2024成都外国语学校高二上学期期中考试物理含答案

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注意事项：
1、本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题) 两部分；
2、本堂考试75 分钟,满分 100分;
3、答题前，考生务必先将自己的姓名、学号填写在答题卡上，并使用2B 铅笔填涂；
4、考试结束后， 将答题卡交回。
第Ⅰ卷(选择题, 共44分)
一、单项选择题(每小题4分，共24分)
1. 下列说法正确的是 ( )
A. 点电荷是一种理想化模型， 其所带电荷量一定很小
B. 法拉第提出了电荷周围存在电场的观点
C. 卡文迪什用扭秤实验测出了元电荷的数值
D. 电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向
2.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. 根据电场强度的定义式 E=Fq可知，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. 由 UAB=WABq可知， 电势差与检验电荷电量q成反比、与电场力做功成正比
C. 根据真空中点电荷的电场强度公式 E=kQr2可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关
D. 根据电势差的定义式 UAB=WABq可知， 电荷量为 lC的正电荷， 从A点移动到B点克服电场力做功为 lJ，则A、B两点间的电势差为-lV
3. 在国际单位制中，某个物理量的单位用基本单位表示为 kg⋅m2s3⋅A,该物理量可能为( )
A. 电势 B. 电势能 C. 电场强度 D. 电荷量
4. AB和CD为圆上两条相互垂直的直径， 圆心为O，将电荷量分别为+q和-q的两点电荷固定在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示，要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Ω，则该点电荷Ω( )
A. 应放在A点, Q=2q B. 应放在B点, Q=-2q
C. 应放在C点, Q=-q D. 应放在D点, Q=-q
5. 如图所示，质量为m、电荷量为q的小球用绝缘线悬吊于天花板上，质量为M、电荷量为Q的圆弧棒在小球正下方的空中由于静电力作用而处于静止状态，重力加速度为g，小球可视为点电荷，则圆弧棒上电荷在小球所在位置处产生的场强大小为( )
A.mgq B.MgQ C.mgQ D.Mgq
6. 如图所示，平行板 PQ、MN与电源相连，开关K闭合，从O点沿两板间中线不断向两板间射入比荷一定的带正电的粒子，粒子经电场偏转后发生的侧移为y，不计粒子的重力，要减小侧移y，下列操作可行的是( )
A. 仅将 PQ板向下平移一些 B. 仅将PQ板向上平移一些
C. 将开关K断开，PQ板向下平移 D. 将开关K断开，PQ板向上平移
二、多项选择题(每题5分，部分选对得3分，共20分)
7. 某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、
b、c是轨迹上的三个点，则( )
A. 粒子可能带负电也可能带正电
B. 若粒子从a点运动到c点， 电势能增大
C. 粒子在c点的速度一定大于在 a点的速度
D. 粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度
8. 如图所示，甲、乙两图中平行板电容器与恒定电源保持连接，甲图中B板接地，乙图中A板接地。丙、丁两图中平行板电容器充电后与电源断开，丙图中B板接地，丁图中A板接地。P为两板空间中的一点，现保持A板位置不变，将四个图中的B板均向下平移一小段距离，则四个图中P点的电势升高的是( )
A. 甲图 B. 乙图 C. 丙图 D. 丁图
9. 如图甲所示，空间存在电场方向为竖直方向、电场强度大小变化的电场，质量为m、带正电的小球在电场中从某高度O处由静止开始下落。小球初始时的机械能为 E₀,小球下落过程中的机械能E随下降的高度h变化的关系如图乙中实线所示，图中 E₀、E₁、ℎ₁、ℎ₂和h₃均为已知量，P为关系图线上的点，其坐标为(h₁，E₁)。小球在下落过程中所受空气阻力作用忽略不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 电场的方向竖直向上，电场强度随h的增大而增大
B. 在h₂处小球的重力势能一定为零
C. 小球在下落过程中电势能不断增大
D. 在h₁处小球所受的电场力大小为 E1ℎ2−ℎ1
10. 如图甲， 两等量同种正点电荷位于同一竖直线上， 在两点电荷连线的中垂线上放置一水平轨道 MN，在两点电荷连线中点O 静置一带正电小球，小球可视为质点。t=0时刻给小球一个水平向右的初速度 v₀，此后小球运动的v—t图像如图乙所示，t=0时刻图线斜率绝对值为 k₁,图线上的P点为t1~t₃间曲线切线斜率最大点， 该点切线斜率为 k₂,小球最终停在距O点L处。带电小球质量为m，所带电荷量为q，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A. 在两点电荷连线中垂线上，O点电势最高，t₃时刻小球所在位置的场强最大
B. 小球与轨道间的动摩擦因数 μ=k1g
C. 两点电荷连线中垂线上的场强最大值为 Em=mk1+k2q
D. 若取无穷远处为0电势点，则O点电势为 φ=mk1Lq−mv022q
第Ⅱ卷(非选择题，共56分)
三、实验题(每空2分，共16分)
11.某同学设计利用如图甲所示装置验证单摆的周期公式，传感器固定在悬点O正下方，该传感器可记录光的强弱随时间的变化情况。当小球摆到最低点遮挡光线时，传感器采集的光线最弱，计算机采集数据后得到光的强弱与时间图像如图乙所示。
(1)第1次光最弱到第N次光最弱的时间为t，则该单摆的周期可表示为 T₁=。(用N、t表示)
(2)该同学用游标卡尺测小球直径D如图丙所示，则D= mm，用米尺测量知摆线长为L，重力加速度取g，用D、L、g表示单摆周期公式为 T₂=。在误差允许范围内若 T₁=T₂,即可验证单摆周期公式正确。
12.电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即 I=qt。电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连。图甲是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V， S是单刀双掷开关， R为定值电阻， C为平行板电容器。
(1)当开关S接1时，平行板电容器 (选填“充电”或“放电”)。
(2)电容器充电完毕后，把开关S接2时，其放电电流随时间变化图像如图乙所示，
①此过程中， 电路中的电流 (选填“增大”、“减小”或“不变”)，电容器两极板间的场
强 (选填“增大”、 “减小”或“不变”);
②由图像可知，本次实验充电完成后电容器所带的电荷量为 C(计算结果保留两位有效数字)，根据计算可知，该实验选择的电容器最有可能是下图中的 。(选填“A”、 “B”或“C”)
四、解答题(13题12分, 14题12分, 15题16分, 共40分)
13(12分). 一列振幅为A=10cm的简谐波沿x轴正方向传播， 在传播方向上有平衡位置相距d=6m的P、Q两质点(波长为λ,且λ-10cm,经 t₀=1s质点Q第一次回到平衡位置。求：
(1) 这列简谐波的波速；
(2)从 t=0时刻起质点Q的振动方程。
14(12分).若距地面高约2km的空中有两块乌云，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差约为3×10⁹V且在没放电前保持不变。已知空气的电场强度达到3×10⁶V/m将被击穿放电。请对以下问题进行估算(估算时可以把两块乌云间电场看成是匀强电场)。
(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣?
(2)若某次闪电，两块乌云在很短时间放电完毕，两块乌云之间电势差变为零，通过的电荷量为500C，可释放多少能量?
(3)这次放电现象将(2)问中的电荷放电完毕历时约0.01s，则其平均电流约为多大?
15(16分).如图甲所示，空间直角坐标系Oxyz中，有一边长为L的正方体区域，其中顶点a、b'、d'在坐标轴上。在平面 Oabb'中心K点放置一装备， 能沿各个方向发射电子。不考虑电子之间的相互作用。电子的质量为m， 电子的电荷量为e。
(1)为了使初速度为 v₀，且平行x轴发射的电子不能到达平面 dcc'd'，可在该空间范围内增加沿x轴方向的匀强电场，求该电场电场强度的最小值和方向；
(2)为了使初速度为 v₀，且平行x轴发射的电子不能到达平面 dcc'd'，也可在该空间范围内增加垂直于x轴方向的匀强电场，求该电场电场强度的最小值；
(3)如图乙所示，K'位于 K的正对面，虚线框平行于 xy平面。电子以初速 v₀，且与KK'连线夹角为θ发射，在空间范围内增加垂直于x轴且和v₀在同一个平面的匀强电场，该电子会从K'小孔离开，达到速度选择的功能。求①满足条件的匀强电场场强的大小；②该电子具有最大电势能时所在位置的电势，已知K所在位置为零势点。