天津市2023-2024学年高二物理上学期11月期中质量检测试题含解析

第Ⅰ卷（共二部分；满分40分）一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1.下列说法正确的是（）A.电场强度公式表明，若q减半，则该处电场强度变为原来的2倍B.元电荷是指电子，电量等于电子的电量，体积很小的带电体是指点电荷C.根据电容的定义式可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比D.根据电阻定律可知，同一材料金属导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比【答案】D【解析】【详解】A．电场强度由电场本身决定，与放入其中的试探电荷无关，故A错误；B．元电荷是物体最小的带电量，电子的电量等于元电荷，点电荷是本身大小比相互之间的距离小的多的带电体叫做点电荷，故B错误；C．电容器的电容由电容器本身决定，与其所带电荷量、两极板间的电压无关，故C错误；D．根据电阻的决定式可知，同一材料金属导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，故D正确。故选D。2.如图所示，a、b、c为电场中相邻的三条等差等势线，电子仅在电场力作用下从A点沿实线经B点运动到C点，A、B，C三点的场强大小分别为、、；电势分别为、、；电子在A、B、C三点的电势能分别为、、；动能分别为、、，则（）A.<< B.C. D.<<【答案】A【解析】【详解】A．由电子运动轨迹的弯曲方向，可知电子受电场力方向是左上方，则有电场方向是右下方，如图所示，电子从A点到C点，电场力对电子做负功，电势能增加，则有<<选项A正确；B．沿电场线方向电势降低，则有选项B错误；C．由等差等势线越密，电场线越密，电场强度越大，则有选项C错误；D．电子从A点到C点的运动中，电场力对电子做负功，电势能增加，动能减小，则有>>选项D错误。故选A。3.如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻，灯泡L上标有“6V、6W”字样，电动机线圈的电阻。闭合电键后，灯泡恰好正常发光，电动机也恰好正常工作，以下判断正确的是（）A.电动机的输入功率为6WB.电动机的输出功率为1WC.电动机的机械效率为80%D.电源的总功率为11W【答案】C【解析】【详解】AD．灯泡恰好正常发光，则根据可得电路中的电流为则可得电源的总功率为电源内阻消耗的热功率由此可得电动机的输入功率为故AD错误；B．电动机的输入功率为，可得电动机的输出功率为故B错误；C．电动机的效率故C正确。故选C。4.如图所示，两电荷量分别为Q（Q>0）和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，A点位于x轴上O点与点电荷Q之间，A和A'关于O点对称，B点位于y轴O点上方，B和B'关于O点也对称。取无穷远处为零电势点，下列说法正确的是（）A.O点电势和场强均为零B.A点电势大于A'点电势，试探电荷在A点电势能一定大于在A'点电势能C.将负的试探电荷从B点沿y轴到B'点，电场力先变大再变小，方向向右D.将同一正的试探电荷先后从O、B两点到A点，两次电势能的变化相同【答案】D【解析】【详解】A．根据等量的异种电荷电场线分布情况可知，O点电势为零，场强不为零，A错误；B．A点靠近正电荷，则A点电势大于A'点电势，由于不知道试探电荷的电性，由得，无法比较A点和A'点的电势能关系，B错误；C．从B点沿y轴到B'点，场强先变大再变小，方向向右，则将负的试探电荷从B点沿y轴到B'点，电场力先变大再变小，方向向左，C错误；D．由于O、B两点的电势相等，所以则将同一正的试探电荷先后从O、B两点到A点，电场力做功相同，两次电势能的变化相同，D正确。故选D。5.有一灵敏电流表，其表头内阻满偏电流，以下说法正确的是（）A.将表头并联一个2.5Ω的电阻就可以改装成0~0.5A的电流表B.将表头改装为一个0~3A的电流表后，其示数为1.5A时流过表头的电流也是1.5AC.把它改成量程为0~3Ⅴ的电压表，测量某电压时读数为1.0V，此时流过表头的电流为0.1AD.将表头串联一个14Ω的电阻就可以改装成0~15V的电压表【答案】A【解析】【详解】A．表头改装成电流表要并联一个小电阻，根据并联电流的电流特点，通过电阻R的电流根据电压关系代入数据解得R=2.5Ω故A正确；B．将表头改装为一个0~3A的电流表后，其示数为1.5A时，流过干路电流是1.5A，表头的电流小于1.5A，故B错误；C．表头改装成3V的电压表后，电压表的内阻测量某电压时读数为1.0V，根据欧姆定律，流过表头的电流为故C错误；D．将表头串联一个14Ω的电阻，量程故D错误。故选A。二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）6.如图所示，平行金属板中有一个带电油滴悬浮在两板间的P点，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器的滑片向b端移动后，下列说法中正确的是（）A.油滴带负电，将向上运动B.P点的电势降低C.电源的效率变低D.若电压表、电流表的示数变化量分别为ΔU和ΔI，则【答案】BC【解析】【详解】A．油滴原来静止在电容器内，受向上的电场力平衡重力，由图可知电容器内部电场方向向下，则油滴带负电。当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，路端电压减小，R1两端的电压增大，则电容器两端电压减小，电容器内场强减小，油滴所受电场力将小于重力，将向下运动，A错误；B．P点的电势等于P点与下极板（接地，电势为零）的电势差，由可知，E减小，P与下极板间距不变，所以电势差减小，P点电势降低，B正确；C．电源的效率为当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4的阻值减小，外电阻R减小，电源的效率变低，C正确；D．根据闭合电路欧姆定律解得D错误。故选BC。7.如图所示，A、B分别为电源E和电阻R的U-I图线，虚线C过图线A、B交点并与曲线B相切。现将电源E与电阻R及开关，导线组成闭合电路。由图像可知（）A.电源的电动势为3V，内阻为1ΩB.R的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为1ΩC.此时电源消耗的热功率为4W，效率约为33.3%D.若再串联一定值电阻，电源的输出功率一定增大【答案】AC【解析】【详解】A．根据闭合电路欧姆定律有结合图像的截距和斜率可知V，故A正确；B．由图可知R的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为故B错误；C．此时电源消耗的热功率为W效率为故C正确；D．由于串联的电阻大小未知，无法判断电源输出功率的变化，故D错误；故选AC。8.在一对很大的平行正对金属板间可形成匀强电场，通过改变两金属板间的电压，可使其间的电场强度E随时间t按如图所示的规律变化。在这个电场中间，有一个带电粒子从时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，且运动过程中不接触金属板，则下列说法中正确的是（）A.带电粒子做往复运动B.0～3.0s内，电场力的冲量等于0，电场力的功小于0C.4.0s末带电粒子回到原出发点D.2.5～4s内，电场力的冲量等于0【答案】AD【解析】【分析】【详解】AC．带电粒子在匀强电场中受到的电场力，其冲量可见，电场力的冲量与图像与横轴所围“面积”成正比（注意所围图形在横轴之上和横轴之下时的“面积”符号相反）。带电粒子在平行正对金属板间先向某一方向做加速运动，1s后做减速运动，1.5s时速度减为零，然后反向加速运动，3s时刻开始减速，……如此做往复运动，末带电粒子不能回到原出发点，故A正确，C错误；BD．由图像与横轴所围“面积”表示与电场力冲量成正比的量可知，内，电场力的冲量不等于0，内，电场力的冲量等于0；3s末粒子的速度不为零，则电场力的功大于0，故B错误，D正确。故选AD。第Ⅱ卷（共二部分；满分60分）三、填空题（每空2分，电路图3分，共15分）9.在探究“决定导体电阻的因素”实验中，我们经常用到刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电压表、电流表等测量工具。（1）在一次实验中，如果提供了下列几个长度测量仪器：①毫米刻度尺；②10分度游标卡尺；③20分度游标卡尺；④螺旋测微器。一个同学用其中一种仪器正确测量某工件的长度为3.125cm，则他所使用的仪器为______（填仪器序号）。如图是用螺旋测微器测量的电阻丝直径的示意图，则该电阻丝的直径d=_______mm。（2）某研究性学习小组的同学想测量某电阻丝的电阻率。①同学们截取了约1m长的电阻丝，首先利用多用电表的欧姆挡粗测其阻值，下列操作或说法中正确的是（）A.测量前检查表针是否停在左端的“0”位置，如不在则要进行欧姆调零B.若用欧姆表“×l”挡测量，指针恰好在刻度30~50的正中，则待测电阻为40ΩC.若用欧姆表“×10”挡测量，指针偏转角度过大，应换成“×1”挡D.每次改变不同倍率的欧姆挡后都要重新进行欧姆调零②若同学们粗测得该段电阻丝的阻值约为3Ω，然后用伏安法测定电阻丝的阻值，再利用公式求得电阻丝的电阻率。可供选择的器材如下：A.量程0.6A，内阻约0.5Ω的电流表B.量程3A，内阻约0.1Ω的电流表C.量程3V，内阻约6kΩ的电压表D.量程15V，内阻约30kΩ的电压表E.阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器F.阻值为0~10Ω，额定电流为1A的滑动变阻器G.6V蓄电池、内电阻不计H.电键一个、导线若干实验中要求金属丝的发热功率不超过0.75W，电流表应选用_________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用_________。（请填写备选器材前的字母）③根据选择的器材设计实验电路测出电阻丝的电阻，要求电压变化范围尽可能大，在方框中画出电路图_______。【答案】①.④②.1.020③.CD④.A⑤.C⑥.F⑦.【解析】【详解】（1）[1]根据游标卡尺和螺旋测微器的原理可知各种仪器的精度，则可知它们的应保留的位数，即可判断读数是否精确；10分度的游标卡尺精度为0.1mm；20分度的游标卡尺精度为0.05，故测量结果只能为0或5，他所使用的仪器为④；[2]螺旋测微器固定刻度读数为1mm，可动刻度读数为0.020mm，则螺旋测微器读数为1.020mm。（2）[3]A．测量前检查表针是否停在左端的“0”位置，如不在则要进行机械校零，故A错误；B．若用欧姆表“×l”挡测量，指针恰好在刻度30～50的正中，则待测电阻不为40Ω因为欧姆刻度盘不均匀，故B错误；C．表针偏转过大，说明电阻挡选择过大，应换小挡位进行测量，故C正确；D．运用欧姆表测量电阻时，不是每次测量都要重新调零，而是在换挡后要重新调零．故D正确。故选CD。[4]金属丝的发热功率不超过0.75W，由，回路中的电流大约为所以电流表应选A；[5]金属丝电压约为，电压表应选电压表的量程为3V，内阻6kΩ的电压表，也就是C；[6]因电阻丝的阻值约为3Ω，所以阻值为0～10Ω，额定电流为1A的滑动变阻器，故滑动变阻器选择F；[7]因要求电压范围尽可能变化大，所以滑动变阻器采用分压式接法，因电阻丝的阻值约为3Ω，电流表电阻约0.5Ω，电压表内阻约6kΩ，电压表内阻远大于电阻丝电阻，所以采用电流表外接法。四、计算题（共三道题，其中10题12分；11题15分；12题18分。）10.一匀强电场，场强方向是水平的（如图）.一个质量为m的带正电q的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动.求：（1）小球作什么运动？（2）匀强电场的电场强度？（3）小球运动到最高点时其电势能变化了多少？.【答案】（1）匀减速直线运动（2）（3）【解析】【详解】试题分析：（1）因物体受重力及电场力作用而做直线运动，故物体所受力的合力一定在运动方向的直线上，由合力方向与速度方向的关系判断小球的运动性质，（2）由力的合成可求得电场强度，（3）由动能定理求得位移，即可由功的公式求得电场力的功，电场力做的功等于电势能的变化量．（1）设小球的电荷量为q，因小球做直线运动，则它受到的电场力Eq和重力mg的合力方向必与初速度方向在同一直线上，电场力必定水平向左，如图所示由力的合成可知合力恒定且与速度方向相反，所以小球做匀减速直线运动．（2）结合平行四边形定则作图，有：得：（3）设小球从O到最高点的路程为s，合力根据动能定理得：，得：物体运动的水平距离为：电场力做功为：根据功能关系可知：小球的电势能变化为：【点睛】本题有两点需要注意，一是由运动情景应能找出受力关系；二是明确功是力与力的方向上发生的位移的乘积．11.如图所示电路中，电源电动势为，内阻为，定值电阻。、为两个平行金属板，板长为，板间距离为。质量为、带电量为的颗粒从两金属板左端沿板间中线以的速度射入两板间。闭合开关S，调节电阻箱，使颗粒刚好打到下板右侧边缘的D点。颗粒重力不能忽略，取重力加速度为。求：（1）颗粒在两板间运动的加速度大小；（2）两板间的电压U；（3）电阻箱阻值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）颗粒在两板间做类平抛运动，平行于板方向匀速直线运动，运动时间为垂直于板方向做初速度为零的匀加速运动解得颗粒在两板间运动的加速度大小（2）颗粒受电场力方向竖直向上，由牛顿第二定律可得又解得两板间的电压（3）由欧姆定律可知由闭合电路欧姆定律可知解得12.如图所示，MN下方有足够宽的水平向右的匀强电场，场强大小为，半径为R、内壁光滑、内径很小的绝缘半圆管ADB固定在竖直平面内，直径AB垂直于水平虚线MN，