2022-2023学年广东省广州市执信中学高二上学期期中考试物理试题 （解析版）

2022-2023学年广东省广州市执信中学高二上学期期中考试物理试题

本试卷分选择题和非选择题两部分，共5页，满分100分，考试用时75分钟。

第一部分选择题（共46分）

一、选择题（1到7题为单项选择，每题只有一个选项正确，每题4分，共28分；8到10题为多项选择，有两个或两个以上的正确选项，每题6分，漏选得3分，错选得0分，共18分。）

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 电流既有大小又有方向，是矢量

B. 电源的电动势就是电源两端的电压大小

C. 电动势为1.5V的干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池弱

D. 电动势的单位跟电压的单位一样，都是伏特，所以电动势就是电压

【答案】C

【解析】

【详解】A．电流虽然既有大小又有方向，但是运算的时候不遵循平行四边形定则，不是矢量，A错误；

B．电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，B错误；

C．电动势是描述电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量。故电动势为1.5V的干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池弱，C正确；

D．电动势和电压虽然具有相同的单位，但它们是本质不同的两个物理量。它们描述的对象不同：电动势是电源具有的，是描述电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量，电压是反映电场力做功本领的物理量，D错误。

故选C。

2. 如图甲，一长方体导电材料的长、宽、高分别为a、b、c；且a>b>c，通入沿PQ方向的电流时，导电材料两端的电压U与其通过的电流I的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 导电材料两端所加电压为10V时，其电阻为10Ω

B. 随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻逐渐增大

C. 随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的导电能力变差

D. 该导电材料沿PQ方向通电时比沿MN方向通电时电阻大

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据电阻定义式可知导电材料两端所加电压为10V时，其电流为0.5A，所以电阻为20Ω，A错误；

B．图像上各点与原点连线的斜率表示电阻，由图可知，斜率在逐渐的变小，说明随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻逐渐减小，B错误；

C．随着所加电压的逐渐增大，该导电材料的电阻逐渐减小，说明该导电材料的导电能力变好了，C错误；

D．由电阻定律 可知

两式作比可得

由题可知

D正确。

故选D。

3. 如图所示，在xOy坐标系中，x轴上关于y轴对称的A、C两点固定等量异种点电荷+Q、-Q，B、D两点分别位于第二、四象限，ABCD为平行四边形，边BC、AD分别与y轴交于E、F两点，以下说法正确的是（　　）

A. E、F两点电势不相等

B. B、D两点电场强度不相同

C. 试探电荷+q从B点移到D点，电势能增加

D. 试探电荷+q从B点移到E点和从F点移到D点，电场力对+q做的功相同

【答案】D

【解析】

【详解】A．等量异种点电荷的电场线和等势线如图所示

可知等量异种点电荷+Q、-Q连线中垂线是一条等势线，所以轴是一条等势线，E、F两点电势相等，故A错误；

B．根据电场线的分布情况和对称性可知，B、D两点电场强度大小和方向都相同，故B错误；

C．根据沿着电场线电势降低可知，B点电势高于D点电势，而正电荷在电势高处电势能大，故试探电荷+q从B点移到D点，电势能减小，故C错误；

D．根据电场线的分布情况和对称性可知，B、E间的电势差等于F、D点间的电势差，根据电场力做功与电势差关系

可知试探电荷+q从B点移到E点和从F点移到D点，电场力对+q做的功相同，故D正确。

故选D。

4. 受疫情影响，医用口罩成为了大众生活的必需品，而熔喷布是医用口罩的最核心的材料。如图所示，工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上（B接正极，A接负极），G是灵敏电流计。熔喷布变厚会导致电介质相对介电常数增大，当熔喷布匀速从两极板间穿过时，关于说法正确的是（　　）

A. 熔喷布突然变厚时，A、B两板上的电荷量减少

B. 熔喷布突然变厚时，A、B两板间的电场强度增强

C. 熔喷布突然变厚时，有自b向a的电流流过灵敏电流计

D. 熔喷布的厚度未发生变化时，灵敏电流计读数不为零

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．熔喷布变厚会导致电介质相对介电常数增大，由电容器电容的定义式 和决定式 可知

电容器的电容增大，不发生变化，上下极板位置均固定，即两板间距离不发生变化，所以A、B两板上的电荷量增加，电场强度不变，是一个充电过程，有自b向a的电流流过灵敏电流计，AB错误，C正确；

D．熔喷布的厚度未发生变化时，电容器既不充电也不放电，灵敏电流计读数为零，D错误。

故选C。

5. 如图所示，将一只满偏电流为100mA、内阻为40Ω的表头改装成测电流、电压两用的电表，已知R1 = 10Ω，R2 = 92Ω。下列说法正确的是（   ）

A. 接Oa端是电流表，量程为600mA B. 接Ob端是电压表，量程为50V

C. 接Oa端是电流表，量程为400mA D. 接Ob端是电压表，量程为5V

【答案】B

【解析】

【详解】AC．接Oa端，R1分流，所以是电流表，量程为

AC错误；

BD．接Ob端，R2分压，所以是电压表，量程为

U = IgRg＋IR2 = 50V

B正确，D错误。

故选B。

6. 从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法，不正确的是（　　）

A. 图甲中工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服比绝缘橡胶服更安全

B. 图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的

C. 图丙中避雷针的示意图，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒地引线与接地装置连接可防止建筑物被雷击

D. 图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷，这样使油漆与金属表面在静电力作用下喷涂更均匀

【答案】D

【解析】

【详解】A．图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，他们必须穿上金属丝制成的衣服，以起到静电屏蔽的作用，A正确；

B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的，B正确；

C．图丙中避雷针的示意图，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒地引线与接地装置连接，把静电导入大地，可防止建筑物被雷击，C正确；

D．喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，可以使油漆与金属表面结合的更牢固，D错误。

本题选择错误的，故选D。

7. 空间中一静电场的某物理量在x轴上分布情况如图所示，其中，则（　　）

A. 若为E-x图像，则φA=φB

B. 若为E-x图像，则将一电子由A沿x轴移向B，电场力先做负功再做正功

C. 若为φ-x图像，则EA、EB相同

D. 若为φ-x图像，在A自由释放一质子，其仅在电场力作用下运动到B，加速度先变小后增大

【答案】D

【解析】

【详解】AB．若为E﹣x图像，由图像知，A到B电场强度一直是负值，表明电场方向一直是沿x轴负方向，沿电场线方向电势逐渐降低，因此A到B电势是升高的，则

A、B之间电场方向一直是沿x轴负方向，电子受到的电场力方向指向x轴正方向，所以电场力一直做正功，故AB错误；

C．若为φ﹣x图像，其斜率代表电场强度，则A、B两点电场强度大小相等，但方向相反，故C错误；

D．若为φ﹣x图像，A到O电势降低，电场方向指向x轴正方向，在A点静止释放质子所受电场力方向指向x轴正方质子将向x轴正方向运动，由图像斜率变化可知电场强度先变小，在O点为零，O到B过程电场反向逐渐变大，所以质子的加速度先变小后变大，故D正确。

故选：D。

8. 如图所示，甲、乙两个带电小球用不可伸长的绝缘细线悬挂在同一水平天花板上，两带电小球所带电荷量相等但电性相反。此时两小球在库仑力的作用下，在同一水平面上处于静止状态。若以水平天花板为重力势能的零势能面，与甲、乙两球连接的细线与竖直方向的夹角分别为和，且。现用一金属导线把两球连接后立即拿开，两球都开始运动，则下列说法中正确的是（　　）

A. 甲球的质量大于乙球的质量

B. 甲球的机械能大于乙球的机械能

C. 甲球的最大速度大于乙球的最大速度

D. 甲球的最大动能小于乙球的最大动能

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．对两球进行受力分析，由于两球在水平方向所受库仑力大小相等，且两球处于同一水平面上，根据力的平衡有

根据几何关系有

因为

所以一定小于，且

而甲、乙两球机械能

所以

A错误、B正确；

C．根据机械能守恒定律得两球在最低点时速度最大，分别为

所以有

C正确；

D．最大动能分别为

由于

可知甲球的最大动能大于乙球的最大动能，D错误。

故选BC。

9. 如图所示，固定的光滑绝缘斜面上方存在沿斜面向上的匀强电场，将一带正电小球（视为质点）从斜面顶端A点由静止释放，一段时间后小球与下方轻质绝缘弹簧在B点开始接触并压缩弹簧。若在小球从释放至小球到达最低点C的过程中小球克服电场力做的功为W，弹簧始终处于弹性限度内，则下列说法正确的是（　　）

A. 小球反弹后可到达A点

B. 小球通过B点时的动能最大

C. 小球从A点运动到C点的过程中速度先增大后减小

D. 小球从A点运动到C点的过程中，小球与弹簧的机械能的减少量为W

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．根据能量守恒定律可知，系统重力势能、弹性势能、动能及电势能发生相互转化，因此小球反弹后可到达A点，选项A正确；

BC．经分析可知，小球在B、C两点间的某处（设为D点）所受合力为零，小球从A点运动到D点的过程中，小球所受合力沿斜面向下，小球从D点运动到C点的过程中，小球所受合力沿斜面向上，因此小球从A点运动到C点的过程中速度先增大后减小，且小球通过D点时的速度最大，动能最大，选项B错误、C正确；

D．小球从A点运动到点的过程中，小球电势能的增加量为W，根据功能关系可知，该过程中小球与弹簧的机械能减少，减少量为W，选项D正确。

故选ACD。

10. 如图所示，闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中（　　）

A. 电流表的示数变小

B. 电流表的示数变小

C. 电压表的变化量与电流表的变化量的比值变小

D. 电压表的变化量与电流表的变化量的比值不变

【答案】AD

【解析】

【详解】A．当滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律

可知，干路电流变小，电流表A1的示数变小，故A正确；

B．由于干路电流变小，根据

可知外电路两端的电压变大，电阻R1两端的电压

变小，电压表两端电压

变大，即电压表V的示数变大，通过电阻R2的电流

变大，即电流表A2的示数变大， B错误；

C．根据欧姆定律可得

可知电压表的变化量与电流表的变化量的比值不变，故C错误；

D．根据闭合电路欧姆定律得

变式得

可知

保持不变，故D正确。

故选AD。

第二部分非选择题

二、实验题（请将答案写在答卷的相应空格处，共12分）

11. 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器的因素，其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地，电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。

（1）关于此实验，下列说法正确的是________；

A．本实验采用的科学方法是控制变量法

B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况

C．A板与静电计的指针带的是异种电荷

D．静电计可以用电压表替代

（2）保持B板不动，将A板向右移动，静电计指针张角______________；保持板不动，向两板间插入陶瓷片，静电计指针张角______________；（填“增大”、“减小”或“不变”）

（3）改变相关因素使电容器电容发生变化，从而可以测量某些物理量，因此可制作电容式传感器。保持B板不动，将A板上下移动会使静电计指针的偏角变化。下列传感器电容变化和此原理相同的是________；

【答案】    ①. AC##CA    ②. 减小    ③. 减小    ④. BD##DB

【解析】

【详解】（1）[1]

A．本实验采用的科学方法是控制变量法,其它物理量不变，改变其中某一个物理量，A正确；

B．静电计测量是电势差，该实验电量不发生变化，B错误；

C．静电计与B板连接，所以与A板带的是异种电荷，C正确；

D．电压表必须有电流通过才行，所以不能用电压表代替，D错误。

故选AC。

（2）[2]A板向右移动，根据

得电容变大，根据

电量不变，电势差减小，静电计指针张角减小。

[3]向两板间插入陶瓷片，电容增大，同理，张角减小。

（3）[4]保持B板不动，将A板上下移动，目的是改变两极板的正对面积，由此可知，BD符合题意，A图为改变介电常数，C图为改变两极板间距。

故选BD。

12. 热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC），正温度系数电阻器的电阻随温度的升高而增大，负温度系数电阻器的电阻随温度的升高而减小。某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻Rx的导电特性，

A．电池组（3V、内阻1Ω）

B．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）

C．电压表（0～3V，内阻约4kΩ）

D．滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流1A）

E．滑动变阻器（0～2000Ω，允许最大电流0.3A）

F．开关、导线

（1）实验采用的电路图如图所示，则滑动变阻器选___________。（填仪器前的字母序号）

（2）用该电路测量电阻，测量值比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。

（3）该小组测出某个热敏电阻的U—I图像如图所示，请分析说明该曲线对应的热敏电阻是___________热敏电阻（选填“PTC”或“NTC”）。

（4）在本实验中，某同学用螺旋测微器测该电阻丝的直径如图所示，直径为___________mm。

【答案】    ①. D    ②. 大于    ③. PTC    ④. 4.487mm

【解析】

【详解】（1）[1]滑动变阻器采用分压式接法，则选小范围阻值，故选D。

（2）[2]电流表采用内接法，则电阻的测量值大于真实值。

（3）[3]由图可知，U—I图像中图线上各点与原点连线的斜率逐渐变大，则阻值随温度的升高而增大，说明该曲线对应的热敏电阻是PTC热敏电阻。

（4）[4]螺旋测微器测得该电阻丝的直径为

三、计算题（3小题，共42分，解答应写出必要的文字说明。方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

13. 如图所示，水平地面上固定一个粗糙绝缘斜面，斜面与水平面的夹角，斜面底端固定带电体A，A的电荷量为，在A正上方h=0.1m处固定另一带电体B，B的电荷量为斜面上质量m=0.9kg，电荷量的带正电物块C与斜面底端带电体A相距L=0.1m，并处于静止状态。（静电力常数，重力加速度，带电物体均视为点电荷），求：

（1）带电体A、B在物块C处产生的合电场强度；

（2）物块C保持静止状态，斜面的滑动摩擦系数应满足什么条件？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）如图，由几何关系可知为等边三角形，三条边长均为

由点电荷场强表达式可知，A、B在C处产生的场强分别为

场强方向如图，由几何关系可知带电体A、B在物块C处产生合电场强度为

（2）对C受力分析如图

则有

联立解得

14. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，x轴水平，y轴竖直，在第二象限有沿x轴正方向匀强电场，其电场强度的大小为E，一长为L的绝缘轻绳一端固定在A（0，2L）点，另一端系一带负电的小球（视为质点），电荷量为（m为小球质量，g为重力加速度），开始时绳刚好水平拉直，现将小球静止释放。

（1）求小球从第一象限通过y轴时绳中的拉力大小；

（2）若小球运动到y轴时轻绳断裂，小球能到达x轴上的B点（未画出），求B点的位置坐标；

（3）若小球能在细绳作用下通过y轴继续运动，则在什么位置速度最大，并求出速度的最大值（结果可用根号表示）。

【答案】（1）；（2）；（3），

【解析】

【详解】（1）由动能定理可得

由向心力公式可得

联立解得通过y轴时绳中的拉力大小为

（2）绳子断裂后，由运动的合成与分解可得，小球在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做初速度为的匀加速直线运动，则有

联立解得

所以B点的坐标为。

（3）由动能和势能的相互转化可知，当小球在绳子的约束下运动到沿着电场力和重力合力方向的最低点时，小球的速度最快。由题可知

所以当小球运动到第二象限、绳子与y轴负方向成时，小球的速度最快；设此位置为C点，则此时小球的横坐标为

纵坐标为

由动能定理可得

解得

15. 如图所示，两平行金属板A、B长L=8cm，两板间距离d=8cm，A板比B板电势高300V，一不计重力的带正电的粒子电荷量q＝10-10C，质量m＝10-20kg，沿电场中心线RD垂直电场线飞入电场，初速度v0＝2×106m/s，粒子飞出平行板电场后可进入界面MN、PS间的无电场区域．已知两界面MN、PS相距为12cm，D是中心线RD与界面PS的交点．

（1）粒子穿过MN时偏离中心线RD的距离以及速度大小？

（2）粒子到达PS界面时离D点的距离为多少？

（3）设O为RD延长线上的某一点，我们可以在O点固定一负点电荷，使粒子恰好可以绕O点做匀速圆周运动，求在O点固定的负点电荷的电量为多少？（静电力常数k = 9．0×109N·m2/C2，保留两位有效数字）

【答案】（1），（2）（3）

【解析】

【详解】（1）粒子进入A、B后应做类平抛运动，设在A、B板间运动时加速度大小为a，时间为t1，在MN界面处速度为v，沿MN的分速度为vy，偏转位移为y，v与水平夹角为α，运动轨迹如图

则：①

②

③

④

⑤

由以上各式，代入数据求得： ，，

故粒子通过MN界面时的速度为：

（2）带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其运动轨迹与PS线交于a点，设a到中心线的距离为Y

则：

解得：

（3）粒子穿过界面PS后将绕电荷Q做匀速圆周运动，设圆周运动的半径为r，由几何关系得：，即

由得：

【点睛】（1）由类平抛知识，带入数值便可求出偏离RD的距离；带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动，求出时间即可知道aD的距离；

（2）库仑力提供向心力，根据牛顿第二定律联合即可求得电量及其电性．