广州市从化区第七中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理科试卷（问卷）
考试时间:75分钟 满分:100分
一、选择题(1-7单选，每题4分，8-10多选，每题6分，共46分)
1．某静电场的电场线如图所示，电场中M、N两点电场强度的大小分别为和，电势高低分别为和，则下列说法中正确的是（ ）
A．， B．，
C．， D．，
2．有一小段通电导线，长为，电流为，把它置于磁场中某点，受到的安培力为，则该点的磁感应强度可能是（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，两个静止的带等量正电的点电荷，O点为两点电荷连线中点，M、P两点均在连线上且关于O点对称，N点位于两点电荷连线的中垂线上。下列说法正确的是（ ）
A．M点的场强与P点的场强相同 B．O点的场强与N点的场强相同
C．M点的电势比O点的电势低 D．N点的电势比O点的电势低
5．2020年春天全世界发生新冠肺炎疫情，人们居家隔离，由于运动量减少，体重逐渐增加，体内的脂肪也逐步增多，我们可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪率。体液中含有钠离子、钾离子等金属离子而呈现低电阻，而体内脂肪几乎不导电。脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关S，测试者两手分别握两手柄A、B，则体型相近的两人相比（ ）
A．脂肪含量高者对应的电流表示数较小，电压表示数较小
B．脂肪含量高者电源内部消耗功率较小
C．脂肪含量高者对应的电源输出功率较大
D．脂肪含量高者对应的电源效率较小
6．为探究导体电阻与其影响因素的定量关系，某同学找到是四条不同的金属导体，在长度、横截面积、材料三个因素方面，与相比，分别只有一个因素不同。将串联接入如图所示的电路中，用一块电压表分别测量导体、c、两端的电压。若实验中保持金属导体温度不变，不计电压表内阻对电路的影响，对于实验中得到的现象，你认为合理的是（ ）
A．每段导体两端的电压与它们电阻成反比
B．如图长度不同，则它们的电压与长度成正比
C．如图的横截面积不同，则它们的电压与横截面积成正比
D．改变滑动变阻滑片的位置，两条金属导体的电压之比会随之发生变化
7．如图是某同学对电动牙刷的微型电动机进行研究的实验电路，其操作如下：闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值，当理想电压表的示数为0.3V时，电动机不转动，此时理想电流表示数为60mA；重新调节R使电动机正常运转，此时电压表和电流表的示数分别为2.4V和100mA。则这台电动机正常运转时的输出功率为（ ）
A．0.24W B．0.05W C．0.018W D．0.19W
8．如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电势能分别为EpA、EpB.下列说法正确的是( )
A．电子一定从A向B运动
B．若aA＞aB，则Q靠近M端且为正电荷
C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA＜EpB
D．B点电势可能高于A点电势
9．如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表，已知表头G的满偏电流为Ig，定值电阻R1、R2的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为I1，当使用1和3两个端点时，电流表的量程为I2。下列说法正确的是（ ）
A．I1=2Ig B．I2=3Ig
C．若仅使R1阻值变小，则I1和I2均变大 D．若仅使R2阻值变小，则I1减小，I2增大
10．“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。电子偏转器的简化剖面结构如图所示，A、B表示两个同心半圆金属板，两板间存在偏转电场，板A、B的电势分别为、。电子从偏转器左端的中央M进入，经过偏转电场后到达右端的探测板N。动能不同的电子在偏转电场的作用下到达板N的不同位置，初动能为的电子沿电势为的等势面C（图中虚线）做匀速圆周运动到达板N的正中间。动能为、的电子在偏转电场作用下分别到达板N的左边缘和右边缘，动能改变量分别为和。忽略电场的边缘效应及电子之间的相互影响。下列判断错误的是（ ）
A．偏转电场是匀强电场 B．
C． D．
二、实验题(第11题12分，第12题10分，共22分)
11．由某微安表G的满偏电流。现测得该微安表G内阻为。
（1）若将其改装成量程为的电压表，需要串联一个_______的电阻；
（2）若将其改装为量程的电流表，需要并联一个_______的电阻(结果保留整数)；
（3）另外有一个多用电表的表盘读数如图所示。
①如果是用“×10”欧姆挡测量电阻，则被测电阻为_______Ω。
②如果是用直流5V挡测量电压，则被测电压为_______V。
（4）如下图，游标卡尺读数=_______mm；螺旋测微器读数=_______ mm；
12．利用电流表（量程，内阻约为）和电压表（量程，内阻约为）测定一节干电池的电动势和内阻（约为1欧），要求尽量减小实验误差。
（1）应该选择的实验电路是______（填写“甲”或“乙”）。
（2）处理实验中的数据得到如图丙所画图线，由此可得出干电池的电动势_______V，内阻______。（结果都保留3位有效数字）
（3）本实验存在系统误差，经分析可知所测干电池的电动势比真实值________（填写“偏大”或“偏小”），内阻比真实值________（填写“偏大”或“偏小”）。
三、解答题(第13题10分，第14题10分，第15题12分，共32分)
13．如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为的小球（可视为质点）。现将此装置放在水平的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成角。已知电场的范围足够大，空气阻力可忽略不计，重力加速度为g，，。
(1)请判断电场强度的方向，并求电场强度E的大小；
(2)求两点间的电势差；
(3)若在A点对小球施加一个拉力，将小球从A点沿圆弧缓慢向左拉起至与O点处于同一水平高度且该过程中细线始终张紧，则所施拉力至少要做多少功。
14．竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R，下端与光滑绝缘水平面平滑连接于B点，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场中，场强大小。一质量为m、电荷量为的小球（可视为质点），从水平面上的A点以初速度水平向右运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C。求：
（1）小球从A运动到C的过程中克服摩擦力做的功：
（2）小球离开轨道落回水平面的水平距离。
15．如图（甲）所示，长为l、相距为d的两块正对的平行金属板，其中CD板接地，AB板电势的变化如图（乙）所示。B、D为两板的右端点，在两金属右侧有一与金属板垂直的荧光屏MN，荧光屏距B、D端的距离为l。质量为m，电荷量为的电子以相同的初速度从两板左端中央处平行极板的直线OO'连续不断地射入。已知所有的电子均能够从两金属板间射出，且每个电子在电场中运动的时间与电压变化的周期T相等。忽略极板边缘处电场的影响，不计电子的重力以及电子之间的相互作用。求：
（1）和时刻进入两板间的电子刚出偏转电场时的偏转距离之比；
（2）要保证所有的电子均能够从两金属板间射出，的最大值：
（3）在所有电子均能从两金属板间射出的情况下，电子在荧光屏上分布区域的长度Y与的关系。
参考答案：
1．C
【解析】电场中，电场线越密集的地方电场强度越大，故；同时，沿着电场线方向，电势逐渐降低，故。
故选C。
2．D
【解析】长为1cm，电流强度为5A，把它置入某磁场中某点，受到的磁场力为0.1N，垂直放入磁场时，则公式
解得
若不是垂直放入磁场时，则磁感应强度比2T还要大。
故选D。
3．A
【解析】由于点电荷固定在圆心O处，则圆弧ABC为点电荷的等势面，故小球从A到B的过程中电场力没有做功，根据动能定理有
mgR=m
由于小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则点电荷应带负电，且在B点对小球进行受力分析有
Eq–mg=m
由上式可计算出
E=
故选A。
4．D
【解析】A．根据等量同种电荷场强分布可知，M点的场强与P点的场强大小相同，方向相反，故A错误；
B．等量同种电荷中垂线上，两点电荷连线中点场强为零，N点场强不为零，故B错误；
C．两个静止的带等量正电的点电荷MO之间的场强方向为M指向O，沿着电场线方向电势降低，因此M点电势高于O点，故C错误；
D．等量同种电荷中垂线电场线方向为O指向N，因此N点电势比O点低，故D正确。
故选D。
5．B
【解析】A．脂肪含量高者人体电阻较大，根据串反并同规律，对应的电流表示数较小，电压表示数较大，A错误；
B．脂肪含量高者人体电阻较大，根据串反并同规律，对应的电流表示数较小，电源消耗功率较小，B正确；
C．根据生活常识，人体电阻一定大于电源的内阻，脂肪含量高者人体电阻较大，外电路电阻与电源内阻相差越多，对应的电源输出功率较小，C错误；
D．脂肪含量高者电阻较大，根据，对应的电源效率较大，D错误。
故选B。
6．B
【解析】A．由欧姆定律可知，电阻串联时电流相等，故电压与电阻成正比，故A错误；
B．如果长度不同，电阻与长度成正比，由可知，电压与长度成正比，故B正确；
C．根据电阻定律可知截面积不同，导线超粗电阻越小，结合可知可知电压与截面积成反比，故C错误；
D．由于电阻为串联关系，所以无论如何改变滑片位置，电流都是相等的，则由可知，电压之比不会发生变化，故D错误。
故选B。
7．D
【解析】当理想电压表的示数为0.3V时，电动机不转动，电动机看做纯电阻，根据
得电动机内阻为
重新调节R使电动机正常运转，电动机的功率
电动机的发热功率为
则电动机正常运转时的输出功率为
故D正确，ABC错误。
故选D。
8．BC
【解析】A．由于不知道电子速度变化，由运动轨迹图不能判断电子向那个方向运动，故A错误；
B．若aA>aB，则A点离点电荷Q更近，即Q靠近M端；又由运动轨迹可知，电场力方向指向凹的一侧即左侧，所以，在MN上电场方向向右，那么Q靠近M端且为正电荷，故B正确；
C．由B可知，电子所受电场力方向指向左侧，那么，若电子从A向B运动，则电场力做负功，电势能增加；若电子从B向A运动，则电场力做正功，电势能减小，所以，一定有EpA
故选BC．
9．CD
【解析】A．当使用1和2两个端点时，电流表的量程为
故A错误；
B．当使用1和3两个端点时，电流表的量程为
故B错误；
CD．由于
可知若仅使R1阻值变小，则I1和I2均变大；若仅使R2阻值变小，则I1减小，I2变大，故CD正确。
故选CD。
10．ABC
【解析】AB．由题意可知电子在偏转器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，等势面C上电场强度大小相等，但方向不同，而匀强电场处处大小相等，方向相同，电子受力的方向与电场的方向相反，所以B板的电势较高，故AB错误；
C．相较于做匀速圆周运动的电子，动能为的电子在做近心运动，动能为的电子在做离心运动，可知
故C错误；
D．该电场是辐射状电场,内侧的电场线密集，电场强度大，根据定性分析可知
即
所以
故D正确。
本题选择错误答案，故选ABC．
11． 99.4 12 150 3.10/3.09/3.11/3.12 42.40 4.700（4.698～4.702）
【解析】（1）若将其改装成量程为的电压表，根据串并联关系有
代入数据解得
（2）若将其改装为量程的电流表，根据串并联关系有
解得
（3）①指针示数是15，如果是用“×10”欧姆挡测量电阻，则被测电阻为150Ω。
②如果是用直流5V挡测量电压，因总格数为50格，即最小分度值为0.1V。所以读数为3.10V。
（4）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，故图中读数为
42mm+0.05mm×8=42.40mm
螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，故图中读数为
12． 甲 1.45 2.78 偏小 偏小
【解析】（1）电压表内阻远大于干电池内阻，故采用相对于干电池的电流表外接法。
故选甲。
（2）根据闭合电路欧姆定律
得
结合图像可知
（3）采用甲图电路，实际上是将电压表和电源部分看作等效电源，所测内阻为电压表内阻和电池内阻的并联电阻，故所测内阻小于电池的真实内阻。电流表示数为零时，电压表与电源串联，电压表示数为路端电压，因为电压表内阻并不是无穷大，有微小电流通过电压表，故干电池内压大于零，故电压表示数小于电池电动势，即所测干电池的电动势比真实值偏小。
13．(1)水平向右，；(2)；(3)
【解析】(1)带负电小球静止时电场力水平向左，与场强方向相反，所以电场强度方向水平向右
小球受重力、电场力和细线的拉力，根据平衡条件有
解得
(2)根据匀强电场中电势与场强的关系可得
UAO=Elsin=
(3)小球从A点沿圆弧缓慢向左拉起至与O点处于同一水平高度的过程，由动能定理有
解得
14．（1）；（2）
【解析】（1）圆弧恰能通过圆弧最高点C，即圆弧轨道此时与物块间无弹力作用，物体受到的重力和电场力提供向心力，由牛顿第二定律得
物块在由A到C的过程中，设物块克服摩擦力做的功为，由动能定理得
联立解得
（2）物块离开C点后做类平抛运动，设运动时间为，水平位移为，加速度为，水平方向
竖直方向
而
又
联立解得
15．（1）1：3；（2）；（3）
【解析】（1）时刻进入两极板间的电子先沿方向做匀速直线运动，即有
而后在电场力作用下做类平抛运动，在垂直方向做匀加速直线运动，设到达B、D端界面时偏离的距离为，则
时刻进入两极板间的电子先在时间内做类平抛运动到达金属板中央，而后做匀速直线运动达到金属板B、D端界面，设电子达到金属板的中央偏离的距离为，将此时电子的速度分解为沿方向的分量与沿电场方向的分量，并设此时刻电子的速度方向与的夹角为，电子沿直线到达金属板B、D端界面时偏离的距离为，则有
解得
可得
（2）在时刻进入两极板间的电子在离开金属板时偏离的距离最大，因此为使所有进入金属板间的电子都能够飞出金属板，应满足条件
解得极板间电压的最大值
（3）设时刻进入两极板间的电子到达荧光屏上的位移与的距离为，时刻进入两极板间的电子达到荧光屏上的位置与点的距离为，电子达到荧光屏上分布的范围
根据题中金属板和荧光屏之间的几何关系可得
联立可得
