2023年高二前半期期中考试物理试卷带参考答案和解析(河北省石家庄市第二中学)

选择题
一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I．已经知道铜的密度为ρ，铜的摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿佛加德罗常数为NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，对铜导体研究：每个铜原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，为：；t时间内通过导体截面的电荷量为：q=ne；则电流强度为：得：，故选A。

某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，
以下说法正确的是()
A. B点的电阻为12Ω
B. B点的电阻为40Ω
C. 导体的电阻因温度的影响改变了1Ω
D. 导体的电阻因温度的影响改变了9Ω
【答案】B
【解析】根据欧姆定律可得B点的电阻为：，故B正确，A错误；根据欧姆定律可得A点的电阻为：
，则两点间的电阻改变了40-30=10Ω，故C D 错误。

所以B正确，ACD错误。

选择题
如图所示，已知R1=50Ω，右方虚线框内为黑盒，黑盒内电阻未知，今用电压表测得UAC=10V，UBC=40V，则A、B的总电阻为（）
A. 75Ω
B. 150Ω
C. 200Ω
D. 250Ω
【答案】D
【解析】
设CB间的总电阻为RCB。

由于电阻R1与CB间的总电阻串联，则根据串联电路的特点有：R1：RCB=UAC：UBC=10：40
代入解得,RCB=200Ω
故RAB=R1+RCB=250Ω.故ABC错误，D正确
故选：D
选择题
如图所示，一段长为a，宽为b，高为c(a>b>c)的导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为R，则最小的电阻为：( )
A．c2R/a2 B．c2R/ab C．a2R/bc D．R
【答案】A
【解析】
试题根据电阻定律，若希望电阻最小，则分母应越大，分子应
越小，所以以ab为横截面积分母最大，则答案为A
选择题
如图所示，A、B、C三个相同的灯泡连成如图电路，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，三个灯泡的亮暗变化情况是（）
A. 同时变亮
B. 同时变暗
C. A、C两灯变暗，B灯变亮
D. A、C灯变亮，B灯变暗
【答案】D
【解析】
滑动变阻器滑动触头向上滑动时，接入电阻减小，则总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，故流过A灯电流增大，故A 灯变亮；
由于电流增大，则可知内电压和灯泡A两端的电压增大，故并联部分电压减小，所以B灯两端电压减小，B灯变暗；
因干路电流增大，B灯电流减小，则由分流原理可知，C中电流增大，
故C灯变亮，故AC变亮，B变暗，故D正确，ABC错误。

故选：D.
选择题
如图所示，将电压表和电流表用（a）和（b）两种测量电路连接，用来测量电阻Rx的阻值，按照（a）图时，电流表示数为4.00mA，电压表示数为2.40V；按照（b）图时，电流表示数为5.00mA，电压表示数为2.30V，比较这两次结果，正确的是
A. 电阻的真实值更接近600Ω，且大于600Ω
B. 电阻的真实值更接近600Ω，且小于600Ω
C. 电阻的真实值更接近600Ω，且大于460Ω
D. 电阻的真实值更接近460Ω，且小于460Ω
【答案】B
【解析】
电流表示数由4.00mA变为5.00mA，变化了=25%；电压表示数由2.40V变为2.30V，变化了=4%；电流变化明显，说明电压表分流较明显，应采用电流表内接法，即按照（a）图连接。

电流表的示数是4.00mA，电压表的示数是2.40V，根据欧姆
定律有：
此电阻等于待测电阻与电流表内阻之和，待测电阻阻值小于600Ω。

故B正确，ACD错误。

故选：B
选择题
三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场磁感应强度大小为B，则d处的磁感应强度大小为()
A. 2B
B. B
C. 3B
D. 3B
【答案】C
【解析】
试题根据每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线
的距离成反比，得出各电流在d点所产生的B的大小关系，由安培定则确定出方向，再利用矢量合成法则求得B的合矢量的大小和方向．假设正方形的边长为L，通电导线b在a处所产生磁场的磁感应强度大小为B，根据几何关系得．每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与距该导线的距离成反比，则a与c在d处产生的磁场的强度，b在d处产生的磁场的强度为，方向如图：
则d点的磁感应强度，故B正确．
选择题
如图所示，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，从P点平行直线MN 射出的a、b两个带电粒子，它们从P点射出开始计时到第一次到达直线MN所用的时间相同，到达MN时速度方向与MN的夹角分别为60°和90°，不计重力以及粒子间的相互作用力，则两粒子速度大小之比va:vb为
A. 2:1
B. 3:2
C. 4:3
D.
【答案】C
【解析】试题分析：设两个粒子运动的时间为t，则粒子a运动的时间为，同理粒子b运动的时间为，则；设P点到MN的距离为h，则由几何关系：，解得；，即；，则
，选项C正确。

选择题
如图所示，质量为60g的铜棒长为L=20cm，棒的两端与等长的两细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后，铜棒能够向上摆动的最大偏角θ=60°，g 取10m／s2，则铜棒中电流I的大小是( )
A. B. C. 6A D.
【答案】A
【解析】铜棒上摆的过程，根据动能定理得：FLsin60°-mgL（1-cos60°）=0，又安培力为：F=BIa，代入解得：，故A正确，BCD错误。

选择题
如图甲的电路中，L1、L2和L3为三个完全相同的小灯泡，他们的伏安特性曲线如图乙所示.当开关S闭合后，电路中的总电流为0.2A，则此时（）
A. 通过L1的电流为L2电流的2倍
B. L1消耗的电功率为0.3W
C. 此时L1、L2和L3的电阻均为7.5Ω
D. L1消耗的电功率为L2电功率的4倍
【答案】AB
【解析】
A.根据串并联电路特点，通过L1的电流等于通过L2电流与通过L3电流之和，L2与L3并联，电压相等，电流相等，通过L1的电流为L2电流的2倍，故A正确；
B.据乙图可知通过L1的电流为U1=0.2A时，两端电压为I1=1.5V，L1消耗的电功率为P1=U1I1=0.2×1.5W=0.3W，故B正确；
C.L1的电阻R1= ；由乙图知，L2电流为I2=0.1A时，
电压为U2=0.4V，L2与L3电阻相等，，故C 错误；
D. L2消耗的电功率为P2=U2I2=0.1×0.4W=0.04W，P1:P2=0.3:0.04=7.5，故D错误。

故选：AB
选择题
在如图所示电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P，下列哪些方法会使P向下运动（）
A. 断开S2
B. 断开S3
C. 断开S4并适当减小两板之间的距离
D. 断开S1并适当增大两板之间的距离
【答案】BD
【解析】
A. 断开S2，C直接接到电源两端，C两端电压增大，故E增大，电场力增大，油滴向上运动，故A错误；
B. 断开S3，电源断开，C通过R3放电，电压减小，粒子向下运动，故B正确；
C. 断开S4，电容器被断开，不会产生充放电现象，减小两板间距离，电场强度不变，粒子受力不变，油滴不会运动，故C错误；
D. 断开S1，R1断路，而R2接通，仍可使C接入R3两端，电容器的电压不变，增大两板间的距离，电场强度减小，粒子向下运动，故D 正确。

故选：BD.
选择题
磁力玻璃擦是目前很时尚的玻璃淸洁器，其原理是利用异名磁极的吸引作用可使玻璃外面的一片跟着里面的一片运动，不图分别为某玻璃擦改进前和改进后的原理图，关于两种磁力玻璃擦是否容易脱落的主要原因，下列说法中正确的是（）
A. 甲图中前、后面的同名磁极间距较小，同名磁极相互斥力大，容易脱落
B. 甲图中前、后面的异名磁极间距较小，异名磁极相互引力大，不容易脱落
C. 乙图中前、后面的同名磁极间距较大，同名磁极相互斥力小，不容易脱落
D. 乙图中前、后面的异名磁极间距较大，异名磁极相互引力小，容易脱落
【答案】AC
【解析】
A. 由图示可知，甲图中前后面的同性磁极间距较小，同性磁极相互斥力大，容易脱落，故A正确，B错误；
C. 由图示可知，乙图中前后面的同性磁极间距较大，同性磁极相互
斥力小，不容易脱落，故C正确，D错误；
故选：AC.
实验题
某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值：
（1）表内电池的_______极与红表笔相连；
（2）先把选择开关旋到“×l00”档位，测量时指针偏角太小.请你简述接下来的测量过程:
①断开待测电阻，将选择开关旋到_______（填“×lk”或者“×lO” ）档位；
②将两表笔短接，______________；
③再接入待测电阻，重新读数；
④测量结束后，将选择开关旋到OFF档.
（3）表盘的示数如下图，则电阻值是_______Ω.（保留三位有效数字）
（4）在使用多用电表的欧姆档测量电阻时，若（______）
A.双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
B.测量某电阻阻值时偏角越大越准确
C.选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25Ω
D.从电池使用时间太长导致电动势减小内阻变大，虽然完成调零，但测量值将略大
【答案】负×lk 调节欧姆调零旋钮2.20×104 D
【解析】
（1）为保证电流从红表笔进，黑表笔出，表内电池的负极与红表笔相连；
（2）①偏角小说明阻值大，要换较大挡，选×1k档；
②换挡后，要重新欧姆调零：将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指到欧姆档零刻度处。

（3）读数为：22×1k=2.20×104Ω；
（4）A.双手捏住两表笔金属杆，等效于与待测电阻并联一个电阻，测量值将偏小，故A错误；
B.测量某电阻阻值时在中值电阻附近较准确，故B错误；
C.由于欧姆档刻度左边比较密，右边比较稀疏，选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于250Ω，故C错误；
D.电池电动势减小内阻变大时，同样的电流，外接的电阻较小，测量值将略大，故D正确。

故选：D
实验题
测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U—I图象如图所示
（1）现备有以下器材：
A.干电池1 个
B.滑动变阻器（0〜50Ω）
C.电压表（0〜3V）
D.电压表（0〜15V）
D.电流表（0〜0.6A）
E.电流表（0〜3A）
其中电压表和电流表应选_______________（填字母代号）
（2）如图乙是根据实验数据画出的U—I图象.由此可知这个干电池的电动势E=_________V，内电阻r=_________Ω（保留两位有效数字）【答案】CE；1.5，0.75
【解析】
（1）干电池电动势约1.5V，电压表D量程太大，应选择C；放电电
流电流不能太大，应选择E；
（2）在U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为E=1.5V；图象中的斜率表示电源的内阻，所以电源的内阻为：r= Ω=0.75Ω．
解答题
2018年8月的某天夜里，二中南校区的上空电闪雷鸣.某摄影爱好者拍摄到的闪电，假设这次闪电产生的电压可等效为3×l07V，电流可等效为2.5×105A，历时l×10-3s。

（1）若我们想办法收集这次闪电的能量，使这次闪电产生的电荷量以0.5A的电流给小灯泡供电，则能维持多长时间？
（2）若这样的闪电一共发生了8次，则闪电释放的总电能是多少？【答案】（1）500s （2）6×1010J
【解析】
（1）根据电流的定义式，可得
q=It=2.5×105×1×10-3C=250C
供电时间t′==500s
（2）这次闪电释放的电能为
E=nqU=8×250×3×107J=6×1010J
解答题
如图所示，用某一直流电动机来提升重物，重物的质量m=50kg．当电压U1=12V时没有提起重物，即输出功率为0，这时电流为I1=3A．当电动机的电压为U2=110V，重物被提起．不计各种摩擦，当重物向上运动的速率恒定时，电路中的电流强度I2=5.0A，求：
（1）该电动机的电阻．
（2）重物被电动机匀速提升时的速率？（取g=10m/s2）．
【答案】（1）4Ω（2）0.9m/s
【解析】（1）电动机输出功率为零时符合欧姆定律，则有
；
（2）设重物匀速运动的速率为v，则根据功率关系可得：，
解得．
解答题
如图所示，电源电压E＝2V，内阻不计，竖直导轨电阻不计，金属棒的质量m＝0.1kg，R＝0.5Ω，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，有效长度为0.2m，靠在导轨外面，为使金属棒不动，施一与纸面夹角37°且垂直于金属棒向里的磁场(g＝10m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求：
(1)此磁场是斜向上还是斜向下？
(2)B的范围是多少？
【答案】(1)斜向下(2)1.4 T≤B≤4.5 T
【解析】(1)画出由A→B的侧视图，并对棒AB受力分析如图所示．
经分析知磁场的方向斜向下；
(2)当AB棒有向下滑的趋势时，受摩擦力向上为f，则：
，，
且，，
联立四以上各式并代入数值得：．
当AB棒有向上滑的趋势时，受摩擦力向下为f′，则：
，，，可解得：
所以若保持金属静止不滑，磁场应满足：。

解答题
如图所示，在矩形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B＝5.0×10－2 T，矩形区域长为1.0 m，宽为0.2 m．在AD 边中点O处有一放射源，某时刻，放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为v＝2×106 m/s的某种带正电粒子．已知带电粒子的质量m＝1.6×10－27 kg，所带电荷量为q＝3.2×10－19 C(不计粒子重力)．
(1)求粒子在磁场中做圆周运动的半径为多大？
(2)求从BC边界射出的粒子，在磁场中运动的最短时间为多少？
【答案】（1）0.2 m.（2）×10－7 s.
【解析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：
，
解得：R=0.2m；
（2）因为所有粒子的轨迹半径相同，所以弦最短的圆所对应的圆心角最小，运动时间最短，作EO⊥AD，EO弦最短，如图所示：
因为EO=0.2m，且R=0.2m，
所以对应的圆心角为θ=，
由牛顿第二定律得：qvB=m（）2R，
解得：
最短时间为：，
解得：t=×10-7s；。