2023-2024学年北京十二中高二（上）期中物理试题和答案

高中PAGE1试题2023北京十二中高二（上）期中物理本试卷共8页，满分100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题纸交回。第一部分选择题（共42分）一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.如图所示，a、b两直线分别是用电器A和B的U－I图线，则下列说法正确的是（）A.通过用电器A的电流与其两端的电压成正比B.通过用电器B的电流越大，其电阻越大C.用电器A的电阻值比用电器B的电阻值小D.两用电器两端的电压相同时，通过用电器A的电流值大2.比值定义法是定义物理概念常用的方法，下列哪个表达式属于比值定义式（）A.电场强度 B.电势差C.电阻 D.电流3.如图所示，鸟儿能够安全地站在裸露的高压电线上，这是因为（）A.鸟的身体是绝缘体B.鸟爪表面有绝缘层C.鸟爪之间导线的电阻很小D.鸟爪之间没有电压4.用伏安法测电阻时，可以有两种方法把电压表和电流表连入电路，接法如图所示，则下列说法中正确的是（）A.采用甲图时，测量的结果没有误差B.采用甲图时，误差来源于电压表的分流效果C.采用乙图时，误差来源于电流表的分压效果D.为了减小误差，测量大电阻时宜采用甲图5.如图所示，将带负电荷Q的导体球靠近不带电的导体棒。若沿虚线将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB，导体棒两端的电势分别为φA和φB，则下列判断正确的是（）A.QA为负电荷，且QA<QBB.QA为负电荷，且QA=QBC.导体棒两端的电势φA<φBD.A部分的各点的电场强度普遍小于B部分的各点电场强度6.如图，一根均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动。若棒横截面积为S，单位长度所带的电荷量为q，由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向是（）A.qvS，与v同向 B.qvS，与v反向 C.，与v同向 D.qv，与v反向7.在真空中放置电荷量分别为+q1和-q2的点电荷，其周围电场的电场线分布如图所示，C为电荷连线的中点，A、B两点电势分别为φA和φB，某带负电试探电荷在A点和B点的电势能分别为EPA和EPB，则下列说法中正确的是（）A.φA<φB B.EPA>EPBC.C点电势为零 D.q1>q28.如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中。三个带电小球质量相等，A球带负电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零。则下列说法正确的是（）A.B球和C球都带负电荷B.B球带负电荷，C球带正电荷C.B球和C球都带正电荷，所带电量不一定相等D.B球和C球所带电量一定相等9.如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大.在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是A.R1中的电流小于R2中的电流B.R1中的电流大于R2中的电流C.R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D.R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率10.如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分柝正确的是（）A.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A11.“微信运动”步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是（）A.静止时，电流表示数为零，电容器两极板不带电B.由静止突然向前加速时，电容器的电容增大C.由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表D.保持向前匀减速运动时，电阻R通过恒定电流12.某仪器两极间的电场线分布如图所示，中间的一条电场线是直线，其它电场线对称分布。质于从O点沿直线OA以某一初速度仅在电场力作用下运动到A点。取O点为坐标原点。沿直线向右为x轴正方向。从O到A运动过程中、关于质子运动速度v和加速度a随时间的变化、质子的动能E₂和运动轨迹上各点的电势φ随位移x的变化图线中可能正确的是（）A. B.C. D.13.如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点，下列说法中正确的是（）A.三个等势面中，等势面a的电势最高B.带电质点一定是从P点向Q点运动C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小14.示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况．图1为示波器的原理结构图．当不加电压时，电子恰好打在荧光屏的正中心，在那里产生一个亮斑；当极板YY'间加高频偏转电压Uy、极板XX'间加高频偏转电压Ux，偏转电压随时间变化规律分别如图2所示时，荧光屏上所得的波形是图中的

A.B.C.D.第二部分：非选择题（共58分）15.在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电压为6.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2.实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。（1）开关S改接2后，电容器进行的是_________（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的I-t图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是_________。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与坐标轴所围成的面积将_________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为_________μF。（3）关于电容器在整个充、放电过程中的q-t图像和图像的大致形状，可能正确的有_________（q为电容器极板所带的电荷量，为A、B两板的电势差）。A．B．C．D．（4）电容器充电后就储存了能量，某同学研究电容器储存的能量E与电容器的电容C、电荷量Q及电容器两极间电压U之间的关系。他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压U随电荷量Q变化的图像如图所示。按他的想法，下列说法正确的是_________。A．U-Q图线的斜率越大，电容C越大B．对同一电容器，电容器储存的能量E与两极间电压U成正比C．若电容器电荷量为Q时储存的能量为E，则电容器电荷量为时储存的能量为D．由于图线是一条过原点的直线，所以既可以用图线与横轴所围成的面积表示电容器储能，也可以用图线跟纵轴所围成的面积表示电容器储能16.有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω。横截面如图1所示。（1）现有如下器材：A．电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω）B．电压表（量程3V，内阻约3kΩ）C．滑动变阻器（1750Ω，0.3A）D．滑动变阻器（15Ω，3A）E．蓄电池（6V，内阻很小）F．开关一个，带夹子的导线若干要进一步精确测量金属管线样品的阻值，滑动变阻器应选_________。（只填代号字母）。（2）请将图2所示的实际测量电路补充完整，要求电压表能获得最大的调节范围。_________（3）若用游标卡尺测量金属管线的直径，测量结果如图3所示，则读数为_________cm。（4）已知金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出管线长度L，金属管线的电阻为R，金属管线的图3外径为d，求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S表达式为，S=_________。17.如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m，电荷量为+q的小球，整个装置处于水平向右，场强大小为的匀强电场中。已知重力加速度为g。（1）当小球处于图中A位置时，保持静止状态。若剪断细绳，求剪断瞬间小球的加速度大小a；（2）现把小球置于图中位置B处，使OB沿着水平方向，轻绳处于拉直状态。小球从位置B无初速度释放。不计小球受到的空气阻力。求小球通过最低点时的速度大小v。18.如图所示，电子由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，加速电场电压为偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。（1）忽略电子所受重力，求电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy以及电子从偏转电场出射时所具有的动能；（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知（3）极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势φ的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”φ0的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点（至少写两条）。19.“永动机”是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器，在历史上一直被人们讨论和研究。（1）如图1所示，在带电体C附近，把绝缘导体A、B相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线柱。假设小电动机非常灵敏，它便会开始转动。当小电动机还没有停止时，又立刻把A、B在C附近相碰一下分开，再和小电动机两接线柱按触。如此下去，小电动机便能不停地转动。这不就成了永动机吗？说说你的看法。（2）两对平行板电容器，电场线方向相反，且平行，电场线如图2所示。在电场中放置一个光滑圆形绝缘管道，将带正电的小球放置于管道中某点，在电场力的作用下，小球的速度会逐渐变大，一直运动下去，这样就制造成了一个永动机。请你分析论证该设计的可行性。20.如图甲，某装置由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在t=0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1。为使电子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。若已知电子的质量为m、电子电荷量为e、电压的绝对值为u，周期为T，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。则：（1）求电子进入圆筒1时的速度v1，并分析电子从圆板出发到进入圆筒2过程中的运动形式；（2）第n个金属圆筒的长度应该是多少？（3）若电子通过圆筒间隙的时间不可忽略，且每个圆筒间的间隙距离均为d，在保持圆筒长度、交变电压的变化规律和（2）中相同的情况下，该装置能够让电子获得的最大速度是多少？

参考答案第一部分选择题（共42分）一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.【答案】A【详解】A．由图可知，两电器为纯电阻电路，故电流与用电器两端的电压成正比，故A正确；B．电阻是导体本身的性质，与电流的大小无关，故B错误；C．图像斜率表示电阻，由图可知，a的斜率大于b的斜率，故a的电阻值比b的大，故C错误；D．由图可知，当电压相同时，通过用电器B的电流值大，故D错误。故选A。2.【答案】B【详解】A．电场强度表示电场强度和电势差之间的关系，不属于比值定义法，A错误；B．电势差中的电势差是由电场本身决定的，与静电力做功无关，属于比值定义法，B正确；C．电阻中，电阻率、长度以及导体横截面积对电阻有影响，是电阻的决定式，不属于比值定义法，C错误；D．电流为欧姆定律的表达式，电流与电压成正比，与电阻成反比，不属于比值定义法，D错误。故选B。3.【答案】C【详解】鸟的本身是导电的，鸟爪表面也没有绝缘层，同时鸟也不具有耐高压性，能站在电线上的原因是因为小鸟并联在两脚之间的导线上，而导线长度很小，故该部分导体的电阻小，故小鸟鸟爪两端的电压很小，根据，通过鸟儿的电流极小，故不会对小鸟造成危害。故选C。4.【答案】D【详解】ABC．甲图是电流表内接，电流表所测量的是准确的，由于电压表分压，电压表测量值偏大，由可知计算的电阻值偏大；乙图是电流表外接，电压表所测的电压是准确的，由于电压表的分流作用，使得电流表测量值偏大，所以计算的电阻值偏小，故ABC错误；D．为了减小误差，测量大电阻时用甲图时电流表分得的电压可以忽略不计，故D正确。故选D。5.【答案】B【详解】AB．导体棒本身不带电，不管是怎样将导体分开，两部分所带异种电荷量的大小均相等，由于静电感应，A部分带负电，故A错误，B正确；CD．导体棒处于静电平衡状态，其内部各点电场强度均为零，整体电势相等，故CD错误。故选B。6.【答案】D【详解】电荷的定向移动形成电流，正电荷定向移动的方向即为电流的方向，故均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动，形成等效电流，电流的方向与反向，设橡胶棒的长度为，则故选D。7.【答案】D【详解】A．沿电场线方向电势降低，故A点电势大于B点，故A错误；B．带负电试探电荷在电势低处电势能大，故EPA小于EPB，故B错误；C．根据图像知，并不是等量异种点电荷的电场分布图，故连线中点电势并不为零，故C错误；D．+q1附近电场线更密集，故q1大于q2，故D正确。故选D。8.【答案】D【详解】对B球受力分析如下：AB．B球受重力及A、C对B球的库仑力而受于平衡状态，则A与C球对B球的库仑力的合力应与重力大小相等，方向相反；库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向，说明A对B的库仑力应指向A，C对B的作用力应指向B的左侧。因A带负电，则可知B、C都应带正电，故AB错误；CD．由受力分析图可知，A对B的库仑力应为C对B库仑力的2倍，故C带电量应为A带电量的一半；同理分析C可知，B带电量也应为A带电量的一半，故B、C带电量应相同，故C错误，D正确。故选D。9.【答案】D【详解】设导体厚度为d，R边长为L，电阻率为ρ，根据电阻定律得导体的电阻为：由此可知导体R1、R2的阻值相等．AB.电压相等，导体R1、R2的阻值相等，所以通过R1的电流等于通过R2的电流，故AB错误；CD.根据电流的微观表达式：I=nevS=nevLd由于I、n、e、d相同，则L越大，v越小，则R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率，故D正确，C错误．10.【答案】C【详解】AB．当接线柱1、2接入电路时，电流表A与R1并联，根据串并联电路规律可知，电流表A满偏时，R1分流为1.2A，故量程为I=1.2A+0.6A=1.8A；故每一小格表示0.06A，故AB错误；CD．当接线柱1、3接入电路时，A与R1并联后与R2串联，所以当电流表A满偏时，总电流仍为1.8A，故每一小格表示0.06A，故C正确，D错误。故选C。11.【答案】C【详解】A．静止时，电容器极板带电量不变且不为零，则电流表示数为零，选项A错误；BC．由静止突然向前加速时，电容器两极板间距变大，则根据电容器的电容减小，电容器带电量减小，则电容器放电，则电流由b向a流过电流表，选项B错误，C正确；D．保持向前匀减速运动时，加速度恒定，则两极板间距不变，电容器的电容不变，两板带电量不变，则电阻R中无电流，选项D错误。故选C。12.【答案】A【详解】ABD．电场线的疏密表示电场的强弱，从到场强先增大后减小，由于图像的斜率表示电场强度的大小，则从到的电势随位移的变化图线的斜率先增大后减小，速度图线的斜率表示加速度，从到电场力先增大后减小，所以加速度先增大后减小，故A正确，BD错误；C．根据能量守恒定律有又有，整理可得可知，图像的斜率先增大后减小，故D错误。故选A。13.【答案】D【分析】【详解】A．由等势面画出电场线如图所示，根据轨迹判断受力方向指向曲线内侧，由于是正电荷，可判断出c的电势最高，故A错误；B．带电质点运动方向无法判断，故B错误；C．等差等势面密集处场强大，带电质点在P点的场强大于在Q点的场强，在P点的加速度大于在Q点的加速度，故C错误；D．从P向Q运动，电场力做正功，，若从Q向P运动，电场力做负功，，故D正确。故选D。14.【答案】B【详解】将粒子的运动沿着XX'方向、YY'方向和初速度方向进行正交分解，沿初速度方向不受外力，做匀速直线运动；由于电极XX'加的是扫描电压，电极YY'之间所加的电压信号电压，信号电压与扫描电压周期相同，所以荧光屏上会看到的图形是B．第二部分：非选择题（共58分）15.【答案】①.放电②.0.2s内电容器放电量③.不变④.575⑤.BD##DB⑥.C【详解】（1）[1]开关S改接2后，电容器相当于电源，进行的是放电过程；[2]根据，狭长矩形的面积等于0.2s内电容器的放电量；[3]只减小电阻R的阻值，不改变电容的带电量，则此过程，电容的放电量不变，则I-t曲线与坐标轴所围成的面积不变；（2）[4]整个放电过程中释放的电荷量，则电容器电压与电源电压相等时带电量为，则电容（3）[5]AB．电容器充电过程中，电容器两端的电压逐渐增大，则与电源之间的电势差逐渐减小，充电电流逐渐减小，则图像斜率逐渐减小，放电过程中，电容器两端的电压逐渐减小，则放电电流逐渐减小，则图像斜率逐渐减小，故A错误，B正确；CD．电容器充电过程中，充电电流逐渐减小，电荷量增加得越来越慢，则根据，电压增加得越来越慢，同理，放电过程中，放电电流逐渐减小，电压减小得越来越慢，故C错误，D正确。故选BD。（4）[6]A．根据U-Q图线的斜率越大，电容C越小，故A错误；B．他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功，也等于图像所围的面积解得从上面的式子看出，E和U2成正比，故B错误；C．根据电容器电荷量为时储存的能量为，故C正确；D．类比速度-时间图像与时间轴围成的面积才代表位移，则U-Q图像与Q轴围成的面积才代表储能，图线跟纵轴所围成的面积不能表示电容器储能，故D错误。故选C。16.【答案】①.D②.③.4.250④.【详解】（1）[1]为了方便调节电路，滑动变阻器应该选择最大阻值较小的D；（2）[2]因为电压表内阻远大于待测电阻，所以采用电流表外接法；为了使电流表和电压表有较大的调节范围，滑动变阻器采用分压接法。电路如图所示（3）[3]读数为4.2cm+10×0.05mm=4.250cm（4）[4]根据电阻定律得金属管实体截面积中空部分的截面积17.【答案】（1）；（2）【详解】（1）当小球处于图中A位置时，保持静止状态，受力分析如图所示可得即为θ=37°剪断细绳瞬间解得（2）小球从位置B无初速度释放到最低点的过程中，根据动能定理得解得18.【答案】（1）；；（2）原因见解析；（3）；；都是反映场的能的性质的物理量；都由场自身的因素决定【详解】（1）根据功能关系，加速电场中，可得电子