湖南师范大学附属中学2024届高二物理第一学期期中考试模拟试题含解析

湖南师范大学附属中学2024届高二物理第一学期期中考试模拟
试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、a、b、c、d四个电阻的U-I图象如图，则电阻最大的是（）
A．a B．b C．c D．d
2、如图,电源内阻较大,当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时,水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态,灯泡L也能正常发光,现将滑片由该位置向a端滑动,则
A．灯泡将变暗,电源效率将减小
B．液滴带正电,将向下做加速运动
C．电源的路端电压增大,输出功率也增大
D．电容器两极板上的电势差将增大
3、两块大小、形状完全相同的金属平板平行正对放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关S，电源即给电容器充电．则（）
A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小
B．保持S接通，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量减少
C ．断开S ，减小两极板间的距离，则两极板间的电场强度不变
D ．断开S ，减小两极板正对面积，则两极板间的电势差减小
4、把四个完全相同的电阻串联后接入某恒压电路中，消耗的总功率为P ，再把它们并联后又接回该电路中，则消耗的总功率为（ ）
A ．P
B ．4P
C ．8P
D ．16P
5、法拉第是19世纪最伟大的实验物理学家之一，他在电磁学研究方面的卓越贡献如同
伽利略、牛顿在力学方面的贡献一样，具有划时代的意义，正是他提出了电场的概念．
关于静电场场强的概念，下列说法正确的是（ ）
A ．由E=F /q 可知，某电场的场强E 与q 成反比，与F 成正比
B ．正、负检验电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入检验电荷的正负有关
C ．电场中某一点的场强与放入该点的检验电荷的正负无关
D ．电场中某点不放检验电荷时，该点场强等于零
6、如图所示的电场中两点A 和B （实线为电场线，虚线为等势面）．关于A 、B 两点的场强E 和电势φ，正确的是（ ）
A ．A E =
B E ，A ϕ =B ϕ
B ．A E ＞B E ，A ϕ＞B ϕ
C ．A E ＜B E ，A ϕ＜B ϕ
D ．A
E ＞B E ，A ϕ＜B ϕ
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、下列有关静电现象的说法，正确的是
A ．复印机是利用静电吸附作用工作的
B ．安装在烟囱底部的静电除尘器可以把烟灰除掉
C ．为消除静电现象，油罐车尾部装一条拖地铁链
D ．为了美观，最好把避雷针顶端设计成球形
8、如图所示，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中φ1=10V ，φ2=20V ，φ3=30V 一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从A 点运动到B 点，由此可知
A．粒子带负电
B．粒子的速度变大
C．粒子的加速度变大
D．粒子的电势能减小
9、一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则( ) A．电动机消耗的总功率为UI
B．电动机消耗的热功率为
2 U R
C．电源的输出功率为EI
D．电源的效率为1－Ir E
10、关于电源，下列说法正确的是
A．电源是把其他形式能转化为电能的装置
B．在电源内部，依靠电场力搬运电荷
C．电源内部存在着由负极指向正极的电场
D．电动势由电源中非静电力的特性决定，跟其体积、外电路无关
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验：
(1)如图甲所示，该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径D=______mm；
(2)该同学用如图乙所示电路图测量金属丝R x的电阻，供选择的仪器如下：
①电流表A1（内阻为r）；
②电流表A2；
③滑动变阻器R1（0~1000Ω）；
④滑动变阻器R2（0~20Ω）；
⑤蓄电池（2 V）；
⑥电键S及导线若干。

(3)滑动变阻器应选择_____（选填“R1”或“R2”）；在图丙中按图乙用连线代替导线连接实物图；
（____）
(4)闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录A1、A2 的读数I1、I2，通过调节滑动变阻器，得到多组实验数据；以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图像，如图丁所示。

根据I2—I1 图像的斜率k及电流表A1内阻r，写出金属丝电阻的表达式R x=
_______；
(5)测得金属丝连入电路的长度为L，则金属丝电阻率ρ=________（用k、D、L、r表示）。

12．（12分）(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数值依次________mm、________A、__________V。

(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ。

电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E = 4.5V，内阻很小。

则以下电路图中__________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路。

但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏_________。

A．B．C．
D．
(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值 2.0A R =Ω，那么准确测量金属丝电阻x R 的最佳电路应是上图中的__________电路（填电路图下的字母代号）。

此时测得电流为I 、电压为U ，则金属丝电阻x R =___________（用题中字母代号表示）。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）利用电场、磁场可以控制带电粒子的运动。

如图所示，在平面直角坐标系xOy 中，有一个半径为r 的圆形区域，其圆心坐标为 (r ，0)。

在这个区域内存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于xOy 平面向外的匀强磁场。

在直线y = - r 的下方，有水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E 。

一质子从O 点沿x 轴正方向射入磁场，在磁场中做半径为r 的匀速圆周运动。

已知质子的质量为m ，电荷量为+q ，不计质子的重力。

求：
（1）运动轨迹由哪两个图形构成；
（2）质子在磁场中运动时速度的大小υ；
（3）质子离开磁场后经多长时间到达y 轴；
（4）质子运动到y 轴时距O 点的距离L 。

14．（16分）一个质量m =30g ，带电量为-1．7×
10-8C 的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强的电场中，电场线水平．当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30o ，求该电场的电场强的大小和方向？
15．（12分）如图所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r ＝0.8 Ω，电路中另一电阻R ＝10 Ω，直流电压U ＝160 V ，电压表示数U V ＝110 V ．试求：
(1)通过电动机的电流；
(2)输入电动机的功率；
(3)电动机输出的机械功率．
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、A
【解题分析】 电阻U R I
=可知电阻R 等于U -I 图线的斜率。

图线a 的斜率的最大，电阻最大 【题目点拨】
A ．a 与分析相符，故A 正确；
B ．b 与分析不符，故B 错误；
C ．c 与分析不符，故C 错误；
D ．d 与分析不符，故D 错误。

2、D
【解题分析】
A ．将滑片由该位置向a 端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，电路中总电阻增大，电路中电流减小，灯泡消耗的功率减小，则灯泡将变暗。

外电路总电阻增大，路端电压增大，则电源的效率为
100%100%UI U EI E
η=⨯=⨯ U 增大，则知η增大，故A 错误。

BD ．液滴受力平衡，因电容器上极板带负电，板间场强向上，则知液滴带正电。

路端
电压增大，故电容器板间电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，因此液滴将向上做加速运动。

故B 错误，D 正确。

C ．由于电源的内电阻与外电阻关系未知，所以不能判断输出功率如何变化，故C 错误。

3、C
【解题分析】
A. 保持S 接通，则电容器两板间的电势差不变，因d 减小，由U E d =
可知，两极板间的电场场强增大，故A 错误；
B. 保持S 接通，两板间的电势差不变，在两极板间插入一块介质后，电容增大，由Q =CU 可知，极板上的电荷量增大，故B 错误；
C. 断开S ，电量保持不变，根据4S C kd επ= 、Q U C =、U E d
=联立解得： 4U Q kQ E d Cd s
πε=== 减小两极板间距离时，两极板间的电场强度不变，故C 正确；
D. 断开S ，电量保持不变，减小两极板正对面积，据4S C kd επ=
可知，电容减小，根据Q U C
=
可知，电势差变大，故D 错误。

4、D
【解题分析】 设每个电阻的阻值为R ，电路的电压为U ，则四个电阻串联时，则有 P=2
4U R
；四个电阻并联时，则有2
14
U P R '= ，解得P′=16P ，故选D ． 5、C
【解题分析】
试题分析：电场强度是一个比值定义，与放入的检验电场受到的大小与F 和及带电量q 无关，是由电场本身的性质决定的，A 错误，C 正确；电场强度的方向规定与正电荷受
力的方向相同，负电荷受力的方向与电场强度方向相反，因此与正负电荷无关，
B 错误；一旦通过检验电荷测出了该点的电场强度，把检验电荷移走，该点的电场强仍不变，与是否有检验电荷无关，D 错误．
考点：电场强度
6、B
【解题分析】
根据电场线越密的地方电场强度越大，所以A点的场强大于B点的场强，根据沿着电场线电势逐渐降低，所以A点的电势高于B点的电势，故B正确，ACD错误．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、ABC
【解题分析】
A、复印机是利用静电吸附作用工作的，故A正确；
B、根据静电吸附作用，安装在烟囱底部的静电除尘器可以把煤灰除掉，故B正确；
C、为消除静电危害，油罐车尾部装一条拖地铁链可以快速将产生的静电导走，故C正确；
D、表面积越小，越是尖锐的物体，越容易放电，因此避雷针做成尖形的，更容易发挥作用，故D错误．
点睛：本题考查静电的防止和应用，要注意明确避雷针的原理，知道它是用来保护建筑物物等避免雷击的装置，在高大建筑物顶端安装一根金属棒，用金属线与埋在地下的一块金属板连接起来，利用金属棒的尖端放电，使云层所带的电和地上的电逐渐中和，从而不会引发事故．
8、ABD
【解题分析】
A．由图象可知带电粒子的轨迹向右偏转，得出粒子所受力的方向大致向右；又由电场线指向电势降低最快的方向，得出电场线方向大致向左。

因为带电粒子受力与电场的方向相反，所以粒子带负电。

故A正确。

B．由动能定理得，合外力（电场力）做正功，动能增加，速度增大，故B正确。

C．由于等差等势面密的地方电场线也密、电场线密的地方粒子受到的力也越大，加速度也越大，所以粒子从A点运动到B点，加速度在变小。

故C错误。

D．由电场力做功的公式W AB=qU AB得，粒子从A点运动到B点，电场力做正功，电势能减小。

故D正确。

9、AD
【解题分析】
电动机消耗的总功率应该用P=IU来计算，所以总功率为IU，所以A正确；电动机消耗的热功率应该用P=I2R来计算，所以热功率P=I2R，所以B错误．电源的输出功率等于
电动机的输入功率，得P出
=UI ．故C 错误．电源的总功率为IE ，内部发热的功率为I 2r ，所以电源的效率为2 1IE I r Ir IE E
-=- ，所以D 正确．故选AD. 10、AD
【解题分析】
A ．电源能将其他形式的能转化为电能，故A 正确；
B ．电源内部依靠非静电力搬移电荷而做功，把其他形式的能转化为电能，故B 错误；
C ．电源内部存在着由正极指向负极的电场，故C 错误；
D ．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，电动势由电源中非静电力的特性决定，跟其体积、外电路无关，故D 正确。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、2.500 R 2 1
-r k 24(1)π-rD L k 【解题分析】
（1）[1]. 螺旋测微器测量金属丝的直径D =2mm+50.0 0.01mm=2.500mm ；
（3）[2]根据电路原理图可知，滑动变阻器是分压式接法，所以滑动变阻器要选择较小的R 2；
[3]根据电路原理图，实物图连线如图所示
（4）[4].根据欧姆定律可知金属丝电阻
121
I r R I I =- 变形得
21(1)r I I R
=+ 所以I 2—I 1 图像的斜率
(1)r k R
=+
变形得 1
r R k =- （5）[5]根据电阻定律得 L R S ρ
= 解得
2
4(1)
RS rD L L k ==-πρ 12、0.999(0.998-1.000mm) 0.42A 2.27V ( 2.26-2.28) A 小 B A U
R I
【解题分析】
（1）[1]螺旋测微器的读数为：d =0.5mm+49.9×0.01mm=0.999mm ；
[2]电流表的读数为：I =0.42A ；
[3]电压表的读数为：U =2.28V ；
（2）[4]因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的内阻约为5Ω，故采用电流表外接法误差较小，故选A ；
[5]在实验中电压表示数准确，但电流测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小；
（3）[6]因已知电流表准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻；故应选B 电路；
[7]待测电阻及电流表总电阻：
U R I
= 则待测电阻： A x A U R R R R I =-=
-
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、 (1) 圆（四分之一圆周）和抛物线构成 (2) qBr m υ= (3) (4)
(1r + 【解题分析】
（1）因粒子的运动半径等于磁场的半径，可知粒子从O 点射入后运动四分之一圆周从最下端竖直向下进入电场，然后在电场中做类平抛运动，则粒子运动轨迹由圆（四分之一圆周）和抛物线构成.
（2）质子从O 点射入磁场后做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得:
2
υq υB m r
= 解得
qBr m
υ= （3）质子沿x 轴正方向射入磁场，经14
圆弧后以速度υ垂直于电场方向进入电场。

在沿电场方向上，质子做初速为0的匀加速直线运动，加速度大小:
qE a m
= 质子经过时间t 到达y 轴
t == （4）在垂直电场方向上，质子的位移
l t υ==质子到达y 轴时距O 点的距离
(1L r l r =+=+ 14、7110/E N C =⨯，水平向右
【解题分析】
小球在电场中受重力、电场力、拉力三个力，合力为零，则知电场力的方向水平向左，而小球带负电，电场强度的方向与负电荷所受电场力方向相反，所以匀强电场场强方向水平向右．
由图，根据平衡条件得
tan30qE mg =︒
得 tan 30mg E q
︒=
代入解得
7110/E N C =⨯
15、 (1)5 A ；(2)550 W ；(3)530 W
【解题分析】(1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压()160110V 50V R V U U U ＝－＝－＝
通过电阻R 的电流5R R U I A R
== 即通过电动机的电流5A M R I I ＝＝
(2)电动机的分压110V M V U U ＝＝
输入电动机的功率·
550W M M P I U 入＝＝ . (3)电动机的发热功率220W M P I r =热＝
电动机输出的机械功率530P P P W 入出
热＝－＝ 综上所述本题答案是：(1)5 A ；(2)550 W ；(3)530 W。