安徽省合肥市第九中学2023-2024学年高二物理上学期段考试题（Word版附解析）

合肥九中2023-2024年度高二物理段考试卷一、选择题：共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项符合题目要求，第8-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.一架半导体收音机，电池供电的电流是，也就是说（）A.电池供给的电量B.电池供给的电量C.电池供给的电量D.电池供给的电量【答案】B【解析】【详解】电池供电的电流电量由电流定义式得故选B。2.一根粗细均匀的导线，当其两端电压为时，通过的电流是，若将此导线均匀拉长到原来的3倍时，电流仍为，导线两端所加的电压变为（）A.9UB.C.3UD.【答案】A【解析】【详解】导线均匀拉长到原来的3倍时，横截面积变为原来的，由电阻定律知导线电阻变为原来的9倍，当电流不变时，由欧姆定律知其两端电压变为原来的9倍。故选A。3.2022年10月13日6时53分，我国在太原卫星发射中心成功将5米S-SAR01星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。卫星两翼的太阳能电池板可把太阳能转化为电能供卫星使用。下列关于电源和电流的说法中，正确的是（） A.电流既有大小又有方向，它是一个矢量B.只要物体两端电势差不为零，就一定有电流存在C.在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极D.电解液中正、负离子定向移动的方向相反时，形成的电流方向也是相反的【答案】C【解析】【详解】A．电流只有大小，没有方向，科学家为了研究方便，人为规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故A错误；B．形成持续的电流有两个条件：有电势差、有闭合回路，物体两端电势差不为零，如果没有形成闭合回路，也是没有电流的，故B错误；C．电源内部，非静电力对电荷做正功，产生电源电动势，所以电源内部电源把正电荷从负极移到正极，把负电荷从正极移到负极，故C正确；D．物理学中规定正电荷定向移动方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向为电流的反方向，所以电解液中正、负离子定向移动的方向相反时，形成的电流方向是相同的，故D错误。故选C。4.如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与球连接。、两小球的质量均为，球的电荷量，、两小球的间距为，系统处于静止状态。已知静电力常量为，、两小球均可视为点电荷，则（　　）A.弹簧伸长量为B.球的电荷量C.球受到的库仑力大小为D.若增大球的电荷量，系统再次平衡后，弹簧伸长量会增加【答案】B 【解析】【详解】A．以、两小球为整体，由平衡条件可得解得A错误；BC．对B小球，由库仑定律公式和平衡条件可得因A小球带正电，A、B两小球之间的库仑力为引力，因此解得由牛顿第三定律可知，A小球受到B小球库仑力大小为B正确，C错误；D．若增大球的电荷量，会增大A、B两球的库仑力，A、B两球组成的系统再次平衡后，弹簧的弹力只与两球的质量有关，两球的质量不变，弹簧伸长量不变，弹簧伸长量不会增加，D错误。故选B。5.如图所示，真空中有两个点电荷和，分别固定在坐标轴的和的位置上。以下说法正确的是（　　）A.在轴上有两个场强为零的点B.在处场强恰好为零C.处的场强沿轴正方向D.处的场强方向沿轴正方向【答案】C【解析】【详解】AB．由题意可知，Q1带正电，Q2带负电，因此只有x在0~4cm的范围内两点电荷产生的场强方向相同，且沿x轴的正方向，则合场强的方向沿x轴正方向，合场强不会是零。由点电荷的场强公式 可知，因Q1>Q2，因此在x<0的范围内，合场强是零的点不会有，只有在x>4cm范围有合场强是零的点，设在x处合场强等于零，则有解得x=8cmAB错误；C．由点电荷的场强公式可知，Q1在处的场强Q2在处的场强可知E1>E2因此处的场强沿轴正方向，C正确；D．同理可知Q1在处的场强Q2在处的场强可知因此处的场强方向沿轴负方向，D错误。故选C。6.如图所示，虚线、、、、、代表一匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面上的电势为。一电子经过平面时的动能为，经过平面时的动能为。下列说法错误的是（　　） A.平面上的电势为零B.该电子可能到达不了平面C.该电子最远可能到达平面D.该电子经过平面时的速率是经过平面时的2倍【答案】D【解析】【详解】A．一电子经过时的动能为，经过平面时的动能为，则有解得则有解得故A正确，不满足题意要求；B．当电子由向方向运动，每经过相邻等势面过程，电子动能减少，则电子到达平面的动能为，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面，故B正确，不满足题意要求；C．当电子由向方向运动，每经过相邻等势面过程，电子动能减少，则电子到达平面的动能为，若电子垂直虚线入射，则可能会到达平面，故C正确，不满足题意要求；D．电子经过平面时的动能是平面的动能2倍，电子经过平面时的速率是经过时的倍，故D错误，满足题意要求。故选D。7.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示（若两极板电压变大，则静电计指针变大）。下 列说法正确的是（　　）A.实验前，只将电容器b板向右平移，静电计指针的张角变大B.实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变大.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【答案】B【解析】【详解】A．实验前，只将电容器b板向右平移，由平行板电容器电容决定式可知，d减小，C变大，由电容器电容的定义式可知，C变大，Q不变，U变小，静电计指针的张角变小，A错误；B．实验中，只将电容器b板向上平移，电容决定式可知，相对面积S变小，C变小，由电容的定义式可知，Q不变，U变大，静电计指针的张角变大，B正确；C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，电容决定式可知，相对介电常数εr变大，C变大，由电容的定义式可知，Q不变，U变小，静电计指针的张角变小，C错误；D．实验中，只增加极板带电量，电容的定义式可知，C不变，U变大，静电计指针的张角变大，表明电容不变，D错误。故选B。8.如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是 A.滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏上的位置上升B.滑动触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升C.电压U增大时，电子打在荧光屏上速度大小不变D.电压U增大时，电子从发出到打在荧光屏上的时间不变【答案】BD【解析】【详解】设加速电压为U′，由题意知，电子在加速电场中加速运动，根据动能定理得：eU′=mv2电子获得的速度为：电子进入偏转电场后做类平抛运动，也就是平行电场方向做初速度为0的匀加速直线运动，加速度为：电子在电场方向偏转的位移为：垂直电场方向做匀速直线运动，粒子在电场中运动时间为：联立解得：又因为偏转电场方向向下，所以电子在偏转电场里向上偏转。A.滑动触头向右移动时，加速电压变大，故电子偏转位移y变小，因为电子向上偏转，故在屏上的位置下降，故A错误；B.滑动触头向左移动时，加速电压变小，故电子偏转位移y变大，因为电子向上偏转，故在屏上的位置上升，故B正确； D.偏转电压U增大时，电子在电场中受到电场力增大，即电子偏转的加速度a增大；因为加速电压不变，电子进入电场的速度没有变化，电子在电场中运动的时间t没有发生变化，故D正确；C.偏转电压U增大时，电子在电场中受到的电场力增大，即电子偏转的加速度a增大；因为电子水平方向的速度v不变，电子在电场中运动的时间不变，电子打在屏上的速度为则电子打在屏上的速度增大，故C错误。9.如图所示的电路中，当滑动变阻器的触头P向b端移动时（　　）A.电压表示数变小B.电压表示数变大C.电流表示数变小D.电流表示数变大【答案】BC【解析】【详解】当滑动变阻器的滑动触点向b端移动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻R增大，由欧姆定律分析总电流I减小，所以路端电压U=E-Ir增大，电压表示数增大，并联部分的电压U2=E-I（r+R1）增大，流过电阻R2的电流I2增大，流过电流表的电流I3=I-I2减小，则电流表A的示数减小，故BC正确，AD错误。故选BC。10.如图所示，在水平的匀强电场中，一个质量为m、电荷量为的小球，系在一根长为L的绝缘细线一小球可以在竖直平面内绕O点做圆周运动，AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A.若小球能沿着ACBD圆弧运动，则其Ｄ点速度最小B.若小球能沿着ACBD圆弧运动，则其在C点速度最大C.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大D.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动过程中的最小速度为【答案】CD【解析】【详解】AB．由于Eq=mg可知电场力与重力的合力为方向沿BOC的角平分线斜向下，可知小球做圆周运动的“最低点”在BC的中点，在此位置速度最大；“最高点”在AD的中点，在此位置速度最小；选项AB错误；C．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，只有重力和电场力做功，则电势能和机械能守恒，则小球运动到B点时电势能最小，机械能最大，选项C正确；D．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，在AD的中点速度最小，则它运动过程中的最小速度满足解得选项D正确。故选CD。11.如图所示，在直角三角形所在平面内存在方向与平面平行的匀强电场（未画出），已知，。若将电荷量的正电荷从A移到B过程中，电场力做功为 ；将另一电荷量的负电荷从A移到C过程中，克服电场力做功为，则以下说法正确的是（）A.B.C.电场强度，方向从A指向CD.电场强度，方向从A指向B【答案】BC【解析】【详解】A．A、C两点的电势差故A错误；B．A、B两点的电势差由于，，则有故B正确；CD．由几何关系可得在匀强电场中任意一条直线上相等距离的两点间电势差相等，设在边上距离A点的一点为D点，则A、D两点间电势差为3V，故B、D两点电势相等，由几何关系判断垂直，所以电场强度大小为电场强度方向为从A指向C，故C正确，D错误。故选BC。12.空间中某静电场的电场强度随的变化图像如图所示，规定沿轴正方向为电场强度的正方向。一钠 离子仅在电场力的作用下沿轴从点运动到处，在此过程中（　　）A.钠离子的电势能一直增大B.钠离子的加速度先增大后减小C.钠离子在处的速率大于在处的速率D.和两点间的电势差小于和两点间的电势差【答案】CD【解析】【详解】A．钠离子在轴上从点运动到的过程，钠离子受到的电场力沿轴正方向，所以电场力对钠离子一直做正功，钠离子的电势能一直减小，选项A错误；B．由图像可知，电场强度一直增大，所以钠离子受到的电场力一直增大，钠离子的加速度一直增大，选项B错误；C．电场力对钠离子一直做正功，根据动能定理可知，钠离子的动能增大，所以钠离子在处的速率大于在处的速率，选项C正确；D．图像的面积表示两点间的电势差，所以和两点间的电势差小于和两点间的电势差，选项D正确。故选CD。二、实验题：每空3分，共18分。13.某学生测量电源的电动势E及内阻r所需的实验器材如图2所示。（1）在图1画出实验电路原理图；_____ （2）用笔画线代替导线在图中，完成实物连线；_______（3）测量该电源电动势和内电阻所得的U﹣I图线，则由图3可知该电源的电动势为_____V，内电阻为_____Ω。（保留两位有效数字）【答案】①.②.③.6.0④.1.6【解析】【分析】【详解】（1）[1]测量电源的电动势和内阻时，只需要将滑动变阻器与电流表串联接在电源两端，由于电源内阻较小，故相对于电源来说，电流表应采用外接法；如下图（2）[2]根据原理图，依次将各元件连接，注意导线不能交叉（3）[3]由图3可知，图线的纵截距表示电源的电动势，则E=6.0V；[4]图线斜率的绝对值表示电源的内阻，则有14.某物理学习小组采用“伏安法”测金属丝的电阻率实验：实验中用螺旋测微器测量金属丝的直径d，如图甲所示，则金属丝的直径__________；用游标卡尺测量金属丝的长度，如图乙所示，则金属丝的长度__________。【答案】①.2.932②.10.02 【解析】【详解】[1]金属丝的直径为[2]金属丝的长度为三、计算题：共34分。写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分。15.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。电源电动势，内电阻，电阻。闭合S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度竖直向上射入板间。若小球带电量为，质量为，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。（取）求：（1）两极板间的电场强度大小；（2）滑动变阻器接入电路的阻值。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）小球恰能从B到A，由动能定理可得解得则两极板间的电场强度大小为（2）由闭合电路欧姆定律可得解得 则滑动变阻器接入电路的阻值为16.如图所示，为固定的正点电荷，、两点在的正上方和相距分别为和，将另一点电荷从点由静止释放，运动到点时速度正好又变为零。若此电荷在点处的加速度大小为，已知静电力常量为，试求：（1）此电荷在点处的加速度大小；（2）、两点间的电势差（用、和表示）。【答案】（1），方向竖直向上；（2）【解析】【详解】（1）这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q，由牛顿第二定律，在A点时在B点时解得方向竖直向上（2）从A到B过程，由动能定理得解得 17.如图所示，在竖直平面内放置着绝缘轨道，部分是半径的光滑半圆轨道，部分是粗糙的水平轨道，轨道所在的竖直平面内分布着的水平向右的有界匀强电场，为电场的左侧边界。现将一质量为、电荷量为的带负电滑块（视为质点）从上的某点由静止释放，滑块通过A点时对轨道的压力恰好为零。已知滑块与间的动摩擦因数为，取。求：（1）滑块通过A点时速度大小；（2）滑块在轨道上的释放点到点的距离；（3）滑块离开A点后在空中运动速度最小值。【答案】（1）；（2）；（3）1.6m/s【解析】【详解】（1）因为滑块通过A点时对轨道的压力恰好为零，所以有解得（2）滑块由静止释放到A点的过程，根据动能定理可得解得（3）离开A点后滑块在运动过程中只受重力和电场力且均为恒力，设合力为，重力与合力夹角为，如图所示： 将滑块的运动按照图示进行分解，则方向做匀速直线运动，方向做匀变速直线运动。当方向速度减小为零滑块速度最小，最小为。有解得