毛坦高级中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题
一、选择题（每小题5分，计60分）
1.如图所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂金属验电箔，若使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端，可能看到的现象是( )
A．只有M端验电箔张开，且M端带正电
B．只有N端验电箔张开，且N端带负电
C．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电
D．两端的验电箔都张开，且左端带正电，右端带负电
2光滑绝缘水平面上相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为＋4q和－q，如图所示，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是( )
A．－q，在A左侧距A为L处
B．－2q，在A左侧距A为处
C．＋4q，在B右侧距B为L处
D．＋2q，在B右侧距B为处
3.由电场强度的定义式E＝可知，在电场中的同一点( )
A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比
B．无论检验电荷q值(不为零)如何变化，F与q的比值大小始终不变
C．电场中某点的场强为零，则处在该点的电荷受到的电场力不一定为零
D．一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点场强一定为零
4.如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是( )
A．A、B两处电势、场强均相同
B．C、D两处电势、场强均相同
C．在虚线AB上O点的场强最大
D．带正电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能
5.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )
A．θ增大，E增大
B．θ增大，EP不变
C．θ减小，EP增大
D．θ减小，E不变
6.(多选)三个分别带有正电、负电和不带电的颗粒，从水平放置的平行带电金属板左侧以相同速度v0垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在带正电荷的下板上的a、b、c三点，如图所示，下面判断正确的是( )
A．落在a点的颗粒带正电，c点的带负电，b点的不带电
B．落在a、b、c点颗粒在电场中的加速度的关系是aa>ab>ac
C．三个颗粒在电场中运动的时间关系是ta>tb>tc
D．电场力对落在c点的颗粒做负功
7.如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标为(U1，I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为(0，I2)．当小灯泡两端电压为U1时，其电阻等于( )
A. B.
C. D.
8.如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们一个是电压表，另一个是电流表，以下结论中正确的是( )
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电压表，R增大时量程增大
C．乙表是电流表，R增大时量程减小
D．乙表是电压表，R增大时量程增大
9.用伏安法测某一电阻时，如果采用如图所示的甲电路，测量值为R1，如果采用乙电路，测量值为R2，那么R1、R2与真实值R之间满足关系( )
A．R1＞R＞R2 B．R＞R1＞R2
C．R＜R1＜R2 D．R1＜R＜R2
10.有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路中电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入2.0 V电压的电路中，正常工作时的电流是1.0 A，此时，电动机的输出功率是P出；如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是P热，则( )
A．P出＝2 W，P热＝0.5 W
B．P出＝1.5 W，P热＝8 W
C．P出＝2 W，P热＝8 W
D．P出＝1.5 W，P热＝0.5 W
11.(多选)如图所示，当可变电阻R＝2 Ω时，理想电压表的示数U＝4 V，已知电源的电动势E＝6 V，则( )
A．此时理想电流表的示数是2 A
B．此时理想电流表的示数是3 A
C．电源的内阻是1 Ω
D．电源的内阻是2 Ω
12.一欧姆表有4个挡位，分别为×1 Ω挡、×10 Ω挡、×100 Ω挡和×1 kΩ挡．现用它来正确测量一未知电阻的阻值，当用×100 Ω挡测量时，发现指针的偏转角很大(指针是从表盘的左侧0刻度处开始偏转的)．为了使测量结果更准确，再次测量该电阻之前，应该进行的操作是( )
A．先将红表笔和黑表笔短接后调零，再将选择开关旋至×10 Ω挡
B．先将红表笔和黑表笔短接后调零，再将选择开关旋至×1 kΩ挡
C．先将选择开关旋至×1 kΩ挡，再将红表笔和黑表笔短接后调零
D．先将选择开关旋至×10 Ω挡，再将红表笔和黑表笔短接后调零
二、实验题（计12分）
13.某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围0～20 Ω，连接电路的实物图如图1所示．
(1)(多选)指出该同学接线中错误的和不规范的做法是( )
A．滑动变阻器不起变阻作用
B．电流表接线有错
C．电压表量程选用不当
D．电压表接线有错
(2)在方框内画出这个实验的正确电路图．
(3)根据实验数据画出的U I图线如图所2示，求得的电动势是________V，内电阻是________Ω.(计算结果保留2位有效数字)
三、解答题（计28分）
14.如图所示，有一质子经电压U0加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿出电场，已知质子的质量为m，电荷量为e，求：
(1)金属板的长L；
(2)质子穿出电场时的动能；
(3)若题中质子改为α粒子，则(1)(2)中的问题结果是否改变？
15.如图所示，电源电动势E＝14 V，内电阻r＝1 Ω，小灯泡标有“2 V,4 W”，电动机D的内阻r′＝0.5 Ω，当变阻器的阻值R调到1 Ω时，小灯泡和电动机均能正常工作，求：
(1)电动机两端的电压；
(2)电动机输出的机械功率；
(3)电路消耗的总功率．毛坦高级中学2023-2024学年高二上学期期中考试
物理试题解析版
一、选择题（每小题5分，计60分）
1.如图所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂金属验电箔，若使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端，可能看到的现象是( )
A．只有M端验电箔张开，且M端带正电
B．只有N端验电箔张开，且N端带负电
C．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电
D．两端的验电箔都张开，且左端带正电，右端带负电
解析：带负电的绝缘金属球A靠近导体M端，根据感应起电原理可知，M端感应正电荷，N端感应负电荷，两端的验电箔都张开，C选项正确．
答案：C
2光滑绝缘水平面上相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为＋4q和－q，如图所示，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是( )
A．－q，在A左侧距A为L处
B．－2q，在A左侧距A为处
C．＋4q，在B右侧距B为L处
D．＋2q，在B右侧距B为处
解析：根据三个自由电荷平衡原理可知，第三个点电荷C放置在B的右侧，电性为正电荷，设C所在位置与B的距离为r，则C所在位置与A的距离为L＋r，要能处于平衡状态，所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小，设C的电量为Q，k＝k，，解得r＝L，同理，对点电荷A，k＝k，解得Q＝4q，C选项正确．
答案：C
3.由电场强度的定义式E＝可知，在电场中的同一点( )
A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比
B．无论检验电荷q值(不为零)如何变化，F与q的比值大小始终不变
C．电场中某点的场强为零，则处在该点的电荷受到的电场力不一定为零
D．一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点场强一定为零
解析：电场强度E是描述电场本身性质的物理量，由电场本身决定，与检验电荷q无关，A选项错误，B选项正确；若场强为零，则电荷受到的电场力一定为零，C选项错误；不带电小球不受电场力，不能判定场强是否为零，D选项错误．
答案：B
4.如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是( )
A．A、B两处电势、场强均相同
B．C、D两处电势、场强均相同
C．在虚线AB上O点的场强最大
D．带正电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能
解析：正电荷周围电势为正，负电荷周围电势为负，故A、B两处的电势不同，A选项错误；C、D两点处于中垂线上，对称分布，电势相等，场强相同，B选项正确；在虚线AB上O点的场强最小，C选项错误；O点电势为零，B点电势为负，故带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能，D选项错误．
答案：B
5.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )
A．θ增大，E增大
B．θ增大，EP不变
C．θ减小，EP增大
D．θ减小，E不变
解析：平行板电容器电荷量恒定不变，上极板向下移动时，两板间的距离减小，根据C＝可知，电容C增大，根据C＝可知，电压U减小，静电计指针偏角减小，两板间的电场强度E＝＝＝·；电场强度不变，根据匀强电场电势差与电场强度的关系可知，φP＝El，电势能EP＝Elq，电荷在P点的电势能保持不变，D选项正确．
答案：D
6.(多选)三个分别带有正电、负电和不带电的颗粒，从水平放置的平行带电金属板左侧以相同速度v0垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在带正电荷的下板上的a、b、c三点，如图所示，下面判断正确的是( )
A．落在a点的颗粒带正电，c点的带负电，b点的不带电
B．落在a、b、c点颗粒在电场中的加速度的关系是aa>ab>ac
C．三个颗粒在电场中运动的时间关系是ta>tb>tc
D．电场力对落在c点的颗粒做负功
解析：分析题意可知，三个颗粒在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，水平位移xa
7.如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标为(U1，I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为(0，I2)．当小灯泡两端电压为U1时，其电阻等于( )
A. B.
C. D.
解析：小灯泡两端电压为U1时，通过小灯泡的电流为I1，根据欧姆定律得R＝，B选项正确．
答案：B
8.如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们一个是电压表，另一个是电流表，以下结论中正确的是( )
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电压表，R增大时量程增大
C．乙表是电流表，R增大时量程减小
D．乙表是电压表，R增大时量程增大
解析：分析甲图可知，灵敏电流计G与电阻R并联，根据电表改装原理可知，图甲是电流表，R增大，R的分流较小，电流表量程减小，A、B选项错误；同理可知，乙图是电压表，R增大时，R分压增大，电压表量程增大，C选项错误，D选项正确．
答案：D
9.用伏安法测某一电阻时，如果采用如图所示的甲电路，测量值为R1，如果采用乙电路，测量值为R2，那么R1、R2与真实值R之间满足关系( )
A．R1＞R＞R2 B．R＞R1＞R2
C．R＜R1＜R2 D．R1＜R＜R2
解析：甲电路中，测量值R1＝＝，乙电路中，测量值R2＝＝RA＋R，比较可知，R1＜R＜R2，D选项正确．
答案：D
10.有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路中电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入2.0 V电压的电路中，正常工作时的电流是1.0 A，此时，电动机的输出功率是P出；如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是P热，则( )
A．P出＝2 W，P热＝0.5 W
B．P出＝1.5 W，P热＝8 W
C．P出＝2 W，P热＝8 W
D．P出＝1.5 W，P热＝0.5 W
解析：电动机不转时，电动机为纯电阻电路，内阻r＝＝0.5 Ω，电动机正常工作时输出功率P出＝U2I2－Ir＝1.5 W．卡住后热功率P热＝＝8 W，B选项正确．
答案：B
11.(多选)如图所示，当可变电阻R＝2 Ω时，理想电压表的示数U＝4 V，已知电源的电动势E＝6 V，则( )
A．此时理想电流表的示数是2 A
B．此时理想电流表的示数是3 A
C．电源的内阻是1 Ω
D．电源的内阻是2 Ω
解析：如题图所示电压表测量的是路端电压，电流表测的是通过R的电流，由部分电路欧姆定律可得U＝IR，故I＝2 A；再由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，将I＝2 A、U＝4 V、E＝6 V代入可得r＝1 Ω.故A、C选项正确．
答案：AC
12.一欧姆表有4个挡位，分别为×1 Ω挡、×10 Ω挡、×100 Ω挡和×1 kΩ挡．现用它来正确测量一未知电阻的阻值，当用×100 Ω挡测量时，发现指针的偏转角很大(指针是从表盘的左侧0刻度处开始偏转的)．为了使测量结果更准确，再次测量该电阻之前，应该进行的操作是( )
A．先将红表笔和黑表笔短接后调零，再将选择开关旋至×10 Ω挡
B．先将红表笔和黑表笔短接后调零，再将选择开关旋至×1 kΩ挡
C．先将选择开关旋至×1 kΩ挡，再将红表笔和黑表笔短接后调零
D．先将选择开关旋至×10 Ω挡，再将红表笔和黑表笔短接后调零
解析：指针的偏转角很大，说明被测电阻阻值较小，所选挡位较大，故先将选择开关旋至×10挡，再将红表笔和黑表笔短接后调零，D选项正确．
答案：D
二、实验题（计12分）
13.某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围0～20 Ω，连接电路的实物图如图1所示．
(1)(多选)指出该同学接线中错误的和不规范的做法是( )
A．滑动变阻器不起变阻作用
B．电流表接线有错
C．电压表量程选用不当
D．电压表接线有错
(2)在方框内画出这个实验的正确电路图．
(3)根据实验数据画出的U I图线如图所2示，求得的电动势是________V，内电阻是________Ω.(计算结果保留2位有效数字)
解析：(1)分析电路图可知，滑动变阻器连接下面两个接线柱，成了定值电阻，不能起到变阻作用，A选项正确；电压表直接接到电源两端，开关不能控制电压表的通断，D选项正确．
(2)电流表内接连接，电路图如图所示：
(3)根据U I图象可知，图象与纵轴交点表示电源电动势E＝1.4 V，电源内阻r＝＝0.57 Ω.
答案：(1)AD (2)见解析 (3)1.4 0.57
三、解答题（计28分）
14.如图所示，有一质子经电压U0加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿出电场，已知质子的质量为m，电荷量为e，求：
(1)金属板的长L；
(2)质子穿出电场时的动能；
(3)若题中质子改为α粒子，则(1)(2)中的问题结果是否改变？
解析：(1)质子在加速电场中，根据动能定理得，eU0＝mv2－0，质子在偏转电场中作类平抛运动，竖直方向上，＝，联立解得L＝ d.
(2)质子在全过程中，根据动能定理得，eU0＋e＝Ek－0，解得Ek＝e.
(3)偏移量y＝，质子改为α粒子，可知金属板的长度不变．α粒子的电荷量为2e，其动能是质子射出电场时动能的2倍．
答案：(1) d (2)e (3)金属板的长不变，α粒子动能改变
15.如图所示，电源电动势E＝14 V，内电阻r＝1 Ω，小灯泡标有“2 V,4 W”，电动机D的内阻r′＝0.5 Ω，当变阻器的阻值R调到1 Ω时，小灯泡和电动机均能正常工作，求：
(1)电动机两端的电压；
(2)电动机输出的机械功率；
(3)电路消耗的总功率．
解析：(1)当变阻器的阻值R调到1 Ω时，小灯泡和电动机均能正常工作，干路电流I＝＝2 A，根据闭合电路欧姆定律得，UD＝E－UL－I(R＋r)＝8 V.
(2)电动机输出功率P出＝UDI－I2r′＝14 W.
(3)电路消耗的总功率P＝EI＝28 W.
答案：(1)8 V (2)14 W (3)28 W
