广东省广州市第六中学2022-2023学年高二上学期期中选考物理试题

2021级高二上学期物理期中考试试题

一、单项选择题：本题共8小题，每题3分，共24分。每小题只有一个正确答案，不选或错选得0分。

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 电场强度的方向与试探电荷在该点受到的电场力方向可能相反

B. 电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻率越大的材料导电性能越好

C. 由知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比

D. 由知，将单位正电荷从A点移动到B点克服电场力做功1J，则

【答案】A

【解析】

【详解】A．当试探电荷带负电时，电场强度的方向与试探电荷在该点受到的电场力方向相反，故A正确；

B．电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻率越大，对电流的阻碍越强，材料导电性能越差，故B错误；

C．电容器的电容是由电容器本身决定，与其所带电荷量或两极板间的电压均无关，故C错误；

D．将单位正电荷从A点移动到B点克服电场力做功1J，则电场力做功为-1J，则由

可得

故D错误。

故选A。

2. 某静电除尘装置的原理图如图所示。废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带电的尘埃（不计重力）仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，则以下说法正确的是（　　）

A. 尘埃带正电

B. 尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度

C. 尘埃在A点的电势能小于在B点的电势能

D. 尘埃在迁移过程中做类平抛运动

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．根据运动轨迹可知，尘埃受到的电场力大致向上，所以尘埃带负电，故A错误；

B．由图可知，A处的电场线比B处的电场线密集，因此A点的电场强度大于B点的电场强度，尘埃在A点受到的电场力大，在A点的加速度也大，故B正确；

C．由电场线的方向可知，A点的电势低于B点的电势，所以尘埃在A点的电势能大，故C错误；

D．放电极与集尘极之间为非匀强电场，尘埃所受的电场力是变化的，故尘埃不可能做类平抛运动，故D错误。

故选B。

3. 某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（两电极始终不接触）。若极板上电荷量保持不变，P点为极板间的一点，下列说法正确的是（　　）

A. 风力越大，电容器电容越小 B. 风力越大，极板间电场强度越大

C. 风力越大，P点的电势仍保持不变 D. 风力越大，静电计指针张角越小

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据题意可知，风力越大，则越小，由公式

可得，电容器电容越大，故A错误；

B．由公式

，，

整理可得

根据题意可知，Q保持不变，风力越大，则越小，极板间电场强度不变，故B错误；

C．由

可知，由于不变，可动极板与点的距离减小，则可动极板与点电势差减小，则点电势升高，故C错误；

D．由

可知，由于Q保持不变，C变大，则减小，则静电计指针张角越小，故D正确。

故选D。

4. 如图所示为密立根油滴实验示意图，若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下匀速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 电场力做正功

B. 重力和电场力的合力不做功

C. 小油滴机械能守恒

D. 重力势能的减少量小于电势能的增加量

【答案】B

【解析】

【详解】AC．由于油滴带负电，场强方向向下，则油滴受到的电场力方向向上；油滴向下运动时，电场力做负功，电势能逐渐增大，油滴机械能减小，故AC错误；

B．由于油滴匀速向下运动，则重力和电场力的合力为零，做功为零，故B正确；

D．由于油滴的动能不变，由能量关系得，油滴重力势能的减少量等于油滴电势能的增加量，故D错误。

故选B。

5. a、b两个带电小球的质量均为m，所带的电荷量分别为+q和-q，两球间用一绝缘细线连接，用长度相同的另一绝缘细线将a悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向水平向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时两细线都被拉紧，则平衡时两球的位置可能是图中的（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】a带正电，受到的电场力水平向左，b带负电，受到的电场力水平向右。以整体为研究对象，整体所受的电场力大小为0，则上面悬挂a的绳子应竖直；

以b球为研究对象，b带负电，受到的电场力水平向右，根据平衡条件，绳对b的拉力应有向左的分力，则b在a的右下方。

故选A。

6. 雷电击中地面或高压输电线掉落到地面时，都会在以落地点为中心的一定区域内的地面上形成一个强电流场，如果有人站在这个区域内，双脚间会存在一定的电势差，叫做“跨步电压”。如图所示，一条电势远高于地面的高压直流输电线掉落在地面上的O点，若O点附近地质结构分布均匀，则在地面以O为圆心的同心圆为一系列的等势线。图中O、A、B、C在同一直线上，是过B点圆的切线，，电线落地时恰好有人单脚着地站在B点，则以下说法正确的是（　　）

A. 图中A、B、C三点中，C点电势最高

B. 地面上电子由O向C定向移动

C. 为了安全，人应该沿方向迈大步快速脱离

D. A、B、C、D四点间电势差大小关系为

【答案】D

【解析】

【详解】A．电线掉落的O点电势最高，沿着电场线电势逐渐降低，故有

则C点电势最低，故A错误；

B．电子受电场力从低电势向高电势移动形成电流，则地面上电子由C向O定向移动，故B错误；

C．为了安全，人应该单脚跳，就不会在人体形成电势差，而不能迈步走动，故C错误；

D．等势线密度能够表示场强的大小，而，则AB段的场强大于BC段的场强，由，有

而，则有

故D正确。

故选D。

7. 闪电是云与云之间、云与大地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。若某次闪电是在云与大地之间发生的，大量电子从地面流向云层。放电过程的平均电流为，持续时间为，电子的电荷量为，则下列说法正确的是（　　）

A. 放电过程中，云层的电势比地面的电势低

B. 放电电流的方向由云层指向地面

C. 此次放电过程中流过地面的电荷量为Ite

D. 此次放电过程中从地面流向云层的电子的数量为

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．放电过程中，电子由地面流向云层，即电子所受的电场力由地面指向云层，由于电子带负电，电场力的方向与电场强度的方向相反，故云层的电势比地面的电势高；电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，故放电电流的方向由云层指向地面；故A错误，B正确。

CD．由电流的定义式可知，此次放电过程流过地面的电荷量

由于电子的电荷量为e，故放电过程中从地面流向云层的电子的数量

故C错误，D正确。

故选BD。

8. 如图所示为某金属导体的伏安特性曲线，MN是曲线上的两点，过M点的切线和M、N两点对应坐标图中已标出，下列说法正确的是（　　）

A. 该金属导体的电阻随电压的增大而减小

B. 该金属导体两端的电压是2.0V时对应的电阻是

C. 该金属导体的电阻是

D. 该金属导体在M点和N点对应的电阻之比是3：2

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据欧姆定律

I-U图线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率逐渐减小，说明该金属导体的电阻随电压的增大而增大，故A错误；

B．该金属导体M点对应的电压是2.0V，对应的电流是0.3A，由电阻的定义得

故B正确；

C．由于伏安特性曲线不是直线，所以该金属导体的电阻是变化的，故C错误；

D．由图可知，N点对应电阻是

金属导体在M点和N点对应的电阻之比是

故D错误。

故选B

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，选错和不选得0分。

9. 如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷+Q，a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，aecf平面与电场平行，bedf平面与电场垂直，则下列说法中正确的是（　　）

A. b、d两点电场强度不相同

B. b、d两点的电势相等

C. 点电荷+q球面上任意两点之间移动时，静电力一定做功

D. 将点电荷+q在球面上任意两点之间移动，从a点移动到c点电势能的变化量一定最大

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．点电荷＋Q在b、d两点的电场强度大小相等，方向相反，可知与匀强电场叠加后，合场强方向不同，故A正确；

BC．点电荷＋Q在b、d两点的电势相等，匀强电场在b、d两点的电势相等，电势是标量，可知叠加后，b点的电势等于d点的电势，点电荷＋q沿bedf在球面上b、d两点之间移动时，静电力不做功，故B正确，C错误；

D．点电荷＋Q在球面上任意点的电势均相等；匀强电场在球面上的a点的电势最高，在球面上的c点的电势最低；故叠加后球面上的a点的电势最高，c点的电势最低，根据

可知将点电荷＋q在球面上任意两点之间移动，从a点移动到c点电场力做功最大，电势能的变化量最大，故D正确。

故选ABD。

10. 如图，在干燥的冬天，手接触房间的金属门锁时，会有一种被电击的感觉，带负电的手在缓慢靠近门锁还未被电击的过程中，门锁（　　）

A. 近手端感应出正电荷 B. 电势比手的电势低

C. 与手之间场强逐渐增大 D. 与手之间场强保持不变

【答案】AC

【解析】

【详解】A．放电前手指靠近金属门锁的过程中，门锁在手的影响下，发生静电感应，近手端感应出正电荷，故A正确；

B．由于门锁近手端带正电，手带负电，二者间空间产生电场，电场线由门锁近手端指向手，所以门锁电势比手的电势高，故B错误；

CD．随着手的靠近，二者间距逐渐减小，将门锁与手之间看成一个电容器，可知当两者距离减小时，根据公式

联立，可得

由于异种电荷相互吸引，手接近的过程中，感应电荷越来越接近手，门锁近手端电荷密度越来越大，电荷分布的电荷密度变大，故门锁与手指之间场强逐渐增大，故C正确，D错误。

故选AC。

11. 如图甲所示，A、B两块相互平行的金属板（板间距离足够大），其中A板接地，A、B板间的电势差随时间的变化关系如图乙所示，靠近A板有一带正电粒子，从t=0开始，只在电场力作用下从Q点由静止开始运动。关于该粒子的运动情况，下列说法正确的是（　　）

A. 粒子在A、B板间可能做往复运动

B. 粒子一直向B板运动

C. 在一个周期T内，粒子一直做加速运动

D. 在一个周期T内，电场力对粒子做功为0

【答案】BD

【解析】

【详解】ABC．由图可知，前一半周期内A板电势更高，则粒子向B板做匀加速运动，后一半周期内A板电势更低，则粒子向B板做匀减速直线运动，由对称性可知，在一个周期末粒子的速度减为0，由周期性可知，粒子一直向B板运动，故AC错误，B正确；

D．由于粒子在一个周期内先做匀加速后做匀减速且一个周期末粒子的速度刚好减为0，由动能定理可知，在一个周期T内，电场力对粒子做功为0，故D正确。

故选BD。

12. 如图甲所示，一带电量为的物块置于绝缘光滑水平面上，其右端通过水平弹性轻绳固定在竖直墙壁上，整个装置处于水平向左的匀强电场中。用力将物块向左拉至O处后由静止释放，用传感器测出物块的位移x和对应的速度，作出物块的动能关系图像如图乙所示，其中0.40m处物块的动能最大但未知，0.50m 处的动能为1.50J，0.50m~1.25m间的图线为直线，其余部分为曲线。弹性轻绳的弹力与形变量始终符合胡克定律，下列说法正确的是（　　）

A. 该匀强电场的场强为

B. 物块先做匀加速直线运动再做匀减速直线运动

C. 弹性绳弹性势能的最大值为2.5J

D. 弹性绳的原长为0.50m

【答案】AC

【解析】

【详解】A．在从范围内，动能变化等于克服电场力做的功，则有

图线的斜率绝对值为

解得匀强电场的场强为

故A正确；

B．物块运动过程中，当弹性绳存在弹力时，随着物块运动，弹力改变，而电场力不变，则物块合力改变，则物块不会做匀变速直线运动，故B错误；

C．根据能量守恒定律可知，弹性绳弹性势能的最大值

故C正确；

D．根据图乙可知，0.50m~1.25m间的图线为直线，根据动能定理可知

其中F是物体受到的合外力，因为此段关系图像为直线，则此过程，合外力不变，则此过程物块不受绳的弹力，则绳的原长至少为

1.25m-0.50m=0.75m

故D错误。

故选AC。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

13. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中，

（1）用如图1所示的电容器做实验，电容器外壳上面标着“2200μF，10V”，下列说法正确的是_________；

A. 电容器的击穿电压为10V

B. 电压为10V时，电容器才正常工作

C. 电容器电压为5V时，电容是2200μF

D. 电容器电压为5V时，电容是1100μF

（2）把干电池、电阻箱、电容器、电流表、单刀双掷开关S按图2电路图连成实验电路如图3所示，将电阻箱调到合适阻值。

①先使开关S接1，电源给电容器充电，观察到电流表指针偏转情况为____________；

A. 逐渐偏转到某一刻度后保持不变        B. 逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0

C. 迅速偏转到某一刻度后保持不变        D. 迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0

②电容器充电完毕，断开开关，此时如图2所示电路图中电容器上极板____________（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；

③然后将开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电路中的电流大小为，电容器所带电荷量为，电容器两极板电势差为，电容器的电容为。下面关于、、、随时间的变化的图像，正确的是____________。

A． B.

C. D.

【答案】    ①. C    ②. D    ③. 带正电    ④. B

【解析】

【详解】（1）[1]

A．10V是电容器的额定电压，不是电容器的击穿电压，A错误；

B．10V是电容器的额定电压，电压低于10V时，电容器也能正常工作，B错误；

CD．电容与电容器所加电压无关，只与自身构造有关，可知电容器电压为5V时，电容是2200μF，C正确，D错误。

故选C。

（2）①[2] 使开关S接1，电源给电容器充电，电路瞬间有了充电电流，随着电容器所带电荷量逐渐增大，电容器两极板间的电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，所以此过程中观察到电流表指针迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0，D正确，ABC错误。

故选D。

②[3]由电路图可知，电容器上极板与电源正极相连，故电容器充电完毕，断开开关，电容器上极板带正电。

③[4]

D．放电过程中，电容与电容器所带电荷量和电容器极板间电压没有关系，可知电容器电容保持不变，D错误；

ABC．放电过程中，电容器所带电荷量逐渐减小，根据电容定义式

可知电容器极板间电压逐渐减小，则放电电流逐渐减小，根据

可知图像的切线斜率绝对值逐渐减小，B正确，AC错误。

故选B。

14. 某同学设计电路来探究镍铜丝的电阻与长度的关系。

（1）如图（c），用螺旋测微器测金属丝直径为______mm；

（2）请思考电流表应选择的量程______，并用笔画线代替导线把电流表和滑动变阻器连接好______。

（3）调节P的位置，闭合开关，读出MP的长度为x时电压表和电流表的示数，算出对应的电阻R，利用多组数据绘出如图（b）所示的图像。通过图线分析，写出镍铜丝的电阻与长度的函数关系式______。

（4）如果该镍铜丝的直径为d，图像的斜率为k，试用k、d写出其电阻率的表达式______。

【答案】    ①. 6.122##6.121##6.123    ②. 0~0.6A    ③.     ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1] 如图（c），用螺旋测微器测金属丝直径为

（2）[2]由题图（a）（b）可知实验中电源电压在3V左右，镍铜丝接入电路的最大阻值在4Ω左右，则通过滑动变阻器可以使通过镍铜丝的电流在0.6A以内，所以为了读数能够更加精确，应选择电流表的0~0.6A量程。

[3]由于此实验不需要测量镍铜丝接入电路长度一定时多组的电压和电流值，而是每改变一次长度只测量一组电压和电流值，因此滑动变阻器采用限流式接法即可，连接图如图。

（3）[4]R-x图像为一条过原点的倾斜直线，且斜率为10，则镍铜丝的电阻与长度的函数关系式为

（4）[5]根据电阻定律有

由图像可知

联立可得

四、计算题：本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位。

15. 如图所示，竖直放置的两金属板间有水平向左的匀强电场，电场中两点连线与水平方向的夹角，两点之间的距离。一个带正电的小球质量，电荷量，受一沿连线方向的恒力作用（大小未知），从点沿连线匀速运动至点。已知，，重力加速度取。

（1）求匀强电场场强的大小；

（2）从到的过程中，求带电小球的电势能变化量；

（3）某次将该带电小球从处由静止释放，且不再施加恒力，求小球到点时速度的大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由平衡知识可知

解得

（2）由功能关系可知，电势能的改变量

解得

（3）由动能定理

解得

16. 如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，偏转电场板间距离L＝8cm，极板长为2L，下极板接地，偏转电场极板右端到荧光屏的距离也是2L，在两极板间接有一交变电压，电压变化周期T＝4s，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示，大量电子从偏转电场中央持续射入，穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的。

（1）求电子进入偏转电场时的速度v0 （用电子比荷、加速电压U0表示）；

（2）在电势变化的每个周期内荧光屏会出现“黑屏”现象，即无电子击中屏幕，求每个周期内的“黑屏”时间有多长；

（3） 求荧光屏上有电子打到的区间的长度。

【答案】（1）；（2）1s；（3）21.6cm

【解析】

【详解】（1）根据题意可知，电子进入偏转电场时的速度即为电子出加速电场时的速度，根据动能定理有

eU0=－0

解得电子进入偏转电场时的速度为v0＝

（2）电子射出偏转电场后做匀速直线运动至荧光屏，由图甲可知，只要电子能射出偏转电场，即可打到荧光屏上，因此当电子在偏转电场中侧移量大于时，电子将打在偏转电场的极板上，致使出现“黑屏”现象，设电子刚好能射出电场时的偏转电压为Um，则有

＝

解得Um＝0.5U0

结合图乙可知，在偏转电压u=0.8U0～0.5U0之间变化时，进入偏转电场的电子无法射出偏转电场打到光屏上，因此每个周期时间内荧光屏出现“黑屏”的时间为

t==1s

（3）设电子射出偏转电场时的侧移量为y，打在荧光屏上的位置到O的距离为Y，下图所示

由图中几何关系有

==3

当电子向上偏转时，在屏上出现的最大距离为

Y1=3×=12cm

当电子向下偏转时，在屏上出现的最大距离为

Y2=3××=9.6cm

所以荧光屏上有电子打到的区间的长度为

=Y1＋Y2=21.6cm

17. 如图所示，在竖直向下的匀强电场中有轨道ABCDFMNP，其中BC部分为水平轨道，与曲面AB平滑连接。CDF和FMN是竖直放置的半圆轨道，在最高点F对接，与BC在C点相切。NP为一与FMN相切的水平平台，P处固定一轻弹簧。点D、N、P在同一水平线上。水平轨道BC粗糙，其余轨道均光滑，一可视为质点的质量为的带正电的滑块从曲面AB上某处由静止释放。已知匀强电场场强，BC段长度，CDF的半径，FMN的半径，滑块带电量，滑块与BC间的动摩擦因数，重力加速度，求

（1）滑块通过F点的最小速度vF；

（2）若滑块恰好能通过F点，求滑块释放点到水平轨道BC的高度h0；

（3）若滑块在整个运动过程中，始终不脱离轨道，且弹簧的形变始终在弹性限度内，求滑块释放点到水平轨道BC的高度h需要满足的条件。

【答案】（1）；（2）；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）小球在F点有

解得

（2）设小球由h0处释放恰好通过F点，对小球从释放至F点这一过程由动能定理得

解得

（3）讨论：

（ⅰ）小球第一次运动到D点速度为零，对该过程由动能定理得

解得

则当时，小球不过D点，不脱离轨道   

（ⅱ）小球第一次进入圆轨道可以经过F点，压缩弹簧被反弹，沿轨道PNMFDCBA运动，再次返回后不过D点，小球恰好可以经过F点，由动能定理可得

解得

则当时，小球可以通过F点

小球再次返回刚好到D点

解得

则当时，小球被弹簧反弹往复运动后不过D点

综上

小球第一次进入圆轨道可以通过F点，往复运动第二次后不过D点，满足始终不脱离轨道   

（ⅲ）小球第一次进入圆轨道可以经过F点，压缩弹簧被反弹，第二次往复运动时满足小球恰好可以经过F点，由动能定理可得

解得

则当时，小球可以两次通过F点

小球再次返回刚好到D点

解得

则当时，小球被弹簧反弹第二次往复运动后不过D点

综上

小球第一、二次进入圆轨道可以通过F点，往复运动第二次后不过D点，满足始终不脱离轨道

（ⅳ）由数学归纳法可知，满足

（，1，2，3……）

小球不脱离轨道