山西省2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試題（含答案）

山西省2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四五總分評分一、單選題1．一裝置由帶正電的金屬圓筒Q和帶負(fù)電的線狀電極P組成，圓筒內(nèi)的電場線如圖所示，A、B兩點到電極P的距離相等，A、B、C三點和電極P在一條直線上，下列說法正確的是（）A．B點的電場強度大于A點的電場強度B．C點與A點的電場方向相同C．C點的電勢比B點的電勢高D．將一試探電荷從C點沿不同的路徑移至A點，電場力做的功可能不相等2．A、B兩電阻的伏安特性曲線如圖所示，下列說法正確的是（）A．電阻A和電阻B均為線性元件B．電阻A的阻值隨電流的增大而減小C．電阻B的阻值不變，圖中的斜率等于其阻值D．在兩圖線交點處，電阻A的阻值等于電阻B的阻值3．如圖所示，將一不帶電的枕形導(dǎo)體放在一個點電荷+Q（Q>0）的右側(cè)，C、D為枕形導(dǎo)體內(nèi)部的兩點，沿過D點的豎直虛線將導(dǎo)體視為左、右兩部分，當(dāng)達(dá)到靜電平衡時，下列說法正確的是（）A．枕形導(dǎo)體左邊部分帶正電B．枕形導(dǎo)體左邊部分的電荷量大于右邊部分的電荷量C．C、D兩點的電場強度相等D．將點電荷+Q緩慢靠近枕形導(dǎo)體，C點的電場強度逐漸增大4．安培提出了著名的分子電流假說，根據(jù)這一假說，電子繞原子核運動可等效為一環(huán)形電流。如圖為一分子電流模型，電量為e的電子以角速度ω繞原子核沿順時針方向做勻速圓周運動，則該環(huán)形電流的大小和方向為（）A．eω2π，逆時針 B．2πeC．πe2ω，逆時針 D．eω5．兩個點電荷電場的部分電場線如圖所示，一帶電粒子僅在靜電力的作用下由a點運動到c點的軌跡如圖中虛線所示，則下列說法正確的是（）A．粒子帶負(fù)電B．正電荷的電荷量大于負(fù)電荷的電荷量C．粒子在b點的速度大于在c點的速度D．粒子在b點的加速度小于在c點的加速度6．一帶電粒子僅在電場力作用下沿x軸正方向運動時，其動能Ek隨位移x變化的關(guān)系圖像如圖所示，其中0～x2段為曲線，xA．0～xB．x1C．粒子在x2D．若0～x2段曲線關(guān)于直線x=x7．一勻強電場的方向平行于經(jīng)xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點的位置如圖所示，三點的電勢分別為2V、8V、14V，下列說法正確的是（）A．坐標(biāo)原點處的電勢為?4VB．電子在a點的電勢能比在b點的小C．勻強電場的電場強度的大小為1002D．電子從c點運動到b點，靜電力對電子做的功為6eV8．如圖所示，空間內(nèi)存在方向水平向右的勻強電場，一根長為L、不可伸長的絕緣細(xì)繩的一端連著一個質(zhì)量為m、帶電荷量為+q（q>0）的小球（視為質(zhì)點），另一端固定于O點。初始時細(xì)繩（張緊狀態(tài)）與電場線平行，由靜止釋放小球，小球擺到O點正下方時速度為零，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A．勻強電場的電場強度大小為2B．?dāng)[動過程中小球的最大速度為2gLC．?dāng)[動過程中小球所受的最大拉力為(3D．?dāng)[動過程中小球減少的重力勢能與增加的電勢能始終相等二、多選題9．半導(dǎo)體指紋傳感器多用于手機、電腦、汽車等設(shè)備的安全識別，采集指紋的場景如圖所示。傳感器半導(dǎo)體基板上有大量金屬顆粒，基板上的每一點都是小極板，其外表面絕緣。當(dāng)手指的指紋一面與基板的絕緣表面接觸時，由于指紋凹凸不平，凸點處與凹點處分別與半導(dǎo)體基板上的小極板形成正對面積相同的電容器，使每個電容器的電壓保持不變，對每個電容器的放電電流進行測量，即可采集指紋。指紋采集過程中，下列說法正確的是（）A．指紋的凹點處與小極板距離遠(yuǎn)，電容小B．指紋的凸點處與小極板距離近，電容小C．手指擠壓基板的絕緣表面，電容器帶電荷量增大D．手指擠壓基板的絕緣表面，電容器帶電荷量減小10．如圖所示，直線OC為電源A的總功率隨電流I變化的圖線，拋物線ODC為該電源內(nèi)部熱功率隨電流I變化的圖線．若該電源與電阻B串聯(lián)后，電路中的電流為0.A．電阻B的阻值為10ΩB．電源A的內(nèi)阻為2ΩC．電源A與電阻B串聯(lián)后，路端電壓為6D．電源A與電阻B串聯(lián)后，電源A內(nèi)部熱功率為111．如圖所示，一電荷均勻分布的帶正電的圓環(huán)，其半徑為R，在垂直于圓環(huán)且過圓心O的軸線上有A、B、C三個點，BO=CO=33R，AO=A．B、C兩點的電場強度相同B．B點的電場強度為A點電場強度的3倍C．電子在B、C兩點的速度相同D．若將電子在C點由靜止釋放，電子能夠運動到A點12．高壓電線落地可能導(dǎo)致行人跨步觸電。如圖所示，設(shè)人的兩腳M、N間的最大跨步距離為d，電線在觸地點O流入大地的電流為I，大地的電阻率為ρ，O、N間的距離為R，電流在以O(shè)點為圓心、r為半徑的半球面上均勻分布，其電流密度為12πA．若電流方向從O到N，越靠近O點，電勢越高B．當(dāng)兩腳間的距離最大時，兩腳間電壓一定不為零C．等效點電荷Q的電荷量為ρID．若M，N、O三點在一條直線上，圖中兩腳M、N間的跨步電壓等于ρId三、填空題13．美國物理學(xué)家密立根通過研究帶電油滴在平行金屬板間的運動，比較準(zhǔn)確地測定了元電荷，因此獲得了1923年的諾貝爾物理學(xué)獎．其實驗原理可簡化為如圖所示的模型，置于真空中的油滴室內(nèi)有兩塊水平放置的平行金屬板A、B，與電壓為U的恒定電源兩極相連，平行金屬板A、B間距為d，兩板間存在豎直方向的勻強電場，噴霧器噴出帶同種電荷的油滴，少數(shù)油滴通過上面金屬板的小孔進入平行金屬板間，油滴進入金屬板間后，發(fā)現(xiàn)有的油滴剛好懸浮不動。（1）已知金屬板A帶正電，金屬板B帶負(fù)電，通過分析可知油滴帶（填“正電”或“負(fù)電”）。（2）若已知懸浮油滴的質(zhì)量為m，重力加速度大小為g，忽略空氣對油滴浮力的影響，則懸浮油滴帶的電荷量為。（用題中涉及的物理量符號表示）（3）現(xiàn)在公認(rèn)的元電荷的值為e=C。四、實驗題14．現(xiàn)代社會人們倡導(dǎo)綠色生活，電瓶車已經(jīng)進入千家萬戶。沈明同學(xué)嘗試測量電瓶車上一節(jié)蓄電池的電動勢和內(nèi)阻，已知一節(jié)蓄電池的電動勢約為12V，內(nèi)阻較小。（1）為了使電壓表示數(shù)變化得比較明顯，沈明在思考后決定將R0=4Ω的定值電阻串入電路中，他想到了圖甲中A、B兩種實驗電路圖，你認(rèn)為應(yīng)該選擇（2）該同學(xué)連接正確的實驗電路后，多次調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，讀出相應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)U和I，將測得的數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的U?I圖像。則一節(jié)蓄電池的電動勢E＝V、內(nèi)阻r＝Ω。（均用a、b、c和R0（3）該實驗中由于電流表和電壓表均為非理想電表，從而引起系統(tǒng)實驗誤差。圖丙中，實線是根據(jù)本實驗的數(shù)據(jù)描點作圖得到的U?I圖像，虛線是該電源在沒有電表內(nèi)阻影響的理想情況下所對應(yīng)的U?I圖像。其中正確的是______。A． B．C． D．五、解答題15．如圖所示，電源的電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1Ω，定值電阻R1=3Ω，電動機M內(nèi)部線圈電阻R2=0.5Ω。當(dāng)開關(guān)S1、S（1）此時流過電源的干路電流I；（2）電動機的輸出功率。16．如圖所示，一帶電粒子由靜止被電壓為U1的加速電場加速，然后沿著水平方向進入另一個電壓為U2（未知）的勻強偏轉(zhuǎn)電場，長為L的偏轉(zhuǎn)電場的極板水平放置，極板間距為d，粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時速度方向與水平方向的夾角θ=30°。已知粒子的電荷量為q、質(zhì)量為m，不計粒子受到的重力。求：（1）粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動時間t；（2）U2。17．如圖所示，在水平軌道AB的末端處，平滑連接一個半徑R=0.4m的光滑半圓形軌道，半圓形軌道與水平軌道相切，C點為半圓形軌道的中點，D點為半圓形軌道的最高點，整個軌道處在電場強度水平向右、大小E=4×103V/m的勻強電場中、將一個質(zhì)量m=0.1kg、帶正電的小物塊（視為質(zhì)點），從水平軌道的A點由靜止釋放，小物塊恰好能通過D點。小物塊的電荷量q=2×10－4C，小物塊與水平軌道之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，取重力加速度大小g=10m/s2。求：（1）A、B兩點間的距離L；（2）小物塊通過C點時對軌道的壓力大小FN；（3）小物塊在水平軌道AB上的落點到B點的距離x。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A．根據(jù)電場線的疏密程度與電場強度的關(guān)系，結(jié)合題圖可知A點的電場強度大于B點的電場強度，A不符合題意：B．電場方向與電場線相切，由題圖可知C點與A點的電場方向相反，B不符合題意；C．沿著電場線方向電勢降低，可知C點的電勢比B點的電勢高，C符合題意；D．電場力做的功與移動路徑無關(guān)，將一試探電荷從C點沿不同的路徑移至A點，電場力做的功相等，D不符合題意。故答案為：C。

【分析】電場線的疏密程度表示電場的強弱，電場方向與電場線相切，沿著電場線方向電勢降低。2．【答案】D【解析】【解答】A．電阻A是非線性元件，電阻B為線性元件，A不符合題意；B．電阻A的阻值隨電流的增大而增大，B不符合題意；C．電阻B的阻值不變，圖中的斜率等于其阻值的倒數(shù)，C不符合題意；D．在兩圖線交點處，電阻A的阻值等于電阻B的阻值，D符合題意。故答案為：D。

【分析】非線性元件的伏安特性曲線為曲線，線性元件的伏安特性曲線為直線，伏安特性曲線斜率的倒數(shù)為電阻的阻值。3．【答案】C【解析】【解答】A．根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引可知，當(dāng)達(dá)到靜電平衡時，枕形導(dǎo)體左邊部分帶負(fù)電、右邊部分帶正電，A不符合題意；B．因為枕形導(dǎo)體整體為電中性，則左邊部分的電荷量等于右邊部分的電荷量，B不符合題意；C．枕形導(dǎo)體處于靜電平衡，其內(nèi)部電場強度處處為零，即C、D兩點的電場強度均為零，C符合題意；D．將點電荷+Q緩慢靠近枕形導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)部電場強度仍處處為零，D不符合題意。故答案為：C。

【分析】電荷相互排斥、異種電荷相互吸引，整體為電中性，則左邊部分的電荷量等于右邊部分的電荷量。枕形導(dǎo)體處于靜電平衡，內(nèi)部電場強度處處為零。4．【答案】A【解析】【解答】由電流定義式I=可知等效電流為I=又因為T=聯(lián)立可得I=又因為電子帶負(fù)電，所以電流方向與電子運動方向相反，故電流方向逆時針。A符合題意，BCD不符合題意。故答案為：A。

【分析】根據(jù)電流的定義式以及周期和角速度的關(guān)系得出電流的表達(dá)式。5．【答案】B【解析】【解答】A．粒子的軌跡向電場強度方向彎曲，粒子所受電場力與電場強度方向相同，粒子帶正電荷，A不符合題意；B．正電荷所在處的電場線比負(fù)電荷所在處的電場線密，所以正電荷的電荷量大于負(fù)電荷的電荷量，B符合題意；C．粒子由b點到c點的過程中，電場力與速度方向成銳角，速度增大，粒子在b點的速度小于在c點的速度，C不符合題意；D．電場線b點比c點密，b點的電場強度大，粒子所受的電場力大，加速度大，所以粒子在b點的加速度大于在c點的加速度，D不符合題意。故答案為：B。

【分析】粒子的軌跡向電場強度方向彎曲，電場線的疏密表示電場的強弱，當(dāng)電場力與速度夾角為鈍角時物體的速度增大，通過牛頓第二定律得出BC兩點加速度的大小關(guān)系。6．【答案】C【解析】【解答】A．圖像的斜率為k=根據(jù)動能與位移的關(guān)系可知，圖像的斜率表示帶電粒子在該位置所受的電場力，根據(jù)F=qE可知，由于q不變，故圖像斜率與帶電粒子所在位置的電場強度成正比。在0～x3中，由圖像可知，當(dāng)x=xBC．根據(jù)圖像可知x2～x3段為直線，其斜率不變，即帶電粒子所受電場力不變，此過程中電場強度也不變。根據(jù)牛頓第二定律可知，在x2D．若0～x2段曲線關(guān)于直線x=x1對稱，則粒子在原點的動能等于在x=x故答案為：C。

【分析】根據(jù)動能和X的關(guān)系得出帶電粒子在該位置所受的電場力，結(jié)合圖像得出帶電粒子在該位置所受的電場力，通過電場力的表達(dá)式以及牛頓第二定律進行分析判斷。7．【答案】C【解析】【解答】A．根據(jù)勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系式公式U=Ed，知aO間與cb間電勢差相等，即φ因a、b、c三點電勢分別為φa=2V、φb=8V、φc=14V，解得原點處的電勢為φA不符合題意；B．根據(jù)E可知E電子在a點的電勢能比在b點的大．B不符合題意。C．由上可知，oa兩點的電勢相等，故oa所在直線為等勢線，根據(jù)電場線與等勢面相互垂直可知，bc的連線即為一條電場線，且根據(jù)沿電場線方向電勢在逐漸降低，故電場線方向為c指向b。如下圖所示由公式E=C符合題意；D．質(zhì)子從b點運動到c點，電場力做功為W=eD不符合題意。故答案為：C。

【分析】根據(jù)勻強電場電場強度的表達(dá)式和電勢差與電勢的關(guān)系得出原點處的電勢，通過電勢能的表達(dá)式得出ab兩點電勢能的大小關(guān)系，結(jié)合電場力做功的表達(dá)式得出電力對電子做的功。8．【答案】C【解析】【解答】A．設(shè)勻強電場的電場強度大小為E，小球由靜止釋放至最低點的過程中，根據(jù)動能定理有mgL?qEL=0，解得E=mgB．將電場力與重力合成，則有F合=(mg)2+(qE)2=2mg，合力方向與豎直方向成45°斜向右下，將合力看成一個等效重力，找出等效最低點O'C．小球在O'點時受到的拉力最大，設(shè)拉力為Tm，根據(jù)牛頓第二定律有TmD．?dāng)[動過程中小球減少的重力勢能等于小球的動能增加量和電勢能的增加量之和，D不符合題意。故答案為：C。

【分析】將電場力和重力合力看成一個等效重力，找出等效最低點。由圓周運動相關(guān)知識，球在O'9．【答案】A,C【解析】【解答】A．根據(jù)C=εSB．根據(jù)C=εSCD．根據(jù)C=C=解得Q=手指擠壓基板的絕緣表面，U不變，d減小，電容器帶電荷量增大，C符合題意，D不符合題意。故答案為：AC。

【分析】根據(jù)電容器的定義式和決定式分析判斷電容器的變化情況。10．【答案】B,C【解析】【解答】電源的總功率P=EI當(dāng)I=4A時P=32W則電源的電動勢E=8V由題圖看出，當(dāng)I=4A時，外電路短路，電源內(nèi)部熱功率等于電源的總功率，則有P=代入解得r=2Ω該電源與電阻B串聯(lián)后，電路中的電流為0.8A，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得E=I(R+r路端電壓U=IR=6.4V此時電源內(nèi)部熱功率P=BC符合題意，AD不符合題意。故答案為：BC。

【分析】利用電功率的表達(dá)式可以求出電動勢的大?。焕脽峁β实谋磉_(dá)式可以求出電源內(nèi)阻的大??；結(jié)合閉合電路的歐姆定律可以去除電阻的大小，再結(jié)合熱功率的表達(dá)式可以求出內(nèi)部熱功率的大小。11．【答案】B,C【解析】【解答】A．根據(jù)題意，由對稱性可知，B、C兩點的電場強度大小相等，方向相反，A不符合題意；B．設(shè)圓環(huán)帶電量為Q，將圓環(huán)分成n等分，則每個等分帶電量為q=每個等分可看成點電荷，每個點電荷在A點處產(chǎn)生的場強大小為E根據(jù)電場的疊加原理可得，A點處場強大小為E同理可得，B點處的場強大小為E即B點的電場強度為A點電場強度的3倍，B符合題意；CD．根據(jù)題意，由對稱性可知，電子由C運動到O，電場力做正功，電子由O運動到B電場力做負(fù)功，且做功大小相等，由于不計電子的重力，則電子由C運動到O，動能的增加量與電子由O運動到B動能的減小量相等，即電子在B、C兩點的速度相同，若將電子在C點由靜止釋放，電子恰能夠運動到B點，D不符合題意，C符合題意。故答案為：BC。

【分析】根據(jù)點電荷周圍電場強度的表達(dá)式得出AB出的電場強度，結(jié)合功能關(guān)系得出BC兩點的速度和電子的運動情況。12．【答案】A,C【解析】【解答】A．高壓電線落地，電線觸地電流從O點流入大地的，O點電勢最高，越靠近O點，電勢越高，A符合題意；B．當(dāng)兩腳位于同一等勢線上時即兩腳到O點的距離相等時，跨步電壓為零，B不符合題意；C．根據(jù)題意有I2πr2D．N點處電流密度為I2πR2，由于MN間的電場是非勻強電場，電場強度越靠近O點越大，則知MN間的場強大于Iρ故答案為：AC。

【分析】利用電流的方向可以判別電勢降低的方向；當(dāng)兩只腳處于等勢面時電勢差等于0；利用點電荷的場強公式可以求出電荷量的大小；利用電場強度的大小分布可以比較電勢差的大小。13．【答案】（1）負(fù)電（2）mgd（3）1.60×【解析】【解答】（1）根據(jù)題意，由平衡條件可知，油滴受向上的電場力，可知，油滴帶負(fù)電。（2）根據(jù)題意，由公式可得，兩板間的電場強度為E=由平衡條件可得Eq=mg聯(lián)立可得q=（3）現(xiàn)在公認(rèn)的元電荷的值為e=1.6×【分析】（1）對油滴進行受力分析，根據(jù)共點力平衡得出油滴的電性；

（2）結(jié)合勻強電場電場強度的表達(dá)式和共點力平衡得出電荷量的表達(dá)式；

（3）元電荷的電荷量為e=1.6×1014．【答案】（1）A（2）a；a?b（3）C【解析】【解答】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E?Ir若路端電壓變化小，是由于電源內(nèi)阻較小，則定值電阻應(yīng)串聯(lián)在干路等效為電源內(nèi)阻，故答案為：A。（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E?I(r+U?I圖像縱軸截距等于電動勢，斜率大小等于電源內(nèi)阻，即E=a，|k|=r+得r=（3）由于電壓表的分流作用，電流的測量值小于真實值，因此虛線在實線的上方，當(dāng)電壓表示數(shù)為0時，電流測量值與真實值相等，所以虛線與實線在橫軸相交。故答案為：C?！痉治觥浚?）根據(jù)閉合電路歐姆定律得出U-I的表達(dá)式，從而得出定值電阻應(yīng)串聯(lián)在干路；

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律和U-I圖像得出電源的電動勢和內(nèi)阻；

（3）根據(jù)電流表和電壓表內(nèi)阻對電路的影響得出U-I圖像。15．【答案】（1）解：電阻R1的電功率根據(jù)閉合電路歐姆定律，有U=E