江西省宜丰县中2022-2023学年高二下学期开学考试物理试题（Word版含答案）

宜丰县中2022-2023学年高二下学期开学考试
物理试卷
一、选择题(每小题4分，共44分，1-7为单选，8-11为多选)
1．下列关于电压与电动势的说法中，正确的是（ ）
A．电动势与电压是同一物理量的不同叫法
B．电动势就是电源两极间的电压
C．电动势公式中的W是电场力做的功
D．电动势与电压从能量转化的角度来说有本质的区别
2．下列说法中，正确的是（　　）
A．根据可知，在匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
B．静电场中场强为零处，电势不一定为零
C．导体的电阻率由导体材料、导体长度及导体横截面积决定
D．导体B达到静电平衡后内部场强可以不为零
3．某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么当电子的运动半径越大，电子的（　　）
A．周期越小 B．角速度越大 C．电势能越大 D．动能越大
4．一根长为l、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，下列说法正确的是（　　）
A．通过棒的电流 B．棒两端电压
C．棒的内部场强 D．棒的功率
5．如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为、，粒子在M和N时加速度大小分别为、，速度大小分别为、，电势能分别为、。下列判断正确的是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
6．如图所示的电路中，E为电源，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒定的小灯泡，R1为定值电阻，R3为半导体材料制成的光敏电阻（光照越强，电阻越小），电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电油滴处于静止状态，电源负极接地，则下列说法正确的是（　　）
A．若将R2的滑片下移，电压表的示数增大
B．若光照变强，则油滴会向上运动
C．若光照变强，则灯泡变暗
D．若将电容器上极板上移，则P点电势降低
7．如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为，定值电阻。闭合开关，理想电压表示数为U，理想电流表示数为I；在滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程中（　　）
A．U先变小后变大
B．U与I的比值先变大后变小
C．U与I的乘积先增大后减小
D．U的变化量的绝对值与I的变化量的绝对值的比值等于r
8．如图所示，水平面内存在匀强电场，菱形ABCD位于水平面内，已知A点电势为16V，B点电势为，C点电势为4V，菱形的边长，对角线AC的长度为4cm。下列说法正确的是（　　）
A．该电场强度的大小为3V/cm B．该电场强度的大小为6V/cm
C．点的电势为28V D．电子在O点的电势能为8eV
9．某静电场中x轴上各点电势的分布图如图所示，一个质量为m、电荷量绝对值为q的带电粒子从坐标处以初速度沿x轴负方向出发，带电粒子仅在静电力作用下恰好在区间内往返运动，则下列说法正确的是（　　）
A．粒子带正电或负电都可以
B．粒子从运动到的过程中，加速度先减小后增大
C．粒子从运动到的过程中，电场力先做负功后做正功
D．位置的电势
10．我国碳排放目标为：在2030年左右CO2排放达到峰值且将努力早日达峰，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降60%—65%。为实现碳排放目标，我国正大力开发清洁新能源，硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示为一节硅光电池在一定强度光照下路端电压U和电流I的关系图像（电池电动势不变，内阻不是常量），给一个额定电压为6V，线圈电阻为的小型直流电动机供电，电动机刚好正常工作（　　）
A．电动机正常工作时输出的机械功率P=2. 295W
B．此时，硅光电池的内阻
C．电动机的机械效率85% D．电池的效率66. 67%
11．如图所示，竖直平面内光滑圆弧形管道OMC半径为R，它与水平管道CD恰好相切。水平面内的等边三角形ABC的边长为L，顶点C恰好位于圆周最低点，CD是AB边的中垂线。在A、B两顶点上放置一对等量异种电荷，各自所带电荷量为q，现把质量为m、带电荷量为 + Q的小球（小球直径略小于管道内径）由圆弧形管道的最高点M处静止释放，不计 + Q对原电场的影响以及带电量的损失，取无穷远处为零电势，静电力常量为k，重力加速度为g，则（ ）
A．D点的电势为零
B．小球在管道中运动时，机械能守恒
C．小球对圆弧形管道最低点C处的压力大小为
D．小球对圆弧形管道最低点C处的压力大小为
二、实验题(每空2分，共26分)
12．某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据、绘制曲线尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有：
电压表V，量程0~3V，内阻Rv为3kΩ
电流表A1，量程0~500mA，内阻RA约0.5Ω
滑动变阻器Rs，最大阻值10Ω，额定电流2.0A
直流电源E，电动势约5V，内阻可忽略不计
定值电阻若干
（1）上述器材中，需要将电压表V改装成为0-4V的电压表，则需要___________联一个阻值R为___________Ω的电阻。
（2）该同学通过实验得出了小灯泡的I—U图像如题图甲所示。由图甲可知，随着电压的增加，小灯泡的电阻逐渐___________（选填“增大”或“减小”）；当小灯泡上的电压为2.00V时，小灯泡的电阻是___________Ω（结果保留2位有效数字）。
（3）该同学用 （图乙或图丙）测量小灯泡的电阻，测量小灯泡电阻的表达式
（用电压表读数U、电流表读数I、Rv、R表示）
13．某物理兴趣小组为了测量“水果电池”的电动势和内阻，将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V，可是该电池并不能使额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的小灯泡发光，原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测定还不足3mA。现为了尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻。
（1）实验室提供备用的器材如下：
A、电流表A1（量程0～0.6A） B、电流表A2（量程0～5mA）
C、电压表V1（量程0～15A） D、电压表V2（量程0～3V）
E、滑动变阻器R1（0～100Ω） F、滑动变阻器R2（0～3kΩ）
G、开关一个，导线若干
实验中，电流表应选_______，电压表应选______，滑动变阻器应选_____。
（2）请在下面的方框中画出实验电路图_____，并将下图的各器件用笔画线代替导线连接起来______。
（3）若不计测量中的偶然误差，用这种方法测量得出的电动势和内阻的值和真实值相比电动势E______（填“偏大”、“相等”、“偏小”），内电阻r_________（填“偏大”、“相等”、“偏小”）。
三、解答题(共9+10+11=30分)
14．（9分）规格为“8V、4W”的小灯泡与小型直流电动机（其线圈内阻为r0=0.4）并联后，接至电动势为10V，内电阻r=0.5的电源上，小灯泡恰好正常发光，求：
（1）通过小灯泡的电流IL和电源的内电压；
（2）电路中的总电流I和通过电动机D的电流ID；
（3）电动机的输入功率P，发热功率P热和电动机的输出功率P出。
15．（10分）如图所示，为了研究带电小球在电场中的运动情况，将涂有导电膏的泡沫小球带上电荷放置于两竖直极板间加速，留出孔洞将小球引出后，进入两水平极板间，两水平极板间加电压U，让小球在电场中发生偏转，按照1∶1的比例拍摄小球运动的频闪照片，测得相邻两个小球的竖直方向距离分别是x1、x2，若已知偏转电场极板长L，两板间距为d，小球的带电荷量为q，质量为m，则小球入射到偏转电场中的初速度为多少？加速电场中两极板间电压为多少？（不考虑小球重力的影响）
16．（11分）如图所示，电阻，，是的滑线变阻器．电源电压不变，为一水平放置的平行板电容器置于真空中，两板间为匀强电场。
（1）当开关断开时，若，电容器中有一液滴处于平衡静止状态，请你判断液滴的电性并求出此时整个电路消耗的功率；
（2）若液滴的质量为，电量为，判断电容器上下极板的电势高低，求出匀强电场场强为的大小；
（3）若液滴静止时匀强电场场强为，调整滑线变阻器使液滴向上运动时匀强电场场强为，持续时间后闭合开关使场强突然反向（电场变化的时间忽略不计），而场强的大小保持不变，又经过相同时间后，带电液滴恰好回到原来静止时的所在位置。已知整个过程中液滴未与极板相碰，求：。
宜丰县中2022-2023学年高二下学期开学考试
物理参考答案：
1．D【详解】A．电压与电动势的单位相同，但物理意义不同，是两个不同的物理量，A错误；B．根据闭合电路欧姆定律，路端电压U = E﹣Ir，只有当外电路断开时，I = 0，路端电压等于电动势，当外电路接通时，路端电压即电源两极间的电压小于电动势，B错误；C．电动势定义式公式，中的W是非静电力做功，电压，中的W才是静电力做功，C错误；D．电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电场力做功将电能转化为其他形式能量；电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小，从能量转化的角度来说电动势与电压有本质的区别，D正确。故选D。
2．B【详解】A．匀强电场电势差与电场强度的关系U=Ed可知，匀强电场中沿着电场强度方向的任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比，故A与题意不符；B．由于静电场中电势与场强无关，且电势的零点可人为选取，所以场强为零处，电势不一定为零，故B与题意相符；C．电阻率只由材料和温度有关，和导体的长度及横截面积无关，故C与题意不符；D．金属导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布。因此在金属导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，内部电场强度处处为零，故D与题意不符。
3．C【详解】根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律得A．由可得半径越大，周期越大，故A错误；B．由可得半径越大，角速度越小，故B错误；C．半径越大，库仑力做负功越多，电势能越大，故C正确；D．由可得半径越大，线速度越小，动能越小，故D错误。故选C。
4．B【详解】A．由微观电流表达式得通过金属棒的电流为I=nevS故A错误；B．金属棒两端的电压故B正确；C．金属棒内部的场强为故C错误；D．棒的功率为故D错误。故选B。
5．D【详解】若粒子从M点运动到N点，作出轨迹和电场线交点处的受力方向与速度方向如图所示，由图可知，粒子从M点到N点，电场线越来越密，电场强度逐渐增大，电场力逐渐增大，粒子的加速度增加，即速度方向与力的方向间的夹角为钝角，则速度不断减小，即粒子速度减小，动能减小，根据能量守恒可得，粒子的电势能增大，即根据电势能与电势的关系可得
若粒子从N点运动到M点，作出轨迹和电场线交点处的受力方向与速度方向如图所示，由于速度方向与力的方向夹角为锐角，则速度增大，即所以仍然有，，故选D。
6．D【详解】A．由于电容器在直流电路中相当于断路，所以当电路稳定时，相当于导线，将的滑片上移时，电压表的示数保持不变，故A错误；BC．若光照变强，光敏电阻减小，总电阻变小，电流变大，则通过小灯泡的电流变大，灯泡变亮；电容器两端电压为
I变大，则变小，即电容器两板间的电压变小，场强变小，油滴所受的电场力变小，因此油滴要向下极板运动，故BC错误；D．由于电路电阻不变，则电容器板间电压不变，若将电容器上极板上移，电容器两极板的距离增大，根据可知场强变小，而P点与下极板的距离不变，则P点与下极板的电势差减小，而电势下极板的电势始终为0，因此P点电势降低，故D正确。故选D。
7．B【详解】A．在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中，滑动变阻器R1的有效电阻先增大后减小，外电路总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律可知：总电流先变小后变大，路端电压先增大后减小，故A错误；B．路端电压先增大后减小，所以R3中的电流先增大后减小，由于总电流先变小后变大，所以电流表示数先减小后变大，则与的比值先变大后变小，故B正确；
C．将与内阻并联等效为电源的内阻，随着等效外电阻的先增大后减小，先减小后增大， 故C错误；D．将R3与电源看成新电源，新电源的内阻为r与R3的并联值小于r，由闭合电路欧姆定律可知，的变化量的绝对值与的变化量的绝对值即为新电源的内阻，故D错误。选B。
8．BC【详解】C．根据匀强电场的特点得解得 根据解得C正确；D．电子在O点的电势能为-10eV，D错误；AB．如图所示，设，则 A、E在同一个等势面上。 根据直角三角形得 ， ， ， ，过O点作AE的垂线，交点为F， ，电场强度为 解得 A错误，B正确。故选BC。
9．BD【详解】A．沿电场线方向电势降低，故电场线方向从 指向两侧，带电粒子仅在静电力作用下恰好在区间内往返运动，带电粒子从坐标处以初速度沿x轴负方向出发，因此做减速运动，电场力方向与电场方向相反，故粒子带负电，故A错误；B． 图像中斜率表示场强，粒子从运动到的过程中，场强先减小后增大，电场力先减小后增大，故加速度先减小后增大，故B正确；C．带电粒子仅在静电力作用下恰好在区间内往返运动，因此粒子从运动到的过程中，先加速后减速，故电场力先做正功后做负功，故C错误；D．根据能量守恒可知解得故D正确。故选BD。
10．ABC【详解】A．电动机正常工作时输出的机械功率
A正确；C．电动机的效率C正确；B．根据闭合电路欧姆定律，电动机正常工作时，硅光电池的内阻B正确；D．电池的效率D错误。故选ABC。
11．ABD【详解】A．等量异种电荷中垂线上的电势相等，等于无穷远处的电势，所以D点的电势为零，A正确；B．竖直管道处在原电场的等势面内，小球由最高点M运动到C的过程中，电场力不做功，只有重力做功，机械能守恒，B正确；CD．设小球运动到C点时的速度大小为v，根据机械能守恒定律小球在C点受到竖直向下的重力mg、电场力且电场力大小为，方向垂直CD向外重力和弹力的竖直分力提供向心力，有支持力N沿水平方向上的分力平衡电场力，即联立以上各式再根据牛顿第三定律，C错误、D正确。故选ABD。
12． 串 1k##1000 增大 8.0 小于
【详解】（1）[1][2]上述器材中，需要将电压表V改装成为0-4V的电压表，则需要串联一个阻值，阻值为
（2）[3][4]I-U图线上点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，由图甲可知，随着电压的增加，小灯泡的电阻逐渐增大；当小灯泡上的电压为2.00V时，小灯泡的电流为0.25A，则电阻是
（3）[5]用图乙测量小灯泡的电阻，则由于电压表的分流作用使得电流的测量值偏大，则利用电压表和电流表示数的比值计算出小灯泡的电阻小于小灯泡真实的电阻。
13． B D F 相等 偏大
【详解】(1)[1][2][3]该电池并不能使额定电压为1.5V，额定电流为0.3A的小灯泡发光，所以电压表应选D，实验测定电流还不足3mA，所以电流表应选B，水果电池的内阻较大，所以滑动变阻器应选F。
(2)[4][5]因为水果电池的内阻较大，电流表内阻相对较小，分担电压较小，电流表采取外接法误差较小，滑动变阻器采用限流式接法，串联在电路中，电路图和实物图如图所示
(3)[6][7]由于电流表的分压，使得路端电压存在误差，而电流没有误差，运用图象法分别在U-I图上由测量数据作出的图线1和修正误差后真实值作出的图线2，如图所示, 由图看出，电动势没有系统误差，即电动势值与真实值相等，内阻的测量值偏大。
14．（1），=2V；（2），ID=3.5A；（3）P=28W，，P出=23.1W
【详解】（1）由题意规格为“8V、4W”的小灯泡恰好正常发光，可知电路的路端电压U=8V，则内电压 =E-U=10V-8V=2V
由于灯泡正常发光，所以灯泡的电流为
（2）电路的总电流
电动机的电流为ID=I-IL=4A-0.5A =3.5A
（3）电动机的输入功率为P=UID=8×3.5W=28W
电动机线圈的发热功率
所以电动机的输出的功率为P出=28W-4.9W=23.1W
15．，
【详解】由已知条件，在偏转电场中，竖直方向为匀加速直线运动，则连续相等时间内的位移之差为
又
因为竖直与水平方向具有等时性，得
联立可得 求得
在电场中加速，由动能定理得
得
16．（1）带负电，；（2）上极板的电势高于下极板的电势，；（3）
【详解】（1）当开关断开时，串联，电容器上板带正电，依据平衡关系，油滴带负电，依据公式
代入数值
（2）由电路图可知，上极板的电势高于下极板的电势，依据平衡关系
解得
（3）依据题可知
则依据牛二定律
解得
则依据牛二定律
解得
则依据等式关系
解得
即
所以
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