内蒙古赤峰市红山区赤峰第四中学2023-2024学年高二上学期11月期中物理试题（Word版附解析）

赤峰四中桥北新校2023-2024学年第一学期期中考试高二物理注意事项：1.本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分考生作答时，请将第Ⅰ卷选择题的答案用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动用橡皮擦干净后重新填涂；请将第卷的答案用黑色中性笔答在答题卡指定答题区域内，在本试卷上答题无效。考试结束后，将答题卡交回，试卷自行保留。2.本试卷共100分，考试时间75分钟。第Ⅰ卷（选择题共48分）一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10-12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，有选错或不答的得0分。1.下列说法正确的是（　　）A.摩擦起电和感应起电的本质是产生了新的电子B.元电荷就是质子C.电场线是假想的，不是客观存在的D.高压作业穿绝缘衣服比穿金属衣安全【答案】C【解析】【详解】A．摩擦起电和感应起电的本质是电子的转移，故A错误；B．元电荷是物体带电量绝对值的最小值，不是质子，故B错误；C．电场线是假想的，不是客观存在的，故C正确；D．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，能起到静电屏蔽作用，故D错误。故选C。2.下列说法正确的是（）A.电场中两点间电势的差值叫作电势差，也叫电压B.电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关C.表示点与点之间的电势差，即D.、两点间的电势差是恒定的，不随零电势点的改变而改变，所以【答案】A 【解析】【详解】A.电场中两点间电势的差值叫电势差，也叫电压，选项A符合题意；B.电势差的大小与零电势点的选取无关，选项B不符合题意；CD.电势差可以反映出两点电势的高低，，而电压只是电势差的大小，选项C、D不符合题意．3.如图所示，甲中AB是某电场中的一条电场线。若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在静电力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度图像如图乙所示。关于A、B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法正确的是（　　）A.φA＞φB，EA＞EBB.φA＞φB，EA<EBC.φA＜φB，EA＞EBD.φA＜φB，EA＜EB【答案】C【解析】【详解】负电荷从A由静止释放（初速度为0）后，能加速运动到B，说明负电荷受到静电力方向从A指向B，那么电场方向就是由B指向A，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以A、B两点的电势关系是φA＜φB；负电荷从A运动到B的过程中，它的加速度是逐渐减小的（题图乙中曲线切线的斜率表示加速度），由牛顿第二定律知，负电荷从A运动到B时，受到的静电力是逐渐减小的，由知，EA＞EB。故选C。4.下列说法正确的是（　　）A.原电池电源内部，非静电力做功，把其他形式的能转化为化学能B.电动势在数值上等于非静电力把的正电荷在电源内从正极移送到负极所做的功C.欧姆定律适用于导体、液体和半导体D.由可推出，n为导体单位体积内的自由电荷数，v为自由电荷定向移动速率，s为导体的横截面积【答案】D【解析】【详解】A．原电池电源内部，非静电力做功，把其他形式的能转化为电能，选项A错误； B．电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，选项B错误；C．欧姆定律对金属和电解质溶液都适用，但对气体导电和半导体元件不适用，故C错误；D．由可推出，n为导体单位体积内的自由电荷数，v为自由电荷定向移动速率，s为导体的横截面积，选项D正确。故选D。5.如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，则A、B、C三点的场强为（　　）A.EA≠0，EB=0，EC=0B.EA≠0，EB≠0，EC≠0C.EA≠0，EB≠0，EC=0D.EA=0，EB≠0，EC=0【答案】C【解析】【详解】把正电荷放在金属球壳内部，由于静电感应的作用，在球壳的内壁会感应出负电荷，在球壳的外壁会感应出正电荷，所以在金属球壳的壳壁之间，由于正电荷的电场和感应电场的共同的作用，当静电平衡时，金属球壳内部的电场强度处处为零，即有EC=0如图所示画出电场线的分布情况，则知EA≠0EB≠0故C正确，ABD错误。故选C。6.图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（　　） A.M点的电势大于N点的电势B.M点的电势小于N点的电势C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子在M点的加速度大于在N点的加速度【答案】A【解析】【详解】AB．沿电场线电势逐渐降低，可知M点的电势大于N点的电势，故A正确，B错误；CD．电场线的疏密反映场强大小，可知在M点的场强小于N点的场强，则粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，粒子在M点的加速度小于在N点的加速度，故CD错误。故选A。7.如图所示，平行板电容器与恒压直流电源连接，下极板接地。一带电油滴静止于P点。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（　　）A.电容器的电容增大B.电容器两极板的电荷量增大C.P点的电势将降低D.带电油滴将向上运动【答案】C【解析】【详解】A．根据可知，将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，d变大，则C减小，选项A错误；B．根据Q=CU可知，C变小，U不变，则电容器两极板的电荷量减小，选项B错误； C．根据可知U不变，d变大，则E减小，P点与下极板间电势差减小，P点电势降低，选项C正确；D．开始时油滴静止，向上的电场力等于重力；由于电场强度减小，则油滴受到的电场力减小，则油滴将向下运动，选项D错误。故选C。8.等量异种点电荷的连线和中垂线如图所示，现将一个带负电的试探电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点，则试探电荷在这全过程中（　　）A.所受的电场力方向一直不改变B.所受的电场力的大小一直减小C.电势能一直减小D.电势能先不变、后变大【答案】A【解析】【详解】等量异种电荷的电场线如图所示A．负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反，电场强度的方向与电场线的切线方向相同，将一个带负电的试探电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点，试探电荷在这全过程中所受电场力的方向不变，始终水平向右，故A正确；B．电场线越密电场强度越大，电荷受到的电场力越大，将一个带负电的试探电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点，可知试探电荷所受的电场力的大小一直增大，故B错误；CD．试探电荷从图中a点沿直线移到b点，电场力的方向与运动方向垂直，电场力不做功，电势能不变；试探电荷从b点沿直线移到c点，电场力做正功，电势能减小，故CD错误。 故选A。9.如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向与极板平行，整个装置处于真空中，电子重力不计，在满足电子能射出平行板区域的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是（　　）A.其它条件不变，U1变大B.其它条件不变，U2变大C.其它条件不变，U1变大同时U2变小D.其它条件不变，U1变小同时U2变小【答案】B【解析】【详解】设电子被加速后获得初速v0，则由动能定理得又设极板长为l，则电子在电场中偏转所用时间又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a，由牛顿第二定律得电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度，联立解得又有故U2变大、U1变小或U1变小的同时U2变大都一定可使偏转角θ变大故选B。10.如图所示，a、b 是两个带有同种电荷的小球，用绝缘丝线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，绳与竖直方向的夹角分别为、，且。若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电荷量不变，则（　　）A.a球的质量比b球的大B.a、b两球落地时间相同C.a球的电荷量比b球的大D.a、b两球飞行的水平距离相等【答案】AB【解析】【详解】A．两球均受重力、库仑力和拉力三个力，如图两球所受库仑力等大反向，根据平衡条件得，因为，故a球的质量大于b球的质量；故A正确；B．同时剪断两根细线，两小球在竖直方向的分运动均为自由落体运动，由，可知两球同时落地，故B正确；C．两球所受库仑力是相互作用力，由库仑定律无法判断哪个球的电荷量大，故C错误；D．由于，水平方向上二者的库仑力始终等大反向，根据牛顿第二定律可知水平方向a的加速度小于b的加速度；二者运动时间相等，因此a球水平飞行的距离比b球小，故D错误。故选AB。11.如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心，已知电场线与圆所在平面平行，下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强度的相关描述正确的是(　　) A.a点的电势为6VB.a点的电势为－2VC.O点场强方向指向a点D.O点的场强方向指向电势为2V的点【答案】AD【解析】【详解】AB．在匀强电场中，任意两平行直线上相等距离的电势差相等，所以，a点电势比10V低4V，即为6V，故A正确，B错误；CD．a点的电势为6V，根据电场线应与等势面垂直，且沿电场线电势依次降低，O点的场强方向应指向图中电势为2V的点，故C错误，D正确。故选AD12.如右图所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则(　　)A.电子一直沿Ox负方向运动B.电场力一直做正功C.电子运动的加速度不变D.电子的电势能逐渐增大【答案】BC【解析】【详解】由电势—位移图象可知，电势随位移均匀增加，相同位移间的电势差相同，电场强度恒定，电子运动的加速度恒定，C正确．沿Ox轴方向电势增大，电场线方向与Ox轴负方向重合，电子沿Ox轴正方向运动，A不正确．电场力方向也沿Ox轴正方向，电场力做正功，B正确．由功能关系，电场力做正功，电势能减少，D不正确． 第Ⅱ卷（非选择题共52分）二、实验题（本大题共2小题，共16分）13.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷间的距离和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。实验时，先保持两电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，再保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的____________而增大（填“增大”或“减小”），随其所带电荷量的___________而增大（填“增大”或“减小”）。图中A、B两带电体相互____________（填“吸引”或“排斥”），说明它们带有____________（填“同种”或“异种”）电荷。【答案】①.减小②.增大③.排斥④.同种【解析】【分析】考查电荷间的相互作用力。【详解】[1]．对B球受力分析可得，两电荷之间的相互作用力，保持两电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，所以相互作用力增大，即随其距离的减小而增大；[2]．保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，即相互作用力随其所带电荷量的增大而增大；[3]．因为B球向右偏，可知B球受到A球的力向右，为排斥力；[4]．根据“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”可知，它们带有同种电荷。14.如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开。 (1)在实验室中完成这个实验的方法是________。A．假设法B．比值法C．控制变量法D．微小量放大法(2)下列关于实验中使用静电计的说法正确的有____________。A．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况C．静电计可以用电压表替代D．静电计可以用电流表替代(3)某位同学用如图乙所示研究电容器电容与哪些因素有关。A、B为平行板电容器的金属板，G为静电计，开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度；若保持开关S闭合，将A、B两极板间距变大些，指针张开角度将____________；若断开开关S后，将A、B两极板靠近些，指针张开角度将_______。（以上均选填“变大”、“变小”或“不变”）【答案】①.C②.A③.不变④.变小【解析】【详解】(1)[1]根据可知影响平行板电容器的电容的因素有：两极板的正对面积、两极板间的距离、电介质的相对介电常数；完成实验探究需要用到的方法是控制变量法，故选C；(2)[2]电容器带电后与电源断开，因此本实验电荷量不变，则静电计是为了观察电压的变化，从而由确定出电容的变化，由于电路中没有电流，不能用电流表或者电压表代替静电计，故选A；(3)[3][4]若保持开关S闭合，两板间的电压不变，则指针张开角度不变；若断开开关S后，电荷量Q不变，将A、B两极板间距离d变小些，根据可知电容增大，由可知，U减小，则指针张开角度变小。三、计算题：本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15.如图所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面, 现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为3×10-6J,将另一电荷量为10-8C的负点电荷从A点移到C点,克服电场力做功3×10-6J.(1)求电场线方向,UAB、UAC、UBC各为多大?(2)边长为,求电场强度.【答案】（1）300V,300V,0V（2）【解析】【详解】(1)正点电荷从点移到点时,电场力做正功,故点电势高于点,可求得:负点电荷从点移到点,同理可判断点电势高于点,可求得:因此、两点电势相等,V(2)由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线,因此,为一等势线,故电场线方向垂直.设为直线的中点,则场强方向为由指向.直线在场强方向的距离等于线段的长度,故由匀强电场中电势差与场强的关系式可得:.16.一重力忽略不计的质量为m的负电荷q从静止开始经电压为U的电场加速，沿直线垂直进入另一个电场强度为E的偏转匀强电场并离开，已知偏转电极长为L。求：(1)电荷q经过电压U加速后的速度v0的大小；(2)电荷q在偏转电场中运动的加速度a的大小；(3)电荷q离开偏转电场时速度v（方向用正切值表示）。 【答案】(1)；(2)；(3)，【解析】【详解】(1)粒子经过加速电场时加速，由动能定理可得得(2)电荷q在偏转电场中运动的加速度a的大小(3)粒子垂直进入偏转电场做类平抛运动，把其分解为水平方向的匀速直线运动，竖直方向的匀加速直线运动，当飞出偏转电场时，该粒子在竖直方向的分速度为则则有17.如图所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R=0.50m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E=1.0×104N/C，现有质量m=0.20kg，电荷量q=8.0×10－4C的带电体（可视为质点），从A点由静止开始运动，已知SAB=1.0m，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5，假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．求：（取g=10m/s2） (1)带电体运动到圆弧轨道C点时的速度大小？(2)带电体运动到圆弧轨道C点时对轨道的压力的大小？(3)带电体能上升的高度。【答案】(1)10m/s；(2)48N；(3)【解析】【详解】(1)设带电体到达C点时的速度为v，从A到C由动能定理得解得(2)设在C点时轨道对带电体的支持力为FN，由向心力公式得到解得根据牛顿第三定理可知带电体对C点的压力为48N。(3)设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h，从C到D由动能定理得解得在最高点，带电体受到的最大静摩擦力重力因为G＜Ffmax，则离地面高度最终为