云南省昆明市第十二中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷(含答案)

这是一份云南省昆明市第十二中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．下列说法正确的是( )
A.“元电荷”是最小的电荷量，用e表示，则，质子和电子都是元电荷
B.电场是库仑首先提出来的，电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用
C.电流既有大小又有方向，电流相加时遵从平行四边形定则
D.由可知，电流越大，单位时间内通过导体横截的电荷量就越多
2．随着生活水平的提高，电子钟已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类有很多，用平行板电容器制成的厨房专用电子秤及其电路简图如图所示。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。下列说法正确的是( )
A.放上物体后，电容器的电容变小
B.放上物体后，电容器所带电荷量增大
C.放上物体后，极板间电场强度变小
D.取下物体时，电流表有从b到a的电流
3．一根长为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.ρnevD.
4．密立根油滴实验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时，电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为，则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为( )
A.B.C.D.
5．如图所示，一电荷量为q、质量为m的带电粒子以初速度由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直。粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成30°角。已知匀强电场的宽度为d，不计重力作用。则匀强电场的场强E大小是( )
A.B.C.D.
6．在某静电场中建立Ox轴，x轴上各点的电场强度均与x轴共线，x轴上各点的电势φ随坐标x变化的关系图象如图所示，图线上P点为图线拐点，P点切线与x轴交点处坐标为。现让一电子从坐标原点O以初速度沿x轴正方向运动。已知电子的质量为m，电荷量绝对值为e，不计电子重力，无穷远处电势为零，下列说法正确的是( )
A.电场方向沿x轴负方向
B.电子先沿x轴正方向做加速运动后沿x轴正方向做减速运动，经处时速度最大
C.若电子最远能到达处，则处的电势为
D.无论电子的初速度多大，都能返回O点，且回到O点时的速度大小仍为
二、多选题
7．我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯。假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，为已知，则( )
A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B.在A点，白炽灯的电阻可表示为
C.在A点，白炽灯的电功率可表示为
D.在A点，白炽灯的电阻可表示为
8．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，如图所示，光滑小球夹在压敏电阻与挡板之间。小车在水平面上静止时，电流表示数为，小车运动状态变化会引起电流表示数变化。某次实验中，电流表示数变化如图所示，下列判断正确的是( )
A.在时间内可能做匀速运动B.在时间内做变速运动
C.在内肯定静止D.在内压敏电阻所受压力减小
9．现有标识为“6V，3W”、“6V，6W”、“6V，12W”的三个小灯泡，分别将其中一个小灯泡与电动势为6V、内电阻为3Ω的直流电源，以及阻值为3Ω的定值电阻串联组成闭合回路，以下说法中正确的是( )
A.串联“6V，6W”小灯泡时，小灯泡的亮度最大
B.串联“6V，12W”小灯泡时，小灯泡的亮度最大
C.串联“6V，3W”小灯泡时，电源的输出功率最大
D.串联“6V，12W”小灯泡时，电源的输出功率最大
10．如图所示，a、b、c、d为匀强电场中的等势面，一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子在A点以大小为的速度射入电场，沿如图轨迹到达B点时速度大小为，且速度与等势面平行，A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则( )
A.小于
B.粒子从A运动到B所用时间为
C.匀强电场的电场强度大小为
D.粒子从A运动到B合外力所做功为
三、实验题
11．在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L、直径d和电阻R。某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：
（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度_____mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径___mm；
（3）若用图丙测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值_____；（填“偏大”或“偏小”）
（4）用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图所示，则电压表的读数为_____V，电流表的读数为_____A。
12．如图甲为一多用电表的表盘，图乙是其原理简化示意图。
(1)按正确使用方法将选择开关置于“”挡测量电阻R的阻值时，指针指在刻度盘的正中央15刻线处，则_________Ω；
(2)把该多用电表的欧姆挡和一块内阻约为几十千欧的电压表接成电路，就能一次性既能测出电压表的内阻，又能测出多用电表中欧姆挡的内部电源的电动势及内部灵敏电流表的满偏电流。
①在多用电表连接电压表之前，正确的操作是________________。
A.将选择开关置于倍率“”挡，两表笔短接进行欧姆调零，再将两表笔接在电压表接线柱上
B.将选择开关置于倍率“”挡，两表笔短接进行欧姆调零，再将两表笔接在电压表接线柱上
C.两表笔接在电压表接线柱上，再将选择开关置于倍率“”挡，两表笔短接进行欧姆调零
D.两表笔接在电压表接线柱上，再将选择开关置于倍率“”挡，两表笔短接进行欧姆调零
②图中的A表笔是_____（填“红”或“黑”）表笔，在多用电表连接电压表时，与电压表“＋”接线柱连接的是_____（填“A”或“B”）表笔；
③在实验中，同学们读出电压表的读数为2V，欧姆表指针所指的刻度如图甲所示，并且在实验过程中，一切操作都是正确的，由此可得电压表的内阻为_____，欧姆表内电池的电动势为______，内部电流表的满偏电流为____mA（取三位有效数字）。
四、计算题
13．如图所示的电路中，A、B两端的电压U恒为12V，灯L标有“6V，1.8W”的字样，，电键S断开时，灯L正常发光。求：
（1）此时滑动变阻器的电阻。
（2）当电键S闭合时，灯L的功率为多少？
（3）如果在电键S闭合后仍要使灯L正常发光，则滑动变阻器的电阻要调到多大？
14．如图所示，质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线悬挂，两球处于静止状态，已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等，小球A、B的带电量也相等，重力加速度为g，静电力常量为k，不计小球大小，求：
（1）小球A的带电量；
（2）O点处的电场强度；
（3）若给小球A施加一个水平向左的拉力，同时给小球B一个水平向右的拉力，两力始终等大反向，让两力同时从0开始缓慢增大，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，作用于小球B上的拉力多大？
15．长为l的绝缘细线，一端拴一质量为m的带正电小球，另一端悬挂在O点，静止时细线竖直、小球位于A点。当小球处于电场强度大小为E、方向水平的匀强电场中时，细线偏离竖直方向的角度为，此时小球静止在B点。取，则：
(1)小球所带电荷量是多少？
(2)若将小球从B点拉到A点由静止释放，求小球再次回到B点时细线拉力的大小。
16．在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面是以O为圆心、半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示，质量为m，电荷量为的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率穿出电场，AC与AB的夹角，运动中粒子仅受电场力作用。
（1）求电场强度的大小；
（2）为使粒子穿出电场时的位移最大，该粒子进入电场时的速度应为多大；
（3）从A点射入的粒子速率取某一值时，粒子穿过电场时动能的增量最大，求动能增量的最大值。
参考答案
1．答案：D
解析：A、“元电荷”是最小的电荷量，用e表示，则，质子和电子的电荷量数值都等于元电荷，但质子和电子是实物粒子，不是元电荷，故A错误；
B、电场是法拉第首先提出来的，电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用，故B错误；
C、电流既有大小又有方向，但电流不是矢量，是标量，电流的运算遵守代数加减法则，不是平行四边形定则，故C错误；
D、根据电流强度的定义式，可知电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，故D正确。
故选：D。
2．答案：B
解析：A.根据电容器表达式，当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大，故A错误；
BD.根据电容器定义式，由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，即电容器被充电，电流表有从b到a的电流，所以取下物体时，电流表有从a到b的电流，故B正确，D错误；
C.由匀强电场公式得，所以当电压不变，两个极板的距离减小时，极板间电场强度变大，故C错误。
故选B。
3．答案：C
解析：，，，，联立得，故选C。
4．答案：D
解析：带电油滴在电场中平衡，根据平衡条件有，而，即①，仅将金属板间电势差调整为，则有②，依次将各选项中球状油滴所带电荷量和半径代入②式，对比①式可知，只有D正确，ABC错误。
5．答案：B
解析：带电粒子在电场中做类平抛运动，根据运动的合成与分解得到
水平方向上有
竖直方向上有
联立方程得
故B正确，ACD错误。
故选B。
6．答案：C
解析：沿电场方向电势降低，由图象可知，沿x轴正方向电势越来越低，所以电场方向沿x轴正方向，故A项错误；电场方向沿x轴正方向，电子所受的电场力始终沿x轴负方向，所以电子可能沿x轴正方向一直减速，也可能先沿x轴正方向减速至零，再反向加速，故B项错误；设处的电势为φ，电子从O点到处，由动能定理得，m，解得，故C项正确；如果电子的初动能大于，则电子会一直沿x轴正方向运动下去，不能返回O点，故D项错误。
7．答案：CD
解析：A.图像某点割线的倒数为该状态下的电阻大小，观察图像可知，白炽灯的电阻随电压的增大而增大，A错误；
BD.在A点，白炽灯的电阻可表示为，不能表示为或，故B错误，D正确；
C.在A点，白炽灯的功率可表示为
C正确。
故选CD。
8．答案：ABD
解析：AC.由图示图像可知，在内和在内，，根据题意，小球的运动状态是平衡状态，有可能静止，也有可能匀速直线运动，故A正确，C错误；
B.由图示图像可知，在内，I变大，说明压敏电阻阻值减小，压敏电阻受到的压力增大，绝缘球受到的合力不为零，且增大，小车做变速运动，故B正确；
D.由图示图像可知，在内，I变小，说明压敏电阻阻值增大，压敏电阻受到的压力减少，故D正确。
故选ABD。
9．答案：AD
解析：三个电阻的阻值分别为
AB.当与定值电阻，电源串联组成闭合回路时，小灯泡的实际功率
代入数据可知道串联“6V，6W”小灯泡时，小灯泡的亮度最大为
故A正确，B错误；
CD.由题意可知，外部电路的阻值总是大于电源内阻，所以外部电路的阻值之和越接近电源内阻，电源的输出功率越大，可知串联“6V，12W”小灯泡时，电源的输出功率最大，故D正确，C错误。
故选AD。
10．答案：BC
解析：A.做曲线运动的物体合外力指向运动轨迹的凹侧，而粒子只受电场力的作用，且电场力垂直于等势面，所以从A点到B点过程中电场力做负功，大于，故A错误；
B.粒子在垂直于电场方向做匀速直线运动，分速度大小为，粒子从A运动到B所用时间为
故B正确:
C.由动能定理得
得
故C正确；
D.粒子从A运动到B合外力做负功，故D错误。
故选BC。
11．答案：（1）50.25（2）0.696(0.695－0.697均可)（3）偏小（4）2.60；0.52
解析：（1）游标卡尺游标尺是20分度的，游标尺的精度是0.05mm，由图示游标卡尺可知，圆柱体的长度。
（2）由图示螺旋测微器可知，金属圆柱体的直径。
（3）由图丙所示电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流的测量值偏大，由欧姆定律可知，金属圆柱体电阻的测量值小于真实值。
（4）由图示电压表表盘可知，其分度值为0.1V，示数为2.60V；由图示电流表表盘可知，其分度值为0.02A，示数为0.52A。
12．答案：（1）150（2）①B②黑；A③50kΩ；2.6V；0.173mA
解析：（1）将选择开关置于“”挡测量电阻的阻值，指针指在刻度盘的正中央15刻线处，则电阻阻值
（2）电压表的内阻约为几十欧，为了减小误差，应选择挡，换挡后两表笔短接进行欧姆调零，再将两表笔接在电压表接线柱上，故B正确，ACD错
误。
故选B。
由图所示可知，图中的A表笔与欧姆表内置电源正极相连，电流从A表笔流出多用电表，则A笔是黑表笔。连接电压表时，应该让电流从电压表的“+”接线柱流入电压表，所以电压表“+”接线柱接黑表笔。
欧姆表是“”倍率的，刻度指在50处，所以欧姆表内阻为50kΩ；
“”倍率时，欧姆表内阻为
根据闭合电路欧姆定律可得欧姆表内电池的电动势为
内部电流表的满偏电流
13．答案：（1）20Ω（2）0.8W（3）10Ω
解析：（1）灯中电流为
两端电压
则
（2）灯的电阻
S闭合后，与灯的并联电阻
由串联电路的电压分配关系知
则
即
则灯的功率
（3）要使灯L正常发光，则通过的电流
此时电路中的电流为
滑动变阻器的电阻要调到
14．答案：（1）（2），方向竖直向上（3）
解析：（1）设绳上的拉力大小为T，则对小球A、B整体，根据力的平衡条件有
设两小球带电量都为q，对小球B，根据力的平衡条件有
解得
（2）O点处的电场强度竖直向上，大小为
得
（3）小球B受重力、细线b的拉力、斥力和水平向右的拉力，处于平衡状态，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，根据平衡条件，水平拉力大小为
15．答案：(1)(2)
解析：(1)小球所带电荷量为q，细线的拉力为F，小球静止在B点时，
由平衡条件得
联立解得
(2)设小球在B点的速度为v，细线的拉力为T，小球从A运动到B，由动能定理得：
在B点，由牛顿第二定律得
解得
16．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）初速度为零的粒子从A开始沿着电场力方向做匀加速直线运动，则场强E沿AC方向，
从A到C由动能定理得
解得
（2）从B点穿出的粒子位移最大，如图所示
设粒子在A点的速度为，则沿y轴正方向，A到B，沿x、y正方向，有
而
联立解得
（3）垂直于x轴作圆的切线PD与圆相切于D点，从D点穿出的粒子沿电场力方向的位移x最大，电场力做功最多，动能的增量最大，如图所示
由几何关系得
由动能定理得
联立解得