河南省新高中创新联盟TOP二十名校2023-2024学年高二上学期11月调研考试物理试题含答案.pdf

学科网（北京）股份有限公司绝密启用前新高中创新联盟新高中创新联盟 TOP 二十名校高二年级二十名校高二年级 11 月调研考试月调研考试 物物 理理全卷满分全卷满分 100 分，考试时间分，考试时间 75 分钟分钟 注意事项：注意事项：1答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。指定位置。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，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。无效。3考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。一、选择题：本题一、选择题：本题 10 小题，共小题，共 40 分分在每小题给出的四个选项中，第在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目题只有一项符合题目要求，第要求，第 810 题有多项符合题目要求，全部选对的得题有多项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有选错的得分，有选错的得0 分分 1关于下列物理公式，说法正确的是（）AUEd=可适用于真空中孤立点电荷的场强与电压之间的关系计算 B2kQEr=对任何电场的电场强度计算都适用CPUI=对任何电路的电功率计算都适用 DABABWUq=只适用于匀强电场的电势差计算2静电喷涂是一种利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上电荷，并吸附于带正电荷的被涂物的涂装技术，静电喷涂机的结构如图所示，规定大地的电势为 0，下列说法正确的是（）A雾化涂料微粒可能带正电，也可能带负电 B静电喷涂机喷口处的电势大于 0 C工件表面处的电场强度小于喷口处的电场强度 D工件与喷口之间的电场线与真空中等量异种点电荷之间的电场线完全相同 3在某沿 x 轴方向的电场中，x 轴上坐标原点右侧部分区域的电势与坐标 x 的关系图像如图所示，图中的虚线是曲线在 M 点的切线，曲线在 Q 点的切线水平，下列说法正确的是（）学科网（北京）股份有限公司 A0 至04x电场强度的方向先向右后向左 BQ 点的电势大于 0，电场强度不为 0 CP、M 两点间的电势差为03 DM 点的电场强度大小为004x 4如图所示的电源是“恒流源”，电源输出的电流是定值，R 是光敏电阻（光照强度增大，电阻减小），1R、2R是定值电阻，电流表、电压表均是理想电表 当合上开关 S，增大 R 的光照强度，下列说法正确的是（）A电压表的示数不变 B电流表的示数改变 C1R的电流减小，2R的电压增大 D电压表的示数与电流表的示数的乘积减小 5如图所示，水平放置的平行板电容器上极板 a 与下极板 b 带等量的异种电荷，上极板 a 与静电计相连，电容器两极板间的电势差等于指针所指示的电势差，P 是两极板间一个点，一质量为 m 的带电小球在 P 点正好处于静止状态，已知静电计的指针带正电，规定大地的电势为 0，重力加速度为 g，下列说法正确的是（）学科网（北京）股份有限公司 A把 a 极板向上移动一小段距离，则 P 点的电势不会改变 B静电计指针的偏角越大，表示电容器两极板间的电压越小 C若两极板间的电压为 U，两极板间的距离为 d，则小球的带电量为mgUd D极板 a 的电势低于静电计外壳的电势 6将四个相同的灵敏电流计分别改装成两个电流表1A、2A和两个电压表1V、2V，已知电流表1A的量程小于2A的量程，电压表1V的量程小于2V的量程，改装好之后把它们接入如图所示的电路，合上电键，R 为定值电阻，下列说法正确的是（）A对于电流表，是把灵敏电流计与小电阻串联改装而成的 B1V的电阻大于2V的电阻 C1V的读数小于2V的读数，1V指针的偏转角等于2V指针的偏转角 D定值电阻 R 的电压等于1V的读数与2V的读数之和，其电流等于1A或2A的读数 7如图所示，一块均匀的长方体金属导体，上下厚度为 L，当给导体的上下表面加上电压 U 时，流过导体的电流为 I，当给导体的里外表面加上电压 U 时，流过导体的电流为4I，当给导体的左右表面加上电压 U 时，流过导体的电流为9I，下列说法正确的是（）AAC 的长度为 3L BAD 的长度为 4L C导体的体积为36L D导体的电阻率为9ULI 8如图所示，图线 I 是某电池的IU关系图像，图线 II 是阻值为 R 的定值电阻的IU关系图像，图像中的阴影面积为 5W，下列说法正确的是（）学科网（北京）股份有限公司 A当把定值电阻 R 直接接在此电源两端时，线段 MN 表示内电压、线段 NP 表示外电压 B图像中的阴影面积表示把定值电阻 R 直接接在此电源两端时电阻 R 的热功率 C此电源的电动势为 30V D定值电阻 R 为20 9如图所示，真空中电荷均匀分布的带正电圆环，半径为 r，带电量为Q+，圆心 O 处固定一带电量为Q的点电荷，以 O 为坐标原点建立垂直圆环平面的 x 轴，P 是 x 正半轴上的一点，圆环上各点与 P 点的连线与 x 轴的夹角为37，静电力常量为 k，sin370.6=、cos370.8=，下列说法正确的是（）A圆环上所有的电荷在 O 点产生的合电场强度大小为2kQr B圆心 O 处的Q在 P 点产生的电场强度大小为2916kQr C圆环上所有的电荷在 P 点处产生的电场强度大小为2925kQr DP 点电场强度的方向沿 x 轴的负方向 10如图所示，带电粒子（不计重力）从 A 点以速度0v进入辐射状的电场，做半径为 R 的匀速圆周运动，圆弧轨迹处的电场强度的大小处处为 E，经过半个圆周运动粒子从 B 点射出辐射状的电场，紧接着垂直进入电场强度为 E 的匀强电场，然后到达 C 点，已知粒子在 C 的速度与在 B 点的速度之间的夹角为30，下列说法正确的是（）学科网（北京）股份有限公司 A粒子的比荷为0vER B粒子从 A 到 B 的运动时间为0Rv CB、C 两点间的电势差为 ER DB、C 两点沿着电场线方向的距离为6R 二、实验题二、实验题（本题共本题共 2 小题，共小题，共 15 分分）11（7 分）如图甲为在“练习使用多用电表”实验中某多用电表示意图；如图乙为欧姆表测电阻xR的原理图；用多用电表直接测量电阻约为1300的电灯泡的电阻，其电路连接图如图丙所示，回答下列问题：（1）对甲图，在测量电阻前需要将红、黑表笔短接，进行_调零，需要调整_（选填“A”、“B”或“C”）（2）对乙图，若电源的电动势为 E，满偏电流为mI，当接上待测电阻xR后，表头的示数为 I，则欧姆表的内阻为_，待测电阻xR的阻值为_（3）对丙图，实验选择开关所处的档位是_（填“10”“100”或“1000”），灯泡阻值的读数为_ 12（8 分）实验小组为了测量某额定电压为 3V 的小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡钨丝的电阻与导电特性，设计了如下设计方案：如图甲、乙是实验电路图（提供选择），图丙是所需要的实验器材，图丁是用实验数据所描绘的伏安特性曲线，回答下列问题：（1）本实验应选哪个实验电路图来连接实验器材_（填“甲”或“乙”）（2）按所选的正确的电路图，用笔代替导线把丙图器材连接起来（3）分析图丁可知，小灯泡的电流在0 0.15A的范围内，其电阻_（填“是”或“不是”）定值，当小灯泡的电压大于0.5V，随着电压的逐渐升高，电阻越来越_（填“大”或“小”），当小灯泡的电阻 学科网（北京）股份有限公司 为3.75时，其电功率为_W（保留两位有效数字）三、计算题三、计算题（本题共本题共 3 小题，共计小题，共计 45 分分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤步骤只写出最后答案的不能得分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有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13（12 分）如图所示，金属小球甲用长度为 4L 的轻质绝缘细线悬挂在 O 点，金属小球乙用长度为 5L 的轻质绝缘细线也悬挂在 O 点，两小球质量相等且均视为质点和点电荷，带电量均为q+，甲贴在光滑绝缘的竖直墙壁上，甲、乙静止时两条细线之间的夹角正好为37，重力加速度为 g，静电力常量为 k，sin370.6=，cos370.8=，38025195=，求：（1）竖直墙壁对甲的支持力以及乙的质量；（2）两小球在 O 点产生的合电场强度的大小 14（14 分）如图所示的电路图，电源的电动势110VE=，内阻 r 未知，电动机的内阻为020r=，定值电阻的阻值50R=，电容器的电容610 FC=，当把两个开关都闭合，电容器的带电量为410 Cq=，电动机的电流0.5AMI=，求：（1）电源的内阻以及电动机的效率；（2）两开关都闭合的电源效率与开关1K闭合、2K断开的电源效率之比 15（19 分）如图所示，在平面直角坐标系 xOy 的第二象限内存在沿 x 轴正方向的匀强电场，第一象限存在沿y 轴负方向，电场强度大小为0E的匀强电场，x 轴与半圆弧内无电场，半圆弧的半径为 R，直径 Oa 在 x 轴上，1O是圆心，b 是半圆弧的顶点，c 是半圆弧上的一点，137cOa=一质量为 m、带电量为 q 的带正电粒子（不计重力）从第二象限的 d 点坐标为111,50RR由静止释放，经过 y 轴上的 f 点后到达半圆弧上的 c 点，sin530.8=、cos530.6=，求：学科网（北京）股份有限公司 （1）粒子在 f 点的速度；（2）第二象限匀强电场的场强大小以及粒子从 d 到 c 电场力做的总功的平均功率；（3）若让该粒子从第二象限的 e 点，坐标为(),1.5RR由静止释放，则粒子从经过 y 轴上的 p 点至到达 x 轴需要多少时间？新高中创新联盟新高中创新联盟 TOP 二十名校高二年级二十名校高二年级 11 月调研考试物理月调研考试物理 参考答案、提示及评分细则参考答案、提示及评分细则 1C UEd=对匀强电场的场强与电压之间的关系计算才适用，A 错误；2kQEr=只适用于真空中孤立的点电荷的电场强度计算，B 错误；PUI=对任何电路的电功率计算都适用，C 正确；ABABWUq=对任何电场 A、B 两点间的电势差计算都适用，D 错误 2C 涂料微粒吸附于带正电荷的被涂物上，根据异种电荷相吸的原理，涂料微粒应带负电，A 错误；工件接地，电势为 0，电场线由工件指向喷口，沿着电场线的方向电势逐渐降低，则静电喷涂机喷口处的电势小于 0，B 错误；电场线的疏密表示电场的强弱，工件表面处的电场线比喷口处的电场线稀疏，则工件表面处的电场强度小于喷口处的电场强度，C 正确；真空中等量异种点电荷之间的电场线上下对称、左右也对称，工件与喷口之间的电场线上下对称，但左右不对称，所以工件与喷口之间的电场线与真空中等量异种点电荷之间的电场线不相同，D 错误；3D 沿着电场强度的方向电势逐渐降低，由图像看出从 0 至04x电势逐渐降低，则电场强度的方向由 0 指向04x，即沿着 x 轴的正方向一直向右，A 错误；Q 点的电势大于 0，由匀强电场电场强度与电势差的关系UEd=推理可得Ex=，由00Ex=的极限 学科网（北京）股份有限公司 思想可知，x图像切线斜率的绝对值等于电场强度的大小，曲线在 Q 点的切线水平，则斜率为 0，电场强度为 0，B 错误；由图像可知，P、M 两点间的电势差为00040.53.5PMU=，C 错误；由图像可知000000.5534MExxx=，D 正确 4D 恒流源指的是电源输出的电流是定值，当总电阻变化时，电流表的示数不变，光强增大，总电阻变小，外电压变小，A、B 错误；增大 R 的光照强度，其电阻减小，则流过 R、1R的电流增大，流过2R的电流减小，由欧姆定律可得2R的电压减小，C 错误；电压表的示数等于2R的电压，电压表的示数减小，结合电流表的示数不变，可得电压表的示数与电流表的示数的乘积减小，D 正确 5A 由4SCkd=、QCU=、UEd=综合可得4 kQES=，当把极板 a 向上移动一小段距离，两极板间的距离 d 增大，但对 E 无影响，ppEd=，故p不变，A 正确；因为电容器两极板间的电势差等于指针所指示的电势差，所以静电计指针偏角的变化表征了电容器两极板间电势差的变化，静电计指针偏角越大，表示电容器两极板间的电压越大，B 错误；两极板间匀强电场的方向向下，由二力平衡可得小球受到的电场力竖直向上，则小球带负电，由Uqmgd=解得mgdqU=，C 错误；因为静电计的指针带正电，则极板 a 带正电，极板 b 带负电，极板 a 的电势高于极板 b 的电势，又因为极板 b与静电计外壳均接地电势相等均为 0，则极板 a 的电势高于静电计外壳的电势，D 错误 6C 灵敏电流计与小电阻并联，改装成电流表，A 错误；灵敏电流计与大电阻串联改装成电压表，量程大，串联的电阻大，1V的量程小于2V的量程，则1V的电阻小于2V的电阻，B 错误；1V、2V串联，电流相同，流过灵敏电流计的电流相同，则1V、2V指针的偏转角相同，1V的量程小于2V的量程，则1V的读数小于2V的读数，C 正确；定值电阻 R 的电压等于1V的读数与2V的读数之和，1A、2A串联，读数相同，电流相同，由于电压表的分流作用，则定值电阻 R 的电流小于1A或2A的读数，D 错误 7 C 设 AC 的长度为 x、AD 的长度为 y，设导体的电阻率为，根据电阻定律LRS=以及欧姆定律URI=，学科网（北京）股份有限公司 综合可得LUSI=，则有LUxyI=、4xULyI=、9yULxI=，综合解得2xL=、3yL=，A、B 错误;导体的体积为36VLxyL=，C 正确;由LUxyI=、2xL=、3yL=，解得6ULI=，D 错误 8CD N 点的横坐标、纵坐标分别表示把定值电阻 R 直接接在此电源两端，电源的外电压和回路的电流，P点的横坐标表示电源的电动势，则线段 MN 表示外电压、线段 NP 表示内电压，A 错误；线段 NP 表示内电压，则图像中阴影面积表示电源内阻的热功率的一半，由2I rP=内，结合1AI=、10WP=内，解得10r=，由EI r=短结合3AI=短，综合解得30VE=，B 错误，C 正确；由闭合电路欧姆定律可得EIRr=+，结合30VE=、1AI=、10r=，解得20R=，D 正确 9BD 根据对称性与矢量合成，圆环上所有的电荷在 O 点处产生的电场强度为 O，A 错误；由几何关系可得圆心 O 与 P 点之间的距离为4tan373rLr=，由点电荷的场强公式可得圆心 O 处的Q在P 点产生的电场强度为122916kQkQELr=，B 正确；设圆环上某点的带电量为q+，由几何关系可得此点与 P 点的距离为5sin373rdr=，由点电荷的场强公式可得q+在 P 点产生的电场强度为222925kqkqEdr=，假设圆环上有 n 个 q，则有Qnq=，在 P 点与垂直 x 轴方向上，2E的分量为yE，根据对称性，n 个yE的矢量和为 0，则圆环上所有电荷在 P 点产生的场强沿着 x 轴的正方向，2E的分量为2cos37xEE=，n 个xE的矢量和就是圆环上所有的电荷在 P 处产生的场强，则有3xEnE=，综合可得3236125kQEr=，C 错误；由于12916kQEr=沿着 x 轴的负方向，3236125kQEr=沿着 x 轴的正方向，结合13EE，可得 P 点电场强度的方向沿 x 轴的负方向，D 正确 10BD 辐射状的电场力充当粒子做匀速圆周运动的向心力，则有20vEqmR=，结合qkm=解得20vkER=，A错误；由匀速圆周运动的规律可得粒子从 A 到 B 的运动时间为0tvR=，正确；粒子从 B 到 C 做类平抛运动，粒子在 C 点的速度与在 B 点的速度之间的夹角为30，把粒子在 C 点的速度分别沿着电场线和垂直电场线分解，则有0tan30yvv=，由动能定理可得212RyUqmv=，结合20vkER=，综合解 学科网（北京）股份有限公司 得6BCERU=，C 错误；由匀强电场的电压与电场强度之间的关系可得BCBCEdU=，解得 B、C 两点沿着电场线方向的距离为6BCRd=，D 正确 11（1）欧姆（1 分）B（1 分）（2）mEI（1 分）()mmII EI I（2 分）（3）100（1 分）1200（1 分）解析：（1）对甲图，在测量电阻前需要将红黑表笔短接，进行欧姆调零，需要调整 B（2）对图乙，电源的电动势为 E，满偏电流为mI，由闭合电路欧姆定律可得欧姆表的内阻为mERI=内，当接上待测电阻xR，表头的示数为 I，则有xEIRR=+内，综合可得()mmxII ERI I=（3）对图丙，因为电灯泡的电阻约为1300，欧姆表的指针所指的刻度为 12，则实验选择开关所处的档位是100，灯泡阻值的读数为1200 12（1）甲（2 分）（2）见解析（2 分）（3）是（1 分）大（1 分）0.15（2 分）解析：（1）小灯泡的电压要从 0 开始逐渐增加，所以滑动变阻器器要采用分压法的连接方式，要选图甲的实验电路图来连接实验器材（2）用笔代替导线把器材连接起来如下图所示 （3）分析丁图可知，小灯泡的电流在0 0.15A的范围内，伏安特性曲线是一条倾斜直线，则小灯泡的电阻是定值，当小灯泡的电压大于0.5V，随着电压的逐渐升高，电压与电流的比值越来越大，则电阻越来越大当小灯泡的电压为0.75V时电流为0.2A，电阻为3.75，则相应的电功率为0.75 0.2W0.15WP=13解：（1）假设甲、乙的连线水平即假设甲、乙的连线与悬挂甲的细线垂直，设两细线之间的夹角为，由几何关系可得4cos5LL=，则有37=与题干相符，假设成立（1 分）则甲、乙两球之间的距离为3dL=（1 分）对甲进行受力分析，水平方向由二力平衡可得2222(3)9NkqkqFLL=（2 分）对乙进行受力分析，由三力平衡的矢量三角形可得22tan379kqmgL=（2 分）学科网（北京）股份有限公司 解得22427kqmgL=（1 分）（2）甲在 O 点产生的电场强度为2(4)kqEL=甲，方向竖直向上（1 分）乙在 O 点产生的电场强度为2(5)kqEL=乙，方向斜向左上方与E甲的夹角为37（1 分）由平行四边形定则22()yxEEEE=+甲乙乙（1 分）综合计算可得239400kqEL=（2 分）14解：（1）设路端电压为 U，由电容的定义可得qCU=（2 分）由欧姆定律可得 R 的电流为RUIR=（1 分）由闭合电路欧姆定律可得()MRUEIIr=+（2 分）电动机的效率为20100%MMMMUII rUI=（2 分）综合解得100VU=、4r=、90%M=（1 分）（2）两开关都合上电源的效率为1100%UIEI=（2 分）当开关1k合上、2k断开，由闭合电路欧姆定律可得0EIrR=+（1 分）电源的效率为2000100%EII rEI=（1 分）综合比较可得12:54:55=（2 分）15解：（1）设粒子在 f 点的速度为0v，分析可得粒子从 f 到 c 做类平抛运动，把粒子从 f 到 c 的位移分别沿着 x 轴与 y 轴分解，由几何关系可得1cos37xRR=+（1 分）1111sin3750yRR=（1 分）由类平抛运动的规律可得10 2xv t=（1 分）20122E qytm=（1 分）学科网（北京）股份有限公司综合解得18150yR=，00E qRvm=，2095mRtqE=（1 分）（2）设第二象限匀强电场的强度为 E，由动能定理可得2012EqRmv=（2 分）设粒子从 d 到 f 的运动时间为1t，则有022vRt=（1 分）粒子从 d 到 c 电场力做的总功为01WEqRE qy=+（1 分）电场力做的总功的平均功率为12WPtt=+（1 分）综合计算可得00.5EE=、005395E qE qRPm=（1 分）（3）若让该粒子从第二象限的 e 点坐标为(),1.5RR由静止释放，由动能定理可得粒子经过 y 轴上的 p 点时速度仍为00E qRvm=（1 分）假设粒子从 p 点正好到达 b，由几何关系可得2xR=，由类平抛运动的规律可得 20 3xv t=、20232E qytm=（1 分）综合计算可得20.5yR=、30mRtqE=（1 分）由几何关系可得21.50.5yRRR=假设成立（1 分）由类平抛运动的规律可得003yE qE qRvtmm=，则有0yvv=，粒子在 b 的速度02bE qRvm=（1 分）分析可得bv由 b 指向 a，则粒子从 b 到 a 做匀速直线运动，则有402bRmRtvE q=（1 分）则粒子从 y 轴上的 p 点到达 x 轴需要的时间为3402mRttqE+=（2 分）