2024北京一零一高二（上）期中物理（选考）（教师版）

第1页/共1页2024北京一零一高二（上）期中物理（选考）一、单项选择题：本题共10小题，每题3分，共30分。在每小题给出的4个选项中，只有一项是符合题意的，选对的得3分，有选错或不答的得0分。1.如图所示，一导体球A带有正电荷，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度的大小为EA。在A球球心与P点连线上放一带负电的点电荷B，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度大小为EB。当A、B同时存在时，根据电场强度叠加原理，P点的电场强度大小应为（）。A.EB B.EA+EBC.|EA-EB| D.以上说法都不对2.如图所示，A、B为两个等量异种点电荷连线上的两点（其中B为连线中点），C为连线中垂线上的一点．今将一带正电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C。下列说法中正确的是（）A.A点的场强比C点的场强大B.A点的电势比C点的电势低C.从A点移到B点的过程中，静电力对该试探电荷做负功D.从B点移到C点的过程中，该试探电荷的电势能减小3.一金属球，原来不带电，现在沿球直径的延长线上放置一根均匀带电的细杆MN，如图所示。金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，则（）A.Ea最大 B.Eb最大C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec4.某电场区域的电场线如图所示，a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是（）A.a点的电势比b点低B.a点的场强方向沿着a点的电场线向左C.负电荷在a点的电势能小于于它在b点的电势能D.正电荷从b点运动到a点电场力做正功5.小马在综合实践课上制作了一个长方体的均匀金属块，长宽高如图所示。为研究金属块的电阻，他将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为（）A. B.IC.2I D.4I6.如图所示，一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联在电源上，电源的电动势E=30V，内阻r=1Ω，闭合开关，用理想电压表测出电动机两端电压U=10V，已知电动机线圈的电阻RM=1Ω，则下列说法中正确的是（）A.通过电动机的电流为10AB.电动机的输出功率为16WC.电源的输出功率为60WD.10s电动机产生的焦耳热为1000J7.如图所示，是一个小灯泡的电流强度随小灯泡两端电压变化的关系图，则根据小灯泡的伏安特性曲线可判定（）A.欧姆定律对该小灯泡不适用B.小灯泡灯丝的电阻率随着灯丝温度的升高而减小C.当加在小灯泡两端的电压为4V时，灯泡的电阻小于10ΩD.若将该小灯泡与电动势为6V、内阻为5Ω的电源相接，则灯泡功率约为1.6W8.在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向上移动时，则：（）A.A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮B.A灯变暗、B灯变亮、C灯变暗C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗D.A灯变暗、B灯变暗、C灯变亮9.电子束焊接技术是将高能电子束作为加工热源，用高能量密度的电子束轰击焊件接头处的金属，使其快速熔融，然后迅速冷却来达到焊接的目的。电子束焊接因具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于航空航天、原子能、国防及军工、汽车和电气电工仪表等众多行业。电子束焊接机的核心部件内存在如图甲所示的高压辐向电场，带箭头的虚线表示电场线。一电子仅在电场力作用下由A沿直线运动到B。下列说法正确的是（）A.该电场为匀强电场B.电子经过各点的电势φ随位移x的变化如乙图所示C.电子运动过程中加速度逐渐增大D.电子运动过程中电势能逐渐增大10.如图所示，电源为恒流电源（能始终提供恒定的电流），R0为定值电阻，电流表和电压表均为理想电表。移动滑动变阻器R的滑片，则下列电压表示数U和电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中正确的是（）A.B.C.D.二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少两项符合题意的，全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。11.如图甲所示，A、B两块相互平行的金属板（板间距离足够大），其中A板接地，A、B板间的电势差随时间的变化关系如图乙所示，靠近A板有一带正电粒子，从t=0开始，只在电场力作用下从Q点由静止开始运动。关于该粒子的运动情况，下列说法正确的是（）A.粒子在A、B板间可能做往复运动B.粒子一直向B板运动C.在一个周期T内，粒子一直做加速运动D.在一个周期T内，电场力对粒子做功为012.原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流，设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上绕核转动，周期为T，已知电子的电荷量为e、质量为m，静电力常量为k，则其等效电流大小为（）A. B. C. D.13.如图所示，一质量为m、带正电的液滴，在水平向右的匀强电场中运动，运动轨迹在竖直平面内，A、B为其运动轨迹上的两点，已知该液滴在A点的速度大小为，方向与竖直方向的夹角为，它运动到B点时速度大小仍为，方向与竖直方向的夹角为，则液滴从A运动到B的过程（）A.液滴在水平方向和竖直方向的分位移相等 B.重力势能增加C.电势能增加 D.机械能增加14.如图所示，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。物体位置变化时，电容器电容C也会发生变化。从图中位置开始计时，关于物体的运动则下列说法正确的是（）A.电容C增大，说明物体在向右运动B.电容C减小，说明物体在向右运动C.电容C均匀增大，说明物体在向左匀速运动D.电容C均匀减小，说明物体在向左匀速运动15.如图所示，直线、抛物线和分别为某一直流电源外接纯电阻电路中的总功率、外电路功率、电源内阻发热功率随路端电压变化的图线，但具体对应关系未知，根据图像可判断（）A.图像对应图线，由图知电源电动势为，内阻为B.图像对应图线，外电路电阻为时，输出功率有最大值为C.图像对应图线，由图知电源电动势为，内阻为D.图像对应图线，由图知外电路最大功率为三、实验题：本题两小题，共16分。16.用图示电路给电容器C充、放电。开关S接通1，稳定后改接2，稳定后又改接1，如此反复。下表记录了充、放电过程中某两个时刻通过电流表的电流方向，根据该信息，在表格内各空格处填上合理的答案。时刻通过电流表的电流方向电流表中的电流正在增大还是减小电容器两端的电压正在增大还是减小t1向左______________

______________t2向右

_____________

______________17.某学习小组用电阻约为的金属丝做“测量金属丝的电阻率”实验。（1）如图所示，用螺旋测微器测量金属丝直径，则金属丝直径______mm；（2）除电源（电动势3.0V，内阻不计）、电压表（量程0~3V，内阻约）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：A．电流表（量程0~0.6A，内阻约）B．电流表（量程0~3.0A，内阻约）C．滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A）D．滑动变阻器（最大阻值，额定电流0.5A）为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______（选填实验器材前对应的字母）。（3）为使金属丝电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压从零开始变化，以下实验电路符合要求的是______；A.B.C. D.（4）实验中改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出的U-I图线，若图线的斜率为k，金属线的长度为l，直径为D，则金属丝电阻率的表达式为______；（用k、l、D表示）（5）任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是______。A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D.用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差（6）用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图甲所示。将定值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图乙所示。请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化__________。四、计算题：本题共5小题，共39分。解答要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，直接写出最后答案的不得分。18.在如图所示的电路中，电源的电动势E=6.0V，内电阻r=1.0Ω，外电路的电阻R=2.0Ω。闭合开关S后，求：(1)电路中的电流I；(2)电源的输出功率P。19.如图所示，一个质量为m、电荷量q的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经电压为U1的加速电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L，两板间距d。求：（1）微粒进入偏转电场时的速度是多大？（2）若微粒射出电场时的偏转角度为θ，则两金属板间的电压U2是多大？20.电动自行车已成为城市出行的重要交通工具之一。某品牌电动自行车铭牌标识如下表所示，一位质量为60kg的市民仅靠电机驱动骑着该电动自行车以额定功率沿平直公路匀速行驶，速度为7m/s．已知电动自行车所受的阻力是人和车总重力的0.05倍，重力加速度g取。求：规格后轮驱动直流永磁电机车型：20"电动自行车额定功率：360W整车质量：40kg额定工作电压：36V（1）5分钟内电机所消耗的电能；（2）电机的输出功率；（3）电机线圈内阻r大小。21.如图所示，真空中一对平行金属板水平正对放置，板长为L，极板面积为S，两板间距离为d。（1）图中装置可视为平行板电容器，充电后与电源断开，板间存在匀强电场。已知电容器所带电荷量为Q。请你证明：两板间的电场强度E只与Q及S有关，与d无关；（2）若保持图中两金属板间的电势差为U，现有一带电粒子从上极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达下极板时恰好落在极板中心。已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，板间电场可视为匀强电场，忽略重力和空气阻力的影响。求：带电粒子初速度。22.对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。一段长为l、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。（1）该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率恒为v。①求导线中的电流I；②为了更精细地描述电流的分布情况，引入了电流面密度j，电流面密度被定义为单位面积的电流强度，求电流面密度j的表达式；③经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为k。请根据以上描述构建物理模型，求出金属导体的电阻率ρ的微观表达式。（2*）将上述导线弯成一个闭合圆线圈，若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动，线圈中不会有电流通过，若线圈转动的线速度大小发生变化，线圈中会有电流通过，这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现，被称为斯泰瓦—托尔曼效应。这一现象可解释为：当线圈转动的线速度大小均匀变化时，由于惯性，自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动，从而形成电流。若此线圈在匀速转动的过程中突然停止转动，由于电子在导线中运动会受到沿导线的平均阻力，所以只会形成短暂的电流。已知电子受到的沿导线的平均阻力满足（1）问中的规律，求此线圈以由角速度ω匀速转动突然停止转动（减速时间可忽略不计）之后，通过线圈导线横截面的电荷量Q。

参考答案一、单项选择题：本题共10小题，每题3分，共30分。在每小题给出的4个选项中，只有一项是符合题意的，选对的得3分，有选错或不答的得0分。1.【答案】D【详解】A、B同时存在时，P点的场强是A在P点形成的场强和B在P点形成的场强的矢量和，由于B的存在，改变了A球上电荷的分布，靠近B的一面电荷密度较大，所以A、B、C错误，D正确。故选D。【点睛】根据点电荷形成的电场的场强公式，，，当两个电荷同时存在时，改变了A球上的电荷分布，所以小球A在P点的场强不再等于EA。2.【答案】A【详解】等量异种电荷的电场线和等势面分布如图所示A．等量异种点电荷的连线上B点电场强度最小，中垂线上B点电场强度最大，所以A点场强大于C点场强，A正确；B．沿电场线方向电势降低，A点电势高于B点电势，等量异种点电荷连线的中垂线是等势面，C点电势等于B点电势，所以A点的电势比C点的电势高，B错误；C．正电荷受到的电场力与电场线方向相同，所以将带正电的试探电荷从A移到B，电场力做正功，C错误；D．等量异种点电荷连线的中垂线是等势面，将带正电的试探电荷从B点移到C点的过程中，该试探电荷的电势能不变，D错误。故选A。3.【答案】C【详解】静电平衡后，金属球内的合电场强度处处为零，金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的电场强度大小相等，方向相反，相互抵消。

c点离带电的细杆MN最近，带电的细杆MN在c点处产生的电场强度最大，则金属球上感应电荷在c点处产生的电场强度最大，即Ec最大，

而a点离带电的细杆MN最远，带电的细杆MN在a点处产生的电场强度最小，则金属球上感应电荷在a点处产生的电场强度最小，即Ea最小。

故选C。4.【答案】C【详解】A．沿电场线方向电势降低，a点电势大于b点，故A错误；B．a点的场强方向为该点的电场线方向，向右，故B错误；C．因为是负电荷，在电势大的地方电势能小，所以在a点电势能小于b点电势能，故C正确；D．正电荷从b点运动到a点电势升高，电势能增大，则电场力做负功，故D错误。故选C。5.【答案】A【详解】将A与B接入电路中时，金属块的电阻为将C与D接入电路中时，金属块的电阻为联立，可得依题意，有解得故选A。6.【答案】B【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，有通过电动机的电流为故A错误；B．电动机的输出功率为故B正确；C．电源的输出功率为故C错误；D．10s电动机产生的焦耳热为故D错误。故选B。7.【答案】D【详解】A．虽然小灯泡的伏安特性曲线不是直线，原因是因为其电阻率随温度升高而增大，灯丝仍然为金属导体，欧姆定律同样适用，故A错误；B．由图可知，图中电流随电压的增大而增大，图线每一点与坐标原点连线的斜率表示该点电阻的倒数，故可知生热增加，电阻温度升高，电阻率随着温度升高而增大，电阻增大，故B错误；C．当加在小灯泡两端的电压为4V时，根据图像可知通过灯泡的电流为0.4A，根据欧姆定律可知其电阻为C错误；D．若将该小灯泡与电动势为6V、内阻为5Ω的电源相接，做出电源的外特征曲线如图所示则通过小灯泡的电流为灯泡功率约为D正确。故选D。8.【答案】B【分析】【详解】滑动变阻器滑片P向上移动时，电路总电阻变大，电流总电流减小，所以通过A灯的电流减小，A两端的电压减小，所以A灯变暗，路端电压变大，所以并联电路的电压变大，故B两端的电压变大，所以B灯变亮，总电流减小，同时B的电流变大，所以通过C的电流减小，故C灯变暗，B正确。故选B。9.【答案】C【详解】A．匀强电场的电场线疏密程度相同，方向也相同，由甲图中电场线分布可知，该电场为非匀强电场，A项错误；B．乙图斜率表示电场强度，由图知斜率逐渐变小，而甲图可知电场强大逐渐变大，B项错误。C．由甲图中电场线分布和牛顿第二定律可知，电子在加速过程中电场力逐渐变大，因此加速度逐渐变大，C项正确；D．由于电子带负电，当它从A沿直线运动到B时，电场力做正功，则电势能减小，D项错误；故选C。10.【答案】D【分析】【详解】AB．由题图知R0与R并联，电压表测电源电压，电流表测R支路的电流。若电源提供的电流恒定为，根据并联电路特点可知其中为定值，由可知的图象为一次函数，且，故AB错误；CD．由电功率的计算公式：电路消耗总功率其中为定值，由可知的图象为一次函数，，且I不能为0，P不会为0，故C错误，D正确。故选D。二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少两项符合题意的，全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。11.【答案】BD【详解】ABC．由图可知，前一半周期内A板电势更高，则粒子向B板做匀加速运动，后一半周期内A板电势更低，则粒子向B板做匀减速直线运动，由对称性可知，在一个周期末粒子的速度减为0，由周期性可知，粒子一直向B板运动，故AC错误，B正确；D．由于粒子在一个周期内先做匀加速后做匀减速且一个周期末粒子的速度刚好减为0，由动能定理可知，在一个周期T内，电场力对粒子做功为0，故D正确。故选BD。12.【答案】BD【详解】AB．电子做匀速圆周运动的周期其等效电流大小为故B正确，A错误；CD．电子做匀速圆周运动的向心力由库仑力提供，由向心力公式得解得，电子做匀速圆周运动的周期其等效电流大小为故D正确，C错误。故选BD。13.【答案】AD【详解】A．将液滴的运动分解，水平方向满足竖直方向满足联立解得A正确；B．竖直方向由位移速度公式可得则重力势能增加量为B错误；CD．电场力对液滴做正功，电场力做的功为液滴在水平方向做匀加速直线运动联立解得液滴的电势能减少，机械能增加，C错误，D正确。故选D。14.【答案】BC【详解】AB．物体在向右运动时，电介质插入两极板间的长度减小，根据电容表达式可知电容减小，故A错误，B正确；CD．电容C均匀增大，说明电介质插入两极板间的长度均匀增加，说明物体在向左匀速运动，故C正确，D错误。故选BC。15.【答案】AD【详解】AC．电路中的总功率可知图象对应图线a；由数学知识得知，图象a的斜率大小为当U=0时，=9W联立解得由于电源内阻的发热功率为由数学知识可知，图象的对应图线b，故C错误，A正确；BD．根据功率分配关系可得则有由数学知识可知，图象的对应图线c；当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，即当外电路电阻为时，输出功率最大，最大输出功率为故B错误，D正确故选AD。三、实验题：本题两小题，共16分。16.【答案】①.减小②.减小③.减小④.增大【详解】[1]由于时刻电流方向向左，说明在这个时候电容器是在放电，所以电流表中的电流正在减小。[2]此时电容器正在放电，由电荷量减小，电容器两端的电压正在减小。[3]由于时刻电流方向向右，说明在这个时候电容器是在充电。充电过程，电流一开始最大，后逐渐减小到零。故时刻电流表中的电流正在减小。[4]此时电容器是在充电，由电荷量增大，电容器两端的电压正在增大。17.【答案】（1）0.297（2）①.A②.C（3）A（4）（5）CD（6）刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，电流较大；随着灯丝温度升高，电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热平衡时，温度不变，电阻不变，电流保持不变。【小问1详解】螺旋测微器的精度为0.01mm，转动格数估读到0.1格，则金属丝直径为（0.297~0.299）【小问2详解】[1]电路中的最大电流为为了安全且测量准确，电流表选A电流表（量程0~0.6A，内阻约）；[2]待测电阻约为，为了调节方便，应选最大阻值较小的小滑动变阻器，故选C滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A）。【小问3详解】为使金属丝电阻的测量结果尽量准确，因则金属丝为小电阻，为了减小系统误差，采用外接法；金属丝两端的电压从零开始变化，则滑动变阻器采用分压式，故电路选择A。【小问4详解】