浙江省钱塘联盟2023-2024学年高二物理上学期期中联考试题（Word版附解析）

这是一份浙江省钱塘联盟2023-2024学年高二物理上学期期中联考试题（Word版附解析），共21页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸等内容，欢迎下载使用。

考生须知：
1．本卷共 8 页，满分 100 分，考试时间 90 分钟。
2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4．考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列物理量是矢量的是（ ）
A. 电量B. 电压C. 电流D. 电场强度
【答案】D
【解析】
【详解】矢量是既有大小又有方向的物理量，电场强度是矢量，而电量、电压、电流是标量。
故选D。
2. 下列关于电荷的说法正确的是（ ）
A. 元电荷是一个理想化模型，电子就是元电荷
B. 两个不带电的物体在摩擦起电现象中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电
C. 物体所带的电荷量可以是任意的
D. 不带电的物体内部没有电荷
【答案】B
【解析】
【详解】A．元电荷不是一个理想化模型，是电荷的最小单位，电子的带电量等于元电荷，故A错误；
B．两个不带电的物体在摩擦起电现象中，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，故B正确；
C．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍，物体所带的电荷量不是任意的，故C错误；
D．不带电的物体内部有无数多个电荷，由于正负电荷数目相同，对外不显带电特性，故D错误。
故选B。
3. 某电源内电路中非静电力在5s内把10 C的电量从电源的负极移送到电源的正极，做功300 J，则通过电源的电流和电源的电动势分别为：
A. 2 A，60 VB. 10 A，30 VC. 2 A，30 VD. 30 A，300 V
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可知考查电流、电动势计算，根据相关概念、公式计算可得．
【详解】由电流强度的定义式可得
由电动势的定义式可得
由以上分析可知C正确，ABC错误，故选择C．
【点睛】电流强度在数值上等于单位时间内流过截面的电量，方向与正电荷定向移动方向相同，电动势表征电源把其它能转化为电能本领的大小，在数值上等于移动单位正电荷非静电力做的功．
4. 比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，下列表达式中属于比值定义的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．电流的定义式为，故A错误；
B．电势的定义式为，故B正确；
C．电场强度的定义式是，故C错误；
D．电容的定义式为，故D错误。
故选B。
5. 如图为电阻①和电阻②的I-U图像，两电阻的阻值分别为R1和R2。把两电阻串联后接入电路，通过它们的电流大小分别为I1和I2（ ）
A. R1＞R2，I1＝I2B. R1＜R2，I1＝I2
C. R1＞R2，I1＜I2D. R1＜R2，I1＞I2
【答案】A
【解析】
【详解】因I-U图像的斜率的倒数等于电阻，可知
R1＞R2
把两电阻串联，则电流相等，即
I1＝I2
故选A。
6. 电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚或发散使微小物体成像。一种电子透镜的电场分布如图所示（截取其中一部分），虚线为电场线，电子枪发射的电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，电子依次经过a、b、c三点，则下列说法正确的是（ ）
A. 电场线的方向大致指向上侧
B. 电子在a点的加速度大小大于在c点的加速度大小
C. 电子在a点的速度大小小于在c点的速度大小
D. 电子在a点的电势能小于在c点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A．电子仅受电场力作用，则电场力为电子的合力，根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，电子受到的电场力方向大致指向上侧，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，故电场线的方向大致指向下侧，故A错误；
B．电场线越密，电场强度越大，故电子在a点的加速度大小小于在c点的加速度大小，故B错误；
CD．曲线运动轨迹的切线方向为瞬时速度方向，电子依次经过a、b、c三点，电场力方向与速度方向的夹角小于，电场力做正功，电子的动能增大，电势能减小，故电子在a点的速度大小小于在c点的速度大小，电子在a点的电势能大于在c点的电势能，故C正确，D错误。
故选C。
7. 中国空间站在距地高度约为400km轨道运行，地球同步卫星在离地高度约为36000km轨道运行，均可看成做匀速圆周运动。下列关于空间站说法正确的是（ ）
A. 在轨运行的线速度大于7.9km/s
B. 空间站中的宇航员没有受到重力
C. 运行的周期小于地球同步卫星运行的周期
D. 运行的加速度小于地球同步卫星运行的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．7.9km/s为第一宇宙速度，为环绕地球做圆周运动最大速度，即空间站在轨运行的线速度小于7.9km/s，故A错误；
B．空间站中的宇航员处于完全失重状态，仍受到重力作用，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力
可得
空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则空间站运行的周期小于地球同步卫星运行的周期，故C正确；
D．根据牛顿第二定律
可得
空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则空间站运行的加速度大于地球同步卫星运行的加速度，故D错误。
故选C
8. 某手机的部分说明书如下表所示，其中电池的容量是指电池全部放电时输出的总电荷量。说明书还标明该手机电池的电动势为 5V，充满电后播放视频的最长时间约 10h。下列判断正确的是（ ）
A. 该手机电池放电时输出的总电荷量约为 4000C
B. 该手机播放视频时电池的平均输出功率约为 2W
C. 该手机播放视频的电流大约为待机时电流的 10 倍
D. 该手机电池充满电储存的电能大约为 7200J
【答案】B
【解析】
【详解】A．该手机电池放电时输出的总电荷量约为
故A错误；
B．该手机播放视频时的电流为
输出功率为
故B正确；
C．该手机待机时的电流为
所以有
故C错误；
D．该手机电池充满电储存的电能大约为
故D错误。
故选B。
9. 人体细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内。如图初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则下列说法正确的是（ ）
A. B点电势高于A点电势
B. 钠离子的电势能增大
C. 若膜内的电场可看作匀强电场，钠离子的加速度变大
D. 若膜电位上升但细胞膜厚度不变，钠离子进入细胞内的速度增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则电场线由A到B，根据沿电场线方向电势逐渐降低，故B点电势低于A点电势，故A错误；
B．钠离子运动过程中电场力做正功，电势能减小，故B错误；
C．若膜内的电场可看作匀强电场，则电场强度不变，故钠离子受到的电场力不变，故钠离子的加速度不变，故C错误；
D．根据动能定理
可知膜电位上升时，钠离子进入细胞内的速度变大，故D正确。
故选D。
10. 如图所示，额定电压为 36 V 的电动机与定值电阻并联后接在输出电压恒为 36 V 的电源上，当S1闭合，S2断开时，电流表示数为 3 A；当 S2闭合，S1断开时，电流表示数为 4 A，电流表为理想电表，则（ ）
A. 电动机的线圈电阻为 9Ω
B. 定值电阻的阻值为 9Ω
C. 电动机的机械功率为 144W
D. S2闭合，不论 S1是否闭合，电动机的热功率相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．题中条件没有给出电动机的输出功率或热功率，无法算出电动机的线圈电阻，故A错误；
B．当S1闭合，S2断开时，电流表示数为 3 A，由欧姆定律
可得，定值电阻得阻值为
故B错误；
C．电动机得总功率为
故C错误；
D．S2闭合，不论 S1是否闭合，电动机两端的电压都不会变，流过电动机的电流也不会变，故电动机的热功率也不变，故D正确。
故选D。
11. 如图，用长L的绝缘细绳，将质量为m、带电+q的小球悬于木板的O点，两侧放置一对足够大的平行金属板，板间距为d。当接上电源电压时，板间可形成匀强电场。金属板瞬间接上电压U后（U未知），静止于A点的小球向右摆动，并运到最高点C，细线OC与OA夹角成 60°，且OA、OC关于OB对称（不计细绳伸缩，不计空气阻力）。下列说法正确的是（ ）
A. 金属板Q接电源正极
B. 小球在B点的加速度为零
C. 电源电压
D. 改变电压U，小球不可能运动到与O点等高处
【答案】C
【解析】
【详解】A．静止于A点的小球向右摆动，表明小球受到向右的电场力，小球带正电，说明电场方向向右，则金属板Q接电源负极，故A错误；
B．小球在A、C两点速度为0，且OA、OC关于OB对称，表明B点为小球在复合场中的等效物理最低点，小球做圆周运动，由沿半径方向的合力提供向心力，则小球在B点的加速度不为零，故B错误；
C．小球从A到C过程，根据动能定理有
匀强电场的电场强度
解得
故C正确；
D．当增大电压时，电场强度增大，小球在复合场中的等效物理最低点，随之上移，根据对称性可知，当等效物理最低点对应位置的半径与竖直方向夹角为45°时，小球恰好运动到与O点等高处，故D错误。
故选C。
12. 安装了感光系统的新型路灯，能根据环境明暗程度自动调节灯光亮度。某兴趣小组设计了甲、乙两个电路，如图所示。为光敏电阻（光照越强，电阻越小），与为定值电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 环境变暗时，甲电路两端电压变大B. 环境变暗时，乙电路的灯泡亮度变亮
C. 环境变亮时，甲电路的电功率减小D. 环境变亮时，乙电路的电功率增大
【答案】D
【解析】
【详解】AC．设电源的电动势为，内阻为，则在图甲中，当环境变暗时，阻值增大，电路的总电阻增大，干路电流减小，根据欧姆定律可知两端电压为，可知两端的电压将减小；当环境变亮时，阻值减小，电路的总电阻减小，干路电流增大，根据闭合电路的欧姆定律可知灯泡两端电压为
即灯泡两端电压将减小，流过灯泡的电流也减小，由于干路电流增大了，所以流过的电流增大，根据可知的电功率增大，故AC错误；
BD．乙图中，环境变暗时，阻值增大，电路的总电阻增大，干路电流减小，由于和的阻值均不变，所以流过灯泡的电流减小，灯泡变暗；环境变亮时，阻值减小，电路的总电阻减小，干路电流增大，流过的电流增大，电功率也增大，故B错误，D正确。
故选D。
13. 如图，两个带等量负电的点电荷分别位于 x 轴上的 P、Q 两点，其位置关于点 O 对称。a、b、c、d 四点位于以 O 点为圆心的圆周上，a、b 连线平行于 x 轴，c、d 是圆与 y 轴的交点。下列说法正确的是（ ）
A. a、b 两点的场强相同
B. a、b 两点的电势不同
C. 正检验电荷由静止开始仅在电场力作用下从 c 点运动到 d点，电势能先增大后减小
D. 若两电荷在图中圆上任一点的电场强度大小分别是 E1、E2，则为定值
【答案】D
【解析】
【详解】A．由等量负电荷的电场线分布特点可知，a、b两点的场强大小相等，方向不同，故A错误；
B．由等量负电荷的电场线分布特点及对称性可知，a、b两点的电势相等，故B错误；
C．由等量负电荷的电场线分布特点可知，正检验电荷由静止开始仅在电场力作用下从c点运动到d点的过程中，电场力先做正功后做负功，所以检验电荷的电势能先减小后增大，故C错误；
D．设圆半径为，为半圆上任一点，、带电量为，与夹角为，则在点的场强为
在点的场强为
则
故D正确。
故选D。
二、选择题Ⅱ（本题共 2 小题，每小题 3 分，共 6 分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得 3 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分）
14. 下列关于静电知识的应用，说法正确的是（ ）
A. 高大建筑物顶端设置避雷针，是利用静电屏蔽的原理避免建筑物遭受雷击的
B. 电学仪器放在塑料外壳中，可以防止外界电场对电学仪器的影响
C. 燃气灶中的点火器是利用高压放电的电火花来点燃燃气的
D. 静电除尘是利用静电力去除空气中的带电尘埃的
【答案】CD
【解析】
【详解】A．高大建筑物顶端设置避雷针，是利用尖端放电的原理避免建筑物遭受雷击的，故A错误；
B．电学仪器放在金属外壳中，可以防止外界电场对电学仪器的影响，故B错误；
C．燃气灶中的点火器是利用高压放电的电火花来点燃燃气的，故C正确；
D．静电除尘是利用静电力去除空气中的带电尘埃的，故D正确。
故选CD。
15. 电动平衡车作为一种电力驱动的运输载具，被广泛应用在娱乐、代步、安保巡逻等领域。某人站在平衡车上，以初速度在水平地面上沿直线做加速运动，经历时间t达到最大速度，此过程电动机的输出功率恒为额定功率P。已知人与车整体的质量为m，所受阻力的大小恒为f。则（ ）
A. vm =
B. 车速为v0时的加速度大小为
C. 人与车在时间t内的位移大小等于
D. 在时间t内阻力做的功为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．平衡车的最大速度为
故A正确；
B．根据牛顿第二定律
车速为v0时的加速度大小为
故B错误；
D．人与车在时间t内，根据动能定理有
在时间t内阻力做的功为
故D正确；
C．在时间t内阻力做的功为
人与车在时间t内的位移大小为
故C错误。
故选AD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共 5 题，共 55 分）
16. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，实验装置如图 1 所示。
（1）已知打点计时器所用交流电源的频率为 50Hz，图 2 是实验中打下的一段纸带。算出计数点 3 的速度大小为______________m/s（保留两位有效数字）。
（2）在图 3 中标出计数点3的小车瞬时速度大小，其余计数点 1、2、4、5 对应的小车瞬时速度大小已标出。并在图 3 上作v-t图_____________，求得小车的加速度大小为_____________m/s2（保留三位有效数字）。
【答案】 ①. （0.71~0.77之间均可） ②. 见解析 ③. （1.50~1.56之间均可）
【解析】
【详解】（1）[1]打出计数点3时的速度大小为
（2）[2]如下图所示
[3]小车的加速度大小为
17. 某兴趣小组的同学欲探究电容的电容器的放电规律，设计了如图甲所示的电路图，为单刀双掷开关。
（1）初始时闭合，拨到位置1，电容器充电。电容器充满电后拨到位置2，每间隔5s读一次微安表示数，作出的电流随时间变化的关系图像如图乙所示，已知图像与坐标轴围成的面积表示电荷量，则电容器充满电时带电荷量=_______C。（结果保留两位有效数字）
（2）若仅增大电阻箱的阻值，电流随时间变化的关系图像与横轴所围面积_______（填“增长”、“减小”或“不变”）。
【答案】 ①. ②. 不变
【解析】
【详解】（1）[1]根据电容器极板上的电荷量可用图像与坐标轴围成的面积来表示，结合满半格的算一格，不足半格的舍去，由图乙可得格数大致为28格，则电容器充满电时带电荷量
（2）[2]电源电压不变，根据可知电容器充满电后与电源断开，仍保持不变，若仅增大电阻箱的阻值，只是改变了电容器在放电的过程中，放电电流减小，但放电时间变长，乘积仍保持不变，所以图像围成的面积也将不变。
18. 某同学采用伏安法做“测量金属丝的电阻率”实验。可选择的器材如下：
金属丝一条（待测金属丝的电阻约为7Ω）
电源E（电动势约为 3V）
电流表A1（量程0~0.6A，内阻约为0.125Ω）
电流表A2（量程0~3A，内阻约为0.025Ω）
电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）
滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω）
滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω）
开关及导线若干
（1）用螺旋测微器测量金属丝直径示数如图所示，则金属丝直径的测量值d＝_____________mm。
（2）为使测量准确、操作方便，电流表应选择_____________（选填A1或A2）；
（3）在设计测量金属丝电阻的实验电路时需要思考两个问题：
①选择滑动变阻器的接法时，滑动变阻器应选择_____________（选填R1或R2）；需要选择滑动变阻器的_____________（填写“分压式”或“限流式”）接法。
②选择电流表的接法时，某同学采用的方法，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点。如图所示，他发现电压表示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化。据此应该选择电压表接在_____________点（填写“B”或“C”）的电路。
（4）由于电表内阻的影响，金属丝电阻的测量值比其真实值_____________（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】 ①. ②. ③. ④. 分压式 ⑤. B ⑥. 偏小
【解析】
【详解】（1）[1]金属丝直径为
（2）[2]通过金属丝的最大电流为
为减小误差，电流表应选量程为的电流表，故选A1。
（3）[3][4]为方便调节，获取更多数据，滑动变阻器应采用分压式接法，滑动变阻器应选择最大阻值为5Ω的滑动变阻器，故选。
[5]电压表示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化，说明电压表分流不明显，所测电压误差小，电流表应采用外接法，据此应该选择电压表接在B点。
（4）[6]由于电压表的分流，电流表示数大于流过金属丝的电流实际值，金属丝电阻的测量值偏小，根据电阻定律
可知金属丝电阻的测量值比其真实值偏小。
19. 如图为水平匀强电场，一个质量为0.2kg带电量为1.0 × 10 -4C的带负电小球，用一根绝缘细线悬挂在电场中，静止时悬线与竖直方向成37°。（sin37°=0.6cs37°=0.8，g取10m/s2） 求：
（1）电场力的大小 ；
（2）电场强度大小及方向；
（3）若将绝缘细绳剪断，小球的加速度大小。
【答案】（1）；（2），方向水平向右；（3）
【解析】
【详解】（1）由受力图可知电场力的大小为
（2）电场强度大小为
负电荷受到向左的电场力，可知电场方向水平向右。
（3）细绳断开瞬间，小球合力
小球的加速度大小为
20. 如图所示，某一弹射游戏装置由弹性竖直挡板P、长度的水平直轨道、半径的竖直半圆轨道和半径的竖直半圆管道组成，轨道各部分平滑连接。已知小球质量，小球直径略小于管道直径，小球与间的动摩擦因数，其余各部分轨道均光滑，小球与P的碰撞无机械能损失，某次小球从P处向右弹出时的初动能为（g取）。
（1）求小球第一次运动到B点时对圆轨道的压力大小；
（2）若要小球能从F点射出，求的最小值；
（3）若，小球能两次进入轨道，求的范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，小球从A运动到B，由动能定理有
解得
由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知，小球第一次运动到B点时对圆轨道的压力大小为
（2）要求运动中，滑块不脱离轨道，设通过轨道的最高点D的最小值速度为，则有
解得
对DF过程由动能定理有
解得
所以滑块通过D点后肯定能通过F点，对A到D过程，由功能关系有
解得
（3）若小球恰好运动到点，由动能定理得
解得
小球恰好第二次运动到D点，有
因此初动能的范围为
21. 电流、电压、电阻、电功率是电路中四个基本的物理量。请完成如下几个实际问题：
（1）如图所示的某电路，A、B 间的电压为 UAB=3V，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω。求电阻 R2两端的电压 U2；
（2）如图所示，电路中电源电动势为 E=12V，内阻为 r=2Ω。电阻 R1=4Ω，R2=R3=8Ω，求：
①若将 cd 两端接 28μF 的电容器，求电路稳定时电容器的带电量；
②在 cd 两端接一未知电阻，使 ab 之间消耗功率最大，求此未知电阻的阻值以及此最大功率。
【答案】（1）；（2）①；②，
【解析】
【详解】（1）、并联后的总电阻为
两端电压为
（2）①接入电容器后cd两点之间的电压为
所以电路稳定时电容器的带电量为
②ab两点之间的电阻为
令，当时，ab之间消耗的功率最大，解得
最大消耗功率为
22. 如图所示为一种质谱仪的简化原理图。位于第Ⅱ象限的静电分析器，其通道为以O为圆心的四分之一圆弧，内有方向指向坐标原点O的均匀辐向电场，圆心为O，半径为R=0.6m的虚线MN为通道的中心线，中心线处的电场强度大小为E1。位于第I象限的挡板OP与x轴夹角为θ，挡板OP与y轴之间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E2。比荷是=1×108C/kg 的离子（重力不计）从离子源飘出（初速度近似为 0），经过电压为U =5×103V的加速电场加速后，以速度v0进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，从N点垂直y轴射出后进入电场E2中，调整夹角θ，最后离子恰好垂直打在挡板OP上，不计离子重力和离子间相互作用，求：
（1）v0的大小；
（2）电场强度E1的大小；
（3）电场强度E2的大小与夹角θ的关系式。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）离子经过加速电场加速过程，根据动能定理可得
解得
（2）离子在静电分析器中沿中心线MN做匀速圆周运动，电场力提供所需的向心力，则有
解得
（3）离子在中做类平抛运动，恰好垂直打在挡板OP上，则有
沿y轴方向有
沿x轴方向有
根据几何关系有
联立解得
代入已知量得手机类型
智能手机、4G手机
电池容量
待机时间
10天