20241114蜀光中学高2023级高二上期半期考试(教师版) 修订1

蜀光中学高2023级高二上期半期考试物理试题考试时间：75分钟；1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分。2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;第Ⅱ卷请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。第I卷(选择题)一、单选题(本题共7小题，每小题4分，共28分)1．下列说法正确的是()A．点电荷是带电荷量很小的带电体B．电阻是导体本身的一种属性，与导体两端的电压和通过导体的电流无关C．由于电场是客观存在的物质，所以电场线也是客观存在的D．带电体的绝缘性能越好，越容易失去电荷【解析】A．在研究带电体相互作用时，当带电体的形状大小以及电荷分布情况可以忽略不计时，可以看成点电荷，点电荷不是带电量很小的带电体。故A错误；B．电阻是导体本身的一种属性，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，故B正确；C．电场是客观存在的物质，但电场线是为了方便研究电场而引入的物理模型，并不是客观存在的，故C错误；D．带电体的绝缘性能越好，电荷越容积累，故D错误。故选B。2．下列关于电动势和电流的说法正确的是()A．电流可以从由电源负极流向电源正极B．电源的电动势是由内外电压决定的C．电源短路时，路端电压为零，电路电流也为零D．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多【详解】A．在电源的外部，电流方向总是从电源正极流向电源负极；在电源的内部，电流方向总是从电源负极流向电源正极，A错误；B．电动势与外电路的结构无关，与内电压和外电压无关，B错误；C．电源短路时，路端电压为零，电路中的电流较大，不为零，C错误；D．根据W=EIt可知，电源的电动势越大，电源所能提供的电能不一定就越多，还和时间及电流有关，D错误。故选B。【答案】A3．两个完全相同的带电金属小球，相距为R(R远大于小球半径)，其中一个球的电荷量是另一个的5倍，它们间的吸引力大小是F，现将两球接触后再把它们固定在距离为2R处，它们间库仑力的大小是()A．9F5 B．9F20 C．F4【解析】由于这两个带电金属小球相互吸引，所以带异种电荷，设这两个金属小球所带电荷量分别为+5q和-q，根据库仑定律，有：F=k5q⋅qR2=5kq2R2。两小球接触后再分开，电荷量先中和再平分，所带电荷量都为+2q，将两球固定在距离为2R处，它们之间的库仑力设为4．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab=10cm，bc=5cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流为2A，若将A与B接入电压恒为2U的电路中，则电流为(A．0.5A B．1A C．2A D．4A【解析】根据电阻定律：R=ρLS，得：RAB=ρLabSbc，RCD=ρLcdS5．如图所示，在两个点电荷q1、q2形成的电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下，以一定的初速度从A点运动至B点，运动轨迹如图中实线所示，虚线为电场线。下列说法正确的是(A．该粒子带正电B．q1的电量大于qC．A点的场强大于B点的场强D．该粒子从A到B动能先减小后增大【解析】A．根据电场线方向可知q1带正电，粒子运动受到的力指向轨迹凹侧，可知粒子带负电，故A错误；BC．根据电场线疏密可知q1附近电场较大，则q1的电量大于q2的电量，A点的场强小于B点的场强，故B正确，C错误；D．粒子运动的速度沿轨迹切线方向，粒子从A到B时，电场力先做正功，再做负功，则动能先增大后减小，故6．如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A，B，C三点，已知xC-xB=xB-xAA．A点电势高于B点电势B．A点的电场强度小于B点的电场强度C．A、B两点电势差的绝对值UAB大于B、C两点电势差的绝对值D．电子经过A点的速率大于经过B点的速率【解析】AD．一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，由图知电势能一直减小，则电子从A到B电场力做正功，电势升高，根据动能定理，动能增加，速度增大，A点电势低于B点电势，故AD错误。B．根据Ep=qEx，可知图象的斜率大小体现电场强度的强弱，因此从A到B,电场强度减小，A点的电场强度大于B点的电场强度，故B错误。C．由图可知，电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，根据W=qU可知A、B两点电势差UAB大于B、C两点电势差UBC，故C正确。故选7．如图所示，两块水平放置的平行金属板M、N，下极板N接地。现将其与理想二极管串联，与静电计并联，初始电容器所带电量为零。R0为定值电阻，R1和R2为电阻箱，闭合开关S稳定后，一带电油滴恰好静止于两板间的P点，则下列说法正确的是A．断开开关S，M板稍微上移，静电计指针偏角变小B．断开开关S，N板稍微下移，带电油滴的电势能增大C．保持开关S闭合，减小R1阻值，带电油滴D．保持开关S闭合，增大R2【解析】A．断开开关S，电量保持不变，根据电容决定式：C=εrS4πkdM板稍微上移，d变大，电容减小，根据电容定义式：C=QUB．根据电容决定式：C=εrS4πkd，电容定义式：C=断开开关S，电量保持不变，所以板间场强不变；P与下极板间电势差为：U=E可知P与下极板间电势差变大，而N板的电势始终为零，所以P点电势降低，且为负值。由图可知N板为正极板，液滴处于静止状态，根据平衡条件可知液滴带正电；根据：E可知N板稍微下移，带电油滴的电势能降低，故B错误；C．保持开关S闭合，电容器两板间电压等于电阻R0两端的电压，当减小R1的阻值，R0两端的电压增加，电容器两板间电压升高，根据：Q=CU。可知电容器将会充电，因为二极管单向导电性，电容器的电量可以增加，所以电压升高，板间场强为：E=Ud。由此可知板间场强变大，所以液滴向上运动，故D．保持开关S闭合，电容器两板间电压等于电阻R0两端的电压，当增大R2的阻值，电容器两板间电压与R2的阻值无关，根据：C=QU。可知平行板电容器的带电荷量保持不变，故D错误。故选二、多选题(本题共3小题，每小题5分，共15分。漏选得3分；错选不得分)8．如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止。现撤去F，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中()A．小球的机械能增加W1＋12mvB．小球的重力势能增加－W1C．小球的电势能减少W2D．小球和弹簧组成的系统机械能守恒【解析】A．从撤去F到小球离开弹簧，设除重力以外其他力做功为W'：W'+W1=12mB．重力势能增加量等于物体克服重力做的功，故小球的重力势能增加－W1，故B正确；C．小球的电势能减少量等于电场力做的功，故小球的电势能减少W2，故C正确；D．从撤去F到小球离开弹簧，由电场力对系统做正功，故该系统的机械能不守恒，故D错误。故选BC。9．某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零．实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是:A．R3短路 B．RP短路C．R3断开 D．R2断开【解析】若R3短路则电压表V2示数为零，若R3断开则V2测R2两端电压，V1测滑动变阻器和R2串联总电压，两表示数不同；若Rp短路，两表都测R2电压，电压表示数相同，R10．在匀强电场中有一个正六边形区域abcdhf，电场线与六边形所在平面平行，如图所示。已知a、b、h三点的电势分别为7V、11V、－5V，带电荷量为e的粒子(重力不计)以16eV的初动能从b点沿不同方向射入abcdhf区域，当粒子沿bd方向射入时恰能经过c点，下列判断正确的是()A．粒子带负电B．粒子可以经过正六边形各顶点射出该区域C．粒子经过f点时动能为4eVD．粒子沿bd方向发射后的最小动能为4eV【解析】如下图所示，连接bh，fd，ah，过b点作bh的垂线交于与ah的延长线交于m点。A．由几何关系易得，α=30∘，β=60∘，∠bah=90因为φa=7V，φb故有：Uah=12V，因为mh=2mb=4ma，则：U故有：φ则mb为等势线，因为∠mbh=90∘，故电场线方向为由m点指向h点。当粒子沿bd方向射入时恰能经过c点，可知粒子向下偏转，则粒子带负电，故B．当该粒子沿bh方向运动时，恰不能从h点处射出，故B错误；C．由几何知识得bn=34bh且n点与粒子沿bd方向入射能够到达c点，合力指向轨迹的凹侧可知粒子应该带负电，从b点运动到f点，由动能定理得：E解得，粒子经过f点时动能为Ekf=4eV，故D．当粒子沿bd方向射入该区域后，将做匀变速曲线运动。沿垂直于电场方向的速度大小为：vx=2Ekm故选ACD。第II卷(非选择题)实验题(本题共2小题，每空2分，共16分)11．图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E、E'是电池；R1、R2、R5、R6是固定电阻，R3、R4是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。该多用电表有6个挡位：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×10Ω挡和×100(1)图中当中S调到时电流表量程较大(在1、2、3、4、5、6中选填)。(2)关于R3、R4的使用，下列说法正确的是(填正确答案标号)。A．在使用多用电表之前，调整R3、R4使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R3或R4使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C．使用电流挡时，调整R3、R4使用电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据给出的条件可得R1=Ω。(4)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。若此时B端是与“2”相连的，则多用电表读数为mA。【解析】(1)[1]当S调到1时，表头与R2串联后再与R1并联，改装成电流表，当S调到2时，R1与R2串联后再与表头并联，改装成电流表，即当S调到[2]S调到1时，改装电流表的量程：I1S调到2时，改装电流表的量程：I2可知，S调到1时电流表量程较大；[3]由电源正负极可知，电路中电流从表笔A进入，从表笔B流出，结合“红进黑出”规律可知，图中A是红表笔。(2)A．在使用多用电表之前，需要进行机械调零，即调整机械调零旋钮，使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，故A错误；B．使用欧姆挡时，需要进行欧姆调零，即先将两表笔短接，调整R3或R4使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，故B正确；C．结合上述可知，当S调到1、2时，使用的才是电流挡，此时R3、R4不起作用，故C错误。故选B。(3)[1][2]结合上述，S调到1时电流表量程较大，即S调到1时，量程为1mA挡，S调到2时，量程为2.5mA挡，根据：I1=解得：R1+R2=160Ω，R1=64Ω(4)时B端是与“2”相连，改装成1mA的电流表，根据电流表的读数规律，该读数为0.70mA。【答案】(1)1；(2)B；(3)64；(4)0.70mA12．某同学想要研究某元件Rx的特性，描绘出U-I待测元件Rx(额定电压6V，额定电流0.5A)电压表V(量程3V，内阻为3kΩ)电流表A1(量程3.0A，内阻为0.05Ω)；电流表A2(量程200mA，内阻为0.5Ω)；定值电阻R0(5000Ω)定值电阻R1(0.25Ω)滑动变阻器R2(阻值0~10.0Ω滑动变阻器R3(阻值0～1000.0Ω)电源E(电动势6V，内阻不计)；开关S；导线若干，(1)为了更精确地测量电流，电流表选(选填“A1”或“A2(2)实验中应将电压表V与定值电阻R0串联改装为量程为V的电压表(3)设计电路，在虚线框中画出电路图。测得该元件的U-I图如下。现将两个与Rx同型号的元件串联，再与一个阻值为4.5Ω的定值电阻串联后，接在一电动势为5V、内阻0.5Ω的电源两端，则两个元件Rx消耗的总功率为W(结果保留两位有效数字【解析】(1)[1]为了描绘0~6V范围内的U-I曲线，电压要从零开始测量，滑动变阻器采用分压式接法，故滑动变阻器选择阻值较小的R1；A1表的量程太大，所以需要选A2进行改装。(2)为了扩大量程，电压表V应该与定值电阻R0串联，改装后的电压表量程为：U=(3)电路图如右。(4)由题可得电路如图所示，根据闭合电路欧姆定律可知：E=2U+I整理可得：U=-2.5I+2.5作出闭合电路的U-I图像如图所示，由图像可知交点为0.28A,1.7V，则两个电阻的总功率【答案】(1)A2、(2)8；(3)如图；(3)0.90四、解答题(本题共3小题，共41分)13．(10分)如图所示，带正电的小球1用绝缘细线a悬挂在水平墙壁上，带负电的小球2用绝缘细线b悬挂在竖直墙壁上。当两小球处于静止状态时，细线b水平，细线a与竖直方向的夹角为37∘，小球1、2间的距离d=2m，已知小球1、2的质量分别为m1=4.2kg,m2=5.4kg(1)细线b上的弹力大小F；(2)小球2所带的电量大小q2【解析】(1)对a、b整体分析，由平衡条件有：F=m1+m(2)对b分析，有：F库=F2由库仑定律有：F库=kq1得：q2=2×10-414．(12分)某直流电动起重机装置如图所示。已知电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电阻R=3Ω，当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能将重物提升，且转轴与绳间不打滑，此时理想电压表的示数为5V；当重物质量m=0.1kg时，闭合开关S，电动机最后以稳定速度匀速提升重物，此时电动机消耗功率最大(不计摩擦，g(1)电动机的内阻RM(2)重物匀速上升时流过电动机的电流大小IM及电机的功率(3)重物匀速上升的速度大小v。【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律，可知：E=Ir+U1……(2解得：I=1此时电动机不转动，根据欧姆定律：RM=U1(2)根据能量关系：PM=EI-I2当：IM=34A电动机取极大功率：PM=94(3)对电动机根据功率关系：PM=IM解得：v=98m/15．(19分)如图甲所示，在坐标系xOy中，α射线管由平行于x轴的金属板A、B和平行于金属板的细管C组成。细管C到两金属板距离相等，右侧的开口在y轴上。放射源P在A板左端，可以沿特定方向发射某一初速度的α粒子。若金属板长为L、间距为d，当A、B