小球带负电时，由动能定理得mg(H-h)-qER=0解得h=H-qERmg当小球带正电时，由动能定理得mg(H-h)+qER=0解得h=H+qERmgC不符合题意；D．当小球带负电时，若满足qE=mg小球做匀速圆周运动，一定能过B点，若满足qE>mg小球只要能过等效“最高点”C，就一定能过B点，当小球带正电时，结合C解析可知，一定能过B点，D符合题意。故答案为：BD。

【分析】根据共点力平衡以及合力提供向心力得出小球在AC部分对圆弧轨道的压力的变化情况，若小球能从B点离开，根据动能定理判断小球能否过B点。14．【答案】A,B,D【解析】【解答】A．由图可知：无穷远处电势为零，有电势为正的地方，故存在正电荷，又有电势为负的地方，故也存在负电荷，所以q1和qB．图中曲线斜率大小等于电场强度，x1处的斜率不为零，故xC．负电荷从x1移到xD．负电荷从x1移到x故答案为：ABD。

【分析】根据电势的正负得出两电荷的电性，电势与x的曲线斜率大小等于电场强度，结合电势能的表达式进行分析判断。15．【答案】B,C,D【解析】【解答】A．做曲线运动的物体受到的合力指向轨迹凹侧，故带电粒子受到的电场力垂直等势面，竖直向上，由于粒子电性未知，故场强方向无法确定，等势面电势高低无法确定，A不符合题意；B．从A到B过程，电场力做负功，动能减小，故粒子的速度v1一定大于vC．粒子在水平方向做匀速直线运动，从A点运动到B点所用的时间为t=C符合题意；D．从A到B过程，据动能定理可得−qE⋅L解得匀强电场的电场强度大小为E=D符合题意。故答案为：BCD。

【分析】做曲线运动的物体受到的合力指向轨迹凹侧，沿着电场线电势逐渐降低，根据功能关系得出粒子速度的大小关系，从A到B过程，根据动能定理得出匀强电场电场强度的表达式。16．【答案】（1）a；d（2）小；A（3）πU【解析】【解答】（1）由题意可知，待测电阻丝阻值较小，应采用电流表外接法，导线①应连接a端；滑动变阻器采用分压式接法，导线②应连接d端；（2）图甲所示电路采用电流表外接法，电压表读数准确，电流表读数大于流过待测电阻丝的真实电流，由欧姆定律可知，测量电阻丝的阻值比真实值偏小；根据测量数据得到的伏安特性曲线如图乙所示，图中MN段向上弯曲的主要原因是随着电阻丝中的电流增大，温度升高，电阻率增大，电阻增大；故答案为：A。（3）由电阻定律可得R=ρ其中R=UI联立解得该金属丝的电阻率表达式为ρ=【分析】（1）根据导体电阻的大小得出电流表的接法以及滑动变阻器的连接方式；

（2）根据电路的分析以及欧姆定律得出电阻丝阻值的测量值和真实值的大小关系；

（3）根据电阻定律以及欧姆定律得出该金属丝的电阻率。17．【答案】（1）2.80；增大（2）2.97【解析】【解答】（1）当总电流为零时，即电源开路时两端的电压等于电源电动势，由乙图可知，该电池板作为电源时的电动势约为2.80V。由闭合电路欧姆定律可得U=E−Ir乙图像的斜率表示电源内阻，可知其内阻随输出电流的增大而增大。（2）若把该电池板与阻值为1.两图线的交点坐标即电阻两端的实际电压、电流，由图可得U1=2故该定值电阻的实际功率为P

【分析】（1）利用其电流等于0时的路端电压可以求出电动势的大小；利用其图像斜率可以判别其内阻的大小变化；

（2）画出定值电阻其伏安特性曲线，利用两线的交点可以求出电阻实际工作的电流和电压，结合电功率的表达式可以求出定值电阻的功率大小。18．【答案】（1）解：由A到B过程由动能定理可得q解得U由A到C小球电势能的增加量为0，可知A、C在同一等势面上，有U（2）解：AC为等势线，过B点作AC垂线，该垂线段与电场线平行，可得垂线段长为d=AB⋅匀强电场的场强大小为