榆林市五校2023-2024学年高二上学期11月期中联考
物理
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚．
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．
4．本卷命题范围：人教版必修第三册第九章至十二章第2节．
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生护士要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套，一切设备要良好接地，甚至病人也要良好接地，这样做是为了（ ）
A．利用静电 B．除菌消毒 C．消除静电 D．防止漏电
2．2023年6月4日，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员全部安全顺利出舱，神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功．如图飞船飞向天空，太阳能电池板展开，飞船两翼的太阳电池板是太阳能电池在太空领域的应用．关于电源、电流与电路，以下说法正确的是（ ）
A．太阳能安全、清洁，是可供人类利用的一种新能源，但只能在太空中使用
B．电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压
C．电源是将化学能转化为电能的装置，电路两端有电压电路中就有电流
D．某电池板不接负载时的电压是，短路电流是，则内阻为
3．某一电场中的电场线和等势面分布如图所示，在电场中有三点，间距离等于间距离．下列说法中正确的是（ ）
A．点电场强度比点电场强度小 B．正电荷在点的电势能比在点的电势能大
C．两点间的电势差大于两点间的电势差 D．负电荷由向移动，静电力做负功
4．如图所示的电路中，两电压表均为理想电压表，在电路两端加一恒定的电压后，和的示数分别为和，已知，则恒定的电压为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，两个带电小球用长为的绝缘细线连接，球固定，球悬吊，球质量为，重力加速度为，两球带电量相等，剪断细线的一瞬间，球加速度大小为，不计小球的大小，静电力常量为，则（ ）
A．两球带同种电荷
B．细线未断时，细线上拉力大小为
C．球的带电量大小为
D．未剪断细线时释放球，释放的一瞬间，球加速度大小为
6．图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流计的满偏电流为，内阻，调零电阻的最大值，电池电动势，两表笔短接调零后，用它测量电阻，当电流计指针指在满刻度的时，则的阻值是（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为，板间距离为，上极板与静电计金属球相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地．在两极板正中间点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离．下列说法正确的是（ ）
A．油滴带正电 B．静电计指针张角不变 C．油滴向上运动 D．点的电势不变
8．如图所示，有一个表头，满偏电流，内阻，把它改装为有和两种量程的电流表，则（ ）
A．阻值为 B．阻值为
C．阻值为 D．改装后通过表头的最大电流将大于
9．如图所示，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为和与的距离为与距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，若用“+”、“-”号表示电荷带正、负电，三个电荷量之比可能为（ ）
A． B． C． D．
10．某静电场中轴正半轴上电场强度随轴上位置变化规律如图所示，轴正方向为电场强度正方向，轴负方向为电场强度负方向，一个带电粒子在点由静止释放，刚好能沿轴正方向运动到处，不计粒子的重力，则下列判断正确的是（ ）
A．粒子运动到处时速度最大
B．粒子从到的过程中，先做加速运动后做减速运动
C．粒子从到的过程中，加速度一直减小
D．点和之间电势差绝对值与和之间电势差绝对值相等
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．（6分）某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素．图甲中，是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来．他们分别进行了以下操作．
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小．
步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小．
（1）图甲中实验采用的方法是____________（填正确选项前的字母）．
A．理想实验法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制变量法
（2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而____________（填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化．如图乙，悬挂在点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球，当球到达悬点的正下方并与在同一水平线上，处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中的电量分别为和，分别为和，则为____________．
12．（8分）某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量金属丝的电阻率．已知电源的输出电压为E，电流表的内阻较小，具体操作步骤如下：
①用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径；
②将金属丝拉直后固定在接线柱和上，在金属丝上夹上一个小金属夹，并按图甲连接电路；
③测量部分金属电阻丝的长度；
④闭合开关，记录电流表的示数；
⑤进行多次实验，改变金属夹的位置，记录每一次的和；
⑥以为纵轴，为横轴，作出的图像，并测量图像的斜率和纵截距．
根据以上操作步骤，回答下列问题：
（1）某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图乙所示，该次测量金属丝直径的测量值为____________．
（2）为了电路安全，开始实验时应将夹在靠近____________（填“”或“”）端的位置．
（3）该金属丝材料的电阻率____________（用题中所给字母表示）．
（4）该实验还可测出所用电流表的内阻____________（用题中所给字母表示）．
三、计算题（本题共3小题，共计40分．解答时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．（10分）如图所示电路中，电源电动势，内阻，指示灯的阻值为，电动机线圈电阻为．当开关S闭合时，指示灯的电功率．求：
（1）流过电流表A的电流；
（2）电动机输出的机械功率．
14．（14分）如图所示，平行于纸面的匀强电场中的为等腰三角形，也在纸面内，，边长为，将一个电荷量为的点电荷从无穷远处移到点，电场力做功为，将该电荷从点移到点，电场力做功为，再将一个电荷量为的点电荷从无穷远处移到点处，克服电场力做功为，取无穷远处电势为零，求：
（1）两点的电势差；
（2）匀强电场的电场强度大小和方向；
（3）若将点电荷从点以大小为速度射出，该点电荷仅在电场力作用下经过边时速度大小为，则点电荷的质量为多少？
15．（16分）如图甲所示，平行金属板水平放置，两板间所加的电压随时间变化规律如图乙所示（图中已知），两板右端虚线右侧有水平向右的匀强电场，场强大小与两板间场强大小相等，半径为两板间距离倍的光滑绝缘圆弧轨道固定在竖直面内，轨道的上、下两端刚好靠近板右端，圆弧轨道的圆心刚好与平行板中线在同一直线上，一个质量为的带正电小球从时刻从板左端贴近板沿水平向右的方向射入两板间，在时刻小球恰好贴近板右端射出，并且沿切线方向无碰撞地从圆弧轨道的下端进入圆弧轨道，已知重力加速度为，小球在时间内做匀速直线运动，求：
（1）两板间的距离；
（2）平行板的长度；
（3）小球在圆弧轨道上运动时，经过点时对圆弧轨道的压力为多大？在轨道上运动的最大速度为多大？
榆林市五校2023-2024学年高二上学期11月期中联考
物理
参考答案、提示及评分细则
1．C 由题意可知，良好接地，目的是为了消除静电，这些要求与消毒无关，静电会产生火花、热量，麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，就像油罐车一样，在运输或贮存过程中，会产生静电，汽油属于易挥发性物品，所以它的尾部要安装接地线（软编织地线），以防爆炸，麻醉剂与之同理，故C正确，A、B、D错误．
2．D 太阳能是一种清洁、无污染的能源，有阳光的地方就能使用，选项A错误；电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它可以在电源内部把电子从正极搬到负极，选项B错误；电源是将其它形式的能量转化为电能的装置，并不限于将化学能转化为电能；电路两端有电压，则电路中不一定有电流，要想有电流，电路还必须闭合，选项C错误；由题电池板不接负载时的电压是，则电池的电动势为，已知短路电流是，又，得到：，选项D正确．
3．C 点电场线更密，故点场强更大，A错误；点电势低于点，故正电荷在处电势能小于处，B错误；根据间场强大于间场强，故电势差大于电势差，C正确；负电荷由到，静电力做正功，故选C．
4．B 理想电压表的内阻无限大，在分析电路时可以看作开路，则题图所示电路是四个电阻串联，电压表测量的是和两端的电压之和，电压表测量的是和两端的电压之和．因为，所以电压表相当于测的是和两端的电压之和，即恒定的电压为电压表的示数与电压表的示数之和，则恒定的电压为，选项B正确．
5．C 由于剪断细线的一瞬间，球加速度小于，说明两球相互吸引，带异种电荷，A项错误；细线未断时，细线上拉力大小为，B项错误；由解得，C项正确；未剪断细线时释放球，释放的一瞬间，球受到向下的重力、库仑力，因此球加速度大小大于，D项错误．
6．A 电表调零后内部阻为，当电表指针指在满刻度的时，说明内外总电，阻为，故外部的阻值为，A正确．
7．D 油滴受电场力向上，带负电，A错误；变大小，变大，张角变大，不变，不变，点电势不变，油滴不动，B、C错误，D正确．
8．AC 接量程，则，接量程时，，解得，改装前后通过表头的最大电流不变，故A、C正确．
9．BD 设与的距离为，则与的距离为，为使每个电荷所受到的静电力的合力均为零，与、带异种电荷．若带正电，则与带负电；若带负电，则与带正电．取为研究对象，与对的静电力大小相等、方向相反，合力为零．则根据库仑定律和物体平衡条件得；取为研究对象，同理有得，则有或，选项B、D正确．
10．BD 粒子运动到处时速度最大，A项错误；粒子从0到的过程中，粒子做加速运动，从到的过程中，粒子做减速运动，B项正确；粒子从到的过程中，电场强度先减小后增大，加速度先减小后增大，C项错误；由于点和处电势相等，因此点和之间电势差绝对值与和之间电势差绝对值相等，D项正确．
11．（1）D（2分） （2）减小（2分） （3）（2分）
解析：（1）图甲中先保持带电小球的电荷量不变，把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的等位置，改变两个小球之间的距离，比较库仑力的大小；后来保持小球之间的距离不变，改变小球所带的电荷量大小，分析小球之间的库仑力，所以实验采用的方法是控制变量法，故D正确，A、B、C错误．
（2）本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受静电力的大小，由图可知，电荷量越大、距离越小，丝线偏离竖直方向的角度越大，设偏角为，由平衡条件有：，可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大、距离的增大而减小．
（3）设小球的质量为，电量为球的受力情况如图所示；当球带电量为时，由平衡条件得：，其中，当球带电量为时，由平衡条件得：，其中，联立解得：．
12．（1）4.700（均可）（2分） （2）（2分） （3）（2分） （4）（2分）
解析：（1）根据螺旋测微器读数规则，固定刻度读数+可动刻度读数+估读，金属丝直径的测量值为；
（2）为了电路安全，应使连入电路的电阻尽可能大，故应将夹在靠近端的位置；
（3）电阻丝的电阻，由闭合电路欧姆定律有，联立解得，
故图像的纵截距，斜率，解得该金属丝材料的电阻率；
（4）图像的纵截距，故所用电流表的内阻．
13．解：（1）设流过指示灯的电流为，流过电流表的电流为
则指示灯的电功率（1分）
代入数据解得（1分）
路端电压（1分）
由闭合电路欧姆定律有（2分）
解得（1分）
即流过电流表的电流示数为
（2）设流过电动机的电流为
根据并联电路的电流关系（1分）
电动机输出的机械功率（2分）
代入数据解得
电动机输出的机械功率为（1分）
14．解：（1）点电荷从无穷远处移到点，根据题意有（1分）
解得（1分）
（2）电荷从无穷远处移到点，根据题意有（1分）
解得（1分）
则（2分）
（2）电荷从移到点，根据题意有（1分）
解得（1分）
由此可知，是一条等势线，根据几何关系，到的距离为
因此匀强电场的电场强度大小（1分）
方向由指向（1分）
（3）根据动能定理（2分）
解得（2分）
15．解：（1）小球在时间内做匀速直线运动，得（1分）
因此小球在两板间沿竖直方向加速运动时加速度大小（1分）
则板间的距离（2分）
（2）设平行板长为，则小球射入两板间时的速度大小（1分）
由题意可知，小球从两板间射出时，速度与水平方向的夹角为，即小球射出两板间的瞬间速度（1分）
沿竖直方向的分速度（1分）
（1分）
解得（1分）
（3）小球从点进入圆弧轨道的速度大小为（1分）
圆弧轨道的半径（1分）
由于虚线右侧电场强度与板间电场强度大小相等，因此小球经过点时，重力与电场力的合力沿圆弧点的切线方向，根据牛顿第二定律
（1分）
解得（1分）
根据牛顿第三定律，小球经过点时对圆弧轨道的压力大小为（1分）
当小球受到的电场力与重力的合力与速度垂直时，速度最大，即小球运动到圆弧轨道上与点等高的位置时，速度最大，由于电场力大小等于小球重力，根据动能定理有（1分）
解得（1分）
