2023-2024学年高二上学期期中物理试题（Word版附答案）

河南省实验中学2023——2024学年上期期中试卷高二物理（时间：75分钟，满分：100分）一、选择题（1—7题为单选，每小题4分。8—11题为多选，每小题5分，多选全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1、对于下列几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法不正确的是（　　）A、甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷B、乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上C、丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理D、丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理2、某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路图如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时(　　)A、电路的总电流变小B、灯的电流不变C、车路端电压变小D、电源的总功率变小3、图中1、2分别为电阻R1、R2的电流随电压变化的关系图线，则(　　)A、R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅲ区域B、R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅰ区域C、R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅲ区域D、R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅱ区域4、一带电粒子在电场中仅受电场力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图所示。下列图象中合理的是(　　)5、图示为小沈同学家新买的扫地机器人，他从使用说明书上得到了以下信息：电机的额定功率为35W，由规格为DC14.8V/2200mAh的锂电池供电，当锂电池剩余电量为总容量的20%时，扫地机器人就自动回座机充电。结合上述信息，下列说法正确的是(　　)A、DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是交流电B、该机器人电机的额定电流为0.42AC、正常工作时机器人电动机每秒钟输出35J动能D、电池充满电后机器人正常工作约45min后回座机充电7高二物理第页（共4页） 6、心室纤颤是一种可危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15μF，如果充电后电容器的电压为4.0kV，电容器在大约2.0ms内放电至两极板电压为0，则这次放电过程通过人体组织的平均电流约为(　　)A、30AB、6×10－2AC、2×103AD、×106A7、如图为简单欧姆表的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300μA，内阻Rg＝100Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，下列说法不正确的是(　　)A、与接线柱A相连的是红表笔B、按正确使用方法测量电阻Rx时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx＝10kΩC、若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，但此表仍能调零，测量Rx的阻值时，则测量值比真实值大D、测量电阻时，如果指针偏转角度过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量8、如图所示，正方形四个顶点上依次放置电荷量为＋q、＋q、＋q、－q的点电荷，a、b、c、d是对角线上的四个点，它们到中心O点的距离均相同．则(　　)A、a、b两点的电场强度相同，电势相等B、a、b两点的电场强度不同，电势相等C、c、d两点的电场强度相同，电势相等D、c、d两点的电场强度不相同，电势不相等9、直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接，则下列说法正确的是(　　)A、在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2B、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和电源2的内阻之比是11∶7D、电源1和电源2的电动势之比是1∶110、某同学做研究串联电路特点的实验时，接成如图所示的电路，闭合S后，他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，故障的原因可能是(　　)A、AB段断路B、BC段断路C、AB段短路D、BC段短路11、“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的同心金属半球面A和B构成，A、B分别是电势为φA、φB的等势面，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为－e(e>0)、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的电子沿电势为φC的等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间，到达N板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量分别为ΔEk左和ΔEk右。忽略电场的边缘效应、电子之间的相互影响．下列判断正确的是(　　)A、偏转器内的电场是匀强电场B、等势面C处的电场强度大小为E＝4C、到达N板左、右边缘处的电子，其中左边缘处的电势能大D、|ΔEk左|>|ΔEk右|7高二物理第页（共4页） 二、实验题（13题6分，14题10分，共16分，把答案写在答题卷上的相应的位置。）12、电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化．图甲中直流电源电动势E＝8V，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i－t曲线如图乙所示。(1)乙图中阴影部分的面积S1________S2；(选填“>”“<”或“＝”)(2)计算机测得S1＝1203mA·s，则该电容器的电容为________F；(保留两位有效数字)(3)由甲、乙两图可判断阻值R1________R2。(选填“>”“<”或“＝”)13、在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学所测量的金属导体的形状如图甲所示，其横截面为空心的等边三角形，外等边三角形的边长是内等边三角形边长的2倍，内三角形为中空．利用实验室的下列器材，精确测量它的电阻R，进一步测出该材料的电阻率ρ。A.电源E(电动势为3V，内阻约为1Ω)B.电流表A1(量程为0～0.6A，内阻r1约为1Ω)C.电流表A2(量程为0～0.6A，内阻r2＝5Ω)D.最大阻值为10Ω的滑动变阻器R0E.开关S，导线若干(1)为了合理选用器材设计测量电路，他先用多用电表的欧姆挡“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻，指针如图乙所示，则读数应记为________Ω.(2)请在图丙虚线框内画出完整、合理的测量电路图．(3)先将R0调至最大，闭合开关S，调节滑动变阻器R0，记下各电表读数，再改变R0进行多次测量。在所测得的数据中选一组数据，用测量量和已知量来计算R时，若A1的示数为I1，A2的示数为I2，则该金属导体的电阻R＝________。(4)该同学用直尺测量出导体的长度为L，用螺旋测微器测量了外三角形的边长a。测边长a时，螺旋测微器读数如图丁所示，则a＝________mm.用已经测得的物理量I1、I2、L、a及题中所给物理量可得到该金属材料电阻率的表达式为ρ＝________。三、计算题（本题共3小题，共37分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。）14、（10分）A为电解槽，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻rA＝2Ω，当S1闭合、S2断开时，电流表的示数为6A；当S2闭合、S1断开时，电流表的示数为4A，求：(电流表内阻不计)(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？7高二物理第页（共4页） 15、（12分）在如图所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d=4.0cm。电源电动势E=400V，内电阻r=20Ω，电阻R1=1980Ω。滑动变阻器阻值范围0~5000Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从B板上的小孔以初速度v0=1m/s竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A板。若小球所带电荷量q=1.0×10-7C，质量m1＝0.2g，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，g取10m/s2。求：（1）滑动变阻器消耗的电功率P；在此前提下，若把滑动变阻器滑动片向上移动，则滑动变阻器消耗的功率“增大”还是“减小”？（2）电源的效率。16、（15分）如图所示，离子发生器发射一束质量为m，电荷量为+q的离子，从静止经PQ两板间的加速电压加速后，以初速度v0再从a点沿ab方向进入一匀强电场区域，abcd所围成的正方形区域是该匀强电场的边界，已知ab长为L，匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d。（不考虑离子重力）求：（1）求加速电压U0；（2）若离子恰好从c点飞离电场，求a、c两点间的电势差Uac；（3）若离子从abcd边界某点飞出时动能为mv02，求此时匀强电场的场强大小E。7高二物理第页（共4页） 河南省实验中学2023——2024学年高二上期期中试卷参考答案一、选择题1234567891011BCADDABBDBCDADBD二、实验题12、答案　(1)＝　(2)0.15　(3)<13、答案　(1)6.0　(2)　(3)　(4)5.663(5.662～5.665均可)　三、解答题14、（10分）答案　(1)2Ω　72W　(2)16W解析　(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得I1＝，则R＝＝＝2Ω，其发热功率为：PR＝UI1＝12×6W＝72W.(2)电解槽为非纯电阻元件，发热功率为：P热＝IrA＝42×2W＝32W，总功率为：P总＝UI2＝12×4W＝48W，故电能转化为化学能的功率为：P化＝P总－P热＝(48－32)W＝16W.15、（12分）【答案】（1）20W；减小；（3）99.5%【详解】（1）设、B两极板间电压为，根据动能定理有解得据闭合电路的欧姆定律解得电流滑动变阻器消耗的电功率P=IU=20W7高二物理第页（共4页） 此时滑动变阻器接入电路的电阻为把电阻R1等效为电源的内阻则r’=R1+r=2000Ω因当外电路电阻等于电源内阻时外电路消耗的功率最大，则在此前提下，若把滑动变阻器滑动片向上移动，电阻从2000Ω减小，则则滑动变阻器消耗的功率减小。（2）电源的效率16、（15分）【答案】（1）U0=mv02q2（2）Uac=2mv0q2（3）E=mv0qL2【详解】（1）对于直线加速过程，根据动能定理有：     .....1分解得：U0=mv02q2     ......1分（2）设此时场强大小为E，则ab方向有：L=v0t     ......1分ad方向有：L=12qEmt2     ......1分     ......1分解得Uac=2mv0q2     ......1分（3）由EK=mv02得离子射出电场的速度v=2v0，方向与ab所在直线的夹角为45°，则   vx=vy  ......1分根据x=vxt，y=vy2t可得：x=2y     ......2分则离子从bc边上的中点飞出，即y=L2     ......1分根据动能定理：qEy=mv02-12mv02得E=mv0qL2     ......1分7高二物理第页（共4页） 7高二物理第页（共4页）