河南省濮阳市重点中学2023-2024学年高二上学期1月第二次质量检测物理试题（含答案）

濮阳市一高2022级高二上学期第二次质量检测
物理试题
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，总分100分；考生作答时，将答案答在答题卡上，在本试卷上答题无效；考试时间为75分钟．
第Ⅰ卷 选择题部分（47分）
一、单项选择题（本题共8道小题，每小题4分，共32分；每小题只有一个选项符合题意）
1．如图，在光滑绝缘的水平面上有三个带电小球，其中球带正电，电荷量为球带负电，电荷量为，已知三个小球均处于静止状态，且之间的距离为，则（ ）
A．球带电量为距离为 B．球带电量为距离为
C．球带电量为距离为 D．球带电量为距离为
2．如图为电源，其内阻为为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），为定值电阻，为光敏电阻（其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小），为理想电压表．若将照射的光照强度增强，则（ ）
A．小灯泡变暗 B．通过的电流变大 C．电压表的示数变小 D．电源内阻的功率变大
3．如图所示，一个原来不带电的半径为的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为．下列说法正确的是（ ）
A．金属球在静电平衡后左侧带负电，右侧带正电
B．感应电荷在球心激发的电场强度大小等于
C．感应电荷在球心激发的电场强度大小等于0
D．如果用导线的两端分别接触球的左右侧，球两侧将都不带电
4．如图所示，在两个等量负点电荷形成的电场中，0点是两电荷连线的中点，是该线上的两点，是两电荷连线中垂线上的两点，为一菱形．若将一负粒子（不计重力且不影响原电场分布）从点匀速移动到点，电场强度用，电势用来表示．则下列说法正确的是（ ）
A．一定小于一定大于 B．一定大于一定大于
C．负粒子的电势能一定先增大后减小 D．施加在负粒子上的外力一定先减小后增大
5．如图甲所示为半径为、均匀带正电的球体，为过球心的直线上的两点，且，，球体在空间产生对称的电场，电场强度大小沿半径方向分布情况如图乙所示，图中已知，曲线部分的线下面积等于部分的线下面积．则下列说法正确的是（ ）
A．点的电势高于点的电势
B．点的电场强度大小小于点的电场强度大小
C．从球面到点的电势差小于两点间的电势差
D．电荷量为的正试探电荷沿直线从点移到点的过程中，电场力做功
6．如图所示电路中，直流电源内阻为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为，．开关闭合且电路稳定后，滑动变阻器的滑片缓慢从向滑动过程中（ ）
A．电流表示数变小 B．电源的效率减小
C．滑动变阻器消耗的功率一直减小 D．通过的电流方向为从到
7．如图甲所示电路中，电源电动势为，内阻不计，为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．开关闭合后下列判断正确的是（ ）
A．电流为电流的2倍 B．的电阻相等
C．此时的电阻略小于 D．此时消耗的电功率为
8．在如图甲、乙所示的电路中，电源电动势为、内电阻为是定值电阻，开关闭合，规格为“”的小灯泡均正常发光，电动机正常工作．下列说法正确的是（ ）
A．甲图中电源效率为 B．甲图中定值电阻为
C．乙图中电动机的内阻为 D．乙图中电动机正常工作电压为
二、多项选择题（本题共3道小题，每小题5分，共15分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分）
9．如图所示，平行板电容器与一个恒压直流电源连接，下极板通过点接地，上极板与静电计的金属球相连，静电计的外壳接地，一个带正电小球被固定于点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（ ）
A．平行板电容器的电容变小
B．静电计指针张角变小
C．带电小球的电势能将减小
D．若先将下极板与点之间的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电小球所受电场力不变
10．如图所示电路中，是构成平行板电容器的两金属极板，两极板长度都为极板间距也为．将开关闭合，带正电的粒子从靠近板边缘处以速度平行于极板射入电场中，恰好能从板的边缘射出．现将板向下移动，并且调节滑动变阻器，粒子仍从靠近板边缘处以速度平行于极板射入电场中，发现带电粒子仍然恰好从板的边缘射出．不计带电粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子两次在电容器中运动的时间之比为
B．两次电容器内电场强度之比为
C．带电粒子两次射出电场时的动能之比为
D．两次电容器的带电荷量之比为
11．在如图所示的图像中，为某电源的路端电压与电流的关系，为某元件的电压与电流的关系．则（ ）
A．电源的电动势为，内阻为
B．将此电源与该元件串联时，电源输出功率约为
C．将此电源与该元件串联时，电源内、外电路消耗功率之比约为
D．将此电源与两个相同该元件串联时，电源输出功率约为
第Ⅱ卷（非选择题共53分）
三、实验探究题：（本题共2小题，每空2分，总共16分）
12．（8分）如图甲所示的金属工件，截面外方内圆，外边长为、内径为长度为．
（1）某同学用游标卡尺测出截面外边长如图乙所示，其读数____________．
（2）为了测出该金属的电阻率，该同学设计了如图丙所示的电路，请按设计的电路完成实物图丁的连线．
（3）实验中用两节干电池作为电源，电压表指针如图所示，其读数为____________
（4）实验测得工件两端电压为，通过的电流为，请写出该金属电阻率的表达式____________（用等字母表示）．
13．（8分）（1）某同学在使用多用电表时把红表笔插入“+”插孔，黑表笔插入“-”插孔．则下列说法正确的是____________．
A．测直流电压、直流电流时，红表笔电势都比黑表笔电势低
B．测电阻时，红表笔电势比黑表笔电势低
C．测量不同电阻，必须重新进行欧姆调零
D．测量晶体二极管正向电阻时，红表笔应接二极管的正极
（2）某物理学习兴趣小组学习了多用电表的原理后，设计了一个欧姆表，所用器材有：一节干电池、满偏电流为、内阻为的表头、电阻箱、滑动变阻器、开关、导线若干．
①先把表头和电阻箱并联，把表头改装成量程为的电流表，应把电阻箱调成____________；
②把改装后的电流表与其它元件连接成如图所示的电路；
③在表头处标上“”，在处标上“0”，依次标上相应的刻度，则在处应标上____________；
④欧姆表的长时间使用导致内部电池电动势变成，必须对原来的刻度进行修正，则原电阻刻度值为的地方应该修改为____________．
四、计算题（本题有3个小题，共37分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14．（10分）如图所示，把两只完全相同的表头分别改装为双量程电压表和电流表，已知表头内阻，求：
（1）表头的满偏电流；
（2）电阻和的阻值．（结果可保留分数）
15．（12分）如图所示，滑动变阻器的总阻值为，小灯泡的铭牌上标有“”的字样．当滑片滑至图中某一位置时，小灯泡恰好正常发光，此时理想电流表的示数为；由于小灯泡断路，导致理想电流表的示数变为，理想电压表的示数为．已知电源和导线均完好，电路中各处接触良好．求：
（1）滑动变阻器接入电路的阻值；
（2）电源的电动势和内阻．
16．（15分）如图甲所示，水平放置的平行板电容器的两极板的长度及间距均为，两板间加一定的电压．一个质量为，电荷量为的带正电粒子从上极板边缘点以水平初速度射入电容器，不计粒子受到的重力和空气阻力．
（1）若粒子恰好从两板间中线的点飞出，求带电粒子出电场时的速度大小；
（2）若改变两板间的电压，使带电粒子的入射速度为，带电粒子恰好从下极板右边缘飞出，求此种情况下两板间的电压；
（3）若使带电粒子的入射速度为，并从带电粒子射入电容器瞬间开始计时，在电容器上所加电压随时间变化的关系图像如图乙所示，为第（2）问中的大小，带电粒子最终从上极板右边缘射出，求带电粒子运动过程中到上极板的最远距离．
2022级高二上学期第二次检测物理参考
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
D D B C A B C D AD BC BCD
1．D 【解析】球受力平衡，可知球带正电，设小球带电量为之间距离为．因为三个小球均静止，所以对B球受力分析有，对C球有．联立解得．
2．D 【解析】将照射的光的强度增强，光敏电阻的阻值减小，电路中的总电阻减小；电路中干路电流增大，故两端的电压增大，电压表的示数变大；因干路电流增大，电源的内电压增大则路端电压减小，同时两端的电压增大，故并联电路部分电压减小，则流过的电流减小，流过灯泡的电流增大，灯泡变亮；干路电流增大，则电源内阻的功率变大，故D正确；
3．B 【解析】由于静电感应，金属球的左侧带正电，右侧带负电，故A错误；感应电荷的电场正好与点电荷的电场叠加，叠加后合场强为零，即感应电荷在金属球球心处激发的电场强度与点电荷在球心处产生的电场强度大小，方向相反，，方向向右；整个导体是一个等势体，如果用导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，金属球两侧仍然有感应电荷，不会被中和，故D错误．
4．C 【解析】根据等量同种电荷的电势分布可知，一定等于一定等于，A错误；根据等量同种电荷的电场分布可知，一定等于一定等于，B错误；负粒子从点匀速移动到点的过程中，电势先降低再升高，则电势能先增大再减小，C正确；负粒子匀速移动，外力等于电场力．中垂线上点的电场强度为零，无穷远处为零，中垂线上的电场强度最大的位置不确定，故移动过程中，电场力先减小再增大，或者经历增大、减小、增大、减小四个过程，则外力变化情况不确定，D错误．
5．A 【解析】球体带正电，周围电场线向外背离球体，根据沿电场线方向电势降低可知，的电势高于的电势，故A正确；根据图乙可知，点电场强度大于点，故B错误；曲线下的面积表示电势差，部分的面积大于部分的面积，所以从球面到点的电势差大于两点间的电势差，故C错误；根据图象部分的面积等于部分的面积，可得两点的电势差为，则带电荷量为的正点电荷沿直线从点移动到点的过程中，电场力做功为．
6．B 【解析】滑动变阻器的滑片缓慢从向滑动过程中，接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆欧姆定律可知，电路的电流增大，电流表示数增大；电源的效率为，当滑动变阻器接入电路的电阻减小，电源效率减小；把看作电源的内阻，滑动变阻器接入电路的电阻减小，若，外电路的阻值先靠近等效电源的内阻后远离等效电源的内阻，等效电源的输出功率先变大后变小，滑动变阻器消耗的功率先变大后变小；若，滑动变阻器消耗的功率一直减小；根据闭合电路欧姆定律有，当滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路的电流增大时，路端电压减小，电容器电压减小，根据电容器定义式，可知电荷量在减小，电容器在放电状态，所以通过的电流方向为从到．
7．C 【解析】两端电压为，根据图像可知其电流为串联，每个灯泡的电压为，根据图像可知其电流为，不是2倍的关系，故错误．的电阻略小于的电阻，此时消耗的电功率为．
8．D 【解析】甲图中小灯泡的电流为，电源的路端电压为电源效率约为，甲图中定值电阻为；电动机的输出功率未知，无法计算电动机的内阻，C错误；乙图中灯泡的电流也是，路端电压也是，乙图中电动机正常工作电压为．
9．AD 【解析】根据知，增大，则电容减小；静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，电势差不变，所以静电计指针张角不变；电势差不变，增大，则电场强度减小，设点与上极板的距离为，上极板与点的电势差减小，点与下极板的电势差增大，下极板接地电势为零，则点的电势增大，又因为该小球带正电，则电势能增大，C错误；将电容器与电源断开，电荷量不变，将下极板向下移动一小段距离，根据知减小，则增大，根据得，知电场强度不变，电场力不变．
10．BC 【解析】带电粒子两次从极板射出时，水平速度大小不变，即所需时间相等，又因为，，解得．第一次射出电场时，设其沿电场线方向的速度为，可得．解得．带电粒子第一次射出电场时的动能为，第二次其动能为，所以两次动能之比为．因不变，所以带电荷量之比
11．BCD 【解析】由图像可知，电源的电动势为，短路电流为，内阻为，故A错误；由图可知，将此电源与该元件串联时，电阻两端的电压约为，电流约为，则电源输出功率约为，电源内电路消耗功率；由，可得，图像如图所示，可知每个电阻两端电压约为，电流约为，电源输出功率约为．
12．（1）1.05， （2）如图所示 （3）， （4）
【解析】（1）该游标卡尺读数为
（3）电压表选用的是量程．精确度为，需向下一位估读，读数应为．
（4）根据电阻的定义，有，根据电阻定律，有，工件接入电路中的横截面积为．解得．
13．（1）B （2）30 1000 235
【解析】（1）测直流电压、直流电流时，红表笔电势都比黑表笔电势高，故A错误；测电阻时，红表笔电势比黑表笔电势低，故B正确；多用电表换挡后要重新进行欧姆调零，如果不换挡位，测量不同阻值的电阻时不需要重新调零，故C错误；红表笔接电源内部的负极，黑表笔接电源内部的正极，测量晶体二极管正向电阻时，红表笔应接二极管的负极，故D错误．
（2）①设此时电阻箱阻值，代入数据得．中值电阻得．由得，同理得．
则原电阻刻度值为的地方应该修改为
14．（1）； （2）
【解析】（1）对图甲可得
（2）由欧姆定律，对图乙可得
联立解得
15．（1）； （2）
【解析】（1）小灯泡断路后则有
小灯泡未断路前路端电压
小灯泡未发生断路前恰好正常发光，而小灯泡的额定电压，小灯泡的额定电流
则变阻器连入电路的阻值
（2）根据闭合电路欧姆定律，小灯泡断路前
断路后
联立解得
16．（1）； （2）； （3）
【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，根据运动学公式有
根据速度的合成和分解有
解得
（2）设板间的电场强度大小为，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系有
根据牛顿第二定律和运动学规律有
解得
（3）带电粒子在电场中水平方向上做匀速直线运动，则粒子在板间运动的时间
时刻带电粒子在竖直方向上的分速度大小
由于粒子从上板右边缘射出，故
解得
带电粒子运动过程中到上极板的最远距离
解得