安徽省皖豫名校联盟2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷（含答案）

皖豫名校联盟2023-2024学年高二上学期期中考试
物理
考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。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。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于电场及电场线的理解，下列说法正确的是（ ）
A．电场看不见，摸不着，但是客观存在
B．电场中某点电场强度的方向即试探电荷在该点的受力方向
C．电场线能反映电场的强弱，所以电场线是真实存在的
D．沿着电场线方向电场强度越来越小
2．如图所示，P为一带正电球体，球体右侧放置一金属空腔导体，导体左端接地，A、B、C、D为导体上的四个点，稳定时，下列判断正确的是（ ）
A．A点没有感应电荷
B．D点没有感应电荷
C．感应电荷在B点产生电场的电场强度为零
D．感应电荷在C点产生电场的电场强度为零
3．如图所示，梯形ABCD四个顶点处于匀强电场中，EF为该梯形的中位线，电场方向与此平面平行。一电荷量为的粒子从A点移动到B点，其电势能减小W；若该粒子从C点移动到D点，其电势能增加2W。下列说法正确的是（ ）
A．此匀强电场的电场强度方向一定与AB平行
B．此匀强电场的电场强度方向一定垂直于BD连线
C．若该粒子从E点移动到F点，则静电力做功一定为1.5W
D．若该粒子从E点移动到F点，则静电力做功一定为W
4．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，初始时开关S闭合，绝缘电介质薄板在电容器外面，一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。已知油滴所带电荷量很小，下列说法正确的是（ ）
A．保持开关S闭合，仅将下极板向上移动一小段距离，油滴将向下移动
B．保持开关S闭合，仅将电介质板贴着上极板插入电容器，电容器带电量不变
C．断开S，仅将下极板向上移动一小段距离，P点电势不变
D．断开S，仅将金属板贴着上极板插入电容器，油滴保持静止
5．a、b两电阻（阻值分别为、）接入如图1所示电路中，电路中电压表、电流表均为理想电表。闭合开关移动滑片P，得到多组数据后画出两电阻的伏安特性曲线如图2，图中图线b与横轴的夹角为，则下列说法正确的是（ ）
图1 图2
A．电阻a的阻值随其两端电压的增大而增大
B．可以用求的大小
C．电流表示数大于0.8A时，电压表示数小于示数
D．电流表示数为0.8A时，电阻a的阻值为0.75Ω
6．下列有关电动势的理解正确的是（ ）
A．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过电源的电荷量成反比
B．电源单位时间向外提供的电能越多，表明电动势越大
C．电动势为3.7V的锂电池接入电路时，若有1C的电荷量通过电源，非静电力做功3.7J
D．电源的电动势数值上等于电源接入电路时电源两极间的电压
7．如图所示的电路为某控制电路的简化图，图中电源内阻不计，、、为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度的增加而减小），电压表、电流表均为理想电表，开关S闭合后，电表示数分别表示为U、、，电表示数变化量分别表示为、、。在光照强度减弱的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．U、、都增大 B．U、、都减小
C．U增大，、减小 D．增大
8．空间存在水平向左的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q的带电液滴在电场中的A点（图中未画出）以大小为的初速度水平向右射入电场。液滴经过一段时间运动到A点下方的B点，液滴运动到B点时，速度大小为，速度方向与竖直方向夹角为37°，，重力加速度为g，不计空气阻力，则匀强电场的电场强度大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为，且，滑动变阻器的范围为0~4R，初始时滑动变阻器滑片处于中间位置。闭合开关S，待电路稳定后，下列说法正确的是（ ）
A．将滑动变阻器滑片向右移动，消耗的功率变小
B．将滑动变阻器滑片向左移动，消耗的功率变大
C．将滑动变阻器滑片向右移动，电源的效率变小
D．将滑动变阻器滑片向左移动，消耗的功率变小
10．如图所示，A、B、C三个带电小球在同一竖直平面内，A、B固定且在同一水平线上，AC、BC间用长为L的绝缘细线（细线有张力）连接，连线夹角为90°。C球质量为m，重力加速度为g，三个球带电荷量大小相等，A、B带正电荷。初始时C球静止，当剪断其中一根细线的瞬间，C球加速度大小为，不计小球的大小，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A．细线未断时，细线上拉力大小为
B．细线未断时，细线上拉力大小为
C．C球的带电荷量大小为
D．C球的带电荷量大小为
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11．（8分）某实验小组要测量干电池的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：
电流表（内阻很小）
电阻箱（阻值0~999.9Ω）
待测干电池
开关一个和导线若干
图1 图2
（1）该小组设计电路如图1所示。
（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I。根据记录数据作出的图像如图2所示，图中直线与坐标轴的截距如图所示，则干电池的电动势为________V，内阻为________Ω。
（3）由于电流表存在内阻，本实验干电池内阻的测量值________（填“偏大”或“偏小”）。
12．（12分）某同学在测定电阻丝的电阻率时，进行了如下实验步骤：
（1）先用多用电表粗测电阻丝的阻值。当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用________挡（填“×1”或“×100”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图1所示，则电阻丝的阻值约为________Ω。
图1 图2
（2）如图2所示用游标卡尺测得电阻丝直径为________mm。
（3）再用伏安法尽可能准确测量电阻丝电阻，实验室提供的器材如下：
直流电源（电压为8V，内阻可不计）
电流表（量程0~0.6A，内阻为1Ω）
电流表（量程0~3.0A，内阻约0.1Ω）
电压表V（量程0~6V，内阻约3kΩ）
滑动变阻器（最大阻值为20Ω）
滑动变阻器（最大阻值为100Ω）
为降低误差，实验中要求获得尽量多的数据，在所给的器材中，应选的电流表是________，应选的滑动变阻器是________（均填器材的字母代号）。
（4）将图3实验电路图补充完整。
图3
（5）在实验中该同学通过合理准确地操作获得多组数据，处理后得到电阻丝的电阻率，若不考虑读数误差，则测量值与真实值的关系是________（填“>”“=”或“<”）。
13．（10分）如图所示，一半径为R、圆心为O的光滑绝缘圆弧轨道固定在竖直平面内，整个装置处于倾斜的匀强电场中，电场与水平方向夹角为60°．一质量为m、电荷量为、可视为质点的小球套在轨道上且恰好静止在A点，AO连线与水平方向夹角为45°，重力加速度为g。求：
（1）轨道对小球弹力的大小；
（2）电场强度E的大小及方向。
14．（12分）如图所示的是直流电动机提升重物装置的简化电路图，重物的质量，电源电动势，电源内阻，电阻，不计各处摩擦，当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电流表示数为。重力加速度g取，电流表可视为理想电表。求：
（1）提升重物过程中电动机的输出功率；
（2）提升重物过程中电源的总功率；
（3）电动机线圈的电阻；
（4）提升重物过程中电动机的效率（保留3位有效数字）。
15．（16分）如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第二象限内有竖直向下的匀强电场，第一象限内有一静电分析器，分析器中存在电场线沿半径方向指向圆心O的均匀幅向电场。自A点沿与x轴夹角为的方向发射一个初速度为、带正电的粒子，粒子会沿平行于x轴的方向从B点进入静电分析器，且恰好在分析器内做匀速圆周运动，运动轨迹处的电场强度大小为。若带电粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力。求：
（1）OB间的距离；
（2）第二象限匀强电场的电场强度大小；
（3）粒子在静电分析器中运动的时间t。
皖豫名校联盟2023-2024学年高二上学期期中考试
物理·答案
选择题：共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项符合题目要求，每小题4分，共32分，第9~10题有多个选项符合题目要求，每小题5分，共10分。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．答案 A
命题透析 本题以电场及电场线基础知识为背景，考查学生对这部分知识的理解与记忆，考查学生的物理观念。
思路点拨 电场看不见，摸不着，但是客观存在，A正确；电场中某点电场强度的方向即正试探电荷在该点的受力方向，B错误；电场线能反映电场的强弱，但电场线是假想线，C错误；沿着电场线方向无法判断电场强度的变化，D错误。
2．答案 B
命题透析 本题以金属空腔为背景，考查学生对静电感应及静电平衡知识的理解与记忆，考查学生的物理观念与科学思维。
思路点拨 A点有感应电荷，A错误；因接地，D点没有感应电荷，B正确；静电平衡时B、C点合电场强度（P产生的电场与感应电场叠加）为零，C、D错误。
3．答案 C
命题透析 本题以匀强电场为背景，考查学生对静电场、静电力做功等知识的理解与记忆，考查学生的科学思维。
思路点拨 A点移动到B点，其电势能减小W，则，该粒子从D点移动到C点，其电势能减小2W，则，则该粒子从E点移动到F点，静电力做正功，故C正确；由题给条件无法确定电场方向，A、B、D错误。
4．答案 D
命题透析 本题以电容器为背景，考查学生对这部分知识的理解与记忆，考查学生的物理观念。
思路点拨 保持开关S闭合，仅将下极板向上移动一小段距离，电容器内场强变大，油滴向上移动，A错误；保持开关S闭合，仅将电介质插入电容器后电容器带电量增多，B错误；断开S，仅将下极板向上移动一小段距离后电容器内场强不变，P点电势，d发生变化，故电势也发生变化，C错误；断开S，仅将金属板插入电容器，相当于两板间距减小，电容变大，带电量不变，电压减小，电场强度不变，油滴保持静止，D正确。
5．答案 C
命题透析 本题以图像为背景，考查学生对伏安特性曲线等知识的理解，考查学生的科学思维。
思路点拨 图线上的点与坐标原点连线的斜率的倒数表示电阻，由图可知，电阻a图线上的点与坐标原点连线的斜率不断增大，其电阻不断减小，所以a的电阻随其两端电压的增大而减小，故A错误；由于横、纵坐标轴的比例标尺不同，则不能由的关系求解，故B错误；电流表示数大于0.8A时，根据可知，电阻a的阻值小于电阻b的阻值，电压表示数小于示数，故C正确；根据欧姆定律可得，不能通过切线来求，故D错误。
6．答案 C
命题透析 本题以电动势基础知识为背景，考查学生对这部分知识的理解与记忆，考查学生的物理观念。
思路点拨 公式是比值定义式，即电源的电动势与非静电力做功、电荷量无本质的决定关系，因此不能认为电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比，故A错误；根据电源向外提供的电能可知，电源向外提供的电能不仅与电动势有关，还与电流有关，故B错误；电动势为3.7V的锂电池接入电路时，若有1C的电荷量通过电源，非静电力做功3.7J，C正确；电源电动势的大小由电源内非静电力的特性决定，电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压，故D错误。
7．答案 C
命题透析 本题以闭合电路为背景，考查学生对闭合电路欧姆定律、动态变化等知识的理解与应用，考查学生的科学思维。
思路点拨 开关S闭合后，根据“串反并同”法判断可知，在光照强度减弱的过程中，接入电路中的电阻增大，电流表示数减小，电路中总电阻增大，减小，电压表示数增大，A、B错误，C正确；，故不变，D错误。
8．答案 D
命题透析 本题以带电液滴运动为背景，考查学生对带电液滴在复合场中运动知识的理解与应用，考查学生的科学思维。
思路点拨 将液滴在B点的速度沿竖直与水平方向分解，，液滴从A点到B点经历的时间为，所以液滴在水平方向的加速度由，得，根据牛顿第二定律，解得，故选D。
9．答案 ACD
命题透析 本题以电路为背景，考查学生对闭合电路输出功率，效率知识的理解与记忆，考查学生的科学思维。
思路点拨 电路初态时有，此时消耗的功率最大，无论滑动变阻器滑片怎么移动，消耗的功率都变小，A正确，B错误，电源的效率，滑动变阻器滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，所以电源的效率减小，C正确；将滑动变阻器滑片向左移动，接入电路阻值变大，干路电流减小，消耗的功率变小，D正确。
10．答案 BD
命题透析 本题以绳球为背景，考查学生对静电场、受力平衡等知识的理解与记忆，考查学生的科学探究能力。
思路点拨 由于剪断细线的一瞬间，C球加速度大小为，大于重力加速度g，说明C球受斥力，所以C球带正电荷，根据牛顿第二定律，有，解得，由，得，C错误，D正确；细线未断时，对C球，根据平衡条件，有，可得细线上拉力大小为，B正确，A错误。
11．答案 （2）（3分） a（3分）
（3）偏大（2分）
命题透析 本题以测量干电池的电动势和内阻为背景，考查学生实验操作及数据处理能力，考查学生的科学探究素养。
思路点拨 （2）由电路结合闭合电路的欧姆定律可得，整理得，由图像可知：，，解得：，；
（3）由于电流表内阻不是0，实验中测得内阻值为电源内阻与电流表内阻的串联值，故测量值偏大。
12．答案 （1）（1分） 10.0（或10，1分）
（2）0.8（2分）
（3）（2分） （2分）
（4）如图所示（2分）
（5）=（2分）
命题透析 本题以测定电阻率为背景，考查学生实验操作及数据处理能力，考查学生的化学探究素养。
思路点拨 （1）指针偏转角度过大，说明选取倍率太大，故应换用挡，由图像可知，刻度读数为10.0Ω（或10Ω）。
（2）由图2所示游标卡尺可知，游标尺是10分度的，游标尺的精度是0.1mm，电阻丝的直径。
（3）电源电压8V，电压表量程为6V，电阻丝的电阻大约为10Ω可知电流最大约为，所以电流表应选；要获得尽量多的数据，滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，应选。
（4）由于电流表内阻已知，所以电流表选用内接法，完整电路如图所示。
13．命题透析 本题以在轨道上静止的小球为背景，考查学生对静电摩擦力平衡等知识的理解与应用，考查学生的科学思维。
思路点拨 对小球受力分析如图，因小球带正电，所以电场方向斜向上（2分）
设电场强度为E，由受力平衡可知：（2分）
（2分）
解得：，（4分）
14．命题透析 本题以直流电动机提升重物装置为背景，考查学生对闭合电路欧姆定律、非纯电阻电路、功率、效率等知识的理解与应用，考查学生的科学思维。
思路点拨 （1）电动机的输出功率等于绳对重物拉力的功率，则有（1分）
对重物分析有（1分）
解得（1分）
（2）电源的总功率（1分）
解得（1分）
（3）对电动机所在回路有（2分）
对电动机（2分）
解得（1分）
（4）根据上述，电动机的效率为（2分）
15．命题透析 本题以静电分析器为背景，考查学生对粒子在电场中的运动、圆周运动知识的理解与应用，考查学生的科学思维。
思路点拨 （1）由题意粒子到达B点的速度为（1分）
粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，静电力提供向心力有（2分）
解得（2分）
（2）粒子在第二象限中做反向类平抛运动
竖直方向上由运动学公式有：，（3分）
联立得：（2分）
（3）粒子运动的周期为（2分）
粒子运动时间为（2分）
联立得：（2分）