2024年北京育英学校高二（上）期中物理试题及答案

2024北京育英学校高二（上）期中物理班级：______姓名：______一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。1.如图所示，设想在真空环境中将带电导体球靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成左右两部分，这两部分所带电荷量分别为左、右；若沿虚线2将导体分成左右两部分，这两部分所带电荷量分别为QQ左、右。下列推断正确的是（）左+QA.可能为负右B.虚线2的左侧带负电，右侧带正电C.导体内虚线1上各点的场强等于虚线2上各点的场强D.导体内虚线1上各点的电势小于虚线2上各点的电势2.图中实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B两点处电场强度大小分别为EA、E，电势分别为φ、φ。下列说法正确的是（）BABA.该电场可能是正点电荷产生的B.同一点电荷放在A点受到的静电力比放在B点时受到的静电力大C.一点电荷在A点的电势能小于B点D.正电荷在A点由静止释放，将始终沿A点所在的那条电场线运动3.我校正在使用的电器有电灯、空调、教学一体机等，小明从总电能表中测得在时间t内消耗的电能为W。设学校供电电压为U，总电流为I，上述电器的并联总电阻为R，总功率为P。下列关系式正确的是（）U2UR=B.W＝I2Rt=D.I=A.PC.R4.人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例，下列说法中不正确的是（）A.脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻不同来判断人体脂肪所占的比例B.脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例C.激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确D.人在沐浴之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确5.用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素.如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P、P、P等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大123小。这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示。则以下对该实验现象的判断正确的是（）A.保持Q、q不变，增大d，则θ变大，说明F与d有关B.保持Q、q不变，减小，则θ变大，说明F与d成反比C.保持Q、d不变，减小，则θ变小，说明F与q有关D.保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F与Q成正比6.汽车蓄电池供电的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，启动系统的电动机工作，车灯亮度会有明显变化；当汽车启动之后，开关S断开，启动系统的电动机停止工作，车灯亮度恢复正常。则汽车启动时（）A.电源的效率减小B.电源的效率增大C.电动机的输出功率等于电源输出功率减去两灯的功率D.车灯一定变亮7.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻1、的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻RR、12RR1R、可以同时接入电路，也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大，可采用的接法2组成电路。2是（）A.将1单独接到电源两端RB.将单独接到电源两端2C.将1、串联后接到电源两端R2D.将1、并联后接到电源两端R28.如图是演示电容充电的电路图，图中C是平行板电容器，R是可变电阻。S接通后，电容器的上下两极板带有等量电荷，两极板间产生匀强电场。调节可变电阻R使其阻值分别为R和R,对电容器进行充电abC表示该电容器的电容，U表示电容器两极板的电势差，Q表示电容器带电量，EP表示电容器所存储的电能，I表示电容器充电过程中流经电阻的电流，t表示充电时间，若已知电源的电动势保持不变，其内阻忽略不计，R<R,。以下描绘ab两个充电过程的图像，合理的是abA.B.C.D.9.P、Q是两个由同种材料制成的底面积均为正方形的柱状型导体板，导体P的底面积大于导体Q的底面积，现将两导体按如图所示串联接到电源上，下列说法中正确的是（）A.若P、Q的体积相同，则P的电阻值等于Q的电阻值B.若P、Q的体积相同，则通过P的电流大于通过Q的电流C.若P、Q的厚度相同，则P两端的电压等于Q两端的电压D.若P、Q的厚度相同，则P的电功率大于Q的电功率10.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是()IlIlmmA.C.B.D.2e2ImISlm2e2二、本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题列出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得3分，漏选得2分，错选不得分。物理学中常用两个物理量的比值定义一个新的物理量，如速度是用位移与时间的比值来定义的。下面四个物理量的表达式属于比值定义式的是（）EpUA.电流I=C.场强E=B.电势=RqUdQUD.电容C=12.小型直流电动机（其线圈内阻为r=1Ω）与规格为“4V4W”的小灯泡并联，再与阻值为R=5Ω的电阻串联，然后接至U=12V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，下列说法正确的是（）A.通过电动机的电流为B.电动机消耗的总功率为2.4WD.电动机的效率为80%C.电动机的输出功率为2.04W13.某同学把电流表、电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置，如图所示。两支表笔直接接触时，电流表的读数为5.00mA；两支表笔与300Ω的电阻相连时，电流表的读数为2.00mA。下列选项正确的是（）A.若将电流表表盘刻度改为相应的电阻值，刻度是不均匀的B.用这个装置可以粗测电路中正常发光的小灯泡的阻值C.由题中数据可以求得这个装置的内阻为300ΩD.用这个装置测量600Ω的电阻时，电流表的示数为1.25mA14.某同学利用一块表头和三个定值电阻设计了如图所示的电表，该电表有1、2两个量程。关于该电表，下列说法中正确的是（）A.测电压时，量程1一定大于量程，与R、R、和R的阻值无关123B.测电流时，量程1一定大于量程，与R、R和R的阻值无关123C.测电压时，量程12间的大小关系与R、R和R的阻值有关123D.测电流时，量程12间的大小关系与R、R和R的阻值有关123三、本题共2小题，共18分15.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。（1）用电压表（内阻约为3kΩ）和电流表（内阻约为Ω）测量一个电阻的阻值（约为Ω量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的________________________真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”。（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约20kΩ电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为_____A．将选择开关置于“”位置B．将选择开关置于“OFF”位置C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开D．将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“”16.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。（1）应该选择的实验电路是图中的______（2）现有电流表（0~0.6AA.电压表（0~15V）B.电压表（0~3V）C.滑动变阻器（0~20Ω）D.滑动变阻器（0~100Ω）实验中电压表应选用______，滑动变阻器应选用______（3）某位同学根据记录的数据，做出如图所示的图线，根据所画图线可得，电动势E=______V（结果保r=______Ω（4）这位同学对以上实验进行了误差分析，其中正确的是______。A.实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用B.实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用C.实验测出的电动势小于真实值D.实验测出的内阻大于真实值四、本题包括4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。17.如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度大小E=1.010V/m，A、B两点之间的距离d=0.20m。4（1）求AB两点之间的电势差U；AB=+1.010−8C的试探电荷沿电场线由A点移至B点，求在此过程中静电力对试探电荷所（2）将电荷量做的功W。q（3）场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中，仿照电势的定义，你认为应该怎样定义地球表面附近h处的重力势（取地球表面为零势面，认为地g球表面附近重力加速度18.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引U的加速器加速后，形成细柱形的质子流，细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；已知质子的加速长度为d，加速电场为匀强电场，质子电量为q，质量为m，求：（1）加速电场中质子的加速度大小；（2）质子在加速电场中获得的最大速度v。（3）加速后这束质子流内单位体积的质子数n。19.某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为，重力加速度为g，不计一切摩擦和其他阻力。（1）计算电压表的最大示数；（2）计算该电子秤能测量的最大质量；（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式。20.一段长为l、电阻率为ρ、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。（1）当该导线通有恒定的电流I时，经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为k。请根据以上的描述构建物理模型，推导出比例系数k的表达式。（2）将上述导线弯成一个闭合圆线圈，若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动，线圈中不会有电流通过，若线圈转动的线速度大小发生变化，线圈中会有电流通过，这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现，被称为斯泰瓦—托尔曼效应。这一现象可解释为：当线圈转动的线速度大小均匀变化时，由于惯性，自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动。取线圈为参照物，金属离子相对静止，由于惯性影响，可认为线圈中的自由电子受到一个大小不变、方向始终沿线圈切线方向的力，该力的作用相当于非静电力的作用。已知某次此线圈匀加速转动过程中，该切线方向的力的大小恒为F。根据上述模型回答下列问题：①求一个电子沿线圈运动一圈，该切线方向的力F做功的大小；②推导该圆线圈中的电流I的表达式。参考答案一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。1.【答案】C【详解】A.．因导体所带电量的总和为零，则左+右一定为零，故A错误；B．根据感应起电“近异远同”，可知虚线2的左侧带正电，右侧带负电，故B错误；C．达到静电平衡时，导体内部各处场强均为零，则导体内虚线1上各点的场强等于虚线2上各点的场强，故C正确；D．达到静电平衡时，导体是等势体，则导体内虚线1上各点的电势等于虚线2上各点的电势，故D错误。故选C。2.【答案】B【详解】A．由于点电荷的电场线为直线，所以该电场不可能是正点电荷产生的，故A错误；B．由图可知，A点电场线较B点密，所以同一点电荷放在A点受到的静电力比放在B点时受到的静电力大，故B正确；C．由于沿电场线方向电势降低，所以A点电势低于B点电势，所以正点电荷在A点的电势能小于B点，而负点电荷在A点的电势能大于B点，故C错误；D．正电荷在A点由静止释放，沿电场线的切线方向运动，所以不会将始终沿A点所在的那条电场线运动，故D错误。故选B。3.【答案】CU2UR=I=【详解】AD．空调、教学一体机不是纯电阻电路，PB．由于空调、教学一体机不是纯电阻电路，WI，不适用，AD错误；R2，电功大于电热，B错误；C．公式故选C。=适用于任意电路，C正确。4.【答案】B【详解】AB．利用脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算体脂肪率，B错误A正确；CD．激烈运动之后，人在沐浴之后，人体内含水量发生变化，人体脂肪所占比例发生变化，即人体的电阻大小变化，所以测量数据会不准确，CD正确。故选B。5.【答案】C【详解】AB．保持Q、q不变，根据库仑定律公式F=kr2增大d，库仑力变小，则θ变小，减小d，库仑力变大，则θ变大.F与d的二次方成反比，故AB错误；C．保持Q、d不变，减小q，则库仑力变小，θ变小，知F与q有关，故C正确；D．保持q、d不变，减小Q，则库仑力变小，θ变小，根据库仑定律公式F=kr2知F与两电荷的乘积成正比，故D错误。故选C。6.【答案】A【详解】AB．汽车启动，开关S闭合时，相当于再并联一电阻，外电阻减小，总电流变大，电源的效率为EIUERR+rr====1−R+r所以，电源的效率减小，故A正确，B错误；C．由能量关系可知，电动机的输入功率等于电源输出功率减去两灯的功率；电动机的输出功率为电动机的输入功率减去电动机的热功率，故C错误；D．汽车启动时，电路中总电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压减小，则车灯一定变暗，故D错误。故选A。7.【答案】D【详解】根据闭合电路欧姆定律可得U=E−Ir根据图中电源的路端电压与电流的关系图线可知，电源电动势和内阻分别为84E=8V，r==63设外电阻为R时，电源的输出功率为ER+rE2出=I2R=()2R=r2R++2rR由于基本不等式可知，当外电阻Rr时，电源的输出功率最大；由电阻的伏安特性曲线可得=842R==4R==，122R1R串联后的阻值为2、R=R+R=串12R1R并联后的阻值为2、1R1+224R=并==r3R1R并联后接到电源两端时，电源输出功率最大。2可知将、故选D。8.【答案】B【详解】A．电容器的电容是由电容器本身决定的，与两板电压无关，选项Ａ错误；B．电路中连接的电阻越大，则开始放电时的放电电流越小，由于电容器带电量一定，则放电时间变长，因为R<Ra对应的最大放电电流小，放电时间短，故B正确；abQCC．根据U=应电容器电容C不变，则U-Q图像是斜率相同的直线，选项C错误；D．电容器储存的电能由电容器决定，则两种情况下最终电容器储存的电能是相同的，选项D错误；故选B.9.【答案】CLaR=【详解】A．设电阻的表面边长为，厚度为d，根据可知SaR==add则可知电阻与厚度d有关，与体积无关，由V=Sd可知，如果P、Q两导体的体积相同，则P的厚度小于Q厚度；因此P的电阻大于Q的电阻；故A错误；B．P和Q串联在电路中，由串联电路电流规律可知，通过P的电流等于通过Q的电流，故B错误；C．由A的分析可知，若P、Q的厚度相同，则两电阻阻值相同，由U=可知，P两端的电压等于Q两端的电压，故C正确；D．若P、Q的厚度相同，则两电阻阻值相同，两电阻串联时，通过的电流也相等，由P=IR可知，P的2电功率等于Q的电功率，故D错误。故选C。10.【答案】B【详解】在加速电场中有1eU＝mv22得2v＝m在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量为Δlq＝IΔt＝Iv则电子个数qeIlmn＝＝e2故选B。二、本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题列出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得3分，漏选得2分，错选不得分。【答案】BCDUI=A【详解】A．是电流的决定式，电流与电压成正比，与电阻成反比，该表达式不是比值定义，故R错误；EpB．电势与试探电荷的电荷量没有决定关系，可知，=属于比值定义式，故B正确；qUC．电场强度由场源电荷与电场中所在位置共同决定，与电势差大小没有决定关系，可知，E=属于比d值定义式，故C正确；QUD．电容由电容器自身决定，与电势差、极板所带电荷量没有决定关系，可知，C=属于比值定义式，故D正确。故选BCD。12.【答案】BC【详解】A．灯泡正常发光，则通过灯泡的电流P4IL=L=A=UL4通过电阻R的电流U−UL12−4IR==A=1.6AR5通过电动机的电流I=I−I=0.6ARL故A错误；B．电动机消耗的总功率P=ULI=40.6W=2.4W故B正确；C．电动机线圈内阻的热功率热=I2r=(0.6)=0.36W2电动机的输出功率P=P−P=2.04W出热故C正确；D．电动机的效率P2.042.4p=出100%=100%=85%P故D错误。故选BC。13.【答案】ADR【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，电流I与电阻的关系为xEI=R内+xR内其中E是电池的电动势，RI与电阻之间并不是线性关系，因此如果将电流表的刻度改为相应的电阻值，刻度会是不均匀的，故Ax正确；B能会因为灯泡发热而发生变化，导致测量不准确，故B错误；C．当两支表笔直接接触时，相当于电阻为0，此时电流表的读数为5.00mA。根据闭合电路欧姆定律E=I1R内两支表笔与300Ω的电阻相连时，电流表的读数为2.00mA()E=IR+R2内x以上方程代入数值得R=200内E=，故C错误；D．根据闭合电路欧姆定律和之前求出的内阻600Ω，可以计算出电流E1I==A=内+x200+600故D正确。故选AD。14.【答案】AB【详解】AC．表头与电阻串联构成电压表，而且串联的电阻阻值越大，量程越大，量程1R1、3串联，量程2表头与R1串联，量程1一定大于量程2，A正确，C错误；BD．表头与电阻并联构成电流表，而且并联的电阻阻值越小，分流越多，量程越大，量程1并联的电阻小，量程更大，量程1一定大于量程2，B正确，D错误。故选AB。三、本题共2小题，共18分15.【答案】①.甲.小于③.）[1]测量一个电阻的阻值（约为ΩV3000x5==x5A0.1为了减小误差，电流表应采用外接法，则应该选择的测量电路是图1中的甲；[2]电流表应采用外接法，由于电压表的分流作用使得电流表示数大于通过待测电阻的真实电流，根据欧姆定律UR=I可知测得的电阻值小于真实值。（2）[3]一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约20kΩ电阻的阻值，正确的操作顺序为：将选择开关置于“”位置，然后两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”；将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开，最后选择开关置于“OFF”位置。故选ADCB。16.1）甲2）①.B②.C（3）①.1.49②.0.82（4）AC【小问1因一节干电池的内电阻较小，若应用图乙实验电路，电流表的内阻会对电源内阻的测量产生较大的误差，图甲电压表的分流作用产生的实验误差较小，因此应该选择的实验电路是图1中的甲。【小问2[1]一节干电池的电动势约为1.5V，要求尽量减小实验误差，电压表应选B。[2]为了调节方便，且调节效果明显，应选最大阻值较小的滑动变阻器C。【小问3[1]由闭合电路欧姆定律可得U=E−Ir由题图可知，U轴上的截距为该电源的电动势可知E=1.49V[2]图线的斜率为该电源的内阻，则有U1.49−1.00r===0.82I0.6【小问4实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用，使电流表的电流小于流经电源内阻的电流，使U−I图线下移，使测得的电动势和内阻都小于真实值。故选AC。四、本题包括4小题，共40分。解答应写出必要