224，北京市第五十五中学2022-2023学年高二上学期期中考试物理试卷

这是一份224，北京市第五十五中学2022-2023学年高二上学期期中考试物理试卷，共20页。试卷主要包含了单项选择，实验题，计算论证题等内容，欢迎下载使用。

高二物理
本试卷共8页，共100分，调研时长90分钟
第一部分（选择题 共45分）
一、单项选择（每小题3分，共45分）
1. 人类对电的认识是在长期实践活动中，不断发展、逐步深化的，经历了一条漫长而曲折的道路。人们对电现象的初步认识，可追溯到公元前6世纪。希腊哲学家泰勒斯那时已发现并记载了摩擦过的琥珀能吸引轻小物体。我国东汉时期，王充在《论衡》一书中所提到的“顿牟掇芥”等问题，也是说摩擦琥珀能吸引轻小物体。科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电荷量的单位。关于元电荷，下列论述中正确的是（ ）
A. 点电荷也叫元电荷
B. 质子或电子都是元电荷
C. 物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍
D. 电子的电荷量的数值最早是由库仑通过实验测得的
【答案】C
【解析】
【详解】AB．元电荷是最小的电量单位，点电荷不是元电荷；质子或电子都是实物粒子，都带元电荷的电量，但不是元电荷，选项AB错误；
C．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍，选项C正确；
D．电子的电荷量的数值最早是由密立根通过油滴实验测得的，选项D错误。
故选C。
2. 如图所示，a、b两点位于以负点电荷为球心的球面上，c点在球面外，则（ ）
A. a点场强与b点场强相同
B. a点场强的大小比c点大
C. b点的电势比c点高
D. 条件不足，无法判断a、b、c电势高低
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据点电荷的电场分布情况可知，、两点的电场强度方向不同，A错误；
B．根据点电荷电场强度大小决定式，因为，所以，B正确；
C．负点电荷电场线为从无穷远出发，终止在负电荷，由于沿电场线方向上，电势逐渐降低，所以距离负点电荷越近电势越低，即，C错误；
D．由于、到负点电荷的距离相等，所以，D错误。
故选B。
【点睛】空间中点电荷的电场线分布为辐射状，电场线方向由点电荷的电性判断，空间中的点电荷的等势面为球形，即题中给出的球面上各个点电势相等。
3. 如图是电场中的一条电场线，、是电场线上的两点，下列有关说法正确的是（ ）
A. A点的电场强度一定比B点的大
B. A点的电势一定比B点的低
C. 将一负试探电荷由A点移动到B点，电场力做正功
D. 负试探电荷在B位置的电势能比在A位置电势能大
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于图中无法看出电场线的疏密程度，所以无法判断、两点的电场强度大小，A错误；
B．由于题中给出电场线方向向左，根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，，B错误；
C．将一负试探电荷放入电场中，负试探电荷受电场力方向与电场线方向相反，即电场力向右，将试探电荷由点移动到点，位移与电场力方向相反，电场力做负功，C错误；
D．由负试探电荷在电场中的电势能可知
将代入可得
D正确。
故选D。
4. 在探究影响电荷之间相互作用力大小因素过程中，老师做了如图所示的实验。O是一个带正电的绝缘导体球，将同一带电小球用绝缘细丝线分别挂在P1、P2、P3不同的位置，调节丝线长度，使小球与带电导体球O的球心保持在同一水平线上，发现小球静止时细丝线与竖直方向的夹角不同，且θ1>θ2>θ3。关于这个实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 通过该实验的现象可知，小球带负电
B. 该实验可以研究电荷间相互作用力大小与它们之间距离是否有关
C. 该实验中细丝线与竖直方向的夹角越大，表示电荷之间的相互作用力越弱
D. 通过该实验现象可知，电荷之间的相互作用力与电荷之间的距离的平方成反比
【答案】B
【解析】
【详解】A．同种电荷相互排斥，所以小球带正电，故A错误；
B．该实验仅仅改变了距离，可以利用控制变量法研究电荷间相互作用力大小与它们之间距离是否有关，故B正确；
C．受力分析可知
所以电荷间相互作用力越大，夹角越大，故C错误；
D．该实验定性研究了电荷之间的相互作用力的大小与距离的关系，没有记录距离准确值，无法得出定量关系，故D错误。
故选B。
5. 电路中有一段金属丝长为L，电阻为R，要使电阻变为4R，下列可行的方法是（ ）
A. 将金属丝拉长至4L
B. 将金属丝拉长至2L
C 将金属丝对折后拧成一股
D. 将金属丝两端的电压提高到原来的4倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．将金属丝拉长至，体积不变，则横截面积变为原来的，根据
知电阻变为原来的16倍，故A错误
B．将金属丝拉长至，体积不变，则横截面积变为原来的，根据
可知，电阻变为原来的4倍，故B正确；
C．将金属丝对折后拧成一股，长度变为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，根据
知电阻变为原来的，故C错误；
D．电阻与电压和电流无关；将金属丝两端的电压提高到原来的4倍，电阻不变，故D错误；
故选B。
【点睛】无论是拉长还是对折，同一根铁丝的体积不变。电阻的大小与电压和电流无关。再结合电阻定律进行解答即可。
6. 如图所示，三个带电小球A、B、C静止在光滑水平地面上，A带正电，电荷量为q（），A、B之间距离为L，B、C之间距离为，则（ ）
A. B球带正电B. C球带负电
C. B球电荷量为D. C球电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．三个带电小球A、B、C静止在光滑水平地面上，则满足“两大夹小，两同夹异”，A带正电，则B带负电，C带正电，选项AB错误；
C．设B球带电量为，C球带电量为，对C球受力平衡有
解得
则B球电荷量为，选项C错误；
D．对B球受力平衡有
解得
即C球电荷量为，选项D正确。
故选D。
7. 在如图所示的非匀强电场中，实线表示电场线。在只受电场力的作用下，电子从A点运动到B点。电子在A点的速度方向如图所示。比较电子在A、B两点的速度、加速度、电势能，其中正确的是（ ）
A. 、、
B. 、、
C. 、、
D. 、、
【答案】D
【解析】
【详解】由题知电子的轨迹向右弯曲，所受的电场力大致向右，则电场力对电子做正功，动能增大，电势能减少，故
、
A处电场线比B处电场线密，则A处场强大，电场力大，电子的加速度大，即有
故选D。
8. 如图所示，用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触，起初它们不带电，贴在两端下部的金属箔是闭合的，把带正电的物体C移近A端，则（ ）
A. C移近A端时，A端的金属箔张开，B端的金属箔闭合
B. C移近A端时，A端的金属箔闭合，B端的金属箔张开
C. 先将A和B分开，再移去C后，A和B端的金属箔都张开
D. 先将A和B分开，再移去C后，A和B端的金属管都闭合
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据静电感应规律，把带正电物体C移近A端，由于“近异远同”，则A端带负电，B端带正电，即AB端的金属箔均张开，AB错误；
CD．若先将A和B分开，此时A端带负电，B端带正电，再移去C后，AB端的电荷不能中和，即A端仍然带负电，B端仍然带正电，即A和B端的金属箔都张开，C正确，D错误。
故选C。
9. 真空中某竖直平面内存在一水平向右的匀强电场，一质量为m的带电微粒恰好能沿图示虚线(与水平方向成θ角)由A向B做直线运动，已知重力加速度为g，微粒的初速度为v0，则( )
A. 微粒一定带正电
B. 微粒一定做匀速直线运动
C. 可求出匀强电场的电场强度
D. 可求出微粒运动的加速度
【答案】D
【解析】
【分析】带点微粒做直线运动，所以所受合力方向与运动方向在同一直线上，根据重力和电场力的方向可确定微粒运动的性质．
【详解】A.微粒做直线运动的条件是速度方向和合外力的方向在同一条直线上，微粒受到竖直向下的重力，只有微粒受到水平向左的电场力才能使得合力方向与速度方向相反且在同一条直线上，由此可知微粒所受的电场力的方向与场强方向相反，则微粒必带负电，故A错误；
B.微粒受到向左的电场力与竖直向下的重力，合力的方向为左下方，所以运动过程中微粒做匀减速直线运动，故B错误；
CD.由以上的分析可知，电场力：qE tanθ=mg，；解得 ， 由于不知道微粒的电量，所以不能完成该匀强电场的电场强度，可求出微粒运动的加速度．故C错误，D正确；
故选D．
10. 用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱。如图是等量异种点电荷形成电场的电场线，A、B为同一电场线上的两点，以下说法正确的是（ ）
A. A、B两点场强相同
B. 两个电荷连线（直线）上的场强，连线中点场强最小
C. 将一正点电荷从A点无初速度释放一定会沿电场线运动到点
D. 两个电荷连线（直线）的中垂线上任意一点场强方向相同，大小也相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．电场线的切线方向表示场强的方向，因此A、B两点场强方向不同，故A错误；
B．依据电场线的疏密，来体现场强强弱，因此两个电荷连线（直线）上的场强，连线中点场强最小，故B正确；
C．若将一正点电荷从A点无初速度释放，假设粒子运动的轨迹是这条电场线，则粒子做曲线运动，而粒子的受力时刻沿电场线的切线即轨迹的切线，与粒子做曲线运动受力指向轨迹凹侧相矛盾，因此运动轨迹不会沿着电场线从A到B，故C错误；
D．依据电场线的疏密，来体现场强强弱，因此中垂线上，从两个电荷连线中点到无穷远，场强越来越小，电场线的切线方向表示场强的方向，因此中垂线上各点场强方向一致，故D错误。
故选B。
11. 小灯泡通电后其电流 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．则下列说法中正确的是（ ）
A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻不变
B. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
C. 对应 P 点，小灯泡的电阻为
D. 对应 P 点，小灯泡的电阻为
【答案】D
【解析】
【详解】A、图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，说明随着所加电压的增大，电阻逐渐增大，故AB错误；
C、对应P点，根据欧姆定律可知小灯泡的电阻为，故C错误，D正确．
12. 如图所示，，，，A、B两端接在电压恒定的电源上，则（ ）
A. S断开时，通过与的电流之比为3：5
B. S闭合时，通过与的电流之比为3：5
C. S闭合时，与两端的电压之比为1：2
D. S断开与闭合两种情况下，电阻两端的电压之比为13：9
【答案】C
【解析】
【详解】A．S断开时，R1、R2串联，电流相等，故通过与的电流之比为1：1，故A错误；
B．S闭合时，R2与R3并联，并联的总电阻为
R1、R串联，电流相等，电压之比等于电阻之比，则有
R2与R3并联，电压相等都等于U，故与两端的电压之比为1：2，通过与的电流之比为
故B错误，C正确；
D．由上述分析知，S断开时R1的电压为
S闭合时R1的电压为
两种情况下，电阻两端的电压之比为9：13，故D错误。
故选C。
13. 如图所示，平行板电容器充电后形成一个匀强电场，大小保持不变，让质子（）流先、后两次不同初速度垂直射入电场，分别沿a、b轨迹落到极板的中央和边缘，则质子沿b轨迹运动时（ ）
A. 加速度更大B. 运动时间更长
C 动能增量更大D. 电势能增量与沿a轨迹运动时相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．加速度为
与速度无关，所以加速度相同，故A错误；
B．质子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则偏转距离
质子的加速度相同，由图看出，y相同，则运动时间相同，故B错误；
CD．静电力做功为
W=qEy
所以两次静电力做功相同，电势能的增量相同，由能量守恒定律可知，两次动能的增量相同，故C错误，D正确。
故选D。
14. 图（a）为示波管的原理图．如果在电极之间所加的电压图按图（b）所示的规律变化，在电极之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】电子在和间沿电场方向均做初速度为零的匀加速直线运动，由位移公式：
前半个周期0-t1时间内，电子受到的力偏向一侧，所以电子前半周期偏向一侧．
前半个周期0-t1时间内，电子受到的力偏向Y一侧，所以电子前半周期偏向Y一侧．综上，前半个周期0-t1时间内图像应该在第二象限．
同理，后半周期的图像应在第四象限．
A．分析可知，前半个周期0-t1时间内图像应该在第二象限，后半周期的图像应在第四象限．故A错误．
B．分析可知，前半个周期0-t1时间内图像应该在第二象限，后半周期的图像应在第四象限．故B正确．
C．分析可知，前半个周期0-t1时间内图像应该在第二象限，后半周期的图像应在第四象限．故C错误．
D．分析可知，前半个周期0-t1时间内图像应该在第二象限，后半周期的图像应在第四象限．故D错误．
15. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。电子偏转器的简化剖面结构如图所示，A、B表示两个同心半圆金属板，两板间存在偏转电场，板A、B的电势分别为、。电子从偏转器左端的中央M进入，经过偏转电场后到达右端的探测板N。动能不同的电子在偏转电场的作用下到达板N的不同位置，初动能为的电子沿电势为的等势面C（图中虚线）做匀速圆周运动到达板N的正中间。动能为、的电子在偏转电场作用下分别到达板N的左边缘和右边缘，动能改变量分别为和。忽略电场的边缘效应及电子之间的相互影响。下列判断正确的是（ ）
A. 偏转电场是匀强电场B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由题意可知电子在偏转器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，等势面C上电场强度大小相等，但方向不同，而匀强电场处处大小相等，方向相同，电子受力的方向与电场的方向相反，所以B板的电势较高，故AB错误；
C．相较于做匀速圆周运动的电子，动能为的电子在做近心运动，动能为的电子在做离心运动，可知
故C错误；
D．该电场是辐射状电场,内侧的电场线密集，电场强度大，根据定性分析可知
即
所以
故D正确。
故选D。
第二部分 非选择题（共55分）
二、实验题（每空2分，共18分）
16. 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
（1）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示。
①若所选挡位为直流50mA挡，则示数为___________mA。
②若所选挡位为电阻×10Ω挡，则示数为___________Ω。
（2）用表盘如图所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：___________。
A. 将红表笔和黑表笔接触B. 把选择开关旋转到“”位置
C. 把选择开关旋转到“”位置D. 调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
【答案】（1） ①. 21.0 ②. 190 （2）BAD
【解析】
【小问1详解】
①[1]若所选挡位为直流50mA挡，则最小刻度为1mA，则示数为21.0mA。
②[2]若所选挡位为电阻×10Ω挡，则示数为19×10Ω=190Ω。
【小问2详解】
正确的步骤是：把选择开关旋转到“”位置，然后将红表笔和黑表笔接触，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，即BAD。
17.
（1）某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径，测得读数___________mm。
（2）用游标卡尺测量小球直径，读数为___________mm。
【答案】（1）8.524##8.525##8.526
（2）22.6
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器读数为
由于最后一位是估读，所以读数在之间即可。
【小问2详解】
游标卡尺读数为
18.
（1）如图甲所示为探究平行板电容器电容大小决定因素的实验，给电容器充电后与电源断开，保持电荷量不变。若将B板上移，静电计指针偏角___________（选填“变小”“变大”或“不变”）。
（2）“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图乙所示，将开关S扳到a，让电源给电容器充电后，若向电容器中间插入一层有机玻璃板，则在插入过程中通过灵敏电流计的电流向___________；电容器充电结束后，将开关S扳到b放电的过程中，通过灵敏电流计的电流向___________。（均选填“右”或“左”）
（3）若将灵敏电流计换成电流传感器，先将开关接a、待电容器充电后将开关扳到b，利用传感器记录电容器放电过程，图像与坐标轴围合的面积表示___________
【答案】（1）变大 （2） ①. 左 ②. 右
（3）电荷量
【解析】
【小问1详解】
给电容器充电后与电源断开，即保持电荷量不变。若将B板上移，则极板正对面积减小，根据
则电容减小；根据
则电势差增大，静电计指针偏角变大；若将B板左移，静电计指针偏角变大。
【小问2详解】
[1]将开关S扳到a，电源给电容器充电结束后，电容器两极板电势差等于电源电压，若向电容器中间插入一层有机玻璃板，插入过程中增大，根据
可知电容增大，而U不变，则Q增大，电源会给电容器充电，电流由右向左流过灵敏电流计.
[2]电容器充电结束后，上极板带正电，将开关S扳到b放电的过程中，电容器放电，电流由左向右流过灵敏电流计。
【小问3详解】
根据
可知图像与时间轴围成的面积表示电荷量。
三、计算论证题（本题共5小题，共37分）
19. 如图所示，一个点电荷形成的电场中有a、b两点。一个电荷量q =+4.0×10-8 C的试探电荷在b点所受静电力Fb = 8.0×10-4 N。现将该试探电荷从a点移到b点，静电力做功W = 1.6×10-6 J。求：
(1)b点电场强度的大小E b；
(2)a、b两点间的电势差Uab。
【答案】(1)2×104N/C；(2)40V
【解析】
【详解】(1)b点电场强度的大小为
(2)a、b两点间的电势差Uab为
20. 如图所示，用一条绝缘细线悬挂一个质量m = 0.2kg的带电小球，小球处于水平向右的匀强电场中，静止时细线与竖直方向的夹角为。已知电场强度大小E =1×104 N/C，sin37º = 0.6，cs37º = 0.8。求：
(1)判断小球带正电荷还是带负电荷；
(2)细线的拉力大小F；
(3)小球所带电荷量q。
【答案】(1)正电荷；(2)2.5N；(3)
【解析】
【详解】(1)小球受到的电场力方向向右，与场强方向相同，所以小球带正电；
(2)(3)对小球，在如图所示力的作用下处于平衡状态，由平衡条件得
解得细绳的拉力
小球的电荷量
21. A、B两平行金属板间的匀强电场的场强，方向如图，电场中a，b两点相距10cm，ab连线与电场线成60°角，求
（1）电势差；
（2）用外力F把电荷量为的正电荷（不计重力）由b点匀速移动到a点，那么外力F做的功是多少？
（3）如果a点为零电势，该正电荷在b点具有的电势能是多少？
【答案】（1）V；（2）J；（3）J
【解析】
【详解】（1）根据电势差与匀强电场的关系有
=V
（2）根据功能关系可知
J
（3）根据电势能与电场力做功的关系可知
J
22. 如图所示，由电子枪发出的电子从静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为，偏转电场可视为匀强电场，偏转电极之间电压为U，极板长度为L，两极板间距离为d，不计电子重力和电子间相互作用，求：
（1）电子离开加速电场时的速度大小；
（2）电子在偏转电场中的加速度大小a；
（3）电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在加速电场中，由动能定理可知
解得
（2）电子偏转电场中，竖直方向只受电场力作用，由牛顿第二定律可知
解得：
（3）电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向
竖直方向
联立解得
23. （1）电荷之间的作用力是通过电场产生的，地球对物体的万有引力也可认为是通过“引力场”来实现的。请类比电场强度的定义方法，写出地球“引力场强度”的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为处的引力场强度的表达式，已知万有引力常量为G。（请对其中涉及的物理量做出必要说明）
（2）经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生分布不随时间变化的恒定电场。恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，它的基本性质与静电场相同，在恒定电场的作用下，金属中的自由电子做定向加速运动，在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，每次碰撞后定向移动的速度减为0。碰撞阻碍了自由电子的定向运动，结果是大量自由电子定向移动的平均速度不随时间变化。某种金属中单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m，所带电荷量为e，如图所示，由该种金属制成的长为L，横截面积为S的圆柱形金属导体，将其两端加上恒定电压U。为了简化问题，假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为。
a、自由电子从静止开始加速时间为时的速度v；
b、求金属导体中的电流I
【答案】（1）见解析；（2）a.；b.
【解析】
【详解】（1）电荷在处的电场强度定义式
类比电场强度可得，引力场强度定义式为
距离地心为处受到的万有引力
距离地心为处的引力场强度的表达式
式中G为引力常量，M为地球质量，r为距地心的距离。
（2）a.恒定电场的场强
则自由电子所受电场力

加速度为
设电子在恒定电场中由静止加速的时间为t0时的速度为v，则
v=at0
解得

b.电子定向移动的平均速率

金属导体中产生的电流

则可得