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14，浙江省浙江大学附属中学（玉泉、丁兰校区）2023-2024学年高二上学期期中物理试题
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这是一份14，浙江省浙江大学附属中学（玉泉、丁兰校区）2023-2024学年高二上学期期中物理试题，共21页。试卷主要包含了选择题Ⅰ，选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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. 许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列说法正确的是（ ）
A. 库仑提出电荷的周围存在一种物质叫电场，电场对放入的电荷有力的作用
B. 富兰克林通过油滴实验测定了电荷量e的数值
C. 爱因斯坦提出了能量子的假说
D. 麦克斯韦提出了电磁场统一理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在
【答案】D
【解析】
【详解】A．法拉第提出了电场的概念，A错误；
B．密立根通过油滴实验测定了电荷量e的数值，B错误；
C．普朗克提出了能量子的假说，C错误；
D．麦克斯韦提出了电磁场统一理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在，D正确。
故选D。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 如图甲所示，由小磁针指向可知，通电直导线中的电流方向是向上的
B. 如图乙所示，如果长为l、通过电流为I短直导线在该磁场中所受力的大小为F，则该处磁感应强不一定为
C. 如图丙所示，闭合线圈在匀强磁场中向右加速运动，由于在做加速切割磁感线运动，所以线圈中会产生感应电流
D. 如图丁所示，线圈从1位置平移到2位置时，穿过此线圈平面的磁通量不变
【答案】B
【解析】您看到的资料都源自我们平台，20多万份最新小初高试卷，家威鑫 MXSJ663 免费下载 【详解】A．如图甲所示，小磁针静止时N极指向为磁场的方向，根据安培定则。通电导线中的电流方向是向下的，A错误；
B．若导线与磁场垂直，则
图中未指出导线与磁场的关系，则该处磁感应强不一定为，B正确；
C．线圈运动过程中，磁通量不变，不会产生感应电流，C错误；
D．如图丁所示，线圈从1位置平移到2位置时，磁场减弱，穿过此线圈平面的磁通量减小，D错误。
故选B。
3. 静电除尘器的除尘原理如图所示，带负电的尘埃在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列说法正确的是（ ）
A. 电晕极和收尘极间的电场是典型的匀强电场
B. 尘埃所受电场力的方向总与所处位置的电场强度方向相同
C. 尘埃所带的电荷量可能为
D. 在同一位置，该点电场强度的大小与尘埃受到的电场力成正比
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，电晕极和收尘极间的电场不是匀强电场，靠近电晕极的电场较强，A错误；
B．尘埃带负电，所受电场力的方向与电场方向相反，B错误；
C．根据
由于电荷量一定是元电荷的整数倍，C正确；
D．电场中某位置的电场强度与电荷量和电场力的大小无关，D错误。
故选C。
4. 不带电的导体P置于电场强度方向向右的电场中，其周围电场线分布如图所示，导体P表面处的电场线与导体表面垂直，a、b为电场中的两点，则（ ）
A. a点的电势等于b点的电势B. a点的电场强度小于b点的电场强度
C. 导体P内部的电场强度大于a点的电场强度D. 正试探电荷从a点运动到b点，电场力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A．沿电场线方向电势逐渐降低，则a点的电势高于b点的电势，故A错误；
B．电场线越密集的地方电场强度越大，则a点的电场强度大于b点的电场强度，故B错误；
C．a点的电场强度不为零，而导体内部电场强度为零，故C错误；
D．正试探电荷从a点运动到b点，电场力做正功，故D正确。
故选D。
5. 图甲为某厂商生产的平行板电容式电子体重秤，其内部电路简化图如图乙所示。称重时，人站在体重秤面板上，使平行板上层膜片电极在压力作用下向下移动，则下列说法正确的是（ ）
A. 电容器的电容增大，所带电荷量不变
B. 电容器的电容减小，上下极板间的电压减小
C. 上层膜片下移过程中，电流表有b到a的电流
D. 上层膜片稳定后，平行板电容器上下极板均不带电荷
【答案】C
【解析】
【详解】AB．上层膜片电极向下移动，根据
，
电容增大，由于电容器连接电源，两板电势差不变，则电容器所带电荷量增大，AB错误；
C．电容器上极板带正电，下极板带负电，电荷量增大，则电流表有b到a的电流，C正确；
D．上层膜片稳定后，电容器仍带电，D错误。
故选C。
6. 科技发展，造福民众．近两年推出的“智能防摔马甲”是一款专门为老年人研发的科技产品。该装置的原理是通过马甲内的传感器和微处理器精准识别穿戴者的运动姿态，在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免摔倒带来的伤害．在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以（ ）
A. 减小穿戴者动量的变化量
B. 减小穿戴者动量的变化率
C. 增大穿戴者所受合力的冲力
D. 增大穿戴者所受合力的冲量
【答案】B
【解析】
【详解】依题意，根据动量定理，可得
可知安全气囊的作用是延长了人与地面的接触时间，从而减小人所受到的冲力，即减小穿戴者动量的变化率，而穿戴者动量的变化量，也即穿戴者所受合力的冲量均未发生变化。
故选B。
7. 如图所示，电荷量为q的点电荷在均匀带电薄板上方2d处，点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心，A、B为垂线上两点，到薄板的距离均为d、将一带电小球置于B点，释放时的加速度恰好等于重力加速度g。已知静电力常量为k，则（ ）
A. 薄板带正电荷
B. 薄板在A点产生电场的方向竖直向上
C. 薄板在B点产生电场的场强大小为
D. 若将带电小球移到A点释放，其加速度仍等于重力加速度g
【答案】C
【解析】
【详解】AB．将一带电小球置于B点，释放时的加速度恰好等于重力加速度g，所以小球此位置只受重力作用，此可知电荷量为q的点电荷和均匀带电薄板在B点产生的场强等大反向，均匀带电薄板在B点产生的场强竖直向上，由此可知薄板负电荷，根据对称性可知，薄板在A点产生电场的方向竖直向下，故AB错误；
C．B点，释放时的加速度恰好等于重力加速度g，有
故C正确；
D．若将带电小球移到A点释放，根据对称性可知薄板在A点产生电场与在B点产生电场等大反向，则
由牛顿第二定律知
＞g
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，带电小球A固定在绝缘支架上，带电小球B用绝缘丝线悬挂于天花板，悬点P位于小球A的正上方，A、B均视为点电荷。小球B静止时悬线与竖直方向的夹角为，由于漏电，A、B两小球的电荷量逐渐减小。在电荷漏完之前，有关悬线对悬点P的拉力T和A、B之间库仑力F的大小，下列说法中正确的是（ ）
A. T保持不变，F逐渐减小
B. T逐渐增大，F先变大后变小
C. T逐渐减小，F逐渐减小
D. T先变大后变小，F逐渐增大
【答案】A
【解析】
【详解】以球B为研究对象，受到重力G、库仑力F和悬线的拉力T三个力作用，如图所示。
由平衡条件可得
根据可得
可得
，
在A、B两小球的电荷量逐渐减小的过程中，PB、PQ、G均不变，则悬线的拉力T不变；因电荷量减小，库仑力F减小，故A正确，B、C、D错误。
故选A。
9. 发光二极管简称为，它被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。如图为某的伏安特性曲线，根据此伏安特性曲线，下列说法正确的是（ ）
A. 当两端电压为以下时，的电阻几乎为零
B. 当两端电压为时，它消耗功率约为
C. 如果把电压段近似看作直线，那么这一电压范围内，电阻几乎保持不变，其电阻约为
D. 在电压段，的电阻随接入两端电压的增大而减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题图可知，当两端电压为以下时，的电流几乎为零，故A错误；
B．根据题图可知，当两端电压为时，通过的电流为，则其消耗的功率为
故B错误；
CD．根据题图可知，如果把电压段近似看作直线，那么这一电压范围内，图像上的点与原点连线的斜率随着电压的增大而增大，而根据部分电路的欧姆定律有
可知该斜率大小表示电阻倒数，斜率增大，则电阻减小，因此可知，的电阻随接入两端电压的增大而减小，故C错误，D正确。
故选D。
10. 如图所示，两只电压表和是由完全相同的两个电流计改装成的，表的量程是，表的量程是，把它们串联起来后接在电阻R的两端，并接入电路中，示数分别为和，则（ ）
A.
B.
C. 它们的指针偏转角度之比为
D. 通过电阻R的电流为
【答案】B
【解析】
【详解】AC．串联后电流一样故偏转角度相等，但两表的读数为两电压表的分压，读数之比为两者的电阻之比，所以两电表实数不一样，故AC错误；
B．由
可知两电表满偏时，电流计通过的电流相同，则电流计串联的电阻之比为
因是串联关系通过两电压表的电流相同，故指针偏转的角度相同，读数之比为两者的电阻之比，即
故B正确；
D．由B选项可知，电阻R两端的电压为
则通过电阻R的电流为
故D错误
故选B。
11. 在如图所示的电路中，闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是（ ）
A. L1灯丝烧断B. 电阻R2断路C. 电阻R2短路D. 电容器被击穿短路
【答案】D
【解析】
【详解】A. 若L1灯丝烧断，相当于L1电阻增大，根据串反并同规律，与L1并联的电压表的读数增大，与题意不符，A错误；
B. 若电阻R2断路，相当于R2的阻值增大，根据串反并同规律，与R2并联的电压表的读数增大，与题意不符，B错误；
C. 若电阻R2短路，L2熄灭，与题意不符，C错误；
D. 若电容器被击穿短路，相当于电阻减小，根据串反并同规律，与电容器并联的电压表的读数减小，与电容器串联的L2的功率增大，L2变亮，D正确。
故选D。
12. 如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内电阻为r，滑动变阻器R的阻值可以从零连续增大到，定值电阻的阻值范围为，则下列结论正确的是（ ）
A. 外电路消耗的最大功率为
B. R消耗的最大功率可能为
C. 当时，r消耗的功率最小
D. 当时，消耗的功率最大
【答案】A
【解析】
【详解】A．当外电路电阻等于电源内阻时外电路消耗的功率最大，但是由于，则只有当滑动变阻器R的阻值为零时，外电路消耗的功率最大，最大值为
选项A正确；
B．将R1等效为电源的内阻，则当时R消耗的功率最大，此时最大功率为
选项B错误；
C．当内阻r消耗的功率最小时，电路的电流最小，此时电路总电阻最大，此时，选项C错误；
D．当消耗的功率最大时，此时电路的总电流最大，此时总电阻最小，即此时，选项D错误。
故选A。
13. 电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒（重力不计），此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。已知偏移量越大打在纸上的字迹越大。现要缩小字迹，下列措施可行的是（ ）
A. 增大偏转极板间的间距
B. 减小墨汁微粒进入偏转电场时的初动能
C. 增大偏转极板的长度
D. 增大墨汁微粒的比荷
【答案】A
【解析】
【详解】微粒在偏转电场中的偏移量为
微粒的加速度大小为
微粒在偏转电场中的运动时间为
初动能为
得
现要缩小字迹，减小偏移量，可增大偏转极板间的间距，或增大墨汁微粒进入偏转电场时的初动能，或减小偏转极板的长度，或减小墨汁微粒的比荷。
故选A。
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，选对但不选全的得2分，有选错的得0分）
14. 带有光滑圆弧轨道，质量为m的小车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为m的小球以速度水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回车的左端，则（ ）
A. 整个过程中，小球和车水平方向系统动量守恒
B. 小球返回车的左端时，速度为
C. 小球上升到最高点时，小车的速度为
D. 小球在弧形槽上上升的最大高度为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．在整个过程中，小球和车在水平方向上合力为零，系统动量守恒，A正确；
B．根据动量守恒和机械能守恒
得
小球返回车的左端时，速度为
B错误；
C．小球上升到最到点时，小球与小车速度相同，根据动量守恒
小车的速度为
C正确；
D．根据机械能守恒
得小球在弧形槽上上升的最大高度为
D正确。
故选ACD。
15. 亚运“黑科技”赛场“场务”机器狗凭借满满科技感出圈，成为“智能亚运”里的一道亮丽风景线。现了解，该机器狗专用的充电电池其部分参数如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 若按充电限制电压给电池充电，则最大充电电流为
B. 该电池的电动势为
C. 若该电池以的电流工作，最多可使用4.5个小时
D. 将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能约为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．已知给机器狗充电的限制电压为，最大充电功率为，则最大充电电流为
故A正确；
B．已知电池的额定电量为，额定电能为，则该电池的电动势为
故B正确；
C．若该电池以的电流工作，最多可使用的时间为
故C正确；
D．电池能够储存的电能为
考虑充电时有充电器和电池的发热损耗，则将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能一定大于，故D错误。
故选ABC。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 在做“验证碰撞中的动量守恒定律”实验中，装置如图。
（1）必须要求的条件是________
A. 斜槽轨道末端的切线必须水平
B. 斜槽轨道应尽量光滑以减小误差
C. 入射球和被碰球必须质量相等
D. 入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
（2）某次实验中A球质量为，B球质量为，得出的落点情况如图所示，请写出需要验证的关系式_______（用图中字母表示）。
【答案】（1）AD （2）
【解析】
【小问1详解】
A．该实验原理是利用平抛运动抛出高度相同的情况下，用水平位移大小表示碰撞前后速度的大小，为了保证碰撞前入射小球和碰撞后被碰小球都能获得水平方向的初速度而作平抛运动，因此斜槽轨道末端的切线必须水平，故A正确
BD．只需要保证每次释放小球A时从同一高度释放，即可保证小球A每次在斜槽末端都获得同样大小的速度，斜槽轨道是否光滑都不会对实验造成影响，故B错误，D正确；
C．为了保证两球碰撞后入射小球不反弹，则必须保证入射小球的质量大于被碰小球的质量，故C错误。
故选AD。
【小问2详解】
根据实验原理，设小球A的入射速度大小为，碰撞后的速度大小为，被碰后小球B的速度大小为，可知小球A单独出射后作平抛运动，小球A与B发生碰撞后均作平抛运动，根据平抛运动的研究方法，设竖直方向的高度为，则有
，，，
若碰撞前后两球动量守恒，则应有
等式两边同乘以时间可得
则可知，若上式成立即可验证两球碰撞前后动量守恒。
17. 随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及。某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图甲所示。
（1）先使开关K与1端相连，电源对电容器充电，这个过程很快完成，充满电的电容器上极板带______（选填“正”或“负”）电；
（2）然后把开关K掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流、电压信息传入计算机，经处理后得到电流和电压随时间变化的曲线，如图乙所示，则电容器的电容约为________F（计算结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）正 （2）
【解析】
【小问1详解】
开关K与1端相连，电容器上极板与电源连接，故充满电的电容器上极板带正电。
【小问2详解】
由图乙可知电容器充满电时，电容器两极板间的电压为，图像与坐标轴围成的面积表示电量，图中约小格，则电容器充满电的电荷量为
电容器的电容约为
18.
（1）在“测定干电池电动势和内阻”实验时，小明先用多用电表粗测电源电动势，此时红表笔应当连接电源________（选填“正极”或“负极”）；
（2）实验课前，老师从原理上解释了电表对测量的影响。实验中小明为分析电流表、电压表内阻对测量的影响，利用如图甲所示的电路图进行测量。改变接入电路的阻值，得到多组电流和电压值，在坐标纸上画出图像得到如图乙所示的两条直线a、b。根据图像，选择一条你认为更合理的图线，对应直线的电路是拨到______（选填“1”或“2”），求出该电池的电动势_______V（保留三位有效数字），内阻______（保留两位有效数字）。
【答案】（1）正极 （2） ①. 2 ②. 1.50 ③. 0.50
【解析】
【小问1详解】
在“测定干电池电动势和内阻”实验时，小明先用多用电表粗测电源电动势，根据电流“红进黑出”，则红表笔应当连接电源正极；
【小问2详解】
[1]由图乙计算可得，ab两条线斜率的数值分别为和，可知电流表内阻对电源内阻的测量影响较大，所以图像a更为合理，故对应开关应拨到2；
[2][3]根据全电路欧姆定律可知
E=U+Ir
所以
U=E-Ir
结合图像可以知道，纵截距的数值为电动势，斜率的数值为内阻r，因此电动势为
E=1.50V
内阻
19. 如图，在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做了的功。已知电场的方向与所在的平面平行。
（1）A、B两点间的电势差和B、C两点间的电势差分别为多少？
（2）若以B点为电势零点，请在图中画出过B点的电场线方向，保留作图过程。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）根据公式
可得A、B两点间的电势差和B、C两点间的电势差分别为
，
（2）根据
可知
同理可知
所以连线的中点处电势也为，连接该点与C点则可得等势线，过B点做等势线的垂线，由高电势指向低电势，作出过B点的电场线，如下图所示
20. 一个质量为的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处。已知运动员与网接触的时间为取。
（1）求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量的大小；
（2）求网对运动员的平均作用力的大小；
（3）求从自由下落开始到蹦回离水平网面高处这一过程中运动员所受弹力的冲量。
【答案】（1）；（2）；（3），方向竖直向上
【解析】
【详解】（1）运动员向下接触网面和反弹的速度大小分别为
运动员与网接触的这段时间内动量的变化量的大小为
（2）根据动量定理
得网对运动员的平均作用力的大小为
（3）运动员所受弹力的冲量为
方向竖直向上。
21. 如图所示为安装在水平地面上的某游戏装置结构示意图，其左边部分是一个高度和水平位置均可以调节的平台，在平台上面放置一个弹射装置；游戏装置的右边部分由竖直固定的光滑圆弧轨道、粗糙水平直线轨道与竖直固定的光滑圆轨道组成（底端连接处D与略错开）。已知圆弧轨道的圆心为、半径，其C端与水平面相切，与的夹角；水平直线轨道长度，动摩擦因数；圆轨道的半径。将质量的滑块Q置于C点，再将质量同为的小球P经弹射装置从平台A点水平弹出，通过改变高度差h、水平距离和小球P在A点的初速度大小，总能让小球沿B点的切线方向进入圆弧轨道，然后与滑块Q发生弹性碰撞。空气阻力不计，小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取，求：
（1）若，求小球P从A点弹出时的初速度大小；
（2）若，求小球P到达C点与Q碰撞前瞬间对圆弧轨道的压力；
（3）若P与Q碰撞后，Q能够通过圆轨道的最高点E，求h需要满足的条件。
【答案】（1）；（2）6N，方向竖直向下；（3）
【解析】
【详解】（1）从A到B，做平抛运动，则竖直方向上有
水平初速度
联立解得
（2）从A抛出到C，根据动能定理
解得
在C点，根据牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律得压力
方向竖直向下
（3）球P与Q弹性碰撞后，速度交换，P球静止，Q球弹出，要过E点，则需满足
由
联立解得
过E点则要满足
从A到B，竖直方向有
h要满足的条件是
22. 如图，为水平地面，为竖直面，为两平面交线，以O点为原点建立三维坐标系，轴水平向右，轴竖直向上；足够长光滑绝缘导轨水平放置，导轨右端位于轴上，距地面高度。在导轨上放置两彼此靠近的带正电小球，在外力作用下保持静止，此时两带电球间具有的电势能，小球a的质量，所带电量为，球的质量。竖直面右侧存在匀强电场，其场强大小。现释放两小球，经过一段时间小球a脱离轨道进入电场区域，此时两球相距足够远，两球间的电场力为0，重力加速度。
（1）求小球a进入电场时的速度大小；
（2）若匀强电场的方向沿z轴竖直向下，求a球落地时的速度大小；
（3）若匀强电场的方向沿y轴向里，求a球落地时的位置坐标及动能。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）小球a脱离轨道进入电场区域，此时两球相距足够远，即两带电球间具有的电势能为0。根据动量守恒和能量守恒
联立得，小球a进入电场时的速度大小为
（2）若匀强电场的方向沿z轴竖直向下，则电场力竖直向下，根据动能定理
a球落地时的速度大小为
（3）若匀强电场的方向沿y轴向里，则小球在竖直方向做平抛运动，则
，
沿y轴向里做匀加速度直线运动，
，
落地速度为
落地动能为
得
，，
a球落地时的位置坐标为。
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. 许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列说法正确的是（ ）
A. 库仑提出电荷的周围存在一种物质叫电场，电场对放入的电荷有力的作用
B. 富兰克林通过油滴实验测定了电荷量e的数值
C. 爱因斯坦提出了能量子的假说
D. 麦克斯韦提出了电磁场统一理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在
【答案】D
【解析】
【详解】A．法拉第提出了电场的概念，A错误；
B．密立根通过油滴实验测定了电荷量e的数值，B错误；
C．普朗克提出了能量子的假说，C错误；
D．麦克斯韦提出了电磁场统一理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在，D正确。
故选D。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 如图甲所示，由小磁针指向可知，通电直导线中的电流方向是向上的
B. 如图乙所示，如果长为l、通过电流为I短直导线在该磁场中所受力的大小为F，则该处磁感应强不一定为
C. 如图丙所示，闭合线圈在匀强磁场中向右加速运动，由于在做加速切割磁感线运动，所以线圈中会产生感应电流
D. 如图丁所示，线圈从1位置平移到2位置时，穿过此线圈平面的磁通量不变
【答案】B
【解析】您看到的资料都源自我们平台，20多万份最新小初高试卷，家威鑫 MXSJ663 免费下载 【详解】A．如图甲所示，小磁针静止时N极指向为磁场的方向，根据安培定则。通电导线中的电流方向是向下的，A错误；
B．若导线与磁场垂直，则
图中未指出导线与磁场的关系，则该处磁感应强不一定为，B正确；
C．线圈运动过程中，磁通量不变，不会产生感应电流，C错误；
D．如图丁所示，线圈从1位置平移到2位置时，磁场减弱，穿过此线圈平面的磁通量减小，D错误。
故选B。
3. 静电除尘器的除尘原理如图所示，带负电的尘埃在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列说法正确的是（ ）
A. 电晕极和收尘极间的电场是典型的匀强电场
B. 尘埃所受电场力的方向总与所处位置的电场强度方向相同
C. 尘埃所带的电荷量可能为
D. 在同一位置，该点电场强度的大小与尘埃受到的电场力成正比
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，电晕极和收尘极间的电场不是匀强电场，靠近电晕极的电场较强，A错误；
B．尘埃带负电，所受电场力的方向与电场方向相反，B错误；
C．根据
由于电荷量一定是元电荷的整数倍，C正确；
D．电场中某位置的电场强度与电荷量和电场力的大小无关，D错误。
故选C。
4. 不带电的导体P置于电场强度方向向右的电场中，其周围电场线分布如图所示，导体P表面处的电场线与导体表面垂直，a、b为电场中的两点，则（ ）
A. a点的电势等于b点的电势B. a点的电场强度小于b点的电场强度
C. 导体P内部的电场强度大于a点的电场强度D. 正试探电荷从a点运动到b点，电场力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A．沿电场线方向电势逐渐降低，则a点的电势高于b点的电势，故A错误；
B．电场线越密集的地方电场强度越大，则a点的电场强度大于b点的电场强度，故B错误；
C．a点的电场强度不为零，而导体内部电场强度为零，故C错误；
D．正试探电荷从a点运动到b点，电场力做正功，故D正确。
故选D。
5. 图甲为某厂商生产的平行板电容式电子体重秤，其内部电路简化图如图乙所示。称重时，人站在体重秤面板上，使平行板上层膜片电极在压力作用下向下移动，则下列说法正确的是（ ）
A. 电容器的电容增大，所带电荷量不变
B. 电容器的电容减小，上下极板间的电压减小
C. 上层膜片下移过程中，电流表有b到a的电流
D. 上层膜片稳定后，平行板电容器上下极板均不带电荷
【答案】C
【解析】
【详解】AB．上层膜片电极向下移动，根据
，
电容增大，由于电容器连接电源，两板电势差不变，则电容器所带电荷量增大，AB错误；
C．电容器上极板带正电，下极板带负电，电荷量增大，则电流表有b到a的电流，C正确；
D．上层膜片稳定后，电容器仍带电，D错误。
故选C。
6. 科技发展，造福民众．近两年推出的“智能防摔马甲”是一款专门为老年人研发的科技产品。该装置的原理是通过马甲内的传感器和微处理器精准识别穿戴者的运动姿态，在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免摔倒带来的伤害．在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以（ ）
A. 减小穿戴者动量的变化量
B. 减小穿戴者动量的变化率
C. 增大穿戴者所受合力的冲力
D. 增大穿戴者所受合力的冲量
【答案】B
【解析】
【详解】依题意，根据动量定理，可得
可知安全气囊的作用是延长了人与地面的接触时间，从而减小人所受到的冲力，即减小穿戴者动量的变化率，而穿戴者动量的变化量，也即穿戴者所受合力的冲量均未发生变化。
故选B。
7. 如图所示，电荷量为q的点电荷在均匀带电薄板上方2d处，点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心，A、B为垂线上两点，到薄板的距离均为d、将一带电小球置于B点，释放时的加速度恰好等于重力加速度g。已知静电力常量为k，则（ ）
A. 薄板带正电荷
B. 薄板在A点产生电场的方向竖直向上
C. 薄板在B点产生电场的场强大小为
D. 若将带电小球移到A点释放，其加速度仍等于重力加速度g
【答案】C
【解析】
【详解】AB．将一带电小球置于B点，释放时的加速度恰好等于重力加速度g，所以小球此位置只受重力作用，此可知电荷量为q的点电荷和均匀带电薄板在B点产生的场强等大反向，均匀带电薄板在B点产生的场强竖直向上，由此可知薄板负电荷，根据对称性可知，薄板在A点产生电场的方向竖直向下，故AB错误；
C．B点，释放时的加速度恰好等于重力加速度g，有
故C正确；
D．若将带电小球移到A点释放，根据对称性可知薄板在A点产生电场与在B点产生电场等大反向，则
由牛顿第二定律知
＞g
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，带电小球A固定在绝缘支架上，带电小球B用绝缘丝线悬挂于天花板，悬点P位于小球A的正上方，A、B均视为点电荷。小球B静止时悬线与竖直方向的夹角为，由于漏电，A、B两小球的电荷量逐渐减小。在电荷漏完之前，有关悬线对悬点P的拉力T和A、B之间库仑力F的大小，下列说法中正确的是（ ）
A. T保持不变，F逐渐减小
B. T逐渐增大，F先变大后变小
C. T逐渐减小，F逐渐减小
D. T先变大后变小，F逐渐增大
【答案】A
【解析】
【详解】以球B为研究对象，受到重力G、库仑力F和悬线的拉力T三个力作用，如图所示。
由平衡条件可得
根据可得
可得
，
在A、B两小球的电荷量逐渐减小的过程中，PB、PQ、G均不变，则悬线的拉力T不变；因电荷量减小，库仑力F减小，故A正确，B、C、D错误。
故选A。
9. 发光二极管简称为，它被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。如图为某的伏安特性曲线，根据此伏安特性曲线，下列说法正确的是（ ）
A. 当两端电压为以下时，的电阻几乎为零
B. 当两端电压为时，它消耗功率约为
C. 如果把电压段近似看作直线，那么这一电压范围内，电阻几乎保持不变，其电阻约为
D. 在电压段，的电阻随接入两端电压的增大而减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题图可知，当两端电压为以下时，的电流几乎为零，故A错误；
B．根据题图可知，当两端电压为时，通过的电流为，则其消耗的功率为
故B错误；
CD．根据题图可知，如果把电压段近似看作直线，那么这一电压范围内，图像上的点与原点连线的斜率随着电压的增大而增大，而根据部分电路的欧姆定律有
可知该斜率大小表示电阻倒数，斜率增大，则电阻减小，因此可知，的电阻随接入两端电压的增大而减小，故C错误，D正确。
故选D。
10. 如图所示，两只电压表和是由完全相同的两个电流计改装成的，表的量程是，表的量程是，把它们串联起来后接在电阻R的两端，并接入电路中，示数分别为和，则（ ）
A.
B.
C. 它们的指针偏转角度之比为
D. 通过电阻R的电流为
【答案】B
【解析】
【详解】AC．串联后电流一样故偏转角度相等，但两表的读数为两电压表的分压，读数之比为两者的电阻之比，所以两电表实数不一样，故AC错误；
B．由
可知两电表满偏时，电流计通过的电流相同，则电流计串联的电阻之比为
因是串联关系通过两电压表的电流相同，故指针偏转的角度相同，读数之比为两者的电阻之比，即
故B正确；
D．由B选项可知，电阻R两端的电压为
则通过电阻R的电流为
故D错误
故选B。
11. 在如图所示的电路中，闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是（ ）
A. L1灯丝烧断B. 电阻R2断路C. 电阻R2短路D. 电容器被击穿短路
【答案】D
【解析】
【详解】A. 若L1灯丝烧断，相当于L1电阻增大，根据串反并同规律，与L1并联的电压表的读数增大，与题意不符，A错误；
B. 若电阻R2断路，相当于R2的阻值增大，根据串反并同规律，与R2并联的电压表的读数增大，与题意不符，B错误；
C. 若电阻R2短路，L2熄灭，与题意不符，C错误；
D. 若电容器被击穿短路，相当于电阻减小，根据串反并同规律，与电容器并联的电压表的读数减小，与电容器串联的L2的功率增大，L2变亮，D正确。
故选D。
12. 如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内电阻为r，滑动变阻器R的阻值可以从零连续增大到，定值电阻的阻值范围为，则下列结论正确的是（ ）
A. 外电路消耗的最大功率为
B. R消耗的最大功率可能为
C. 当时，r消耗的功率最小
D. 当时，消耗的功率最大
【答案】A
【解析】
【详解】A．当外电路电阻等于电源内阻时外电路消耗的功率最大，但是由于，则只有当滑动变阻器R的阻值为零时，外电路消耗的功率最大，最大值为
选项A正确；
B．将R1等效为电源的内阻，则当时R消耗的功率最大，此时最大功率为
选项B错误；
C．当内阻r消耗的功率最小时，电路的电流最小，此时电路总电阻最大，此时，选项C错误；
D．当消耗的功率最大时，此时电路的总电流最大，此时总电阻最小，即此时，选项D错误。
故选A。
13. 电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒（重力不计），此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。已知偏移量越大打在纸上的字迹越大。现要缩小字迹，下列措施可行的是（ ）
A. 增大偏转极板间的间距
B. 减小墨汁微粒进入偏转电场时的初动能
C. 增大偏转极板的长度
D. 增大墨汁微粒的比荷
【答案】A
【解析】
【详解】微粒在偏转电场中的偏移量为
微粒的加速度大小为
微粒在偏转电场中的运动时间为
初动能为
得
现要缩小字迹，减小偏移量，可增大偏转极板间的间距，或增大墨汁微粒进入偏转电场时的初动能，或减小偏转极板的长度，或减小墨汁微粒的比荷。
故选A。
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，选对但不选全的得2分，有选错的得0分）
14. 带有光滑圆弧轨道，质量为m的小车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为m的小球以速度水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回车的左端，则（ ）
A. 整个过程中，小球和车水平方向系统动量守恒
B. 小球返回车的左端时，速度为
C. 小球上升到最高点时，小车的速度为
D. 小球在弧形槽上上升的最大高度为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．在整个过程中，小球和车在水平方向上合力为零，系统动量守恒，A正确；
B．根据动量守恒和机械能守恒
得
小球返回车的左端时，速度为
B错误；
C．小球上升到最到点时，小球与小车速度相同，根据动量守恒
小车的速度为
C正确；
D．根据机械能守恒
得小球在弧形槽上上升的最大高度为
D正确。
故选ACD。
15. 亚运“黑科技”赛场“场务”机器狗凭借满满科技感出圈，成为“智能亚运”里的一道亮丽风景线。现了解，该机器狗专用的充电电池其部分参数如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 若按充电限制电压给电池充电，则最大充电电流为
B. 该电池的电动势为
C. 若该电池以的电流工作，最多可使用4.5个小时
D. 将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能约为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．已知给机器狗充电的限制电压为，最大充电功率为，则最大充电电流为
故A正确；
B．已知电池的额定电量为，额定电能为，则该电池的电动势为
故B正确；
C．若该电池以的电流工作，最多可使用的时间为
故C正确；
D．电池能够储存的电能为
考虑充电时有充电器和电池的发热损耗，则将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能一定大于，故D错误。
故选ABC。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 在做“验证碰撞中的动量守恒定律”实验中，装置如图。
（1）必须要求的条件是________
A. 斜槽轨道末端的切线必须水平
B. 斜槽轨道应尽量光滑以减小误差
C. 入射球和被碰球必须质量相等
D. 入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
（2）某次实验中A球质量为，B球质量为，得出的落点情况如图所示，请写出需要验证的关系式_______（用图中字母表示）。
【答案】（1）AD （2）
【解析】
【小问1详解】
A．该实验原理是利用平抛运动抛出高度相同的情况下，用水平位移大小表示碰撞前后速度的大小，为了保证碰撞前入射小球和碰撞后被碰小球都能获得水平方向的初速度而作平抛运动，因此斜槽轨道末端的切线必须水平，故A正确
BD．只需要保证每次释放小球A时从同一高度释放，即可保证小球A每次在斜槽末端都获得同样大小的速度，斜槽轨道是否光滑都不会对实验造成影响，故B错误，D正确；
C．为了保证两球碰撞后入射小球不反弹，则必须保证入射小球的质量大于被碰小球的质量，故C错误。
故选AD。
【小问2详解】
根据实验原理，设小球A的入射速度大小为，碰撞后的速度大小为，被碰后小球B的速度大小为，可知小球A单独出射后作平抛运动，小球A与B发生碰撞后均作平抛运动，根据平抛运动的研究方法，设竖直方向的高度为，则有
，，，
若碰撞前后两球动量守恒，则应有
等式两边同乘以时间可得
则可知，若上式成立即可验证两球碰撞前后动量守恒。
17. 随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及。某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图甲所示。
（1）先使开关K与1端相连，电源对电容器充电，这个过程很快完成，充满电的电容器上极板带______（选填“正”或“负”）电；
（2）然后把开关K掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流、电压信息传入计算机，经处理后得到电流和电压随时间变化的曲线，如图乙所示，则电容器的电容约为________F（计算结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）正 （2）
【解析】
【小问1详解】
开关K与1端相连，电容器上极板与电源连接，故充满电的电容器上极板带正电。
【小问2详解】
由图乙可知电容器充满电时，电容器两极板间的电压为，图像与坐标轴围成的面积表示电量，图中约小格，则电容器充满电的电荷量为
电容器的电容约为
18.
（1）在“测定干电池电动势和内阻”实验时，小明先用多用电表粗测电源电动势，此时红表笔应当连接电源________（选填“正极”或“负极”）；
（2）实验课前，老师从原理上解释了电表对测量的影响。实验中小明为分析电流表、电压表内阻对测量的影响，利用如图甲所示的电路图进行测量。改变接入电路的阻值，得到多组电流和电压值，在坐标纸上画出图像得到如图乙所示的两条直线a、b。根据图像，选择一条你认为更合理的图线，对应直线的电路是拨到______（选填“1”或“2”），求出该电池的电动势_______V（保留三位有效数字），内阻______（保留两位有效数字）。
【答案】（1）正极 （2） ①. 2 ②. 1.50 ③. 0.50
【解析】
【小问1详解】
在“测定干电池电动势和内阻”实验时，小明先用多用电表粗测电源电动势，根据电流“红进黑出”，则红表笔应当连接电源正极；
【小问2详解】
[1]由图乙计算可得，ab两条线斜率的数值分别为和，可知电流表内阻对电源内阻的测量影响较大，所以图像a更为合理，故对应开关应拨到2；
[2][3]根据全电路欧姆定律可知
E=U+Ir
所以
U=E-Ir
结合图像可以知道，纵截距的数值为电动势，斜率的数值为内阻r，因此电动势为
E=1.50V
内阻
19. 如图，在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做了的功。已知电场的方向与所在的平面平行。
（1）A、B两点间的电势差和B、C两点间的电势差分别为多少？
（2）若以B点为电势零点，请在图中画出过B点的电场线方向，保留作图过程。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）根据公式
可得A、B两点间的电势差和B、C两点间的电势差分别为
，
（2）根据
可知
同理可知
所以连线的中点处电势也为，连接该点与C点则可得等势线，过B点做等势线的垂线，由高电势指向低电势，作出过B点的电场线，如下图所示
20. 一个质量为的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处。已知运动员与网接触的时间为取。
（1）求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量的大小；
（2）求网对运动员的平均作用力的大小；
（3）求从自由下落开始到蹦回离水平网面高处这一过程中运动员所受弹力的冲量。
【答案】（1）；（2）；（3），方向竖直向上
【解析】
【详解】（1）运动员向下接触网面和反弹的速度大小分别为
运动员与网接触的这段时间内动量的变化量的大小为
（2）根据动量定理
得网对运动员的平均作用力的大小为
（3）运动员所受弹力的冲量为
方向竖直向上。
21. 如图所示为安装在水平地面上的某游戏装置结构示意图，其左边部分是一个高度和水平位置均可以调节的平台，在平台上面放置一个弹射装置；游戏装置的右边部分由竖直固定的光滑圆弧轨道、粗糙水平直线轨道与竖直固定的光滑圆轨道组成（底端连接处D与略错开）。已知圆弧轨道的圆心为、半径，其C端与水平面相切，与的夹角；水平直线轨道长度，动摩擦因数；圆轨道的半径。将质量的滑块Q置于C点，再将质量同为的小球P经弹射装置从平台A点水平弹出，通过改变高度差h、水平距离和小球P在A点的初速度大小，总能让小球沿B点的切线方向进入圆弧轨道，然后与滑块Q发生弹性碰撞。空气阻力不计，小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取，求：
（1）若，求小球P从A点弹出时的初速度大小；
（2）若，求小球P到达C点与Q碰撞前瞬间对圆弧轨道的压力；
（3）若P与Q碰撞后，Q能够通过圆轨道的最高点E，求h需要满足的条件。
【答案】（1）；（2）6N，方向竖直向下；（3）
【解析】
【详解】（1）从A到B，做平抛运动，则竖直方向上有
水平初速度
联立解得
（2）从A抛出到C，根据动能定理
解得
在C点，根据牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律得压力
方向竖直向下
（3）球P与Q弹性碰撞后，速度交换，P球静止，Q球弹出，要过E点，则需满足
由
联立解得
过E点则要满足
从A到B，竖直方向有
h要满足的条件是
22. 如图，为水平地面，为竖直面，为两平面交线，以O点为原点建立三维坐标系，轴水平向右，轴竖直向上；足够长光滑绝缘导轨水平放置，导轨右端位于轴上，距地面高度。在导轨上放置两彼此靠近的带正电小球，在外力作用下保持静止，此时两带电球间具有的电势能，小球a的质量，所带电量为，球的质量。竖直面右侧存在匀强电场，其场强大小。现释放两小球，经过一段时间小球a脱离轨道进入电场区域，此时两球相距足够远，两球间的电场力为0，重力加速度。
（1）求小球a进入电场时的速度大小；
（2）若匀强电场的方向沿z轴竖直向下，求a球落地时的速度大小；
（3）若匀强电场的方向沿y轴向里，求a球落地时的位置坐标及动能。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）小球a脱离轨道进入电场区域，此时两球相距足够远，即两带电球间具有的电势能为0。根据动量守恒和能量守恒
联立得，小球a进入电场时的速度大小为
（2）若匀强电场的方向沿z轴竖直向下，则电场力竖直向下，根据动能定理
a球落地时的速度大小为
（3）若匀强电场的方向沿y轴向里，则小球在竖直方向做平抛运动，则
，
沿y轴向里做匀加速度直线运动，
，
落地速度为
落地动能为
得
，，
a球落地时的位置坐标为。
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