2023-2024學年北京豐臺區(qū)高二（上）期中物理（A卷）試題及答案

2023北京豐臺高二（上）期中物理（A卷）考試時間：90分鐘第I卷（選擇題共42分）一、選擇題（本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。）1.下列物理量中，不能描述電場性質的是A．電場強度B．電勢．電勢能．電勢差2．兩個分別帶有電荷量-Q和+3Qr的兩處，它們間庫侖力的大小為F。兩小球相互接觸后重新放回到原來的位置，則兩球間庫侖力的大小為13A．FB．FC．FD．3F343．關于電場強度，下列說法正確的是A．若在電場中的P點不放試探電荷，則P點的電場強度為0FB．電場強度公式E=表明，電場強度的大小與試探電荷的電荷量q成反比，若q減半，則該處的q電場強度變?yōu)樵瓉淼?倍QC．點電荷的電場強度公式=kE表明，點電荷周圍某點電場強度的大小與該點到場源電荷距離rr2的二次方成反比D．電場中某點電場強度的方向與單位電荷在該點受到的靜電力方向相同4．如圖所示，兩個不帶電的導體A和B彼此接觸，起初它們不帶電。手握絕緣手柄，把帶正電的導體C置于A附近。下列說法正確的是A．此時A電勢低，B電勢高B．先把A、B分開，然后移去CA、B下部的金屬箔都閉合C．先用手摸一下B后再移開C，A、B均帶正電D．A、B分開后，若A帶上了－1.0×10C的電荷，則B一定帶上了+1.0×10C的電荷5．如圖為一塊手機電池背面的文字說明，下列說法正確的是A．說明中的“mA·h”為能量單位B．該電池充滿電后所帶電荷量為500mA·hC．該電池在工作時的電流為500mAD．若該電池以10mA的電流工作，可連續(xù)工作5小時6．關于電源、電流、導體的電阻和電阻率，下列說法正確的是A．電源的作用是產生電荷，從而使電路中有持續(xù)的電流B．電流是矢量，其方向與正電荷定向移動的方向相同C．電阻率的國際單位為Ω·mD．將一根導線一分為二，則半根導線的電阻和電阻率都是原來的二分之一7．某同學通過實驗，描繪出了兩個電阻R、R的伏安特性曲線。如圖所示，兩條圖線交于P點，R的圖122像在P點的切線與縱軸的交點坐標為0.4。下列說法正確的是A．R1的電阻為0.5ΩB．R2的電阻隨電壓的增大而減小C．當U=1V時，R與R的電阻相等21D．當U=1V時，R2的電阻為10Ω8．圖中實線為一個正點電荷的電場線，虛線是其等勢面，B、C、D是某條電場線上的三個點，且BC＝CD，A點與C點在同一等勢面上。下列說法正確的是A．A點與C點的電場強度不相同B．A點電勢比B點電勢高C．B、C兩點的電勢差等于C、D兩點的電勢差D．同一電荷在B點的電勢能一定大于在C點的電勢能9．如圖所示，在直角三角形Δabcbac=30°ab=10cm，勻強電場的電場線平行于Δabc所在的平面，ab且a、b、c三點的電勢分別為6V-2V6V。下列說法正確的是A．a、c中點的電勢為2V30°B．電場強度的大小為160V/mcC．電場強度的方向沿ab由a指向bD．電場強度的方向垂直于ab斜向下10．如圖所示為靜電噴漆示意圖，噴槍噴出的油漆微粒帶負電，被噴工件帶正電。微粒在靜電力的作用下向工件運動，最后吸附在工件表面。油漆微粒向工件靠近的過程中只受靜電力的作用。下列說法正確的是A．油漆微粒受到的靜電力越來越小噴槍工件B．油漆微粒的動能越來越大C．油漆微粒一定沿著電場線運動D．油漆微粒的電勢能增加油漆微粒．如圖為某同學采用平行金屬板電容器測量某材料豎直方向尺寸隨溫度變化的裝置示意圖。電容器上極板固定，下極板可隨材料尺寸的變化上下移動，兩極板間電壓不變。若被測材料溫度升高時膨脹，使下極板向上移動。下列說法正確的是A．電容器的電容減小B．電容器的電容不變C．電容器的帶電荷量減小D．電容器兩極板間電場強度變大12.如圖所示，真空中有兩個點電荷Q=4.0×10C，Q=－1.0×10C，分別固定在x和xcm的位置1212上。下列說法正確的是A．x=4cm處的電場強度為0B．x=12cm處的電場強度為0C．x<0范圍內的電場強度方向可能沿x軸正方向D．x>6cm范圍內的電場強度的方向一定沿x軸負方向()和氦核(He)均從靜止開始經間電勢差為U1的加速電場后垂直進入11H4213．如圖所示，質子ABCD間電板間的距離為d，板長為L，質子和氦核的質量之比為1:4，電荷量之比為1:2，不計重力的影響。下列說法正確的是A．質子在偏轉電場中的加速度較小yB．質子的偏移距離較大C．氦核速度偏轉的角度較小D．氦核射出偏轉電場時的動能較大14．如圖甲所示，均勻帶電球體的半徑為R，電荷量為Q?？梢宰C明，均勻帶電球體（或球殼）在球外+部產生的電場，與一個位于球心、電荷量相等的點電荷在同一點產生的電場相同；而均勻帶電球売在其內關系如圖乙所示，靜電力常量為k。下列說法正確的是Ox1x2甲A．x、x兩點的電場強度方向相反122B．x2處場強大小為R3C．xx兩點的電勢相同12D．若規(guī)定球心處的電勢為零，則x=R處的電勢為?2R第Ⅱ卷（非選擇題共58分）本部分共7小題，共58分。二、實驗題（每空2分，共分）156分）某小組利用圖甲所示的電路進行實驗，觀察電容器充、放電過程。電流傳感器能夠將電流信息傳入計算機，屏幕上顯示出電容器充、放電時電流隨時間變化的I-t圖像。某次實驗時先使開關S與1連。圖丙圖甲圖乙（1）將開關S改接，此時電容器進行的是選填“”或“放電”）過程。此過程得到的I-t圖像如圖乙所示，圖中用陰影標記的狹長矩形（在圖乙的最左邊）的面積的物理意義是。（2）根據－t圖像，在圖丙中定性畫出此過程中電容器所帶電荷量隨時間變化的q－t1612分）在“導體電阻率的測量”的實驗中需要測出導體的長度L、直徑D和電阻R。某實驗小組要測量一種新型材料制成的均勻圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：圖1（1）用螺旋測微器測量其直徑如圖1所示，由圖可知其直徑D=。（2）已知該圓柱體的電阻約為6Ω，現(xiàn)采用圖2所示的電路來精確測量其阻值。除待測圓柱體外，實驗室還備有的實驗器材如下：A．電壓表V1（量程3V，內阻約為15KΩ）B．電流表A1（量程3，內阻約為0.2Ω）C．電流表A2（量程0.6，內阻約為1Ω）D．滑動變阻器R10~5，0.6A）E．滑動變阻器R20~2000Ω，0.1A）F．輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源EG．開關S，導線若干為了測量準確、調節(jié)方便，實驗中電流表應選用的字母），滑動變阻器應選用圖2圖3（3）按照圖2連接實物圖，如圖3所示，圖中已連接了部分導線，請用筆畫線代替導線補充完成圖中實物間的連線。（4）根據實驗電路，測得多組電壓表示數(shù)U和對應電流表的示數(shù)I，通過描點作出的U-I圖像為一條過原點的傾斜直線，其斜率為k，則該金屬絲的電阻率?=（用k、L、D三個物理量表示。10cm（5）電導率是電阻率的倒數(shù)，是反映水質的一項重要指標。某種飲用水的電導率約為0.1（Ω·m）-1，將該飲用水灌入一個高約10cm、容積約200mL的薄壁塑料瓶（如圖4封。請分析說明采用圖2所示電路，利用上述實驗器材能否較為精確地測量該飲用水的電導率。圖45176分）在如圖所示的勻強電場中，沿電場線方向有A、B兩點，A、B兩點間的距離d=0.20m。電荷量q=+1.0×10C的試探電荷放在電場中的A點，受到的靜電力大小為F=2.0×10N。求：（1）電場強度E的大小；（2）試探電荷從A點運動到B的點過程中靜電力所做的功W；（3）若規(guī)定B點的電勢為0，則A點的電勢φA。186分）如圖所示，長L=1.0m的輕質絕緣細繩上端固定，下端連接一個可視為質點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，細繩與豎直方向的夾角為37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10-6C，電場強度的大小E=3.0×103N/C，取重力加速度g=102，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）小球的質量m；1（2）若電場強度的大小減小為原來的，則小球運動到最低點時速度的大小v。319.9分）某種金屬板M受到一束紫外線照射時會不停地發(fā)射電子，射出的電子具有不同的方向，速度大小也不相同。在M旁放置一個金屬網N。如果用導線將M、N連起來，從M射出的電子落到N上后便會沿導線返回M，從而形成電流。已知電子質量為m，電子電荷量為。（1）若已知金屬網N在時間t內接收的電子數(shù)為，則電流表示數(shù)I為多少？（2）現(xiàn)在不把M、N直接相連，而按圖那樣在M、N之間加電壓，發(fā)現(xiàn)當M、N間的電壓為U0時電流表中就沒有電流。則被這束紫外線照射出電子的最大速度vm是多少？（3）若已知U0=12.5，M、N間的距離dcm，電子質量m=9.1×10-31kg，電荷量e=1.6×10C，重力加速度g=10m/s2。利用上述數(shù)據通過計算說明：分析電子在電場中的運動時，可以不考慮電子所受重力的影響。20.（9分）如圖所示，A、B為兩塊足夠大的水平放置的平行金屬板，間距為d，板間電壓為U，兩板間有方向由A指向B的勻強電場。在金屬板A的正中央位置有一個粒子源，能以v0的初速度向金屬板A以下的各個方向均勻射出質量為m、電荷量為+q的粒子，粒子最終全部落在金屬板B上。不計粒子所受重力、空氣阻力以及粒子之間的相互作用力。求：（1）粒子的加速度大小a；PAB（2）粒子在兩金屬板間運動的最長時間t；Ed（3）粒子落在金屬板B上的區(qū)域面積S。21101913年，美國物理學家密立根用油滴實驗證明電荷的量子性并測出電子的電荷量，由此獲得了1923年度諾貝爾物理學獎。如圖是密立根油滴實驗的原理示意圖，兩個水平放置、相距為d極板，上極板中央有一小孔。用噴霧器將細小的油滴噴入密閉空間，這些油滴由于摩擦而帶了負電。油滴通過上極板的小孔進入到觀察室中，已知重力加速度為g，油滴的密度為?。（1）當兩極板間電壓為U0時，某一油滴恰好懸浮在兩極板間靜止。將油滴視為半徑為r1的球體。求：a.該油滴所帶的電荷量q1；b.實驗中發(fā)現(xiàn)，對于質量為m的油滴，如果改變它所帶的電荷量q的大小，則能夠使油滴達到平衡的電壓必須是某些特定值Un，研究這些電壓變化的規(guī)律可發(fā)現(xiàn)它們都滿足方程：Un，式中n==nU0q=1，23……。此結果說明了什么？（2）密立根是通過測量油滴在空氣中下落的速度來測量油滴所帶電荷量的。當兩極板間的電壓為U時，半徑為r的帶電油滴受到的重力、靜電力和空氣阻力平衡時，油滴以速度v1勻速上升；斷開電源去掉兩極板間電壓，經過一段時間后觀測到油滴以速度v2勻速下降。已知油滴受到的空氣阻力的大小為?=6????，其中常數(shù)η為空氣的粘滯系數(shù)，v為油滴運動的速度大小。求油滴的電荷量q。參考答案第Ⅰ卷（選擇題共42分）題號答案12345678910121314CACDBCCABBDBDD第Ⅱ卷（非選擇題共分）二．實驗題（每空2分，共18分）15.1）放電0.2s內電容器放出的電荷量（2）q-t圖像如右圖所示16.1）6.124~6.128（）CDπkD2（3）如圖所示4?=4LL1LS（5）由電阻定律R=和=，可得塑料瓶中裝滿該飲用水后的電阻為R==500Ω，采用圖2SUR進行檢測時，電路中最大電流為I==6103A，幾乎無法使電流表指針發(fā)生偏轉，因此不能用上述實驗裝置完成精確測量。三．計算題（共40分）17.（6分）（1）勻強電場的電場強度大小為?4Fq2.010E==N/C=2.0104N/C2分81.010（2）電荷q從A點運動到B點過程中靜電力所做的功為=Fd2.010=40.20J4.010=5JW2分（3）A、B兩點之間的電勢差UAB=Ed=4000VUAB=φA-φB解得φA=4000V2分18.（6分）（1）小球受力情況如圖所示，根據幾何關系可得=tan370解得m=4=4kg0gtan373分1（2）電場強度減小為原來，根據動能定理31102mgL(1-cos370)-qELsin37=mv-032解得v=1m/s3分199分）（1）根據電流的定義式??????==3分（2）根據動能定理1Ue=0?2m02解得3分U0emm=（3）電子受到的重力為G=mg=9.1×10N電子受到的靜電力???=??==2×10?16N??2×10?16=≈2×113?9.1×10?30電子在電場中運動時，受到的靜電力遠大于其重力，故電子的重力可以忽略不計。3分20.9分）（1）板間電場強度的大小為UE=d粒子受到的靜電力為F=Eq根據牛頓第二定律，有F=maqUdm聯(lián)立解得a=3分（2）當粒子的初速度平行于金屬板A射出時，運動到B板的時間最長，粒子在垂直于金屬板方向做初速度為0的勻加速直線運動1d=at222m解得t=d3分（3）帶電粒子打在金屬板上的范圍是一個半徑為R的圓。從粒子源平行于金屬板水平射出的粒子在電場中做類平拋運動，落在金屬板上的位置是該圓的邊緣。根據R=v0tS=π2m