【期中真题】上海市上海中学东校2022-2023学年高二上学期期中物理试题.zip

上海中学东校2022学年度第一学期中期素质评估

高二物理

2022.11

（满分：100分  时间：60分钟）

一、选择题（每小题只有一个正确答案，共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。）

1. 下列物理量单位中属于电量的单位的是（　　）

A. 毫安时（mA·h） B. 焦耳（J） C. 电子伏（eV） D. 千瓦时（kW·h）

【答案】A

【解析】

【详解】根据电流的定义式 可知

所以毫安时（mA·h）是电量的单位，而焦耳（J）、.电子伏（eV）、千瓦时（kW·h）都是功和能的单位，A正确，BCD错误。

故选A。

2. 物理算式3（s）×4（V）×2（A）计算的结果是（　　）

A. 24N B. 24W C. 24C D. 24J

【答案】D

【解析】

【详解】s是时间的单位，V是电压的单位，A是电流的单位，则对应的公式为：UIt＝W，W指的是功，其单位为J，所以3（s）×4（V）×2（A）＝24J，故ABC错误，D正确。

故选D。

3. 在电场中A点，引入不同的检验电荷，会变化的是（    ）

A. A点的电场强度 B. A点的电势

C. 在A点的电势能 D. A点与电场中另一点间的电势差

【答案】C

【解析】

【详解】A．E=F /q是场强的定义式（利用了比值定义法），而电场强度是电场本身的性质，与试探电荷受力大小及电荷量无关，故A错误；

B．电场中某点的电势与零势面的选取有关，与电场本身有关，试探电荷正负及电荷量无关，故B错误；

C．电荷在A点的电势能，与A点的电势有关，与试探电荷的正负及电荷量有关，故C正确．

D．两点间的电势差也是由电场本身的性质决定的，与移动试探电荷做的功无关，故D错误．

故选C．

4. 电容器是用来储存（　　）

A. 电流 B. 电压 C. 电荷 D. 电阻

【答案】C

【解析】

【详解】电容器是用来储存电荷的元件。

故选C。

5. 科学思维在物理问题的研究中十分重要，历史上有一位物理学家受到万有引力定律的启发，运用类比创建了另一个物理定律，该定律是（　　）

A. 牛顿第二定律 B. 库仑定律 C. 焦耳定律 D. 闭合电路欧姆定律

【答案】B

【解析】

【详解】科学思维在物理问题的研究中十分重要，历史上库仑受到万有引力定律的启发，运用类比创建了库仑定律。

故选B。

6. 关于万有引力定律的表达式，下列说法正确的是（　　）

A. 公式中G为引力常量，它的值是

B. 当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大

C. 质量分别为m1、m2的物体受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力

D. 质量分别为m1、m2的物体受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力

【答案】D

【解析】

【详解】A．公式中 G 为引力常量，它的值是，选项A错误；

B．当r趋近于零时，万有引力定律不再适用，选项B错误；

CD．质量分别为m1、m2的物体受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力，故D正确，C错误。

故选D。

7. 如图所示，两个带电均匀分布的小球半径均为a，两球心相距为d，如果它们分别带有等量的同种电荷量Q，则它们之间相互作用力的大小为（　　）

A.  B.

C.  D. 两球距离太近，不能看作点电荷，无法计算

【答案】A

【解析】

【详解】两个小球均是电荷均匀分布，故电荷中心间距为，根据库伦定律，排斥力为

故选A。

8. 关于闭合电路中的内电压，下列说法正确的是 （　　）

A. 外电阻增大，内电压增大

B. 外电路断路时，内电压为零

C 内电压不可以用欧姆定律计算

D. 内电压是从电源内部测量的正负两极间的电压

【答案】B

【解析】

【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律可知

当外电阻增大，回路电流强度减小，内电压减小，A错误；

B．外电路断路时，整个回路电流强度为零，因此内电压为零，B正确；

C．内电压可以利用欧姆定律计算，C错误；

D．内电压是内电阻分得的电压，不是从电源内部测量的正负两极间的电压，D错误。

故选B。

9. 某静电场沿x轴方向的电势分布如右图所示，则在0~x0之间

A. 存在匀强电场，方向一定沿着x轴

B. 存在匀强电场，方向可能不沿x轴

C. 存在着场强大小沿x轴均匀减小的电场，场强方向一定沿着x轴

D. 存在着场强大小沿x轴均匀减小的电场，场强方向可能不沿x轴

【答案】B

【解析】

【详解】根据图象φ-x可知，图象的斜率表示电场强度的大小，可知在0~x0之间存在匀强电场，方向可能不沿x轴，故选B.

10. 某同学通过测绘小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律，通过图像他得出小灯泡的电阻随电压的增大而增大，则该同学测绘的小灯泡的I-U图像可能为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】ABCD．小灯泡的电阻随温度的升高而变大，所以图像的斜率随着U的增大而减小，故B正确，ACD错误。

故选B

11. 如图所示，在两平行板间接直流电源，位于A板附近的带电粒子在电场力作用下，由静止开始向B板运动，关于粒子在两板间的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 粒子到达B板时的速率与两板间距离和电源电压都有关

B. 粒子到达B板时的速率与两板间距离和电源电压都无关

C. 两板间距离越大，粒子运动的时间越长

D. 若电源电压U与粒子的电荷量q均变为原来的2倍，则粒子到达B板时的速率变为原来的4倍

【答案】C

【解析】

【详解】AB．由动能定理得

解得

则粒子到达B板的速度与电源电压有关，与板间距离无关，故AB错误；

C．由牛顿第二定律可得

由运动学公式可知

解得

则d越大，t越大，故C正确；

D．由于

若电源电压U与粒子的电荷量q均变为原来的2倍，则粒子到达B板时的速率变为原来的2倍，故D错误。

故选C。

12. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当开关S闭合时，电机工作，汽车启动，发现车灯突然变暗（设车灯电阻不变），此时（　　）

A. 车灯的电流变大 B. 路端电压变大

C. 电路的总电流变小 D. 电源的总功率变大

【答案】D

【解析】

【详解】A．开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流变小，A错误；

B．电路的路端电压为

变小，路端电压变小，B错误；

C．总电流即干路电流为

减小，干路电流增大，C错误；

D．电源总功率为

增大，总功率变大，D正确。

故选D。

二、填空题（16题6分，其余每题4分，共26分）

13. 摩擦起电的本质是______的过程，得到多余电子的物体带______电。

【答案】    ①. 电子的转移    ②. 负

【解析】

【详解】［1］摩擦能起电是因为不同物质的原子核束缚核外电子的能力不一样，摩擦过程中，束缚电子能力强的原子会得到电子，束缚电子能力弱的原子会失去电子，故摩擦起电的实质是电子的转移；

［2］得到多余电子的原子核外电子数比核内的质子数多，由于电子带负电，故对外显负电。

14. 正四面体ABCD的棱长为a，A点固定点电荷+Q，B点固定点电荷－Q，静电力常量为k，则D点的场强大小为______；若A点的电荷单独在C点产生的电势为，则两电荷在C点共同产生的电势为______。

【答案】    ①.     ②. 0

【解析】

【详解】[1]两个电荷在D点产生的场强大小：

方向的夹角为，则D点的合场强

[2]由于A点的电荷单独在C点产生的电势为，因A带正电，而B带负电，那么B点的电荷单独在C点产生的电势为，则两电荷在C点共同产生的电势为0；

15. 在使用多用电表过程中，红表笔插入多用电表的正（+）插孔，当测电阻时，电流从_______ （选填“红”或“黑”）表笔流出多用电表；当测电压时，电流从________（“红”或“黑”）表笔流入多用电表。

【答案】    ①. 黑    ②. 红

【解析】

【详解】[1][2]根据“红进黑出”的规律可知，在使用多用电表过程中，红表笔插入多用电表的正（+）插孔，当测电阻时，电流从黑表笔流出多用电表；当测电压时，电流从红表笔流入多用电表。

16. 判断下列说法否正确（选填“对”或“错”），说明理由。

【答案】    ①. 错    ②. 电阻定律只适用于计算纯电阻导体的电阻或者电解液    ③. 错    ④. 干电池体积大说明容量大，但电动势都是1.5V

【解析】

【详解】[1][2]错，电阻定律只适用于计算纯电阻导体的电阻或者电解液。

[3][4]错，干电池体积大说明容量大，但电动势都是1.5V。

17. 在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，电容器C所带的电荷量将______，电源的输出功率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）

【答案】    ①. 增加    ②. 变小

【解析】

【详解】[1]滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻增大，电路电流减小，根据闭合电路欧姆定律可知，此时分担在灯泡和电源内阻上的电压变小，总的电源电动势不变，所以可得变阻器上的电压增大，根据公式

可得电容器C所带的电荷量将增加。

[2]根据电路规律，外电阻小于电源内阻时随着外电阻增大电源输出功率增大，当外电阻等于电源内阻时此时电源的输出功率最大，当外电阻大于电源内阻时随着外电阻增大电源输出功率减小；因为灯泡L的电阻大于电源的内阻r，此时外电阻大于电源内阻，随着变阻器接入电路的阻值变大，外电阻增大，可得电源的输出功率将变小。

18. 如图为太阳能路灯示意图，在白天太阳能电池组件向蓄电池充电，晚上蓄电池给 LED 灯供电，实现照明。已知 LED 灯的额定电压为 24 V，额定功率为 48 W，则 LED 灯的额定电流为___________A，通常路灯每天晚上工作 10 h，若要求太阳能路灯能连续正常工作 6 个阴雨天，并考虑蓄电池放电需要预留 20% 的电荷量，以及线路等因素造成关于电荷量的 20% 损耗率（损耗率 =×100%，消耗量 = 净耗量+损耗量），则蓄电池储存的电荷量至少为___________Ah（安培·小时）。

【答案】    ①. 2    ②. 180

【解析】

【详解】[1]LED 灯的额定电流为

[2]6天的耗电量为

损耗的电量为

设蓄电池储存的电荷量至少为Q

解得

三、综合题（共34分）

19. “用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图a．所示，其中R1为定值电阻，R为滑动变阻器．

(1)下列关于图a．电路的说法中正确的有_____

A．甲为电压传感器，R的作用是保护电路

B．甲为电压传感器，R1的作用是保护电路

C．乙为电压传感器，R的作用是保护电路

D．乙为电压传感器，R1的作用是保护电路

(2)实验测得电池①的路端电压U与电流I的拟合曲线如图b．中①图线所示，由此得到电池①的电源电动势E1=_______V，内阻r1=______Ω；

(3)改用电池②，重复上述实验方法，得到图b．中图线②．用阻值相同的两个定值电阻分别与电池①及电池②连接，两电池的输出功率相等，则这两个定值电阻的阻值为________Ω，电池①和电池②的效率η1______η2（选填“>”“=”或“<”）．

【答案】    ①. D    ②. 6.0    ③. 2.4    ④. 1.6    ⑤. <

【解析】

【详解】(1)[1]甲串联在电路中，是测量电流的，所以甲是电流传感器；乙接在电源两端，测量电压，所以乙是电压传感器；定值电阻R1在实验中的作用主要是保护电源，防止短路；故D正确，ABC错误．

(2)[2][3]根据U=E−Ir可知，图象与纵轴交点表示电源的电动势，故E1=6.0V；图象的斜率表示内阻，则r1=△U/△I=（6.0−1.2）/（2.0-0）Ω=2.4Ω；

(3)[4][5]由图可知，电池②的电动势E2=4.8V.内阻r2=1.6Ω，外接电阻R时，电源的输出功率为：，则，解得：R=1.6Ω．电池的效率：，带入数据得：η1<η2．

20. 如图所示的电路中，滑动变阻器总电阻R=20Ω，定值电阻R0=5Ω。由一个电源电动势6V、内阻可在1~20Ω之间调节的特殊电源供电。

(1)图b所示的电路实物图中缺了一根导线，请将此导线补画在图上（白色小圈为滑动变阻器接线柱）。

（      ）

(2)请结合公式，通过分析、计算、推理，描述滑动变阻器滑片P从A滑到B过程中，定值电阻R0两端的电压的变化情况______。

(3)将电源内阻调为r1=3Ω，则此时滑动变阻器滑片从A滑到B过程中，该电源的最大输出功率是多少_____？

【答案】    ①.     ②. 先变小后变大    ③. 2.8125W

【解析】

【详解】(1)[1]如图可知，滑动变阻器被分成两部分，这两部分并联起来后串联在电路中，把滑动变阻器下面两个接线柱接在一起即可完成电路连接，电路有两种连接方式，如图中实验所示，或虚线所示都可

(2)[2]当滑片P处于A端和B端时，滑动变阻器接入电路的阻值均为零，所以滑片P由A滑到B端过程中，接入电路的阻值“先变大后变小”，由

可知通过R0的电流“先变小后变大”；

根据

U=IR0

可知R0两端的电压“先变小后变大”。

(3)[3]当滑动变阻器接入电路的阻值R=0Ω时，该电源的输出功率最大，根据

可得此时I=0.75A

根据

P出=I2(R+R0)

可得电源的最大输出功率Pm=2.8125W

21. 如图，真空中A点固定放置一电量为的点电荷A，一质量为m、电量为的检验电荷B在距A为处，仅在电场力作用下以大小为的速度正对A运动，AB连线上有间距相等的a、b、c三点。已知：取无穷远处电势为零，真空中静止正点电荷电场中某点电势可表示为：，其中k为静电力恒量、Q为场源电荷电量、r为该点到场源电荷的距离。

（1）用线条描绘点电荷A周围电场强度和电势的分布情况；

（2）分析、比较ab间电势差与bc间电势差的大小；

（3）求运动过程中检验电荷B与点电荷A之间的最小距离；

（4）描述电场能量性质分布的等势线与重力场中的等高线有很多相似之处。如图（b）为一山地地形的等高线分布图，每两条等高线间表示相同的高度差。试比较该等高线分布图与点电荷电场的等势线分布图，从能量的角度分析两者有何共同特点；（至少写出2条）‍

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）见解析

【解析】

【详解】（1）正点电荷周围电场强度和电势的分布情况如图所示

电场强度离点电荷越远，电场强度越小。以点电荷为圆心的同心圆是等势面。

（2）设

则有

所以

故

（3）由题意知，检验电荷B仅在电场力作用下以大小为的速度正对A运动，所以由能量守恒定律得

解得最小距离为

（4）重力做功对应着重力势能的变化，重力做正功，重力势能减少，反之增加。电场力做功特点和重力做功类似，即电场力做功对应着电势能的变化，电场力做正功，电势能减少，反之增加。且由

可知，离点电荷越近，等差等势面间距越小，同理，重力场中，离山顶越近，等差等势线间距越小。