2023-2024学年第一学期“四校联考”高二年级期中考试
物理试卷
本试卷共6页，共15小题，满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考生号、和座位号填写在答题卡上。 用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考生号。
2. 作答选择题时，选出每小题答案后， 用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡上各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。 不按以上要求作答无效。
4. 考生必须保证答题卡的整洁。 考试结束后， 将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题，本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。
1. 下列关于电场的描述中，说法正确的是（ ）
A. 电场强度、加速度这两个表达式，都是采用比值定义法
B. 将头发碎屑悬浮在蓖麻油里，加上电场后，头发碎屑的分布情况就是电场线
C. 元电荷是自然界中存在的最小电荷量，实质上就是电子和质子
D. 超高压带电作业的工人穿戴的工作服，利用了静电屏蔽的原理
2. 在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（ ）
A 卡文迪什总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量
B. 库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律
C. 法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量
D. 麦克斯韦引入了电场的概念并用电场线表示电场
3. “反天刀”是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的方向分布着带电器官，这些器官能在鱼身周围产生电场，如图所示为“反天刀”周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的三个位置，下列说法正确的是（ ）
A. 尾部带正电 B. A点电场强度大于C点电场强度
C. B点电势低于A点电势 D. 正离子从A向C运动其电势能变小
4. 我国的特高压直流输电是中国在高端制造领域领先世界的一张“名片”，特别适合远距离输电，若直流高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，并且以高压线与大地接触的那个位置为圆心，形成一簇如图所示的等差等势线同心圆，、、、是等势线上的四点，当人走在地面上时，如果形成跨步电压就会导致两脚有电势差而发生触电事故，则（ ）
A. 电势的大小为 B. 场强的大小为
C 人从沿着圆弧走到会发生触电 D. 间距离等于2倍间距离
5. 如图所示为电子束焊接机，K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高电压U，两极之间形成了辐向分布的电场，图中带箭头的虚线代表电场线，B、C是电场中两点。有一电子在K极由静止被加速，不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（ ）
A. A、K之间的电场强度均为
B. B点电势大于C点电势
C. B点电场强度大于C点电场强度
D. 电子由K到A的电势能减少了eU
6. 在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是（ ）
A. B.
C. D.
7. 图中的一组平行实线可能是电场线也可能是等势线，一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）
A. 如果实线是等势面，则a点的电势比b点的电势低
B. 如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势高
C. 如果实线是等势面，则电子在a点动能比在b点的动能小
D. 如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大
二、多项选择题，本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错或不答的得0分。
8. 如图为手机指纹识别功能的演示，此功能的一个关键元件为指纹传感器。其部分原理为：在一块半导体基板上集成有上万个相同的小极板，极板外表面绝缘。当手指指纹一面与绝缘表面接触时，指纹的凹点与凸点分别与小极板形成一个个正对面积相同的电容器，若每个电容器的电压保持不变，则（ ）
A. 指纹的凹点与小极板距离远，电容大
B. 指纹的凸点与小极板距离近，电容大
C. 若手指挤压绝缘表面，电容电极间的距离减小，小极板带电量增多
D. 若用湿的手指去识别，识别功能不会受影响
9. 如图所示的电路中，电源的内阻，和是两个定值电阻；当滑动变阻器R的滑片向a移动时，电路中的电流I1、I2的变化情况是（ ）
A. 不变 B. 变大 C. 变大 D. 变小
10. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的电流电源连接，上极板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（ ）
A. 带电油滴所受电场力不变 B. 电容器的电量减小
C. 电容器的电压增大 D. 电容器的电容减小
三、实验题（共16分）
11. 某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率（图中表示待测金属丝的电阻）。
（1）正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为_____；
（2）连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至________。（选填“左端”或“右端”）；
（3）用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为l，螺旋测微器测得金属丝的直径为d，用电流表测得电流为I，电压表测得电压为U，则被测金属丝的电阻率为________。（用题中所给物理量的字母表示）
（4）实验中测得待测金属丝的电阻的阻值约为。电压表内阻RV=1500Ω，实验时电流表采用了外接法，经检验该方法是正确的，则关于电流表的内阻的判断可能正确的是_______。
A． B． C．
12. 某同学用伏安法测一节干电池电动势和内阻，现备有下列器材：
A.被测干电池一节、开关、导线若干
B.电流表：量程0~0.6 A，内阻约0.5 Ω
C.电流表：量程0~3 A，内阻约为0.2 Ω
D.电压表：量程0~3 V，内阻约为5kΩ
E.电压表：量程0~15 V，内阻约为25kΩ
F.滑动变阻器：0~10 Ω，2 A
G.滑动变阻器：0~100 Ω，1 A
在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
（1）在上述器材中，电压表应选择______，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______。（填写仪器前的代号）
（2）实验电路图应选择______（填“甲”或“乙”）；如图，在闭合开关前，滑动变阻器触头应置于最 ______（填“左”或“右”）端。
（3）根据实验中测得多组电压表和电流表的示数，在U-I坐标纸上描点如图丙所示，请根据描出的点作图______，并根据作图求出电源的电动势E=______V，电源内阻r=______Ω。（保留两位有效数字）。
四、解答题
13. 如图所示，已知电源电动势，内阻，定值电阻，。求：
（1）开关闭合而断开时电压表的示数；
（2）开关和都闭合时电压表的示数。
14. 如图，一根长为L = 0.5m的细绝缘线，上端固定，下端系一个质量为m = 4 × 10 - 3kg的带电小球，将整个装置放入一匀强电场当中，电场强度大小为E = 3 × 103N/C，方向为水平向右，已知：当细线偏离竖直方向为θ = 37°时，小球处于平衡状态，重力加速度为g = 10m/s2，试求：
（1）小球带何种电荷，带电量多少；
（2）若剪断细线，小球运动的加速度大小；
（3）若将小球拉至最低点C无初速度释放，当小球运动到B点时绳中拉力大小。
15. 示波器能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器部分结构如图所示，金属丝发射出来的电子（速度可忽略）被加速后从金属板的小孔穿出，从极板正中央垂直射入偏转场偏转后射出电场。已知加速电压为U1，两板间电压为U2，板间距为d，板长为L，电子的电荷量为e、质量为m。求：
（1）电子进入偏转场时的速度v0的大小；
（2）若L=d=8cm，U1=200V，U2=400V。求电子离开偏转场时偏离原入射方向的侧移距离y的大小。
2023-2024学年第一学期“四校联考”高二年级期中考试
物理试卷
本试卷共6页，共15小题，满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考生号、和座位号填写在答题卡上。 用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考生号。
2. 作答选择题时，选出每小题答案后， 用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡上各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。 不按以上要求作答无效。
4. 考生必须保证答题卡的整洁。 考试结束后， 将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题，本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。
1. 下列关于电场的描述中，说法正确的是（ ）
A. 电场强度、加速度这两个表达式，都是采用比值定义法
B. 将头发碎屑悬浮在蓖麻油里，加上电场后，头发碎屑的分布情况就是电场线
C. 元电荷是自然界中存在的最小电荷量，实质上就是电子和质子
D. 超高压带电作业的工人穿戴的工作服，利用了静电屏蔽的原理
【答案】D
【解析】
【详解】A．电场强度是采用比值定义法；是加速度决定式，不是比值定义式，加速度的定义式为
采用了比值定义法，故A错误；
B．电场线是理想模型，实际上不存在，故B错误；
C．元电荷的带电量等于质子电子的带电量，但元电荷是理想模型，现实中不存在，故C错误；
D．工作服内部有金属网，形成了一个法拉第笼，利用了静电屏蔽原理，故D正确。
故选D。
2. 在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（ ）
A. 卡文迪什总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量
B. 库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律
C. 法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量
D. 麦克斯韦引入了电场的概念并用电场线表示电场
【答案】B
【解析】
【详解】A．牛顿总结了万有引力定律，卡文迪什通过扭秤实验测量了万有引力常量，故A错误；
B．库仑通过扭秤实验研究得出了库仑定律，故B正确；
C．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷数值，故C错误；
D．法拉第引入了电场的概念并用电场线表示电场，故D错误。
故选B。
3. “反天刀”是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的方向分布着带电器官，这些器官能在鱼身周围产生电场，如图所示为“反天刀”周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的三个位置，下列说法正确的是（ ）
A. 尾部带正电 B. A点电场强度大于C点电场强度
C. B点电势低于A点电势 D. 正离子从A向C运动其电势能变小
【答案】B
【解析】
分析】
【详解】A．电场线从正电荷出发，终止于负电荷或无穷远，由此可知“反天刀”头部带正电，尾部带负电，A错误；
B．A点电场线比C点的电场线密集，所以A点电场强度大于C点电场强度，B正确；
CD．越靠近负电荷，电势越低，由此可知，B点电势高于A点电势，A点电势低于C点电势，所以正离子从A向C运动，电场力做负功，其电势能变大，CD错误。
故选B。
4. 我国的特高压直流输电是中国在高端制造领域领先世界的一张“名片”，特别适合远距离输电，若直流高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，并且以高压线与大地接触的那个位置为圆心，形成一簇如图所示的等差等势线同心圆，、、、是等势线上的四点，当人走在地面上时，如果形成跨步电压就会导致两脚有电势差而发生触电事故，则（ ）
A. 电势的大小为 B. 场强的大小为
C. 人从沿着圆弧走到会发生触电 D. 间距离等于2倍间距离
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，圆心处的电势最高，向外越来越低，电势的大小为，A错误；
B．场强看等势线的疏密，由图可知场强的大小为，B正确；
C．和在同一条等势线上，人从沿着圆弧走到不会发生触电，C错误；
D．的平均场强大于的平均场强，的电势差等于电势差的二倍，根据可以定性判断出间距离小于2倍间距离，D错误；
故选B。
5. 如图所示为电子束焊接机，K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高电压U，两极之间形成了辐向分布的电场，图中带箭头的虚线代表电场线，B、C是电场中两点。有一电子在K极由静止被加速，不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（ ）
A. A、K之间的电场强度均为
B. B点电势大于C点电势
C. B点电场强度大于C点电场强度
D. 电子由K到A的电势能减少了eU
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．如图所示，A、K之间电场为非匀强电场，不可用进行计算，故A错误；
B．沿电场线方向电势逐渐减小，等势线垂直于电场线，综合可得B点电势小于C点电势，故B错误；
C．电场线越密电场强度越大，则B点电场强度小于C点电场强度，故C错误；
D．电子由K到A的电势能减少量等于电场力做的功，即
故D正确。
故选D。
6. 在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，根据电路图可知，温度越低，这种电热丝的电阻越小；温度越高，这种电热丝的电阻越大；根据欧姆定律可得
则有
可知图像上点与原点连线斜率表示电阻的倒数，随着、的增大，温度升高，电热丝的电阻增大，则图像上点与原点连线的斜率减小。
故选D。
7. 图中的一组平行实线可能是电场线也可能是等势线，一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）
A. 如果实线是等势面，则a点的电势比b点的电势低
B. 如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势高
C. 如果实线是等势面，则电子在a点的动能比在b点的动能小
D. 如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．若实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向向下，则电场线方向向上，a点的电势比b点高，故A错误；
B．若实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场线方向水平向左，则a点的电势比b点低，故B错误；
C．电子从a点到b点静电力做负功，电子的电势能增大，则电子在a点的电势能比在b点的电势能小，在a点的动能比在b点的动能大，故C错误；
D．电子从a点运动到b点电场力做正功，所以电子的电势能减小，电子在a点的电势能比在b点的电势能大，故D正确。
故选D。
二、多项选择题，本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错或不答的得0分。
8. 如图为手机指纹识别功能的演示，此功能的一个关键元件为指纹传感器。其部分原理为：在一块半导体基板上集成有上万个相同的小极板，极板外表面绝缘。当手指指纹一面与绝缘表面接触时，指纹的凹点与凸点分别与小极板形成一个个正对面积相同的电容器，若每个电容器的电压保持不变，则（ ）
A. 指纹的凹点与小极板距离远，电容大
B. 指纹的凸点与小极板距离近，电容大
C. 若手指挤压绝缘表面，电容电极间的距离减小，小极板带电量增多
D. 若用湿的手指去识别，识别功能不会受影响
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．根据电容的定义式
可知，指纹的凹点与小极板距离远，即大，则小；指纹的凸点与小极板距离近，即小，则大，故A错误，B正确；
C．若手指挤压绝缘表面，电容电极间的距离减小，则增大，由于电容器的电压保持不变，根据
可知小极板带电量增多，故C正确；
D．若用湿的手指去识别，由于水是导电的，则使得同一指纹的凹点与凸点与小极板之间的距离将会发生变化，从而改变了电容器电容，使得识别功能受到影响，故D错误。
故选BC
9. 如图所示的电路中，电源的内阻，和是两个定值电阻；当滑动变阻器R的滑片向a移动时，电路中的电流I1、I2的变化情况是（ ）
A. 不变 B. 变大 C. 变大 D. 变小
【答案】AC
【解析】
【详解】当滑动变阻器R的滑片向a移动时，电阻减小，总电阻减小，总电流I变大，因为内阻为0，则路端电压不变，电压不变，则不变，根据
可知变大。
故选AC。
10. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的电流电源连接，上极板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（ ）
A. 带电油滴所受电场力不变 B. 电容器的电量减小
C. 电容器的电压增大 D. 电容器的电容减小
【答案】BD
【解析】
【详解】AC．下极板竖直向下移动，d增大，由于电容器两板间电压不变，根据
可得，金属板间场强减小，则油滴所受的电场力减小，故AC错误；
BD．根据电容的定义式
可知，由于d增大，则电容C减小，电容器与电源保持相连U不变，根据
可知，Q减小，故BD正确。
故选BD。
三、实验题（共16分）
11. 某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率（图中表示待测金属丝的电阻）。
（1）正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为_____；
（2）连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至________。（选填“左端”或“右端”）；
（3）用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为l，螺旋测微器测得金属丝的直径为d，用电流表测得电流为I，电压表测得电压为U，则被测金属丝的电阻率为________。（用题中所给物理量的字母表示）
（4）实验中测得待测金属丝的电阻的阻值约为。电压表内阻RV=1500Ω，实验时电流表采用了外接法，经检验该方法是正确的，则关于电流表的内阻的判断可能正确的是_______。
A． B． C．
【答案】 ①. 2.095（2.094～2.097均正确） ②. 左端 ③. ④. C
【解析】
【详解】（1）由图示螺旋测微器可知，其示数为
（2）为了保护电路，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至最左端使待测支路电流为零；
（3）由欧姆定律得
由电阻定律得
及金属丝的横截面积公式
联立可得
（4）电压表的内阻为，由题意知电流表采用了外接法，经检验该方法是正确的，则有
代入数据得
C可能，AB不可能；
故选C。
12. 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：
A.被测干电池一节、开关、导线若干
B电流表：量程0~0.6 A，内阻约0.5 Ω
C.电流表：量程0~3 A，内阻约为0.2 Ω
D.电压表：量程0~3 V，内阻约为5kΩ
E.电压表：量程0~15 V，内阻约为25kΩ
F.滑动变阻器：0~10 Ω，2 A
G.滑动变阻器：0~100 Ω，1 A
在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
（1）在上述器材中，电压表应选择______，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______。（填写仪器前的代号）
（2）实验电路图应选择______（填“甲”或“乙”）；如图，在闭合开关前，滑动变阻器触头应置于最 ______（填“左”或“右”）端。
（3）根据实验中测得多组电压表和电流表的示数，在U-I坐标纸上描点如图丙所示，请根据描出的点作图______，并根据作图求出电源的电动势E=______V，电源内阻r=______Ω。（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. D ②. B ③. F ④. 乙 ⑤. 左 ⑥. ⑦. 1.5 ⑧. 0.5
【解析】
【详解】（1）[1]干电池电动势约为1.5V，为了确保精度，电压表应选择D。
[2]为了确保电流测量数据的精度，电流表选择B。
[3]滑动变阻器G最大阻值过大，不利于调节电压表，且电流表示数发生明显变化，所以滑动变阻器应选F。
（2）[4][5]根据
可知，甲电路图的系统误差在于电流表的分压，乙电路图的系统误差在于电压表的分流，由于电压表的内阻远远大于电池的内阻，而电流表的内阻与电池的内阻相差不大，则实验中应该排除电流表的分压影响，则实验电路要选择乙图，为了保护电路，使干路电流不至于过大，滑动变阻器的触头应该置于最左端。
（3）[6]根据点连线画出图像如下：
[7][8]由图线可知，电动势为
电阻为
四、解答题
13. 如图所示，已知电源电动势，内阻，定值电阻，。求：
（1）开关闭合而断开时电压表的示数；
（2）开关和都闭合时电压表的示数。
【答案】（1）4.8V；（2）4.5V
【解析】
【详解】（1）开关闭合而断开时，据闭合电路欧姆定律可得，干路电流为
电压表的示数为
联立解得
（2）开关和都闭合时，和并联阻值为
此时干路电流为
电压表的示数为
联立解得
14. 如图，一根长为L = 0.5m的细绝缘线，上端固定，下端系一个质量为m = 4 × 10 - 3kg的带电小球，将整个装置放入一匀强电场当中，电场强度大小为E = 3 × 103N/C，方向为水平向右，已知：当细线偏离竖直方向为θ = 37°时，小球处于平衡状态，重力加速度为g = 10m/s2，试求：
（1）小球带何种电荷，带电量为多少；
（2）若剪断细线，小球运动的加速度大小；
（3）若将小球拉至最低点C无初速度释放，当小球运动到B点时绳中拉力大小。
【答案】（1）正电，1 × 10 - 5C；（2）12.5m/s2；（3）7 × 10 - 2N
【解析】
【详解】（1）由题图分析可得，小球所受电场力水平向右，故小球带正电。设小球带电量为q，根据受力平衡可得
解得
（2）绳剪断后，小球做匀加速直线运动由牛顿第二定律
可得
（3）由最低点无初速度释放至拉力最大过程中，由动能定理
由牛顿第二定律
解得
FT = 7 × 10 - 2N
15. 示波器能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器部分结构如图所示，金属丝发射出来的电子（速度可忽略）被加速后从金属板的小孔穿出，从极板正中央垂直射入偏转场偏转后射出电场。已知加速电压为U1，两板间电压为U2，板间距为d，板长为L，电子的电荷量为e、质量为m。求：
（1）电子进入偏转场时的速度v0的大小；
（2）若L=d=8cm，U1=200V，U2=400V。求电子离开偏转场时偏离原入射方向的侧移距离y的大小。
【答案】（1）；（2）4cm
【解析】
【详解】（1）由动能定理得
解得
（2）水平方向上
竖直方向上
又
联立解得
