吉林省吉林市第一中学2022-2023学年高二物理上学期期中调研试题（Word版附解析）

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吉林市普通高中2022-2023学年度高二年级上学期期中调研测试物理考试时间80分钟，满分100分。一、选择题（1一8题为单选题，每小题4分，错选或不选得0分；9一12题为多选题，每小题4分，全选对得4分，选对但不全得2分，错选或不选得0分；共48分）1. 以下说法正确的是（  ）A. 只有体积很小的带电体才能看成点电荷B. 由公式F=k知，当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞C. 一带负电的金属小球放在潮湿的空气中，一段时间后，发现该小球上带的负电荷几乎不存在了,这说明小球上原有的负电荷逐渐消失了D. 元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，元电荷跟一个电子电荷量数值相等【答案】D【解析】【分析】库仑定律适用于真空中两点电荷之间的作用力．当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷；根据电荷守恒定律，即可求解；密立根测得的元电荷的数值，元电荷跟一个电子电荷量数值相等，从而即可一一求解．【详解】A项：当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷．故A错误；B项：当两个点电荷距离趋于0时，两电荷不能看成点电荷，此时库仑定律的公式不再适用两个带电体间的距离足够大时，带电体可以看成点电荷，库仑公式适用，故B错误；C项：小球上带的负电荷几乎不存在了．这说明小球上原有的负电荷与周围空气中和，故C错误；D、元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，元电荷跟一个电子电荷量数值相等，故D正确．故选D．【点睛】解决本题的关键掌握库仑定律的适用范围，以及能看成点电荷的条件，当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷．2. 电场中某区域的电场线如图所示，a、b点的电场强度分别为Ea、Eb电势分别为a、b，下列说法中正确的是（　　）A. a、b两处的电势高低不同，a>b B. a、b两处的电势高低不同，a<bC. a、b两处的电场强度的大小不等，Ea>Eb D. a、b两处的电场强度方向相同【答案】A【解析】【详解】AB．沿着电场线方向，电势降低，所以a>bB错误，A正确；CD．由电场线的特点，电势线越密集，场强越大，所以CD错误。故选A。3. 四个定值电阻连成如图所示的电路。RA、RC的规格为“10V，4W”，RB、RD的规格为“10V，2W”。下列按消耗功率大小排列这四个定值电阻正确的是（　　）A. PA=PC<PB=PDB. PB>PC>PA>PDC. PD>PA>PC>PBD. PA=PC>PB=PD【答案】C【解析】【详解】根据可知因AD电流相等，根据P=I2R可知因BC电压相等，根据可知因AC电阻相等，IA>IC，根据P=I2R可知即故选C。4. 如图所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的大小分别为U1、U2、U3，理想电流表A的示数变化量的大小为I，则（   ）A. A的示数减小B. V2的示数增大C. U3与I比值的绝对值等于r + RD. U1小于U2【答案】C【解析】【详解】A．由于V1、V2、V3为理想电压表，其内阻无限大，则该电路中定值电阻阻值R、滑动变阻器与电流表串联，则根据闭合电路的欧姆定律有E = I(R + r + R滑)当滑动变阻器滑片向下滑动，则R滑减小，电流表电流I增大，A错误；B．由选项A分析可知，电压表V2测量的是定值电阻R与滑动变阻器R滑串联部分的电压，根据闭合电路的欧姆定律有U2= E - Ir由于I增大，则U2减小，B错误；C．由于V3测的是滑动变阻器的电压，根据闭合电路的欧姆定律有U3= E - I(R + r)则 = R + rC正确；D．根据选项C，同理可得 = r又因为V1测R两端的电压 = R，R > r联立可得 > 解得U1 > U2则U1大于U2，D错误。故选C。5. 近几年，国产手机日益受到国人的青睐。如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示，在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（　　）A. 手机电池产生的焦耳热为B. 手机电池储存的化学能为C. 充电宝产生的热功率为D. 充电宝输出的电功率为【答案】B【解析】【详解】A．手机电池产生的焦耳热为故A错误；B．根据能量守恒定律可知，手机电池储存的化学能为故B正确；C．充电宝的内阻未知，无法求出充电宝产生的热功率，故C错误；D．充电宝输出的电功率为故D错误。故选B。6. 在如图所示的直角坐标系xOy中，存在平行于纸面的匀强电场。从a点以16eV的动能沿纸面向不同方向先后射出两个电子，仅在电场力的作用下，一电子经过b点时的动能为4eV，另一电子经过c点时的动能为8eV。不考虑两电子间的相互作用，下列判断正确的是（　　）A. b点的电势比a点的电势高B. 该电场场强的大小为200V/mC. 若在纸面内只改变电子从a点射出时速度的方向，无论速度方向朝哪里电子都不可能通过O点D. 若在纸面内只改变电子从a点射出时速度的方向，电子通过d点时的动能为12eV【答案】C【解析】【详解】A．仅在电场力的作用下，电子由a到b，根据可得所以b点的电势比a点的电势低，故A错误；B．根据可得则则可知坐标(2，4)的电势与c点电势相同，连接两点为等势线，电场线垂直等势线，如图所示根据几何关系可得cb沿电场方向的距离为则电场强度故B错误；C．根据几何关系可知所以根据动能定理可得可得故无法到达O点，故C正确；D．根据几何关系可知ad连线垂直电场方向，为等势面，电子通过d点时的动能仍为16eV，故D错误。故选C。7. 如图所示，正方形四边的中点分别为，在位置分别放置电荷量为和的点电荷，为使点处的电场强度为零，则可以（　　）A. 在A处放置一个电荷量为的点电荷B. 在处放置一个电荷量为的点电荷C. 在处放置一个电荷量为的点电荷D. 在处放置一个电荷量为的点电荷【答案】B【解析】【详解】ACD．由图可知，点位于等量异种点电荷连线的垂直平分线上，结合等量异种点电荷电场线的分布特点可知点的电场强度的方向从点指向点，如图所示，根据矢量合成的特点可知，在A点或点再放一个点电荷，它们在点产生的电场强度的方向与原有的电场强度的方向不在同一条直线上，则合场强不可能为零。在处放置一个电荷量为的点电荷，正电荷在点产生的电场强度的方向从点指向点，所以它们的合场强也不等于零，故ACD不符合题意。B．设A、d之间的距离为，则a、d两处的点电荷在点产生的电场强度的大小由几何关系可知，与相互垂直则它们的合场强大小为在处放置一个电荷量为点电荷，该电荷在点产生的电场强度的方向是从点指向点，其大小为可知两处电荷在O点产生的电场强度的矢量和与处点电荷在O点产生的电场强度大小相等、方向相反，则O点合场强为零，故B符合题意。故选B。8. 让一价氢离子、一价氮离子和二价氨离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，则它们会（　　）A. 分成三股粒子束B. 分成两股粒子束C. 不分离仍为一股粒子束D. 无法确定【答案】C【解析】【详解】设任一正电荷的电量为q，加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转电极的极板为L，板间距离为d，在加速电场中，根据动能定理得在偏转电场中，离子做类平抛运动，运动时间偏转距离联立以上各式得设偏转角度为θ，则由上可知y、θ与带电粒子的质量、电荷量无关，则一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子在偏转电场轨迹重合，所以它们不会分成三股，而是会聚为一束射出。故选C。9. 关于多用电表，下列叙述正确的是（　　）A. 用多用电表测电阻时，每测量一次电阻都要重新进行欧姆调零B. 用多用电表测电阻时，若指针偏转较小，应换用更大倍率C. 用多用电表测电压或电流时，红表笔接触点的电势高于黑表笔接触点的电势D. 用多用电表测电阻时，红表笔接触点的电势高于黑表笔接触点的电势【答案】BC【解析】【分析】详解】A．用欧姆表测电阻时，每次换挡后必须重新进行欧姆调零，故A错误；B．测电阻时，若指针偏转较小，说明欧姆表示数太大，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应换用更大倍率挡测量，故B正确；CD．用多用表测电压或电流时，红表笔接触点的电势都高于黑表笔接触点的电势；测电阻时，红表笔接触点的电势低于黑表笔接触点的电势，故C正确，D错误。故选BC。10. 如图所示，直线I、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随电流变化的伏安特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接。下列说法正确的是（　　）A. 在这两种连接状态下，小灯泡的电阻相等B. 在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2C. 电源1与电源2的内阻之比是11∶7D. 由于小灯泡L的U-I图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用【答案】BC【解析】【详解】A．根据图象交点知与电源1相接时电阻与电源2相连接时在这两种连接状态下，小灯泡的电阻不相等，故A错误；
B．小灯泡伏安特性曲线与电源伏安特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态，则连接电源Ⅰ时，，，故连接电源Ⅱ时，，，故所以小灯泡消耗的功率之比为故B正确；C．U-I图象的斜率的绝对值表示内电阻，根据电源U-I图线则故C正确；
D．欧姆定律适用于纯电阻，灯泡是纯电阻，适用欧姆定律，故D错误。故选BC。11. 如图所示，平行板a、b组成的电容器与电池E连接，平行板电容器P处固定放置一带负电的点电荷，平行板b接地。现将电容器的b板向下稍微移动，则（　　）A. 点电荷在P处的电势能减少B. 点电荷所受电场力增大C. P点电势降低D. 电容器的带电荷量减少【答案】AD【解析】【详解】B．因电容器与电源始终相连，故两板间的电势差不变，b板下移，则板间距离d增大，由板间电场强度E变小，由F=Eq可知电荷所受电场力变小，故B错误；AC．板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由U=Ed知，P与a板的电压减小，而a的电势不变，故P的电势升高，由EP=qφq为负值，故电势能减小，故A正确，C错误；D．由Q=CU可知C减小，Q减小，故D正确。故选AD。12. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化关系如图所示，其中0~x2段是关于直线x=x1对称的直线x2~x3段是曲线。下列说法正确的是（　　）A. x1处电场强度最小B. O、x1、x2、x3处电势0、1、2、3的关系为3<2=0<1C. 0~x2段带电粒子做匀变速直线运动D. x2~x3段的电场强度大小减小、方向不变【答案】BD【解析】【详解】A．根据电势能与电势的关系Ep=qφ场强与电势的关系E=得E=·由数学知识可知Ep－x图象切线的斜率等于qE，x1处的斜率可以认为与0～x1段相等，故此位置电场强度并不是最小的，A错误；B．根据电势能与电势的关系Ep=qφ粒子带负电，q＜0，则知电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有φ3＜φ2=φ0＜φ1B正确；C．由图可知，0～x1段和0～x2段电场方向相反，故加速度并不相同，不是一直做匀变速运动，C错误；D．x2～x3段图象的斜率减小，故电场强度大小减小，方向不变，D正确。故选BD。二、实验题（共9个空，每空2分，共18分）13. 某小组同学欲了解某材料制成的导线在常温下的电阻率，进行了如下实验。（1）利用螺旋测微器测量该导线直径如图所示，则该导线直径测量值为__________mm。（2）该小组同学用欧姆表粗测出导线的阻值Rx为150Ω，为了较准确测量该电阻的阻值Rx，现有电源（12V，内阻可不计）、滑动变阻器（0~200Ω，额定电流为1A）、开关和导线若干，以及下列电表：A.电流表（0~100mA，内阻约5Ω）；B.电流表（0~500mA，内阻约1Ω）；C.电压表（0~3V，内阻约3kΩ）；D.电压表（0~15V，内阻约15kΩ）。为减小测量误差，在实验中，电流表应选用____________，电压表应选用____________（以上两空均选填器材前的选项字母），实验电路应采用图中的____________（选填“甲”或“乙”），这样测量的阻值比真实值____________（选填“偏大”或“偏小”）。【答案】    ①. 4.700    ②. A    ③. D    ④. 甲    ⑤. 偏小【解析】【详解】（1）[1]该导线直径测量值为（2）[2]由所给器材可知通过Rx最大电流为虽然两个电流表量程均大于80mA，但为了能够使电流表指针偏转达到适当幅度从而减小测量误差，应选用量程较小的A。[3]电压表应选择量程大于12V的D。[4]由于待测电阻的阻值满足所以为了减小系统误差，电流表应采用外接法，即电路应采用甲图。[5]电流表采用外接法，电压表示数为Rx两端电压的真实值，由于电压表分流作用，使电流表示数略大于通过Rx的电流真实值，这样测量的阻值比真实值偏小。14. 有一电动势约为，内阻在范围内的电源，其允许的最大电流为。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；为电阻箱，阻值范围为；为保护电阻。（1）实验室备有的定值电阻有以下几种规格，本实验应选用______。A.，    B.，    C.，    D.，（2）该同学按照图甲所示的电路图，为已知，连接实验电路，接好电路后，闭合开关，调整电阻箱的阻值，读出电压表的示数，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，以为横坐标，以为纵坐标，代入数据可画出如图乙所示图像，对应的函数方程式为______（用所给物理量的字母表示）。（3）图像中若用表示图线与纵轴的截距，用表示斜率。则______，______。【答案】    ①. B    ②.     ③.     ④. 【解析】【分析】【详解】（1）当电阻箱短路时，电路中通过的最大电流为，则由闭合电路欧姆定律可知，定值电阻的最大阻值为应选用B规格。（2）由闭合欧姆定律得变形得（3）可得图像中斜率截距即三、计算题（15小题10分，16小题8分、17小题16分；共34分。要求：写出解题依据、公式、步骤和必要的文字说明）15. 如图所示，长的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，求：（1）小球所受电场力F的大小。（2）小球的质量m。（3）若电场大小方向可变，要使小球仍能静止于图中位置，则电场强度的最小值及此时的方向。【答案】（1）；（2）；（3），与水平方向成角斜向右上方时【解析】【详解】（1）电场力（2）由解得（3）当电场方向与水平方向成角斜向右上方时，E有最小值。解得16. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象；当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源的电动势为12.5V，内阻为0.05。车灯接通电动机未启动时，电流表示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到60A。问：（1）车灯灯丝电阻多大？（2）电动机启动时，车灯的功率减少了多少？【答案】（1）1.2；（2）44.8W【解析】【详解】（1）由闭合电路欧姆定律可得E=I1（R+r）解得R=1.2（2）电动机未启动时，车灯的功率电动机启动时，车灯的电压U2=E-I2r=9.5V车灯的功率车灯的功率变化量ΔP=P1-P2=44.8W17. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成．偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心圆金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示．一束电荷量为e、质量为 m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间．忽略电场的边缘效应．（1）判断球面A、B的电势高低，并说明理由；（2）求等势面C所在处电场强度E的大小；（3）若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC，则到达N板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEK左和Δ EK右分别为多少？（4）比较|ΔEK左|和|ΔEK右|的大小，并说明理由．【答案】（1）；（2）（3），（4）【解析】【分析】【详解】(1)根据题中所述电子做匀速圆周运动，可知，电场力指向球心，电场方向由B指向A；沿电场线电势逐渐降低，B板电势高于A板，即(2)电子在电场力作用下做圆周运动，考虑到圆轨道上的电场强度E大小相同，有电子动能其中半径根据向心力公式联立解得(3)电子运动过程中只收电场力，根据动能定理对于到达N板左边缘的电子，电场力做正功，动能增加，有对到达N板右边缘的电子，电场力做负功，动能减小，有(4)由题意可知，电场线以O点为中心向外成辐射状，且电场线越密场强越强．根据电场线特点，等势面B与C之间的电场强度大于C与A之间的电场强度，考虑到等势面间距相等，有即【点评】（1）电子所受电场力充当圆周运动向心力，根据曲线运动规律，可判断电场线方向，进而可得两点电势高低．（2）电子所受电场力充当圆周运动向心力，根据向心力公式可求解场强大小．（3）电子到达N板左边缘的电子，电场力做正功，动能增加；到达N板右边缘的电子，电场力做负功，动能减小．根据动能定理可求解动能变化量的大小．（4）电场线越密场强越强，根据公式U=Ed可知，沿电场线方向，距离相同，场强越强，两点间电势差越大，做功越多．【考点定位】本题考查了带电粒子在电场中的运动、匀速圆周运动等知识，主要考查学生的分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，本题难度适中．