江西省2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試題（含答案）

江西省2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四五總分評分一、單選題1．2022年5月5日，我國成功利用“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星，實現(xiàn)了地球上1200公里間的量子態(tài)遠(yuǎn)程傳輸，這次實驗的成功，意味著我國在量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)領(lǐng)域向前邁出了重要的一步。下列關(guān)于量子化的說法正確的是（）A．愛因斯坦首先提出了“能量子”的概念B．物體的長度是量子化的C．對于宏觀帶電物體，其電荷量是量子化的D．能量子與電磁波的頻率成反比2．A、B兩電阻的伏安特性曲線如圖所示，下列說法正確的是（）A．電阻A和電阻B均為線性元件B．電阻A的阻值隨電流的增大而減小C．電阻B的阻值不變，圖中的斜率等于其阻值D．在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值等于電阻B的阻值3．如圖所示是套在同一鐵芯上的兩個線圈，左線圈與電源、滑動變阻器及開關(guān)相連，右線圈與電流計連成一閉合電路．在下列情況下，電流計指針不偏轉(zhuǎn)的是（）A．開關(guān)S合上或斷開的瞬間B．開關(guān)S合上后，左線圈中通過恒定的電流時C．開關(guān)S合上后，移動滑動變阻器滑片增大其阻值時D．開關(guān)S合上后，移動滑動變阻器滑片減小其阻值時4．安培提出了著名的分子電流假說，根據(jù)這一假說，電子繞原子核運(yùn)動可等效為一環(huán)形電流。如圖為一分子電流模型，電量為e的電子以角速度ω繞原子核沿順時針方向做勻速圓周運(yùn)動，則該環(huán)形電流的大小和方向為（）A．eω2π，逆時針 B．2πeC．πe2ω，逆時針 D．eω5．兩個點(diǎn)電荷電場的部分電場線如圖所示，一帶電粒子僅在靜電力的作用下由a點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)的軌跡如圖中虛線所示，則下列說法正確的是（）A．粒子帶負(fù)電B．正電荷的電荷量大于負(fù)電荷的電荷量C．粒子在b點(diǎn)的速度大于在c點(diǎn)的速度D．粒子在b點(diǎn)的加速度小于在c點(diǎn)的加速度6．一帶電粒子僅在電場力作用下沿x軸正方向運(yùn)動時，其動能Ek隨位移x變化的關(guān)系圖像如圖所示，其中0～x2段為曲線，xA．0～xB．x1C．粒子在x2D．若0～x2段曲線關(guān)于直線x=x7．一勻強(qiáng)電場的方向平行于經(jīng)xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示，三點(diǎn)的電勢分別為2V、8V、14V，下列說法正確的是（）A．坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為?4VB．電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的小C．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小為1002D．電子從c點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)，靜電力對電子做的功為6eV二、多選題8．半導(dǎo)體指紋傳感器多用于手機(jī)、電腦、汽車等設(shè)備的安全識別，采集指紋的場景如圖所示。傳感器半導(dǎo)體基板上有大量金屬顆粒，基板上的每一點(diǎn)都是小極板，其外表面絕緣。當(dāng)手指的指紋一面與基板的絕緣表面接觸時，由于指紋凹凸不平，凸點(diǎn)處與凹點(diǎn)處分別與半導(dǎo)體基板上的小極板形成正對面積相同的電容器，使每個電容器的電壓保持不變，對每個電容器的放電電流進(jìn)行測量，即可采集指紋。指紋采集過程中，下列說法正確的是（）A．指紋的凹點(diǎn)處與小極板距離遠(yuǎn)，電容小B．指紋的凸點(diǎn)處與小極板距離近，電容小C．手指擠壓基板的絕緣表面，電容器帶電荷量增大D．手指擠壓基板的絕緣表面，電容器帶電荷量減小9．如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，有一面積為S的閉合矩形金屬線框abcd，用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿將其懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)左右擺動。現(xiàn)讓金屬線框從圖示右側(cè)位置l由靜止釋放，在擺動到左側(cè)位置3的過程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且金屬線框始終垂直紙面，圖中金屬線框位于位置1時，它與豎直方向的夾角為45°，金屬線框位于位置2時，金屬線框與磁場方向平行，金屬線框位于位置3時，它與豎直方向的夾角為30°，下列說法正確的是（）A．穿過金屬線框的磁通量先變小后變大B．金屬線框位于位置1時，穿過線框的磁通量為2C．金屬線框位于圖示中間位置2時，穿過線框的磁通量為BSD．金屬線框位于位置3時，穿過線框的磁通量為310．如圖所示，一電荷均勻分布的帶正電的圓環(huán)，其半徑為R，在垂直于圓環(huán)且過圓心O的軸線上有A、B、C三個點(diǎn)，BO=CO=33R，AO=A．B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B．B點(diǎn)的電場強(qiáng)度為A點(diǎn)電場強(qiáng)度的3倍C．電子在B、C兩點(diǎn)的速度相同D．若將電子在C點(diǎn)由靜止釋放，電子能夠運(yùn)動到A點(diǎn)三、填空題11．美國物理學(xué)家密立根通過研究帶電油滴在平行金屬板間的運(yùn)動，比較準(zhǔn)確地測定了元電荷，因此獲得了1923年的諾貝爾物理學(xué)獎．其實驗原理可簡化為如圖所示的模型，置于真空中的油滴室內(nèi)有兩塊水平放置的平行金屬板A、B，與電壓為U的恒定電源兩極相連，平行金屬板A、B間距為d，兩板間存在豎直方向的勻強(qiáng)電場，噴霧器噴出帶同種電荷的油滴，少數(shù)油滴通過上面金屬板的小孔進(jìn)入平行金屬板間，油滴進(jìn)入金屬板間后，發(fā)現(xiàn)有的油滴剛好懸浮不動。（1）已知金屬板A帶正電，金屬板B帶負(fù)電，通過分析可知油滴帶（填“正電”或“負(fù)電”）。（2）若已知懸浮油滴的質(zhì)量為m，重力加速度大小為g，忽略空氣對油滴浮力的影響，則懸浮油滴帶的電荷量為。（用題中涉及的物理量符號表示）（3）現(xiàn)在公認(rèn)的元電荷的值為e=C。四、實驗題12．現(xiàn)代社會人們倡導(dǎo)綠色生活，電瓶車已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶。沈明同學(xué)嘗試測量電瓶車上一節(jié)蓄電池的電動勢和內(nèi)阻，已知一節(jié)蓄電池的電動勢約為12V，內(nèi)阻較小。（1）為了使電壓表示數(shù)變化得比較明顯，沈明在思考后決定將R0=4Ω的定值電阻串入電路中，他想到了圖甲中A、B兩種實驗電路圖，你認(rèn)為應(yīng)該選擇（2）該同學(xué)連接正確的實驗電路后，多次調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，讀出相應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)U和I，將測得的數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的U?I圖像。則一節(jié)蓄電池的電動勢E＝V、內(nèi)阻r＝Ω。（均用a、b、c和R0（3）該實驗中由于電流表和電壓表均為非理想電表，從而引起系統(tǒng)實驗誤差。圖丙中，實線是根據(jù)本實驗的數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖得到的U?I圖像，虛線是該電源在沒有電表內(nèi)阻影響的理想情況下所對應(yīng)的U?I圖像。其中正確的是______。A． B．C． D．五、解答題13．如圖所示，電源的電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1Ω，定值電阻R1=3Ω，電動機(jī)M內(nèi)部線圈電阻R2=0.5Ω。當(dāng)開關(guān)S1、S（1）此時流過電源的干路電流I；（2）電動機(jī)的輸出功率。14．如圖所示，一帶電粒子由靜止被電壓為U1的加速電場加速，然后沿著水平方向進(jìn)入另一個電壓為U2（未知）的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場，長為L的偏轉(zhuǎn)電場的極板水平放置，極板間距為d，粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時速度方向與水平方向的夾角θ=30°。已知粒子的電荷量為q、質(zhì)量為m，不計粒子受到的重力。求：（1）粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動時間t；（2）U2。15．如圖所示，在水平軌道AB的末端處，平滑連接一個半徑R=0.4m的光滑半圓形軌道，半圓形軌道與水平軌道相切，C點(diǎn)為半圓形軌道的中點(diǎn)，D點(diǎn)為半圓形軌道的最高點(diǎn)，整個軌道處在電場強(qiáng)度水平向右、大小E=4×103Vm的勻強(qiáng)電場中。將一個質(zhì)量m=0.1kg、帶正電的小物塊（視為質(zhì)點(diǎn)），從水平軌道的A點(diǎn)由靜止釋放，小物塊恰好能通過D點(diǎn)，小物塊的電荷量q=2×10（1）A、B兩點(diǎn)間的距離L；（2）小物塊通過C點(diǎn)時對軌道的壓力大小FN（3）小物塊從D點(diǎn)落到水平軌道AB的過程中，小物塊的動能減少過程所對應(yīng)的時間t。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A．普朗克首先提出了“能量子”的概念，A不符合題意；B．物體的長度是連續(xù)的，B不符合題意；C．對于宏觀帶電物體，其電荷量是量子化的，是元電荷的整數(shù)倍，C符合題意；D．根據(jù)E=hν，能量子與電磁波的頻率成正比，D不符合題意。故答案為：C。

【分析】根據(jù)物理學(xué)史以及能量子的表達(dá)式進(jìn)行分析判斷。2．【答案】D【解析】【解答】A．電阻A是非線性元件，電阻B為線性元件，A不符合題意；B．電阻A的阻值隨電流的增大而增大，B不符合題意；C．電阻B的阻值不變，圖中的斜率等于其阻值的倒數(shù)，C不符合題意；D．在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值等于電阻B的阻值，D符合題意。故答案為：D。

【分析】非線性元件的伏安特性曲線為曲線，線性元件的伏安特性曲線為直線，伏安特性曲線斜率的倒數(shù)為電阻的阻值。3．【答案】B【解析】【解答】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，穿過閉合電路的磁通量改變時，閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流；所以根據(jù)題意可知，只有左側(cè)電路中的電流恒定時，電流計指針不偏轉(zhuǎn)，B符合題意ACD不符合題意故答案為：B

【分析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件為閉合回路中磁通量發(fā)生變化。4．【答案】A【解析】【解答】由電流定義式I=可知等效電流為I=又因為T=聯(lián)立可得I=又因為電子帶負(fù)電，所以電流方向與電子運(yùn)動方向相反，故電流方向逆時針。A符合題意，BCD不符合題意。故答案為：A。

【分析】根據(jù)電流的定義式以及周期和角速度的關(guān)系得出電流的表達(dá)式。5．【答案】B【解析】【解答】A．粒子的軌跡向電場強(qiáng)度方向彎曲，粒子所受電場力與電場強(qiáng)度方向相同，粒子帶正電荷，A不符合題意；B．正電荷所在處的電場線比負(fù)電荷所在處的電場線密，所以正電荷的電荷量大于負(fù)電荷的電荷量，B符合題意；C．粒子由b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，電場力與速度方向成銳角，速度增大，粒子在b點(diǎn)的速度小于在c點(diǎn)的速度，C不符合題意；D．電場線b點(diǎn)比c點(diǎn)密，b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大，粒子所受的電場力大，加速度大，所以粒子在b點(diǎn)的加速度大于在c點(diǎn)的加速度，D不符合題意。故答案為：B。

【分析】粒子的軌跡向電場強(qiáng)度方向彎曲，電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱，當(dāng)電場力與速度夾角為鈍角時物體的速度增大，通過牛頓第二定律得出BC兩點(diǎn)加速度的大小關(guān)系。6．【答案】C【解析】【解答】A．圖像的斜率為k=根據(jù)動能與位移的關(guān)系可知，圖像的斜率表示帶電粒子在該位置所受的電場力，根據(jù)F=qE可知，由于q不變，故圖像斜率與帶電粒子所在位置的電場強(qiáng)度成正比。在0～x3中，由圖像可知，當(dāng)x=xBC．根據(jù)圖像可知x2～x3段為直線，其斜率不變，即帶電粒子所受電場力不變，此過程中電場強(qiáng)度也不變。根據(jù)牛頓第二定律可知，在x2D．若0～x2段曲線關(guān)于直線x=x1對稱，則粒子在原點(diǎn)的動能等于在x=x故答案為：C。

【分析】根據(jù)動能和X的關(guān)系得出帶電粒子在該位置所受的電場力，結(jié)合圖像得出帶電粒子在該位置所受的電場力，通過電場力的表達(dá)式以及牛頓第二定律進(jìn)行分析判斷。7．【答案】C【解析】【解答】A．根據(jù)勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式公式U=Ed，知aO間與cb間電勢差相等，即φ因a、b、c三點(diǎn)電勢分別為φa=2V、φb=8V、φc=14V，解得原點(diǎn)處的電勢為φA不符合題意；B．根據(jù)E可知E電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的大．B不符合題意。C．由上可知，oa兩點(diǎn)的電勢相等，故oa所在直線為等勢線，根據(jù)電場線與等勢面相互垂直可知，bc的連線即為一條電場線，且根據(jù)沿電場線方向電勢在逐漸降低，故電場線方向為c指向b。如下圖所示由公式E=C符合題意；D．質(zhì)子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)，電場力做功為W=eD不符合題意。故答案為：C。

【分析】根據(jù)勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度的表達(dá)式和電勢差與電勢的關(guān)系得出原點(diǎn)處的電勢，通過電勢能的表達(dá)式得出ab兩點(diǎn)電勢能的大小關(guān)系，結(jié)合電場力做功的表達(dá)式得出電力對電子做的功。8．【答案】A,C【解析】【解答】A．根據(jù)C=εSB．根據(jù)C=εSCD．根據(jù)C=C=解得Q=手指擠壓基板的絕緣表面，U不變，d減小，電容器帶電荷量增大，C符合題意，D不符合題意。故答案為：AC。

【分析】根據(jù)電容器的定義式和決定式分析判斷電容器的變化情況。9．【答案】A,B【解析】【解答】A．由位置1運(yùn)動到位置2的過程中，線框在磁場中的有效面積減小，穿過線框的磁通量減小，由位置2向右運(yùn)動到位置3時，線框在磁場中的有效面積增大，穿過線框的磁通量增大。A符合題意；B．位于位置1時，線框在磁場中的有效面積為S故穿過線框的磁通量為Φ=BB符合題意；C．位于位置2時，線框與磁場方向平行，故線框在磁場中的有效面積為0，故穿過線框的磁通量為0，C不符合題意；D．位于位置3時，線框在磁場中的有效面積為S故穿過線框的磁通量為ΦD不符合題意。故答案為：AB。

【分析】根據(jù)磁通量的表達(dá)式得出每個位置時穿過金屬線框的磁通量的大小以及磁通量的變化情況。10．【答案】B,C【解析】【解答】A．根據(jù)題意，由對稱性可知，B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，方向相反，A不符合題意；B．設(shè)圓環(huán)帶電量為Q，將圓環(huán)分成n等分，則每個等分帶電量為q=每個等分可看成點(diǎn)電荷，每個點(diǎn)電荷在A點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E根據(jù)電場的疊加原理可得，A點(diǎn)處場強(qiáng)大小為E同理可得，B點(diǎn)處的場強(qiáng)大小為E即B點(diǎn)的電場強(qiáng)度為A點(diǎn)電場強(qiáng)度的3倍，B符合題意；CD．根據(jù)題意，由對稱性可知，電子由C運(yùn)動到O，電場力做正功，電子由O運(yùn)動到B電場力做負(fù)功，且做功大小相等，由于不計電子的重力，則電子由C運(yùn)動到O，動能的增加量與電子由O運(yùn)動到B動能的減小量相等，即電子在B、C兩點(diǎn)的速度相同，若將電子在C點(diǎn)由靜止釋放，電子恰能夠運(yùn)動到B點(diǎn)，D不符合題意，C符合題意。故答案為：BC。

【分析】根據(jù)點(diǎn)電荷周圍電場強(qiáng)度的表達(dá)式得出AB出的電場強(qiáng)度，結(jié)合功能關(guān)系得出BC兩點(diǎn)的速度和電子的運(yùn)動情況。11．【答案】（1）負(fù)電（2）mgd（3）1.60×【解析】【解答】（1）根據(jù)題意，由平衡條件可知，油滴受向上的電場力，可知，油滴帶負(fù)電。（2）根據(jù)題意，由公式可得，兩板間的電場強(qiáng)度為E=由平衡條件可得Eq=mg聯(lián)立可得q=（3）現(xiàn)在公認(rèn)的元電荷的值為e=1.6×【分析】（1）對油滴進(jìn)行受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力平衡得出油滴的電性；

（2）結(jié)合勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度的表達(dá)式和共點(diǎn)力平衡得出電荷量的表達(dá)式；

（3）元電荷的電荷量為e=1.6×1012．【答案】（1）A（2）a；a?b（3）C【解析】【解答】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E?Ir若路端電壓變化小，是由于電源內(nèi)阻較小，則定值電阻應(yīng)串聯(lián)在干路等效為電源內(nèi)阻，故答案為：A。（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E?I(r+U?I圖像縱軸截距等于電動勢，斜率大小等于電源內(nèi)阻，即E=a，|k|=r+得r=（3）由于電壓表的分流作用，電流的測量值小于真實值，因此虛線在實線的上方，當(dāng)電壓表示數(shù)為0時，電流測量值與真實值相等，所以虛線與實線在橫軸相交。故答案為：C?！痉治觥浚?）根據(jù)閉合電路歐姆定律得出U-I的表達(dá)式，從而得出定值電阻應(yīng)串聯(lián)在干路；

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律和U-I圖像得出電源的電動勢和內(nèi)阻；

（3）根據(jù)電流表和電壓表內(nèi)阻對電路的影響得出U-I圖像。13．【答案】（1）解：電阻R1的電功率根據(jù)閉合電路歐姆定律，有U=E?Ir解得I=3A（2）解：開關(guān)S1與S2均閉合時，流過電阻R流過電動機(jī)M的電流I電動機(jī)的輸入功率P=U電動機(jī)的熱功率P電動機(jī)的輸出功率P解得P【解析】【分析】（1）結(jié)合電功率的表達(dá)式和閉合電路歐姆定律得出通過電源的干路電流；

（2）結(jié)合歐姆定律以及電功率的表達(dá)式和熱功率的表達(dá)式得出電動機(jī)的輸出功率。14．【答案】（1）解：粒子由靜止開始在加速電場中加速，根據(jù)動能定理有q粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動，在水平方向L=解得t=L（2）解：設(shè)粒子在豎直方向的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有q粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時