北京市北京大学附属中学石景山学校2024-2025学年高二上学期期中质量监测物理试题（原卷版）-A4

这是一份北京市北京大学附属中学石景山学校2024-2025学年高二上学期期中质量监测物理试题（原卷版）-A4，共8页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1. 关于各种“电荷”，下列说法中正确的是（ ）
A. 元电荷就是电子
B. 公式中，Q指是试探电荷的电荷量
C. 体积很小的带电小球一定可以看成点电荷
D. 检验电荷既要求电量足够小，又要求体积足够小。
2. 如图所示，一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触，且均不带电，贴在两端下部的两片金属箔是闭合的。当把带正电荷的物体P移近导体M时，下列说法正确的是（ ）
A. M端的金属箔张开，N端的金属箔闭合
B. M端的金属箔张开，N端的金属箔张开
C. M左端感应出正电荷，N右端感应出负电荷
D 若先把M、N分开，再移去P，则M带负电荷，N带正电荷
3. 真空中两个点电荷分别带同种电荷，电荷量为相距为r时的库仑力为F，现将它们的电量均增为原来的2倍，间距也增为原来的2倍，此时库仑力为（ ）
A. 4FB. C. FD. 16F
4. 如图中的虚线为某电场的等势面，有两个带电粒子（重力不计），以不同的速率，沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的径迹1和2运动，由轨迹可以判断（ ）
A. 两粒子的电性一定相同
B. 粒子1的动能先减小后增大
C. 粒子2的电势能先增大后减小
D. 经过B、C两点时两粒子的速率可能相等
5. 某电容器外壳上标有“1000μF 80V”的字样, 该参数表明（ ）
A. 该电容器只有在电压为80V时电容才为1000μF
B. 当两端电压为 40V时，该电容器的电容为500μF
C. 该电容器两端电压超过80V时，电容器会立刻被击穿
D. 当给该电容器两端加上80V电压时，电容器所带的电荷量为8×10²C
6. 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
7. 一根长为L，横截面积为S的金属棒，金属棒中单位长度的自由电子数为n，元电荷为e，在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，电流的大小为（ ）
A. B. C. D.
8. 为探究导体电阻与其影响因素的定量关系，某同学找到a、b、c、d是四条不同的金属导体，在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d与a相比，分别只有一个因素不同。将a、b、c、d串联接入如图所示的电路中，用一块电压表分别测量导体a、b、c、d两端的电压。若实验中保持金属导体温度不变，不计电压表内阻对电路的影响，对于实验中得到的现象，你认为合理的是（ ）
A. 每段导体两端的电压与它们电阻成反比
B. 如图a、b长度不同，则它们的电压与长度成反比
C. 如图a、c的横截面积不同，则它们的电压与横截面积成反比
D. 改变滑动变阻器滑片的位置，a、d两条金属导体的电压之比会随之发生变化
9. 用比值法定义物理量是物理学中一种很重要思想方法，以下属于用比值法定义的物理量是（ ）
A. 电场强度B. 电场强度
C. 电容D. 电阻
10. 如图是有两个量程的电流表，已知表头的内阻为，满偏电流为，电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 当使用A、B两个端点时，量程为
B. 当使用A、C两个端点时，量程为
C. 当的阻值增加时，A、B间量程变大
D. 当的阻值增加时，A、B间量程变大
11. 如图所示， A、B为两个等量异种点电荷连线上的两点（其中B为连线中点），C为连线中垂线上的一点。今将一带负电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C。下列说法中正确的是（ ）
A. A点场强比C点的场强小
B. A点的电势比C点的电势低
C. 从A点移到B点的过程中，电场力对该试探电荷做正功
D. 从B点移到C点的过程中，该试探电荷的电势能保持不变
12. 如图所示，原来不带电，长为l的导体棒水平放置，现将一个电荷量为（）的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，A、B分别为导体棒左右两端的一点，静电力常量为k。当棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ）
A. 棒的两端都感应出负电荷
B. 棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度方向水平向右
C. 棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小
D. 若用一根导线将A、B相连，导线上会产生电流
13. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能，随位移x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，则下列说法正确的是（ ）
A. 处电场强度最小，但不为零
B. 粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动
C. 若、处电势为、，则
D. 段的电场强度大小、方向均不变
14. 金属导电是一个典型的导电模型，值得深入研究。一金属直导线电阻率为ρ，若其两端加电压，自由电子将在静电力作用下定向加速，但电子加速运动很短时间就会与晶格碰撞而发生散射，紧接着又定向加速，这个周而复始的过程可简化为电子以速度v沿导线方向匀速运动。我们将导线中电流与导线横截面积的比值定义为电流密度，其大小用j表示，可以“精细”描述导线中各点电流的强弱。设该导线内电场强度为E，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，电子在导线中定向运动时受到的平均阻力为f。则下列表达式正确的是（ ）
A. B. C. D.
二、实验题
15. 如图甲所示，利用电流传感器可以在计算机上观察电容器充电、放电过程中电流的变化情况。

先使开关S接计算机与1端相连，电源向电容器充电，在充电过程中电容器极板a带___________电（选填“正”或“负”）。
充电完毕后，把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，放电电流方向___________（填“由M-R-N”或“由N-R-M”）。经过多次测量，获取某电容器实验数据，绘制出的图形如下所示，其中正确的是___________
A. B.
C. D.
图甲中电源电压为6V。电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I-t图像如图乙所示。根据图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为___________C。（结果均保留2位有效数字）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素。设两极板正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角为。实验中，极板所带电荷量不变，则___________

A.保持不变，增大，则变小
B.保持不变，增大，则变大
C.保持不变，减小，则变小
D.保持不变，减小，则不变
16. 在“测定金属的电阻率”的实验中：
（1）用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示，则金属丝的直径为_____ mm；
（2）请根据给定电路图，用连线代替导线将图中的实验器材连接起来______；
（3）依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合电键之前滑动变阻器滑片P应置于______（选填“a”或“b”）端。采用如图所示伏安法测得值比真实值偏_________（选填“大”或“小”）；
（4）若通过测量可知，金属丝的长度为，直径为，通过金属丝的电流为，金属丝两端的电压为，由此可计算得出金属丝的电阻率__________ ；（用题目所给字母表示）
（5）某同学在进行电阻测量时，需要将一块满偏电流为、阻值为的小量程电流表改装成量程为的电压表，则需要选择一个阻值为__________的电阻与这一电流表__________（选填“串”、“并”）联。
三、解答题
17. 在氢原子中模型中，核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动。已知电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量为k。可以认为电子绕核旋转所需要的向心力由库仑力提供。
（1）求电子的动能；
（2）求电子绕核运动形成的等效电流I。
18. 如图所示，小球的质量为 带电量为 悬挂小球的绝缘丝线与竖直方向成 时，小球恰好在水平向右的匀强电场中静止不动。（ g 取 求：
（1）电场强度 E 的大小；
（2）剪断丝线后，小球的加速度 a 的大小；
（3）剪短丝线后，小球在 0.2 s 内电势能的减少量 。
19. 如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为，M、N两板间的电压为，两板间的距离为d，板长为，板右端到荧光屏的距离为，电子的质量为m，电荷量为e。求：
（1）电子穿过A板时的速度大小；
（2）电子从偏转电场射出时的侧移量y；
（3）电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W；
（4）P点到O点的距离。
20. （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