云南省楚雄州2023-2024学年高二上学期期中教育学业质量检测物理试题（含答案）

楚雄州2023-2024学年高二上学期期中教育学业质量检测
物理试卷
本试卷满分100分，考试用时90分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂考号
黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第三册第九章至第十二章。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．生活中处处存在静电现象，有些是有利的，有些是有害的。关于静电的防止与利用，下列说法正确的是（ ）
A．油罐车尾部都有一条拖在地上的铁链，这根铁链的作用是为了利用静电
B．在高大的建筑物顶端装上避雷针是为了防止静电造成危害
C．印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害
D．燃气灶中的电子点火器，是利用摩擦起电的原理进行点火的
2．关于电源和电动势，下列说法正确的是（ ）
A．在电源内部，电流由电源正极流向电源负极线
B．电动势越大表明电源储存的电能越多
C．电源的电动势是描述电源把电势能转化成其他形式的能的本领大小的物理量
D．若电源电动势是5V，则意味着如果电源把1C的电子从正极移送到负极，非静电力做的功为5J
3．金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示，A、B两点到正点电荷的距离相等且A点非常靠近金属板上表面，C点靠近正点电荷，则（ ）
A．A点的电场强度比C点的大 B．C点的电势比A点的高
C．A、B两点的电场强度相等 D．B、C两点的电场强度方向相同
4．满偏电流为的表头的内阻为，要把它改装为量程为的电流表，则（ ）
A．应串联一个阻值大于的电阻 B．应并联一个阻值大于的电阻学校
C．应串联一个阻值小于的电阻 D．应并联一个阻值小于的电阻
5．心脏骤停患者只有在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内，利用AED自动除颤机进行除颤和心肺复苏，才是最有效制止猝死的办法。电容器是AED自动除颤机的核心部件之一，利用AED自动除颤机进行模拟治疗的情形如图所示，某次治疗中，电容器充电后的电压为6kV，电容器的电容为15μF，如果电容器在2ms时间内完成放电，下列说法正确的是（ ）
A．电容器的击穿电压为6kV B．电容器充电后的电荷量为0.09C
C．电容器放电完成后电容为0 D．电容器放电过程的平均电流强度为18A
6．电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。A为阳极，K为阴极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U。一电子从K极由静止加速运动到A极，不考虑电子所受重力，电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（ ）
A．A、K之间的电场强度大小为
B．电子到达A极板时的动能小于
C．电子从K极到A极的过程中，电场力做的功为
D．电子从K极到A极的过程中，电子的电势能逐渐增大
7．如图所示的电路中，通过的电流是4A，已知，，，则下列说法正确的是（ ）
A．电路的总电阻是5Ω B．通过的电流是1.0A
C．a、b两端的电压是20V D．a、c两端的电压是12V
8．如图所示，在正方形的A、B、C三个顶点上各放置一个带电荷量为的点电荷，已知静电力常量为k，正方形的对角线长为a，则正方形中心点O处的电场强度大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图所示，电源电动势和内阻恒定不变，电流表和电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻两端的电压增大 B．电流表示数增大
C．电压表示数减小 D．电压表示数减小
10．将一电动势和内阻恒定的电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗的功率P随电阻箱读数R变化的曲线如图所示，则（ ）
A．电源最大输出功率为9W B．电阻箱阻值分别为2Ω和0.5Ω时，电阻箱消耗的功率相等
C．电源电动势为12V D．电源的内阻为1Ω
11．如图所示，圆的圆心为O、半径，直径与直径间的夹角为60°，匀强电场与圆所在的平面平行（图中未画出），A、B、C三点的电势分别为2V、8V、2V，下列说法正确的是（ ）
A．O点的电势为3V
B．圆周上弧的中点电势最低
C．将一电子从O点移动到D点，电子克服电场力做的功为
D．匀强电场的电场强度的大小为
12．如图所示，水平向右的匀强电场中，一带电粒子从A点以竖直向上的初速度开始运动，经过最高点B后回到与A点在同一水平线上的C点，粒子从A点到B点过程中克服重力做的功为16J，电场力做的功为4J，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子在B点的动能比在A点的动能少12J
B．粒子在C点的动能为8J
C．粒子在C点的电势能比在B点的电势能少8J
D．粒子在C点的机械能比在A点的机械能多16J
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）“观察电容器的充、放电现象”的实验电路如图甲所示，R为定值电阻，C为电容器，S为单刀双掷开关。
（1）当开关S接1时，电容器进行的是__________（填“充电”或“放电”）过程。该过程中，可以看到电压表的示数迅速增大，随后逐渐____________________（填“稳定在某一数值”或“变为零”）。
（2）给充电完毕的电容器放电，记录电流随时间的变化情况如图乙所示，图像与坐标轴所围面积等于充电完成后电容器上的__________（填“电压”或“电荷量”）。
14．（8分）“奋进”实验小组正在测量电源（两节干电池串联）的电动势和内阻，他们设计的实验电路图如图甲所示。
（1）实验小组成员将实验室提供的器材正确连接，闭合开关前，应将图甲中滑动变阻器的滑片移到__________（填“a”或“b”）端。
（2）闭合开关后，多次调节滑动变阻器，测得多组电压表的示数U和电流表示数I，根据描点画出的图像如图乙所示。根据图像可知，待测电源的电动势__________V，每一节干电池的内阻__________Ω。（结果均保留两位小数）
（3）若不考虑偶然误差，实验测得的内阻__________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。
15．（8分）如图所示的电路中，M、N两点间电压恒为6.0V，电阻，理想电流表的示数为0.8A，灯泡L恰好正常工作，灯泡L的额定电压为3.8V。求：
（1）灯泡L正常工作时的阻值；
（2）此时电阻消耗的电功率。
16．（8分）如图所示，用两根相同的绝缘细线将带正电的小球A、B悬挂于天花板上的O点，两球静止时悬线偏离竖直方向的夹角均为θ。已知两球间的距离为L，A、B两球的质量均为m，两球均可视为点电荷且它们所带的电荷量相等，静电力常量为k，重力加速度大小为g，求：
（1）绝缘细线上的拉力大小；
（2）小球A所带的电荷量q。
17．（14分）如图所示，两平行正对金属板A、B水平放置，上极板A带有一定量的正电荷，下极板B带等量负电荷且板上有一小孔，两板间的距离。一带正电小球（视为点电荷）从B板上小孔的正下方C点处以的初速度竖直向上射入两板间，小球恰好穿过小孔到达A板。已知C点到B板的距离，小球的质量，小球所带的电荷量，不考虑空气阻力，取重力加速度大小，两板间电场视为匀强电场。求：
（1）小球到达B板上小孔瞬间的速度大小；
（2）两板间匀强电场的电场强度大小E；
（3）上极板A和下极板B间的电势差。
18．（16分）显像设备内电场的简化模型如图所示，在y轴左侧存在水平向左、电场强度大小为E的匀强电场，右侧存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小未知。电子枪在A处无初速度释放质量为m、电荷量为e的电子，一段时间后电子经过x轴时速度方向与x轴正方向的夹角，A点的坐标为，不计电子受到的重力。求：
（1）电子进入第一象限时的速度大小；
（2）电子经过x轴时的位置与原点O间的距离；
（3）y轴右侧的匀强电场的电场强度的大小。
楚雄州2023-2024学年高二上学期期中教育学业质量检测
物理试卷参考答案
1．B 【解析】油罐车在运输过程中，不断地相互摩擦，从而产生大量的静电，通过后面装一条拖地的铁链，及时导走产生的静电，这是防止静电危害，选项A错误；当打雷的时候，为了避免发生雷击事故，在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于静电防止，选项B正确；印染厂生产过程中，会产生大量静电，所以印染厂应保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害，选项C错误；燃气灶中安装了电子点火器，尖端部分会聚集大量的电荷，容易放电，所以点火应用了尖端放电原理，选项D错误。
2．D 【解析】在电源内部，电流由电源负极流向电源正极，选项A错误；电源电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电动势在数值上等于非静电力在电源内把1C的电子从正极移送到负极所做的功，电动势大小与储存的电能多少无关，所以如果电源电动势是5V，则意味着如果电源把1C的电子从正极移送到负极，非静电力做的功为5J，选项D正确，选项B、C均错误。
3．B 【解析】C点处电场线比A点处电场线密，故A点的电场强度比C点的小，选项A错误；同理A点的电场强度大于B点的电场强度，选项C错误；B、C两点的电场强度方向与电场线相切，它们的电场强度方向不相同，选项D错误；沿着电场线电势逐渐降低，则C点的电势比A点的电势高，选项B正确。
4．D 【解析】把表头改装成大量程电流表需要并联分流电阻，若并联的电阻阻值为R，则，解得，选项D正确。
5．B 【解析】电容器充电后的电压为6kV时，电容器能正常工作，电容器的电压达到击穿电压时，电容器将会损坏，则电容器的击穿电压一定大于6kV，选项A错误；电容器充电后的电荷量，选项B正确；电容器的电容是电容器本身的性质，与电容器的带电荷量无关，放电后电容器的电容不变，选项C错误；电容器放电过程的平均电流强度，选项D错误。
6．C 【解析】A极与K极之间的电场不是匀强电场，公式不适用，选项A错误；根据动能定理有，则电子到达A极时的动能等于，选项B错误；电子从K极到A极的过程中，电势能逐渐减小，电场力做的功为，选项C正确、D错误。
7．A 【解析】根据题中电路图可知，电路的总电阻，选项A正确；根据并联电路特点可知，通过的电流，选项B错误；根据欧姆定律可知，a、b两端的电压是12V，a、c两端的电压是20V，选项C、D均错误。
8．C 【解析】A、C带有同种电荷，根据对称性，A、C处点电荷在O点处产生的合电场的电场强度，B点到O点的距离，B点处点电荷在O点处产生的电场的电场强度大小，故O点处合电场的电场强度大小，选项C正确。
9．BD 【解析】滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，其接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，根据可知，定值电阻两端的电压（路端电压）减小，选项A错误；由于两端的电压减小，可知流过的电流减小，根据并联电路电流特点可知电流表示数增大，选项B正确；由于流过的电流增大，根据欧姆定律可知两端的电压增大，则电压表示数增大，选项C错误；由于路端电压减小，两端的电压增大，则两端的电压减小，电压表示数减小，选项D正确。
10．ABD 【解析】电源最大输出功率即电阻箱最大消耗功率，根据题图可知为9W，选项A正确；电源的输出功率，则当时，输出功率最大，最大值，代入题图中数据解得，，选项D正确、C错误；当电阻箱阻值分别为2Ω和0.5Ω时，通过计算可知电阻箱消耗的功率均为8W，选项B正确。
11．BD 【解析】O点为直径的中点，则，即，解得，选项A错误；A、C两点电势相等，则是一条等势线，等势线与电场线垂直，可知，过圆心与垂直的电场线与圆的交点为圆上电势最高的点和电势最低的点，根据沿着电场线方向电势降低可知，圆周上弧的中点电势最低，选项B正确；将一电子从O点移动到D点，电场力做的功，选项C错误；根据匀强电场中电场强度与电势差的关系，解得匀强电场的电场强度的大小，选项D正确。
12．AD 【解析】粒子运动过程中只受重力、电场力作用，粒子从A点到B点的过程中，合外力做的功，根据动能定理可知，粒子在B点的动能比在A点的动能少12J，选项A正确；粒子从A点到B点的时间与从B点到C点的时间相等，根据水平方向上的规律可知，水平方向上A点到B点的距离与B点到C点的距离之比为1:3，则粒子从B点到C点电场力做的功为12J，即粒子从A点到C点电场力做的功为16J，粒子的初速度未知，结合动能定理可知，粒子在C点的动能一定大于16J，选项B错误；根据功能关系可知，粒子在C点的电势能比在B点的电势能少16J，选项C错误；根据功能关系可知，粒子从A点到C点电场力做的功为16J，则粒子在C点的机械能比在A点的机械能多16J，选项D正确。
13．（1）充电（2分） 稳定在某一数值（2分） （2）电荷量（2分）
【解析】（1）将开关S与1端闭合，电源给电容器充电。电容器在充电过程中，电压表的示数迅速增大，当电容器所容纳的电荷量达到最大值后，充电过程结束，随着电容器所带电荷量趋于稳定，电压表示数也将稳定在某一数值。
（2）根据可知，图像中，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的电荷量。
14．（1）a（2分） （2）2.96（2分） 0.50（2分） （3）小于（2分）
【解析】（1）根据题图甲所示电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，为保护电路，闭合开关前滑片应在a端。
（2）根据题图甲所示电路图及闭合电路的欧姆定律有，结合题图乙所示图像可知，电源电动势；电源内阻，每一节干电池的内阻。
（3）由于实验中电压表并非理想电表，因此电压表分流造成绘制图像的斜率偏小，图线斜率的绝对值等于电源内阻，若不考虑偶然误差，则实验测得的内阻小于真实值。
15．解：（1）根据欧姆定律可知，流过的电流
据并联电路的电流特点可知，流过灯泡L的电流
根据欧姆定律可知，灯泡L正常工作时的阻值。
（2）根据串联电路的电压特点可知，电阻两端的电压
此时电阻消耗的电功率
解得。（1分）
16．解：（1）小球A、B均处于平衡状态，对小球A受力分析，
根据受力平衡有，解得
（2）设两球间的库仑力大小为，对小球A受力分析，
根据受力平衡有
根据库仑定律有
解得。
17．解：（1）小球自C点至B板上小孔的过程中做竖直上抛运动，根据运动规律有
解得。
（2）小球自B板上小孔至恰好到达A板的过程中做匀减速直线运动，设该过程中小球的加速度大小为a，
根据牛顿第二定律有
根据运动规律有
解得。
（3）根据匀强电场中电势差与电场强度的关系有
解得。
18．解：（1）电子在y轴左侧的匀强电场中做匀加速直线运动，
根据动能定理有
解得。
（2）设电子经过x轴时的速度大小为v，将该速度沿x轴正方向和y轴负方向分解，
则
电子在第一象限内做类平抛运动，
根据运动规律有，
解得。
（3）根据几何关系有
电子在第一象限内运动的过程中，
根据动能定理有
解得。