2023-2024年河北省石家莊市河北師大附中高二上學(xué)期期中物理試題(解析版)

2023～2024學(xué)年度河北師大附中第一學(xué)期期中考試高二年級物理試卷一、單選題1.以下關(guān)于電場的電場強度和電勢的說法正確的是（）A.電勢為的地方其電場強度一定為B.電場強度為的地方其電勢一定為C.電場線越密集的地方其等差等勢線一定越密集D.電勢降低的方向一定是電場的方向【答案】C【解析】根據(jù)電場的特點，由于電勢點可以根據(jù)需要人為確定，所以電勢為的地方其電場強度不一定為，同樣，電場強度為的地方其電勢不一定為，故AB錯誤；電場線越密集的地方，電場強度越大，電勢改變得越快，等差等勢面一定越密集，故C正確；電勢降低的方向不一定是電場的方向，電勢降低最快的方向一定是電場的方向，故D錯誤。故選C。2.如圖（a），在一塊很大的接地金屬平板的上方固定一負電荷。由于靜電感應(yīng)，在金屬平板上表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷，金屬板上方電場的等勢面如圖（b）中虛線所示，相鄰等勢面間的電勢差都相等。若將一正試探電荷先后放于和處，該試探電荷受到的電場力大小分別為和，相應(yīng)的電勢能分別為和，則（）A. B.C. D.【答案】A【解析】由圖中等勢面的疏密程度可知，根據(jù)，可知，由題可知圖中電場線是由金屬板指向負電荷，設(shè)將該試探電荷從點移到點，可知電場力做正功，電勢能減小，即，故選A。3.如圖所示，有一帶電粒子（不計重力）貼著板沿水平方向射入勻強電場，當偏轉(zhuǎn)電壓為時，帶電粒子恰沿①軌跡從板邊緣飛出；當偏轉(zhuǎn)電壓為時，帶電粒子沿②軌跡落到板正中間；設(shè)粒子兩次射入電場的水平速度相同，則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為（）A. B.C. D.【答案】B【解析】粒子做平拋運動，，，解得，解得，故選B。4.如圖所示，為同種材料制成的厚度相同的兩個電阻和，表面均為正方形，其邊長之比為。通過導(dǎo)體的電流方向如圖所示，則和的電阻之比為()A. B. C. D.【答案】C【解析】設(shè)導(dǎo)體的電阻率為，厚度為，邊長為，則由電阻定律得：；與邊長無關(guān)，故：；故選C。5.如圖所示，兩個等量正電荷連線的中點為，虛線為正方形，正方形的中心也在點，以下說法正確的是（）A.，兩點電場強度相同B.，連線是等勢線C.，兩點電場強度大小相等，方向相反D.，兩點電場強度大小相等，方向相反【答案】C【解析】根據(jù)等量正電荷電場分布可知，，兩點電場強度大小相同方向不同，故A錯誤；，連線不是等勢線，根據(jù)沿著電場線電勢降低可知，，連線上電勢是變化的，故B錯誤；根據(jù)等量正電荷電場分布可知，，兩點電場強度大小相等，方向相反，故C正確；根據(jù)等量正電荷電場分布可知，，兩點電場強度大小相等，方向不是相反，故D錯誤。故選C。6.如圖所示，、為平行板電容器的金屬板，為靜電計，開始時開關(guān)閉合，靜電計指針張開一定角度．下述結(jié)論正確的是（）A.若保持開關(guān)閉合，將、兩極板靠近些，指針張開角度將變小B.若保持開關(guān)閉合，將、兩極板正對面積變小些，指針張開角度將不變C.若斷開開關(guān)后，將、兩極板靠近些，指針張開角度將變小D.若斷開開關(guān)后，將、兩極板正對面積變小些，指針張開角度將變大【答案】B、C、D【解析】保持開關(guān)閉合，電容器兩端的電勢差不變，靜電計測量的是電容器兩端的電勢差，所以指針張角不變，故A錯誤，B正確；斷開電鍵，電容器帶電量不變，將靠近一些，則減小，根據(jù)知，電容增大，根據(jù)知，電勢差減小，指針張角減小，故C正確；斷開電鍵，電容器帶電量不變，將正對面積變小些，根據(jù)知，電容減小，根據(jù)知，電勢差增大，指針張角增大，故D正確。7.如圖所示，一充電后與電源斷開的平行板電容器的兩極板水平放置，板長為，板間距離為，距板右端處有一豎直屏。一帶電荷量為、質(zhì)量為的微粒以初速度沿中線射入兩板間，最后垂直打在上，點為初速度延長線與的交點，則下列結(jié)論正確的是（已知重力加速度為）（）A.兩極板間電壓為B.板間電場強度大小為C.微粒打在豎直屏的點與點之間的距離為D.若僅增大兩極板間距，則該微粒不可能垂直打在上【答案】C【解析】據(jù)題分析可知，質(zhì)點在平行板間軌跡應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)，做類平拋運動，飛出電場后，質(zhì)點的軌跡向下偏轉(zhuǎn)，才能最后垂直打在上，前后過程質(zhì)點的運動軌跡有對稱性，可見兩次偏轉(zhuǎn)的加速度大小相等，根據(jù)牛頓第二定律，在兩板間有，飛出極板后有，解得，由，得板間電勢差，故AB錯誤；質(zhì)點在電場中向上偏轉(zhuǎn)的距離為，水平方向上有，聯(lián)立解得，根據(jù)對稱性，微粒打在豎直屏的點與點之間的距離為，故C正確；由題意，知僅增大兩極板間的距離，因兩板上電荷量不變，根據(jù)，得，板間場強不變，質(zhì)點在電場中受力情況不變，則其運動情況不變，故仍將垂直打在屏上，故D錯誤。故選C。二、多選題8.如圖所示，和兩種粒子由靜止開始經(jīng)同一加速電場后，垂直電場方向進入同一偏轉(zhuǎn)電場，都從偏轉(zhuǎn)電場右側(cè)離開電場，以下說法正確的是（）A.兩種粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動時間之比為B.兩種粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動時間之比為C.兩種粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時的動能之比為D.兩種粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時的動能之比為【答案】B、C【解析】由動能定理得，在加速電場，設(shè)偏轉(zhuǎn)極板的極板長度為，在偏轉(zhuǎn)電場中的運動時間，所以兩種粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動時間之比為，故A錯誤B正確；板間距為，則離開偏轉(zhuǎn)電場的偏轉(zhuǎn)量為，整理得，全過程由動能定理得，整理得，所以兩種粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時的動能之比為，故C正確D錯誤。故選BC。9.某空間存在一電場，電場中的電勢在軸上的分布如圖所示，下列說法正確的是（）A.在軸上，和兩位置處電場強度方向相反B.在軸上，從到電場強度先增大后減小C.把一負電荷沿軸正向從移到，電場力先減小后增大D.把一負電荷從移到電場力做負功【答案】A、C【解析】由于圖象的斜率的大小表示了場強的大小，斜率的正負表示了場強的方向，所以在軸上，和兩位置處電場強度方向相反，故A正確；在軸上，從到斜率先變小后變大，電場強度先減小后增大，故B錯誤；根據(jù)，把一負電荷沿軸正向從移到，電場力先減小后增大，故C正確；把一負電荷從移到，根據(jù)，可知，電勢能先增大后減小，所以電場力做先做負功后做正功，故D錯誤。故選AC。10.如圖，一帶負電荷的油滴在勻強電場中運動，其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi)，且相對于過軌跡最低點的豎直線對稱．忽略空氣阻力．由此可知()A.點的電勢比點高B.油滴在點的動能比它在點的大C.油滴在點的電勢能比它在點的大D.油滴在點的加速度大小比它在點的小【答案】A、B【解析】根據(jù)粒子的彎折方向可知，粒子受合力一定指向上方；同時因軌跡關(guān)于點對稱，則可說明電場力應(yīng)豎直向上，粒子帶負電，故說明電場方向豎直向下，則可判斷點的電勢比點高，故A正確；粒子由到過程，合外力做正功，故油滴在點的動能比它在點的大，故B正確；因電場力做正功，故電勢能減小，點的電勢能比它在點的小，故C錯誤；因受力為恒力，故兩點加速度大小相同，故D錯誤。三、實驗題11.如圖所示，為一雙量程電流表的原理圖，已知小量程電流表的內(nèi)阻，滿偏電流，改裝后的兩個量程分別為和，則當接線柱位和時，量程為________（選填“”或“”），________﹐________。【答案】①.；②.；③.【解析】[1][2][3]根據(jù)并聯(lián)分流原理可知，并聯(lián)電阻越小量程越大，所以當接線柱位和時，量程為；根據(jù)，，解得，。12.描繪一個標有“，”的小燈泡的伏安特性曲線，有以下器材供選用：A．電壓表量程，內(nèi)阻約，B．電壓表量程，內(nèi)阻約C．電流表量程，內(nèi)阻約D．電流表量程，內(nèi)阻約為E．滑動變阻器F．滑動變阻器I．蓄電池（電動勢，內(nèi)阻不計）電鍵一個（1）電壓表選擇________（選填“”或“”），電流表選擇________（選填“”或“”）滑動變阻器選擇________（選填“”或“”）。（2）要求能盡可能多的記錄實驗數(shù)據(jù)，誤差盡可能小，請在虛線框中畫出實驗電路圖，并標出所選用實驗器材的符號。________（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫得小燈泡的安特性曲線如下圖，則小燈泡正常工作時的電阻為________。（保留三位有效數(shù)字）【答案】①.；②.；③.；④.；⑤.【解析】（1）[1][2][3]燈泡額定電壓為，則電壓表選擇量程為的；燈泡的額定電流，則電流表選擇量程的；為方便實驗操作，滑動變阻器選擇阻值較小的組成分壓電路；（2）[4]燈泡正常工作時的電阻，電壓表內(nèi)阻遠大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，電路如圖：（3）[5]由燈泡的伏安特性曲線可知，當電壓時，電流，則小燈泡正常工作時的電阻。三、計算題13.如圖所示，在示波管中，質(zhì)量為，電荷量為的帶電粒子從燈絲射出（初速度不計），經(jīng)加速電場（未知）加速，從板的中心沿中心線射出時的速度大小為，再經(jīng)平行板電容器的偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)后，又做一段勻速直線運動最后打到熒光屏上，顯示出亮點，已知平行板電容器的兩極板間的距離為，板長為，偏轉(zhuǎn)電場的右端到熒光屏的距離為，不計帶電粒子的重力。（1）求加速電場的電壓；（2）求帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量和熒光屏上間的距離；（3）帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量和偏轉(zhuǎn)電壓的比叫作示波器的靈敏度，如何通過改變平行板電容器的或來提高示波器的靈敏度?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）見解析【解析】（1）粒子在加速電場中加速，由動能定理可得，解得。（2）粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，如圖所示：垂直電場方向有，沿電場方向有，側(cè)移量，聯(lián)立解得，由幾何關(guān)系可知，得熒光屏上間的距離。（3）該示波器的靈敏度，解得，則增加或者減小均可增加靈敏度。14.如圖所示，在豎直面內(nèi)固定一光滑絕緣半圓軌道，軌道半徑為，軌道與光滑絕緣水平面相連，為圓軌道最低點，為圓軌道水平直徑與圓的交點，為圓軌道最高點，所在空間存在水平向右的勻強電場．在距離點為的點，由靜止釋放一質(zhì)量，帶正電小物塊，帶電量為，已知電場強度為，重力加速度。求：（1）物塊運動到點時軌道對它的彈力；（2）物塊從點離開軌道后到落到水平面過程中水平位移；（3）物塊在上升過程中的最大速度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）物塊從點運動到點的過程中，點與點之間的距離為，由動能定理得，解得，在點應(yīng)用牛頓第二定律得，可得物塊運動到點時軌道對它的彈力為。（2）物塊從點運動到點的過程中，由動能定理得，解得，物塊從點離開軌道后豎直方向上只受重力，做自由落體運動，由，可得物塊落到水平面所用時間為，水平方向只受電場力，做勻減速直線運動，加速度為，根據(jù)位移公式，聯(lián)立解得物塊從點離開軌道后到落到水平面過程中水平位移為。（3）當電場力和重力的合力與速度垂直時速度最大設(shè)運動到此位置時半徑與豎直方向的夾角為，則有，解得，物塊從點運動到速度最大位置過程中，由動能定理得，解得最大速度為。15.如圖所示，在電場強度為水平向右的勻強電場中，有一固定且足夠長的傾角為斜面?，F(xiàn)在斜面的一點以初速度，豎直向上拋出一個帶電量的帶正電小球，小球的質(zhì)量﹐重力加速度取。（1）小球在空中運動的最小動能；（2）小球再次落到