广东省广州市培正 三中 四中 三校高二上学期期中联考物理试题（解析版）-A4

这是一份广东省广州市培正 三中 四中 三校高二上学期期中联考物理试题（解析版）-A4，共15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。
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
一、单选题：本题共7小题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1. 如图所示，指纹采集装置中的半导体基板上有大量相同的小极板，外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凸凹不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成一个个正对面积相同的电容器，若每个电容器的电压保持不变，则在指纹采集过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 指纹凹点处与对应的小极板距离远，该位置的电容大
B. 指纹的凸点处与对应的小极板距离近，该位置的电容小
C. 由于指纹的凸点处与对应的小极板距离较近，小极板的带电量较小
D. 由于指纹的凸点处与对应的小极板距离较近，小极板的带电量较大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．电容器电容的定义式可知，指纹的凹点处与小极板距离远，较大，该位置的电容小，指纹的凸点处与小极板距离近，较小，该位置的电容大，故AB错误；
CD．由于指纹的凸点处与对应的小极板距离较近，该位置的电容大，每个电容器的电压保持不变，根据可知，小极板的带电量较大，故C错误，D正确。
故选D。
2. 有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据
Q=CU
可知
∆Q=C∆U=10-8×(30+70)×10-3C=10-9C
则该过程中跨膜电流的平均值为
故选D。
3. 水平桌面上有两个柱型导体，它们的横截面均为正方形，柱体高均为h，较大的柱体横截面边长为a，较小的柱体横截面边长为b，如图所示，垂直柱体侧面通入电流，关于较大的柱体与较小的柱体，下列说法正确的是（ ）
A. 若两导体电阻率相同，则电阻之比为a∶b
B. 若两导体电阻率相同，则电阻之比为b∶a
C. 若两导体电阻相同，则两导体电阻率也相同
D. 若将电流方向改为竖直向下且两导体电阻率相同，则电阻之比为
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．由可知，若电阻率相同，则沿图示电流方向有电阻之比
同理电阻相同，电阻率也相同，故AB错误，C正确；
D．若将电流方向改为竖直向下，且电阻率相同，则电阻分别为
，
电阻之比为
故D项错误。
故选C。
4. 两个点电荷和固定在x轴上O、D两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示（），取无穷远处电势为零，由图可知（ ）
A. B点的电场强度为零
B. 为负电荷，为正电荷
C. 电子从D点移到B点电势降低，电势能也降低
D. 将电子沿x轴从A点移到C点，电场力一直做负功
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据
可知图像的切线斜率表示电场强度，则B点的电场强度不为零，故A错误；
B．因取无穷远处电势为零，所以靠近负点电荷处的电势为负，靠近正点电荷处的电势为正，结合题图可知，为负电荷，为正电荷，故B正确；
C．由图像可知，从D到B电势降低，根据，由于电子带负电，则电子从D点移到B点，电势能增加，故C错误；
D．将电子沿x轴从A点移到C点，电势一直升高，电子的电势能一直减小，电场力一直做正功，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，一根长为l的绝缘轻质细绳，一端固定于O点，另一端系着一带电小球，小球所带电荷量为，整个装置处在水平方向的匀强电场中，电场强度为E，小球在竖直平面内做圆周运动，a、b为圆周的最高点与最低点，c、d为圆周上与O点等高的两点。若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在d点时机械能最大B. 小球在c点时机械能最大
C. 小球从a点到d点过程中电场力做功EqlD. 小球从a点到b点过程中电场力做正功
【答案】B
【解析】
【详解】AB．小球在竖直面内做圆周运动，只有电场力和重力做功，则小球的电势能、动能和重力势能之和守恒，因在c点时的电势能最小，可知在c点时的机械能最大，选项A错误，B正确；
C．小球从a点到d点过程中电场力做功-Eql ，选项C错误；
D．小球从a点到b点过程中电场力先做负功后做正功，选项D错误。
故选B。
6. 如图所示，电路两端加恒定电压U，电路稳定后，灯泡L正常发光，然后向右移动滑动变阻器R的滑片，在此过程中（ ）
A. 灯泡L逐渐变暗B. 定值电阻两端电压逐渐减小
C. 电容器C所带的电荷量逐渐增大D. 定值电阻中有水平向右的电流
【答案】D
【解析】
【详解】AB．向右移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，电路两端加恒定电压U，则总电流增大，灯泡L逐渐变亮，定值电阻两端电压逐渐增大，故AB错误；
CD．电路总电流增大，定值电阻两端电压逐渐增大，电路两端加恒定电压U，则滑动变阻器与灯泡L两端的总电压逐渐减小，即电容器C两极板间的电势差逐渐减小，根据，可知电容器C所带的电荷量逐渐减小，电容器放电，定值电阻中有水平向右的电流，故C错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示，是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的是（ ）
A. 通电后电磁铁a端为S极
B. 滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强
C. 条形磁体在滑动过程中受到向右摩擦力
D. 条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可知，此时电磁铁的a端是N极，故A错误；
B．滑动变阻器的滑片P向左端移动，电阻变小，电流变大，故电磁铁的磁性变强，故B正确；
C．电磁铁的b端为S极，根据异名磁极相互吸引的特点可知，条形磁体受到向左的吸引力，条形磁体向左滑动，条形磁体受到水平桌面的向右的摩擦力，故C正确；
D．压力大小和接触面的粗糙程度不变，因此条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力不变，故D错误。
故选BC。
二、多选题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部答对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，某扫地机器人电池容量为，额定工作电压为，额定功率为，则下列说法正确的是（ ）

A. 扫地机器人正常工作时的电流是
B. 扫地机器人的电阻是
C. 题中mA·h是能量的单位
D. 扫地机器人充满电后能正常工作的时间约为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．扫地机器人正常工作时的电流是
故A正确；
B．扫地机器人是非纯电阻用电器，无法计算扫地机器人的电阻，故B错误；
C．题中mA·h是电量的单位，故C错误；
D．扫地机器人充满电后能正常工作的时间
故D正确。
故选AD。
9. 心脏细胞兴奋时，在细胞膜内外产生等量异种电荷，将人体的心脏理想化为如图甲所示的模型，当心脏细胞规律性兴奋时，产生的电荷量为正常值，当心脏发生房颤时产生的电荷量减少而不能达到所需的电压值，在没有及时抢救的情况下，通常患者会在10min内死亡。如图乙，AED（自动体外除颤器）通过贴片产生强电场，使兴奋无序的心肌细胞快速回归到有序状态，使心脏兴奋时的电荷量恢复正常值，实现抢救。下列说法正确的是（ ）
A. 贴片1为正极，贴片2为负极
B. 实施抢救过程中，电子从人体的左侧移动到右侧
C. 实施抢救过程中，人体心脏的电场对移动电荷做负功
D. 抢救成功后，人体心脏的电场强度变弱
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．当心脏发生房颤时产生的电荷量减少而不能达到所需的电压值，AED（自动体外除颤器）则在人体外加强电场，使心脏兴奋时的电荷量恢复正常值，即必须在人体左侧形成更多的正电荷，右侧形成更多的负电荷，贴片1为正极，贴片2为负极，故A正确；
B．实施抢救过程中，电子从人体的左侧移动到右侧，故B正确；
C．实施抢救过程中，人体心脏的电场对移动电荷做负功，电荷移动是外界电场做正功，故C正确；
D．抢救成功后，人体心脏的电场强度变强，故D错误。
故选ABC。
10. 交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，且．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（ ）

A. 电流表的示数减小
B. 电压表的示数减小
C. 电源对外输出功率增大
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比减小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器电阻减小，电路中电流增大，即电流表的示数增大，内电阻及的分电压增大，则传感器电阻上的电压减小，电压表示数减小，A错误，B正确；
C．当内外电阻相等时，电源输出功率最大，当传感器电阻减小时，外电阻阻值接近内电阻，所以电源输出功率变大，C正确；
D．根据闭合电路的欧姆定律得
则有
即比值不变，D错误。
故选BC。
三、实验题
11. 某实验小组要测量由新型合金材料制成的圆柱形金属丝的电阻率，已知其长度为l。
（1）用螺旋测微器测量其直径d，示数如图甲所示，其值为d=______mm。
（2）先用多用电表欧姆挡的“×1”倍率粗测金属丝的电阻，示数如图乙所示，其电阻值为R=______Ω；
（3）实验电路如图丙所示，根据电路图完成图丁中的实物连线______。
（4）如果测得的金属丝长度为l，直径为d，电阻为R，都采用国际单位制单位，则它的电阻率ρ=______（用l、d、R表示）。
（5）由于电表内阻的存在，待测电阻测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。
【答案】（1）0.397##0.396##0.398##0.399
（2）80##8 （3）见解析
（4）
（5）小于
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图丙可知金属丝的直径为
【小问2详解】
金属丝的电阻为
【小问3详解】
根据实验电路图连接实物电路图，如图所示
【小问4详解】
根据电阻定律有
其中
解得
【小问5详解】
电路图采用了电流表外接法，考虑到电压表分流的影响，电流表读数等于实际通过待测电阻的电流，根据欧姆定律
可知待测电阻测量值小于其真实值
12. 某同学用铜片和锌片分别插在橙子两端，做成了橙子电池，他发现如下现象：
（1）先后用指针式电压表和数字多用电表（其内阻远大于电压表的内阻）分别测量了单个橙子电池两端电压，则_______（填“指针式电压表”或“数字多用电表”）测量的值更接近于橙子电池电动势的真实值。
（2）现测得单个橙子电池两端的电压约为1V，可是将四个橙子电池串联，却不能让额定电压为3V的小灯泡发光，原因可能是_______。
（3）为了测量这四个橙子电池串联后的电动势和内阻，现将橙子接在如图所示电路中，其中
电流表（量程为2mA，内阻为15Ω）
电流表（量程为10mA，内阻约为3Ω）
滑动变阻器
电阻箱
实验中用电流表与电阻箱改装成量程为4V的电压表，电阻箱的阻值应调整为_______Ω。
（4）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电流表的示数I和对应的电压表示数U，记录了6组数据，描点连线得到如图所示得图线，则四个橙子电池串联后的电动势______V，内阻______。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）数字多用电表
（2）见解析 （3）1985
（4） ①. 3.8 ②.
【解析】
【小问1详解】
数字多用电表内阻远大于电压表的内阻，根据
可知数字多用电表测量的值更接近于橙子电池电动势的真实值。
【小问2详解】
现测得单个橙子电池两端的电压约为1V，可是将四个橙子电池串联，却不能让额定电压为3V的小灯泡发光，原因可能是橙子电池的内阻太大，回路中电流太小，路端电压太小，灯泡实际功率太小，灯泡不发光。
【小问3详解】
根据电压表改装原理
解得
【小问4详解】
[1]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
图像的纵截距表示四个橙子电池串联后的电动势，为
[2]图像的斜率为
解得内阻为
四、解答题
13. 如图所示，一电荷量带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点，电键S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角（；已知两板相距，电源电动势，内阻，电阻，。g取。已知：，。
（1）求平行金属板左右板间的电势差U？
（2）求出带电小球的质量m？
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
外电路的总电阻为
干路电流为
由图可知，平行金属板左右板间的电势差等于电源的路端电压
【小问2详解】
平行金属板间电场强度为
根据平衡条件得
解得
14. 如图所示，电子枪对准空间长方体的边射出电子流，电子的质量为m、带电量大小为e，电子枪的加速电压U大小可以调整，长方体边长，，忽略电子离开灯丝时的初速度，不计电子的重力。
（1）时，在长方体空间内加上沿边向上、电场强度为E的匀强电场，电子经电场偏转后打到c点，求E的值；
（2）调整加速电压并在长方体空间内沿方向加一恒定电场，使得粒子从a点到达时间为，求加速电压以及所加电场的电场强度大小。
【答案】（1）
（2），
【解析】
【小问1详解】
粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得
仅加电场时粒子做类平抛运动，由类平抛规律可得
联立解得电场强度为
【小问2详解】
由题意可知
调整加速电压后，设电子被加速后的速度为，沿ad边方向
解得
因为
所以
沿方向
解得电子加速度
因为
解得电场强度
15. 下图为某同学设计的弹射装置。光滑竖直细管段高；四分之一光滑圆弧弯管的半径；光滑竖直圆弧轨道的半径也为，其对应的圆心角；点在圆弧轨道圆心的正下方，并与水平地面上长的粗糙平直轨道平滑连接；处于方向水平向右、电场强度的匀强电场中。现在管中有一质量，带电量的小物块，压缩弹簧后被锁扣锁在点。打开锁扣，小物块被弹出后，从管口水平飞出，并恰好从点沿切线方向进入轨道。已知小物块到达管口时对管壁的作用力恰好为零。设小物块在运动过程中带电量始终保持不变，空气阻力忽略不计，取。试求：
（1）小物块到达管口时的速度大小；
（2）弹簧被锁扣锁住时所储存的弹性势能；
（3）设小物块与右端竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，则若要小物块能与右墙碰撞。且只会与其发生一次碰撞，并最终停在轨道间，那么小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足什么条件？结果保留2位小数。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小物块到达管口时对管壁的作用力恰好为零，根据牛顿第二定律
解得
（2）打开锁扣，小物块被弹出后，从A运动到管口过程中弹簧和小球系统机械能守恒，则有
解得
（3）物块经过点的速度为
若小物块碰撞后恰好停在F点，设此时摩擦因数为。则有
解得
若小物块碰撞后反弹恰好不从D点飞出，设此时摩擦因数为。则根据动能定理有
解得
若小物块碰撞后刚好不发生第二次碰撞，再次恰好停在F点，设此时摩擦因数为。则根据动能定理有
综上所述