湖北省武汉市 2023-2024学年高二上学期11月期中物理试题（Word版附解析）

华中师大一附中2023—2024学年度上学期高二期中检测物理试题本试题卷共4页，15题。全卷满分100分，考试用时75分钟。一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.2023年8月15号，一群游客在新疆吐鲁番某沙漠景区自驾游。兴致正浓时天色突变，眼见雷雨将至，随后沙丘高处的几名游客头发直立如同刺猬一般，如下图所示。此时为了保障人身安全，下列最为有效合理的一种避险方式是（　　）A.蹲下并用手触摸地面B.往沙漠低处跑C.用水将头发淋湿D.躲进汽车里【答案】D【解析】【详解】雷雨将至，几名游客头发直立如同刺猬一般，说明空气中有很多带电的自由电荷，现在最有效的有效合理的一种避险方式是能找个静电屏蔽的地方，躲进汽车里，因为汽车的金属制造，汽车里面能起到静电屏蔽。故选D。2.避雷针可通过尖端放电中和空气中的电荷，进而使高大建筑有效避免雷击。下图为雷雨前夕某避雷针附近电场的等势面，下列说法正确的是（　　）A.此时避雷针带正电 B.A、B两点场强大小相等，方向相同C.若正电荷从A移动到C点，该过程电场力做负功D.负电荷在A点处具有的电势能比在C点时的大【答案】A【解析】【详解】A．电场强度的方向由高电势指向低电势，故避雷针带正电，A正确；B．根据电场线与等势面垂直，结合电场线疏密程度和对称性可知A、B两点的场强大小相同，但是方向不同，B错误；C．由可知正电荷从A移动到C点，该过程电场力做正功，C错误；D．负电荷在电势低的地方电势能大，因为，故负电荷在C处电势大，D错误。故选A。3.空间中存在着某种电场，x轴上各点电势和位置坐标的对应关系如图所示，其中处的电势最高。下列分析正确的是（　　）A.区间内电场方向沿方向B.区间内电场方向沿方向C.区间内，随着x的增大，电场强度沿x轴方向的分量逐渐增大D.区间内，随着x的增大，电场强度沿x轴方向的分量先增大后减小【答案】D 【解析】【详解】AB．由图可知，区间内电势减小，由沿电场线方向电势逐渐降低可知，电场方向沿方向，区间内电势增大，则电场方向沿方向，故AB错误；CD．根据图像的斜率表示电场强度，由图可知，区间内，随着x的增大，电场强度沿x轴方向的分量先增大后减小，区间内，随着x的增大，电场强度沿x轴方向的分量先增大后减小，故C错误，D正确。故选D。4.除颤仪（AED）是临床上广泛使用的针对心颤病患的急救设备之一，它通过电源对电容充电，再利用已充电的电容器释放脉冲电流作用于心脏，实施电击治疗。已知电容可释放的能量为（q为电容器带电量、U为电容器两端电压），某型号的除颤仪内部电容器电容为25μF，医学规范要求首次除颤能量为200J。若每次放电后电容器电量为0，用该除颤仪进行首次除颤时理论上需要的充电电压应为（　　）A.8kVB.4kVC.2kVD.1kV【答案】B【解析】【详解】ABCD．假设用该除颤仪进行首次除颤时理论上需要的充电电压应为U，则电容器电量q=CU代入电容可释放的能量公式,得带入数值计算得故ACD错误，B正确。故选B。5.如图所示电路中，滑动变阻器两端的电压为U，流过滑动变阻器的电流为I，滑动变阻器的电功率为P。初始状态时现将滑片向右滑动一小段距离的过程中，下列分析正确的是（　　） A.增大、增大、P减小B.不变、增大、P增大C.增大、不变、P减小D.不变、不变、P增大【答案】C【解析】【详解】由欧姆定律可知当滑片向右滑动一小段距离的过程中，R增大，故增大。由闭合电路欧姆定律即故故滑片向右滑动一小段距离的过程中，不变。因为初始时，则初始时电源输出功率最大，故滑片向右滑动一小段距离的过程中，R增大，电源输出功率减小，P减小。故选C。6.如图所示，空间中存在水平向右的匀强电场，电场中固定一半圆形绝缘槽，槽的左右端点a、c等高，b为槽的最低点。从a点静止释放一质量为m的带负电的小球，小球沿圆弧槽下滑至b点时对槽的压力为mg。小球可视为质点，运动过程中电量保持不变，摩擦力可忽略不计。下列判断正确的是（　　） A.小球可以运动至c点B.小球将在b点保持静止C.小球运动过程中最大速率为D.若从c点静止释放小球，小球将沿直线运动至b点【答案】D【解析】【详解】A．小球沿圆弧槽下滑至b点时对槽的压力为mg，由牛顿第三定律可知，在竖直方向圆弧槽b点对小球的支持力大小为mg，可知小球在竖直方向受力平衡，由牛顿第二定律可知，此时小球的速度是零，且受电场力方向水平向左，因此小球不可以运动至c点，A错误；B．小球在竖直方向受力平衡，受电场力方向水平向左，由牛顿第二定律可知，小球向左做加速运动，B错误；C．小球在a点时速度是零，在b点时速度是零，可知小球从a点到b点，重力势能转化为电势能，且重力势能的减少等于电势能的增加，则有可得由题意可知，当小球从a点下落到受重力和电场力的合力方向与O点的连线在一条直线上时，小球的速率最大，如图所示，由动能定理，则有 解得C错误；D．由C选项分析可知，小球受到的重力大小等于受的电场力，因此小球在c点时受到的合力大小为受合力方向与水平直径成45°角，即由c点指向b点，因此从c点静止释放小球，小球将沿直线运动至b点，D正确。故选D。7.如图所示，△abc顶角为120°，ab=bc=1cm。空间中存在着匀强电场，电场方向和△abc所在平面平行。已知a、b、c三点的电势分别为7V、3V、1V，则电场强度大小为（　　）A.2V/cmB.C.4V/cmD.【答案】C【解析】【详解】根据题意可得在ac上截取一段cd，且根据匀强电场的特点可知即bd为等势线，过c点作bd的垂线ce，如图所示 由于所以所以所以故选C。8.如图为某型号多用电表欧姆档×100档下的某次测量结果。关于该多用电表的使用，下列说法正确的是（　　）A.使用前若指针未指在零刻度，需要调节图甲中a旋钮使指针指到零刻度B.用电压档测电压时，红表笔应接在电路中电势较高的位置C.若图示是测电阻的结果，应换用更高的倍率并重新欧姆调零后再次测量D.若图示是测量完好的二极管电阻时的结果，此时红表笔接在二极管的负极处【答案】BD【解析】 【详解】A．使用前若指针未指在零刻度，需要调节“指针定位螺丝”，即图中b旋钮使指针指到零刻度，故A错误；B．多用电表测量时电流应从红表笔进黑表笔出，因此用电压档测电压时，红表笔应接在电路中电势较高的位置，故B正确；C．欧姆表零刻度线在最右侧，图中测量指针偏转角度很大，说明待测电阻很小，所选挡位太大，应该换更低倍率的欧姆挡并重新欧姆调零后再次测量，故C错误；D．欧姆表内阻电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，图中电阻值很小，说明测量的是二极管的正向电阻，黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极，故D正确。故选BD。9.某型号直流电动机在空载情况下启动阶段的部分伏安特性曲线如图所示，电动机线圈的电阻记为。对图示过程，下列分析正确的是（　　）A.B.电压为时电动机消耗总功率为C.若不计一切摩擦和空气阻力，电压为时电动机的热功率为D.若不计一切摩擦和空气阻力，电压为时电动机的机械功率为【答案】ABC【解析】【详解】A．由图可知，开始阶段，电动机的电流和电压成线性关系，可知，电动机未转动，则由欧姆定律可得，电动机的电阻为 故A正确；B．电压为时，电动机未转，相当于纯电阻电路，则电动机消耗的总功率为故B正确；CD．当电压为时，电动机的电流随电压增大而减小，可知，电动机转动，则电动机的热功率为由于则有电动机的机械功率为由于则电压为时电动机的机械功率不是，故D错误，C正确。故选ABC。10.如图所示，空间中正四面体的棱及中点处分别固定等量异种点电荷。下列判断正确的是（　　）A.点和处电场强度大小相等，方向相同 B.点和处电场强度大小相等，方向不同C.D【答案】AC【解析】【详解】等量异种电荷的电场线和等势面如图所示AB．根据对称性可知，点和处电场强度大小相等，方向相同，故A正确，B错误；CD．、两点位于两等量点电荷连线的中垂面上，由于中垂面为等势面，所以、两点的电势相等，根据对称性可得，则有故C正确，D错误。故选AC。二、非选择题：本小题共5小题，共60分。11.某同学利用图甲电路测量某金属丝电阻率，主要实验步骤如下：Ⅰ．测量金属丝直径和接入电路的有效长度，记录数据；Ⅱ．按照图甲连接电路，检测无误后闭合开关；Ⅲ．调节滑动电阻器滑片位置，测出多组（U、I）数据；Ⅳ．利用图计算金属丝电阻，由电阻定律计算金属电阻率；Ⅴ．改变金属丝接入长度，重复上述Ⅱ—Ⅳ步骤，取测得电阻率的多组数据的平均值。 回答下列问题：（1）利用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图乙所示，金属丝的直径为________mm；（2）图丙实物图中还有部分导线未连接，用导线（画线代替）把电路补充完整；____（3）粗略测得金属丝电阻约为10Ω，则下列滑动变阻器最适合的是________；A．0~5Ω，3AB．0~50Ω，1.5AC．0~100Ω，1.5AD．0~200Ω，1.25A（4）实验中测得金属丝的有效长度为80.00cm，测得的电阻为9.5Ω，则该金属丝电阻率的测量值为________（保留两位有效数字）【答案】①.0.350②.③.A④.【解析】【详解】（1）[1]由图乙可知，金属丝的直径为（2）[2]根据图甲电路图，补充完成图丙实物图，如图所示（3）[3]滑动变阻器采用分压接法，为了调节方便，应用最大值较小的滑动变阻器。故选A。 （4）[4]由电阻定律可得，电阻率为其中联立代入数据解得12.某同学在测量一节干电池的电动势和内阻时可选用的主要器材如下：干电池（电动势约1.5V、内阻较小）；滑动变阻器（0~10Ω）、电阻箱（0~999.9Ω）电压表（0~3V量程、内阻约）；电流表（0~0.6A量程、内阻约0.2Ω）；（1）下列可选用的实验方案中，电源内阻测量精度较高的方案是________（2）某次测量时电压表示数如图甲所示，此时读数为________V；（3）采用内阻测量精度较高的某种恰当方案，测得多组（U、I）数据，画出图如图乙，测得的电源电动势和内阻分别为________V、________Ω（保留小数点后两位数字）（4）考虑实验中电表实际上不是理想电表，因此导致电源内阻测量结果的系统误差情况为：________（选填“>、=、<）【答案】①.BC##CB②.1.20③.1.46④.0.63⑤.<【解析】【详解】（1）[1]AD．由于电源内阻较小，电流表内阻较小，且不知道电流表内阻的准确值，电流表分压带来的影响很大，不能忽略，故AD错误；BC．由于电源内阻较小，电压表内阻较大，电压表分流的影响小，可以忽略，故BC正确。 故选BC。（2）[2]电压表的量程为，由图甲可知，最小分度为，读数为。（3）[3][4]采用内阻测量精度较高的某种恰当方案，测得多组（U、I）数据，由闭合回路欧姆定律有结合图像有，（4）[5]由于电压表的分流作用，电流表测得的电流值小于流过电源的真实电流值，所以用测量数据描绘的图像计算出的内阻，实际上是和电压表并联后的总阻值，这个并联后的总阻值小于真实值。13.如图甲所示，y轴沿竖直方向，在y=-d位置处固定一点电荷。现从y=0处静止释放一个质量为m、带电量为q的微粒，此后的运动过程中微粒的速度v随y坐标的变换图像如图乙所示。重力加速度为g，求：（1）点电荷的电场在y=d处的场强大小；（2）微粒在y=0处的加速度大小。【答案】（1）；（2）a=3g【解析】【详解】（1）由图可知y=d处a=0，故qE=mg得（2）由库仑定律知，y=d处y=0处有 又得所求加速度为a=3g14.如图所示，空间中存在着沿+y方向的匀强电场（未画出），一带电量为q（q>0）、质量为m的粒子从坐标原点O处以速度v0射出，v0沿xOy平面且和+x方向夹30°角。经过一段时间粒子经过A点时速度和+x方向夹60°角，A点的横坐标为L，不计粒子重力，求：（1）粒子从O运动至A经历的时间t；（2）O、A两点间的电势差UOA；（3）A点的纵坐标yA。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）x方向匀速得（2）x方向匀速粒子从O运动至A的过程中 得（3）y方向匀变速直线运动，粒子从O运动至A的过程中满足得15.如图所示，MN、PQ为光滑绝缘水平面内相距的两平行边界线，边界线之间存在着匀强电场，电场平行于水平面且垂直于边界，方向水平向右。可视为质点的带电小球A、B质量均为m，用长度L的绝缘轻杆相连，电量分别为+q和-2q（q>0）。开始时A球紧邻MN，轻杆和边界线垂直。现静止释放两小球并开始计时，t0时刻B小球恰好进入电场，此后的整个运动过程中小球带电量始终保持不变。求：（1）电场强度E及B球进入电场时的速度；（2）A球运动过程中距离MN的最大间距；（3）A球经过PQ时的时刻表达式。【答案】（1）,；（2）；（3）或其中n=1，2，3…【解析】【详解】（1）B球进入电场时的速度记为v₀，则得 对A、B整体，由动能定理得得（2）A球和MN相距最远时位移记为x，若此时A球在电场外，对A、B整体有…得说明假设正确。故所求最大间距为（3）对A、B整体，段内t0时刻至A球到达PQ过程中A球到达PQ之前的过程中A球从达到PQ至速度为零的过程中此后A、B整体向左和向右的运动具备对称性，所求时刻满足或得 或