2023-2024学年广东省江门市第一中学高二（上）第二次段考物理试卷（含解析）

2023-2024学年广东省江门市第一中学高二（上）第二次段考物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1.下列说法正确的是( )
A. 甲图中导线通电后，其正下方小磁针的极向纸面外转动
B. 如图乙所示，如果长为、通过电流为的短直导线在该磁场中所受磁场力的大小为，则可测出该处磁感应强度必为
C. 如图丙所示，绕虚线轴转动的线圈平面转到图示位置时，穿过线圈平面的磁通量为
D. 如图丁所示，闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，穿过闭合回路的磁通量没有发生变化
2.一种能自动测定油箱内油面高度的装置如图所示，装置中金属杠杆的一端接浮球，另一端触点接滑动变阻器，油量表由电流表改装而成。当汽车加油时油箱内油面上升，下列分析正确的有( )
A. 触点向上滑动 B. 电路中的电流变小
C. 两端电压增大 D. 整个电路消耗的功率减小
3.家用电热水器，在使用时具有漏电危险，当发生漏电时，电流会经过水管中的水与人体相连从而发生意外事故。“隔电墙”可以在一定程度上保护人体的安全，其装置如图，其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道，结构如图，它实则上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图。下列分析正确的是( )
A. 漏电时“隔电墙”能完全隔断电流
B. “隔电墙”是靠减小水流速度来减小电流而保护人体安全
C. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的
D. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来减小电流从而保护人体安全
4.锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，下图为锂电池放电时的内部结构。该过程中从负极通过隔膜返回正极。已知该锂电池的电动势为，则( )
A. 非静电力做的功越多，电动势越大
B. 移动一个锂离子，需要消耗电能
C. “毫安时”是电池储存能量的单位
D. 锂离子电池放电时，电池内部静电力做负功，化学能转化为电能
5.如图所示是磁场中某区域的磁感线的分布情况，则下列判断正确的是( )
A. 、两处的磁感应强度大小不等，
B. 、两处的磁感应强度大小不等，
C. 同一通电导线放在处受力一定比放在处受力大
D. 同一通电导线放在处受力一定比放在处受力大
6.在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业。为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服如图甲。图乙中电工站在高压直流输电线的供电线上作业，头顶上方有供电线，供电线的电势高于电线的电势，虚线表示电工周围某一截面上的等差等势线，、、、是等势线上的四个点。以下说法中正确的是( )
A. 在、、、四点中，点的电场最强
B. 在、、、四点中，点的电势最低
C. 将电子由移到电场力所做的功大于将电子由移到电场力所做的功
D. 将某电子在点由静止释放，它会向点所在等势面运动
7.随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后( )
A. 电容器的电容变小
B. 电容器的带电量增大
C. 极板间电场强度变小
D. 膜片下移过程中，电流表有从到的电流
二、多选题（本大题共3小题，共18分）
8.如图，、两点电场强度相同，电势也相同的是( )
A. 图中，与点电荷等距的、两点
B. 图中，两块面积足够大且靠近的平行金属板之间，与上板等距的、两点
C. 图中，两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的、两点
D. 图中，两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的、两点
9.一个迷你型电风扇安装有小直流电动机，其线圈电阻为，额定电压为，额定电流为，将它与电动势为，内阻为的直流电源相连，电动机恰好正常工作，则( )
A. 电动机的总功率为 B. 电源的输出功率为
C. 电动机输出的机械功率为 D. 通过电动机的电流为
10.如图所示为闭合电路中两个不同电源的图象，则下列说法中正确的是( )
A. 电动势，短路电流
B. 电动势，内阻
C. 电动势，内阻
D. 当两电源的工作电流变化量相同时，电源的路端电压变化较大
三、实验题（本大题共2小题，共20分）
11.某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中，正确操作用游标卡尺测得金属丝的长度为_____、用螺旋测微器测得金属丝的直径为_____以及电流表、电压表的读数如图丙所示，则电流和电压的读数值依次是_____，_____。
12.工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率，其中一个关键部件如图甲所示，它是把两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻，而中间的液体即电阻的有效部分。某研究性小组想测量某导电溶液的电阻率，在实验室找到了一个透明塑料长方体容器，容器内部左右两侧插入两片面积均为、不计电阻的正方形铂片作为两个电极正对放置，现将容器充满待测的导电溶液。实验所用器材如下：
电压表量程为，内阻约为；
电流表量程为，内阻约为；
滑动变阻器最大阻值为，允许通过的最大电流为；
电池组电动势，内阻；
单刀单掷开关一个；
导线若干。

该小组先用欧姆表粗测溶液电阻，他们先选择欧姆挡，欧姆调零后测量结果如图乙所示，为了使读数更精确些，接下来要进行的步骤是_____填正确答案标号。
A.换为挡，重新测量
B.换为挡，重新测量
C.换为挡，先欧姆调零再测量
D.换为挡，先欧姆调零再测量
为了准确测量其阻值，并测量多组数据，请在图丙中用笔画线代替导线，将实物图补充完整_____。
实验时，仅多次改变两个电极板间距，测得多组、数据，计算出对应的电阻，描绘出图线，根据图像可求出该导电溶液的电阻率_____计算结果保留整数；若考虑电表内阻的影响，计算结果与真实值相比会_____填“偏大”，“偏小”，或“不变”。
四、计算题（本大题共3小题，共34分）
13.如图所示，、、是一边长为等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面。现将电荷量为的正点电荷从点移到点，电场力做功为，将另一电荷量为的负点电荷从点移到点，克服电场力做功。
求、各为多少
求电场强度大小和方向。
14.如图所示，在倾角为的斜面上，固定一宽度的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器。一质量的金属杆与两导轨垂直并接触良好，当滑线变阻器接入电路的阻值为时，中电流大小，此时杆恰好静止在导轨上。整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，导轨与金属棒的电阻不计，取。求：
磁感应强度的大小；
若只改变磁场，使金属杆仍静止在轨道上面，且对轨道的压力恰好为零，求此时磁感应强度。
15.如图所示的电路中，直流电源的电动势，内电阻，，为电阻箱。两带小孔的平行金属板、竖直放置：另两个平行金属板、水平放置，板长，板间的距离，为荧光屏，、的右端到荧光屏的距离，为、金属板的中轴线与荧光屏的交点，为点下方的一点，当电阻箱的阻值调为时。闭合开关，待电路稳定后，将一带电量为质量为的粒子从板小孔从静止释放进入极板间，不考虑空气阻力、带电粒子的重力和极板外部的电场。
求板间电压和板间电压各多大？
求带电粒子从极板、离开时速度大小？
使粒子恰好打到点，的阻值应调到多大？
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
由安培定则判断小磁针所在位置磁场的方向，然后再判断小磁针的极的转动；公式要求通电导线与磁场方向垂直；根据磁通量的概念判断即可；根据磁通量定义分析穿过闭合回路的磁通量是否变化。
本题考查了安培定则、磁感应强度、磁通量等基础知识，要求学生对这部分知识要深刻理解，并能够熟练应用。
【解答】
A、根据安培定则可知，图中直线电流下方的磁场方向垂直纸面向里，所以其正下方小磁针的极向纸面内转动，故A错误；
B、只有当通电导线与磁场方向垂直时，安培力，该处没有指明通电导线与磁场方向垂直，则该处磁感应强不一定为，故B错误；
C、绕虚线轴转动的线圈平面转到图示位置时磁场与线圈平面平行，穿过此线圈平面的磁通量为，故C错误；
D、闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，穿过闭合回路的磁通量没有发生变化，故D正确。
故选：。
2.【答案】
【解析】【分析】当汽车加油时油箱内油面上升时，通过浮球和杠杆使触点向下滑动，滑动变阻器连入的电阻变小，电路中的电流变大，根据闭合电路欧姆定律分析电路中电流的变化情况，由欧姆定律分析两端电压的变化情况，由分析整个电路消耗的功率变化情况。
本题要理解滑动变阻器的变阻原理：通过改变连入电路的电阻丝长度，来改变阻值的大小，从而改变电路中的电流。
【解答】当汽车加油时油箱内油面上升，则浮球上升，则触点向下滑动，电阻阻值减小，则电流变大，两端电压增大，根据可知，整个电路消耗的功率变大。
故选C。
3.【答案】
【解析】【分析】
水的电阻率不变，根据电阻定律分析电阻的变化，从而分析电流的变化。
本题主要是考查电阻定律，知道导体的电阻与截面积成反比，与长度成正比，知道“隔电墙”的工作原理即可解答。
【解答】
根据电阻定律可知，水的电阻率不变，在该情况下，将水流变长，横截面积变小，从而增大水流的电阻，由欧姆定律可知电流减小，从而对人体起到保护作用，所以漏电时“隔电墙”不能完全隔断电流，故D正确、ABC错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】A.只有非静电力做功与所移动的电荷量的比值比较大时，电动势才比较大，只是做功多，不能说明电动势大，故A错误；
B.根据电场力做功的公式得，把一个锂离子从负极移动到正极需要消耗的电能应该是，故B错误；
C.根据电流定义式可知，“毫安时”是电荷量的单位，故C错误；
D.锂离子电池放电时，从负极通过隔膜返回正极，电池内部静电力做负功，化学能转化为电能，故D正确。
故选D。
电动势的定义式为，是非静电力做的功。由求移动一个锂离子，需要消耗电能。“毫安时”是电池储存电荷量的单位。结合能量转化情况分析。本题主要是考查锂电池的工作原理，知道在电池放电的过程中，是靠非静电力做功把化学能转化为电能。
5.【答案】
【解析】【分析】
本题考查磁感线的应用及安培力的大小。
磁场是一种特殊物质形态，既看不见又摸不着．因此引入磁感线来帮助我们理解磁场，磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表示磁场的方向．而小段通电导线放在磁场中有磁场力作用，但要注意放置的角度．
磁感线是我们引入的虚拟的线，但其却能帮助我们正确理解磁场，故要认真把握．
【解答】
磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，故、两处的磁感应强度的大小不等，且，故A正确，B错误；
安培力的大小不但与磁感应强度有关，还与电流与磁场的夹角有关，故受力大小不能确定，故CD错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查了等差等势线、非匀强电场中电势差与电场强度的关系；根据等差等势线的疏密可判断电场强度的大小，知道沿着电场线方向，电势降低；根据 求电场力做功。
【解答】
A.依据等差等势线的疏密，可知，在、、、 四点中，点的电场最强，故A错误；
B.沿着电场线方向，电势降低，因供电线的电势高于电线的电势，则在、、、四点中，点的电势最高，点的电势最低，故B正确；
C.虚线表示电工周围某一截面上的等差等势线，根据 ，将电子由移到电场力所做的功等于将电子由移到电场力所做的功，故C错误；
D.将某电子在点由静止释放，在电场力作用下，它会向点所在等势面运动，故D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】解：根据电容器表达式，当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大；再根据电容器定义式，由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，即电容器被充电，电流表有从到的电流，故AD错误，B正确；
C.由匀强电场公式得，所以当电压不变，两个极板的距离减小时，极板间电场强度变大，故C错误。
故选B。
【分析】
根据电容的决定式和比值定义式分析出极板上电荷量的变化，由此得出电流的方向；
根据公式分析出极板间场强的变化。
本题主要考查了电容器的动态分析，根据电容的决定式和比值定义式，以及场强的公式完成分析。
8.【答案】
【解析】【分析】
本题考查场强和电势的判断。解决问题的关键是知道场强是矢量，电势是标量；熟知常见电场的电场线和等势面的分布情况。
【解答】
A.图中、两点电场强度大小相等，但方向不同，电势相同，故A错误：
B.图中平行金属板之间是匀强电场，、两点电场强度相同，、两点处于同一等势面，电势也相同，故B正确；
C.图中，由对称性可知、两点场强大小相等，方向都与两点电荷连线平行且向右，两个等量异种点电荷连线的中垂线是等势线，故、两点电势相同，故C正确；
D.图中，由对称性知、两点电势相同，场强大小相等，但方向相反，故D错误。
9.【答案】
【解析】【分析】
在计算电功率的公式中，总功率用来计算，发热的功率用来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的。
对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的。
【解答】
A.电动机正常工作，其电压为，通过的电流为，则电动机消耗的总功率为，故A错误；
B.电源的输出功率等于电动机的输入功率，为，故B正确；
C.电动机消耗的热功率为，电动机输出的机械功率为，故C错误；
D.根据闭合电路欧姆定律，可得电流为，故D正确。
10.【答案】
【解析】【分析】
根据闭合电路欧姆定律，路端电压为：；图象中与轴的交点表示电源的电动势，与轴的交点表示短路电流，斜率表示内阻。
本题考查了闭合电路电源的图象的相关知识，要求同学们理解图象中与轴的交点表示电源的电动势，与轴的交点表示短路电流，斜率表示内阻。
【解答】
图象中与轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻，电动势，内阻，图象与轴的交点表示短路电流，故发生短路时的电流，故A正确，BC错误；
D.根据可知，，内阻，故当电源的工作电流变化相同时，电源的路端电压变化较大；故D正确；
故选AD。
11.【答案】
【解析】金属丝的长度
金属丝的直径
电流表量程，分度值为，读数为，电压表量程，分度值为，读数为。
12.【答案】；
实物图如图所示
；不变。
【解析】【分析】本题为测定液体电阻率的实验，明确实验原理是解题关键，实验先通过欧姆表测电阻，要注意先选档位再欧姆调零。
然后通过伏安法测电阻，设计电路时注意滑动变阻器的接法以及电流表的接法，根据电路特点、欧姆定律以及电阻定律得出关系式，分析图像的关系式，分析斜率的物理意义即可得出结论。
【解答】从读数可知电阻比较大，为了减小误差，应使用大挡位测量，选择挡，然后欧姆调零，再次测量，所以选择；
根据欧姆表粗测可知待测液体电阻为大电阻，而题中所给滑动变阻器的最大阻值较小，同时需要多组数据，所以滑动变阻器需要选择分压式的接法，从数据中大概看出待测电阻和电压表的内阻比较接近，属于大电阻，所以电流表采用内接法，实物图如图所示；
根据，可知图线斜率，选择较远的两组数据计算斜率，代入数据后得到导电溶液的电阻率为，
考虑到电流表内接，，可知图线斜率仍为，所以计算的结果与真实值相比不会发生变化。
13.【答案】解：正点电荷从点移到点时，电场力做正功，间的电势差为：
负点电荷从点移到点时，电场力做负功，间的电势差为：
根据间的电势差等于，知为等势线，则场强的方向沿中垂线由指向中点即场强方向为由指向，直线在场强方向的距离等于线段的长度，故由匀强电场中电势差与场强的关系式可得：
答：、均为；
电场强度大小是，方向为由指向。
【解析】根据电场力做功与电势差的关系求出、、间的电势差。
根据电场线方向与等势线垂直，确定电场强度的方向；根据求出电场强度的大小。
解决本题的关键掌握电场力做功与电势差的关系，以及电场强度与电势差的关系，注意是沿电场线方向上的距离，知道电场线与等势线垂直，由高电势指向低电势
14.【答案】解：
对金属杆，由平衡条件：，
解得：；
当安培力的方向竖直向上时，金属杆对斜面的支持力才可能等于，
由左手定则知，磁场的方向水平向左，
对金属杆，由平衡条件：，
解得此时磁感应强度大小。
【解析】金属杆受到重力、安培力和导轨的支持力而处于平衡状态。根据平衡条件，列方程求出安培力；金属杆与磁场方向垂直，根据安培力公式，求出磁感应强度。
对金属杆进行受力分析，结合共点力平衡即可求出。
本题考查应用平衡条件解决磁场中导体的平衡问题，关键在于安培力的分析和计算，比较容易。在匀强磁场中，当通电导体与磁场垂直时，安培力大小。
15.【答案】根据闭合电路欧姆定律有
板间电压为
板间电压为
从到，根据动能定理有
粒子在板间，根据牛顿第二定律有
竖直方向有
水平方向有
根据运动的合成可知
代入数据解得
与水平方向夹角满足
设调整后，、上的电压分别为 与 ，可知
速度偏转角
由类平抛运动规律可知，速度反向延长线交于水平位移中点，则有
又由于
联立解得

【解析】当闭合开关后，由闭合电路的欧姆定律求出回路中的电流，由求出之间的电压，由求出之间的电压；
由动能定理求出带电粒子到达小孔时的速度；粒子射入板间做平抛运动，根据平抛运动的规律求解小球从极板、离开时速度；
粒子将做类平抛运动，根据类平抛运动的规律、串联电路的特点求解电阻箱接入电路的阻值。
本题中平抛运动与类平抛运动的研究方法相同，对于类平抛运动与电路之间联系的纽带是板间的电压，要能熟练通过欧姆定律和电路连接关系得到板间电压。
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