酒泉市四校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：新人教必修第三册第九章至第十二章第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．下列说法正确的是（ ）
A．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍
B．电源的外电阻越大，输出功率越大，电源的效率越高
C．由可知，导体的电阻与电压成正比，与电流成反比
D．常见充电宝标有“5000mA h”或“1000mA h”等，此物理量越大，则充电电流越大
2．如图所示，匀强电场的电场强度大小为，A、B两点连线与电场线夹角为，且相距10cm，则A、B两点电势差的值为（ ）
A． B．5V C． D．50V
3．在显像管的电子枪中，炽热的金属丝不断放出电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、长为L的电子束．已知电子的电荷量为e、质量为m，射出加速电场时单位长度电子束内的电子个数为N，则电子束的电流为（ ）
A． B． C． D．
4．如图甲所示为人体的细胞膜模型图，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）．现研究某小块厚度均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图乙所示．初速度可视为零的一价氯离子仅在电场力的作用下，从图乙中的A点运动到B点，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．A点电势高于B点电势
B．氯离子的电势能增大
C．氯离子的加速度变大
D．若膜电位不变，当d增大时，氯离子进入细胞内的速度不变
5．如图所示，将一个内阻为、量程为1mA的表头与定值电阻R串联，改装成为一个量程为3V的电压表，则R的阻值为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力．下列说法正确的是（ ）
A．a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹
B．a虚线对应的粒子的加速度越来越小，b、c虚线对应的粒子的加速度越来越大
C．a粒子的动能减小，b粒子的动能不变，c粒子的动能增大
D．b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量
7．静电透镜是利用电磁场来偏转和聚焦电子束，两个电势不等的同轴圆筒就构成了一个最简单的静电透镜．静电透镜的原理图如图所示，圆筒A带负电，圆筒B带正电，圆筒之间形成静电场的等差等势面如图中的虚线所示．当电子束沿中心轴从圆筒A射向圆筒B时，静电场使平行入射的电子束汇聚于中心光轴上，这就形成了最简单的静电透镜．现有电子在a点射入，则下列说法正确的是（ ）
A．若电子在a点水平射入，则电子将做匀加速直线运动
B．若电子在a点水平射入，后经过a、b、c三点，所受电场力先增大后减小，电势增大，电势能减少
C．若电子在a点以与水平方向成某一角度射入，该电子可能做类平抛运动
D．若电子在a点以与水平方向成某一角度射入，该电子可能做匀速圆周运动
8．电学知识在生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．打雷时，待在汽车里比待在大街上要安全
B．复印机是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上
C．高压输电线上方有两根导线与大地相连，这是为了免遭雷击
D．干燥的冬季，摸金属门把手有时会被电击，是因为手与门把手摩擦起电
9．在图示电路中，电源电压不变，电表均为理想电表，当电键S由断开到闭合时，下列变化正确的是（ ）
A．电流表A示数变大
B．电压表示数变为0
C．电压表示数与电流表A示数的比值不变
D．电压表示数与电流表A示数的比值变大
10．多级加速器原理如图甲所示，多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加，圆筒和交变电源两极交替相连，交变电压变化规律如图乙所示．在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于序号为0的金属圆板中央的一个电子，在电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒．若已知电子的质量为m、电荷量为e，电压的绝对值为，周期为T，电子通过圆筒间隙的时间忽略不计，为使其能不断加速，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．金属圆筒内部场强处处为零，电子在圆筒内做匀速运动
B．时，电子刚从7号圆筒中心出来
C．电子离开第8个圆筒的速度为
D．第n个圆筒的长度正比于
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11．（6分）示波器是一种常见的电学仪器，如图甲所示是示波器的原理图，示波器的核心部件是示波管，由电子枪、偏转电极和荧光屏组成．电子枪发出的电子经电压加速后形成高速飞行的电子束，电子束通过偏转电极后最终打在荧光屏上．偏转电极、间可分别加偏转电压、，其随时间周期性变化的规律如图乙所示．已知两偏转电压随时间变化的周期小于人的视觉暂留时间．
甲 乙
（1）要使电子在M、N间加速，图甲中M端应接电源的______（填“正极”或“负极”）．
（2）若仅在偏转电极间加偏转电压，偏转电极之间不加电压，则荧光屏上会产生一条_________（填“竖直”“水平”或“正弦曲线”）亮线．
（3）若偏转电极、间分别加偏转电压、，则电子束从电子枪射出后，通过偏转电极打在荧光屏上，则荧光屏上所得的波形（从右向左看）可能是______．
A． B． C． D．
12．（10分）某同学设计实验“测定金属的电阻率”，要求电压从零开始调节．已知金属丝的电阻大约为，在用伏安法对金属丝电阻进一步测定时，有如下实验器材可供选择：
直流电源：电压3V，内阻不计；
电流表：量程0~0.6A，内阻；
电流表：量程0~3.0A，内阻；
电压表V：量程0~3V，内阻；
滑动变阻器：最大阻值；
滑动变阻器：最大阻值；
开关、导线等．
甲 乙
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测量结果如图甲所示，可知金属丝的直径________mm；用游标卡尺测量金属丝的长度，测量结果如图乙所示，可知金属丝的长度________cm．
（2）在所给的器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选________．（填写仪器的字母代号）
（3）根据题目要求，在下面方框中画出实验电路图．
（4）根据实验原理，测得金属丝的电阻为，则金属丝的电阻率________．（用题中所测物理量符号表示）
三、计算题（本题共3小题，共38分．作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．（12分）某同学坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗，汽车的电源、电流表、车灯和电动机连接的简化电路如图所示．已知汽车电源电动势，内阻，车灯接通，电动机未启动时，电流表示数；电动机启动的瞬间，电流表示数．已知车灯电阻不变，求：
（1）电动机未启动时，电源的路端电压和车灯的功率；
（2）电动机启动的瞬间，车灯的功率．
14．（12分）如图所示，用一条长度为L的绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球，小球质量为m，所带电荷量为q．现在水平地面上方整个空间加一水平向右的匀强电场，小球静止时绝缘轻绳与竖直方向成角，小球离地的竖直高度为h，重力加速度大小为g，，．求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）轻绳的拉力大小；
（3）若突然剪断轻绳，小球落地时的速度大小．
15．（14分）如图所示，虚线MN左侧有一方向水平向左、电场强度大小为的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、方向竖直向下、电场强度大小为的匀强电场，在虚线PQ右侧距离为L处有一竖直放置的屏．现将一带电量为（）、质量为m的带电粒子无初速度地放入电场中的A点，最后打在右侧屏上的K点（图中未画出）．已知A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，O为垂足，不计带电粒子的重力，求：
（1）带电粒子到MN的速度大小；
（2）若，带电粒子离开电场时的速度；
（3）调节的大小可使K点在屏的位置发生变化，由于实际生产的需要，现要保证K点到O点的距离d满足，此条件下的范围．
酒泉市四校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．A 2．B 3．C
4．D 因为氯离子带负电，其仅在电场力作用下从图乙中的A点运动到B点，说明电场力方向沿A指向B，电场线由B指向A，所以A点电势低于B点电势，A错误；
因为电场力对氯离子做正功，所以其电势能减小，B错误；
因为膜内的电场可看作匀强电场，根据，氯离子的加速度不变，C错误；
根据动能定理，可知氯离子进入细胞内的速度v与距离d大小无关，又因为膜电位U不变，则氯离子进入细胞内的速度不变，D正确．
5．C 由串联电路特点得，解得，C正确．
6．D 由运动轨迹可知a粒子受向左的电场力，b、c粒子受到向右的电场力，由于不知道电场的方向，所以无法确定a、b、c三个带电粒子的电性，A错误；
由于电场线的疏密表示电场强度的大小，粒子只受电场力，故a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变，B错误；
由题意可知a粒子的运动方向和电场力方向的夹角为锐角，所以电场力对其做正功，a粒子的动能增大，b粒子的运动方向始终和电场力垂直，电场力对其不做功，所以b粒子的动能不变，c粒子的运动方向和电场力方向的夹角为锐角，所以电场力对其做正功，c粒子的动能增大，C错误；
a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，且三个粒子的电荷量大小相等，故静电力相等，由于b粒子做圆周运动，说明向心力等于静电力，c粒子做向心运动，故静电力大于所需的向心力，根据可知c粒子质量较小，D正确．
7．B
8．ABC 金属车身的汽车可以起到静电屏蔽的作用，是一个比较好的“避雷所”，A正确；
复印机是利用异种电荷间的吸引力来工作的，属于静电的利用，B正确；
高压输电线上方有两根导线与大地相连，把高压线屏蔽起来，可免遭雷击，C正确；
干燥的冬季，摸金属门把手有时会被电击，是因为手与门把手感应起电，D错误．
9．AB 当开关S断开时，和串联，电流表中有电流通过，开关S闭合时，外电路中只有电阻，外电路电阻减小，电源电压不变，电路中电流增大，电流表示数变大，A正确；
电压表测的是两端电压，当开关S闭合时，两端电压等于零，B正确；
开关S断开时，电压表示数不等于零，电流表A示数不等于零，开关S闭合时，电压表示数等于零，电流表A示数变大，C错误；
开关S断开时，和串联，设电压表示数为，电流表A示数为I，由欧姆定律可知，因电阻的阻值不变，所以电压表示数与电流表A的不变，D错误．
10．AD 因一个筒只接一个电极，所以金属圆筒内部场强处处为0，电子在圆筒内做匀速运动，A正确；
因为筒长是按一定的规律增加的，那么电子在每个筒内运动的时间必须为交流电周期的一半，所以当时，电子进入1号筒，当时，电子从1号筒中心飞出，以此类推，当时，电子刚从6号圆筒中心出来，B错误；
设粒子进入第n个筒时的速度为，由动能定理可得，解得，故第n个筒的长度为，可以发现，C错误、D正确．
11．（1）负极（2）水平（3）A（每空2分）
12．（1）0.880（2分）2.04（2分）（2）（1分）（1分）（3）见解析图（2分）（4）（2分）
解析：（1）由图甲可知金属丝的直径；
由图乙可知金属丝的长度为．
（2）电源电压3V，金属丝的电阻大约为，可知电流最大为0.75A，电流表应选；最大阻值太大，应选．
（3）电路如图所示．
（4）根据电阻定律可知，其中，解得．
13．解：（1）电动机未启动时，根据闭合电路欧姆定律有（2分）
解得路端电压（2分）
则车灯的功率为（2分）
（2）根据欧姆定律，灯泡电阻（1分）
电动机启动的瞬间，根据闭合电路欧姆定律有（2分）
解得路端电压（1分）
此时车灯的功率为（2分）
14．解：（1）小球静止，受力分析，由平衡条件得（2分）
解得（2分）
（2）由平衡条件得（2分）
解得（2分）
（3）剪断细线后，小球在重力和电场力的作用下做匀加速直线运动
由运动学有（2分）
解得（2分）
15．解：（1）带电粒子从A点到MN的过程中，由动能定理有（2分）
解得带电粒子到MN的速度大小为（2分）
（2）带电粒子在电场中做类平抛运动，水平方向有，解得（1分）
竖直方向有（1分）
带电粒子离开电场时的速度大小为（1分）
离开电场时速度方向与水平方向夹角的正切值为（1分）
（3）带电粒子在电场中沿竖直方向的位移大小为（2分）
根据三角形相似有（2分）
解得（1分）
现要保证K点到O点的距离d满足，故（1分）
