河南省商开大联考2022-2023学年高二上学期期中考试物理试卷

商开大联考2022一2023学年上学期期中考试 高二物理 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写 清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔 把答题卡上对应题目的答案标号涂黑：非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签 字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效， 在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：必修第三册第九章至第十二章。 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题 目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1.为了研究起电方式，某实验小组的同学取了三个不带电的物体A、B、C,然后进行了如下顺序的操作： ①使A、B相互摩擦：②使B、C相互接触：③测出A物体的带电荷量为十3.2×10”C,最终C物体的 带电荷量为8.0×10-8C(电性未知).则下列说法正确的是 A.操作①时，从B物体向A物体转移了3.2×107C的正电荷 B.操作②时，从B物体向C物体转移了8.0×10一18C的正电荷 C.最终C物体带8.0×108C的负电荷 D.最终B物体带2.4×10-17C的正电荷 2.金属导体的载流子通常是电子，一金属导体长为L,横截面是半径为r的圆，当该导体两端加上一定电 压时，导体内电子定向移动的平均速率大小为.已知该导体的电阻率为ρ，单位体积的电子数为，电 子的电荷量为《，假设导体内部的场强可视为匀强电场，则导体内的电场强度大小为 A.2 B.onev 71 2 C.pnev D.2onev 3.如图所示为半径为R的圆，O、A、B为圆的三等分点，其中O为圆的最高点，与圆平行的 面内有一匀强电场.现在O、A两点固定电荷量分别为十q、一q的点电荷，将一试探电荷 放在B点时所受的电场力为零；如果仅将O、A两点的点电荷位置调换，静电力常量为 【高二上学期期中考试·物理第1页（共6页）】 k.则B点的电场强度大小为 A聚 B条 c聚 n架 4.如图所示的电路，R为定值电阻，MN为平行板电容器，保持N板不动，当M板向上移动的过程中，下 列说法正确的是 A.电容器充电 B.极板间的电场强度不变 C.流过定值电阻的电流方向向上 D.a点的电势比b点的电势高 5.如图所示的电路中，R为光敏电阻，其电阻值随光照强度增大而减小，则晴天与阴天相比，下列说法正 确的是 A.电流表的示数较大、电压表的示数较小 B.电流表的示数较大、电压表的示数较大 C.电流表的示数较小、电压表的示数较小 D.电流表的示数较小、电压表的示数较大 6.如图所示，带电小球M固定在绝缘桌面上，带电小球N用绝缘丝线拴接在天花板上的O点，O点位于 小球M的正上方.当小球N静止时，两小球到O点的距离相等；当小球M、N之间的距离减半后，为仍 使小球V静止，则下列说法正确的是 A.将小球V的质量变为原来的4倍 B仅将小球M的电荷量变为原来的号 C同时将小球M,N的电荷量变为原来的} MO 77777777n77 D,小球M的电荷量变为原来的子，同时将小球V的质量增加为原来的2倍 7.如图所示为一水平向右的匀强电场的电场线，其中A、B、C、D为一条电场线上的四个点，已知AC 3cm、CD=5cm、DB=2cm,匀强电场的电场强度大小为E=200V/m.则下列说法正确的是 A.CD两点之间的电势差UD=一10V D B B.如果A点的电势为零，则D点的电势为pD=-16V 0 C.如果B点的电势为零，则D点的电势为pD=一4V D.一试探电荷由C直接到D与该试探电荷由C经O再到D的过程，电场力做功不同 8.如图所示，电源的电动势为E=12V、内阻为r=22,定值电阻R1=42、R2=62、R=6,电容器的 电容为C=10F,闭合开关S、S2.则下列说法正确的是 【高二上学期期中考试·物理第2页（共6页）】 A.电容器所带的电荷量为6×10-6C B.流过R的电流是R:电流的2倍 C.断开开关S,电容器所带的电荷量不变 D.断开开关S,电源内部消耗的功率增大 E 9.如图所示的直流电路中，电压表V:和电压表V2是由完全相同的灵敏电流计改装而成，已知V1、V:的 最大测量值分别为3V、10V,若R1=R2=R1,开关闭合，则下列说法正确的是 A两电表的指针不可能同时指在正中央 B.两电表的示数始终相等 C.两电表的内阻之比为3：10 D.定值电阻R两端的电压与V:表示数的比值为16：3 10.空间存在一沿x轴方向的静电场，一负电荷由原点处以沿x轴正方向的初速度开始运动，整个运动过 程中负电荷仅受电场力的作用，已知各点的电势随位置变化的图线如图所示.则下列说法正确的是 A.静电场的方向沿x轴的正方向 B.该电荷在x2处的动能最大 C.x1处的电场强度大于x?处的电场强度 D.若将一正电荷在x1处由静止释放，则电荷可在1一x间往复运动 11.如图所示，图线甲为某电源的I-U图像，图线乙为某定值电阻的1-U图线.则下列叙述正确的是 A.电源的内阻等于定值电阻的阻值 B.将该电阻接在电源上，电源的输出功率为4.5W C.将该电阻接在电源上，电源的输出功率最大 D.将该电阻接在电源上，电源的效率最大 6e/ 12.如图甲所示，长为L的两块平行金属板A、B水平放置，两金属板间接如图乙所示的电压，一质量为 、电荷量为十q的小球在t=0时刻从贴近上极板的边缘以沿水平方向的初速度%进入电场，一段时 间后小球垂直撞在平行金属板右侧竖直放置的弹性绝缘板MN上并被原速反弹.不计小球与弹性板 碰撞的时间，且在碰撞过程中小球的电荷量不发生变化，重力加速度为g,下列说法正确的 A.t一0时刻两极板间的电压U。与两极板间距离 d的关系为U。=mgL 2g 2 B两极板间距离的最小值为 B 01234 5 9u2 o. 甲 3 C小球在运动过程中的最大动能为m(gL+9) 186☒ D.当1=2弘时，小球回到出发点 【高二上学期期中考试·物理第3页（共6页）】 二、实验题（本题共2小题，共14分） 13.(6分)晓宇同学利用实验室提供的实验器材组成了如图甲所示的简易多用电表，已知电流表的量程 为0.01A、内阻值为102.请回答下列问题： (1)如果将开关扳到接线柱3，则该表应为 (填“电压表”“电流表”或“欧姆表”). (2)如果将开关扳到接线柱1，并将该表接入某电路中测量电流，电表的指针如图乙所示，则示数为 mA. 1000 150 40601 2007 80 250 A-V-】 100 ×100 ×10 乙 丙 (3)晓宇同学将开关扳到接线柱2，并利用图丙所示的电阻箱对该多用电表进行了校对： ①首先将两表笔直接接触，调节滑动变阻器的滑片直到电流表的示数满偏： ②然后，将两表笔与图丙中电阻箱的接线柱相连接，调节电阻箱的旋钮直到电流表的示数半偏，则 此时简易多用表的内阻应为 n. 14.(8分)某同学要测量一圆柱状合金的电阻率，用多用电表粗测合金的电阻约为3Ω，现要精确测量合 金的电阻，根据实验室提供的器材，设计电路并连接成如图甲所示的电路。 3 02 中 (1)该电路图中，明显错误的地方是 :将错误的地方改正，闭合开关前，应将滑动变阻 器的滑片移到 (填“a”或“b”)端. (2)闭合开关后，调节滑动变阻器滑片到某位置时，电流表和电压表指针所指位置如图乙所示，则测得 圆柱状合金的电阻R= Ω（结果保留两位有效数字）. (3)移动滑动变阻器，测量多组U、1,作U-1图像求电阻，利用图像求电阻可以减小 (填“系 统误差”或“偶然误差”)，此实验由于电压表的分流而使测量电阻比真实值 (填“大”或 “小”)：若圆柱状合金长度为L,直径为d,则其电阻率p= _(用L、d、R表示). 【高二上学期期中考试·物理第4页（共6页）】 三、计算题（本题共4小题，共38分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最 后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 15.(8分)在如图所示的电路中，两电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片位于最左端时，两电表的读 数分别为16V、0.2A:当滑动变阻器的滑片位于最右端时，两电表的读数分别为4V、0.8A.已知 R,一100，电源的电动势为E,内阻为r,求： (1)定值电阻R2以及E、r分别为多少？ (2)滑动变阻器的最大电阻值应为多少？ 16.(8分)如图所示为沿竖直方向固定的两平行金属板，平行板间有一光滑绝缘的半球形碗，开始时两平 行板电容器所带的电荷量为Q,可视为质点的带电小球静止在半球形碗内，小球与球心O的连线与竖 直方向的夹角为30°：现改变平行板电容器的电荷量，当小球再次静止时，小球与球心O的连线与竖 直方向的夹角为60°.求小球再次静止时，平行板电容器所带的电荷量为多少？ 【高二上学期期中考试·物理第5页（共6页）】 17.(10分)如图所示的电路中，电源的电动势未知，电源的内阻与定值电阻的关系为R1=R2=R:=r R,电路的左侧接有水平方向的极板M、N,已知水平极板的长度为L、两板之间的距离为d.质量为 、电荷量为一q的小球从极板左侧正中央沿水平方向以速度。射入两极板，重力加速度为g. (1)欲使小球沿水平方向穿过极板，则电源的电动势应为多少？ (2)欲使小球刚好从上极板边缘离开，则电源的电动势应为多少？ 18.(12分)如图所示，真空中存在空间范围足够大的、方向水平向左的匀强电场，在电场中，圆心为O、半 径为R=号m的圆弧形光滑绝缘轨道MN固定在竖直平面内，O,N恰好处于同一竖直线上，ON R,OM与竖直方向之间的夹角0=37°.水平虚线BC上有一点A,点A、M的连线恰好与圆弧轨道相 切于M点，AM=2R.现有一质量为m、电荷量为十q的带电小球（可视为质点）从A点以一定的初速 度沿AM做直线运动，带电小球从M点进入圆弧轨道后，恰好能沿圆弧轨道运动并从N点射出.已 知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小g取10m/s2.求： (1)带电小球在A点时的初速度大小； (2)带电小球从N点射出后经过水平虚线BC上的D点（图中未画出）到A点的距离.（结果保留根式） R 0 2R- 【高二上学期期中考试·物理第6页（共6页）】商开大联考2022一2023学年上学期期中考试·高二物理 参考答案、提示及评分细则 1.C 无论是摩擦起电、接触起电还是感应起电,实质是自由电子的定向转移,因此操作①结果使A物体带上3.2×10"C 的正电荷,则一定是从A物体向B物体转移了3.2×10C的负电荷,A错误;由电荷守恒定律可知,操作①使B物体 带上了3.2×10C的负电荷,操作②使B、C接触后,C物体带上8.0X10*C的电荷,则该电荷一定是负电荷,即B 物体最终带2.4×10-1C的负电荷,即操作②从B物体向C物体转移了8.0X10-1C的负电荷,B、D错误,C正确 正确,A、B、D错误. 3.D 由几何关系可知,OAB构成一等边三角形,该三角形的边长为L-2Rcos30{-3R.现在在O处放一正电荷十q.在 A处放一负电荷一g.正、负电荷分别在B点产生的电场强度大小相等,方向如图甲所示,由电场叠加后合场强大小与匀 果仅将O、A两点的点电荷位置调换,则B点的电场强度如图乙所示,所以O、A两处的点电荷在B处的合场强与匀强 电场方向相同,大小相等,所以B点的场强为E"-E+E-2hg-2g,D正确,A、B.C错误. _{ 3{ _E 甲 乙 4.D 的电荷量减少,则电容器放电,则流过定值电阻的电流方向向下,a点的电势比5点的电势高,A、C错误,D正确;由于电 5.C 晴天与阴天相比,晴天的光照强度较大,R的电阻值较小,电路的总电阻较小,总电流较大,R.和电源的内阻分得的 电压较大,电压表的示数较小.R。两端的电压较小,电流表的示数较小,C正确,A、B.D错误 6.D 设OM之间的距离为h,两小球之间的距离为L.对小球N受力分析如图所示,由力的平衡条件 可知,库仑斥力与丝线拉力的合力与小球N的重力大小相等、方向相反,由相似三角形的知识得 12 后,为仍使小球N静止,则应使小球M的电荷量变为原来的- 1,同时将小球N的质量增加为原来 的2倍,D正确,A、B、C均错误 7.B 由匀强电场的电场强度与电势差之间的关系可知U-Ed-200x0.05V-10V,A错误;又由U-Ed-200 0. 8 V-16V可知,U--=0-o=16V,解得 =-16V.B正确:同理由Ur=Ed-200x0.02V-4V可 知,Un=o-=-0-4V,解得qo-4V.C错误;静电力做功与路径无关,只与初末位置有关,D错误 【高二上学期期中考试·物理参考答案 第1页(共4页)】 则电容器两极板之间的电压为U-IR。-4V.电容器所带的电荷量为q.一CU-4X10C.A错误;由串并联电路的特 点可知,R。与R的电流相等,且电流之和等于R 的电流,因此流过R 的电流是R。电流的2倍,B正确;断开开关S 电容器两端的电压为U一- q=q--2X10C.C错误;断开开关S,电路的总电阻增大,总电流减小,则由公式P-Fr可知电源消耗的功率 减小,D错误. 9.CD 电压表由电流表和定值电阻串联而成,即流过V.、V。表的电流始终相等,因此V.、V。的指针偏角总相等,但由于 两表的量程不同,因此两表的读数不同,A、B错误;由于V.、V。两表的量程比为3:10,因此V.表的内阻与V:表的内 阻之比为3:10.C正确;由题意R.-R一R,假设V 表的读数为3U。,则V。表的示数为10U。,定值电阻R。两端的电 压为3U。,由并联电路的特点可知,定值电阻R:两端的电压为16U。,则定值电阻R:两端的电压与V:表示数的比值为 16:3.D正确 10.CD沿电场线方向电势逐渐降低,由图可知O~x:电势逐渐降低,则电场方向沿x轴正方向;x。~x。电势逐渐升高 则电场方向沿x轴的负方向,A错误,负电荷由O~x。所受的电场力沿x轴负方向,则该过程电场力做负功,电势能增 加,动能减少;x。~x:负电荷所受的电场力沿x轴正方向,则该过程中电场力做正功,电势能减少,动能增加,则该电荷 在x:处的动能最小,B错误.一文图像,图线的斜率表示电场强度的大小,由图可知x处图线的斜率大于x:处图线 的斜率,则x:处的电场强度大于x:处的电场强度,C正确,若将一正电荷在x处由静止释放,则正电荷由静止开始向 右做加速度减小的加速运动,当运动到飞,处时,速度达到最大,又由于无、七两点的电势相等,则正电荷运动到飞处 时速度减为零,此后正电荷向左运动,即电荷可在x~x:间往复运动,D正确 11.AC 图线甲表示电源的伏安特性曲线,电源的内阻为--_6-0 去6-0 0-1.00,由图线乙得定值电阻的阻值为R- 阻接在该电源两端的工作状态,则电阻两端的电压为U-3V,电流为I一3A,则电源的输出功率P-UI一3×3W 9W,B错误;当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,则如果将该电阻接在电源上,电源的输出功率最大,C正确 1 内阻时,电源的效率仅为50%,D错误 12.ACD 由题意可知小球在i-一时以沿水平方向的速度撞在弹性板上,小球在竖直方向上一定先加速后减速,所以小 3 gL2L时间内小球在竖直方向上的位移y:一 一_ 3 3v0 6{ 3 2.C正确;由上可知-21时小球回到出发点,D正确. 18} 13.()电压表(2分)(2)6.8(2分)(3)②150(2分) 解析,(1)由电表的改装原理可知,电流表与定值电阳串联改装的是电压表 【高二上学期期中考试·物理参考答案 第2页(共4页) (2)由图甲所示电路图可知,选择开关接1时电表测量电流,其量程为10mA,由图示表盘可知,其分度值为0.2mA 示数为6.8mA; (3)②由图丙所示电阻箱可知,电阻箱示数为0×10000+1×1000+5×100+0×10-1500.此时指针指在中央 此为中值电阻等于欧姆表内阻都等于此时电阻箱阻值,即R。一150Q 14.(1)电流表的量程接在了3A上,应接在0.6A(1分)b(1分)(2)3.3(2分) (3)偶然误差(1分) 小(1分) rfR(2分) 4 A-0.5A.因此电流表的量程接错,应接0.6A的量程;闭合开关前,应将 滑片移到端,使输出电压为零 41 15.解:(1)由闭合电路欧姆定律E-U+Ir得U一一Ir+E (1分) 则--16-0. 0-200 (1分) 当滑动变阻器的滑片位于最右端时,由E-U+Ir得E-(4+0.8×20)V-20V (1分) (1分) 联立解得R-3002(2分) 16.解:设电容器电容为C,开始电容器两极板之间的电压为U一 (1分) (1分) 按题意,当小球与球心的连线与竖直方向的夹角为0一30{时,小球处于平衡状态 (1分) 设小球质量为m,所带电荷量为q.则有Fcos6一ng(1分) Fsin0一qE,式中F为此时碗对小球的支持力(1分) mg (1分) 设小球与球心的连线与竖直方向的夹角为6。一60{时,平行板电容器所带的电荷量为Q,则由平衡条件得 tan- (1分) g 联立以上解得Q一3Q (1分) 17.解;(1)若使小球沿方向射出电场,则小球在电场中做匀速直线运动,处于平衡状态,即g (1分) d 由闭合电路欧姆定律得E.一I(R十R十p)(1分) 【高二上学期期中考试·物理参考答案 第3页(共4页)】 U-IR(1分) 由已知R一R。一,一R(1分) 解得E-3mgd . (1分) (2)由于小球刚好从上极板离开,则小球在电场中做类平抛运动,有L=/ (1分) 一(1分) (1分) (1分) (1分) 18.解:(1)根据带电小球沿AM做直线运动可知,带电小球所受的电场力与重力的合力沿MA方向,则带电小球所受电场 力与重力的合力大小为F-m_. sing(1分) 根据带电小球恰好能沿圆孤轨道运动并从N点射出可知,带电小球在圆孤轨道上经过等效最高点G时速度有最小值 (1分) (1分) 设带电小球在A点时的初速度大小为y,小球从A点运动到G点的过程中,根据动能定理有 (1分) (2)带电小球从G点运动到N点的过程中,根据动能定理有 #FRsin)-1-m^}# (1分) 解得o一3gR(1分) 带电小球从N点水平飞出后,在水平方向上做初速度为vv的匀加速运动,加速度大小为 ___1.ng_4 7(1分) nn.tan03 带电小球在竖直方向上做自由落体运动,设小球从N点飞出到经过水平虚线BC上的D点的时间为/:则 (1分) 解得1一 6R (1分) 带电小球在经过水平虚线BC上的D点到N点的水平距离为 -wt+at-(3/2十4)R (1分) 带电小球在经过水平虚线BC上的D点到点A点的距离为 xo-x-(2Rcos o-Rsin)-(3/2+3)R-18(Vv2+1)m (1分) 【高二上学期期中考试·物理参考答案 第4页(共4页)】