山西省大同市2023-2024学年高二上学期物理期中考试试卷（含答案）

山西省大同市2023-2024学年高二上学期物理期中考试试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单选题1．下列描述静电场的物理量中与试探电荷的电荷量有关的是（）A．电势能 B．电势 C．电势差 D．电场强度2．一架半导体收音机，电池供电的电流是10mA，也就是说（）A．1h电池供给10C的电量 B．1000s电池供给10C的电量C．1s电池供给10C的电量 D．1min电池供给10C的电量3．一根粗细均匀的导线，当其两端电压为U时，通过的电流是I，若将此导线均匀拉长到原来的3倍时，电流仍为I，导线两端所加的电压变为（）A．9U B．U C．3U D．U4．下列措施中不是利用静电作业的是（）A．静电复印 B．静电除尘C．静电喷涂 D．高楼顶端安装避雷针5．2022年10月13日6时53分，我国在太原卫星发射中心成功将5米S-SAR01星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。卫星两翼的太阳能电池板可把太阳能转化为电能供卫星使用。下列关于电源和电流的说法中，正确的是（）A．电流既有大小又有方向，它是一个矢量B．只要物体两端电势差不为零，就一定有电流存在C．在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极D．电解液中正、负离子定向移动的方向相反时，形成的电流方向也是相反的6．如图所示，在倾角为30°的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B两小球的质量均为m，A球的电荷量qA=q>0，A、B两小球的间距为L，系统处于静止状态。已知静电力常量为k，AA．弹簧伸长量为2mgB．B球的电荷量qC．A球受到的库仑力大小为mgD．若增大B球的电荷量，系统再次平衡后，弹簧伸长量会增加7．如图所示，真空中有两个点电荷Q1=+8×10−8C和Q2=−2×A．在x轴上有两个场强为零的点 B．在x=8C．x=9cm处的场强沿x轴正方向 D．x=7cm处的场强方向沿x轴正方向8．如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vA．vM<vN，aMC．φM<φN，EpM二、多选题9．如图所示的实验装置中，极板b接地，平行板电容器的极板a与一个灵敏静电计相接。下列说法正确的是（）A．实验中，只将电容器b板向右移，静电计指针的张角变小B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变大C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D．实验中，只增加极板所带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大10．如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（）A．甲表是电流表，R增大时量程增大B．甲表是电流表，R增大时量程减小C．乙表是电压表，R增大时量程减小D．乙表是电压表，R增大时量程增大11．如图所示，在直角三角形ABC所在平面内存在方向与平面平行的匀强电场（未画出），已知∠A=60°，AB=2cm。若将电荷量q1=1.0×10−5C的正电荷从A移到B过程中，电场力做功为3.0×A．UB．UC．电场强度E=300V/m，方向从A指向CD．电场强度E=200V/m，方向从A指向B12．空间中某静电场的电场强度E随x的变化图像如图所示，规定沿x轴正方向为电场强度的正方向。一钠离子(Na+)仅在电场力的作用下沿x轴从OA．钠离子的电势能一直增大B．钠离子的加速度先增大后减小C．钠离子在x2处的速率大于在xD．O和x1两点间的电势差小于x1和三、实验题13．用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T，测量电阻前完成下列步骤。（1）旋动部件（选填“S”或“T”），使指针对准电流的“0”刻线；（2）将K旋转到欧姆挡“×100”的位置；将插入“＋”、“－”插孔的两表笔短接，旋动部件（选填“S”或“T”），使指针对准电阻的（选填“0刻线”或“∞刻线”）。14．某物理学习小组采用“伏安法”测金属丝的电阻率实验，实验室备有下列实验器材：A．电压表V（量程0～3V，内阻约为15kΩ）B．电流表A（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）C．滑动变阻器R（0～10Ω，0.6A）D．电池组E（电压为3V）E．待测金属丝Rx（阻值约为5ΩF．开关S，导线若干，游标卡尺，螺旋测微器等（1）实验中用螺旋测微器测量金属丝的直径d，如图甲所示，则金属丝的直径d=mm；用游标卡尺测量金属丝的长度L，如图乙所示，则金属丝的长度L=cm。（2）本实验电流表应采用（填“内接法”或“外接法”）。（3）请在下面方框中设计实验电路图。（4）如果实验中测得金属丝的电阻值为R0，用游标卡尺测出的金属丝长度为L，用螺旋测微器测出的金属丝的直径为d，则其电阻率ρ=四、解答题15．如图所示，A、B两点间电压恒定为18V，定值电阻R1=1.5kΩ、（1）若在a、b之间接一个C=100μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电荷量；（2）若在a、b之间接一个内阻RV16．如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.2h，将另一点电荷从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零。若此电荷在A点处的加速度大小为45g，已知静电力常量为（1）此电荷在B点处的加速度大小；（2）A、B两点间的电势差（用k、Q和h表示）。17．如图所示，光滑绝缘的固定斜面（足够长）倾角为37°，一带正电的小物块质量为m=1kg，电荷量为q=3.0×10−4C，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上。从某时刻开始，电场强度变化为原来的45，（sin37（1）原来的电场强度大小；（2）电场强度变化为原来的45（3）小物块开始运动2s内的位移大小。18．如图所示，在竖直平面内放置着绝缘轨道ABC，AB部分是半径R=0.40m的光滑半圆轨道，BC部分是粗糙的水平轨道，BC轨道所在的竖直平面内分布着E=500V/m的水平向右的有界匀强电场，AB为电场的左侧边界。现将一质量为m=0.02kg、电荷量为q=3×10−4C的带负电滑块（视为质点）从BC上的某点由静止释放，滑块通过A点时对轨道的压力恰好为零。已知滑块与BC间的动摩擦因数为μ=0.5，g（1）滑块通过A点时速度vA（2）滑块在BC轨道上的释放点到B点的距离x；（3）滑块离开A点后在空中运动速度v的最小值。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A．电荷的电势能为EpBCD．电场强度和电势、电势差是描述电场的性质的物理量，由电场本身决定，与试探电荷无关，BCD不符合题意。故答案为：A。

【分析】根据电势能的表达式得出电势能与电场和试探电荷有关，而电场强度和电势差和电势与电场的本身有关。2．【答案】B【解析】【解答】电池供电的电流I=10mA，电量Q=10C，由电流定义式I=Qt故答案为：B。

【分析】结合电流的定义式得出该电池的供电时间。3．【答案】A【解析】【解答】导线均匀拉长到原来的3倍时，横截面积变为原来的13，由电阻定律R=ρlS故答案为：A。

【分析】结合电阻定律的表达式得出导线电阻的变化情况，通过欧姆定律得出导线两端电压的变化情况。4．【答案】D【解析】【解答】A．复印机复印文件资料，就是利用静电墨粉成在鼓上。A属于静电的利用；不符合题意；B．静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动。B属于静电的利用；不符合题意；C．喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面。C属于静电应用；不符合题意；D．在高楼顶端安装避雷针属于防止静电造成危害，D属于静电的防止，不属于静电应用；符合题意故答案为：D。

【分析】静电复印，除尘，喷漆是利用静电原理进行作业，而避雷针是防止静电造成的危害。5．【答案】C【解析】【解答】A．电流只有大小，没有方向，科学家为了研究方便，人为规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，A不符合题意；B．形成持续的电流有两个条件：有电势差、有闭合回路，物体两端电势差不为零，如果没有形成闭合回路，也是没有电流的，B不符合题意；C．电源内部，非静电力对电荷做正功，产生电源电动势，所以电源内部电源把正电荷从负极移到正极，把负电荷从正极移到负极，C符合题意；D．物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向为电流的反方向，所以电解液中正、负离子定向移动的方向相反时，形成的电流方向是相同的，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】电流为标量，只有大小，没有方向，人为规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，形成持续电流的条件是有电势差和闭合回路，电源内部非静电力对电荷做正功产生电动势，正电荷从负极移动到正极。6．【答案】B【解析】【解答】A．以A、B两小球为整体，由平衡条件可得k0Δx=(m+m)gsinBC．对B小球，由库仑定律公式和平衡条件可得kqAqBLD．若增大B球的电荷量，会增大A、B两球的库仑力，A、B两球组成的系统再次平衡后，弹簧的弹力只与两球的质量有关，两球的质量不变，弹簧伸长量不变，弹簧伸长量不会增加，D不符合题意。故答案为：B。

【分析】以AB两小球整体为研究对象进行受力分析，根据共点力平衡和胡克定律得出弹簧的劲度系数，对小球B根据库仑定律以及共点力平衡得出小球B的电荷量，结合牛顿第三定律得出AA球所受到的库仑力。7．【答案】C【解析】【解答】AB．由题意可知，Q1带正电，Q2带负电，因此只有x在0~4cm的范围内两点电荷产生的场强方向相同，且沿x轴的正方向，则合场强的方向沿x轴正方向，合场强不会是零。由点电荷的场强公式E=kQr2可知，因Q1>Q2C．由点电荷的场强公式E=kQr2可知，Q1在x=9cm处的场强E1=kQ1(9×10−2)2=k+8×10D．同理可知Q1在x=7cm处的场强E1'=+k849×10−4，Q2在x=7cm处的场强故答案为：C。

【分析】根据点电荷周围电场强度的表达式以及电场强度的合成得出场强为零的点的坐标，同理得出x=9cm和x=7cm处的电场方向。8．【答案】D【解析】【解答】若粒子从M点运动到N点，作出轨迹和电场线交点处的受力方向与速度方向如图所示由图可知，粒子从M点到N点，电场线越来越密，电场强度逐渐增大，电场力逐渐增大，粒子的加速度增加，即aM<aN，速度方向与力的方向间的夹角为钝角，则速度不断减小，即vM>v由于速度方向与力的方向夹角为锐角，则速度增大，即vM>vN，所以仍然有a故答案为：D。

【分析】曲线运动的合力指向轨迹的凹侧，速度为轨迹上每点切线的方向，当合力与速度夹角为锐角时粒子做加速运动，钝角时做减速运动，结合电势能的表达式判断电势的高低。9．【答案】A,B【解析】【解答】A．实验中，b板向右移，两极板间距离减小，由电容的决定式C=εrSB．实验中，只将电容器b板向上平移，正对面积减小，由电容的决定式C=εrSC．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，由电容的决定式C=εrSD．实验中，只增加极板所带电荷量，由电容的定义式C=QU可知电压增大，静电计指针的张角变大，由电容的决定式故答案为：AB。

【分析】根据电容器的决定式和定义式得出两极板间电压的变化情况，从而得出静电计夹角的变化情况，当增加极板间所带的电荷量时利用电容器的定义式和决定式得出电容器电容的变化情况。10．【答案】B,D【解析】【解答】AB．甲表中电流计与电阻并联，由于电阻的分流作用使总电流增大，故甲是电流表，R增大时分流变小。则量程减小。B符合题意A不符合题意；CD．乙表中电流表与电阻串联，由于电阻的分压作用，可以测量电压，故为电压表，当R增大时分压变大，量程增大。D符合题意C不符合题意；故答案为：BD。

【分析】根据电阻R的分流得出甲表是电流表，当R增大时利用欧姆定律和并联电路的特点得出量程变小，结合乙图中R的分压作用得出表乙为电压表，增大R时量程会增大。11．【答案】B,C【解析】【解答】A．A、C两点的电势差UACB．A、B两点的电势差UAB=WABq1=CD．由几何关系可得AC=2AB=4cm，在匀强电场中任意一条直线上相等距离的两点间电势差相等，设在AC边上距离A点1cm的一点为D点，则A、D两点间电势差为3V，B、D两点电势相等，由几何关系判断AC垂直BD，所以电场强度大小为E=U故答案为：BC。

【分析】利用电场力做功和电势差之间的关系得出AC和AB之间的电势差，结合电势差和电势的关系得出BC的电势差，通过几何关系以及匀强电场电场强度和电势差的关系得出电场强度的大小和方向。12．【答案】C,D【解析】【解答】A．钠离子在x轴上从O点运动到x2的过程，钠离子受到的电场力沿xB．由E−x图像可知，电场强度一直增大，所以钠离子受到的电场力一直增大，钠离子的加速度一直增大，B不符合题意；C．电场力对钠离子一直做正功，根据动能定理可知，钠离子的动能增大，所以钠离子在x2处的速率大于在xD．E−x图像的面积表示两点间的电势差，所以O和x1两点间的电势差小于x1和故答案为：CD。

【分析】根据钠离子所受电场力的方向以及功能关系得出钠离子电势能的变化情况，结合E-X电荷牛顿第二定律得出钠离子加速度的变化情况，E−x图像的面积表示两点间的电势差，通过图像得出电势差的大小关系。

13．【答案】（1）S（2）T；0刻线【解析】【解答】（1）电表使用前要旋转机械调零旋钮S进行机械调零，使指针对准电流的0刻线。（2）将插入“+”、“﹣”插孔的表笔短接，旋动欧姆调零旋钮T，使指针对准电阻的0刻线【分析】（1）利用指针定位螺丝是为了调节测直交电流电压时指针对准零刻度线；

（2）将红黑表笔短接，旋动欧姆调零旋钮，使指针对准电阻的零刻度线。14．【答案】（1）2.933；0.02（2）外接法（3）（4）π【解析】【解答】（1）螺旋测微器的分度值为0.01mm，需要估读到分度值的下一位，故金属丝的直径为d＝2.5mm＋0.01mm×43.3＝2.933mm，游标卡尺的分度值为0.1mm，卡尺不需要估读，所以金属丝的长度为L＝100mm＋0.1mm×2＝100.2mm＝10.02cm（2）金属丝的电阻与电流表的内阻接近，分压显著，为了减小误差，故应将电流表外接；（3）滑动变阻器的电阻与金属丝相差不多，可以便于调节电路中的电流，所以采用限流式即可，故实验电路图如图所示（4）根据电阻定律R=ρlS【分析】（1）根据螺旋测微器的读数原理以及游标卡尺的读数原理得出景舒适的直径以及景舒适的长度；

（2）由于金属丝的电阻较小，为减小误差应采用电流表的外接法；

（3）根据测量金属丝电阻率的实验原理以及注意事项连接电路图；

（4）结合电阻定律得出电阻率的表达式。15．【答案】（1）解：设电容器上的电压为UC，则电容器的带电荷量Q=C解得Q=1.2×（2）解：电压表与R2并联后电阻为则电压表两端的电压为U解得U【解析】【分析】（1）根据欧姆定律以及电容器的定义式得出电容器所带的电荷量；

（2）结合并联电阻总电阻的求解以及欧姆定律得出电压表的示数。16．【答案】（1）解：这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q，由牛顿第二定律，在A点时mg−在B点时kQq解得a方向竖直