物理 北京市第十五中学2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题-A4答案末尾

这是一份物理 北京市第十五中学2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题-A4答案末尾，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．“电子伏特（符号：eV）”，属于下列哪一物理量的单位（ ）
A．电荷量B．能量C．电流D．电压
2．下列现象中，不属于防止静电危害的是（ ）
A．在很高的建筑物顶端装上避雷针
B．在高大的烟囱中安装静电除尘器
C．油罐车后面装一根拖在地上的铁链条
D．存放易燃品的仓库的工人穿上导电橡胶做的防电靴
3．某一电容器在正常的充电过程中，两个极板间的电压U随电容器所带电荷量Q的变化而变化。下图中能够正确反映U和Q关系的图像是（ ）
A．B．
C．D．
4．用电流表和电压表测量电阻的电路如图所示，其中为待测电阻．电表内阻对测量结果的影响不能忽略，下列说法中正确的是( )
A．电流表的示数小于通过Rx的电流
B．电流表的示数大于通过Rx的电流
C．电压表的示数小于Rx两端的电压
D．电压表的示数大于Rx两端的电压
5．将一个内阻为100Ω、满偏电流为3mA的电流表，改装成量程为0~0.6A的电流表，则需要
A．串联一个阻值约为0.5Ω的电阻B．串联一个阻值约为5Ω的电阻
C．并联一个阻值约为0.5Ω的电阻D．并联一个阻值约为5Ω的电阻
6．一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线表示电场线。下列说法中正确的是（ ）
A．a点的电势比b点的电势高
B．a点的场强比b点的场强大
C．电子在a点的电势能比在b点的电势能大
D．电子在a点的动能比在b点的动能大
7．某手机只播放视频，可以播放约17小时，其说明书的部分内容如右表所示，关于该手机，下列说法正确的是（ ）
A．充满电时电池可储存的最大能量为4J
B．放电时电池可输出的最大电荷量为4C
C．播放视频时平均电流约为待机状态平均电流的1.3倍
D．播放视频时平均电流约为待机状态平均电流的30倍
二、多选题
8．如图所示，当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知电源电动势为E，内阻为r，指示灯L的电阻为R，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R0，则（ ）
A．电动机的额定电压为
B．电动机的输出功率为
C．电源的输出功率为
D．整个电路的热功率为
三、单选题
9．某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图1所示连接电路，先使开关S接1，电容器很快充电完毕，然后将开关掷向2，电容器通过R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线如图2所示．他进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响，断开S，先将滑片P向右移动一段距离，再重复以上操作，又得到一条I-t曲线．关于这条曲线，下列判断正确的是
A．曲线与坐标轴所围面积将增大
B．曲线与坐标轴所围面积将减小
C．曲线与纵轴交点的位置将向下移动
D．曲线与纵轴交点的位置将向上移动
10．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是（ ）
A．B．C．D．
四、多选题
11．如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（ ）
A．箔片张开
B．箔片不张开
C．金属球带电电荷足够大时才会张开
D．金属网罩内部电场强度为零
五、单选题
12．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是( )
A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电
B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小
C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大
D．实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
六、多选题
13．在如图所示电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R1的滑片P向左端滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数减小B．电压表的示数增大
C．电流表的示数减小D．电流表的示数增大
14．如图所示，三个同心圆是固定的点电荷Q周围的三个等势面，A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三个点在同一条电场线上。已知这三个圆的半径关系是。现将一电荷量为的试探电荷从A点由静止释放，试探电荷只在点电荷Q的静电力作用下开始运动，则（ ）
A．三点的电场强度大小关系是
B．三点的电势大小关系是
C．该试探电荷在三点的电势能大小关系是
D．该试探电荷在三点的动能大小关系是
七、实验题
15．指针式多用电表是电路测量的常用工具。现用多用电表测量一个定值电阻的阻值（阻值约为一百多欧姆）。
（1）将红、黑表笔分别插入“”、“”插孔，接下来必要的操作步骤和正确的顺序是 。（请将必要步骤前的序号按正确的顺序写出）
①将选择开关旋转“”的位置；
②将选择开关旋转“”的位置；
③用两支表笔的金属部分分别接触电阻的两条引线；
④根据指针所指刻度和选择开关的位置，读出电阻的阻值；
⑤将两支表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”使指针指向“”。
（2）若正确测量时指针所指刻度如图所示，则这个电阻阻值的测量值是 。
（3）在使用多用电表测量电阻时，若双手捏住红、黑表笔金属部分，则测量结果将 。（选填“偏大”或“偏小”）
16．在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验小组的同学测量一段阻值约为5Ω、粗细均匀金属丝的电阻率。
（1）用螺旋测微器分别在三个不同的位置测量金属丝的直径，某次示数如图甲所示，该次测量值为 mm。
（2）实验小组的同学采用图乙所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻Rx，现有电源（电动势为3.0V，内阻可忽略不计），开关和导线若干，以及下列器材：
A．电压表V1（量程0~3V，内阻约3kΩ）
B．电压表V2（量程0~15V，内阻约15kΩ）
C．电流表A1（量程0~3A，内阻约0.025Ω）
D．电流表A2（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω）
E．滑动变阻器R1（0~5Ω，3A）
F．滑动变阻器R2（0~1000Ω，0.5A）
①为减小测量误差，在实验中，电压表应选用 ，电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 。（选填各器材前的字母）
②图丙是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图乙的电路图，补充完成图丙中实物间的连线 。
（3）测量出金属丝直径为d，长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝电阻率测量值的表达式= 。考虑电流表和电压表内阻引起的误差，该测量值 真实值（选填“大于”或“小于”）。
八、解答题
17．在如图所示的电路中，电阻箱的阻值R是可变的，电源的电动势为E，电源的内阻为r，其余部分的电阻均可忽略不计。
（1）闭合开关S，写出电路中的电流I和电阻箱的电阻R的关系表达式；
（2）若电源的电动势E为3V，电源的内阻r为1Ω，闭合开关S，当把电阻箱R的阻值调节为14Ω时，电路中的电流I为多大？此时电源两端的电压（路端电压）U为多大？
18．实验表明，一些金属受到紫外线照射时会有电子射出。如图1所示，真空中一对平行金属板A和B正对放置，用紫外线持续照射A板时，A板持续射出速度大小不同的电子，且电子的最大速度为定值。为了简化问题，假设射出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用以及电子所受的重力。电子的电荷量为e、将两金属板、电压可调的电源、灵敏电流计连接成如图2所示的电路，A板接电源正极，B板接电源负极。逐渐增大两板间的电压，发现电流计示数会随着电压的增大而减小，当电压为U0时电流计示数刚好为零。
（1）求从A板射出的电子具有的最大动能；
（2）有同学认为，断开开关，将B板向左平移一段距离，使其靠近A板后，维持电压U0不变，再次闭合开关，则电路中将再次出现电流。你认为这种说法是否正确，请说明理由。
19．如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电．改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化．
（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图，并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义．
（2）a．请在图2画好的U-I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；
b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件．
（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和．
20．下图为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计），经灯丝与A板间的电场加速后，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N间的偏转电场（电子进入时的速度方向与该电场方向垂直），离开偏转电场后打在荧光屏上的P点．已知K、A间的加速电压为U1，M、N两板间的偏转电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子所受的重力及它们之间的相互作用力．
（1）求电子穿过A板时速度的大小v0；
（2）求电子从偏转电场射出时的侧移距离y；
（3）如果仅使偏转电压减半，即，为使电子仍打在荧光屏上的P点，则加速电压应当调整为，求．
……
手机类型
智能手机、4G手机
屏幕分辨率
1990×1080像素
电池容量
4000mA·h
电池类型
不可拆卸式电池
待机时间
约22天
……
参考答案：
1．B
【详解】电子伏特（符号：eV）是指一个电子被1V电压加速得到的能量，即电子伏特是能量的单位。故选B。
2．B
【详解】A．当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，所以A属于防止静电危害，错误；
B．在高大的烟囱中安装静电除尘器，利用静电除去废气中的粉尘，这是对于静电的应用，所以B不属于防止静电危害，正确；
C．油罐车在运动的过程中，由于里面的油再晃动，也会摩擦产生静电，后面拖一条的铁链就可以及时的把产生的静电导走，所以C属于防止静电危害，错误；
D．利用导电橡胶做的防电靴及时的把产生的静电导走，防止工人在走动中产生静电，导致事故。所以D属于防止静电危害，错误。
故选B。
3．A
【详解】根据
可得
由于电容器不变，因此电压U和电量Q成正比，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【分析】电压表测量的是与其并联电路的电压值，电流表测量的是与之串联电路的电流值，据此分析问题同；
【详解】A、由电路图可知，实验采用电流表外接法，电流表所测电流等于通过电阻的电流与通过电压表的电流之和，电流表的示数大于通过的电流，故A错误，B正确；
C、由电路图可知，电压表与待测电阻并联，测量待测电阻两端电压，电压表的示数等于两端的电压，故CD错误．
5．C
【分析】把电流表改装成大量程的电流表需要并联分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律求出并联电阻阻值．
【详解】把电流表改装成0.6A的电流表需要并联一个分流电阻，分流电阻阻值为：； 故C正确，ABD错误；故选C．
【点睛】本题考查了电压表与电流表的改装，知道电表的改装原理，应用串并联电路特点与欧姆定律即可解题．
6．C
【详解】A．根据电子的运动轨迹可知，电子受电场力向右，则电场线的方向水平向左，根据沿着电场线方向，电势逐渐降低，可知a点的电势比b点的电势低，故A错误；
B．根据电场线的疏密表示电场强度的大小，由题图可知a点的场强等于b点的场强，故B错误；
C．负电荷在低电势点的电势能较大，可知电子在a点的电势能比在b点的电势能大，故C正确；
D．从a到b电场力做正功，则动能增加，即电子在a点的动能比在b点的动能小，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．无法求出充满电时电池可储存的最大能量，A错误；
B．放电时电池可输出的最大电荷量为
B错误；
CD．播放视频时平均电流约为
待机状态平均电流为
电流之比为
C错误，D正确。
故选D。
8．CD
【详解】AB．电动机正常工作时属于非纯电阻元件，因此其额定电压不等于IR0，根据闭合电路欧姆定律可得其额定电压为
输出功率为
故AB错误；
C．电源的输出功率为
故C正确；
D．整个电路的热功率为
故D正确。
故选CD。
9．C
【详解】I-t图线与坐标轴所围成的面积表示电容器放电的电荷量，而电容器的带电量 Q=CE，没有变化，所以曲线与坐标轴所围面积不变，故AB错误．将滑片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻增大，由闭合电路欧姆定律知，将开关掷向2时电容器开始放电的电流减小，则曲线与纵轴交点的位置将向下移动，故C正确，D错误．故选C．
10．D
【详解】质子在电场力作用下加速，加速后的速度为，根据动能定理，则有
解得
等效电流为，单位体积的质子数为，根据微观表达式
解得
故选D。
11．BD
【详解】ABC．用金属网把验电器罩起来，由于金属网罩的静电屏蔽，再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开。故B正确；AC错误；
D．静电屏蔽时，金属网罩内部电场强度为零。故D正确。
故选BD。
12．A
【详解】A、当用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，从而在b板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A正确；
B、根据电容器的决定式：，将电容器b板向上平移，即正对面积S减小，则电容C减小，根据可知， 电量Q不变，则电压U增大，则静电计指针的张角变大，故选项B错误；
C、根据电容器的决定式：，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数增大，则电容C增大，根据可知， 电量Q不变，则电压U减小，则静电计指针的张角减小，故选项C错误；
D、根据可知， 电量Q增大，则电压U也会增大，则电容C不变，故选项D错误．
点睛：本题是电容器动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是电容与哪些因素有什么关系．
13．AC
【详解】当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流增加，电源的内电压增加，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小，根据串联电路分压特点，由于并联部分的总电阻变小，则并联部分两端的电压减小，故电流表示数减小。
故选AC。
14．BD
【详解】A. 因为，根据公式
得
故A错误；
B．根据点电荷场强公式可知，AB段场强大于BC段场强，AB间距离等于BC间距离，再根据
可知AB间电势差UAB大于BC间电势差UBC，即
故B正确；
CD．根据动能定理
可知的试探电荷从A点由静止释放运动，电场力做正功，电势能减小，且
所以
故C错误，D正确。
故选BD。
15． ①⑤③④ 130 偏小
【详解】（1）[1]待测电阻阻值约为一百多欧姆，用欧姆表测电阻，将选择开关旋转“×10”的位置，然后进行欧姆调零，具体操作是：将红黑表笔短接，调节调零旋钮调零，使指针指在右侧零刻度线处；再测出电阻阻值，因此合理是实验步骤为：①⑤③④。
（2）[2]由图示表盘可知，待测电阻阻值为
13.0×10Ω=130Ω
（3）[3]由于人体是导体，在使用多用电表测量电阻时，若双手捏住红、黑表笔金属部分，测量的是导体与人的并联电阻，电阻越并越小，因此，测量结果将偏小。
16． 0.550 A D E 小于
【详解】（1）[1]由图甲可读出该金属丝的直径为
（2）①[2]电源两端电压保持3V不变，故电压表选A；
[3]待测电阻约为，估算流过待测电阻的最大电流约为0.6A，故电流表选D；
[4]滑动变阻器采用分压式接法，且由于待测金属丝电阻较小，为了方便调节和电表读数，故滑动变阻器选E；
②[5]根据电路图，实物连接如图所示
（3）[6]由电阻定律及，可得
[7]该电路采用电流表外接法，由于电压表的分流作用，导致电流表的测量值大于流经金属丝的真实电流，由可知测量值将小于真实值。
17．(1) (2)0.2A 2.8V
【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律，得关系表达式:
（2）将E=3V，r=1Ω，R=14Ω，代入上式得：
电流表的示数
I==0.2A
电源两端的电压
U=IR=2.8V
18．（1）eU0；（2）不正确，理由见解析
【详解】（1）以具有最大动能的电子为研究对象，当其速度减小到0时，电子恰好运动到接近B板，设其最大动能为Ekm，根据动能定理得
-eU0=0-Ekm
解得
Ekm=eU0
（2）这种说法不正确。理由是：电子的最大速度为定值，电子的最大动能也是定值，以具有最大动能的电子为研究对象，当移动B板后，设当电压为U时其速度减小到0，根据动能定理得
-eU=0-Ekm
结合上一问的结果，解得
U=U0
即电子也是恰好运动到接近B板速度减为0，故仍然没有电流。
19．（1）U–I图象如图所示：
图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流
（2）a如图所示：
b.
（3）见解析
【详解】（1）U–I图像如图所示，
其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流
（2）a．如图所示
b．电源输出的电功率：
当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为
（3）电动势定义式：
根据能量守恒定律，在图1所示电路中，非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即
本题答案是：（1）U–I图像如图所示，
其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流
（2）a．如图所示
当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为
（3）
点睛：运用数学知识结合电路求出回路中最大输出功率的表达式，并求出当R=r时，输出功率最大．
20．（1） （2） （3）1:2
【分析】（1）根据动能定理求出电子穿过A板时速度．
（2）电子进入偏转电场后，做类平抛运动，据运动的分解求出偏转量．
（3）电子出偏转电场后，做匀速直线运动，最终到达屏上的P点．
【详解】（1）在加速电场中： ，解得电子穿过A板时速度
（2）在偏转电场中，设飞行时间为，则：
水平方向：
竖直方向：
联立解得：
（3）设电子飞出偏转电场时的偏角为，偏转电场右端到屏的水平距离为，则：


解得：
要想电子仍打在荧光屏上的P点，应不变，所以