2023天津市三中高二上学期期中考试物理试题含解析

天津市第三中学2022~2023学年度第一学期

高二年级期中试题（2022.11）

物理

第I卷    选择题

一、单选题（共8题，每题4分，共32分）

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3.7V、容量为3000mA·h的石墨烯电池能在30分钟内充满。下列说法正确的是（　　）

A. 3000mA·h是该电池储存的电能

B. 3.7V是该电池的电动势

C. 该电池储存的电能为11.1kW·h

D. 充电电流为0.2A

【答案】B

【解析】

【详解】A．该电池储存的电荷量

Q＝It＝3×3600C＝10800C

选项A错误；

B．3.7V为该电池的电动势，选项B正确；

C．该电池储存的电能

W＝Pt＝UIt=3.7×3×10－3kW·h＝1.11×10－2kW·h

选项C错误；

D．设充电电流为I，由

It＝Q

可知

I＝6A

选项D错误。

故选B。

2. 在电场中，一个点电荷只受电场力作用下从点运动到，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. 点一定比点电势高

D. 点一定比点电势低

【答案】A

【解析】

【详解】点电荷只受电场力作用下从A点运动到B点，电场力做负功，则电势能一定增加，由于不知道点电荷的电性，则不能判断两点电势的高低。

故选A。

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（r→0），电场强度E可达无穷大

B. 由公式Ep=φq可知，负电荷在电势低的地方具有的电势能大

C. 由Uab=Ed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. 由公式可知，若电容器所带电量Q为零，则该电容器的电容C为零

【答案】B

【解析】

【详解】A．在离点电荷非常近的地方（r→0），Q不能再视为点电荷，公式将不再适用，此处电场强度E并不是无穷大，故A错误；

B．由公式Ep=φq可知，负电荷在电势低的地方具有的电势能大，故B正确；

C．由Uab=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间在沿电场线方向的距离越大，则两点间的电势差才一定越大，故C错误；

D．电容器的电容C由电容器本身决定，与是否带电无关，故D错误。

故选B。

4. 一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。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，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　）

A.  B.  C. ρnev D.

【答案】C

【解析】

【分析】考查电路和电场知识

【详解】，I=neSv，，，联立得E=ρnev，故选C。

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Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。现将它改装成量程为0.6A的电流表，需（　　）

A. 串联一个阻值为0.05Ω的电阻

B. 并联一个阻值为0.05Ω的电阻

C. 串联一个阻值为0.5Ω的电阻

D. 并联一个阻值为0.5Ω的电阻

【答案】B

【解析】

【详解】根据电流表的改装原理，可知需要并联一个小电阻才能改装成一个大量程的电流且，由并联电路的规律有

解得

故选B。

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

【答案】D

【解析】

【详解】A．A、B间电场强度方向为竖直向下，而带电液滴所受电场力方向为竖直向上，所以带电液滴一定带负电，故A错误；

BC．根据平行板电容器电容的决定式

可知当两极板距离d增大时，电容器的电容C减小，再根据电容的定义式

可知当C减小且U不变时，Q减小，所以电容器放电，电阻R中有从a到b的电流，故BC错误；

D．电容器两极板间的电场强度大小为

断开S后，电容器所带电荷量Q不变，所以E不变，带电液滴所受电场力大小不变，所以静止不动，故D正确。

故选D

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

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：滑动变阻器滑片P从上向下移动时，电路总电阻减小，电流总电流增大，所以通过A灯的电流增大，A两端的电压增大，所以A灯变亮，路端电压减小，所以并联电路的电压减小，故B两端的电压减小，所以B灯变暗，总电流时增大的，同过B的电流是减小的，所以通过C的电流增大，故C等变亮，D正确，故选D

考点：考查闭合电路的动态变化

点评：本题难度较小，电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法

8. 在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一静电计相接，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. 极板间插入一云母片

【答案】A

【解析】

【详解】A．极板A上移，极板正对面积减小，根据电容的决定式，可知电容C减小，电容器的电量Q不变，由电容的定义式，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，可知电容C增大，电容器的电量Q不变，由电容的定义式，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，可知电容C增大，电容器的电量Q不变，由电容的定义式，可知板间电势差减小，则指针张角变小．故C错误．

D．极板间插入一云母片，根据电容的决定式，可知电容C增大，电容器的电量Q不变，由电容的定义式，可知板间电势差减小，则指针张角变小．故D错误．

【点睛】对于电容器动态变化分析问题，关键掌握电容的决定式和电容的定义式，结合进行分析．

二、多选题（共4题，每题4分，共16分）

9. 在如图所示电路中，电源电动势为，电源内阻为，电路中电阻为，小型直流电动机的内阻为，闭合开关后，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  B. 电源输出的电功率为

C. 电动机两端的电压为  D. 电动机的输出功率为

【答案】AB

【解析】

【详解】A．由闭合电路欧姆定律可得

解得

故A正确；

B．根据电功率公式可求的电源输出的电功率为

解得

故B正确；

C．电动机两端的电压为

解得

故C错误；

D．电动机的输出功率为

解得

故D错误。

故选AB。

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. φo= φp ，EO＞ EP（O、P两点的电势、场强比较）

B φo＞φp， Eo = EP

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

【答案】AD

【解析】

【详解】ABD．由电场叠加可知从中点O到无穷远，电场强度越来越小，故

而等量异种电荷的中垂线是一条等势面，故

故AD正确，B错误；

C．由电势能公式

可知负电荷在O、P两点的电势能相等，故C错误；

故选AD。

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

【答案】BD

【解析】

【详解】ABC．匀强电场中，由公式可知，沿着任意方向，每前进相同的距离，电势差都相等。则电场线如图所示

连接AC，AC连线的中点为E，则E点的电势为

连接BE，则BE为一条等势线，D点在BE连线上，所以D点电势

电场线垂直于等势线，且由高电势指向低电势，故上图所示场强方向平行AC方向，故AC错误，B正确；

D．把一个电子从C移到B，电场力做正功

故D正确。

故选BD。

12. 某一热敏电阻其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并联，通电后各自的电流I随所加的电压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中，正确的是(  )

A. 图中图线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. 图中图线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阻值

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

【答案】AD

【解析】

【详解】AB.热敏电阻电阻值随温度升高而减小，电压增大，电流增大，电流热效应增强，温度升高，所以图线上电压越大的点对应电阻越小，与原点连线应越远离U轴，故图线a表示热敏电阻伏安曲线，小灯泡电阻为金属热电阻，其大小随温度升高而增大，电压越大的点与原点连线应越靠近U轴，所以图线b表示小灯泡的伏安特性曲线，故A正确B错误；

CD.M点处，小灯泡和热敏电阻的I、U都相同，根据

可得，此时它们的电阻相等，根据

可得，此时它们的功率相等，故D正确C错误。

故选AD。

第II卷   非选择题

三、实验题

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：

（1）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d=______mm；

（2）用多用电表粗略测量金属丝的阻值，先把选择开关旋到“×1k”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“×100”挡；

②断开待测电阻，将选择开关旋到“×10”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Rx，

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______；

（3）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5KΩ，电流表内阻约5Ω，图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接；______

（4）金属丝的电阻率ρ=______；（用L、d、Rx表示）

（5）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U-I图象处理数据可以减小系统误差

【答案】    ①. 0.680    ②. ①④③⑤    ③.     ④.     ⑤. AB

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]由图甲可知，螺旋测微器的读数，也就是金属丝的直径为

d=0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm

（2）[2]图乙读数过大，故要将欧姆表倍率调大一个挡位；调整挡位后，要先进行欧姆调零，再进行测量，测量后，断开表笔关闭多用表；故实验步骤的顺序为：①④③⑤。

（3）[3]电流表内阻远小于待测电阻的阻值，可知电流表应该采用内接；滑动变阻器用分压电路，则实物连线如下图所示

（4）[4]根据电阻定律可知

解得该金属丝电阻率为

（5）[5]金属丝发热会产生误差，因为电流表采用内接法，电流表测的是电阻R的电流，电流表的分压使得测量值偏高，用U-I图象处理数据可以减小偶然误差。

故选AB。

14. 小明用如图所示的电路“测量电池的电动势和内电阻”．

(1)备有如下器材

A．干电池1节

B．滑动变阻器(0～20 Ω)

C．滑动变阻器(0～1 kΩ)

D．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)

E．电流表(0～0.6 A，内阻约0.8Ω)

F．电流表(0～3 A，内阻约0.2Ω)

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)

(2)某同学根据实验数据画出的U－I图像如图所示，由图像可得电池的电动势为_____ V，内电阻为_____Ω.（保留两位有效数字）

(3)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”）其真实值．

【答案】    ①. B    ②. E    ③. 1.5    ④. 1.0    ⑤. 小于

【解析】

【详解】[1][2]由表中测量数据的范围知测量电流最大值小于0.6A，故电流表选择0.6A量程的E即可，滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，故滑动变阻器选B；

[3][4]根据U−I图象可知，与U轴的交点表示电动势，所以

E＝1.5V，

图线的斜率表示内阻，所以

 [5]本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，造成

，

四、解答题

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，电场力做功为零；从C移到A，电场力做功为，求该匀强电场的场强大小和方向。

【答案】，方向垂直于BC由C到A向下

【解析】

【详解】由题，q=10-5C的正点电荷从B移到C，电场力做功为零，则B与C电势相等，BC连线是一条等势线。

电荷量为的正点电荷从C移到A，电场力做功为，则CA间电势差为

则该匀强电场的场强大小

电场线方向垂直于BC由C到A向下。

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q的带正电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。若空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g，求：

（1）小球到达小孔处的速度大小；

（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量。

【答案】（1）；（2）；

【解析】

【详解】（1）小球由静止下落到达小孔处过程，根据动能定理得

得小球到达小孔处的速度大小

（2）小球由静止下落到达下极板处速度为零过程，根据动能定理得

则两板间电势差

由

得电场强度大小

又

得电容器所带电荷量

17. 真空管内的阴极发出的电子（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A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点处，形成了一个亮点；加上偏转电压后，亮点偏离到点，与点的竖直间距为d，极板水平方向的长度为，极板间距为，极板右端到荧光屏的距离为。已知电子电量为e，求

（1）电子离开偏转电场时的偏移量y；

（2）加速电压大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）电子延平行板沿中心轴方向进入平行板，做类平抛运动，飞出平行板时，速度反向延长线过平行板中心，由几何关系可知

电子离开偏转电场时的偏移量为

（2）设电子进入平行板的速度为v，则

， ，

对电子加速度过程，由动能定理

联立得，加速电压为