四川省广安市岳池县2021-2022学年高二上学期期中考试物理试题含答案

岳池县2021-2022学年高二上学期期中考试

物理

（试卷总分：110分考试时间：与化学、生物共用150分钟）

一、选择题：本题共9小题，每小题6分，共54分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求；第6~9题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1．关于静电场知识，下列说法正确的是（    ）

A．摩擦起电的原因是电荷的转移，感应起电的原因是产生了电荷

B．元电荷e的数值是由美国科学家密立根用实验测得的，元电荷实际上是指电子和质子本身

C．点电荷是静电学中的第一个理想模型，是指体积很小的带电体

D．A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用

2．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正点电荷形成的电场中，导体处于静电平衡状态。下列说法正确的是（    ）

A．导体内部A点的电场强度大于B点的电场强度

B．感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度

C．感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度

D．当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动

3．某电子元件通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法正确的是（    ）

A．随着所加电压的增大，该元件的电阻减小

B．对应P点，该元件的电阻

C．对应P点，该元件的电阻

D．该元件为非线性元件，不满足欧姆定律，不适用于公式

4．真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷电量增加了，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电量一定减少了（    ）

A． B． C． D．

5．电源、开关、平行板电容器连成如图所示电路，上极板接地。闭合开关S，电源对电容器充电后，电容器带电量为Q，两极板间电压为U，板间电场强度大小为，电容器中的P点电势为，则下列说法正确的是（    ）

A．若将上板下移少许，U不变，Q增大，变大，变大

B．若将上板下移少许，U不变，Q增大，减小，变小

C．若断开开关S，将上板下移少许，Q不变，U减小，不变，变小

D．若断开开关S，将上板下移少许，Q不变，U减小，不变，不变

6．反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，它身体的表面分布着电器官，这些电器官能在鱼周围产生电场。如图为反天刀周围的电场线分布示意图，A、B、C为场中三点，下列说法正确的是（    ）

A．反天刀头部带负电

B．A点电场强度大于B点电场强度

C．C点电势高于B点电势

D．若正离子从C沿虚线向A运动，其电势能逐渐变小

7．示波管原理如图所示，当两偏转电极，电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏正中间的O点，其中x轴与电场的场强方向平行，y轴与电场的场强方向平行。则下列说法正确的是（    ）

A．若电压为零时，只在加电压，电子只能打在荧光屏的x轴上

B．若电压为零时，只在加电压，电子只能打在荧光屏的x轴上

C．要使电子打在图示坐标系的第Ⅱ象限内，应使、Y接电源的正极，X、接电源的负极

D．要使电子打在图示坐标系的第Ⅱ象限内，应使X、接电源的正极，、Y接电源的负极

8．空间存在一静电场，电场中的电势随x（x轴上的位置坐标）的变化规律如图所示，下列说法正确的是（    ）

A．处电场方向可能沿x轴正方向

B．处的电场强度可能为零

C．沿x轴正方向，电场强度先增大后减小

D．电荷量为e的负电荷沿x轴从O点移动到6m处，电势能增大8eV

9．如图甲所示，真空中水平放置两块长度均为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为的周期性变化的电压。在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自时刻开始连续释放初速度大小为，方向平行于金属板的相同带电粒子，时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场。已知电场变化周期，粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力，则（    ）

A．在时刻进入的粒子离开电场时速度大小为

B．粒子的电荷量为

C．在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了

D．在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场

二、实验题：本题共2小题，共16分。

10．（6分）如图甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为10V，S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器。

（1）当开关S接1时，平行板电容器充电，在充电开始时电路中的电流比较______（填“大”或“小”）。

（2）当开关S接2时，平行板电容器放电，流经G表的电流方向为______（填“向左”或“向右”）。

（3）将G表换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如图乙所示，电容器的电容值约为______F（结果保留两位有效数字）。

11．（10分）在描绘一个标有“8.4V  0.3A”小灯泡的伏安特性曲线的实验中，要求灯泡两端的电压由零逐渐增加到8.4V，并便于操作。已选用的器材有：

①学生电源（电动势9V，内阻约1Ω）

②电流表（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω；量程0~3A，内阻约0.04Ω）；

③电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ；量程0~15V，内阻约15kΩ）；

④开关一个，导线若干。

（1）实验中还需要选择一个滑动变阻器，现有以下两个滑动变阻器，则应选其中的______（填字母序号）。

A．滑动变阻器（最大阻值10Ω，最大允许电流1A）

B．滑动变阻器（最大阻值1500Ω，最大允许电流0.3A）

（2）实验电路图应选用图甲、乙中的______。

（3）请根据（2）中所选的电路图，补充完成图丙中实物电路的连线。

（4）根据实验数据，画出的小灯泡I-U图线如图丁所示。由此可知，当小灯泡两端的电压增加时，小灯泡的电阻值______（填“变大”或“变小”）。

（5）此实验结果还可得出，此小灯泡灯丝的电阻率随温度的升高而______（填“变大”或“变小”）。

三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

12．（8分）两根完全相同的金属裸导线A和B，如果把导线A均匀拉长到原来的3倍，电阻为把导线B对折后合并起来，电阻为。求：

（1）它们的电阻之比；

（2）分别加上相同的电压，相同时间内通过导线横截面积的电荷量之比。

13．（14分）如图所示，平面直角坐标系xOy，y轴右侧两个区域内有匀强电场。其中的区域I匀强电场方向水平向右，电场强度大小为E；的区域Ⅱ匀强电场方向竖直向上，电场强度大小为（大小未知）。现从坐标原点O处静止释放一电量q、质量为m的带正电粒子P，该粒子经过两电场恰好到达点处。不计粒子重力，求：

（1）粒子P刚进入区域时的瞬时速度大小；

（2）电场强度与E的比值；

（3）当粒子P刚进入区域Ⅱ时，直线上的某点同时水平向左发射另一负电荷粒子Q，Q与P质量、电量大小均相同，Q的发射速率为此刻P速率的3倍，若两粒子能在区域Ⅱ中相遇，求负电荷粒子Q发射时的纵坐标（不计粒子间的相互作用）。

14．（18分）在竖直平面内有水平向右、场强的匀强电场。电场中有一根长的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系质量为0.04kg的带电小球，静止时细线与竖直方向成37°角，如图所示。给小球一个初速度让小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在最初静止时的位置为电势能和重力势能的零点。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，，求：

（1）小球所带电荷量；

（2）小球恰能做圆周运动的动能最小值；

（3）小球恰能做圆周运动的机械能最小值。

岳池县2021-2022学年高二上学期期中考试

物理参考答案及评分标准

一、选择题：本题共9小题，每小题6分，共54分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求；第69题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1．D  【解析】  摩擦起电和感应起电的原因都是电荷的转移，并非产生了电荷，故A错误；元电荷e的数值是由美国科学家密立根用实验测得的，元电荷是最小的电荷量，元电荷不是指电子和质子本身，故B错误；点电荷是用一个带电的点来代替带电物体，是一种理想化的模型，电荷能否简化为点，与物体的绝对大小无关，要看所研究的问题中物体的尺度是否能够忽略不计，故C错误；根据电场产生以及电场对电荷的作用特点可知，A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用，故D正确。

2．D  【解析】  枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布。因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，枕形导体左端带负电，右端带正电，达到静电平衡后感应电荷的电场与点电荷的电场叠加，内部电场强度处处为零，故A错误；A、B两点合场强相等，且都为零，由于点电荷形成的场强A点大于B点，则可知，感应电荷产生的附加电场定是，故BC错误；若用导线将导体与大地相连，由于导体处在正电荷形成的电场中，故电子将从大地沿导线流向导体，故D正确。

3．C  【解析】  由图可知，图像中各点与坐标原点连线的斜率随电压的增大而减小，而I-U图像中各点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数，所以随着所加电压的增大，元件的电阻增大，故A错误；由图像可知，P点对应的电压为，电流为，根据欧姆定律可得元件的电阻，故B错误，C正确；由于电流与电压不是成正比，所以该元件为非线性元件，但欧姆定律仍适用，可以用公式求电阻，故D错误。

4．B  【解析】  根据库仑定律知，一个电荷电量增加了，即变为原来的倍，保持它们之间的相互作用力不变，则另一个电荷电量变为原来的倍，则另一个电荷的电量减少了，故B正确，ACD错误。

5．A  【解析】  保持开关闭合，则极板间电压U不变，若将上板下移少许，即减小极板间距d，由，可知电容器的电容增大，由可知，Q增大，由可知电场强度变大，则P点到下极板的电压增大，所以P点到上极板的电压减小，则P点的电势变大，故A正确，B错误；给电容器充电后与电源断开，电量Q不变，若将上板下移少许，即减小极板间距，由可知电容器的电容增大，由可知，U减小，由．可知，不变，所以P点到上极板的电压减小，则P点的电势变大，故CD错误。

6．BD  【解析】  电场线从正电荷或无穷远处出发，终止于负电荷或无穷远处，根据电场线由头部出发可知：头部带正电，尾部带负电，故A错误；电场线疏密程度代表电场强度，由图可知：A处电场线比B处密，故A处电场强度大于B处电场强度，故B正确；沿着电场线电势降低，等势线与电场线垂直，可知B点电势比C点电势高，故C错误；正电荷受到的电场力的方向沿电场线的方向，可知正电荷沿图中C至A的虚线运动时受电场力的方向大体向右下方，则受力的方向与CA之间的夹角为锐角，可知从C到A电场力对正电荷做正功，所以其电势能减小，故D正确。

7．BC  【解析】   若电压为零时，只在加电压，则电子在方向不会偏转，电子只能在方向偏转，电子打在荧光屏的y轴上，故A错误；若电压为零时，只在加电压，则电子在方向不会偏转，电子只能在方向偏转，电子只能打在荧光屏的x轴上，故B正确；若电子打在坐标系的第Ⅱ象限，则电子向上、向外偏转，、Y极接电源的正极，X、接电源的负极，则电子经过时向上偏，经过时向外偏，故C正确，D错误。

8．AD  【解析】  电势降低的方向可能是电场方向，也可能仅有沿电场方向的趋势，从O点到处电势不断降低，可知处的电场方向可能沿x轴正方向，故A正确；图像切线的斜率大小等于电场强度，处图像的切线斜率不为零，则该处电场强度不为零，故B错误；从O点到6m，图像的斜率绝对值先减小后增大，则电场强度沿x轴正方向先减小后增大，故C错误；电荷量为e的负电荷沿x轴从O点移动到6m处，电势降低，根据负电荷在电势高的地方电势能小，知负电荷的电势能增大，由得：，即电势能增大了8eV，故D正确。

9．ABD  【解析】  粒子进入电场后，水平方向做匀速运动，则时刻进入电场的粒子在电场中运动时间为，此时间正好是交变电场的一个周期，粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动，经过一个周期，粒子的竖直速度为零，故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度，故A正确；在竖直方向，粒子在时间内的位移为，则，得，故B正确；在时刻进入电场的粒子，加速度，离开电场时在竖直方向的位移．电场力做功，故C错误；时刻进入的粒子，在竖直方向先向下加速运动，然后向下减速运动，再向上加速，向上减速，由对称性可知，此时竖直方向的位移为零，故粒子从P板右侧边缘离开电场，故D正确。

二、实验题：本题共2小题，共16分。

10．（6分，每空2分）（1）大 （2）向左

（3）（误差内均可）

【解析】（1）开关接1时，对电容器充电，由于开始时电容器两极板不带电，所以开始时充电电流比较大。

（2）当开关S接2，放电时正电荷从上极板流出，所以流经G表的电流方向是向左。

（3）根据可知放电电流随时间变化曲线与x轴所围面积即为通过的电荷量，图像下共有42格，所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为，而所加电压，所以电容。

11．（10分，每空2分，实物电路图2分）（1）A （2）乙

（3）如图所示：

（4）变大 （5）变大

【解析】（1）实验要求灯泡两端的电压由零逐渐增加到8.4V，则滑动变阻器应采用分压接法，选择最大阻值比较小的A。

（2）灯泡正常发光时的电阻，该电阻值相对于电压表属于小电阻，所以电流表采用外接法，且要求灯泡两端的电压由零逐渐增加到8.4V，则滑动变阻器需要分压式，因此实验电路应选乙。

（3）根据实验电路图连接实物电路图，实物电路图如答案图所示。

（4）在I-U图像中，各个点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数，由图可知，随电压增大，各点与坐标原点的连线的斜率减小，可知小灯泡的阻值增大。

（5）实验表明小灯泡灯丝的电阻率随温度的升高而增大。

三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

12．（8分）（1）它们的电阻之比为36：1；

（2）分别加上相同的电压，相同时间内通过导线横截面积的电荷量之比为1：36。

解：（1）A导线均匀拉长为原来的3倍时，横截面积变为原来的；

B导线对折，长度变为原来的一半，横截面积变为原来的2倍。

设两导线原来长为L，横截面积为S，电阻为R，则有：

，，，

根据电阻定律可得：

故：．

（2）根据，得：

由于电压、时间均相等，则可得：

13．（14分）（1）粒子P刚进入区域Ⅱ时的瞬时速度大小为；

（2）电场强度与E的比值为4；

（3）负电荷粒子Q发射时的纵坐标为。

【解析】解：（1）粒子P在区域Ⅰ时做初速度为零的匀加速直线运动。

由动能定理得：

解得：

（2）正粒子进入区域Ⅱ，水平方向有：

竖直方向有：

联立解得：

（3）两粒子能够在区域Ⅱ中相遇，由题意，水平方向有：

竖直方向有：

解得：

14．（18分）（1）小球所带电荷量为；

（2）小球恰能做圆周运动的动能最小值为0.5J；

（3）小球恰能做圆周运动的机械能最小值为1.54J。

【解析】解：（1）小球静止时受力分析如图所示。

根据平衡关系：

代入数据得：

（2）由于重力和电场力都是恒力，所以它们的合力也是恒力，类比重力场，在圆上各点中，小球在平衡位置A时动能最大，在平衡位置A的对称点B时的动能最小。

在B点时，小球受到的重力和电场力，其合力F作为小球做圆周运动的向心力，

而绳的拉力恰为零，有：

又：

解得：

（3）当小球在圆上最左侧C点时，电势最高，电势能最大，机械能最小。

由B到A运动过程中，根据动能定理有：

解得：

A点的重力势能和电势能均为零，则总能量：

由C到A过程中电场力做的功：

即C点的电势能

所以C点的机械能：