天津市北辰区2024-2025学年高二上学期期中物理试卷（解析版）-A4

这是一份天津市北辰区2024-2025学年高二上学期期中物理试卷（解析版）-A4，共11页。
注意：
1.答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.用黑色墨水的水笔或签字笔将答案写在答题卡上。
祝考生考试顺利！
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题（共5小题，每小题后有四个选项，只有一个选项符合题意，选出该选项并填涂在答题卡上。每小题5分，共25分）
1. 电场中P点放一个试探电荷-q，它所受的电场力为F，则关于P点的电场强度E1，正确的说法是（ ）
A. ，方向与F相同
B. 若取走-q，P点的电场强度E1 =0
C. 若试探电荷为+2q，E不变
D. 若试探电荷为+2q，则，方向与E1相反
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据场强的定义式可得电场强度为
因为是负电荷，所以场强方向与F相反，A错误；
BC．电场中某处的场强是电场的固有性质，不会因取走试探电荷而改变，也不会因试探电荷的性质和带电量大小而改变，B错误，C正确；
D．根据前面分析若试探电荷为+2q，则，方向与E1相同，D错误。
故选C。
2. 有两个完全相同的金属小球A、B，A带电荷量为，带电荷量为。将A、B金属小球相隔一定距离放置时（小球均可看作点电荷），两球间库仑力为F。然后让A、B两球充分接触后再均放回原处，A、B两球间库仑力大小变为原来的（ ）
A B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】原来两球间库仑力为
A、B两球充分接触后两球的带电量均为
后来两球间库仑力为
则
故选A。
3. 一电流表的满偏电流为，内阻为，要把它改装成一个量程为的电压表，则应在电流表旁（ ）
A. 并联一个阻值为的电阻B. 串联一个阻值为的电阻
C. 并联一个阻值约为的电阻D. 串联一个阻值约为的电阻
【答案】B
【解析】
【详解】将量程为的电流表改装成量程为的电压表，应在电流表旁串联一个电阻，设串联电阻的阻值为Rx，则有
解得
故选B。
4. 一根长为l、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为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。下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒电阻B. 金属棒的电阻为
C. 流过金属棒的电流为D. 金属棒两端的电压为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．金属棒的电阻
故AB错误；
C．由微观电流表达式得通过金属棒的电流为
I=nevS
故C错误；
D．金属棒两端的电压
故D正确。
故选D。
5. 在研究电容器的充、放电实验中，把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。电流传感器与计算机连接，记录这一过程中电流随时间变化的图像如图乙所示，图线1表示电容器的充电过程，图线2表示电容器的放电过程。下列说法正确的是（ ）
A. 电容器放电过程中流过电阻R的电流方向由左向右
B. 电容器充电过程中电源释放的电能全部转化为电阻R产生的焦耳热
C. 图乙中图线1与横轴所围图形的面积表示电容器充电后所带电荷量的大小
D. 图乙中形成图线2的过程中，流过电阻R的电流不断增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．电容器充电后，上极板带正电，则放电过程中流过电阻R的电流方向由右向左，选项A错误；
B．电容器充电过程中电源释放的电能一部分转化为电容器的电场能，一部分转化为电阻R的焦耳热，选项B错误；
C．根据q=It可知，图乙中图线1与横轴所围图形的面积表示电容器充电后所带电荷量的大小，选项C正确；
D．图乙中形成图线2的过程中，流过电阻R的电流不断减小，选项D错误。
故选C。
二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的4个选项中，有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
6. 如图所示，直角三角形的边与匀强电场的电场方向平行。将点电荷q从A点移到B点，电场力做功为，从A点移到C点、从C点移到B点，电场力做功分别为，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】CD
【解析】
【详解】设匀强电场的电场强度为，，则将电荷q从A点移到B点，电场力做功为
将电荷q从A点移到C点，电场力做功为
将电荷q从C点移到B点，电场力做功为
故AB错误，CD正确。
故选CD。
7. 如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的电场线，该电场线关于虚线对称，O点为A、B两点电荷连线的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是（ ）
A. A、B一定带等量负电荷
B. A、B一定带等量的正电荷
C. a、b两点处无电场线，故其电场强度为零
D. 同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等，方向相反
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，A、B是两个等量带正电的同种电荷，故A错误，B正确；
C．电场线只是形象描述电场的假想曲线，a，b两点处无电场线，但其电场强度并不为零，故C错误；
D．根据场强叠加原理可知，a、b两点处场强大小相等，方向相反，则同一试探电荷在a、b两点受电场力大小相等，方向相反，故D正确。
故选BD。
8. 某一导体的伏安特性曲线如图中实线（曲线）所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是（ ）
A. B点对应的电阻为
B. B点对应的电阻为
C. 工作状态从A变化到了B时，导体的电阻不断增大
D. 工作状态从A变化到了B时，导体的电阻不断减小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据电阻的决定式可知，B点对应的电阻为
故A正确，B错误；
CD．根据欧姆定律有
可知，图像中，图线上的某乙点与原点连线的斜率表示该状态下电阻的倒数，由于从A变化到了B时，斜率逐渐减小，则导体的电阻不断增大，故C正确，D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（共60分）
9. 某同学用多用电表测量二极管的反向电阻。请你完成下列测量步骤：
①检查多用电表的指针是否指在左侧零刻度线，如果没指在零刻度线，需要机械调零；
②将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量档适当的倍率处；
③将红、黑表笔___________，进行欧姆调零；
④测反向电阻时，将___________表笔接二极管负极（填“红”或“黑”），将另一支表笔接二极管正极，读出电表示数；
⑤为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘___________（填“左侧”“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择倍率，并重复③、④两个步骤。
⑥测量完成后，将选择开关拨向位置。
【答案】 ①. 短接 ②. 黑 ③. 中央
【解析】
【详解】③[1]将红、黑表笔短接进行欧姆调零；
④[2]多用表的黑表笔接电源的正极，测反向电阻时，将黑表笔接二极管负极，将另一支表笔接二极管正极，读出电表示数；
⑤[3]多用表的指针指向表盘中央附近，测量较为准确；为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘中央；否则，在可能的条件下，应重新选择倍率，并重复③、④两个步骤。
10. 为了精确测量一电阻大约的精密金属丝电阻值，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A.电压表V（量程，内阻约为）
B.电流表（量程，内阻约为）
C.电流表（量程，内阻约为）
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.输出电压为的直流稳压电源E
G.开关S
H.导线若干
（1）为了测多组实验数据，金属丝两端电压能够从0开始变化，请根据你设计的电路将图中的实物连线（请在答题卡的图上连线）；
（2）上述器材中电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________（填代号）。
【答案】（1）见解析 （2） ①. C ②. D
【解析】
【小问1详解】
因电压表的内阻远大于待测电阻，电流表内阻与待测电阻阻值接近，则应该采用电流表外接，为了得到多组数据，滑动变阻器应采用分压电路，故电路图及实物连线如下图
【小问2详解】
[1][2]因电源要用输出电压为3V的直流稳压电源E，直流稳压电源E允许通过的最大电流不超过0.6A，电流表选择量程为0.6A的A2，为了测多组实验数据和方便操作，应选择与待测电阻阻值接近的滑动变阻器，故选择0~5Ω的R1。
11. 某封闭空间有一匀强电场，质量为、带电量是的带电小球，它在该空间竖直匀加速下落，加速度为。设微粒的带电量不变，空气阻力不计，取，求：
（1）匀强电场的方向；
（2）匀强电场的场强大小；
（3）若小球的质量不变，仅改变其带电量，仍然在该空间释放小球，小球以加速度向上做匀加速运动，求此时小球所带电荷量。
【答案】（1）竖直向上
（2）V/m
（3）C
【解析】
【详解】（1 ）小球垂直下落的加速度小于重力加速度，说明受到的电场力竖直向上，故匀强电场方向竖直向上。
（ 2）小球受到重力和竖直向上电场力，有

代入数据解得
V/m
（3 ）小球加速度向上，有
代入数据解得
C
12. 如图所示，一静止的电子经过电压为U的电场加速后，立即从A点射入匀强偏转电场中，射入方向与匀强电场的方向垂直，最终电子从B点离开偏转电场。已知匀强电场的电场强度大小为E，宽度为L，方向竖直向上，电子的电荷量为e，质量为m，重力及空气阻力忽略不计。求：
（1）电子在匀强偏转电场中偏转的距离；
（2）电子经过B点时的速度大小；
（3）电子经过B点时速度方向与水平方向夹角的正切值。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
小问1详解】
经加速电场，有
解得
在偏转电场中，由牛顿第二定律得
在垂直电场方向上电子做匀速直线运动
在沿电场方向上电子做初速度为零的匀加速运动
解得电子在匀强偏转电场中偏转的距离
【小问2详解】
由于，解得
电子经过B点时的速度大小
【小问3详解】
电子经过B点时速度方向与水平方向夹角正切值
解得
13. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗，在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子高速运动，该过程需要通过一种被称作“粒子加速器”的装置。质子先被加速到较大的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零）经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I，质子的质量为m，其电荷量为e。求：
（1）质子离开“粒子加速器”时的速度大小；
（2）时间t内从“粒子加速器”飞出来的质子个数；
（3）质子流内单位体积的质子数。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【详解】（ 1）由动能定理，有
解得
（2 ）有电流定义，有
和

解得
（ 3）由于
解得