四川省绵阳南山中学2023-2024学年高二上学期期中物理试题（Word版附解析）

绵阳南山中学2023年秋季高2022级半期考试物理试题本试卷分为试题卷和答题卷两部分，其中试题卷由第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷组成，共6页；答题卷共2页．满分100分，时间75分钟．考试结束后将答题卡和答题卷一并交回．第Ⅰ卷（选择题，共48分）注意事项：1．答第Ⅰ卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上．2．每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案，不能答在试题卷上．一、本大题12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项是符合题目要求的，第9～12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，有错或不选的得0分。1.两个完全相同的金属球A、B带有相同的电荷量，相隔一定距离，两球之间斥力大小是F。今让第三个完全相同的不带电的金属小球C先后与A、B两球接触后移开。这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】设金属球A、B所带电荷量均为,相距为，根据库仑定律有让第三个完全相同的不带电的金属小球C先后与A、B两球接触后移开，金属球A、B所带电荷量分别为和,根据库仑定律有故选C。2.某同学利用手机“物理工坊”APP测量地磁场的磁感应强度。在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xoy面，如图甲所示。某次测量中，测得沿坐标轴方向的磁感应强度分别为21.00μT、-0.06μT、- 30.56μT，如图乙所示。该处的磁感应强度大小约为（　　）A.9μTB.21μTC.37μTD.52μT【答案】C【解析】【详解】根据矢量的合成法则可知该处磁感应强度大小约为μT故选C。3.关于下列电阻和电阻率的说法正确的是（　　）A.把一根均匀导线分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半B.由可知，C.所有材料的电阻率随温度的升高而增大D.对某一确定的导体当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大【答案】D【解析】【分析】【详解】A．电阻决定式为可知把一根均匀导线分成等长的两段，则每部分的电阻变为原来的一半，但电阻率与温度和材料有关，与其他因素无关，故电阻率不变，故A错误；B．电阻率与材料和温度有关，与导体电阻，长度，横截面积都无关，故B错误；C．电阻率与温度关系有三种情况：金属的电阻率随温度升高而增大；半导体的电阻率随温度升高而减小；当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体。故C错误；D．由电阻决定式为 对某一确定的导体当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大。故D正确。故选D。4.将一段固定在绝缘竖直杆上，质量分布均匀、正电荷分布均匀的线，置于水平向右的匀强电场中。线稳定后的样子为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】利用微元法：设单位长度质量为，电荷量为，取线上一小段，其所带的电荷量为，质量为，对这小段的线进行受力分析得，受重力大小为，电场力为，和该小段细线两端线的拉力的合力，合外力为零。这该小段细线与竖直方向的夹角的正切值为由于、、、都为定值，故该小段细线与竖直方向的夹角为定值，则可理解整体细线与竖直方向夹角相同，故A正确，BCD错误。故选A。5.工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器上、下两个极板，上、下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极 上。当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是（　　）A.A、B平行板电容器的电容减小B.A、B两板间的电场强度增大C.A、B两板上的电荷量变小D.有电流从a向b流过灵敏电流计【答案】D【解析】【分析】【详解】A．根据平行板电容器的决定式可知当产品厚度增大时，导致增大，电容器的电容C增大，A错误；C．电压U不变，根据可知，极板带电量Q增加，C错误；D．电容增大，故电容器充电，电流从a向b流过灵敏电流计，D正确；B．两板之间的电势差不变，板间距不变，两板间电场强度不变，B错误。故选D。6.如图甲，A、B是某电场中的一条电场线上的两点，一带负电的粒子从点由静止释放，仅在静电力的作用下从点运动到点，其运动的图像如图乙所示。取A点为坐标原点，且规定，方向为正方向建立轴，作出了所在直线的电场强度大小、电势、粒子的电势能，随位移的变化的图像、图像、图像，其中可能正确的是（　　） A.B.CD.【答案】C【解析】【详解】AB．根据图像可知，粒子的加速度在逐渐减小，粒子所受电场力在逐渐减小，电场强度随位移在逐渐减小，AB错误；C．粒子带负电，电场力方向从指向，电场强度方向从指向，故从到电势逐渐升高，由于电场强度逐渐减小，故图像的斜率逐渐减小，C正确；D．从到电势能逐渐减小，但由于电场力减小，图像的斜率逐渐减小，D错误。故选C7.利用带电粒子探测电场的分布情况是一种重要的技术手段。如图所示，某圆形区域（圆心为O）内存在平行于纸面的匀强电场（未画出），圆上P点处有一粒子源，可向圆形区域内发射初动能相同的同种带电粒子，其中分别落在圆上A、B两点的粒子动能仍然相同，不计粒子重力、粒子间相互作用及带电粒子对原电场分布的影响，则（　　）A.P、O两点间和P、B两点间的电势差关系为UPB=2UPOB.A、B两点的电势大小关系为φA＜φB C.直线AB为电场中的一条电场线D.落在劣弧AB中点的粒子获得的动能最大【答案】A【解析】【详解】ABC．由动能定理可知，电场力对落在A、B两点的粒子做功相等，故A、B两点的电势相等，故过AB且垂直于圆环的面为等势面，根据匀强电场电势差与电场强度的特点可知UPA=2UPO，故UPB=2UPO，故A正确，BC错误；D．电场线与直线AB垂直，但不知电场线的指向和粒子的正负，故落在劣弧AB中点的粒子获得的动能可能最大也可能最小，故D错误。故选A。8.具有巨磁阻效应（GMR）的电阻R2在外加特定方向的磁场时，阻值随磁场的增强而减小。现将R2接在图示电路中，并置于该磁场，已知R1为定值电阻，此时R2<R1，电表均为理想电表。保持磁场方向不变，调整磁场强弱，发现电压表V1的示数增加了ΔU1，V2示数变化量的绝对值为ΔU2，则（　　）A.电流表A的示数减小B.外加磁场逐渐减弱C.一定小于D.R2消耗的电功率先增大后减小【答案】C【解析】【详解】AB．依题意，若电压表V1的示数增加，根据闭合电路欧姆定律则电阻R2阻值减小，电流表测量干路电流，电流表示数增大，外加磁场逐渐增强，故AB错误；C．结合题图根据闭合电路欧姆定律有由题可知增大，增大，减小，可得 所以ΔU1一定小于ΔU2，故C正确；D．把等效看成电源内阻的一部分，由于开始时根据电源输出功率与外电阻的关系，可知随着电阻R2阻值的减小，电源的输出功率逐渐减小，故D错误。故选C。9.将一个表头G改装成多量程的电流表，通常有两种连接方式。如图甲所示的连接方式称作开路转换式（其中电阻R1＜R2）。如图乙所示的连接方式称作闭路抽头式。两种连接方式在实际中均有使用，下列说法正确的是（　　）A.开路转换式中，开关S接1时的量程大于开关S接2时的量程B.开路转换式中，若电阻R1发生变化，则开关S接1、2对应的两个量程都会发生变化C.闭路抽头式中，若电阻R3发生变化，则抽头3、4对应的两个量程都会发生变化D.闭路抽头式中，抽头3对应的量程小于抽头4对应的量程【答案】AC【解析】【详解】A．根据并联电路电流的分配与电阻成反比，由于电阻R1＜R2，因此开路转换式中，开关S接1时的量程大于开关S接2时的量程；若电阻R1发生变化，则开关S接2时，电阻R1处于断开状态，对电阻R2无影响，因此2对应的量程不会发生变化，故A正确，B错误；CD．闭路抽头式中，接抽头3时，电阻R4与表头串联，满偏电流不变，表头和R4串联后与电阻R3并联，接抽头4时，电阻R3与R4串联后与表头并联；由于电阻R3＜R3+R4，因此闭路抽头式中，抽头3对应的量程大于抽头4对应的量程，若电阻R3发生变化，则（R3+R4）发生变化，因此抽头3、4对应的两个量程都会发生变化，故C正确，D错误；故选AC。10.某中学生助手在研究心脏电性质时，当兴奋在心肌传播，在人体的体表可以测出与之对应的电势变 化，可等效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，a、b为两电荷连线上对称的两点，c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点，则（　　）A.a、b两点的电场强度相同B.c、d两点的电场强度不相同C.a、b两点的电势差Uab=3mVD.从c到d的直线上电场强度先变大后变小【答案】AD【解析】【详解】A．该瞬时电势分布图可等效为等量异种电荷产生的，等量异种电荷的电场线分布如图a、b为两电荷连线上对称的两点，所以a、b两点的电场强度大小、方向相同，故A正确；B．c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点，c、d两点的电场强度大小与方向也相同，故B错误：C．a、b两点的电势差故C错误；D．根据等势线的密程度可判断出从c到d的直线上电场强度先变大后变小，故D正确。故选AD。11.某同学将一玩具车的太阳能电池板取下，并通过测量多组电池板的路端电压及流过其电流的数据 描绘了电池板的图像，如图甲所示，图像的横、纵截距分别为和。现将该电池板与一定值电阻相连组成如图乙所示的电路，电压表和电流表的示数分别为和，两电表均为理想电表，下列说法正确的是（）A.该电池板的内阻恒为B.该电池板内阻消耗的功率为C.该电池板的输出功率为D.该电池板的效率为【答案】BD【解析】【详解】A．图像的斜率表示内阻，该电池板的图像为曲线，故内阻是变化的，A错误；B．该电池板内阻消耗的功率为B正确；C．该电池板的输出功率为C错误；D．该电池板的效率为D正确。12.如图，是竖直面内的固定半圆形光滑轨道，O为其圆心，A、C两点等高，过竖直半径的虚线右侧足够大的区域内存在沿方向的匀强电场。一带正电小球从A点正上方P由静止释放，沿轨道通过B、C两点时的动能分别为和，离开C点后运动到最高点D（图中未画出）。已知P与A间距离等于轨道半径，则（　　） A.D点与P点等高B.小球在电场中受到的电场力是其重力的两倍C.小球在C处对轨道的压力是其重力的两倍D.小球通过D点时的动能大于【答案】BD【解析】【详解】A．若在A点速度等于C点的速度，在竖直方向对称性可知，D点与P点等高，由动能定理可知A点的速度小于C点的速度，所以D点高于P点，故A错误；B．设小球在电场中所受电场力为，轨道半径为，小球从P到B过程，由动能定理得小球从P到C过程，由动能定理得联立可得故B正确；C．由动能定理的表达式在C点时，由牛顿第二定律得结合联立可得由牛顿第三定律得小球在C处对轨道的压力 故C错误；D．因为可知小球从C点飞出后，竖直方向的加速度小于水平方向的加速度，竖直方向，由逆向思维，看成反向的初速度为零的匀加速直线运动，则小球从C到D过程中，水平方向的位移大于竖直放的位移，根据可知电场力所做正功大于重力做所负功，则小球通过D点时的动能大于，故D正确。故选BD。第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、填空题（每空2分，共计16分）13.（1）某同学用20分度的游标卡尺测量一个圆柱体的高度，由图甲可知，该圆柱体的高度为___________cm；用螺旋测微器测量金属丝的直径，由图乙可知，该金属丝的直径为___________mm。（2）某同学用多用电表欧姆挡（×100）测试三只晶体二极管，其结果依次如图甲、乙、丙所示。由图可知，图___________中的二极管是好的，该二极管的正极是___________端（选填“a”或“b”）。【答案】①.6.170②.5.666##5.663##5.664##5.665##5.667##5.668③.乙④.a【解析】【详解】（1）[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图甲可知长度为[2]螺旋测微器的精确值为，由图乙可知直径为（2）[3][4] 根据正向接通，反向截止的特点，判断图甲、乙、丙中图乙中的二极管是好的，根据正向接通时电流从该二极管的正极流入可判断二极管的正极是a端。14.用伏安法测量一个待测电阻Rx的阻值（阻值约为200Ω），实验室提供如下器材：电池组E：电动势为3V，内阻不计电流表A1：量程为0～15mA，内阻RA1约为100Ω电流表A2：量程为0～300μA，内阻RA2为1000Ω滑动变阻器R1：阻值范围为0～20Ω，额定电流为2A电阻箱R2：阻值范围为0～9999Ω，额定电流为1A要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题：（1）为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表___________（填写器材代号）与电阻箱串联，并将电阻箱阻值R2调到___________Ω，这样可以改装成一个量程为3.0V的电压表。（2）请在虚线框中画出测量Rx阻值的完整电路图，并在图中标明器材代号_______。（3）调节滑动变阻器，当电流表A1、A2的示数分别是I1、I2时，则测得待测电阻Rx的阻值是_____________（用题中已知物理量符号表示）。【答案】①.②.9000③.④.【解析】【详解】（1）[1][2]为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表与电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，需要调电阻箱阻值为（2）[3]电路图如图所示 （3）[4]通过的电流并联电路两端电压相等，则两端的电压测得待测电阻Rx的阻值三、本大题3小题，共36分。要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。15.如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝0.5Ω，闭合开关S后，标有“8V16W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机M线圈的电阻R0＝1Ω，求：（1）电源的总功率；（2）电动机的输出功率。【答案】（1）40W；（2）12W【解析】【详解】（1）L正常发光，路端电压等于灯泡额定电压8V，内电压则总电流 电源总功率为解得（2）流经电动机电流输入电动机的总功率电动机内阻消耗功率故电动机的输出功率16.如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L＝0.4m，两板间距离d＝4×10－3m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下极板的正中央，已知微粒质量为m＝4×10－5kg，电荷量q＝＋1×10－8C，g＝10m/s2，（不考虑微粒落到极板后对极板间电场的影响以及微粒间的相互作用力），求：（1）微粒入射速度v0为多大？（2）若在开关S闭合后，为使微粒恰好从平行板电容器的上极板右边缘射出电场，电容器的上极板应与电源的正极还是负极相连？此时所加电压U的大小？【答案】（1）10m/s；（2）与负极相连，U＝200V【解析】【详解】（1）开关S闭合前，由 可解得（2）电容器的上极板应接电源的负极，当所加的电压为U时，微粒恰好从上极板的右边缘射出，有解得U＝200V17.如图所示，在的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，O点为圆心，P点与O点等高，CN边是直径，N点是半圆形轨道的最低点，其半径，半圆轨道与一水平绝缘轨道MN平滑连接。将一带正电荷的小滑块在水平轨道上的某一位置静止释放，小滑块恰好能运动到半圆轨道的最高点C。小滑块质量为，与水平轨道间的动摩擦因数，取，问：（1）小滑块应在水平轨道上离N点多远处释放？（2）小滑块通过P点时对轨道压力是多大？（3）小滑块经过C点后落回水平绝缘轨道时的速度是多大？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】 【详解】（1）设滑块与N点的距离为L，分析滑块的运动过程，由动能定理可得小滑块在C点时，重力提供向心力，所以代入数据解得，（2）滑块到达P点时，对全过程应用动能定理可得在P点时由牛顿第二定律可得解得由牛顿第三定律可得，滑块通过P点时对轨道压力的大小是1.5N。（3）小滑块经过C点，在竖直方向上做的是自由落体运动，由可得滑块运动的时间得滑块在水平方向上只受到电场力的作用，做匀减速运动，由牛顿第二定律可得所以加速度滑块落地时竖直方向的速度的大小为 水平方向的速度的大小为落地时速度的大小为解得