河南省2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题及答案

河南省2023～2024学年高二年级学业质是监测考试
物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：
1．答卷前，考生务必将自已的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，回答非选择题时，将答案写在答题卡上。

写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1．关于电路的知识，下列说法正确的是（
）
A ．电阻率超大，导体的电阻越大
B ．电源的作用是在电源内部把电子由正极搬运到负极，保持两极之间有电压
C ．通过导体横截面的电荷量越大，导体中的电流越大
D ．电阻R 表示导体对电流的阻碍作用，R 越小通过电阻的电流一定越大
2．关于静电场知识，下列说法正确的是（
）A ．摩擦起电的过程中产生了电荷，所以不遵循电荷守恒定律B ．电场强度为零的地方，电势一定为零
C ．电势降低的方向就是电场强度的方向
D ．工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理
3．如图所示，上表面绝缘的力传感器放在水平面上，带电金属小球B 静止在力传感器上，手握固定带电金属小球A 的绝缘柄，使小球A 静止在小球B 正上方高h 处，此时力传感器的示数为1F ；将两球接触后，A 球仍移到原来的位置，此时力传感器的示数为2F 。

若两个小球完全相同，两球接触前带不等量的异种电荷，不计小球的大小，则下列判断正确的是（）
A ．一定有12
F F >B ．一定有12F F <C ．可能有12F F =D ．无法判断1F 、2F 的大小关系
4．A 、B 两根平等长直导线垂直纸面固定，两导线中通有大小相等的恒定电流，在两导线连线的垂直平分线
上有一小磁针，在磁场力作用下保持静止状态，如图所示，忽略地磁场的影响。

关于两导线中电流方向，下列说法正确的是（）
A ．A 中电流垂直纸面向外，
B 中电流垂直纸面向里
B ．A 中电流垂直纸面向外，B 中电流垂直纸面向外
C ．A 中电流垂直纸面向里，B 中电流垂直纸面向里
D ．A 中电流垂直纸面向里，B 中电流垂直纸面向外
5．如图所示，a 、b 、c 为正方形的三个顶点，d 为ab 边的中点，O 为正方形的中心，在d 、c 两点处分别固定电荷量为Q +、Q -的点电荷，此时O 点场强大小为1E 、电势为1ϕ；若只将d 处点电荷Q +移到b 点，O 点场强大小变为2E 、电势变为2ϕ，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是（）
A ．12E E >，12
ϕϕ>B ．12E E <，12ϕϕ>C ．12E E >，12ϕϕ<D ．12E E <，12
ϕϕ<6．对心脏骤停患者利用自动体外除颤器（AED ）可进行有效的除颤和心肺复苏。

如图所示为用心脏除颤器治
疗时的情景，该心脏除颤器的电容器充电后的电压为4.0kV ，充电后贮存的电能为212
E CU =（C 为电容器电容，U 为电容器两极板间电压）。

电容器一次放电至两极板之间的电压为0的时间为2.0ms ，平均放电电流为36A ，电容器放电时忽略人体的电阻变化，下列说法正确的是（）
A ．充电后，电容器的带电量为37.210C -⨯
B ．充电后，电容器储存的电能为144J
C ．放电过程，放电电流会越来越大
D ．放电过程，电容器的电容会越来越小
7．如图甲所示为某展会的一台智能机器人，其内部电路可以简化为如图乙所示电路，直流电动机线圈电阻为0r ，额定电流为I 。

定值电阻的阻值为R ，电路由内阻为r 的直流电源供电。

当电动机恰好能正常工作时，电动机的输出功率与电源的输出功率之比为12，则直流电源的电动势等于（）
A ．()0I r R r ++
B ．()02I r R r ++
C ．()02I r R r ++
D ．()
022I r R r ++8．如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，滑动变阻器的最大阻值为3R ，滑片P 位于滑动变阻器的中点，定值电阻的阻值为R ，若在a 、b 端加上电压U 时，电压表的示数为1U 、电流表的示数为1I ；若在c 、d 端加上电压U 时，电压表的示数为2U 、电流表的示数为2I ，则下列关系正确的是（）
A ．12U U >
B ．12U U <
C ．12I I >
D ．12
I I <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，有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

9．如图所示为阴极射线示波管内的聚焦电场示意图，图中带箭头实线为电场线，虚线为等势面，一个带电粒子在P 点处以一定的初速度射出，仅在电场力作用下运动到Q 点。

带电粒子重力忽略不计，根据图中的轨迹判断，粒子从P 点运动到Q 点的过程中（）
A ．粒子带正电
B ．粒子在P 点的加速度比在Q 点加速度大
C ．粒子在P 点的速度比在Q 点速度大
D ．粒子在P 点的电势能比在Q 点电势能大
10．如图所示为两电学元件A 、B 的伏安特性曲线，两条图线交于点P ，A 的图像在P 点的切线与纵轴的交点值为0.4，B 的图像在P 点的切线与横轴的交点值为0.7，则下列说法正确的是（）
A ．
B 元件可能是金属导体
B ．当两元件中的电流均为0.5A 时，A 、B 两元件的电阻阻值相等
C ．将两元件串联在电路中，当元件中的电流小于0.5A 时，A 的电阻阻值大于B 的电阻阻值
D ．将两元件并联在电路中，当元件中两端的电压小于1V 时，A 的功率大于B 的功率
11．如图所示电路中是，电表均为理想电表，1R 、2R 、3R 为定值电阻，电源电动势为E ，电源内阻1r R 。

将开关S 闭合、在变阻器0R 的滑片P 向下移动过程中（）
A ．电压表1V 示数增大
B ．电压表2V 示数增大
C ．电流表A 示数增大
D ．电源的输出功率增大
12．如图所示为某静电场中x轴正半轴上各点的电势分布图，一个电荷量为q、质量为m的带电粒子在坐标原点由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向运动，不计粒子重力，则下列说法正确的是（）
A．粒子带正电
B．粒子在坐标轴1x处和坐标轴2x处时速度相同、加速度相同
C．粒子从坐标轴1x处运动到坐标轴2x处的过程中，速度先增大后减小，加速度先增大后减小
D．粒子有可能运动不到坐标轴3x处
三、非选择题：本题共5小题，共56分。

13．（8分）某同学用传感器观察电容器放电过程，实验电路图如图甲所示。

先使开关S与1端相连，电源E
R=的定值向电容器充电，这个过程可在短时间内完全；然后把开关S掷向2端，电容器通过阻值为5000Ω
电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出放电电流随时间变化的I t-图像。

（1）开关S与1端相连，电源向电容器充电后，电容器的上极板带__________（填“正”或“负”）电；把开关S由1端掷向2端后，电容器通过电阻R放电，该放电过程中，通过电流传感器的电流方向为__________（填“从M到N”或“从N到M”）；
（2）由图乙可知，充电后电容器两端的电压为U=__________V，若按“四舍五入”数格法（大于半格算一格，小于半格舍去），由图可知电容器所带的电荷量约为Q=__________C；电容器的电容约为C=__________F。

（计算结果均保留两位有效数字）。

（3）下列关于电容器放电过程时，所带电荷量Q与时间ι的关系、所带电荷量Q与两极板间的电压U的关系
正确的是（）
A ．
B ．
C ．
D ．
14．（12分）某学习小组要测量一段电阻丝的电阻率，被测电阻丝的阻值约为几欧姆。

（1）该同学先用多用电表粗测该电阻丝的电阻。

将多用电表的选择开关调至欧姆__________（填“1⨯”“10⨯”或“100⨯”）挡，将两个表笔短接后进行__________（填“机械调零”或“欧姆调零”），再将被测电阻丝接在两表笔间，多用电表刻度盘示数如图甲所示，则测得的电阻丝的电阻阻值为__________Ω；
（2）为了精确测量被测电阻丝x R 的大小，实验室提供的器材如下：
A ．电流表G （内阻100g R =Ω，满偏电流6mA g I =）
B ．电流表A （内阻约为0.2Ω，量程为0～0.6A ）
C ．电阻箱()
009999ΩR ~D ．滑动变阻器()
05ΩR ~E ．干电池组（3V ，内阻不计）
F ．一个开关和导线若干
完成下列填空：
①将电流表G 改装成量程3V 的电压表，将电阻箱与电流表G 串联，则电阻箱接入电路的电阻应调为0R __________Ω；
②要求尽可能减小实验误差并多测量几组数据，请根据实验要求，在虚线框内将实验电路图补充完整；
③按实验电路图连接好电路，按正确操作测得多组电流表G 和电流表A 的示数1I 、2I ，作21I I -图像，得到图像的斜率为100k =，则被测金属丝的电阻x R =__________Ω（结果保留两位有效数字）；
（3）用螺旋测微器测得该金属丝的直径d 如图乙所示，则d =__________mm 。

若通过实验测出金属丝的电阻为R ，长度为L ，则金属丝的电阻率ρ=__________（用题中所给的字母表示）。

15．（8分）如图所示，电源电动势为10V E =，内阻为10Ωr =，电容器的电容为1F C μ=，电流表G 的满偏电流为6mA ，内阻为100Ω，定值电阻1R 与电流表G 串联且它们两端允许加的最大电压为3V ，滑动变阻器R 的最大阻值为480Ω。

闭合开关S ，调节滑动变阻器R 的滑片位于滑动变阻器的中点，电流表的示数为4mA ，求：
（1）定值电阻1R 的阻值大小；
（2）电容器的带电量为多少；
（3）电阻0R 消耗的功率多大。

16．（12分）如图所示，倾角为30︒的足够长且上表面光滑的斜面体固定在水平面上，带电小球a固定在倾面底端A点，质量为m的小球b在斜面上D点由静止释放，结果小球b沿斜面向上运动，小球b通过斜面上P点
和Q点的加速度大小相等，已知
1
2
AD DP PQ l
===，不计小球的大小，两小球均带正电且带电量相同，重
力加速度为
g，静电量常量为k，求：
（1）两个小球的带电量分别为多少；
（2）小球b在D点释放的一瞬间，加速度多大；
（3）若规定无限远处的电势为零，真空中点电荷周围某点的电势ϕ可表示为
Q
k
r
ϕ=，其中k为静电力常量，
Q为点电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离。

小球b运动过程中速度最大的位置在F点（图中未标出），
则D、F两点间的电势差为多少（不考虑小球b产生的电场的影响）。

17．（16分）如图所示，在直角坐标系的第一象限内，边长为L的正方形ABOC区域内有沿x轴负方向的匀强电场Ⅰ，在第二象限内，等腰直角三角形OCD区域以外的区域，有沿y轴负方向的匀强电场Ⅱ，两电场的
电场强度大小相等。

一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从OB中点M沿y轴正向以大小为0v的初速度
射入电场Ⅰ，粒子恰好从C点进入电场Ⅱ，不计粒子的重力，求：
（1）匀强电场的电场强度大小E；
（2）粒子在电场Ⅱ中运动过程中，离x轴的最远距离m y；
（3）粒子离开电场Ⅱ时的速度大小。

河南省2023～2024学年高二年级学业质量监测考试
物理参考答案
1．B解析：由
L
R
S
ρ
=可知，电阻与材料的电阻率有关外，还与长度、截面积等有关，A错误；电源的作
用是在电源内部把电子由正极搬运到负极，保持两极之间有电压，B 正确；由Q I t =
可知，通过导体横截面的电荷量大，导体中的电流不一定大，C 错误；由U I R =
可知，电阻小，电流不一定大，D 错误。

故选B 。

2．D 解析：摩擦起电的过程是电荷的转移，遵循电荷守恒定律，A 错误；电场强度为零的地方，电势不一定为零，B 错误；任一点电场强度的方向总是指向该点电势降落最快的方向，C 错误，工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽，防止触电，D 正确。

故选D 。

3．B 解析：A 、B 带异种电荷时，A 、B 间为引力，则1F 小于小球B 的重力，两球接触后带同种电荷，A 、B 间为斥力，则2F 大于小球B 的重力，则12F F <，B 正确。

故选B 。

4．B 解析：由小磁铁的N 极指向可知，两长直导线中电流产生的磁场在小磁针处的合磁场水平向右，根据安培定则及磁场叠加可知，A 、B 中电流均垂直于纸面向外，B 正确。

故选B 。

5．A 解析：根据题意可知，d 处点电荷带正电，当点电荷从d 点沿直线移到b 点的过程中，该电荷在O 点产生的场强逐渐变小，且与c 点电荷产生的场强夹角变大，因此合场强变小，因此12E E >，相据等量异种点电荷周围电势分布特点可知，O 点在dc 连线中垂线靠近正电荷一侧，所以10ϕ>，O 点在bc 连线中垂线上，20ϕ=，则12ϕϕ>，A 正确，故选A 。

6．B 解析：充电后，电容器的带电量为27.210C Q It -==⨯，A 错误；电容器的电容51.810F Q C U
-=
=⨯，充电后，电容器储存的电能为21144J 2E CU ==，B 正确；放电过程，随着电量减少，放电电流会越来越小，C 错误；放电过程，电容器的电容保持不变，D 错误。

故选B 。

7．D 解析：根据题意，电动机正常工作时，电动机两端电压()U E I r R =-+，则电动机的输出功率
()22100P UI I r EI I r R r =-=-++，电源的输出功率22P EI I r =-，则012112
IR Ir P P E Ir +=-=-，解得()022E I r R r =++，D 正确。

故选D 。

8．D 解析：由题意知，1U U =，2
12 1.522.51.571.5 2.5R U U R I R R R R R
=⨯=+；2U U =，221.53U U I R R ==，由此判断，12U U =，12I I <，D 正确，故选D 。

9．AC 解析：粒子受到的电场力指向轨迹凹的一侧，与电场强度方向相同，由此判断粒子带正电，A 正确；Q 点电场线密集程度大于P 点，所以Q 点场强比P 点场强大，因此粒子在P 点加速度比Q 点小，B 错误；根据力与速度关系可知，粒子从P 点到Q 点电场力做负功，粒子动能减小，粒子在P 点的速度比在Q 点速度大，
C 正确；根据能量守恒可知，粒子在P 点的电势能比在Q 点电势能小，
D 错误。

故选AC 。

10．BD 解析：I U -图像的切线斜率变化可反映电阻大小变化情况，B 元件随着电压升高，切线斜率越来越大，因此电阻越来越小，A 错误；由图像可知当通过两元件中的电流均为0.5A 时，A 、B 两元件两端电压也相等，根据欧姆定律可知电阻相等，B 正确；将两元件串联在电路中，当元件中的电流小于0.5A 时，A 元件两端电压小于B 元件两端电压，因此A 的电阻小于B 的电阻，C 错误；将两元件并联在电路中，当元件中两端的电压小于1V 时，在相同电压下，A 的电流总是比B 的电流大，因此A 的功率大于B 的功率，D 正确。

故选BD 。

11．BD 解析：在变阻器0R 的滑片P 向下移动过程中，0R 接入电路的电阻变小，电路中的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，电压表1V 示数减小，A 错误；1R 的电压增大，2R 两端的电压减小，2R 中的电流减小，电流表的示数减小，C 错误；3R 中的电流增大，3R 两端电压增大，1R 、2R 两端的电压均增大，因此电压表2V 示数增大，B 正确；由于电源内阻1r R <，因此外电阻总是大于电源内阻，当外电阻减小时，电源的输出功率增大，D 正确。

故选BD 。

12．AC 解析：由图可知，从坐标原点开始，沿x 轴正向，场强力向先沿x 轴正力向，再沿x 轴负方向，粒子在坐标原点由静止释放，仅在电场力作用下沿x 轴正向运动，说明粒子开始受到电场力沿x 轴正向，粒子带正电，A 正确；粒子在坐标轴1x 和2x 两点处电势能相同，动能相同，运动方向相同，速度相同：这两点图像切线斜率大小和方向不同，电场强度不同，加速度大小不相同，B 错误；粒子从坐标轴1x 处运动到坐标轴2x 处的过程中，先加速后减速，加速度先增大后减小，C 正确；根据能量守恒可知，粒子运动到3x x =处速度不为零，即能运动到3x x =处，D 错误。

故选AC 。

13．答案：（1）正（1分）
从N 到M （1分）（2）12（1分）
33.410-⨯（填33.310-⨯或33.510-⨯均得分）
（2分）42.810-⨯（填42.710-⨯或42.910-⨯圴得分）
（1分）（3）D （2分）
解析：（1）根据电源的正负极可知，充电后，电容器的上板带正电，放电时，电流传感器中的电流方向从N 到M ；
（2）由图乙可知，放电时的最大电流为2.4mA ，则充电后电容器两端的电压32.4105000V 12V U -=⨯⨯=，由面积可知，由I t -图像可知图像与横轴围成的面积表示电容器所带的电荷量，图中图像与横轴围成的部分大约有42个小方格，则有电容器所带的电荷量为23420.2100.4C 3.410C Q --=⨯⨯⨯=⨯，则电容器的电压
42.810F Q C U
-==⨯；（3）Q t -图像的切线斜率表示电流的大小，放电过程中电流越来越小，所以斜率越来越小，A 、B 错误；由
Q C U
=
，Q 与U 成正比，图像为一条过原点的直线，C 错误，D 正确。

故选D 。

14．答案：（1）1⨯（1分）欧姆调零（1分） 6.0（1分）（2）400（2分）见解析（2分） 5.1（2分）
（3）0.306（0.3050.308~均得分）（1分）2π4d R L
（2分）解析：（1）将多用电表的选择开关调至欧姆“1⨯”挡，将两个表笔短接后进行欧姆调零，再将被测金属丝在两表笔间，多用电表刻度盘示数如图所示，则测得的金属丝的电阻阻值为6.0Ω，
（2）由()03V g g I R R +=解得0400ΩR =；
由于
x R
<，采用电流表外接法，电路如图所示。

由欧姆定律得()
1002111g g x x I R R R R I I I R R ++⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭
，则01g x R R k R +⎛⎫+= ⎪⎝⎭，解得0 5.1Ω1g x R R R k +==-；（3）由图乙螺旋测微器读数可知电阻丝的直径为30.60.01mm 0.306mm d =⨯=由L R S ρ
=得到22ππ24d R d R L L
ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭==15．答案：（1）400Ω
（2）61.610C
-⨯（3）0.056W
解析：（1）由于定值电阻1R 与电流表G 串联时两端允许加的最大电压为3V ，则()
1m g g U I R r =+（1分）解得1400ΩR =（1分）
（2）电容器两端的电压1 1.6V C U IR ==（1分）
电容器带电量61.610C C Q CU -==⨯（1分）
（3）电阻0R 两端的电压()12V g U I r R =+=（1分）电路中的总电流0.032A 12
E U I r R -==+总（1分）电阻0R 中的电流00.028A I I I =-=总（1分）
则电阻0R 消耗的功率00.056W P UI ==（1分）
16．答案：
（1
）4q =（2）2710a g =
（3
）解析：（1）根据题意知22
22
sin 30sin 30(2)(4)q q k mg mg k l l -︒=︒-（2分）
解得4q =（1分）（2）设b 球在D 点刚释放的一瞬间加速度大小为a ，根据牛顿第二定律得
22sin 30q k mg ma l
-︒=（2分）解得2710
a g =（2分）（3）设F 点和A 点间的距离为s ，小球
b 速度最大时，合力为0，则22sin 30q mg k s
︒=（1分）解得4105
s l =（1分）D
点的电势为D kq r ϕ==（1分）F
点的电势为F kq s ϕ=
=1分）
则D 、F 两点间的电势差DF U =1分）17．答案：（1）20mv qL （2）32
L （3）02v 解析：（1）粒子在电场Ⅰ中做类平抛运动，则
01L v t =（1分）
211122
L at =（1分）根据牛顿第二定律qE ma =（1分）解得20mv E qL
=（1分）（2）设粒子进入电场Ⅱ后，沿y 轴正向运动的最大距离为d ，根据运动分解，粒子在电场Ⅱ中运动时，沿y 轴方向的分速度的初速度大小为0v ，则202v d a
=（1分）解得12
d L =（1分）因此粒子在电场Ⅱ中运动过程中，离x 轴的最远距离32
m y d L L =+=（2分）（3）设粒子进电场Ⅱ时沿平行x 轴方向的分速度为x v ，则10x v at v ==（1分）
设粒子从x 离开电场Ⅱ，则222012L v t at -=-
（1分）
解得(20
1L t v =+（1分）
由于(01x x v t L L ==+>（1分）
假设成立，因此粒子从x 轴离开电场Ⅱ。

设粒子进电场Ⅱ时的速度大小为1v ，则10v ==（1分）设粒子离开电场Ⅱ时速度为2v ，根据动能定理22211122qEL mv mv =
-（2分）解得202v v =（1分）。