2023北京市一零一中学高二上学期期中考试物理试题含解析

北京一零一中2022-2023学年度高二上学期期中考试试卷

高二物理（电学人教版）

考试时间：90分钟

一、单项选择题（共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。每小题3分，错选、多选或者不选不得分，共30分）

1. 下列物理量属于矢量的是（　　）

A. 电势 B. 电容 C. 电场强度 D. 电流强度

2. 比值定义法是定义物理概念常用的方法，下列哪个表达式属于比值定义式（　　）

A. 电场强度 B. 电动势

C. 电阻 D. 电流

3. 在真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F。如果保持它们各自所带的电荷量不变，将它们之间的距离减小到原来的一半，那么它们之间静电力的大小等于（　　）

A.  B.  C. 2F D. 4F

4. 如图是某电场区域的电场线分布，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是（　　）

A. A 点的电场强度最大

B. C 点电势最高

C. 把一个点电荷依次放在这三点，它在 C 点受到的静电力最大

D. 带负电的点电荷在 B 点所受静电力的方向与 B 点的场强方向相反

5. 下列关于电源和电源的电动势、路端电压说法错误的是（   ）

A. 铅蓄电池能够将化学能转变为电能

B. 电源的电动势等于路端电压与内电压之和

C. 电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压

D. 一节干电池输出电压恒为1.5V

6. 一平行板电容器充好电后与电源断开，若使两板间距离逐渐减小，则（　　）

A. 每个极板的电量将减小 B. 两板间场强变大

C. 电容器电容将变小 D. 两板间电势差将减小

7. 如图所示，虚线表示电场中一簇等势面，相邻等势面之间电势差相等.一个粒子以一定的初速度进入电场中，只在电场力作用下从M点运动到N点，此过程中电场力对粒子做负功.由此可以判断（    ）

A. M点的电势高于N点的电势

B. 粒子在M点的电势能小于在N点的电势能

C. 粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力

D. 粒子经过M点时的速率小于经过N点时的速率

8. 把一个架在绝缘座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，导体表面上感应电荷的分布如图所示，这时导体（　　）

A. 导体内部场强为零

B. A 端的电势比 B 端的电势高

C. A 端的电势与 B 端的电势低

D. 导体内部电场线从 A 端指向 B 端

9. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动小段距离，则（   ）

A. 带点油滴将沿竖直方向向上运动 B. P点的电势将降低

C. 电容器的电容增大 D. 极板带电量将增大

10. 一带电小球在从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功7J，电场力做功2J，克服空气阻力做功0.5J，则下列判断正确的是（    ）

A. 动能增大9.5J B. 机械能增大1.5J

C. 重力势能增大7J D. 电势能增大2J

二、不定项选择题（本题共7小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，只要有选错的该小题不得分，共21分）

11. P点为已知电场中的一固定点，在P点放一个电荷量为+q的点电荷，所受电场力为F，P点的场强为E，则（    ）

A. 若在P点换上电荷量为-q的点电荷，P点的场强方向将发生变化

B. 若在P点换上电荷量为+2q的点电荷，该电荷在P点受到的力为2F

C. 若将P点的点电荷移去，P点的场强变为零

D. P点场强的大小、方向与放在该处的点电荷的大小、正负、有无均无关

12. 电荷在电场中移动时的下列判断中，正确的是（　　）

A 正电荷顺着电场线移动，电场力做功，电势能减少

B. 正电荷逆着电场线移动，克服电场力做功，电势能减少

C. 负电荷顺着电场线移动，克服电场力做功，电势能减少

D. 负电荷逆着电场线移动，电场力做功，电势能减少

13. 两粗细相同的同种金属电阻丝 R1、R2的电流I和电压U的关系图像如图所示，可知（　　）

A. 两电阻的大小之比为R1∶ R2＝3∶1 B. 两电阻的大小之比为R1∶ R2＝1∶3

C. 两电阻丝的长度之比为L1∶ L2=3∶1 D. 两电阻丝的长度之比为L1∶ L2=1∶3

14. 电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。如图所示是电饭锅的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电热丝， S是自动开关，下列说法正确的是（　　）

A. 开关 S 接通时，电饭锅处于保温状态

B. 开关 S 接通时，电饭锅处于加热状态

C. 当R1∶ R2＝1∶1时，R2在保温状态下的功率是加热状态下功率的一半

D. 当R1∶ R2＝1∶1时，R2在保温状态下的功率是加热状态下功率的四分之一

15. 如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（　　）

A. 甲表是电流表，R增大时量程增大

B. 甲表是电流表，R增大时量程减小

C. 乙表是电压表，R增大时量程减小

D. 乙表是电压表，R增大时量程增大

16. 如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R。电荷量均为Q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称，+Q与O点的连线和OC间夹角为30°。下列说法正确的是（  ）

A. O点的场强大小为

B. O点的场强大小为

C. B、D两点的电势关系是φB=φD

D. 电荷量为q的正电荷在A点的电势能等于在C点的电势能

17. 有一种飞行器是利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速粒子流，对飞行器自身产生反冲力，从而对飞行器的飞行状态进行调整的。已知飞行器发射的高速粒子电量为q，质量为m。当单位时间内发射的粒子个数为n，加速电压为U时，飞行器获得的反冲力为F。为了使加速器获得的反冲力变为2F，只需要（　　）

A. 将加速电压变为2U

B. 将加速电压变为4U

C. 将单位时间内发射的离子个数变为2n

D. 将单位时间内发射的离子个数变为4n

三、实验题（共14分）

18. 用电流表和电压表测一个电阻值约为25kΩ、额定功率为W的电阻的阻值，备用器材有：

①量程0~100μA，内阻约为500Ω的电流表A1

②量程0~500μA，内阻约为300Ω的电流表A2

③量程0~1V，内阻约为10kΩ的电压表V1

④量程0~15V，内阻约为100kΩ的电压表V2

⑤量程0~50V，内阻约为500kΩ的电压表V3

⑥直流稳压电源两端的输出电压为16V

⑦滑动变阻器，阻值范围 0~500Ω，允许最大电流 lA

⑧待测电阻，开关和导线若干

(1)为了测量准确，电压表应选___，电流表应选___．（填写仪器前的序号）

(2)在下图方框内画出实验电路图____．

(3)若测量值为R测，真实值为R真，那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下，R测__R真（选填“大于”、“等于”或“小于”）．

19. 有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω。横截面如图1所示。

（1）现有如下器材

A．电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω）

B．电压表（量程3V，内阻约3kΩ）

C．滑动变阻器（1750Ω，0.3 A ）

D．滑动变阻器（15Ω，3A）

E．蓄电池（6V，内阻很小）

F．开关一个，带夹子的导线若干

要进一步精确测量金属管线样品的阻值，滑动变阻器应选______。（只填代号字母）。

（2）请将图2所示的实际测量电路补充完整_______。

（3）已知金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出管线长度 L ，金属管线的电阻为R，金属管线的外径为 d，求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积 S 表达式为S =____________。

四、论述、计算题（写出必要的公式和解答过程，共35分）

20. 如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m，电荷量为 +q的小球，整个装置处于水平向右，场强大小为的匀强电场中。已知重力加速度为 g。

（1）当小球处于图中A位置时，保持静止状态。若剪断细绳，求剪断瞬间小球的加速度大小a；

（2）现把小球置于图中位置B处，使OB沿着水平方向，轻绳处于拉直状态。小球从位置B无初速度释放。不计小球受到的空气阻力。求小球通过最低点时的速度大小v。

21. 如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置截面图，两块水平放置的金属板间距为d．油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电．油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间．当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为U时，带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动．已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为ρ，已测量出油滴的直径为D（油滴可看做球体，球体体积公式），重力加速度为g．

（1）设油滴受到气体的阻力f=kv，其中k为阻力系数，求k的大小；

（2）求油滴所带电荷量．

22. 如图所示电路中，电池的电动势是30V，内阻是1Ω，灯泡L的额定值是“6V、12W”，电动机线圈的电阻。灯泡恰能正常发光。求：

（1）电源的输出功率；

（2）电源的效率；

（3）电动机输出的机械功率。

23. 如图所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。

（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图甲中画出变阻器阻值R变化过程中U - I图像的示意图，并说明图像与两坐标轴交点的物理意义；

（2）已知滑动变阻器的最大阻值大于电源的内阻，在图乙中定性画出电源输出功率P与滑变电阻R的关系曲线，并标注出极值点的坐标；

（3）通过分析说明，在图丙中画出电源输出功率P与路端电压U的关系曲线；在图丁中画出电源释放的总功率P总与路端电压U的关系曲线。

24. 直空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°（取sin37°=0.6，cos37°= 0.8）。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。已知重力加速度为g，求运动过程中

（1）小球受到的电场力的大小，以及小球到达最高点时的速度大小；

（2）小球从抛出点到与抛出点同一水平高度处电势能的变化量；

（3）小球最小速度的大小和方向。

25. 如图甲所不，真空中的电极K连续不断地发出电子（电子的初速度可忽略不计），经电压为U1的电场加速，加速电压U1随时间t变化的图像如图19乙所示。每个电子通过加速电场的过程时间极短，可认为加速电压不变。电子被加速后由小孔S穿出，沿两个彼此靠近且正对的水平金属板A、B间中轴线从左边缘射入A、B两板间的偏转电场，A、B两板长均为L= 0.20m，两板之间距离d = 0.050m，A板的电势比B板的电势高。A、B板右侧边缘到竖直放置的荧光屏P（面积足够大）之间的距离b=0.10m，荧光屏的中心O与A、B板的中心轴线在同一水平直线上。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力，求：

（1）若A、B板所加电压U2 =50V，求自0.2s发出的电子穿出A、B板时的偏移量？

（2）若A、B板所加电压U2 =50V，求电子打在荧光屏上距离中心O多远的范围内？

（3）要使电子都打不到荧光屏上，则A、B两板间所加电压U应满足什么条件？