重慶市青木關(guān)中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中物理Word版含解析.docx

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青中高2025屆2023-2024學(xué)年（上）半期考試物理試題一、選擇題（本題共7小題，共計28分，每小題只有一項符合題目要求，每題4分。1.某導(dǎo)線中的電流是7.5×10–3A，則通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為15C所需要的時間為A.2.0×104sB.2.0×106sC.2.0×105sD.2.0×103s【答案】D【解析】【詳解】已知電流和電量，則由電流的定義變形后可求得通過15C電量所需要的時間．由I=可知：通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為15C所需要的時間為t==2.0×103s故選D．【點評】本題考查電流的定義式的變式計算，屬公式的簡單應(yīng)用，注意計算的準確性即可．2.下列說法中，正確的是（　　）A.根據(jù)，當r→0時，可得出F趨近于無窮大B.由可知，電場中某點的電勢φ與試探電荷的電荷量q成反比C.由可知，電容器的電容隨所帶電荷量的增大而增大，隨電壓的增大而減小D.由可知，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比【答案】D【解析】【詳解】A．當r→0時，庫侖定律不再適用，故A錯誤；B．公式是電勢的定義式，電場中某點的電勢由電場本身決定，與試探電荷的電荷量無關(guān)，故B 錯誤；C．公式是電容的定義式，電容器的電容由電容器本身決定，與所帶電荷量、電壓無關(guān)，故C錯誤；D．由歐姆定律可知，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，故D正確。故選D。3.計算機鍵盤為電容式傳感器，每個按鍵下面由相互平行、間距為d的活動金屬片和固定金屬片組成，兩金屬片組成一個平行板電容器，其內(nèi)部電路如圖所示。只有當按鍵的電容改變量大于或等于原電容的50％時，傳感器才有響應(yīng)，下列說法正確的是（　?。〢.按下按鍵的過程中，電容器的電容減小B.按下按鍵的過程中，電流方向從a指向bC.松開按下的按鍵后，傳感器會放電D.按鍵被按下時，傳感器會有響應(yīng)【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)電容計算公式得，按鍵過程中，d減小，C增大，故A錯誤；BC．按下按鍵后，因C增大，U不變，根據(jù)Q=CU得Q增大，電容器充電，電流方向從b流向a。反之，松開按下的按鍵后，傳感器會放電。故B錯誤，C正確；D．按鍵過程，正對面積，介電常數(shù)不變，間距d減小，令按鍵至少按下距離為傳感器會響應(yīng)，則有聯(lián)立解得 故D錯誤。故選C。4.如圖所示，真空中A、B、C三點構(gòu)成一等腰直角三角形，AC和BC之間的距離均為，在A、B點分別固定等量同種點電荷，電荷量為，已知靜電力常量，重力忽略不計，下列說法正確的是（　?。〢.AB之間的庫侖力方向沿連線向內(nèi)B.AB之間的庫侖力大小為C.C點處的電場強度方向豎直向下D.C點處的電場強度大小為【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)題意可知，A、B點分別固定等量同種點電荷，AB之間的庫侖力方向沿連線向外，故A錯誤；B．由庫侖定律可得，AB之間的庫侖力大小為由幾何關(guān)系可得代入數(shù)據(jù)解得故B錯誤；CD．根據(jù)題意可知，在A、B點分別固定等量同種點電荷，在C點產(chǎn)生的電場，如圖所示 由點電荷場強公式可得由電場的疊加原理可知，C點處的電場強度方向為左下，大小為故C錯誤，D正確。故選D5.如圖所示，帶電平行金屬板水平放置，電量相同的三個帶電粒子a、b、c從兩極板正中央以相同的初速度垂直電場線方向射入勻強電場（不計粒子的重力），則它們在兩板間運動的過程中（　　）A.a、b、c粒子在板內(nèi)運動時間B.a、b、c粒子的質(zhì)量C.a、b、c粒子的動能增加量D.a、b、c粒子的電勢能變化量的大小【答案】B【解析】【詳解】A．由水平分運動勻速運動可知由于 故故A錯誤；B．豎直方向上，根據(jù)，其中，，可得故B正確；D．由可知，電場力對a、b和c做功相等，由因c粒子偏轉(zhuǎn)位移y最小，所以c粒子電勢能減少量最少，a和b粒子電勢能減少量相等，故D錯誤；C．根據(jù)動能定理可得，電場力做功等于動能改變，則其中粒子偏轉(zhuǎn)位移，則故C錯誤。故選B。6.A，B兩帶電小球，電量分別為、，質(zhì)量分別為、，如圖所示，用兩根不可伸長的絕緣細線懸掛于O點，靜止A、B兩球處于同一水平線上，其中O點到A球的間距，，，C是AB連線上一點且在O點的正下方，帶電小球均可視為點電荷，靜電力常量為k，則下列說法正確的是（　　） A.A、B間的庫侖力為B.A、B兩球的質(zhì)量之比為C.掛A、B兩球的繩子的拉力之比為D.若僅互換A、B兩球的帶電量，則A、B兩球位置不處于同一水平線上【答案】C【解析】【詳解】A．由幾何知識可知根據(jù)庫侖定律有故A錯誤；BC．以A球為研究對象，受到重力、拉力和庫侖力，根據(jù)平衡條件有，同理對B球有，解得，故B錯誤，C正確；D．若僅互換A、B兩球的帶電量，A、B兩球受到的庫侖力不變，則A、B兩球位置仍處于在同一水平線上，故D錯誤。故選C。7.如圖所示，在水平向左且足夠大的勻強電場中，一長為L的絕緣細線一端固定于O點，另一端系著一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，小球靜止在M點?，F(xiàn)給小球一垂直于OM的初速度，使其在豎直平面內(nèi)繞O點恰好做完整的圓周運動，AB為圓的豎直直徑。已知勻強電場的場強大小為，重力加速度為g。當小球第二次運動到B點時細線突然斷裂，則下列說法正確的是（　　） A.小球做完整的圓周運動時，動能的最小值為B.細線斷裂后，小球動能的最小值為C.從細線斷裂到小球的動能與B點動能相等的過程中，電勢能增加了D.從細線斷裂到小球的電勢能與B點電勢能相等的過程中，重力勢能減少了【答案】D【解析】【詳解】A．小球靜止在M點，該點就是小球的等效最低點，則動能最小值出現(xiàn)在等效最高點，等效重力為可得等效重力加速度為等效重力加速度與豎直方向夾角的正切值為可得恰好做完整的圓周運動，等效最高點動能最小，且滿足小球做完整的圓周運動時，動能的最小值為故A錯誤； B．點到B點由能量守恒得可得細線斷裂后小球做類似斜上拋，速度的最小值最小動能故B錯誤；C．從細線斷裂后，沿合力方向和垂直合力方向建立坐標系，沿合力方向做勻減速直線運動由運動時間為垂直合力方向做勻速直線運動，位移為電場力做功根據(jù)功能關(guān)系可知，電勢能增加了，故C錯誤；D．小球水平方向只受電場力，可得水平方向有運動時間為豎直方向只受重力，豎直位移為 重力做功為根據(jù)功能關(guān)系可知，重力勢能減少了，故D正確。故選D。二、多選題（每小題至少兩個選項，選對并選全得5分，選對未選全得3分，漏選或錯選不得分。共3小題，每小題5分，共15分）8.關(guān)于靜電場，下列結(jié)論普遍成立的是（　?。〢.電場強度大的地方電勢高，電場強度小的地方電勢低B.電場中任意兩點之間的電勢差只與這兩點的場強有關(guān)C.在正電荷或負電荷產(chǎn)生的靜電場中，場強方向都指向電勢降低最快的方向D.負電荷沿電場線方向移動時，電勢能一定增加【答案】CD【解析】【詳解】A．沿著電場線的方向電勢逐漸降低，但電勢高的地方電場強度不一定大，例如負電荷周圍的電場，故A錯誤；B．電勢差的大小決定于兩點間沿電場方向的距離和電場強度，故B錯誤；C．在正電荷或負電荷產(chǎn)生的靜電場中，沿場強方向電勢降低最快，所以場強方向都指向電勢降低最快的方向，故C正確；D．負電荷沿電場線方向移動時，電場力做負功，電勢能增加，故D正確。故選CD。9.生活在尼羅河的反天刀魚，它的器官能在其周圍產(chǎn)生電場，電場線分布如圖所示，M、N、P為電場中的點。下列說法正確的是（　?。〢.P點電場強度小于M點B.P點電勢小于N點電勢C.M點電勢小于N點電勢 D.某帶電小顆粒只在電場力作用下從N點沿虛線軌跡運動到M點，其在N點電勢能小于在M點電勢能【答案】AC【解析】【詳解】A．P點位置的電場線要比M點的稀疏，所以P點電場強度小于M點電場強度，故A正確；B．從P點到無窮遠，電勢降低，從無窮遠到N點，電勢降低，所以P點電勢高于N點電勢，故B錯誤；C．從N到M為沿電場線方向，電勢降低，所以M點電勢小于N點電勢，故C正確；D．帶電小顆粒所受電場力指向軌跡內(nèi)側(cè)，即小顆粒帶正電，從N移動到M，電場力做正功，電勢能減小，故N點電勢能大于M點電勢能，故D選項錯誤。故選AC。10.如圖所示，某多級直線加速器由n個橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，各金屬圓筒依序接在交變電源的兩極M、N上，序號為C的金屬圓板中央有一個質(zhì)子源，質(zhì)子逸出的速度不計，M、N兩極加上如圖所示的電壓，一段時間后加速器穩(wěn)定輸出質(zhì)子流。已知質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為e，質(zhì)子通過圓筒間隙的時間不計，且忽略相對論效應(yīng)，則（　?。〢.質(zhì)子在各圓筒中做勻加速直線運動B.加速器筒長和加速電壓不變，若要加速荷質(zhì)比更大的粒子，則要調(diào)小交變電壓的周期C.各金屬筒的長度之比為D.質(zhì)子進入第n個圓筒時的瞬時速度為【答案】BC【解析】【詳解】A．金屬圓筒中電場為零，質(zhì)子不受電場力，做勻速運動，故A錯誤；C．只有質(zhì)子在每個圓筒中勻速運動時間為時，才能保證每次在縫隙中被電場加速，則第n個圓筒長度 所以各金屬筒的長度之比為，故C正確；B．由C選項的分析可知，保持和不變，荷質(zhì)比增大，則T必須減小，故B正確；D．質(zhì)子進入第n個圓筒時，經(jīng)過n次加速，根據(jù)動能定理解得故D錯誤。故選BC。三、實驗題。（本題共2小題，11題6分，12題10分，共16分。）11.某探究小組研究電容的充放電過程，用保護電阻R1、R2、電流傳感器和其他器材設(shè)計如圖甲所示的電路。（1）研究充電過程，應(yīng)將單刀雙擲開關(guān)接___________（選“1”或者“2”）；（2）研究放電過程，測得放電電流隨時間變化如圖乙所示，圖線與坐標軸所圍成面積的物理意義是___________________；（3）在充電過程中，電容器兩端電壓為u、電容器電荷量為q，充電時間為t，則下列圖像中它們之間的關(guān)系可能正確的是___________（填正確答案標號）。 A.B.C.D.【答案】①.2②.電容器存儲的電荷量③.BD【解析】【詳解】（1）[1]研究充電過程，應(yīng)將電容與電源相接，故應(yīng)單刀雙擲開關(guān)接2；（2）[2]I-t圖像中圖線與坐標軸所圍成面積的物理意義是電容器存儲的電荷量；（3）[3]CD．充電過程開始時，電荷量從零開始逐漸增加，充電完畢時電荷量達到最大值，故C錯誤，D正確；AB．由于電容C不變，根據(jù)可知充電過程隨著電荷量增加，極板間電壓增大，充電完畢后，電荷量不再增加，電壓不變，故A錯誤，B正確。故選BD。12.某實驗小組測量某圓柱復(fù)合材料的電阻率。（1）該實驗小組分別用20分度的游標卡尺、螺旋測微器測量其長度和直徑，某次測量結(jié)果如圖甲、乙所示。該圓柱復(fù)合材料的長度________cm，直徑________mm；（2）該實驗小組用如圖丙所示實驗電路測量其電阻值。 （3）某次實驗時，電壓表的示數(shù)為U，電流表的示數(shù)為I，若用表示該圓柱復(fù)合材料的電阻的測量值，則該測量值比真實值偏________（填“大”或“小”）。導(dǎo)致此誤差的原因是________；（4）用實驗過程中測量的物理量對應(yīng)的字母表示電阻率，則該圓柱復(fù)合材料電阻率的表達式為________?！敬鸢浮竣?17.650②.0.440③.小④.電壓表分流⑤.【解析】【詳解】（1）[1]20分度游標卡尺的精確值為，由圖甲可知該圓柱復(fù)合材料的長度為[2]螺旋測微器的精確值為，由圖乙可知該圓柱復(fù)合材料的直徑為（3）[3][4]由電路圖可知，電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，使得電流表讀數(shù)比流過待測電阻的真實電流大，故有可知測量值比真實值偏小，導(dǎo)致此誤差的原因是電壓表的分流。（4）[5]根據(jù)電阻定律可得三、解答題（本題共3個小題，13題10分，14題13分，15題18分，共41分）13.如圖所示為一組勻強電場的電場線，將帶電荷量為q=－1.0×10－6C的帶電油滴（可視為點電荷）由 A點沿直線移至B點，電場力做了－2×10－6J的功，已知A、B間的距離為2cm。試求：（1）A、B兩點間的電勢差UAB以及該勻強電場的電場強度的大??；（2）若A點的電勢為φA=1V，試求B點的電勢φB以及油滴在B點的電勢能EpB?！敬鸢浮浚?）2V，200V/m；（2）－1V，1.0×10－6J【解析】【詳解】（1）由題意可知，點電荷從A到B，電場力做負功據(jù)得A、B兩點沿電場線方向的距離則（2）由則油滴在點的電勢能14.如圖，豎直放置的A、B與水平放置的C、D為兩對正對的平行金屬板，A、B兩板間電勢差為，C、D兩板分別帶正電和負電，兩板間場強為，C、D兩極板長均為。一質(zhì)量為，電荷量為的帶電粒子（不計重力）由靜止開始經(jīng)A、B加速后穿過C、D并發(fā)生偏轉(zhuǎn)（CD右側(cè)沒有電場），最后打在熒光屏上。求：（1）粒子離開B板時速度大?。?（2）粒子剛穿過C、D時的豎直偏轉(zhuǎn)位移；（3）粒子打在熒光屏上時的動能。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）粒子在加速電場中加速過程，由動能定理可得解得（2）粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，由動力學(xué)知識可得，，聯(lián)立解得（3）粒子從開始運動到打在熒光屏上整個過程根據(jù)動能定理可知所以有15.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一段絕緣的圓弧軌道AB和絕緣的水平軌道BC相切于B，其中AB圓弧軌道的圓心為O，，圓心角θ=53°，圓弧軌道光滑，BC軌道粗糙且足夠長，滑塊與軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，軌道AB左側(cè)d=0.6m的區(qū)域存在一豎直向下勻強電場E1，BC軌道區(qū)域存在水平向右的勻強電場E2，一質(zhì)量為m=0.2kg，電量|q|=1.0×10-4C的滑塊以一定的初速度從電場E1的左邊界水平拋入，滑塊恰好能做直線運動，假定最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求： （1）滑塊的電性和E1的大小；（2）若電場E1大小不變，方向反向，要使滑塊恰好能從A點沿切線滑入軌道，求滑塊水平拋入電場E1時的初速度，以及進入A點時的速度；（3）在第（2）問的條件下，若電場E2的大小可在0到2×104N/C范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，當E2取不同值時，求滑塊最終因摩擦而產(chǎn)生的熱量。（Q可用E2表示）【答案】（1）負電，；（2），；（3）①當時②當時滑塊最終靜止在B點③當時【解析】【詳解】(1)依題意，滑塊恰好能做直線運動，有解得且滑塊帶負電。（2）電場反向后，由牛頓第二定律可得滑塊做類平拋運動，有 解得且（3）滑塊到達B點時解得滑塊向右運動到速度減為0時解得第一個臨界值：當時第二個臨界值：當滑塊回到A點時速度剛好減為0解得①當時②當時 滑塊最終靜止B點③當時