2024-2025学年河南省郑州一中高二（上）期中物理试卷（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2024-2025学年河南省郑州一中高二（上）期中物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.关于电荷和静电场，下列说法正确的是(

)A.一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变

B.电场线与等势面垂直，且由电势低的等势面指向电势高的等势面

C.点电荷仅在电场力作用下运动，该点电荷的电势能将减小

D.点电荷仅在电场力作用下从静止释放，将从高电势的地方向低电势的地方运动2.如图所示，用两根同样长的绝缘细线把两个带同种电荷的小球悬挂在一点。两小球的质量相等，球A所带的电荷量大于球B所带的电荷量。两小球静止时，悬线与竖直方向的偏角分别为α和β，则(

)A.α>β

B.α=β

C.α<β

D.因不知电荷量，无法判断3.心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图所示是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15μF，如果充电后电容器的电压为4.0kV，电容器在大约3.0ms内放电至两极板电压为0，则这次放电过程通过人体组织的平均电流强度约为(

)A.6×10−2A B.2×103A4.如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，无穷远处电势为0，下列说法正确的是(

)A.金属小球在防护服内产生的电场为0

B.金属小球与O点连线中点P处的电势为0

C.感应电荷在O点处产生的场强大小等于kQr2

D.防护服内金属网左侧外表面带负电，右侧内表面带正电

5.如图所示，一等腰梯形ABCD∠CBA=60°，AB=23m，AD=3m，A、D、C三点的电势分别为1V、A.B点的电势为10V

B.一质子在梯形区域内的电势能不一定大于零

C.一电子从D点移到AB的中点，电场力做正功

D.电场强度大小为2V/m6.将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体，总长度为1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2的电阻率之比约为(

)A.2：3 B.2：1 C.5：3 D.1：37.如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法不正确的是(

)A.将下极板上移，则P点的电势不变

B.将上极板下移，则带电油滴在P点的电势能减小

C.减小极板间的正对面积，P点的电势升高

D.减小极板间的正对面积，带电油滴将向上加速运动二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.如图所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，电压表和电流表变化量绝对值分别为ΔU、ΔI，下列说法正确的是(

)A.电流表的读数变小、电压表的读数变大 B.ΔUΔI=R2

C.9.先后让质量为me的电子和质量为mH的氢核通过同一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与电场方向垂直。射出电场时电子速度偏转角的正切值与氢核速度偏转角的正切值之比为k，则(

)A.若电子与氢核的初速度相同，k=mHme B.若电子与氢核的初速度相同，k=memH10.如图，两对等量异号点电荷+q、−q(q>0)固定于正方形的4个顶点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点。则(

)A.L和N两点处的电场方向相互垂直

B.M和O两点处的电场方向相互平行

C.将一点电荷从M点移动到O点，电场力做功为零

D.将一点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零

三、实验题：本大题共2小题，共14分。11.在“观察电容器的充、放电现象”实验中，所用器材如下：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。

(1)用多用电表的电压挡检测电池的电压。检测时，黑表笔应该与电池的______(填“正极”或“负极”)接触。

(2)某同学设计的实验电路如图(a)所示。先将电阻箱的阻值调为R1，将单刀双掷开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化。电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况可能是______。(填正确答案标号)

A.迅速变亮，然后亮度趋于稳定

B.亮度逐渐增大，然后趋于稳定

C.迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭

(3)将电阻箱的阻值调为R2(R2>R1)，再次将开关S与“1”端相接，再次记录电流随时间的变化情况。两次得到的电流I随时间t变化如图(b)中曲线所示，其中虚线是电阻箱阻值为______(填“R1”或“R12.某实验小组要将电流表G(铭牌标示：Ig=500μA，Rg=1000Ω)改装成量程为1V和5V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图(1)所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。

(1)开关S1闭合前，滑片P应移动到______(填“M”或“N”)端。

(2)根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1000Ω，则R2的阻值应调至______Ω。

(3)当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为______。(结果用U、I、R1、R2表示)

(4)校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏小，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要______即可。(填正确答案标号)

A.减小电阻箱R1的阻值

B.增大电阻箱R2的阻值

C.将滑动变阻器的滑片P向N端滑动

(5)校准完成后，开关S四、计算题：本大题共3小题，共40分。13.如图甲所示，某直线加速器由中心轴线在同一直线上的一系列金属圆筒(图中标注的序号为1、2、3……)组成，相邻金属圆筒分别接在高频交变电源的两极。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。某时刻，从金属圆板(序号为0号)中央释放的电子(其初速度可忽略)，沿轴线进入加速器并依次穿过各金属管。圆筒长度的设计遵照一定的规律，可以令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与运动方向相同而不断加速。已知电子的质量为m、电量为e，两金属圆筒间的电压绝对值为U、周期为T，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。

(1)电子在7、8号金属圆筒之间加速时，请判断7、8号圆筒电势的高低及电子在8号圆筒内的运动性质；

(2)求电子进入第n号金属圆筒后的速度大小v；

(3)求第n号金属圆筒的长度L。14.如图，电源电动势为24V，内阻为4Ω，电阻R1为2Ω，R2为12Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为12V，线圈电阻RM为1Ω，问：

(1)电动机正常工作时通过R2的电流多大？

(2)电动机正常工作时产生的机械功率是多大？

(3)若R1、R2电阻可调，在确保电动机正常工作的前提下，当R1的阻值多大时，15.如图所示，一个带负电的小球，质量为m，电荷量绝对值为q，固定于绝缘轻杆一端，轻杆的另一端光滑铰接于O点，重力加速度为g。

(1)未加电场时，将轻杆向左拉至水平位置，无初速度释放，小球到达最低点时，求轻杆对它的拉力大小。

(2)若在空间中施加一个平行于纸面的匀强电场，大小方向未知。将轻杆从左边水平位置无初速度释放，小球到达最低点时，受到轻杆的拉力为4mg；将轻杆从右边水平位置无初速度释放，小球到达最低点时，受到轻杆的拉力为20mg。求电场强度E。(已知sin37°=35)

参考答案1.A

2.B

3.C

4.C

5.D

6.B

7.A

8.BC

9.AC

10.AC

11.负极

C

R1

电荷量12.M

8000

UI−R1−13.解：(1)电子在7、8号金属圆筒之间加速时，所受电场力水平向右，场强方向水平向左，即场强方向从8号指向7号圆筒，则8号圆筒电势高于7号圆筒的电势，电子在8号圆筒内做匀速直线运动；

(2)设电子进入第n个圆筒后的速度为v；

根据动能定理neU=12mv2，

解得v=2neUm

(3)第n个圆筒的长度为L=vT2

解得L=T2m2nemU。

答：(1)8号圆筒电势高于7号圆筒的电势；电子在8号圆筒内做匀速直线运动；

14.解：(1)电动机正常工作时通过R2的电流I2=UR2，解得I2=1A；

(2)由闭合电路欧姆定律，可知电动机正常工作时，该电路的干路电流I0=E−Ur+R1，解得I0=2A，

由并联电路电流规律，可知通过电动机的电流为IM=I0−I2=2A−1A=1A，

电动机的机械功率P机=UIM−IM2RM，解得P机=11W；

(3)电动机正常工作时，R1消耗的电功率：P=(E−UR1′+r)2R1′15.解：(1)未加电场，则从水平位置无初速度释放到最低点时，由动能定理得：mgL=12mv2

小球在最低点时，由牛顿第二定律得：FT−mg=mv2L

联立解得：FT=3mg

(2)加电场后，无论轻杆从哪边释放小球到达最低点时受到的拉力均比无电场时大，则说明电场在竖直方向的分量向上，而轻