北京市2024-2025學(xué)年高二年級(jí)上冊期中物理試題（含答案）

北京2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期中練習(xí)

高二物理（選考）

命題人：高二物理組審題人：高二物理組

2024.11

說明：本試卷共8頁，共100分。考試時(shí)長90分鐘。

一、本題共14小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。（每小題3

分，共42分）

1.定義式和決定式反映了人們對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的不同層次，定義式側(cè)重描述客觀世界，刻畫自然界是怎樣的;

決定式則側(cè)重對(duì)客觀世界的因果解釋，解釋自然界為什么是這樣的。關(guān)于定義式和決定式，下列說法正確

的是（）

A.E=￡是決定式，它適用于任何電場

Q

B.￡=斗決定式，它只適用于真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場

r

E

C.9=」是決定式，它只適用于勻強(qiáng)電場

q

D.。=怖是定義式，它不適用于平行板電容器

2.某區(qū)域靜電場的電場線分布如圖所示，a、b.c是電場中的三個(gè)點(diǎn)。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.a、6、c三點(diǎn)電場強(qiáng)度大小關(guān)系為《>&>耳

B.a、氏c三點(diǎn)電勢關(guān)系為外>①>以

C.電子在°、6、c三點(diǎn)的電勢能關(guān)系為￡〃>￡網(wǎng)>￡?

D.將質(zhì)子從6點(diǎn)由靜止釋放，僅在靜電力作用下將沿電場線運(yùn)動(dòng)

3.靜電場中某一電場線與x軸重合，電場線上各點(diǎn)的電勢9在x軸上的分布如圖所示，圖中曲線關(guān)于坐標(biāo)

原點(diǎn)。對(duì)稱。在x軸上取/、B、C、。四點(diǎn)，/和。、2和C分別關(guān)于。點(diǎn)對(duì)稱。下列說法正確的是（)

（）

A.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向與x軸正方向相反

B.C、。兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度Ec>ED

C.試探電荷+q從/點(diǎn)移到8點(diǎn)，靜電力做正功

D.同一試探電荷在8點(diǎn)和C點(diǎn)具有的電勢能相等

4.經(jīng)過精確校準(zhǔn)的電壓表Y和V2,分別用來測定如圖所示電路中R兩端。、b間的電壓，讀數(shù)依次為12.7V

和12.3V,則（）

A.電壓表V的內(nèi)阻大于丫2的內(nèi)阻B.電壓表Y的內(nèi)阻小于丫2的內(nèi)阻

C.a、b間的實(shí)際電壓應(yīng)小于12.3VD.a、b間的實(shí)際電壓應(yīng)介于12.3V與12.7V之間

5.如圖所示，以點(diǎn)電荷-。為球心畫出兩個(gè)球面1和2,半徑分別為4和火2,。點(diǎn)位于球面1上，6點(diǎn)位

于

球面2上，下列說法正確的是（）

A.。點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢B.。、b兩點(diǎn)場強(qiáng)比為尺；：尺；

C.穿過球面1的電場線總條數(shù)比穿過球面2的多D.將帶正電的點(diǎn)電荷q從。點(diǎn)移動(dòng)到6電勢能減小

6.某示波器在XX'、yy不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)光斑位于屏幕中心，現(xiàn)給其加如圖所示偏轉(zhuǎn)電壓，則在光屏上將

會(huì)看到下列哪個(gè)圖形（圓為熒光屏，虛線為光屏坐標(biāo)）（）

7.下列選項(xiàng)中的各工圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，且電荷均勻分布，各,圓環(huán)間彼此絕緣。

44

8.如圖所示，掃地機(jī)器人由主機(jī)和充電座兩部分構(gòu)成。充電座接在220V的插座上，可以對(duì)主機(jī)的電池進(jìn)

行充電。在某品牌掃地機(jī)器人的說明書上獲得下表中的參數(shù)，由這些參數(shù)可知（）

主機(jī)電池電動(dòng)勢、容量14.4V、5200mA-h

額定電壓14.4V

額定功率69W

充電座額定功率28W

額定輸出電壓20V

額定輸出電流1.2A

A.主機(jī)電池充電完畢儲(chǔ)存的電能約為5200J

B.主機(jī)以額定功率工作的時(shí)間約為2h

C.充電座以額定功率工作時(shí)Is內(nèi)輸出的電能約為28J

D.充電座以額定功率工作時(shí)1s內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)能為4J

9.某同學(xué)用一個(gè)微安表頭（量程1mA,內(nèi)阻90。）電阻箱片和電阻箱火2組裝一個(gè)多用電表，有電流10mA

和電壓4V兩擋，改裝電路如圖所示，則片、火2應(yīng)調(diào)到多大阻值（）

A.7?,=100Q,7?2=310QB,4=100,^2=3100

c.R}=100Q7?2=391Q

D.=100,7^=3910

io.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在真空中的兩塊不帶電的金屬板相距很近時(shí)，它們之間會(huì)存在一種作用。力。這一現(xiàn)象

的實(shí)質(zhì)是與量子力學(xué)中的真空零點(diǎn)能相關(guān)的宏觀現(xiàn)象，可以形象理解為金屬板之間充滿了具有能量的電磁

波，當(dāng)它們相互靠近時(shí)（如圖所示），兩板間的一些波會(huì)逐漸被“擠壓”出去，使得周圍空間的能量高于兩

板之間的能量，推動(dòng)它們繼續(xù)靠近，從而表現(xiàn)得像是存在一種作用力的效果。已知這種作用力尸與普朗克

常量仄真空中電磁波的波速c、平行金屬板間的距離d以及兩板間的正對(duì)面積S有關(guān)。你可能不會(huì)求解尸

的表達(dá)式，但根據(jù)所學(xué)的知識(shí)你可以對(duì)尸表達(dá)式的合理性做出一些判斷。已知普朗克常量的單位是Js根

據(jù)你的判斷，下列關(guān)于尸的表達(dá)式可能正確的是（）（式中的〃是無單位的物理常量）（）

箏。T°”哈

二.不定項(xiàng)選擇題本題共4個(gè)小題，每題至少有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。（每小題3分，共12

分）

11.如圖所示，兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體/和2彼此接觸，起初它們不帶電。手握絕緣手柄，把帶正電的導(dǎo)體C

置于/附近。下列說法正確的是（）

A.此時(shí)/電勢低，2電勢高

B.先把/、8分開，然后移去C,貼在/、2下部的金屬箔都閉合

C.先用手摸一下2后再移開C,/、8均帶負(fù)電

D./、8分開后，若/帶上了—1.0x10-8（2的電荷，則3一定帶上了+1.0xl0-8c的電荷

12.如圖所示，三條虛線表示某點(diǎn)電荷電場的等勢面.一帶電粒子僅受電場力作用，沿實(shí)線運(yùn)動(dòng)，/、

C、。、G是軌跡與等勢面的交點(diǎn)。則（）

A.產(chǎn)生電場的點(diǎn)電荷和運(yùn)動(dòng)的帶電粒子都帶正電

B.帶電粒子經(jīng)過2、G兩點(diǎn)時(shí)加速度一樣大

C.帶電粒子從4點(diǎn)到3點(diǎn)的過程中電勢能減小

D.帶電粒子從C點(diǎn)到D點(diǎn)的過程中動(dòng)能先減小后增大

13如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源（不計(jì)內(nèi)阻）連接，下極板接地，開關(guān)S初始閉合,

一帶電油滴位于電容器中的尸點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)，下列說法正確的是（）

___3

?:"E

A.油滴帶正電荷

B.將上極板向上移動(dòng)一小段距離，電容器的電容減小

C.上極板向左平移一小段距離，油滴仍保持靜止

D.斷開開關(guān)S,將上極板向下平移一小段距離P點(diǎn)電勢升高

14.如圖所示，正電荷。均勻分布在半徑為廠的金屬球面上，沿x軸上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小和電勢分別用E

和夕表示。選取無窮遠(yuǎn)處電勢為零，下列關(guān)于x軸上各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小E或電勢夕隨位置x的變化關(guān)系

圖，不正確的是（）

0

三、實(shí)驗(yàn)題（共18分）

15.（8分）

（1）如圖1所示為“研究影響平行板電容器電容的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置，以下說法正確的是

A.A板與靜電計(jì)的指針帶的是異種電荷

B.甲圖中將B板上移，靜電計(jì)的指針偏角減小.

C.乙圖中將B板左移，靜電計(jì)的指針偏角不變

D.丙圖中將電介質(zhì)插入兩板之間，靜電計(jì)的指針偏角減小

（2）利用如圖2甲所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，電流傳感器可以捕捉到瞬間的電流變化，直流電

源電動(dòng)勢9V,內(nèi)阻可忽略，實(shí)驗(yàn)過程中屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的圖像如圖2乙所示。

①關(guān)于電容器充電過程中電容器兩極間電壓5電容器所帶電荷量0隨時(shí)間，變化的圖像，下面四個(gè)圖像

中，正確的是。

②如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻及,充電時(shí)/-/曲線與橫軸所圍成的面積將（填”增

大”“不變”或“變小”）；充電時(shí)間將（填“變長”“不變”或“變短”）。

③電容器充電后就儲(chǔ)存了能量，某同學(xué)研究電容器儲(chǔ)存的能量￡與電容器的電容C、電荷量。及電容器兩

極間電壓。之間的關(guān)系。他從等效的思想出發(fā)，認(rèn)為電容器儲(chǔ)存的能量等于把電荷從一個(gè)極板搬運(yùn)到另一

個(gè)極板過程中克服電場力所做的功。為此他做出電容器兩極間的電壓。隨電荷量。變化的圖像如圖3所示。

按他的想法，下列說法正確的是。

A.U-0圖線的斜率越大，電容C越大

B.搬運(yùn)Aq的電量，克服電場力所做的功近似等于上方小矩形的面積

C.對(duì)同一電容器，電容器儲(chǔ)存的能量￡與兩極間電壓U成正比

OF

D.若電容器電荷量為0時(shí)儲(chǔ)存的能量為E,則電容器電荷量為色時(shí)儲(chǔ)存的能量為7

（3）某學(xué)習(xí)小組在“用傳感器觀察電容器放電過程”的實(shí)驗(yàn)中得到的/-/圖像如圖所示，已知圖線與坐標(biāo)

軸所圍圖形的面積約40個(gè)小方格，則電容器釋放的電荷量約為C

16.（10分）

在“測定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測量儀器均己校準(zhǔn)。待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm。

（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某次測量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)應(yīng)為mm（該值接近

多次測量的平均值）。

（2）用伏安法測金屬絲的電阻火工。實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組（電動(dòng)勢為3V,內(nèi)阻約1。）、電流表（內(nèi)阻

約0.1。）、電壓表（內(nèi)阻約3k。）、滑動(dòng)變阻器R（0-20Q,額定電流2A）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利

用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量,記錄數(shù)據(jù)如下:

次數(shù)123456

U/N0.200.601.001.502.002.70

77A0.020.080.130.200.260.35

由以上數(shù)據(jù)可知，選用的是圖2中的（選填“甲”或“乙”）圖。

（3）圖3是測量R*的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線。請(qǐng)根據(jù)圖2所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖3

中實(shí)物間的連線。

（4）這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立。、/坐標(biāo)系，如圖4所示，圖中已標(biāo)出了測量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的5個(gè)坐標(biāo)

點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D4中標(biāo)出第4次測量數(shù)據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出。/圖線。由圖線得到金屬絲的阻值?=Q

（保留兩位有效數(shù)字）。

（5）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲的電阻率約為（填選項(xiàng)前的符號(hào)）。

A.1x102Q-mB.1x103Q-mC.IxlO^Q-mD.1x108Q-m

四、計(jì)算題（共40分）

17.（8分）在水平方向的勻強(qiáng)電場中，用絕緣輕繩懸掛一質(zhì)量為加、電荷量為q的小球，小球靜止時(shí)輕繩

與豎直方向的夾角為60。，重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力。

（1）求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E；

（2）若剪斷輕繩，求小球此后在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小a；

（3）若撤去電場，小球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)擺動(dòng)，求小球擺到最低點(diǎn)時(shí)受到一輕繩的拉力大小7。

18.（8分）如圖所示，為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出（初速度可忽略不計(jì)），經(jīng)燈絲與/

板間的電壓加速，從/板中心孔沿中心線KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板〃、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中

（偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場，兩平行金屬板板長/,兩極板相距d,兩板間所加電壓為。2,然后從板間飛出

射到距板4的熒光屏上（不計(jì)重力，熒光屏中點(diǎn)在兩板間的中央線上，電子質(zhì)量加，電量e）。求:

（1）電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的速度v大?。?/p>

（2）電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)速度偏轉(zhuǎn)角度的正切值tan6?

（3）電子在熒光屏上的偏移量F?

(4)示波器的靈敏度定義為偏轉(zhuǎn)電場中每單位偏轉(zhuǎn)電壓所引起的偏轉(zhuǎn)量,試分析說明示波器的靈敏度

的決定因素。

19.（12分）導(dǎo)體內(nèi)存在大量可以自由移動(dòng)的自由電荷，由于恒定電場的作用，這些自由電荷定向運(yùn)動(dòng)形成

電流，但是，導(dǎo)體中自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的速率是增加的，而運(yùn)動(dòng)過程中它們會(huì)與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子碰撞從

而減速，因此自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不隨時(shí)間變化。

一段橫截面積為S的金屬直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有"個(gè)自由電子，電子的質(zhì)量為加，電子的電荷量為e。該導(dǎo)

線通有電流時(shí)，電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速度用v表示。

（1）求導(dǎo)線中的電流/。

（2）按照經(jīng)典理論，電子在金屬中運(yùn)動(dòng)的情形是這樣的；在外加電場（可通過加電壓實(shí)現(xiàn)）的作用下，自

由電子發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，便產(chǎn)生了電流。電子在運(yùn)動(dòng)的過程中要不斷地與金屬離子發(fā)生碰撞，將動(dòng)能交給金

屬離子，而自己的動(dòng)能降為零，然后在電場的作用下重新開始加速運(yùn)動(dòng)（為簡化問題，我們假定：電子沿

電流方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)），經(jīng)加速運(yùn)動(dòng)一段距離后，再與金屬離子發(fā)生碰撞。電子在兩次碰撞之間走的

平均距離叫自由程，用2表示。請(qǐng)從宏觀和微觀相聯(lián)系的角度，結(jié)合能量轉(zhuǎn)化的相關(guān)規(guī)律，說明金屬導(dǎo)體

的電阻率與哪些因素有關(guān)。

（3）以下對(duì)直導(dǎo)線內(nèi)部做進(jìn)一步分析：設(shè)導(dǎo)線單位體積內(nèi)有力個(gè)自由電子，電子電荷量為e,自由電子定

向移動(dòng)的平均速率為干?，F(xiàn)將導(dǎo)線中電流/與導(dǎo)線橫截面積S的比值定義為電流密度，其大小用/表示。

a.請(qǐng)建立微觀模型，利用電流的定義式/=：,推導(dǎo)/=〃部

b.從宏觀角度看，導(dǎo)體兩端有電壓，導(dǎo)體中就形成電流，從微觀角度看，若導(dǎo)體內(nèi)沒有電場，自由電子就

不會(huì)定向移動(dòng)。設(shè)導(dǎo)體的電阻率為夕，電導(dǎo)率。就是電阻率P的倒數(shù)，即^二工，導(dǎo)體內(nèi)場強(qiáng)為￡,請(qǐng)

P

推導(dǎo)出,、E三者間滿足的關(guān)系式。

20.(12分)

反證法、圖像法、模型建構(gòu)等方法是物理學(xué)中常用的思想方法。

E

(1)請(qǐng)你從下面兩個(gè)問題中選擇一個(gè)利用反證法進(jìn)行證明。

①電場線和等勢面垂直；

②是否存在如圖所示的電場，電場線相互平行，但間距不相等？請(qǐng)說明理由。

(2)小文同學(xué)在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，也設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，電路如圖乙所示，R為保護(hù)電阻，

已測出電阻絲的橫截面積為S,用一個(gè)帶有接線柱的小金屬夾沿電阻絲滑動(dòng)，可改變接入電路中電阻絲的長

度工，實(shí)驗(yàn)中記錄了幾組不同長度L對(duì)應(yīng)的電流/.他準(zhǔn)備利用圖象法處理數(shù)據(jù)來計(jì)算該電阻絲的電阻率。

請(qǐng)分析說明小文同學(xué)應(yīng)該做出怎樣的線性函數(shù)圖象，并定性畫出該圖象：請(qǐng)指出在本實(shí)驗(yàn)中電流表的內(nèi)阻

對(duì)該電阻絲電阻率的測量結(jié)果有無影響。

----------H——

乙

(3)“星空浩瀚無比，探索永無止境”人類從未停止對(duì)宇宙的探索，中國航天事業(yè)正在創(chuàng)造更大的輝煌。

在航天器到達(dá)預(yù)定高度后，通常使用離子推進(jìn)器作為動(dòng)力裝置再進(jìn)行姿態(tài)和軌道的微小修正。如圖2所示,

推進(jìn)劑從P處注入，在/處電離出正離子，B,C之間加有恒定電壓U,正離子進(jìn)入2時(shí)的速度忽略不計(jì),

經(jīng)加速形成電流為/的離子束后噴出。已知單位時(shí)間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為加°。為研究方便，假定離子推進(jìn)

器在太空

飛行時(shí)不受其它外力，忽略推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)的速度。求推進(jìn)器獲得的推力的大小元

圖2

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高二物理

命題人：高二物理組審題人：高二物理組

2024.11

說明：本試卷共6頁，共100分?？荚嚂r(shí)長90分鐘。

一.本題共10小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的（每小題3分,

共30分）

12345678910

BDCABDBDDA

二、本題共4個(gè)小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有兩個(gè)選項(xiàng)是符合題意的（每小題3

分，共12分）

11121314

CDBDBCABD

三、實(shí)驗(yàn)題（共18分）

15.（8分）

(1)D；(2)①AC；②不變；變短；③BD(3)3.2X10-3C

16.(10分)

(1)0.300mm；(2)甲；(3)見圖3；(4)見圖4；7.7。(7.1?7.9之間)；(5)C；

三.計(jì)算題（共40分，17、18題各8分，19、20題各12分）

17.解：（1）對(duì)小球受力分析，小球受重力、電場力和輕繩拉力，

根據(jù)平衡條件能得到tan60。=或，解得E=心空；

mgq

（2）剪斷輕繩后，小球所受的合力大小E="=一"一=2mg

°cos60°

根據(jù)牛頓第二定律尸=得。=濁=2g；

m

（3）設(shè)小球擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度為V,輕繩長為/,撤去電場擺到最低點(diǎn)過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

12

mg（/-/cos60°）=-mv2-0,小球在最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有7-m8=%亍

聯(lián)立解得：T=2mg。

18.（解：（1）電子在加速電場。]中加速，根據(jù)動(dòng)能定理eU]=g加聲，解得丫=

（2）電子在偏轉(zhuǎn)電場。2里做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向/=近,

豎直方向加速度a=—=史g

mma

豎直分速度9=at

v

電子速度偏轉(zhuǎn)角度的正切值tane=上

v

聯(lián)立解得：tan。=2

2U]d

（3）離開電場時(shí)，速度反向延長交類平拋水平位移中點(diǎn)，據(jù)幾何知識(shí)得：tan9=丁Y」

T2

（4）則靈敏度為，與和4有關(guān)

U24dU]

19.解：（1）因?yàn)橥ㄓ须娏鲿r(shí)，導(dǎo)體中的自由電子定向移動(dòng)的平均速度為尸，所以時(shí)間f內(nèi)，自由電子運(yùn)

動(dòng)的長度為G,在導(dǎo)體中的體積為Gs,即通過某一橫截面的自由電子數(shù)為這些自由電子的電荷量

為q=nvtSe

由電流的定義式可得，導(dǎo)體中的電流/=9=〃話e

t

1

（2）設(shè)每個(gè)自由程之間的電壓為U,自由電子碰撞前的速度為v,則有eU=—相聲9

2

從宏觀角度來看，由電阻定律可得一個(gè)自由程長度的導(dǎo)體電阻大小為：R=P^

3

再由歐姆定律可得，該導(dǎo)體內(nèi)的電流大小為：/=—

R

從微觀角度來看，電流的微觀表達(dá)式為：I=KSe

又因?yàn)樽杂呻娮釉谝粋€(gè)自由程內(nèi)做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以有：v=2"

以上各式聯(lián)立可得：Q=啟工

所以金屬導(dǎo)體電阻率的影響影響因素有：自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速度，單位體積的自由電子數(shù)，自由程

的長度

(3)a.在直導(dǎo)線內(nèi)任選一個(gè)橫截面S,在Af時(shí)間內(nèi)以S為底，以/為高的柱體內(nèi)的自由電子都將從此截

面通過，由電流及電流密度的定義知：j=L=乂,其中Aq=〃eSvA/,代入上式可得：j=nev

SNtS

b.(猜想：/與E成正比)設(shè)橫截面積為S,長為/的導(dǎo)線兩端電壓為U,則￡=彳；

電流密度的定義為/=’,將/=2代入，得/=";

SRSR

1r1

導(dǎo)線的電阻尺=夕一，代入上式，可得/