北京市丰台区2023-2024学年高二上学期期中物理试题B卷

丰台区20232024学年度第一学期期中练习高二物理（B卷）考试时间：90分钟第I部分（选择题共60分）一、选择题（每小题3分，共60分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）1.下列物理量中属于矢量的是（）A.电势差 B.电势能 C.电场强度 D.电流2.关于库仑定律，下列说法中正确的是（）A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B.根据，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大C.若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律一块智能电池外壳上的部分数据如图所示，完成下题3.电池的容量为“2000mA·h”，即“2000毫安时”，这里的“毫安时”是（）A.能量单位 B.电荷量的单位C.电流的单位 D.时间的单位4.查阅说明书可知该的待机时间约为100小时，该的待机电流约为（）A.20A B.20mA C.2mA D.2A请阅读下述文字，完成下题正点电荷电场分布如图，A、B、C是电场线上的三个点，它们距离点电荷中心距离关系为：。三点的电场强度大小分别为，电势分别为。5.下列比较关系正确的是（）A. B.C. D.6.在电场A点放入试探电荷+q，其在静电力作用下，沿电场线由A点运动至B点的过程中，下列说法正确的是（）A.此过程中，静电力F方向与E方向相同，静电力做负功B.试探电荷在A点的电势能大于在B点的电势能C.试探电荷在A点的静电力是B点静电力的2倍D.若拿走试探电荷，则A点的场强等于07.试探电荷在静电力作用下，沿电场线由A点移至B点的过程中静电力对其所做的功W=+2.0×107J，已知该电荷所带电量q=+4.0×109C，则A、C两点间的电势差U为（）A.8.0×1016V B.2.0×102V C.−50V D.50V8.试探电荷q在静电力作用下，沿电场线由A点移至B点的过程中，静电力做功为W1，将该试探电荷从A点移至C点再移至B点过程中静电力做功为W2，则（）A.W1=W2 B.W1>W2 C.W1<W2 D.W1=2W2把一个不带电的金属导体M放到电场强度方向水平向右，大小为E0的电场中，完成下题9.下列各图中，静电场中导体M未达到静电平衡状态时，导体内微观粒子的运动情况正确的是（）A. B. C. D.10.导体M达到静电平衡后，下列说法正确的是（）A.导体M左端带正电，右端带负电，并且右端电量大于左端电量B.导体M左端带正电，右端带负电，并且右端电量小于左端电量C.导体M左端带负电，右端带正电，并且右端电量小于左端电量D.导体M两端感应相反电荷的原因是导体内自由电子在外电场E0的作用下发生移动形成的11.导体M达到静电平衡后，关于导体M各点的场强、电势，下列说法正确的是（）A.导体内部因两侧感应相反电荷而形成的内部电场方向水平向右B.导体内部因两侧感应相反电荷而形成的内部电场场强小于外部场强E0C导体左侧电势高于导体右侧D.导体是等势体，各点电势都相等如图所示为研究电容器充、放电的实验电路图。完成下题12.开关S接至1端，其电容C与所带电荷量Q之间的关系，下列图像中正确的是（）A. B. C. D.13.若开关S接通1，电容器两端电压稳定后显示8V，电容器电容C=100PF，下列说法正确的是（）A.电容器上极板带正电，所带电荷量为4×1010CB.电容器上极板带负电，所带电荷量为8×1010CC.电容器所带电荷量减小为原来一半时，两极板间的电压就变为原来的2倍D.电容器的电容在数值上等于两极板间的电压为1V时电容器容纳的电荷量14.下列图像中，能正确反映电容器充电过程中电流与时间、电荷量与电压关系的是（）A. B. C. D.15.在开关S接通2端后，下列说法正确的是（）A.电容器两板间电压增大到某一值后不变B.电容器两板间电压先增大再减小至0C.电容器带电量增大至不变D.电容器带电量逐渐减小至016.在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A接地，极板B与一个灵敏的静电计相接。将极板A向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器的电容C、两极板间的电压U、两极板间的场强E的变化情况是（）A.C不变、U不变、E变小B.C变小、U不变、E不变C.C变小、U变大、E不变D.C变小、U变大、E变小17.某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点，得到了图中a、b、c、d四个点。这四个电阻中阻值最大的是（）A.a B.b C.c D.d18.电子以初速度沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间（）A.随电压增大而减小B.随电压的增大而增大C.若加大两板间距离，时间将减小D.与电压及两板间距离均无关19.如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线．在电场力作用下，一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是()A.粒子带正电B.粒子在A点加速度大C.粒子在B点动能大D.A、B两点相比，粒子在B点电势能较高20.图中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点．下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧（）A.Q1、Q2都是正电荷，且Q1＜Q2B.Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1＞|Q2|C.Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|＜Q2D.Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|＞|Q2|第Ⅱ部分（非选择题共40分）二、实验题（共14分）21.在“测定金属的电阻率”的实验中：（1）用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示，则金属丝的直径为___________mm。（2）请根据给定电路图，用连线代替导线将图中的实验器材连接起来_______。（3）依据完成实物连接图，为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于（选填“左”或“右”）___________端。采用如图所示伏安法测Rx值比真实值偏___________（选填“大”或“小”），其原因是___________。（4）若通过测量可知，金属丝的长度为，直径为，通过金属丝的电流为，金属丝两端的电压为，由此可计算得出金属丝的电阻率___________。（用题目所给字母表示）三、计算论述题（共26分，解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）22.如图所示，一个点电荷形成电场中有a、b两点。一个电荷量q=+4.0×108C的试探电荷在b点所受静电力Fb=8.0×104N。现将该试探电荷从a点移到b点，静电力做功W=1.6×106J。求：（1）b点电场强度的大小Eb；（2）a、b两点间的电势差Uab；（3）画出过a点的等势线。23.如图所示，用一条绝缘细线悬挂一个质量的带电小球，小球处于水平向右的匀强电场中，电场强度大小。小球静止时细线与竖直方向的夹角为。已知，，，求：（1）判断小球带正电荷还是带负电荷；（2）小球所带电荷量q；（3）若剪断细线，画出小球在电场中运动的受力分析图；（4）剪断细线后，求小球在电场中运动的加速度a。24.电荷的定向移动形成电流。通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用时间的比值叫做电流，定义式为。如果金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e，自由电子定向移动的速率为v，请推导电流的微观表达式。25.如图所示，由电子枪发出的电子从静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可视为匀强电场，偏转电极YY＇之间电压为U，极板长度为L，两极板间距离为d。不计电子重力和电子间相互作用，求：（1）电子离开加速电场时的速度大小v0；（2）电子在偏转电场中的加速度大小a；（3）电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏移距离y。（4）有一种电子仪器叫作示波器，可以用来观察电信号随时间变化的情况。示波器的核心部件是示波管，它的原理图如下图所示。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。如果在偏转电极XX′之间和偏转电极YY′之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。若要亮斑从中心O点移至正对屏幕的右下方，请简要说明如何操作。

丰台区20232024学年度第一学期期中练习高二物理（B卷）考试时间：90分钟第I部分（选择题共60分）一、选择题（每小题3分，共60分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）1.下列物理量中属于矢量的是（）A.电势差 B.电势能 C.电场强度 D.电流【答案】C【解析】【详解】ABD．电势差、电势能、电流都只有大小，没有方向，是标量。故ABD错误。C．电场强度既有大小又有方向，故其为矢量，故C正确。故选C。【点睛】注意矢量与标量的定义及区别。2.关于库仑定律，下列说法中正确的是（）A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B.根据，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大C.若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律【答案】D【解析】【分析】【详解】A．库仑定律适用于点电荷，点电荷不是体积很小的球体，能否看成点电荷是看该电荷对研究问题时能否忽略不计，所以A错误；B．当两电荷的距离趋近于零时，库仑定律不适合使用，所以静电力不是趋向无穷大，则B错误；C．库仑力是电荷之间的相互作用力，则q1对q2的静电力总是等于q2对q1的静电力，所以C错误；D．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律，所以D正确；故选D。一块智能电池外壳上的部分数据如图所示，完成下题3.电池的容量为“2000mA·h”，即“2000毫安时”，这里的“毫安时”是（）A.能量的单位 B.电荷量的单位C.电流的单位 D.时间的单位4.查阅说明书可知该的待机时间约为100小时，该的待机电流约为（）A.20A B.20mA C.2mA D.2A【答案】3.B4.B【解析】【3题详解】电池的容量为“2000mA·h”，即“2000毫安时”，这里的“毫安时”是电荷量的单位。故选B。【4题详解】的待机电流约为故选B。请阅读下述文字，完成下题正点电荷电场分布如图，A、B、C是电场线上的三个点，它们距离点电荷中心距离关系为：。三点的电场强度大小分别为，电势分别为。5.下列比较关系正确的是（）A. B.C. D.6.在电场A点放入试探电荷+q，其在静电力作用下，沿电场线由A点运动至B点的过程中，下列说法正确的是（）A.此过程中，静电力F方向与E方向相同，静电力做负功B.试探电荷在A点的电势能大于在B点的电势能C.试探电荷在A点的静电力是B点静电力的2倍D.若拿走试探电荷，则A点的场强等于07.试探电荷在静电力作用下，沿电场线由A点移至B点的过程中静电力对其所做的功W=+2.0×107J，已知该电荷所带电量q=+4.0×109C，则A、C两点间的电势差U为（）A.8.0×1016V B.2.0×102V C.−50V D.50V8.试探电荷q在静电力作用下，沿电场线由A点移至B点的过程中，静电力做功为W1，将该试探电荷从A点移至C点再移至B点过程中静电力做功为W2，则（）A.W1=W2 B.W1>W2 C.W1<W2 D.W1=2W2【答案】5.C6.B7.D8.A【解析】【5题详解】AC．根据点电荷场强公式可得可得故A错误，C正确；BD．根据正电荷电势分布，B、C两点离正电荷距离相等，电势相等，根据沿电场线电势降低，有故BD错误。故选C。【6题详解】AB．正电荷受到的静电力方向与电场强度方向相同，则此过程中，试探电荷受到的静电力F方向与E方向相同，试探电荷受到的静电力方向与速度方向相同，静电力做正功，电势能降低，故试探电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，故A错误，B正确；C．根据静电力公式可得故C错误；D．A点的场强与电场本身有关，与是否拿走试探电荷无关，故若拿走试探电荷，则A点的场强不变，不等于零，故D错误。故选B。【7题详解】A、B两点间的电势差为B、C两点在等势面上，故A、C两点间的电势差为故选D。【8题详解】沿电场线由A点移至B点的过程中，静电力做功为该试探电荷从A点移至C点再移至B点过程中，静电力做功为可得故选A。把一个不带电的金属导体M放到电场强度方向水平向右，大小为E0的电场中，完成下题9.下列各图中，静电场中导体M未达到静电平衡状态时，导体内微观粒子的运动情况正确的是（）A. B. C. D.10.导体M达到静电平衡后，下列说法正确的是（）A.导体M左端带正电，右端带负电，并且右端电量大于左端电量B.导体M左端带正电，右端带负电，并且右端电量小于左端电量C.导体M左端带负电，右端带正电，并且右端电量小于左端电量D.导体M两端感应相反电荷的原因是导体内自由电子在外电场E0的作用下发生移动形成的11.导体M达到静电平衡后，关于导体M各点的场强、电势，下列说法正确的是（）A.导体内部因两侧感应相反电荷而形成的内部电场方向水平向右B.导体内部因两侧感应相反电荷而形成的内部电场场强小于外部场强E0C.导体左侧电势高于导体右侧D.导体是等势体，各点电势都相等【答案】9.A10.D11.D【解析】【9题详解】因导体中有大量自由移动的负电荷，则当加水平向右的匀强电场时，静电场中导体M未达到静电平衡状态时，负电荷向左定向移动。故选A。【10题详解】ABC．达到静电平衡时，导体M左端带负电，右端带正电，并且右端电量等于左端电量，故ABC错误；D．导体M两端感应相反电荷的原因是导体内自由电子在外电场E0的作用下发生移动形成的，故D正确。故选D。【11题详解】AB．达到静电平衡时，导体M左端带负电，右端带正电，则导体内部因两侧感应相反电荷而形成的内部电场方向水平向左，且感应电场与外部电场E0等大反向，内部合场强为零，故AB错误；CD．达到静电平衡时，因内部场强为零，则导体是等势体，各点电势都相等，故C错误，D正确。故选D。如图所示为研究电容器充、放电的实验电路图。完成下题12.开关S接至1端，其电容C与所带电荷量Q之间的关系，下列图像中正确的是（）A. B. C. D.13.若开关S接通1，电容器两端电压稳定后显示8V，电容器电容C=100PF，下列说法正确的是（）A.电容器上极板带正电，所带电荷量为4×1010CB.电容器上极板带负电，所带电荷量为8×1010CC.电容器所带电荷量减小为原来一半时，两极板间的电压就变为原来的2倍D.电容器的电容在数值上等于两极板间的电压为1V时电容器容纳的电荷量14.下列图像中，能正确反映电容器充电过程中电流与时间、电荷量与电压关系的是（）A. B. C. D.15.在开关S接通2端后，下列说法正确的是（）A.电容器两板间电压增大到某一值后不变B.电容器两板间电压先增大再减小至0C.电容器带电量增大至不变D.电容器带电量逐渐减小至0【答案】12.C13.D14.A15.D【解析】【12题详解】开关S接至1端，电容器开始充电，极板上的电荷逐渐增多，最后达到最大值，但电容器的电容由电容器本身决定，与电荷的多少无关，所以图像是一条水平直线。故选C。【13题详解】AB．由电路图可知，电容器上极板带正电；根据可知所带电荷量为故AB错误；C．由可知，电容器所带电荷量减小为原来一半时，两极板间的电压就变为原来的倍，故C错误；D．由可知，电容器的电容在数值上等于两极板间的电压为1V时电容器容纳的电荷量，故D正确。故选D。【14题详解】AB．电容器充电过程中，充电电流随时间逐渐减小到零，故A正确，B错误；CD．充电过程中，两极板间的电压等于路端电压，与电荷量无关，故CD错误。故选A。【15题详解】AB．在开关S接通2端后，电容器开始通过电阻放电，电容器两板间的电压随着电荷的减少而降低，放电过程结束后电压为零，故AB错误；CD．在开关S接通2端后，电容器与电源断开了连接，开始通过电阻放电，其带电量逐渐减小至零，故C错误，D正确。故选D。16.在如图所示实验装置中，平行板电容器的极板A接地，极板B与一个灵敏的静电计相接。将极板A向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器的电容C、两极板间的电压U、两极板间的场强E的变化情况是（）A.C不变、U不变、E变小B.C变小、U不变、E不变C.C变小、U变大、E不变D.C变小、U变大、E变小【答案】C【解析】【详解】根据电容的决定式可知，极板A向左移动，距离d增大，电容C减小；根据电容定义式可知，两极板间的电压U增大；根据整理可得即两极板间的场强E不变。故选C17.某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点，得到了图中a、b、c、d四个点。这四个电阻中阻值最大的是（）A.a B.b C.c D.d【答案】A【解析】【详解】在图像中，斜率表示了电阻的阻值，做出四个电阻对应的图像如下图所示由图可知，图像a的斜率最大，则其对应的电阻的阻值最大。故选A。18.电子以初速度沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间（）A.随电压的增大而减小B.随电压的增大而增大C.若加大两板间距离，时间将减小D.与电压及两板间距离均无关【答案】D【解析】【详解】根据题意可知，电子在平行板间做类平抛运动，运动的时间等于沿初速度方向做匀速运动的时间，因为水平速度不变，所以电子穿越平行板所需要的时间不变，与电压及两极板间的距离均无关。故选D。19.如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线．在电场力作用下，一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是()A.粒子带正电B.粒子在A点加速度大C.粒子在B点动能大D.A、B两点相比，粒子在B点电势能较高【答案】D【解析】【分析】电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示电场强度的方向．不计重力的粒子在电场力作用下从A到B，运动与力关系可知，电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边，且电场力偏向轨迹的内侧．【详解】根据曲线运动条件可得粒子所受合力应该指向曲线内侧，所以电场力逆着电场线方向，即粒子受力方向与电场方向相反，所以粒子带负电．故A错误；由于B点的电场线密，所以B点的电场力大，则A点的加速度较小．故B错误；粒子从A到B，电场力对粒子运动做负功，电势能增加，导致动能减少，即粒子在A点动能大，B点的电势能大，故C错误D正确【点睛】电场线虽然不存在，但可形象来描述电场的分布．对于本题关键是根据运动轨迹来判定电场力方向，由曲线运动条件可知合力偏向曲线内侧．20.图中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点．下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的右侧（）A.Q1、Q2都是正电荷，且Q1＜Q2B.Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1＞|Q2|C.Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|＜Q2D.Q1、Q2都负电荷，且|Q1|＞|Q2|【答案】B【解析】【详解】A.Q1、Q2都是正电荷，各自在P点产生的场强E1、E2如图：要使P点场强方向指向MN的右侧，根据场强的叠加，需要有Q1>Q2，选项A错误；B.Q1是正电荷，Q2是负电荷，各自在P点产生的场强E1、E2如图：根据场强的叠加，P点场强方向一定指向MN的右侧，选项B正确；C.Q1是负电荷，Q2是正电荷，各自在P点产生的场强E1、E2如图：根据场强的叠加，P点场强方向一定指向MN的左侧，选项C错误；D.Q1、Q2都是负电荷，各自在P点产生的场强E1、E2如图：要使P点场强方向指向MN的右侧，根据场强的叠加，需要有|Q2|＞|Q1|，选项D错误。故选B。第Ⅱ部分（非选择题共40分）二、实验题（共14分）21.在“测定金属的电阻率”的实验中：（1）用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示，则金属丝的直径为___________mm。（2）请根据给定电路图，用连线代替导线将图中的实验器材连接起来_______。（3）依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于（选填“左”或“右”）___________端。采用如图所示伏安法测Rx值比真实值偏___________（选填“大”或“小”），其原因是___________。（4）若通过测量可知，金属丝的长度为，直径为，通过金属丝的电流为，金属丝两端的电压为，由此可计算得出金属丝的电阻率___________。（用题目所给字母表示）【答案】①.②.③.左④.小⑤.由于电压表分流，电流表示数大于流过金属丝的电流⑥.【解析】【详解】（1）[1]金属丝的直径为（2）[2]根据给定电路图，实物连接如图所示。（3）[3]为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于左端，使待测金属丝两端电压为零。[4][5]由于电压表分流，电流表示数大于流过金属丝的实际电流，根据欧姆定律可知如图所示伏安法测Rx值比真实值偏小。（4）[6]由电阻定律得金属丝的电阻为金属丝的横截面积为联立可得金属丝的电阻率为三、计算论述题（共26分，解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）22.如图所示，一个点电荷形成的电场中有a、b两点。一个电荷量q=+4.0×108C的试探电荷在b点所受静电力Fb=8.0×104N。现将该试探电荷从a点移到b点，静电力做功W=1.6×106J。求：（1）b点电场强度的大小Eb；（2）a、b两点间的电势差Uab；（3）画出过a点的等势线。【答案】（1）；（2）；（3）见解析【解析】【详解】（1）根据电场强度的定义有（2）根据电势差