遼寧省沈陽(yáng)市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試題姓名：__________班級(jí)：__________考號(hào)：__________題號(hào)一二三總分評(píng)分一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1．兩個(gè)分別帶有電荷量?3Q和+7Q的金屬小球（可視為點(diǎn)電荷），固定在相距為r的兩處，它們之間的庫(kù)侖力的大小為F，使兩個(gè)金屬小球相互接觸后放到相距2r的兩處并固定，則兩個(gè)金屬小球間的庫(kù)侖力的大小為（）A．F1=421F B．F12．如圖所示，MN是點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條直線，a、b是直線上兩點(diǎn)，已知直線上a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大，大小為E，b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為12A．2EL2k B．EL23．如圖所示，用電池對(duì)電容器充電，電容器兩極板之間有一質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷q處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)只增大電容器兩極板的間距，則在這個(gè)過(guò)程中（）A．電容器放電 B．電容器所帶電荷量增加C．點(diǎn)電荷q依然保持靜止 D．點(diǎn)電荷q帶正電荷4．如圖所示，在原來(lái)不帶電的空心金屬球殼外面放置一個(gè)正點(diǎn)電荷，A、B、C三點(diǎn)分別位于球殼外部、球殼實(shí)體中和球殼空腔內(nèi)。當(dāng)球殼處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B．B點(diǎn)的電勢(shì)大于C點(diǎn)的電勢(shì)C．由于靜電屏蔽，B點(diǎn)、C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度均等于零D．由于靜電感應(yīng)，球殼內(nèi)表面感應(yīng)出電荷5．如圖所示，等腰三角形abc位于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向平行于abc平面，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa=10V，φbA．若電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功4eVB．若電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電勢(shì)能減少8eVC．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為80V/mD．電場(chǎng)沿ac方向6．如圖所示為一個(gè)雙量程電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。已知表頭G的內(nèi)阻Rg為200Ω，滿偏電流Ig為500mA，電阻R1A．0.8A，9A B．1A，20A C．0.7．某些腫瘤可以用“質(zhì)子療法”進(jìn)行治療。在這種療法中，為了能讓質(zhì)子進(jìn)入癌細(xì)胞，首先要實(shí)現(xiàn)質(zhì)子的高速運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程需要用一種被稱作“粒子加速器”的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，利用該裝置，質(zhì)子能被加速到較高的速度，然后轟擊腫瘤并殺死癌細(xì)胞。如圖所示，來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后，做勻速運(yùn)動(dòng)，形成細(xì)柱形的質(zhì)子流。已知細(xì)柱形的質(zhì)子流的橫截面積為S，質(zhì)子的質(zhì)量為m，其電荷量為q，這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù)為n，那么其等效電流I是（）A．nqS2qUm B．2nqS2qUm C．8．（多選）多用電表表盤指針指在如圖所示的位置，下列說(shuō)法正確的是（）A．若該讀數(shù)是選用電阻擋“×100”倍率得到的，應(yīng)該更換“×10”倍率，歐姆調(diào)零后再次進(jìn)行測(cè)量B．多用電表的歐姆擋是靠?jī)?nèi)部電源提供電流的，若選用“×10”倍率測(cè)量電阻，則歐姆表內(nèi)阻約為15ΩC．若選用的是直流電壓“10V”量程，則指針讀數(shù)應(yīng)為9D．測(cè)直流電流時(shí)，應(yīng)讓紅表筆接外電路的負(fù)極，黑表筆接外電路正極9．如圖所示，a、b兩點(diǎn)位于以正點(diǎn)電荷Q(Q>0)為球心的球面上，c點(diǎn)在球面外，則下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等B．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大C．將電荷量為?q的試探點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功D．將同一正點(diǎn)電荷分別放在b點(diǎn)和c點(diǎn)，電荷具有的電勢(shì)能E10．如圖甲所示為兩塊水平金屬板，在兩板間加上周期為T的交變電壓U，電壓U隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。現(xiàn)有一群質(zhì)量為m、重力不計(jì)的帶電粒子以初速度v0A．t=0時(shí)入射的粒子，從進(jìn)入電場(chǎng)到射出電場(chǎng)，電場(chǎng)力對(duì)粒子始終不做功B．t=1C．t=1D．t=18二、實(shí)驗(yàn)題：每空2分，共14分。11．用如圖甲所示的電路來(lái)探究某種金屬絲的電阻與長(zhǎng)度之間的關(guān)系。電源電動(dòng)勢(shì)為3V，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置，記錄MP接入電路的長(zhǎng)度x，并讀出對(duì)應(yīng)的電流表和電壓表的示數(shù)，算出相應(yīng)的電阻R，利用多組測(cè)量的數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的R?x圖像。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整。（2）若該金屬絲的直徑用螺旋測(cè)微器測(cè)量的示數(shù)如圖丙所示，則讀數(shù)為d=mm，該金屬絲的電阻率為ρ=（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）Ω?m。12．實(shí)驗(yàn)小組選用以下器材測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確。電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻約為3kΩ）電流表A（量程0~0.滑動(dòng)變阻器R0（阻值變化范圍為0定值電阻R（阻值為5Ω）待測(cè)電池組E（電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻約為1Ω）開關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）該小組連接的實(shí)物電路如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，電流表讀數(shù)變化明顯，但電壓表讀數(shù)變化不明顯，主要原因是____。A．電壓表內(nèi)阻太小B．電流表內(nèi)阻太大C．待測(cè)電池組的內(nèi)阻太小（2）為了解決（1）中的問(wèn)題，該小組將定值電阻R接入電路，請(qǐng)將不用的連線用“×”去掉，再把需要的連線補(bǔ)上。（3）解決問(wèn)題后重新做實(shí)驗(yàn)，得到了六組電壓表讀數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表讀數(shù)I，并作出U?I圖像如圖乙所示。根據(jù)圖像觀察到，圖線縱軸截距為2.9V，橫軸截距為0.50A，則可計(jì)算出電池組的電動(dòng)勢(shì)E為V，內(nèi)阻r為三、計(jì)算題：本大題共3小題，13題10分，14題13分，15題17分。13．用一根絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)帶電小球，小球質(zhì)量為m，所帶電荷量為q。現(xiàn)加水平方向的分布范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，當(dāng)平衡時(shí)，掛在O點(diǎn)、長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角為30°。已知重力加速度大小為g。則：（1）判斷小球帶何種電荷，并求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。（2）若取下細(xì)線，并將原小球拿開，將一帶電荷量為?q、質(zhì)量為m的小球放在原來(lái)小球平衡時(shí)的位置，松手后使其自由運(yùn)動(dòng)，求它運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度，并判斷它是否能運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方，若能則求所用的時(shí)間，若不能則通過(guò)計(jì)算說(shuō)明理由。14．如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=9V，內(nèi)阻r=1Ω，電動(dòng)機(jī)的電阻R0=0.5Ω，定值電阻（1）電源的總功率；（2）電源的輸出功率；（3）電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率。15．如圖所示，豎直正對(duì)放置的金屬板A、B中間開有小孔，小孔的連線沿水平放置的金屬板M、N的中線為OO'，粒子源P可以連續(xù)發(fā)出質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子（初速度不計(jì)），粒子在A、B間被加速電壓U0加速后，沿平行板的方向從金屬板M、N正中間射入兩板之間。M、N板長(zhǎng)均為L(zhǎng)，兩板間距離為3L3（1）粒子進(jìn)入M、N板間時(shí)的速度大小v0（2）當(dāng)粒子剛好從N板的右邊緣離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，M、N板間的電壓U1（3）若M、N板間的電壓可調(diào)，則求在熒光屏上有粒子達(dá)到區(qū)域的最大長(zhǎng)度b。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】接觸前，兩個(gè)小球間的庫(kù)侖力為F=k3Q·7Qr2=21kQ2r2，兩個(gè)金屬小球接觸后分開，根據(jù)電荷的分配法則可知，兩球的電荷量先中和后平分，可得兩個(gè)小球接觸后所帶的電荷量均為Q12．【答案】B【解析】【解答】由題意可知，a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大，所以MN直線上，a點(diǎn)距場(chǎng)源電荷最近，故場(chǎng)源電荷位于過(guò)a點(diǎn)垂直于直線MN的垂線上，設(shè)場(chǎng)源電荷到a點(diǎn)的距離為x，則場(chǎng)源電荷距b點(diǎn)的距離為r=x2+L2，根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=kQr2可得，a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=kQx23．【答案】A【解析】【解答】AB.由題意可知，電容器與電源一直相連，所以在增大電容器兩極板間距d的過(guò)程中，極板電壓不變，由C=εS4πkd可知，電容C減小，由C=QU可知，電容器所帶的電荷量Q減小，電容器放電，A符合題意，B不符合題意；

CD.由題圖可知，電容器的上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，場(chǎng)強(qiáng)方向向下，開始時(shí)點(diǎn)電荷q處于靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明其受到的電場(chǎng)力的方向向上，與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，所以點(diǎn)電荷q帶負(fù)電荷。由公式E=Ud可知，由于極板電壓U不變，極板間距d增大，可知場(chǎng)強(qiáng)E減小，點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力減小，所受重力不變，可知點(diǎn)電荷q將向下加速運(yùn)動(dòng)，CD不符合題意。

故答案為：A。

【分析】電容器與電源相連時(shí)移動(dòng)極板，極板電壓不變，根據(jù)電容器的公式4．【答案】C【解析】【解答】AC.A點(diǎn)處于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，所以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不等于零；金屬空心導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，根據(jù)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，可知B、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都為零，故有EA>EB=EC，A不符合題意，C符合題意。

B.由于整個(gè)球體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)均為零，所以電荷從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，不受電場(chǎng)力，即電場(chǎng)力不做功，可得UBC=5．【答案】D【解析】【解答】A.根據(jù)題意，由電場(chǎng)力做功的公式WAB=qUAB可知，若電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為Wab=-e(φa-φb)=-4eV，A不符合題意；

B.若電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為Wac6．【答案】B【解析】【解答】該雙量程電流表的公共端和b端接入電路時(shí)，使用的該電流表的小量程，小量程為Imin=Ig+Ig7．【答案】A【解析】【解答】質(zhì)子經(jīng)加速電壓加速，由動(dòng)能定理有qU=12mv2，得質(zhì)子加速后的速度為v=2Uqm，由電流的定義式I=8．【答案】A,C【解析】【解答】A.用多用電表測(cè)電阻時(shí)，指針指在中央位置附近，測(cè)量會(huì)比較準(zhǔn)確，該圖指針?biāo)疚恢米x數(shù)過(guò)小，說(shuō)明倍率選大了，應(yīng)該更換“×10”的倍率，歐姆調(diào)零后再次進(jìn)行測(cè)量，A符合題意；

B.多用電表作歐姆表使用時(shí)，中值刻度對(duì)應(yīng)的電阻就等于這個(gè)倍率下歐姆表的內(nèi)阻，所以若選用的是“×10”倍率測(cè)電阻，則歐姆表內(nèi)阻約為150Ω，B不符合題意；

C.若使用直流電壓10V量程，則選取0-10的這組刻度進(jìn)行讀數(shù)，最小分度值為0.2V，故指針讀數(shù)應(yīng)為9.0V，C符合題意；

D.根據(jù)電流“紅進(jìn)黑出”的規(guī)律，測(cè)直流電壓或直流電流時(shí)，必須讓紅表筆接外電路的正極，黑表筆接外電路負(fù)極，D不符合題意。

故答案為：AC。

【分析】根據(jù)歐姆表的使用規(guī)則和注意事項(xiàng)，選取正確的歐姆表倍率；歐姆表測(cè)電阻時(shí)，中值刻度對(duì)應(yīng)的電阻就等于這個(gè)倍率下歐姆表的內(nèi)阻；根據(jù)電壓表的讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)；根據(jù)電流“紅進(jìn)黑出”的規(guī)律，分析測(cè)直流電流時(shí)，表筆接入電路的正確操作。9．【答案】A,B【解析】【解答】AB.根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式E=kQr2可知，a點(diǎn)和b點(diǎn)距球心的距離相等，小于c點(diǎn)距球心的距離，所以a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等，b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大，AB符合題意；

C.將電荷量為-q的試探點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，是負(fù)電荷遠(yuǎn)離正電荷的過(guò)程，電場(chǎng)力為引力，做負(fù)功，C不符合題意；

D.若將正點(diǎn)電荷從b點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，是正電荷遠(yuǎn)離正電荷的過(guò)程，電場(chǎng)力為斥力，做正功，電勢(shì)能減小，所以正電荷在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能，即Epb>Epc，D不符合題意。10．【答案】B,D【解析】【解答】A.因?yàn)榱Ｗ釉谒椒较虿皇芰Γ粤Ｗ拥乃椒炙俣缺３講0不變，當(dāng)粒子在t=0時(shí)入射時(shí)，在豎直方向上，0~12T時(shí)間內(nèi)，粒子做勻加速運(yùn)動(dòng)，在t=12T時(shí)粒子在豎直方向上的速度達(dá)到最大，12T~T時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)反向，粒子做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，當(dāng)t=T時(shí)粒子在豎直方向上的速度恰好減小為零，因此離開電場(chǎng)時(shí)偏離中線的距離最大，故t=0時(shí)入射的粒子，從進(jìn)入電場(chǎng)到射出電場(chǎng)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做功，A不符合題意；

C.t=14T時(shí)入射的粒子，在豎直方向上，在14T~12T時(shí)間內(nèi)進(jìn)行加速，是111．【答案】（1）（2）0.400；1【解析】【解答】（1）由題意可知，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，由題圖乙可知金屬絲接入電路的最小阻值為1Ω，最大阻值為4Ω，電源電動(dòng)勢(shì)為3V，若電流表的量程選擇0~0.6A，當(dāng)金屬絲接入最小阻值1Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)不會(huì)超過(guò)0.6V，則電壓表讀數(shù)較小，誤差較大，故為了使電壓表和電流表的讀數(shù)都盡量大一些，電流表的量程應(yīng)選擇0~3A。則完整電路連線如答案所示。

（2）螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm，圖丙中螺旋測(cè)微器的主尺讀數(shù)為0，可動(dòng)尺讀數(shù)為40.0×0.01mm=0.400mm，故金屬絲的直徑為d=0mm+0.400mm=0.400mm，根據(jù)電阻定律可得R=ρxS，金屬絲的橫截面積S=πd22，聯(lián)立可得R=4ρπ12．【答案】（1）C（2）（3）2.9；0.80【解析】【解答】（1）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯，主要原因是待測(cè)電池內(nèi)阻太小，導(dǎo)致路端電壓變化不明顯，AB不符合題意，C符合題意。

故答案為：C。

（2）為了使電壓表讀數(shù)變化明顯，可將定值電阻R串聯(lián)接入電路的干路中，如圖所示：

（3）根據(jù)圖示電路圖，由閉合電路的歐姆定律可得U=E-I(R+r)，結(jié)合U-I圖像的縱軸截距和斜率可得，電源電動(dòng)勢(shì)E=2.9V，R+r=?U?I=2.90.50Ω=5.8Ω13．【答案】（1）解：對(duì)小球進(jìn)行受力分析，可知小球受到重力、拉力和水平向右的電場(chǎng)力，電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相同，則小球帶正電荷。以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)受力平衡可得qE=mgtan30°解得勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=（2）解：取下細(xì)線，并將原小球拿開，將一帶電荷量為?q、質(zhì)量為m的小球放在原來(lái)小球平衡時(shí)的位置，松手使其自由運(yùn)動(dòng)，小球受到重力和電場(chǎng)力的作用，所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相反。其所受合力大小為F合力方向在紙面內(nèi)，在與豎直方向成30°向左偏下，根據(jù)牛頓第二定律可得加速度大小為a=在水平方向上，帶電小球受到方向向左的電場(chǎng)力，其水平方向上的運(yùn)動(dòng)為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故小球可以運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的正下方。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得l解得t=【解析】【分析】（1）分析小球的受力，根據(jù)小球受到的電場(chǎng)力方向，判斷小球的電性，由共點(diǎn)力平衡條件計(jì)算勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小；（2）分析重新放置的小球的受力，由牛頓第二定律求出加速度；將小球的運(yùn)動(dòng)分解為水平分運(yùn)動(dòng)和豎直分