精品解析：福建省厦门双十中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷（解析版）

这是一份精品解析：福建省厦门双十中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。
1. 以下关于电场与电路说法正确的是（ ）
A. 电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大
B. 沿电场线的方向，电场强度必定越来越小
C. 电动势越大，表明电源储存的电能越多
D. 闭合电路中电流总是从电势高处流向电势低处
【答案】A
【解析】
【详解】A．电场线是用来表示电场中电场强度的方向和大小的，电场线越密，表示电场强度越大，由公式F=qE知，同一试探电荷所受的电场力越大，故A正确；
B．电场线的疏密表示电场强度的大小，沿着电场线方向，电场线不一定越来越疏，则电场强度不一定越来越小，故B错误；
C．由可知，电动势越大，指电源内部非静电力移动单位正电荷从负极到正极做的功越多，不是电源储存的电能越多，故C错误；
D．在电源的外电路中，电流流向总是从高电势流向低电势，而电源的内电路中，电流流向总是从低电势流向高电势。故D错误。
故选A
2. 如图，两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端的电压为U，则（ ）
A. 通过两棒的电流不相等
B. 两棒的自由电子定向移动的平均速率v1>v2
C. 两棒内的电场强度不同，细棒内场强E1小于粗棒内部场强E2
D. 细棒的电压U1等于粗棒的电压U2
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于两棒串联，所以电流相等，故A错误；
B．由公式
可知，两棒电流相等，而两棒横截面积关系为
得两棒的自由电子定向移动的平均速率
故B正确；
CD．由
可知，细棒的电阻大，由串联分压原理可知细棒的电压与粗棒的电压U2关系为
又由
可得
故C、D错误。
故选B。
3. 如图所示，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下情况中，abcd中没有感应电流产生的是（ ）
A. 将abcd以O1O2为轴转动90°
B. 将abcd向右平移
C. 将abcd以ab为轴转动60°
D. 将abcd以cd为轴转动60°
【答案】C
【解析】
【详解】A．将abcd以O1O2为轴转动90°，磁通量由最大值变为零，产生感应电流，A错误；
B．将abcd向右平移，磁通量逐渐减小，产生感应电流，B错误；
C．将abcd以ab为轴转动60°，由几何关系可知，线框磁通量不变，没有产生感应电流，C正确；
D．将abcd以cd轴转动60°，磁通量由最大值变为零，产生感应电流，D错误。
故选C。
4. 如图所示为欧姆表的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300μA，内阻Rg=100Ω，调零电阻最大阻值R=50kΩ，串联的固定电阻R0=50Ω，电池电动势E=1.5V用它测量电阻Rx能准确测量的阻值范围是______；若欧姆表测量过程中发现指针偏转太小，应换用更______档位测量（ ）
A. 30kΩ~80kΩ；大B. 3kΩ~8kΩ；大
C. 30kΩ~80kΩ；小D. 3kΩ~8kΩ；小
【答案】B
【解析】
【详解】要想准确测量出电阻，则需要表针指到中央刻度附近，则由
解得
则用它测量电阻Rx能准确测量的阻值范围是3kΩ~8kΩ；若欧姆表测量过程中发现指针偏转太小，说明倍率档选择过低，应换用更大档位测量，故选B。
二、双项选择题：共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，答案需填涂在答题卡中。
5. 如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则（ ）
A. 直导线中电流方向垂直纸面向里
B. b点和d点的磁感应强度大小相等、方向相反
C. a点的磁感应强度为2T，方向向右
D. b点的磁感应强度为，方向斜向右下方
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据题意可知c点的磁感应强度为0，则直导线在c点的磁感应强度水平向左，根据安培定则可知直导线的电流方向垂直纸面向外，故A错误；
B．b点磁感应强度方向斜向右下，d点磁感应强度方向斜向右上，故B错误；
C．直导线在a点的磁感应强度方向水平向右，与匀强磁场的磁感应强度方向相同，可知a点的磁感应强度为2T，方向向右，故C正确；
D．直导线在b点的磁感应强度方向竖直向下，与匀强磁场的合磁感应强度为，方向斜向右下方，故D正确。
故选CD。
6. 用伏安法测未知电阻Rx时，若不知道Rx的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如图所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a，b接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，那么有（ ）
A. 若电流表示数有显著变化，S应接a
B. 若电流表示数有显著变化，S应接b
C. 若电压表示数有显著变化，S应接a
D. 若电压表示数有显著变化，S应接b
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．若电流表示数有显著变化，说明电压表分流明显，造成的误差较大。则S应b，A错误，B正确；
CD．若电压表示数有显著变化，说明电流表分压明显，造成的误差较大，则S应接a，C正确，D错误。
故选BC。
7. 如图甲所示的y轴上A、B处放置两等量正电荷，x轴上P点的电场强度E随x变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. x2点的电势最高
B. －x1和x1两点的电势相等
C. 在x1点静止释放一正试探电荷，其动能先增大后减小
D. 在x1点静止释放一负试探电荷，其将以O为中心往复运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A．沿x轴上，电场线从O点开始分别沿x轴正向和x轴负向，沿电场线电势逐渐降低，可知O点的电势最高，选项A错误；
B．由对称性可知，－x1和x1两点的电势相等，选项B正确；
C．在x1点静止释放一正试探电荷，所受电场力一直沿x轴正向，电场力一直做正功，则其动能一直增大，选项C错误；
D．在x1点静止释放一负试探电荷，则电场力指向O点，电子向O点做加速运动，经过O点后做减速运动，到达与x1对称位置时速度减为零，然后再返回……，即电荷将以O为中心往复运动，选项D正确。
故选BD。
8. 一匀强电场的方向平行纸面，纸面内A、B、C三点的位置如图所示，，AC=1m，∠BAC=90°。一电子P以速度v1从C点出发能过B点，在C到B的过程中电子P的电势能增加1.5eV。若让电子P以速度v2从C点出发则能过A点，在C到A的过程电子P的动能增加0.75eV。电子P在所有运动过程只受电场力，下列结论正确的是（ ）
A. C点电势高于B点
B.
C. 匀强电场的大小为
D. 若将质子从B移动到A，电场力做功-2.25eV
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由功能关系，粒子从C到B电场力做功为
即
解得
故负电荷在电势低的地方电势能大，C点电势高于B点，A正确；
B．粒子从C到A，根据动能定理
解得
故
又因为
故
联立可得
故
B错误；
C．D、E两点将边三等分
根据匀强电场的电势分布特点可知，为等势线。由A点作垂直，则
故匀强电场的电场强度大小
由于A点电势比C点电势高，因此电场方向沿AF方向，即垂直于CD斜向左下方。C错误；
D．若将质子从B移动到A，电场力做功为
D正确。
故选AD。
三、填空题：本题共4小题，共24分。
9. 下图为一正在测量中的多用电表表盘。

（1）如果是用直流10V挡测量电压，则读数为___________V。
（2）如果是用×100Ω挡测量电阻，则读数为___________Ω。
（3）如果是用直流5mA挡测量电流，则读数为___________mA。
【答案】 ①. 6.5 ②. 800 ③. 3.25
【解析】
【详解】由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是各个项目的每个量程都有专门的标度，有些标度就是属于共用标度。如图中的第二行刻度就是交、直流电压、电流共用的标度。
（1）[1]用直流10V挡测量电压时，分度值是0.2V，故读数为6.5V。
（2）[2]指针所指电阻刻度的读数为8.0，乘以欧姆挡的倍率，则所测电阻值为8.0×102Ω。
（3）[3]用直流5mA挡测量时，读数方法与（1）中相同，测量值为3.25mA。
10. 如图所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为1Ω，电动机内部绕线电阻为2Ω，电流表和电压表均为理想电表。只接通S1时，电流表示数为20A，电压表示数为60V；再接通S2，启动电动机工作时，电压表示数变为45V，则蓄电池的电动势为______V，接通S2后启动电动机的输出功率为______W。
【答案】 ①. 80 ②. 100
【解析】
【详解】[1][2]根据闭合电路欧姆定律
蓄电池电动势为
车灯电阻为
接通电动机时
车灯电流为
接通S2后启动电动机的输出功率为
得
11. 测定一节电池的电动势和内阻，电路如图甲所示，MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，定值电阻R0=10Ω。调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I，绘制了U－I图像如图乙所示。
（1）由图乙求得电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（结果均保留两位有效数字）
（2）实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值______其真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 ①. 2.9 ②. 15 ③. 小于
【解析】
【详解】（1）[1][2]由闭合回路欧姆定律有
对比题图乙所示图像有
故可得
（2）[3]考虑电压表内阻影响，由闭合电路欧姆定律有
E真为图线纵距的倍，则电动势测量值小于真实值。
12. 导电胶具有粘合和导电功能，在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料电阻率，把导电胶装入玻璃管中，导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连，如图甲所示。
（1）在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，如图乙所示，应该用游标卡尺的______（选填“A”“B”或“C”）进行测量，该玻璃管内径为______cm。
（2）用多用电表粗略测得该导电胶电阻约为30Ω，为精确测量其电阻阻值，现有3.0V的干电池组、开关和若干导线及下列器材：
A.电压表0－3V，内阻约3kΩ
B.电流表0－20mA，内阻Rg=50Ω
C.定值电阻1Ω
D.定值电阻12.5Ω
E.滑动变阻器0~10Ω
①由于电流表量程偏小，需要对电流表进行合理改装，改装时应选______（填器材前面的序号）作为分流电阻R0。
②在答题卡上将图中所示器材符号连线，画出实验电路原理图，要求电压和电流的测量范围尽可能大______。
③测出电压表读数U、电流表读数I，则该导电胶的电阻R=______（用U、I、Rg、R0表示）
【答案】 ①. B ②. 2.25 ③. D ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）［1]在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，应该用游标卡尺的B测量爪进行测量。
［2]该玻璃管内径
（2）（1）[3]估测电路可达到的最大电流为
若并联一个分流电阻阻值为12.5欧，恰好可以达到要求，故改装时应选D作为分流电阻R0。
②[4]由于改装后的电流表内阻已知，直接与导电胶串联，电压表测量他们的总电压，由于滑动变阻器最大阻值较小，同时要满足电压和电流的测量范围尽可能大，故应采用分压式接法，电路如图所示
四、计算题：本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. 如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为-q、套在杆上的带负电小球（可视为质点）从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为。求：
（1）小球滑到C点时的速度大小；
（2）若以C点作为参考点（零电势点），试确定A点的电势。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据点电荷的电场特征可知，BC所在的圆是一个等势面，所以小球从B到C电场力做的总功为零，由几何关系可得BC的竖直高度为
根据动能定理有
解得
（2）小球从A到C，重力和电场力均做正功，所以由动能定理有
得
又因为
且点为零电势点，则
14. 如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10－2C，质量为m=2×10－2kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器滑片P在某位置时，小球恰能到达A板。（g取10m/s2），求：
（1）两极板间电场强度大小；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）重新调节滑片P的位置，使滑动变阻器上消耗的功率达到最大值，同时改变AB的板间距离，使得小球依然能以v0从B射入板间后，恰能到达A板，求此时新的板间距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对小球恰能从B到A，由动能定理可得
解得
又由
可得
（2）由闭合电路欧姆定律可得
计算得出
则有
（3）将与看作等效电源内阻，滑动变阻器上功率最大时
此时对小球恰能从B到A，由动能定理可得
解得
15. 两块水平平行放置的导体板AB如图甲所示，大量电子（质量为m、电荷量为e）由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t0；当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、恒为U0的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过（不计电子重力）。求：
（1）偏转电场的板间距离d和电子刚进入偏转电场时的加速度；
（2）这些电子通过两板之间后，侧向位移（垂直于入射速度方向上的位移）的最大值和最小值；
（3）若电子进入偏转电场时的速度不变，但考虑在偏转电场中电子所受重力，且，求射入偏转电场的电子侧向位移的最大值和最小值。
（本大题所有结果均用e、m、U0、t0表示）
【答案】（1），；（2），；（3），0
【解析】
【详解】（1）综合题设条件，电子通过两板间的时间为3t0，且所有电子均从两板间通过，结合两板间电压随时间的变化规律（U－t图像），可知在两种状态在两板间的vy－t图像如图所示
电子进入两板间后，根据牛顿第二定律可得
对于时刻入射板间的粒子，其侧向位移为
此时电子恰好从板间通过，则有
解得
（2）时刻入射板间的粒子沿电场方向加速时间最长，侧向位移最大，t0时刻入射板间的粒子沿电场方向加速时间最短，侧向位移最小
对于t0时刻入射板间的粒子，其侧向位移为
（3）可将重力场等效为反向的电场，与乙图电场叠加，如图1所示，0时刻进入偏转电场的电子图如图2所示，根据运动的对称性，此时侧向位移为最小值零。t0时刻进入偏转电场的电子图如图所示，此时对应的侧向位移最大值。若令时间内的位移为s，则时间内的侧向位移为4.5s