广东省广州市第四中学2022-2023学年高二上学期期中考物理试题（含答案）

广州市第四中学 2022 学年第一学期期中考试

高二物理（选择考）

考试时间：75 分钟 总分：100 分

一、单选题（每题 4 分，共 32 分，在每小题列出的四个选项中，只有一项最符合题意。）

1．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　）

A．由知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比

B．根据可知，任意两点的电势差与这两点的距离成正比

C．由知，当时，；当时，

D．匀强电场中沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必定相等

2．高铁列车在启动阶段的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动。从列车启动开始计时，以其出发时的位置为初位置，在启动阶段，列车的速度大小（　　）

A．与它所经历的时间成正比 B．与它所经历的时间的二次方成正比

C．与它的位移大小成正比 D．与它的动能成正比

3．a、b和c为一个点电荷电场中一条直线上的三个点，a和c两点的场强方向如图所示，a点场强方向Ea与ac连线垂直，c点处场强方向Ec与ac连线成锐角α。关于a、b、c三点，下列判断正确的是（　　）

A．b点场强最大 B．a点电势最高

C．场源点电荷带正电 D．电子在a点的电势能最大

4．在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为 1500kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为 3000 kg 向北行驶的卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一段距离后停止。根据测速仪的测定，长途客车碰前以20 m/s 的速度行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率为（　　）

A．小于10 m/s B．大于10 m/s小于20m/s

C．大于20 m/s小于30m/s D．大于30 m/s小于40 m/s

5．如图所示，是等边三角形，在A点固定放置电荷量为的正点电荷，在C点固定放置一个试探电荷，试探电荷受到的静电力大小为F，再在B点固定放置电荷量为的负点电荷时，试探电荷受到的静电力大小为（　　）

A． B． C． D．

6．如图所示，质量为m的足球在离地高h处时速度刚好水平向左，大小为v1，守门员此时用手握拳击球，使球以大小为v2的速度水平向右飞出，手和球作用的时间极短，重力加速度为g，则（　　）

A．击球前后球动量改变量的方向水平向左

B．击球前后球动量改变量的大小是mv2－mv1

C．击球前后球动量改变量的大小是mv2＋mv1

D．球离开手时的机械能不可能是mgh＋mv12

7．如图所示，竖直放置的平行金属板与一电池连接，一个带电微粒沿图中直线以一定的初速度进入电场，方向如图所示，运动轨迹为直线。则下列说法正确的是（　　）

A．微粒带负电 B．微粒的电势能减少

C．微粒的动能可能增加 D．微粒的动能与电势能之和减少

8．如图，△abc中bc=4cm，∠acb=30°。匀强电场的电场线平行于△abc所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、-1V、3V。下列说法中正确的是（　　）

A．电场强度的方向沿ac方向

B．电场强度的大小为2V/cm

C．电子从c点移动到b点，电场力做功为4eV

D．电子从a点移动到c点，电场力做功不可能为零

二、多选题（每题 6 分，共 24 分；在每小题列出的四个选项中，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）

9．第二届进博会展出了一种乒乓球陪练机器人。若乒乓球被机器人以原速率斜向上击回，在空中运动一段时间后落到台面上，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．击球过程合外力对乒乓球做功不为零 B．击球过程合外力对乒乓球的冲量为零

C．乒乓球运动至最高点时，动量不为零 D．乒乓球下落过程中，在相等时间内动量变化相同

10．随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后（　　）

A．电容器的带电量增大 B．电容器的电容变小

C．极板间电场强度增大 D．极板间电场强度不变

12．如图，x轴上有两同种点电荷和，和的位置坐标分别为、。和之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，电势最低处为点，则（　　）

A．点电场强度为零 B．和带电量相等

C．和都是负电荷 D．点左侧和右侧电场强度方向相反

12．如图（甲）所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度v0向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x。现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B，如图（乙）所示，物体A以2v0的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x，则（　　）

A．A物体的质量为3m

B．A物体的质量为2m

C．弹簧压缩量最大时的弹性势能为

D．弹簧压缩量最大时的弹性势能为

三、实验题（15 分）

13．在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，若图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_______（填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值；其中测量值Rx2_______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，误差产生的原因是_____________（填“电压表的分流”或“电流表的分压”）。

14．在测定镍铜合金丝电阻率的实验中，待测镍铜合金丝长L约0.8m ，直径 d小于1mm ，电阻在5Ω左右。

（1）用螺旋测微器测量镍铜合金丝的直径，读数如图甲所示，其直径______mm 。

（2）某同学采用如图乙所示的电路测量镍铜合金丝的电阻，在丙图的实物中已经连接了一部分导线，请你依据乙图将剩余部分的导线连上。

（3）如图丙所示，在闭合开关前，滑动变阻器触头应置于 ______（最左，最右）端。用伏安法测量镍铜合金丝的电阻，电压表的读数为U，电流表读数为I，根据测量值，得到镍铜合金丝电阻率的表达式为ρ =____________（用题中的符号表达）。

（4）由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电阻率比实际值偏______（填 “大”或“ 小 ” ）。

四、计算题（共 29分）

15．（7分）如图所示，一质量为、带电荷量大小为的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度g取。求：（，）

（1）电场强度E的大小；

（2）若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度大小v。

16．（9分）如图所示，静止于A处的带正电离子（电荷量为q，质量为m），经电压为U的加速电场加速后从B点飞出，恰好以源电荷Q（可视为点电荷）为圆心、半径为R的四分之一圆做匀速圆周运动，并从P点垂直于边界CN进入矩形有界匀强偏转电场，电场方向水平向左，离子恰好能打在M点。已知NP间的距离等于NM间距离，离子的重力不计，源电荷Q产生的电场对加速电场和偏转电场均无影响，静电力常量为k。求：

(1)离子从B点飞出时的速度v的大小；

(2)源电荷Q的电性和电量为多少；

(3)P、N两点间的电势差。

17．（13分）如图所示，在距离水平地面一定高度处的竖直平面内固定一半径为R的光滑半圆轨道AB，在半圆轨道最低点B处有两个小球P、Q（两小球均可视为质点），两小球之间放有火药，点燃火药，两小球分别获得水平向右和水平向左的初速度，向左运动的小球P落在水平地面上的C点，向右运动的小球Q沿半圆轨道恰好运动到A点后水平抛出也落在C点。已知火药释放的能量有80%转化为两小球的动能，C点与B点的水平距离为3R，P小球的质量为m，重力加速度为g。求：

（1）半圆轨道AB的最低点B处距离水平地面的高度h；

（2）小球P获得水平向左的初速度瞬间对半圆轨道最低点的压力；

（3）火药释放的能量E

参考答案：

1．D

【解析】A．电场强度取决于电场本身，与试探电荷无关，故A错误；

B．公式中的d为电场强度方向上的距离，故B错误；

C．当r趋近于零时，此公式不成立，所以电场强度不可能趋近于无穷大，故C错误；

D．在匀强电场中电场强度处处相同，任何相同的距离上电势差相等，即电势的降落相等，故D正确。

故选D。

2．A

【解析】AB．根据匀加速直线运动的速度公式得

所以速度与时间成正比，A正确，B错误；

C．根据匀加速直线运动的速度位移公式得

速度与位移的平方根成正比，C错误；

D．根据动能公式得

速度与动能的平方根成正比，D错误。

故选A。

3．D

【解析】AC．根据点电荷的电场特点可知，a和c两点的电场线延长线的交点O为点电荷的位置，如图所示

可知点电荷带负电，a到O点距离最小、c点到O点距离最大。根据点电荷场强公式可知

故AC错误；

B．沿电场线方向电势降低可知，a点电势最低、c点电势最高，故B错误；

D．电子带负电，a点电势最低，根据电势能可知，电子在a点的电势能最大，故D正确。

故选D。

4．A

【解析】长途客车与卡车发生碰撞，系统内力远大于外力，碰撞过程系统动量守恒，选择向南为正方向，根据动量守恒定律，有

因而

代入数据，可得

故选A。

5．A

【解析】根据题意，对试探电荷受力分析，如图所示

由库仑定律可知

则由几何关系可得

故选A。

6．C

【解析】ABC. 规定水平向右为正方向，击球前球的动量

p1＝－mv1

击球后球的动量

p2＝mv2

击球前后球动量改变量的大小是

Δp＝p2－p1＝mv2＋mv1

动量改变量的方向水平向右，故A、B错误，C正确；

D. 球离开手时的机械能为

mgh＋mv22

因v1与v2可能相等，则球离开手时的机械能可能是

mgh＋mv12

故D错误。

故选C。

7．D

【解析】A．带电微粒沿图中直线进入电场，其所受重力与电场力的合力方向一定与速度方向在同一直线上，由于重力方向竖直向下，所以电场力方向一定水平向左，则微粒带正电，故A错误；

B．电场力对微粒做负功，微粒的电势能增加，故B错误；

C．根据前面分析可知，微粒所受合外力方向沿虚线斜向下，则微粒速度方向与所受合外力方向相反，合外力对微粒做负功，根据动能定理可知微粒的动能一定减小，故C错误；

D．根据能量守恒定律可知，微粒的动能、重力势能和电势能之和不变，由于微粒的重力势能增加，所以微粒的动能与电势能之和减少，故D正确。

故选D。

8．B

【解析】AB．由于ac两点电势相等，故ac为一条等势线，电场方向与等势线垂直，且由高电势指向低电势可知，电场方向垂直ac，且指向斜上方，故电场强度的大小为

故A错误，B正确；

C．电子从c点移动到b点，电场力做功为

故D错误。

D．电子从a点移动到c点，ac为一条等势线，电场力做功为0，故D错误；

故选B。

9．CD

【解析】AB．球拍将乒乓球原速率击回，可知乒乓球的动能不变，动量方向发生改变，可知合力做功为零，冲量不为零，AB错误；

C．乒乓球运动至最高点时有水平方向的速度，所以动量不为零，C正确；

D．乒乓球下落过程中，只受重力，根据动量定理得

解得

即在相等时间内动量变化相同，D正确。

故选CD。

10．AC

【解析】AB．由平行板电容器电容的表达式

可知d减小，C增大，电容器两端的电压不变，由

可知带电量增大，A正确，B错误；

CD．由

可知d减小，U不变，E增大，故C正确、D错误。

故选AC。

11．AD

【解析】BC．因为沿电场线方向电势逐渐降低，根据电势走向，场源电荷一定为同种正电荷，且电势变化不对称，电量不等，故BC错误；

A．xP点切线斜率为零，而图线的切线斜率表示电场强度的大小，则点的电场强度为零，该点左右电场反向，故AD正确。

故选AD。

12．AC

【解析】设A物体的质量为mA，物体A压缩弹簧的最大压缩量为x时，A的动能全部转化为弹簧的弹性势能（设为Ep）有

当A以2v0向右运动压缩弹簧过程，A、B、弹簧系统动量守恒，当二者共速（设为v）时，弹簧达到最大压缩，也为x。此过程动量守恒有

由功能关系有

联立上面三式解得

故选AC。

13．     Rx1     小于  电压表的分流

【解析】由于

故Rx属于大电阻，采用电流表内接法，电流表的分压作用较小，测量误差较小，即Rx1更接近真实值，若采用电流表外接法，作用较大，测量误差较大。

图（b）为电流表外接法，电压表示数准确而电流表示数偏大，故Rx2小于真实阻值。

误差产生的原因是电压表的分流。

14．     0.884∼0.886          最左          小

【解析】（1）由螺旋测微器的读数原理，固定尺刻度+可动尺转过格数×0.01mm，图中直径d的读数为

（2）实物图连接如下图。

（3）为保护电表，在闭合开关前，待测部分电路应处于短路状态，故滑动变阻器触头应置左端。

根据欧姆定律得

根据电阻定律得

联立两式解得

（4）所用电压表不是理想电压表，电压表起分流作用，导致测量的电流偏大，根据欧姆定律测量的电阻偏小，根据电阻定律知，导致电阻率的测量值偏小。

15．（1）；（2）12.5m/s

【解析】（1）由于小球静止时偏向左边，受电场力水平向左，与电场强度方向相反，所以该小球带负电；对小球，由平衡条件可得

qE=mgtanθ

解得电场强度E的大小为

（2）剪断细线后，小球只受重力和电场力，所以两力的合力沿着绳的方向，小球做初速度为零的匀加速直线运动，小球受到的合力为

由牛顿第二定律得

F=ma

由速度-时间公式得

v=at

联立并代入数据解得

v=12.5m/s

16．(1)；(2)Q带负电，；(3)4U

【解析】(1)对离子，在加速电场中加速，由

解得

(2)离子从B点飞出后，在Q的作用下做匀速圆周运动，所以Q带负电，

解得

(3)设NM之间的距离为d，则PN之间的距离为d，PN之间的电势差为，则

，，

联立解得

17．（1）；（2）；（3）

【解析】（1）小球Q沿半圆轨道恰好运动到A点，有

解得

小球Q从A点水平抛出后落在C过程，由平抛运动规律有

联立解得

（2）小球P从B点做平抛运动，落在水平地面上的C点，有

解得

小球P在最低点

由牛顿第三定律，对半圆轨道最低点的压力

方向竖直向下。

（3）小球Q沿半圆轨道恰好运动到A点，由动能定理有

解得

P、Q爆炸过程由动量守恒定律有

由能量守恒定可得

联立解得