湖北省武汉市2023-2024学年高二年级上册期中物理试卷（含答案）

湖北省武汉市2023-2024学年高二上学期期中物理试卷

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一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第广7题只有一

项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选

错的得0分。

1.在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也

相同的是（）

B.乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点

C.丙图：点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面的a、b两点

D.丁图：匀强电场中的a、b两点

2.某电场的分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面。A、B、C三点的电场强度分别为星、EB、

Ec，电势分别为叱、（PB、（PC，关于这三点的电场强度和电势的关系，下列判断中正确的是（）

A.EA<EB,<pB=（pcB.EA>EB,（pA>（pB

c.EA>EB,（pA<（pBD.EA=Ec,（pB=<pc

3.如图所示，实线是电场中一簇方向未知的电场线，虚线是一个带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b

是运动轨迹上的两点，若带电粒子只受电场力作用，根据此图不能作出判断的是（）

A.带电粒子所带电荷的正、负

1

B.带电粒子在a、b两点何处受力较大

C.带电粒子在a、b两点何处的动能较大

D.带电粒子在a、b两点何处的电势能较大

4.如图所示为研究决定平行板电容器电容大小因素的实验装置。由两块相互靠近的等大正对平行金属板M、N

组成电容器，板N固定在绝缘座上并与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都接地，板M上装有绝缘

手柄，可以执手柄控制板M的位置。在两板相距一定距离时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整

个实验过程中，保持电容器所带电荷量不变，对此实验过程的描述正确的是（）

A.只将板M从图示位置稍向左平移，静电计指针张角变小

B.只将板M从图示位置沿垂直纸面向外的方向稍微平移，静电计指针张角变小

C.只将板M从图示位置稍向上平移，静电计指针张角变大

D.只在M、N之间插入云母板，静电计指针张角变大

5.两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置，构成一个平行板电容器，将两金属板分别与电源两极相连

接，如图所示。闭合开关S达到稳定后，在两板间有一带电液滴p恰好处于静止状态。下列判断正确的是（）

A.保持开关S闭合，减小两板间的距离，液滴向上运动

B.保持开关S闭合，减小两板间的距离，液滴向下运动

C.断开开关S,减小两板间的距离，液滴向上运动

D.断开开关S,减小两板间的距离，液滴向下运动

6.如图（甲）所示，两个平行金属板P、Q正对竖直放置，两板间加上如图（乙）所示的交变电压。t=0时，Q板

比P板电势高Uo,在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动（电子所受重力可忽略不计），

已知电子在。〜4to时间内未与两板相碰。则电子速度方向向左且速度大小逐渐增大的时间是（）

2

甲乙

A.0<t<t0B.t0<t<2toC.2to<t<3t0D.3toet<4t0

7.如图所示，在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷.现将质量为m、电荷量为q的小球

从半圆形管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力.若小球所带电量

很小，不影响O点处的点电荷的电场，则置于圆心处的点电荷在B点处的电场强度的大小为（）

AZMB2mgD4mg

,qqqq

8.如图所示，电源电动势E=10L内阻为r=lQ,%=1.5Q,%=5Q,已知电动机的额定电压U”为5V,

电动机的线圈的电阻RM为0.5Q,开关闭合后，电动机恰好正常工作。下列说法正确的是（）

I

A.通过电动机线圈的电流为10AB.通过电阻Ri的电流为1A

C.电动机输出的机械功率为4.5WD.电源的输出功率为16W

9.如图，空间中存在水平向右的匀强电场，一带负电的小球以速度大小为v竖直向上射入匀强电场，经过一

段时间，小球速度大小仍为V,但方向沿水平方向，已知小球质量为m,带电荷量为一q,重力加速度为g,则

在该过程中（）

vfE

---------->

A.匀强电场的电场强度大小为萼

B.小球克服重力做功为0

3

C.小球射入电场后，小球的电势能逐渐减小

D.小球机械能增加品序

10.如图所示，若x轴表示时间，y轴表示速度，则该图线下的面积表示位移，直线AB的斜率表示物体在该

时刻的加速度大小。若令x轴和y轴分别表示其它物理量，则可以反映在某种情况下相应物理量之间的关系。

下列说法正确的是（）

A.若电场方向平行于x轴，x轴表示位置，y轴表示电势，则直线AB的斜率表示对应位置处的电场强度大

小

B.若x轴表示时间，y轴表示某电容器充电过程中的电荷量，则直线AB的斜率表示该电容器充电电流的

大小

C.若x轴表示流经某电阻的电流，y轴表示该电阻两端的电压，则图线下面积表示电阻的热功率

D.若x轴表示时间，y轴表示通过导体横截面积的电荷量，则该图线下面积表示这段时间内电流所做的功

二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11.某同学测量电阻约为20Q的一段圆柱形合金材料的电阻率，步骤如下：

（2）用伏安法测合金材料的电阻时，除待测合金材料外，实验室还备有如下器材，为了准确测量其电阻,

电压表应选；电流表应选。（填写器材前对应的序号字母）

A.电压表乙,量程0~3匕内阻约3kQ

B.电压表6，量程0〜15匕内阻约15kQ

C.电流表Th，量程0.64内阻约2Q

D.电流表出，量程0〜100松，内阻约10。

E.滑动变阻器R（0〜5。）

F.电动势为3V的电源，内阻不计

G.开关S,导线若干

（3）该同学设计测量上的电路图如图甲所示，请根据所设计的电路图，补充完成图乙中实物图的连

线。

12.测量一节旧干电池的电动势和内电阻。

（1）电路图如图1所示，除干电池、电压表（量程3V）、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

A.电流表（量程0.64）

B.电流表（量程34）

C.滑动变阻器（阻值范围0〜50Q）

D.滑动变阻器（阻值范围0〜200Q）

实验中电流表应选用,滑动变阻器应选用0（选填选项前的字母）

（2）某同学记录了7组数据，对应点已标在图2中的坐标纸上，其中U是电压表的读数，I是电流表的读

数。请绘制出U-I图像,由图像可知干电池的电动势E=V,内电阻r=Q。（结

图2

13.如图所示，在水平向右的匀强电场中，长为L的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为

+q的小球（可视为点电荷）。将小球拉至与O点等高的A点，保持细线绷紧并静止释放，小球运动到与竖直方

向夹角6=37。的P点时速度变为零。已知cos37°=0.80、sin370=0.60,空气阻力可忽略，重力加速度为g。

求：

'一

（1）电场强度的大小E；

（2）小球从A运动到B的过程中，电场力做的功W；

（3）小球通过最低点B时，细线对小球的拉力大小F。

14.如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的平行金属板间距离为

do油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴

通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终

以速度也竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为U时，带电油滴恰好能以速度以

竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为p,已测量出

油滴的直径为D（油滴可看做球体，球体体积公式V=去兀。3）,重力加速度为go

（1）设油滴受到气体的阻力/=ku,其中k为阻力系数，求k的大小；

（2）求油滴所带电荷量。

15.如图建立竖直平面内坐标系，a射线管由平行金属板A、B和平行于金属板（场强的方向竖直向下）的细

管C组成，放置在第II象限，细管C离两板等距，细管C开口在y轴上。放射源P在A极板左端，可以沿特

定方向发射某一速度的a粒子（带正电）。若极板长为L,间距为d,当A、B板加上某一电压时，a粒子刚好能

以速度vo（已知）从细管C水平射出，进入位于第I象限的静电分析器并恰好做匀速圆周运动，t=0时刻a粒子

垂直于x轴进入第IV象限的交变电场中，交变电场随时间的变化关系如图乙（图上坐标均为已知物理量），规

定沿x轴正方向为电场正方向，静电分析器中电场的电场线为沿半径方向指向圆心0,场强大小为Eo。已知a

粒子电荷量为q,质量为m,重力不计。求：

（1）a粒子在静电分析器中的运动半径r；

6

(2)A、B极板间所加的电压U；

(3)0时刻起，a粒子动能最大时的位置坐标。

7

答案解析部分

1.【答案】B

【解析】【解答】A、甲图为正的点电荷的电场，图中a、b两点在同一个圆上，所以a、b两点的电势相

同，电场强度的大小也相同，但是场强的方向不同，A不符合题意；

B、乙图为等量的异种电荷的电场，在连线的中垂线上的所有的点的电势都为零，并且场强的方向均为水平的

指向负电荷，所以此时a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同，B符合题意；

C、丙图中a、b处于金属平板上，处在电场中的金属平板处于静电平衡状态，金属板的表面为等势面，所

以a、b两点的电势相等；由于a、b两点的电场线疏密不同，所以a、b两点电场强度大小不相等，

但电场线与等势面垂直，所以a、b两点的电场强度的方向相同，C不符合题意；

D、丁图是匀强电场，a、b点的场强的大小和方向都相同，但是根据沿电场线的方向电势降低可知，b点

的电势要比a点的电势高，D不符合题意。

故答案为：B

【分析】电场强度是矢量，包括大小和方向两个因素；利用电场线的疏密结合场强的切线方向相同可以判别

场强相同。

2.【答案】B

【解析】【解答】由图可知，A处的电场线密，B、C处的电场线疏，所以A点的场强大，B、C点的场强小；

沿着电场线的方向电势逐渐降低，同一等势面上电势相等，所以A点的电势高，B、C点的电势低，且相等，

故ACD不符合题意，B符合题意。

故答案为：B

【分析】电场线的疏密反映电场的强弱；沿着电场线方向电势逐渐降低。

3.【答案】A

【解析】【解答】A.带电粒子只受电场力作用，电场力指向曲线的内侧，且方向向左，由于电场线的方向未知,

所以无法判断带电粒子的电性，故A符合题意；

B.a处电场线密，场强大，根据F=Eq知，a点受力较大，故B不符合题意；

CD.从a运动到b,电场力做负功，电势能增大，动能减小。所以a点的电势能小于b点的电势能，a点的动能

大于b点的动能，故CD不符合题意。

故答案为：A

【分析】根据轨迹判断电场力的方向，再根据电场线的方向，判断电荷的电性；电场力的大小可以看电场线的

疏密；电势能和动能可以根据电场力作用情况来判断。

4.【答案】C

【解析】【解答】A.只将板M从图示位置稍向左平移，两板间距离d变大，根据。=品，可知电容C变小,

471kd

8

根据C=g,可知电势差U变大，则静电计指针张角变大，故A不符合题意；

B.只将板M从图示位置沿垂直纸面向外的方向稍微平移，两板正对面积S变小，根据。=得才可知电容

C变小，根据C=多，可知电势差U变大，则静电计指针张角变大，故B不符合题意；

C.只将板M从图示位置稍向上平移，两板正对面积S变小，根据。二品，可知电容C变小，根据C=g,

471kdU

可知电势差U变大，则静电计指针张角变大，故C符合题意；

D.只在M、N之间插入云母板，两板间的相对介电常数变大，根据C=禹，可知电容C变大，根据C=g,

可知电势差U变小，则静电计指针张角变小，故D不符合题意。

故答案为：C

【分析】电容器所带的电量不变，根据。=盖确定电容的变化，然后根据C=g确定电势差的变化，从而确

定静电计指针张角的变化。

5.【答案】A

【解析】【解答】AB.保持开关S闭合，则两极板间的电压U不变。减小两板间的距离d,根据E=g,可知场

强E增大，则电场力增大，液滴向上运动，故A符合题意，B不符合题意；

CD.断开开关S,则两极板间的电量Q不变。减小两板间的距离d,根据E=，=^=誓Q,可知场强E不

变，则电场力不变，液滴仍处于静止状态，故CD不符合题意。

故答案为：A

【分析】当电容与电源连接时电容器两端电压不变，当电容器与电源断开时电容器的电量不变，根据E=多,E=

皿Q分析场强情况，再分析电场力的情况，进而判断液滴的运动情况。

£S<

6.【答案】C

【解析】【解答】电子所受电场力的方向向右，电子向右做匀加速直线运动，速度逐渐增大，故

A不符合题意；

B.t0<t<2t0,电子所受电场力的方向向左，电子向右做匀减速直线运动，to时速度减为零，故B不符符合题

思；

C.t0<t<2t0）电子所受电场力的方向向左，电子向左做匀加速直线运动，故C符符合题意；

D.t0<t<2t0>电子所受电场力的方向向右，电子向左做匀减速直线运动，故D不符符合题意。

故答案为：C

【分析】由乙图，分析电子所受电场力的情况，进而分析电子的运动情况。

7.【答案】C

【解析】【解答】设细管的半径为r,小球到达B点时的速度大小为V。小球从A到B的过程，由机械能守恒定

9

2

律得：mgr=^mv;小球经过B点时，由牛顿第二定律得：Eq-mg=m^联立解得：E=誓。

故答案为：C

【分析】小球从A到B过程，只有重力做功机械能守恒，根据机械能守恒定律求小球在B点的速度。小球在B

点时，电场力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求场强的大小。

8.【答案】C,D

【解析】【解答】AB.电动机恰好正常工作，U=57„通过％的电流为：/=?拼=24通过电动机线圈的

MT十八］

电流为：/“=/—*=14故AB都不符合题意；

C.电动机输出的机械功率为：P^=UMIMT%RM=4SW,故C符合题意；

D.电源的输出功率为：P出=—12r=16W,故D符合题意。

故答案为：CD

【分析】电动机恰好正常工作，U”=5l根据闭合电路欧姆定律求出％中的电流，由欧姆定律求出此中的电

流，从而求出流过电动机的电流；根据输入功率、发热功率与输出功率之间的关系求输出功率。

9.【答案】A,C,D

【解析】【解答】A.小球在竖直方向上做竖直上抛运动，速度方向恰好沿水平方向时，竖直方向的速度为零，则

运动时间：t=3水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，则”=如=再1；联立解得：E=等，故A符

合题意；

B.小球上升的高度为：h=畀小球克服重力做功为：mgh^^mv2,故B不符合题意；

C.在该过程中，电场力对小球做正功，小球的电势能减小，故C符合题意；

D.在该过程中，除重力做功外只有电场力做功，且电场力做正功。水平方向的位移为：x=Z=5电场力做

功为:小电=qEx=gnw2,根据功能关系知，小球机械能增加了④小小，故D符合题意。

故答案为：ACD

【分析】小球在竖直方向上做竖直上抛运动，在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式

和牛顿第二定律求解电场强度；根据运动学公式求小球上升的高度，再求小球克服重力做的功；根据电场力做

功情况判断电势能的变化；由功能关系求解小球机械能的增量。

10.【答案】A,B

【解析】【解答】A.直线AB的斜率为笑，根据E=g知斜率表示对应位置处的电场强度，故A符合题意；

B.直线AB的斜率为符，根据电流的定义式知斜率表示该电容器充电电流的大小，故B符合题意；

C.若x轴表示流经某电阻的电流，y轴表示该电阻两端的电压，则图线下面积没有任何意义，故C不符合题意;

D.若x轴表示时间，y轴表示通过导体横截面积的电荷量，则图线下面积没有任何意义，故D不符合题意。

10

故答案为：AB

【分析】分别写出各个坐标图中的纵横坐标的比值和面积，结合物理公式分别分析它们的面积和斜率的物理意

义进行判断。

11.【答案】(1)1.844

(2)A；D

【解析】【解答】(1)圆柱形合金材料直径为d=1.5mm+34.4x0.01mm=1.844mm；

TJQ

(2)电源电动势是3V,电压表应选择A；电路最大电流约为/=*=晶4=0.154=150松，电流表应选择

Do

(3)电压表选择3V量程，滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法，实物图如图:

【分析】(1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数;

(2)根据电源电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表；

(3)根据电路图连接实物图。

12.【答案】(1)A；C

【解析】【解答】(1)由于干电池的电动势较小，为了方便调节，滑动变阻器应选择最大电阻较小的C；同时电

11

路的电流较小，所以电流表选小量程的A。

（2）绘图时用一条直线尽可能地穿过更多的点，不在直线上的点尽量均匀地分布在直线两侧，误差较大的点

根据U=E—尸，结合图像知：E=1ASV,4=岑='4""=0.70。。

【分析】（1）根据电源电动势和电流的大小选择合适的电学仪器；

（2）根据闭合电路欧姆定律结合图像分析出电源电动势和内阻。

13.【答案】（1）解：由A到P过程中，根据动能定理zngLcos。—qEL（l+sin8）=0—0

解得E=器

（2）解：小球从A运动到B的过程中，电场力做的功W=—qEL=—±7ngL;

（3）解：小球从A运动到B的过程中，根据动能定理zngL+勿='|■7nvB2

7

在B点，根据牛顿第二定律尸—血。=等_

联立解得F--2mg。

【解