2022-2023学年天津三中高二（上）期中物理试卷（含答案解析）

2022-2023学年天津三中高二（上）期中物理试卷

1.     2020年10月，某公司宣称其旗舰手机系列计划全面采用石墨烯电池技术。石墨烯电池充电速度极快，额定电压为、容量为的石墨烯电池能在30分钟内充满。下列说法正确的是(    )

A. 是该电池储存的电能 B. 是该电池的电动势
C. 该电池储存的电能为 D. 充电电流为

2.     在电场中，一个点电荷只受电场力作用下从A点运动到B，电场力做负功，则(    )

A. 电荷的电势能一定增加 B. 电荷的电势能一定减少
C. A点一定比B点电势高 D. A点一定比B点电势低

3.     下列说法中，正确的是(    )

A. 由公式可知，在离点电荷非常近的地方，电场强度E可达无穷大
B. 由公式可知负电荷在电势低的地方具有的电势能大
C. 由可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大
D. 公式若电容器所带电量Q为零，则该电容器的电容C为零

4.     如图所示，有一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(    )

A.  B.  C.  D.

5.     电压表、电流表都是由小量程的电流表改装而成的。现有一个表头G，内阻，满偏电流。现将它改装成量程为的电流表，需(    )

A. 串联一个阻值为的电阻 B. 并联一个阻值为的电阻
C. 串联一个阻值为的电阻 D. 并联一个阻值为的电阻

6.     如图所示，是一个由电池、电阻R、电键S与平行板电容器组成的串联电路，电键S闭合。一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说法正确的是(    )

A. 带电液滴可能带正电
B. 增大两极板距离的过程中，电容器的电容C增大
C. 增大两极板距离的过程中，电阻R中有从b到a的电流
D. 若断开S，减小两极板距离，则带电液滴静止不动

7.     在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则(    )

A. A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B. A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗
C. A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D. A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮

8.     在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一灵敏静电计相接，极板A接地．下列操作中可以观察到静电计指针张角变大的是(    )

A. 极板A上移 B. 极板A右移
C. 极板间插入一定厚度的金属片 D. 极板间插人一云母片

9.     在如图所示电路中，电源电动势为10V，电源内阻为，电路中电阻为，小型直流电动机M的内阻为，闭合开关S后，电动机转动，理想电流表的示数为。则以下判断中正确的是(    )

A. 电源两端的电压为8V B. 电源输出的电功率为16W
C. 电动机两端的电压为 D. 电动机的输出功率为10W

10. 如图所示，O为两个等量异种电荷连线的中点，P为连线中垂线上的一点，对O、P两点的比较正确的是(    )

A. ，、P两点的电势、场强比较
B. ，
C. 负电荷在P点的电势能大
D. O、P两点所在直线为等势面

11. 如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，场强方向平行于正方形ABCD所在平面。已知A、B、C三点的电势分别为，，，则(    )

A. D点的电势，场强方向平行于AB方向
B. D点的电势，场强方向平行于AC方向
C. D点的电势，场强方向平行于BC方向
D. 把一个电子从C移到B，电场力做功为6eV

12. 某一热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后各自的电流I随所加电压U变化的图线如图所示，M为两元件的伏安特性曲线的交点．则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法正确的是(    )
     

A. 图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线
B. 图线a是小灯泡的伏安特性曲线，图线b是热敏电阻的伏安特性曲线
C. 图线中的M点表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的电阻
D. 图线中M点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等

13. 某同学在实验室测量一根粗细均匀，长为L，直径为d的金属丝的电阻率，进行了如下操作：
    用螺旋测微器测该金属丝的直径的刻度位置如图甲所示，该金属丝的直径______mm。
    
    用多用电表粗略测量金属丝的阻值，先把选择开关旋到“”挡位，测量时指针偏转如图乙所示，接下来的测量步骤如下：
    ①断开待测电阻，将选择开关旋到“”挡；
    ②断开待测电阻，将选择开关旋到“”挡；
    ③再接入待测电阻，将指针示数乘以对应倍数，即为待测电阻的阻值，
    ④将红黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”；
    ⑤测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡
    请帮助该同学选择正确的测量步骤并进行排序______。
    接下来该同学采用“伏安法”较准确地测量该金属丝的阻值，所用实验器材如图丙所示，其中电压表内阻约，电流表内阻约，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。
    
    金属丝的电阻率______。用L、d、表示
    正确操作后，关于本实验误差的说法中正确的是______。
    A.金属丝发热会产生误差
    B.因为电流表的分压使得测量值偏高
    C.因为电流表的分流使得测量值偏低
    D.用图象处理数据可以减小系统误差
14. 小明用如图1所示的电路“测量电池的电动势和内电阻”。
    备有如下器材
    A.干电池1节
    B.滑动变阻器
    C.滑动变阻器
    D.电压表内阻约
    E.电流表内阻约
    F.电流表内阻约
    G.开关、导线若干
    其中滑动变阻器应选______，电流表应选______。只填器材前的序号
    某同学根据实验数据画出的图象如图2所示，由图象可得电池的电动势为______V，内电阻为______保留两位有效数字
    实验时由于电压表的分流作用，导致电动势E的测量值______选填“小于”或“大于”其真实傎。

15. 如图所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知，，。把一个电荷量为的正点电荷从B移到C，静电力做功为零；从C移到A，静电力做功为，求该匀强电场的电场强度大小和方向。

16. 如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零。空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g。求：
     

小球到达小孔处的速度；

极板间电场强度大小和电容器带的电荷量。

17. 真空管内的阴极K发出的电子不计初速度、重力和电子间的相互作用经加速电压加速后，穿过中心的小孔沿中心轴的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和间的区域。当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到点，与O点的竖直间距为d，极板水平方向的长度为，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为。已知电子电量为e，求打在荧光屏O点的电子动能的大小？
    
    

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：是该电池储存的电荷量，，故A错误；
B.是该电池的电动势，故B正确；
C.该电池储存的电能为，故C错误；
D.充电电流为，故D错误。
故选：B。
根据电流定义式和电功公式进行推导判断。
本题考查电流定和电功，要求掌握电流定义式和电功的公式。
 

2.【答案】A 

【解析】解：电场力做负功，电势能增加，由于不知道电荷的正负，所以不能判断电势的高低；故A正确，BCD错误；
故选：A。
场强大小根据电场线的疏密判断，沿电场线方向电势逐渐降低，电场力做正功，电势能减小．
掌握电场力做功与电势能的变化情况，会根据电场线的特点判断场强即电势的高低．
 

3.【答案】B 

【解析】解：A、点电荷场强公式中，Q为场源电荷的带电量，场源电荷应该为点电荷模型，只有当电荷的大小很小，对所要研究的问题可以忽略不计时，实际电荷才可以简化为点电荷，当时，电荷已经不能简化为点电荷，公式已经不成立，故A错误；
B、电势能与电势关系公式中，当q取负值时，越小，电势能越大，故B正确；
C、匀强电场中的场强与电势差的关系公式中的d为沿电场线的距离，故C错误；
D、电容器的电容定义式，由电容器本身决定，与带电量、电压均无关，故D错误。
故选：B。
点电荷场强公式中，当时，电荷已经不能简化为点电荷，公式已经不成立；电势能与电势关系公式；公式为沿电场线的距离；电容器的电容定义式。
本题关键对于电场部分的几个公式要能明确其各个量的物理意义，明确公式的适用范围；其中电势能与电势关系公式中，电荷量q可以取负值，并电容器的电容定义式，是比值定义法，则有电容C与电量Q，及电压U均无关。
 

4.【答案】C 

【解析】解：由电流定义可知：；
由欧姆定律可得：，
又根据电场强度，解得：，故C正确，ABD错误；
故选：C。
根据欧姆定律、电流的微观表达式、电阻定律、匀强电场强度表达式可以联立解得金属棒内的电场强度大小。
本题考查了根据欧姆定律、电流的微观表达式、电阻定律、匀强电场强度表达式等知识点。
 

5.【答案】B 

【解析】解：如把它改装成量程为的电流表要并联分流电阻：，故B正确，ACD错误。
故选：B。
明确电流表的改装利用了串并联电路的规律，电流计改装成电流表要并联电阻分流，应并联电阻为，为改装后的量程。
明确电表的改装原理，知道把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，把电流表改装成大量程电流表，需要并联分流电阻，根据串并联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值。
 

6.【答案】D 

【解析】解：A、带电量为q的微粒静止不动，所受的电场力与重力平衡，则知电场力向上，而场强向下，所以微粒带的是负电，故A错误；
BC、增大电容器两极板间距离，根据电容的决定式\(C=\dfrac{ɛS}{4\pi kd}\)可知电容C减小，U不变，由\(C=\dfrac{Q}{U}\)分析可知Q减小，电容器放电，则R中有从a流向b的电流，故BC错误；
D、断开S，极板上电量不变，减小两极板两极板距离过程中，根据电容的决定式\(C=\dfrac{ɛS}{4\pi kd}\)、电容的定义式\(C=\dfrac{Q}{U}\)，以及由公式\(E=\dfrac{U}{d}\)，分析可知\(E=\dfrac{4πkQ}{\epsilon S}\)与d无关，即E保持不变，所以液滴静止仍然不动，故D正确。
故选：D。
 

7.【答案】D 

【解析】

【分析】
首先明确本题是动态电路的分析，当滑动变阻器滑片P向下移动时，滑动变阻器的有效阻值变小，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律知，总电流I增大，再利用电动势、内电压和路端电压关系判断B灯的变化；再跟据总电流与B灯所在支路电流判断C灯所在支路的电流。
本题考查闭合电路欧姆定律的动态分析问题，要注意灵活应用闭合电路的欧姆定律、电动势路端电压和内电压、干路与支路电流关系是解决动态电路的关键，即先局部--整体---局部的解题思路。
【解答】
当滑动变阻器滑片P向下移动时，滑动变阻器的有效阻值变小，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律知，总电流I增大，故A灯变亮；总电流I增大，利用电动势、内电压和路端电压关系可知，B、C灯所在支路的电压和减小，故B灯变暗；B灯所在支路电流减小，而干路电流增大，所以C灯所在支路电流增大，故C灯变亮，故D正确，ABC错误。
故选D。  

8.【答案】A 

【解析】解：
A、极板A上移，极板正对面积减小，根据电容的决定式\(C=\dfrac{ɛS}{4\pi kd}\)，可知电容C减小，电容器的电量Q不变，由电容的定义式\(C=\dfrac{Q}{U}\)，可知板间电势差增大，则指针张角变大。故A正确。
B、极板A右移，板间距离减小，根据电容的决定式\(C=\dfrac{ɛS}{4\pi kd}\)，可知电容C增大，电容器的电量Q不变，由电容的定义式\(C=\dfrac{Q}{U}\)，可知板间电势差减小，则指针张角变小。故B错误。
C、极板间插入一定厚度的金属片，相当于板间距离减小，根据电容的决定式\(C=\dfrac{ɛS}{4\pi kd}\)，可知电容C增大，电容器的电量Q不变，由电容的定义式\(C=\dfrac{Q}{U}\)，可知板间电势差减小，则指针张角变小。故C错误。
D、极板间插人一云母片，根据电容的决定式\(C=\dfrac{ɛS}{4\pi kd}\)，可知电容C增大，电容器的电量Q不变，由电容的定义式\(C=\dfrac{Q}{U}\)，可知板间电势差减小，则指针张角变小。故D错误。
故选：A。
静电计测定电容器两极板间电势差的大小，电势差越大，指针张角越大．根据电容的决定式\(C=\dfrac{ɛS}{4\pi kd}\)分析电容的变化，抓住电量不变，由电容的定义式\(C=\dfrac{Q}{U}\)分析板间电势差的变化，即可判断指针张角的变化．
对于电容器动态变化分析问题，关键掌握电容的决定式\(C=\dfrac{ɛS}{4\pi kd}\)和电容的定义式\(C=\dfrac{Q}{U}\)，结合进行分析．
 

9.【答案】AB 

【解析】解：A、电路中电流表的示数为，电源电动势，电源内阻，根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压：，故A正确；
B、根据功率公式可知，电源的输出功率，故B正确；
C、电动机两端的电压为：，故C错误；
D、电动机的总功率为：，
电动机的发热功率为：，
所以电动机的输出功率为：，故D错误。
故选：AB。
在计算电功率的公式中，总功率用来计算，发热的功率用来计算，据此分析输出功率。根据闭合电路欧姆定律分析路端电压和电动机两端的电压。
该题考查了闭合电路欧姆定律的相关知识，对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的。
 

10.【答案】AD 

【解析】解：AB、等量异种点电荷连线的中垂线电势为零，所以，由等量异种点电荷的电场线的分布，可得O点的电场线最密，P点的较疏，所以，故A正确，B错误；
CD、等量异种点电荷连线的中垂线是等势线，因此负电荷在P点的电势能与O点相同，故C错误，D正确。
故选：AD。
由等量异种点电荷的电场线与等势面的特点，结合两个等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，其上各点的电势相等。在中垂线上O点的电场强度最大，由此分析即可。
虽然电场线不是实际存在的，但电场线的疏密可以体现电场强度的强弱；可以根据电场线方向来确定电势的高低；同时还考查了等量异种点电荷的电场线的分布，电场线与等势线相互垂直。
 

11.【答案】BD 

【解析】解：ABC、匀强电场中，任意两个平行且相等的线段两端电势差相等，
所以有，解得
所以B点和D点电势相等，连线BD为等势线，由于AC连线与等势面BD垂直，AC连线为电场线方向，如图中红线所示，即为电场线，那么场强方向平行AC方向，故AC错误，B正确；

D、电子从C点移到B点电场力做功为故D正确。
故选：BD。
根据匀强电场中任意两个平行且相等的线段两端电势差相等，求出D点的电势，再过D作出等势线，根据电场线与等势面的关系作出电场线，从而即可求解。
本题关键是找到等势点，作出等势线。电场线与等势面之间的关系要理解，常常是作电场线的依据。
 

12.【答案】AD 

【解析】解：A、随着电压的增加，元件的热功率增加，温度升高；从图象可以看出，a图线对应电阻减小，b图象对应电阻增加；热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，而小灯泡的电阻随温度的升高而增加；故a是热敏电阻，b是小灯泡；故A正确，B错误；
C、图线中的M点，电流和电压都相等，根据欧姆定律，电阻相等；功率也相等，故C错误，D正确；
故选：AD。
热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，而小灯泡的电阻随温度的升高而增加；图象上某点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数。
本题关键是明确小灯泡和热敏电阻的电阻随温度升高的变化情况，然后结合图象得到小灯泡和热敏电阻的伏安特性曲线进行分析。
 

13.【答案】①④③⑤   AB 

【解析】解：由图示螺旋测微器可知，该金属丝的直径为：。
选用“”挡测量时，指针偏转角度过大，说明所选挡位太大，为准确测量电阻阻值，应换用“”倍率，重新欧姆调零后进行测量，故操作顺序是：①④③⑤；
由于待测金属丝的阻值远大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据滑动变阻器应采用分压接法；从以上的实验结果来看，金属丝的电阻大致为左右，所以是，故电流表应采用内接法，连接实物图如图所示；
待测金属丝电阻，变形得到电阻率；
、金属丝的电阻率随温度的升高而增大，这是系统误差，也不能多测几组数据而减小系统误差，故A正确，D错误；
B、从电路图看，由于电流表的分压导致测量电压大于真实电压，故测量值偏大，故B正确；
C、电流表是内接法，测量的电流是金属丝的真实电流，故C错误。
故选：AB
故答案为：；①④③⑤；如图所示；；
螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数。
用欧姆表测电阻，应选择适当的挡位，使指针指在中央刻度线附近，欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零；
比较金属丝的电阻与两电表内阻的大小关系，确定电流表的内接法，再连接实物图；
根据电阻定律求出电阻率的表达式；
根据电路结构和金属丝电阻率的特性分析误差。
本题考查了测金属丝的电阻率实验，考查了螺旋测微器读数与设计实验电路图、实验数据处理等问题；要掌握常用器材的使用方法与读数方法；根据题意确定电流表与滑动变阻器的接法即连接实物图。
 

14.【答案】小于 

【解析】解：由图2可知短路电流为，故电流表选择E，为了便于调节，滑动变阻器应选阻值较小的B；
根据以及图象可知，电源的电动势为：，
电源内阻为：；
在测量电源的电动势和内阻时，电压表测量电源的外电压准确，电流表测量通过电源的电流偏小，因为电压表起分流作用。作出图线实际图线和测量图线，如图所示，

由图知电动势的测量值偏小，内电阻的测量值偏小；
故答案为：、E；、；小于。
根据短路电流选择电流表，根据调节方便原则选择滑动变阻器；
根据在图象中，纵轴截距等于电源电动势，斜率的绝对值等于内阻求解电源电动势和内阻；
根据实验电路图与实验原理分析实验误差。
在测量电动势和内电阻的实验中由于公式较多，在解题中要根据题意，灵活的选用相应的表达式。若用图象解时，基本思路是：用学过的物理定律列出表达式，再结合数学整理表达出有关一次函数式求解。
 

15.【答案】解：正电荷从B移到C，静电力做功为0，根据，知BC两点间的电势差是0，由，得CA两点间的电势差，由几何关系得，场强大小为，方向：沿CA方向。
答：场强大小为，方向：沿CA方向。 

【解析】正电荷从A移到B，静电力做功为零，可知A、B两点的电势差为根据求出BC两点间的电势差．AB为等势线，电场强度的方向与等势面的方向垂直，且从高等势面指向低等势面．根据求出匀强电场的场强大小．
解决本题的关键知道电场力做功与电势差的关系，以及知道匀强电场的场强公式，注意d是沿电场线方向上的距离．
 

16.【答案】解：小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式，有：
     
解得：
对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式，有：

解得：
电容器两极板间的电压为：

电容器的带电量为：

答：小球到达小孔处的速度为；
极板间电场强度大小为，电容器所带电荷量为 

【解析】小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式列式求解即可；
对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式求解电场强度，然后根据求解电容器的带电量；
本题关键是明确小球的受力情况和运动规律，然后结合动能定理和动量定理列式分析，不难．
 

17.【答案】解：加上偏转电压后，偏转过程根据类平抛运动学公式有：
竖直方向：
水平方向：
根据牛顿第二定律有：
整理得，偏转位移
根据几何关系

整理得

答：打在荧光屏O点的电子动能的大小为 

【解析】加上偏转电压后，偏转过程根据类平抛运动学公式解得偏转位移，结合几何关系与动能的计算公式可解得。
本题考查带电粒子在电场中的运动，解题关键掌握带电粒子在电场中做类平抛运动，根据对应的运动学公式求解。