重庆市第七中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（Word版附解析）

这是一份重庆市第七中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（Word版附解析），共18页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

考试时间90分钟；试题总分100分
一、选择题（本大题共12个小题，每小题4分。在每小题给出的四选项中，第1~8题只有一题符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有进错的得0分。）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 电场中任一点的电场强度的方向是该点电势降低最快的方向
B. 一过正、负电子可以同时湮灭转化为光子，说明电荷是可以产生和消灭的
C. 试探电荷在匀强电场中的运动轨迹一定是沿着电场线的
D. 电场中某点处的试探电荷所带电荷量越大，则该处的电势能一定越大
【答案】A
【解析】
【详解】A．电场中任一点的电场强度的方向是该点电势降低最快的方向，故A正确；
B．电荷不能凭空产生，也不能凭空消失，要么从一个物体转移到另一个物体，要么从物体的一部分转移到物体的另一部分，故B错误；
C．试探电荷在匀强电场中的运动，如果初速度方向与电场力不共线，粒子将做曲线运动，故C错误；
D．根据电势能公式
可知电势能与电荷正负、电荷量的大小以及电势高低有关，所以电场中某点处的试探电荷所带电荷量越大，则该处的电势能不一定越大，故D错误。
故选A。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 导体处于静电平衡时，其内部的场强和电势均为0
B. 高压输电线上方有两条导线与大地相连，起静电屏蔽作用，使输电线免遭雷击
C. 超高压带电工作的工人在工作时必须穿戴由绝缘体制成的工作服
D. 把避雷针顶端设计成球形可以防止静电危害
【答案】B
【解析】
【详解】A．导体处于静电平衡时，其内部的场强处处为0，整个导体是一个等势体，不一定为零，故A错误；
B．高压输电线上方有两条导线与大地相连，起静电屏蔽作用，使输电线免遭雷击，故B正确；
C．超高压带电工作的工人在工作时必须穿戴掺杂金属丝制成的工作服，起到静电屏蔽的作用，故C错误；
D．根据尖端放电原理可知，把避雷针顶端设计成尖端可以防止静电危害，故D错误。
故选B。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 由于电流总是从电源正极流向电源负极，故电流是矢量
B. 自由电子在电路内的电场中一直做匀加速运动
C. 当通电导线中的电流变大时电路里所有自由电荷的运动速率都会变大
D. 电路要产生电流，必须存在自由电荷
【答案】D
【解析】
【详解】A．电流的运算不满足矢量的平行四边形运算法则，故是标量，故A错误；
B．自由电子在电路内的电场中开始会加速运动，当电流稳定时自由电荷的速度不变，故B错误；
C．当通电导线中的电流变大时，根据电流的围观表达式可知，电路中自由电荷定向移动的速率会增大，但电路里不一定所有自由电荷的运动速率都会变大，故C错误；
D．电流的形成是电荷的定向移动，所以电路要产生电流，必须存在自由电荷，故D正确。
故选D。
4. 静电纺纱利用了高压静电场使单纤维两端带异种电荷，其电场分布如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 虚线可能是等势线
B. 电场强度
C. 负电荷在A点的电势能小于其在点的电势能
D. 在点静止释放一电子，它将在电场力作用下沿着虚线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．电极是等势体，其表面是等势面，根据电场线与等势面垂直可知虚线应是电场线，故A错误；
B．由电场线的疏密表示电场强度的大小可知
故B错误；
C．电场线由高压电源的正极到负极，所以A点的电势高，C点的电势低，由
可知，负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能，故C正确；
D．CD电场是曲线，在C点静止释放一电子，在电场力作用下不会沿着虚线CD运动，故D错误。
故选C。
5. 图甲所示的是由导电的多晶硅制成的电容加速度传感器。图乙是其原理图，传感器可以看成由两个电容、组成，当传感器有沿着箭头方向的加速度时，多晶硅悬臂梁的右侧可发生弯曲形变。下列对这个传感器描述正确的是（ ）
A. 匀速向上运动时，减小，增加
B. 保持加速度恒定向上运动时，减小，增加
C. 由静止突然加速向上运动时，减小，增加
D. 正在匀速向上运动的传感器突然停止运动时，减小，增加
【答案】C
【解析】
【详解】A．匀速向上运动时，多晶硅悬臂梁相对于顶层多晶硅和底层多晶硅位置不变，两个电容、不变。A错误；
B．保持加速度恒定向上运动时，与加速度为零时相比，多晶硅悬臂梁的右侧虽发生弯曲形变，但此时多晶硅悬臂梁相对于顶层多晶硅和底层多晶硅位置不变，两个电容、不变。B错误；
C．由静止突然加速向上运动时，多晶硅悬臂梁的右侧发生弯曲形变，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅距离变大，多晶硅悬臂梁与底层多晶硅距离变小，由，减小，增加。C正确；
D．正在匀速向上运动的传感器突然停止运动时，多晶硅悬臂梁的右侧发生弯曲形变，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅距离变小，多晶硅悬臂梁与底层多晶硅距离变大，增加， 减小。D错误。
故选C。
6. 如图所示，将三个电荷量均为Q的正点电荷分别固定在菱形的三个顶点a、b、c上，，它们在d点产生的合电场强度大小为E。现将b点的电荷换成等量点电荷（未画出），则d点新的合电场强度大小为（ ）
A. 0B. EC. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据点电荷的场强公式
三个点电荷Q在d点分别产生的场强大小相等，根据叠加原理可知ac两个点电荷在d点产生的场强等于b点点电荷在d点产生的场强为，即
现将b点的电荷换成等量点电荷（未画出），与Q在d点产生的场强等大反向，根据矢量叠加原理可得d点新的合电场强度大小为0。
故选A。
7. 如图所示，由4个电阻连接成的混联电路如图所示。，，，。把的电压加在a、b两端，则（ ）
A. 通过的电流为B. 通过的电流为
C. 通过的电流为D. 通过的电流为
【答案】C
【解析】
【详解】根据串、并联电路的电阻规律可得：a、b之间的总电阻为
故由欧姆定律可得：干路上的电流即通过R1，R2的电流为
再根据并联电路电压相同，由欧姆定律可得
由电荷守恒定律可得
I=I3+I4
所以有
I3=1A，I4=2A
故选C。
8. 如图，空间有一范围足够大的匀强电场，场强方向与梯形区域ABCD平行，已知，，，，，一比荷为的带负电粒子由A点沿AD方向以速率进入该电场，恰好可以通过C点。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）

A. D点电势为零
B. 场强方向由D指向B
C. 该粒子到达C点时速度大小为
D. 该粒子到达C点时速度方向与BC边垂直
【答案】C
【解析】
【详解】B．，，可知的中点的电势为，可知为等势线，连接，做的垂线，根据沿电场线方向电势降低可知场强方向由指向，故B错误；
A．由几何关系可知为的中点，有
可得
故A错误；
C．电场强度的大小
平行电场强度方向小球做匀速直线运动
电场强度方向小球做匀加速直线运动
解得
，
电场强度方向小球的速度
该粒子到达C点时速度大小为
故C正确；
D．与延长线的夹角的正切值
可知
该粒子到达C点时速度方向不与BC边垂直，故D错误。
故选C。

9. 两个带电绝缘小球a、b，均带有正电荷，其中a固定在O点正下方的地面上，并与地面保持绝缘，b通过一端系于O点的绝缘细线悬挂，且，b静止时如图所示。若a的电荷量保持不变，b中电荷量缓慢减小，则在b缓慢移动的过程中（ ）
A. 细线对b的拉力大小不变B. 地面对a的作用力变大
C. 细线对b的拉力逐渐变大D. 地面对a的作用力变小
【答案】AD
【解析】
【详解】AC．对b球进行受力分析如图所示
由平衡条件可得
根据
解得
可知细线对b的拉力大小不变，ab距离减小，故Ａ正确，Ｃ错误；
BD．ab间库仑力减小，由平衡条件可知b对a球的库仑力与竖直方向的夹角在增大，根据矢量叠加原理可知地面对a的作用力变小，故B错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，ABC为正三角形，AB和AC边上放有带等量异种电荷的绝缘细棒，O为BC边中点，D为BC中垂线上O点右侧的一点，P为BC上的一点，选无穷远处电势为0，则下列说法正确的是（ ）
A. O点和D点场强可能大小相等，方向相同
B. D点的电势一定高于P点
C. 将一正检验电荷沿直线从O点运动到D点，电势能不变
D. 将一正检验电荷沿直线从O点运动到P点，电场力做负功
【答案】BC
【解析】
【详解】A．将带电体看成无数对等量异种点电荷，等量异种点电荷中垂线AD上的电场方向垂直AD向下，由于D点比O点距离等量异种电荷较远，因此场强较小，故A错误；
B．由等量异种点电荷周围的等势面分布可知，O点和D点处于同一等势面上，O点的电势高于P点的电势，因此D点的电势一定高于P点电势，故B正确；
C．由于O点和D点处于同一等势面上，将一正检验电荷沿直线从O点运动到D点，电场力不做功，因此电势能保持不变，故C正确；
D．由于O点电势高于P点电势，将一正检验电荷沿直线从O点运动到P点，电场力做正功，故D错误。
故选BC。
11. 如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是
A. 滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏上的位置上升
B. 滑动触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升
C. 电压U增大时，电子打在荧光屏上的速度大小不变
D. 电压U增大时，电子从发出到打在荧光屏上的时间不变
【答案】BD
【解析】
【详解】设加速电压U′，由题意知，电子在加速电场中加速运动，根据动能定理得：
eU′=mv2
电子获得的速度为：
电子进入偏转电场后做类平抛运动，也就是平行电场方向做初速度为0的匀加速直线运动，加速度为：
电子在电场方向偏转的位移为：
垂直电场方向做匀速直线运动，粒子在电场中运动时间为：
联立解得：
又因为偏转电场方向向下，所以电子在偏转电场里向上偏转。
A. 滑动触头向右移动时，加速电压变大，故电子偏转位移y变小，因为电子向上偏转，故在屏上的位置下降，故A错误；
B. 滑动触头向左移动时，加速电压变小，故电子偏转位移y变大，因为电子向上偏转，故在屏上的位置上升，故B正确；
D. 偏转电压U增大时，电子在电场中受到电场力增大，即电子偏转的加速度a增大；因为加速电压不变，电子进入电场的速度没有变化，电子在电场中运动的时间t没有发生变化，故D正确；
C. 偏转电压U增大时，电子在电场中受到的电场力增大，即电子偏转的加速度a增大；因为电子水平方向的速度v不变，电子在电场中运动的时间不变，电子打在屏上的速度为
则电子打在屏上的速度增大，故C错误。
12. 学校中某参赛选手设计了科技节运输轨道，如图甲所示，可简化为倾角为足够长固定绝缘光滑斜面．以斜面底端为坐标原点，沿斜面向上为x轴的正方向，且沿x轴部分区域存在电场。在斜面底端由静止释放一质量为m、电荷量为的滑块，在滑块向上运动的一段过程中，机械能E随位置坐标x的变化如图乙所示，曲线A点处切线斜率最大。滑块可视为质点，不计空气阻力，不计滑块产生的电场，重力加速度g已知．以下说法正确的是（ ）
A. 在过程中，滑块动能先减小后恒定
B. 在处滑块的动能最大，
C. 在的过程中重力势能与电势能之和先减小后增大
D. 在过程中，滑块先加速后减速
【答案】CD
【解析】
【详解】A．滑块在过程机械能增加，在过程，高度增加，机械能不变，说明只有重力做功，重力势能增加，动能减小，A错误；
B．电场力做的功等于滑块机械能的变化，即
E-x图像的斜率表示qE，根据图像可知过程电场力逐渐增大，过程电场力逐渐减小，到处电场强度为零。由牛顿第二定律得
加速度先增大后减小，最后反向增大，直至电场力为零时，则当电场强度减小到时滑块的动能最大,即在的某处，B错误；
C．D．过程滑块做加速度增大的加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，再做滑块做加速度逐渐增大的减速运动，后做匀减速直线运动，所以过程中重力势能与电势能之和先减小后增大，过程先加速，再减速，C正确，D正确。
故选CD。
二、实验题（本题包括2个小题，共14分。请把正确答案填在答题卡的相应横线上。）
13. 游标卡尺和螺旋测微器都是较为精密的长度测量仪器，如图所示，图甲中螺旋测微器的读数为___________mm，图乙中游标卡尺的读数为___________mm。
【答案】 ①. 1.742 ②. 41.4
【解析】
【详解】[1]根据螺旋测微器的读数原理可知
[2]根据游标卡尺的读数原理得
14. 实验小组测量某弹性导电绳的电阻率。实验过程如下：
装置安装和电路连接。如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。先闭合开关S1、S2，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数U0和I0。

（1）然后断开开关S2，电流表的示数________（选填“变大”或“变小”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表示数为I0。记下此时电压表示数U1以及弹性导电绳AB间的距离L1和横截面积S1，则此时导电绳的电阻Rx=________（结果用含U0、U1和I0的式子表示）；
（2）多次拉伸导电绳，每次都测量并记录AB间的距离L和导电绳横截面积S，调节滑动变阻器R的滑片的位置，使电流表的示数为I0，记下此时的电压表示数U。绘制如图（c）所示的图像。已知图线的斜率为k、与纵轴的截距为d，则弹性导电绳的电阻率ρ=________，保护电阻=________（结果用含k或d的式子表示）；
（3）若考虑电流表的内阻，则（2）中的电阻率的测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①. 变小 ②. ③. k ④. d ⑤. 不变
【解析】
【详解】（1）[1]然后断开开关S2，电路中总电阻增大，总电流减小，电流表的示数变小；
[2]根据电路欧姆定律，先闭合开关S1、S2时
然后断开开关S2
联立解得此时导电绳的电阻
（2）[3][4]根据题意分析
则图线的斜率
与纵轴的截距为
（3）[5]若考虑电流表的内阻，则

则图线的斜率不变，则（2）中的电阻率的测量值不变。
四、计算题（本题包括4个小题，共36分，其中15题6分，16题8分，17题10分，18题14分，解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值的计算题答案中必须写出明确的数值和单位。）
15. 一带电荷量、质量的带电小球 A，用长的绝缘细线悬挂于 O 点。 现使小球 A 在水平面内绕带电荷量的固定小球 B 做匀速圆周运动，悬线与竖直方向的夹角始终为，如图所示，（静电力常量，取，，。 求：
（1）两小球之间库仑力大小；
（2）小球运动的角速度。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）小球做圆周运动的半径为
两小球之间库仑力大小为
带入数据解得
（2）对小球A受力分析，则竖直方向有
在水平方向有

联立解得
16. 在如图所示的电路中，直流电源，，，，，电容，求：
（1）当滑片置于b处，流过电流；
（2）在滑片从a向b滑动的过程中，端的最小电压；
（3）在滑片从a向b滑动的过程中，电容器C极板上的最小电荷量。
【答案】（1）2.17A；（2）5V；（3）25C
【解析】
【详解】（1）当滑片置于最低b处，R3与R2串联后再R4并联再与R1串联，可知电流
A
（2）若使端的最小电压，则电流最小，电阻最大，可知当滑片在上半部分电阻为3，下半部分电阻为2时电阻最大，此时电流为
A
端的最小电压为
V
（3）由于电容器与并联，则电容器两端电势差与两端电压相等，根据
可知端电压最小时，电容器C极板上的电荷量最小，为
17. 如图所示，在绝缘水平面上的两物块A、B用劲度系数为k的水平绝缘轻质弹簧连接，物块B、C用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A靠在竖直墙边，C在倾角为的长斜面上，滑轮两侧的轻绳分别与水平面和斜面平行。A、B、C的质量分别是m、、，A所带电荷量为，B所带电荷量均为，C不带电，滑轮左侧存在着水平向左的匀强电场，整个系统不计一切摩擦，B与滑轮足够远。匀强电场的电场力大小为，开始时系统静止。现让C在沿斜面向下的拉力F作用下做加速度大小为的匀加速直线运动，弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度大小为g。
（1）求初始状态下弹簧的形变量；
（2）求A刚要离开墙壁时C的速度大小；
（3）接（2）此过程中拉力F所做的功。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）初始时，对B分析可知
解得弹簧的压缩量
（2）当A刚要离开墙壁时，对C分析
则此过程中C下滑的距离

此时C的速度大小
（3）从开始运动到A刚要离开墙壁时弹簧弹性势能不变，此过程中根据动能定理
解得拉力F所做的功
18. 如图所示，真空中有两块正方形平行正对金属极板A、B，边长为L=10cm，两板间距d=1cm。紧贴两极板右边缘有一个与极板同宽、上下长度足够长的荧光屏。在A、B间加U=100V恒定电压，B板电势较高。在两板左端面正中央位置O处有一离子源。以O点为原点，以垂直于荧光屏方向为z轴，垂直于极板方向为y轴，平行于荧光屏方向为x轴，建立图示坐标系。离子源发射的正离子的比荷为=108C/kg，离子的速度大小介于0到2×106m/s之间，打在极板上的离子均被吸收。
(1)若离子源沿z轴正方向不断发射离子，试求能打在荧光屏上的离子的速度范围？
(2)若离子源发射了一个离子，分速度分别为vx=5×105m/s，vy=0，vz=1.5×106m/s，求该离子打在荧光屏上点的坐标。
(3)若离子源沿xOz平面内各方向发射离子，且所有离子的速度大小均为2×106m/s，写出这些离子打在荧光屏上的图像的坐标x、y满足的关系式。
【答案】(1)介于到；(2)；(3)（、单位都取）
【解析】
【详解】(1)设发射速度为的离子刚好打在极板边缘，离子在方向做匀速直线运动
方向做匀加速直线运动
联立解得
因此速度介于到之间的离子能达到荧光屏上；
(2)离子x、z方向做匀速直线运动
故
联立解得
该离子打在荧光屏上点的坐标为
(3)设离子发射速度方向与轴夹角为，记，则离子在x、z 方向的分速度分别为
离子z方向和x方向都做匀速直线运动，故打到屏上位置的x坐标
方向做匀变速直线运动，由第(2)问结果可得，离子打在屏上位置的坐标
其中
利用
联立消除可得
整理得
代入数据得
（、单位都取）