辽宁省沈阳市2023-2024学年高二上学期期中物理试题（含答案）2

辽宁省沈阳市2023-2024学年高二上学期期中物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．两个分别带有电荷量−3Q和+7Q的金属小球（可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们之间的库仑力的大小为F，使两个金属小球相互接触后放到相距2r的两处并固定，则两个金属小球间的库仑力的大小为（）A．F1=421F B．F12．如图所示，MN是点电荷电场中的一条直线，a、b是直线上两点，已知直线上a点的场强最大，大小为E，b点的场强大小为12A．2EL2k B．EL23．如图所示，用电池对电容器充电，电容器两极板之间有一质量为m的点电荷q处于静止状态。现只增大电容器两极板的间距，则在这个过程中（）A．电容器放电 B．电容器所带电荷量增加C．点电荷q依然保持静止 D．点电荷q带正电荷4．如图所示，在原来不带电的空心金属球壳外面放置一个正点电荷，A、B、C三点分别位于球壳外部、球壳实体中和球壳空腔内。当球壳处于静电平衡状态时，下列说法正确的是（）A．A点的电场强度小于B点的电场强度B．B点的电势大于C点的电势C．由于静电屏蔽，B点、C点的电场强度均等于零D．由于静电感应，球壳内表面感应出电荷5．如图所示，等腰三角形abc位于匀强电场中，电场方向平行于abc平面，a、b、c三点的电势分别为φa=10V，φbA．若电子从a点运动到b点，电场力做功4eVB．若电子从a点运动到c点，电势能减少8eVC．匀强电场的场强大小为80V/mD．电场沿ac方向6．如图所示为一个双量程电流表的内部结构图。已知表头G的内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为500mA，电阻R1A．0.8A，9A B．1A，20A C．0.7．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要用一种被称作“粒子加速器”的装置来实现，利用该装置，质子能被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，做匀速运动，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流的横截面积为S，质子的质量为m，其电荷量为q，这束质子流内单位体积的质子数为n，那么其等效电流I是（）A．nqS2qUm B．2nqS2qUm C．8．（多选）多用电表表盘指针指在如图所示的位置，下列说法正确的是（）A．若该读数是选用电阻挡“×100”倍率得到的，应该更换“×10”倍率，欧姆调零后再次进行测量B．多用电表的欧姆挡是靠内部电源提供电流的，若选用“×10”倍率测量电阻，则欧姆表内阻约为15ΩC．若选用的是直流电压“10V”量程，则指针读数应为9D．测直流电流时，应让红表笔接外电路的负极，黑表笔接外电路正极9．如图所示，a、b两点位于以正点电荷Q(Q>0)为球心的球面上，c点在球面外，则下列说法正确的是（）A．a点的电场强度与b点的电场强度大小相等B．b点的电场强度比c点的电场强度大C．将电荷量为−q的试探点电荷从a点移到c点，电场力做正功D．将同一正点电荷分别放在b点和c点，电荷具有的电势能E10．如图甲所示为两块水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压U，电压U随时间t变化的图像如图乙所示。现有一群质量为m、重力不计的带电粒子以初速度v0A．t=0时入射的粒子，从进入电场到射出电场，电场力对粒子始终不做功B．t=1C．t=1D．t=18二、实验题：每空2分，共14分。11．用如图甲所示的电路来探究某种金属丝的电阻与长度之间的关系。电源电动势为3V，滑动变阻器采用分压式接法，调节滑动变阻器的滑片P的位置，记录MP接入电路的长度x，并读出对应的电流表和电压表的示数，算出相应的电阻R，利用多组测量的数据绘出如图乙所示的R−x图像。请回答下列问题：（1）请用笔画线代替导线，将电路连接完整。（2）若该金属丝的直径用螺旋测微器测量的示数如图丙所示，则读数为d=mm，该金属丝的电阻率为ρ=（计算结果保留两位有效数字）Ω⋅m。12．实验小组选用以下器材测量电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。电压表V（量程0~3V，内阻约为3kΩ）电流表A（量程0~0.滑动变阻器R0（阻值变化范围为0定值电阻R（阻值为5Ω）待测电池组E（电动势约为3V，内阻约为1Ω）开关、导线若干。（1）该小组连接的实物电路如图甲所示，实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显，但电压表读数变化不明显，主要原因是____。A．电压表内阻太小B．电流表内阻太大C．待测电池组的内阻太小（2）为了解决（1）中的问题，该小组将定值电阻R接入电路，请将不用的连线用“×”去掉，再把需要的连线补上。（3）解决问题后重新做实验，得到了六组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U−I图像如图乙所示。根据图像观察到，图线纵轴截距为2.9V，横轴截距为0.50A，则可计算出电池组的电动势E为V，内阻r为三、计算题：本大题共3小题，13题10分，14题13分，15题17分。13．用一根绝缘细线悬挂一个带电小球，小球质量为m，所带电荷量为q。现加水平方向的分布范围足够大的匀强电场，如图所示，当平衡时，挂在O点、长为l的绝缘细线与竖直方向的夹角为30°。已知重力加速度大小为g。则：（1）判断小球带何种电荷，并求匀强电场的电场强度大小。（2）若取下细线，并将原小球拿开，将一带电荷量为−q、质量为m的小球放在原来小球平衡时的位置，松手后使其自由运动，求它运动时的加速度，并判断它是否能运动到O点正下方，若能则求所用的时间，若不能则通过计算说明理由。14．如图所示的电路中，电源电动势E=9V，内阻r=1Ω，电动机的电阻R0=0.5Ω，定值电阻（1）电源的总功率；（2）电源的输出功率；（3）电动机将电能转化为机械能的效率。15．如图所示，竖直正对放置的金属板A、B中间开有小孔，小孔的连线沿水平放置的金属板M、N的中线为OO'，粒子源P可以连续发出质量为m、电荷量为q的带正电粒子（初速度不计），粒子在A、B间被加速电压U0加速后，沿平行板的方向从金属板M、N正中间射入两板之间。M、N板长均为L，两板间距离为3L3（1）粒子进入M、N板间时的速度大小v0（2）当粒子刚好从N板的右边缘离开偏转电场时，M、N板间的电压U1（3）若M、N板间的电压可调，则求在荧光屏上有粒子达到区域的最大长度b。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】接触前，两个小球间的库仑力为F=k3Q·7Qr2=21kQ2r2，两个金属小球接触后分开，根据电荷的分配法则可知，两球的电荷量先中和后平分，可得两个小球接触后所带的电荷量均为Q12．【答案】B【解析】【解答】由题意可知，a点的场强最大，所以MN直线上，a点距场源电荷最近，故场源电荷位于过a点垂直于直线MN的垂线上，设场源电荷到a点的距离为x，则场源电荷距b点的距离为r=x2+L2，根据点电荷电场强度公式E=kQr2可得，a点的场强大小为E=kQx23．【答案】A【解析】【解答】AB.由题意可知，电容器与电源一直相连，所以在增大电容器两极板间距d的过程中，极板电压不变，由C=εS4πkd可知，电容C减小，由C=QU可知，电容器所带的电荷量Q减小，电容器放电，A符合题意，B不符合题意；

CD.由题图可知，电容器的上极板带正电，下极板带负电，场强方向向下，开始时点电荷q处于静止状态，说明其受到的电场力的方向向上，与场强方向相反，所以点电荷q带负电荷。由公式E=Ud可知，由于极板电压U不变，极板间距d增大，可知场强E减小，点电荷所受电场力减小，所受重力不变，可知点电荷q将向下加速运动，CD不符合题意。

故答案为：A。

【分析】电容器与电源相连时移动极板，极板电压不变，根据电容器的公式4．【答案】C【解析】【解答】AC.A点处于点电荷的电场中，所以A点的电场强度不等于零；金属空心导体处于静电平衡状态，根据处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，可知B、C两点的电场强度都为零，故有EA>EB=EC，A不符合题意，C符合题意。

B.由于整个球体内部的场强均为零，所以电荷从B点运动到C点，不受电场力，即电场力不做功，可得UBC=5．【答案】D【解析】【解答】A.根据题意，由电场力做功的公式WAB=qUAB可知，若电子从a点运动到b点，电场力做功为Wab=-e(φa-φb)=-4eV，A不符合题意；

B.若电子从a点运动到c点，电场力做功为Wac6．【答案】B【解析】【解答】该双量程电流表的公共端和b端接入电路时，使用的该电流表的小量程，小量程为Imin=Ig+Ig7．【答案】A【解析】【解答】质子经加速电压加速，由动能定理有qU=12mv2，得质子加速后的速度为v=2Uqm，由电流的定义式I=8．【答案】A,C【解析】【解答】A.用多用电表测电阻时，指针指在中央位置附近，测量会比较准确，该图指针所示位置读数过小，说明倍率选大了，应该更换“×10”的倍率，欧姆调零后再次进行测量，A符合题意；

B.多用电表作欧姆表使用时，中值刻度对应的电阻就等于这个倍率下欧姆表的内阻，所以若选用的是“×10”倍率测电阻，则欧姆表内阻约为150Ω，B不符合题意；

C.若使用直流电压10V量程，则选取0-10的这组刻度进行读数，最小分度值为0.2V，故指针读数应为9.0V，C符合题意；

D.根据电流“红进黑出”的规律，测直流电压或直流电流时，必须让红表笔接外电路的正极，黑表笔接外电路负极，D不符合题意。

故答案为：AC。

【分析】根据欧姆表的使用规则和注意事项，选取正确的欧姆表倍率；欧姆表测电阻时，中值刻度对应的电阻就等于这个倍率下欧姆表的内阻；根据电压表的读数规则读数；根据电流“红进黑出”的规律，分析测直流电流时，表笔接入电路的正确操作。9．【答案】A,B【解析】【解答】AB.根据点电荷电场强度的计算公式E=kQr2可知，a点和b点距球心的距离相等，小于c点距球心的距离，所以a点电场强度的大小和b点电场强度的大小相等，b点的电场强度比c点的电场强度大，AB符合题意；

C.将电荷量为-q的试探点电荷从a点移动到c点，是负电荷远离正电荷的过程，电场力为引力，做负功，C不符合题意；

D.若将正点电荷从b点移动到c点，是正电荷远离正电荷的过程，电场力为斥力，做正功，电势能减小，所以正电荷在b点的电势能大于在c点的电势能，即Epb>Epc，D不符合题意。10．【答案】B,D【解析】【解答】A.因为粒子在水平方向不受力，所以粒子的水平分速度保持v0不变，当粒子在t=0时入射时，在竖直方向上，0~12T时间内，粒子做匀加速运动，在t=12T时粒子在竖直方向上的速度达到最大，12T~T时间内，电场反向，粒子做减速运动，根据运动的对称性可知，当t=T时粒子在竖直方向上的速度恰好减小为零，因此离开电场时偏离中线的距离最大，故t=0时入射的粒子，从进入电场到射出电场，电场力对粒子做功，A不符合题意；

C.t=14T时入射的粒子，在竖直方向上，在14T~12T时间内进行加速，是111．【答案】（1）（2）0.400；1【解析】【解答】（1）由题意可知，滑动变阻器采用分压接法，由题图乙可知金属丝接入电路的最小阻值为1Ω，最大阻值为4Ω，电源电动势为3V，若电流表的量程选择0~0.6A，当金属丝接入最小阻值1Ω时，电压表的示数不会超过0.6V，则电压表读数较小，误差较大，故为了使电压表和电流表的读数都尽量大一些，电流表的量程应选择0~3A。则完整电路连线如答案所示。

（2）螺旋测微器的精确度为0.01mm，图丙中螺旋测微器的主尺读数为0，可动尺读数为40.0×0.01mm=0.400mm，故金属丝的直径为d=0mm+0.400mm=0.400mm，根据电阻定律可得R=ρxS，金属丝的横截面积S=πd22，联立可得R=4ρπ12．【答案】（1）C（2）（3）2.9；0.80【解析】【解答】（1）实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显，主要原因是待测电池内阻太小，导致路端电压变化不明显，AB不符合题意，C符合题意。

故答案为：C。

（2）为了使电压表读数变化明显，可将定值电阻R串联接入电路的干路中，如图所示：

（3）根据图示电路图，由闭合电路的欧姆定律可得U=E-I(R+r)，结合U-I图像的纵轴截距和斜率可得，电源电动势E=2.9V，R+r=∆U∆I=2.90.50Ω=5.8Ω13．【答案】（1）解：对小球进行受力分析，可知小球受到重力、拉力和水平向右的电场力，电场力的方向与电场方向相同，则小球带正电荷。以小球为研究对象，根据受力平衡可得qE=mgtan30°解得匀强电场的电场强度大小为E=（2）解：取下细线，并将原小球拿开，将一带电荷量为−q、质量为m的小球放在原来小球平衡时的位置，松手使其自由运动，小球受到重力和电场力的作用，所受电场力的方向与电场方向相反。其所受合力大小为F合力方向在纸面内，在与竖直方向成30°向左偏下，根据牛顿第二定律可得加速度大小为a=在水平方向上，带电小球受到方向向左的电场力，其水平方向上的运动为初速度为零的匀加速直线运动，故小球可以运动到O点的正下方。根据运动学公式可得l解得t=【解析】【分析】（1）分析小球的受力，根据小球受到的电场力方向，判断小球的电性，由共点力平衡条件计算匀强电场的电场强度大小；（2）分析重新放置的小球的受力，由牛顿第二定律求出加速度；将小球的运动分解为水平分运动和竖直分