湖北省武漢市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試卷（含答案）

湖北省武漢市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二總分評分一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~10題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1．在如圖所示的四種電場中，分別標(biāo)記有a、b兩點。其中a、b兩點的電勢相等，電場強(qiáng)度大小相等、方向也相同的是（）A．甲圖：與點電荷等距的a、b兩點B．乙圖：兩等量異種電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點C．丙圖：點電荷與帶電平板形成的電場中平板上表面的a、b兩點D．丁圖：勻強(qiáng)電場中的a、b兩點2．某電場的分布如圖所示，帶箭頭的實線為電場線，虛線為等勢面。A、B、C三點的電場強(qiáng)度分別為EA、EB、EC，電勢分別為φA、A．EA<EB，φBC．EA>EB，φA3．如圖所示，實線是電場中一簇方向未知的電場線，虛線是一個帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌跡，a、b是運(yùn)動軌跡上的兩點，若帶電粒子只受電場力作用，根據(jù)此圖不能作出判斷的是（）A．帶電粒子所帶電荷的正、負(fù)B．帶電粒子在a、b兩點何處受力較大C．帶電粒子在a、b兩點何處的動能較大D．帶電粒子在a、b兩點何處的電勢能較大4．如圖所示為研究決定平行板電容器電容大小因素的實驗裝置。由兩塊相互靠近的等大正對平行金屬板M、N組成電容器，板N固定在絕緣座上并與靜電計中心桿相接，板M和靜電計的金屬殼都接地，板M上裝有絕緣手柄，可以執(zhí)手柄控制板M的位置。在兩板相距一定距離時，給電容器充電，靜電計指針張開一定角度。在整個實驗過程中，保持電容器所帶電荷量不變，對此實驗過程的描述正確的是（）A．只將板M從圖示位置稍向左平移，靜電計指針張角變小B．只將板M從圖示位置沿垂直紙面向外的方向稍微平移，靜電計指針張角變小C．只將板M從圖示位置稍向上平移，靜電計指針張角變大D．只在M、N之間插入云母板，靜電計指針張角變大5．兩塊大小、形狀完全相同的金屬板正對水平放置，構(gòu)成一個平行板電容器，將兩金屬板分別與電源兩極相連接，如圖所示。閉合開關(guān)S達(dá)到穩(wěn)定后，在兩板間有一帶電液滴p恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列判斷正確的是（）A．保持開關(guān)S閉合，減小兩板間的距離，液滴向上運(yùn)動B．保持開關(guān)S閉合，減小兩板間的距離，液滴向下運(yùn)動C．?dāng)嚅_開關(guān)S，減小兩板間的距離，液滴向上運(yùn)動D．?dāng)嚅_開關(guān)S，減小兩板間的距離，液滴向下運(yùn)動6．如圖(甲)所示，兩個平行金屬板P、Q正對豎直放置，兩板間加上如圖(乙)所示的交變電壓。t=0時，Q板比P板電勢高U0，在兩板的正中央M點有一電子在電場力作用下由靜止開始運(yùn)動(電子所受重力可忽略不計)，已知電子在0～4A．0<t<t0 B．t0<t<2t07．如圖所示，在豎直放置的光滑半圓形絕緣細(xì)管的圓心O處放一點電荷．現(xiàn)將質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從半圓形管的水平直徑端點A由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點B時，對管壁恰好無壓力．若小球所帶電量很小，不影響O點處的點電荷的電場，則置于圓心處的點電荷在B點處的電場強(qiáng)度的大小為（）A．mgq B．2mgq C．3mgq8．如圖所示，電源電動勢E=10V，內(nèi)阻為r=1Ω，R1=1.5Ω，R2=5Ω，已知電動機(jī)的額定電壓A．通過電動機(jī)線圈的電流為10A B．通過電阻R1C．電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為4.5W D．電源的輸出功率為16W9．如圖，空間中存在水平向右的勻強(qiáng)電場，一帶負(fù)電的小球以速度大小為v豎直向上射入勻強(qiáng)電場，經(jīng)過一段時間，小球速度大小仍為v，但方向沿水平方向，已知小球質(zhì)量為m，帶電荷量為－q，重力加速度為g，則在該過程中（??）A．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為mgB．小球克服重力做功為0C．小球射入電場后，小球的電勢能逐漸減小D．小球機(jī)械能增加110．如圖所示，若x軸表示時間，y軸表示速度，則該圖線下的面積表示位移，直線AB的斜率表示物體在該時刻的加速度大小。若令x軸和y軸分別表示其它物理量，則可以反映在某種情況下相應(yīng)物理量之間的關(guān)系。下列說法正確的是（）A．若電場方向平行于x軸，x軸表示位置，y軸表示電勢，則直線AB的斜率表示對應(yīng)位置處的電場強(qiáng)度大小B．若x軸表示時間，y軸表示某電容器充電過程中的電荷量，則直線AB的斜率表示該電容器充電電流的大小C．若x軸表示流經(jīng)某電阻的電流，y軸表示該電阻兩端的電壓，則圖線下面積表示電阻的熱功率D．若x軸表示時間，y軸表示通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量，則該圖線下面積表示這段時間內(nèi)電流所做的功二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11．某同學(xué)測量電阻約為20Ω的一段圓柱形合金材料的電阻率，步驟如下：（1）用螺旋測微器測量其直徑如圖所示，圓柱形合金材料直徑為mm；（2）用伏安法測合金材料的電阻時，除待測合金材料外，實驗室還備有如下器材，為了準(zhǔn)確測量其電阻，電壓表應(yīng)選；電流表應(yīng)選。(填寫器材前對應(yīng)的序號字母)A.電壓表V1，量程0～3V，內(nèi)阻約B.電壓表V2，量程0～15V，內(nèi)阻約C.電流表A1，量程0.D.電流表A2，量程0～100mA，內(nèi)阻約E.滑動變阻器R(0～5Ω)F.電動勢為3V的電源，內(nèi)阻不計G.開關(guān)S，導(dǎo)線若干（3）該同學(xué)設(shè)計測量Rx的電路圖如圖甲所示，請根據(jù)所設(shè)計的電路圖，補(bǔ)充完成圖乙中實物圖的連線12．測量一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)電阻。（1）電路圖如圖1所示，除干電池、電壓表(量程3V)A.電流表(量程0B.電流表(量程3AC.滑動變阻器(阻值范圍0～50ΩD.滑動變阻器(阻值范圍0～200Ω實驗中電流表應(yīng)選用，滑動變阻器應(yīng)選用。(選填選項前的字母)（2）某同學(xué)記錄了7組數(shù)據(jù)，對應(yīng)點已標(biāo)在圖2中的坐標(biāo)紙上，其中U是電壓表的讀數(shù)，I是電流表的讀數(shù)。請繪制出U?I圖像，由圖像可知干電池的電動勢E=V，內(nèi)電阻r=Ω。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))13．如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場中，長為L的絕緣細(xì)線一端懸于O點，另一端系一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球(可視為點電荷)。將小球拉至與O點等高的A點，保持細(xì)線繃緊并靜止釋放，小球運(yùn)動到與豎直方向夾角θ=37°的P點時速度變?yōu)榱?。已知cos37（1）電場強(qiáng)度的大小E；（2）小球從A運(yùn)動到B的過程中，電場力做的功W；（3）小球通過最低點B時，細(xì)線對小球的拉力大小F。14．如圖所示為美國物理學(xué)家密立根測量油滴所帶電荷量裝置的截面圖，兩塊水平放置的平行金屬板間距離為d。油滴從噴霧器的噴嘴噴出時，由于與噴嘴摩擦而帶負(fù)電。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少數(shù)油滴通過上面金屬板的小孔進(jìn)入平行金屬板間。當(dāng)平行金屬板間不加電壓時，由于受到氣體阻力的作用，油滴最終以速度v1豎直向下勻速運(yùn)動；當(dāng)上板帶正電，下板帶負(fù)電，兩板間的電壓為U時，帶電油滴恰好能以速度v2豎直向上勻速運(yùn)動。已知油滴在極板間運(yùn)動時所受氣體阻力的大小與其速率成正比，油滴密度為ρ，已測量出油滴的直徑為D(（1）設(shè)油滴受到氣體的阻力f=kv，其中k為阻力系數(shù)，求k的大??；（2）求油滴所帶電荷量。15．如圖建立豎直平面內(nèi)坐標(biāo)系，α射線管由平行金屬板A、B和平行于金屬板（場強(qiáng)的方向豎直向下）的細(xì)管C組成，放置在第II象限，細(xì)管C離兩板等距，細(xì)管C開口在y軸上。放射源P在A極板左端，可以沿特定方向發(fā)射某一速度的α粒子（帶正電）。若極板長為L，間距為d，當(dāng)A、B板加上某一電壓時，α粒子剛好能以速度v0（已知）從細(xì)管C水平射出，進(jìn)入位于第I象限的靜電分析器并恰好做勻速圓周運(yùn)動，t=0時刻α粒子垂直于x軸進(jìn)入第IV象限的交變電場中，交變電場隨時間的變化關(guān)系如圖乙（圖上坐標(biāo)均為已知物理量），規(guī)定沿x軸正方向為電場正方向，靜電分析器中電場的電場線為沿半徑方向指向圓心O，場強(qiáng)大小為E0。已知α粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，重力不計。求：（1）α粒子在靜電分析器中的運(yùn)動半徑r；（2）A、B極板間所加的電壓U；（3）0時刻起，α粒子動能最大時的位置坐標(biāo)。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A、甲圖為正的點電荷的電場，圖中a、b兩點在同一個圓上，所以a、b兩點的電勢相同，電場強(qiáng)度的大小也相同，但是場強(qiáng)的方向不同，A不符合題意；B、乙圖為等量的異種電荷的電場，在連線的中垂線上的所有的點的電勢都為零，并且場強(qiáng)的方向均為水平的指向負(fù)電荷，所以此時a、b兩點的電勢相等，電場強(qiáng)度大小相等、方向也相同，B符合題意；C、丙圖中a、b處于金屬平板上，處在電場中的金屬平板處于靜電平衡狀態(tài)，金屬板的表面為等勢面，所以a、b兩點的電勢相等；由于a、b兩點的電場線疏密不同，所以a、b兩點電場強(qiáng)度大小不相等，但電場線與等勢面垂直，所以a、b兩點的電場強(qiáng)度的方向相同，C不符合題意；D、丁圖是勻強(qiáng)電場，a、b點的場強(qiáng)的大小和方向都相同，但是根據(jù)沿電場線的方向電勢降低可知，b點的電勢要比a點的電勢高，D不符合題意。故答案為：B

【分析】電場強(qiáng)度是矢量，包括大小和方向兩個因素；利用電場線的疏密結(jié)合場強(qiáng)的切線方向相同可以判別場強(qiáng)相同。2．【答案】B【解析】【解答】由圖可知，A處的電場線密，B、C處的電場線疏，所以A點的場強(qiáng)大，B、C點的場強(qiáng)??；沿著電場線的方向電勢逐漸降低，同一等勢面上電勢相等，所以A點的電勢高，B、C點的電勢低，且相等，故ACD不符合題意，B符合題意。

故答案為：B

【分析】電場線的疏密反映電場的強(qiáng)弱；沿著電場線方向電勢逐漸降低。3．【答案】A【解析】【解答】A.帶電粒子只受電場力作用，電場力指向曲線的內(nèi)側(cè)，且方向向左，由于電場線的方向未知，所以無法判斷帶電粒子的電性，故A符合題意；

B.a處電場線密，場強(qiáng)大，根據(jù)F=Eq知，a點受力較大，故B不符合題意；

CD.從a運(yùn)動到b，電場力做負(fù)功，電勢能增大，動能減小。所以a點的電勢能小于b點的電勢能，a點的動能大于b點的動能，故CD不符合題意。

故答案為：A

【分析】根據(jù)軌跡判斷電場力的方向，再根據(jù)電場線的方向，判斷電荷的電性；電場力的大小可以看電場線的疏密；電勢能和動能可以根據(jù)電場力作用情況來判斷。4．【答案】C【解析】【解答】A.只將板M從圖示位置稍向左平移，兩板間距離d變大，根據(jù)C=εrS4πkd，可知電容C變小，根據(jù)C=QU，可知電勢差U變大，則靜電計指針張角變大，故A不符合題意；

B.只將板M從圖示位置沿垂直紙面向外的方向稍微平移，兩板正對面積S變小，根據(jù)C=εrS4πkd，可知電容C變小，根據(jù)C=QU，可知電勢差U變大，則靜電計指針張角變大，故B不符合題意；

C.只將板M從圖示位置稍向上平移，兩板正對面積S變小，根據(jù)C=εrS4πkd，可知電容C變小，根據(jù)5．【答案】A【解析】【解答】AB.保持開關(guān)S閉合，則兩極板間的電壓U不變。減小兩板間的距離d，根據(jù)E=Ud，可知場強(qiáng)E增大，則電場力增大，液滴向上運(yùn)動，故A符合題意，B不符合題意；

CD.斷開開關(guān)S，則兩極板間的電量Q不變。減小兩板間的距離d，根據(jù)E=Ud=QdC=4πk6．【答案】C【解析】【解答】A.0<t<t0，電子所受電場力的方向向右，電子向右做勻加速直線運(yùn)動，速度逐漸增大，故A不符合題意；

B.t0<t<2t0，電子所受電場力的方向向左，電子向右做勻減速直線運(yùn)動，t0時速度減為零，故B不符符合題意；

C.t0<t<27．【答案】C【解析】【解答】設(shè)細(xì)管的半徑為r，小球到達(dá)B點時的速度大小為v。小球從A到B的過程，由機(jī)械能守恒定律得：mgr=12mv2；小球經(jīng)過B點時，由牛頓第二定律得：Eq-mg=mv28．【答案】C,D【解析】【解答】AB.電動機(jī)恰好正常工作，UM=5V。通過R1的電流為：I=E-UMr+R1=2A，通過電動機(jī)線圈的電流為：IM=I-UMR2=1A，故AB都不符合題意；

9．【答案】A,C,D【解析】【解答】A.小球在豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動，速度方向恰好沿水平方向時，豎直方向的速度為零，則運(yùn)動時間：t=vg；水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，則v=at=qEmt；聯(lián)立解得：E=mgq，故A符合題意；

B.小球上升的高度為：h=v22g，小球克服重力做功為：mgh=12mv210．【答案】A,B【解析】【解答】A.直線AB的斜率為?φ?x，根據(jù)E=Ud知斜率表示對應(yīng)位置處的電場強(qiáng)度，故A符合題意；

B.直線AB的斜率為?q?t，根據(jù)電流的定義式知斜率表示該電容器充電電流的大小，故B符合題意；

C.若x軸表示流經(jīng)某電阻的電流，y軸表示該電阻兩端的電壓，則圖線下面積沒有任何意義，故C不符合題意；

D.若x軸表示時間，y軸表示通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量，則圖線下面積沒有任何意義，故D不符合題意。11．【答案】（1）1.844（2）A；D（3）【解析】【解答】（1）圓柱形合金材料直徑為d=1.5mm+34.4×0.01mm=1.844mm；

（2）電源電動勢是3V，電壓表應(yīng)選擇A；電路最大電流約為I=URx=320A=0.15A=150mA，電流表應(yīng)選擇D。

（3）電壓表選擇3V量程，滑動變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，實物圖如圖：

12．【答案】（1）A；C（2）；1.45；0.70【解析】【解答】（1）由于干電池的電動勢較小，為了方便調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)選擇最大電阻較小的C；同時電路的電流較小，所以電流表選小量程的A。

（2）繪圖時用一條直線盡可能地穿過更多的點，不在直線上的點盡量均勻地分布在直線兩側(cè)，誤差較大的點舍去，如下：

根據(jù)U=E-Ir，結(jié)合圖像知：E=1.45V，r=?U?I=1.45-1.030.6Ω=0.70Ω13．【答案】（1）解：由A到P過程中，根據(jù)動能定理mgLcosθ?qEL(1+sinθ)=0?0解得E=mg（2）解：小球從A運(yùn)動到B的過