山西省太原市2021-2022学年高二上学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2021-11-22 类型：期中考试

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一、单选题

1. 用金属箔做成一个不带电的细小圆筒，放在干燥的绝缘桌面上。用丝绸摩擦过的玻璃棒慢慢靠近圆筒，当距离较近时圆筒被吸引到玻璃棒上，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A、摩擦使玻璃棒带了负电荷 B、玻璃棒靠近圆筒时，圆筒上部感应出正电荷 C、圆筒被吸引到玻璃棒的过程中，受到的静电力大于其重力 D、圆筒碰到玻璃棒后，玻璃棒所带电荷会被中和

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2. 如图，某科技馆的静电表演台上，体验者站在了一个接地金属笼中，一位工作人员手持50kV的高压放电杆靠近金属笼，当与笼壁间距接近30cm时，放电杆与笼壁间会产生强烈的电弧，而此时笼中的体验者即使手摸笼体内部也安然无恙。则在放电杆放电时（　　）

A、笼体上感应电荷在笼体内激发的电场强度处处为零 B、放电杆在笼体内激发的电场强度处处为零 C、笼体表面及其内部任意位置的电场强度均为零 D、笼体是一个等势体，内部任意两点间的电势差均为零

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3. 如图是等量异种点电荷、等量同种正点电荷、负点电荷、正点电荷电场的电场线，其中，等量同种、等量异种点电荷电场中的A、B两点关于两电荷连线的中点O对称，则A、B两点电场强度相同的是（　　）

A、
B、 C、 D、

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4. 真空中有两个静止的点电荷q₁、q₂ ，相距R，它们间相互作用的静电力的大小为F。若它们的带电量分别变为2q₁、4q₂ ，而距离增大为原来的4倍，则它们间的静电力的大小将变为（　　）

A、 $\frac{F}{4}$ B、 $\frac{F}{2}$ C、2F D、8F

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5. 如图的滑动变阻器中A、B是电阻丝的两个接线柱，C、D是金属杆的两个接线柱。滑动变阻器接入电路的方法有两种，把A和B接线柱接入电路中，在A、C间接入用电器，这种接法叫分压接法。关于分压接法，下列操作与现象正确的是（　　）

A、为保证用电器安全，闭合开关前，滑片P应滑到B端 B、当P由A向B移动时，用电器两端的电压将逐渐变大 C、当P由B向A移动时，用电器两端的电压将逐渐变大 D、若在A，D间接入用电器，则闭合开关前，滑片P应滑到B端

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6. 如图是某电场中的电场线，A、B、C是电场中的三点，它们位于等腰三角形的三个顶点上，其中 $∠ B A C = 30 °$ ， $B A = B C = d$ 。已知A点的场强为E_A、B点的场强为E_B、C点的场强为E_C；电荷量为q的正试探电荷在A点的电势能为E_pA、在B点的电势能为E_pB、在C点的电势能为E_pC。则下列说法正确的是（　　）

A、 $E_{C} < E_{A} < E_{B}$ B、 $E_{p A} > E_{P C} > E_{P B}$ C、A，B两点间的电势差等于 $\frac{\sqrt{3}}{4} (E_{A} + E_{B}) d$ D、A，C两点间的电势差等于 $\frac{E_{p A} - E_{p C}}{q}$

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7. 2020年，“救命神器”——自动体外除颤仪（AED），被山西省人民政府列为在人流密集场所配置的设备项目之一。AED，是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，刺激患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次除颤器的模拟治疗，该除颤器的电容器电容为15μF，充电至3.0kV的电压，如果电容器在0.9ms的时间内完成放电，则本次实验通过人体的电荷量及放电的平均电流分别为（　　）

A、0.045C，50A B、0.045C，5A C、45C，5A D、45C，50A

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8. A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力的作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，这一过程中的v-t图像如图甲所示，则此电场的电场线分布可能是图乙中的（　　）

A、
B、

C、
D、

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9. 两条长度相同、由同种材料制成的均匀电阻丝a、b，其伏安特性曲线分别如图所示，下列判断中正确的是（　　）

A、电阻丝a的直径是b直径的0.3倍 B、将a、b并联后，其 $I - U$ 图线位于a、b之间 C、将a、b串联后接入电路，a两端电压是b两端电压的 $\frac{10}{3}$ 倍 D、将a、b并联后接入电路，通过a、b的电流之比为6：5

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10. 如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点的电势分别为2V、7V和12V，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法中正确的是（　　）

A、匀强电场的电场强度方向由A指向C B、匀强电场的电场强度大小为 $50 \sqrt{3} V / m$ C、DE两点间的电势差为10V D、将电荷量为 $1.6 \times 10^{- 19} C$ 的质子由B点移到F点，电场力做功为 $8.0 \times 10^{- 19} J$

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二、多选题

11. 定义式和决定式反映了人们对自然界认识的不同层次，定义式侧重描述客观世界，刻画自然界是怎样的；决定式则侧重对客观世界的因果解释，解释自然界为什么是这样的。关于定义式和决定式，下列说法正确的是（　　）

A、 $E = \frac{F}{q}$ 是定义式，它适用于任何电场 B、 $E = k \frac{Q}{r^{2}}$ 是决定式，它只适用于真空中点电荷产生的电场 C、 $φ = \frac{E_{p}}{q}$ 是决定式，它只适用于匀强电场 D、 $C = \frac{Q}{U}$ 是定义式，它不适用于平行板电容器

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12. 如图，真空中有三个点电荷，带电量分别为 $q_{1}$ 、 $q_{2}$ 、 $- q_{3}$ ，固定在边长为L的等边三三角形的三个顶点A、B、C上。 $q_{1}$ 对 $- q_{3}$ 的静电力大小为 $F_{1}$ ， $q_{2}$ 对 $- q_{3}$ 的静电力大小为 $F_{2}$ ， $q_{1}$ 、 $q_{2}$ 对 $- q_{3}$ 的静电力的合力大小为F，则下列说法正确的是（　　）

A、 $q_{2}$ 在 $q_{3}$ 处产生的电场强度大小为 $\frac{F_{2}}{q_{2}}$ B、 $q_{2}$ 在 $q_{1}$ 处产生的电场强度大小为 $k \frac{q_{2}}{L^{2}}$ C、 $q_{1}$ 、 $q_{2}$ 在 $q_{3}$ 处产生的电场强度大小为 $\frac{F}{q_{3}}$ D、 $q_{1}$ 、 $q_{2}$ 在 $q_{3}$ 处产生的电场强度方向与F的方向相同

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13. 如图所示，虚线是电场中的一簇等势面，相邻等势面间电势差均相等。AB直线是其中的一条电场线，CD曲线是某试探电荷在该电场中的运动轨迹。下列说法正确的是（　　）

A、A，B两点电场强度的大小关系是 $E_{A} > E_{B}$ B、A，B两点电势的关系是 $φ_{A} < φ_{B}$ C、该试探电荷在C点的动能大于在D点的动能 D、该试探电荷由C点运动到D点的过程中静电力做正功

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14. 在x轴上A、B两点处分别有点电荷Q₁和Q₂ ， A、B之间连线上各点的电势 $φ$ 如图所示。P是图线与x轴的交点，且AP>PB，取无穷远处电势为零，则（　　）

A、Q₁和Q₂是等量异种点电荷 B、P点的电场强度为零 C、负试探电荷在AP间与PB间受静电力方向相同，均沿x负方向 D、负试探电荷在AP间的电势能小于它在PB间的电势能

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15. 图甲中，U为电压可变的电源，电阻R的值为1.0kΩ，与之并联的二极管的 $I_{D} - U$ 图线如图乙所示。当电源电压由1.0V逐渐增大，使得电阻R的电流变为原来的1.5倍时，下列说法（　　）

A、电源的电压等于1.5V B、通过二极管的电流变为原来的1.5倍 C、通过二极管的电流大于原来的2倍 D、二极管的电阻是原来的 $\frac{2}{3}$ 倍

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三、实验题

16. 如图是观察电容器充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V，S是单刀双掷开关，A为灵敏电流计，C为平行板电容器。

(1)、当开关S接时（选填“1”或“2”），平行板电容器充电，流经电流计的电流方向（选填“从左向右”或“从右向左”）；

(2)、将电流计换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间的变化关系如图乙所示。已知图线与横轴所围的面积约40个方格，可估算出该电容器的电容为F。

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17. 为测量一段由新材料制成的合金丝的电阻率 $ρ$ ，小李同学进行了实验；其主要步骤如下：

(1)、用螺旋测微器测量合金丝的直径D，结果如图甲所示，则D=mm；

(2)、用多用电表的“×10”电阻挡测此合金丝的电阻，发现指针偏转角度过大，则应将倍率开关置于“ ”（选填“×1”、“×100”或“×1k”）挡。重新测量前，必须进行的操作是；

(3)、为比较精确地测量合金丝的电阻，该同学设计了图乙所示的电路。根据多用电表的测量结果，他发现其电阻更接近电流表的内阻，故测量时应将a接（选填“b”或“c”）；

(4)、正确连接电路后，调节滑动变阻器触头的位置，发现当电流表的示数为I时，电压表的示数为U，则合金丝电阻的表达式为R=；（用物理量的符号表示）

(5)、已知合金丝的长度为L、则其电阻率的表达式为 $ρ$ =（用物理量的符号表示）。

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四、解答题

18. 如图为匀强电场的电场线，其方向未知。将带电荷量 $q = 2.0 \times 10^{- 8} C$ 的正试探电荷由A点沿直线移至B点，静电力做功 $W_{AB} = 8.0 \times 10^{- 6} J$ 。已知A、B间的距离为 $L_{AB} = 0.2 m$ ，AB与电场线间的夹角为 $60 °$ ，求：

(1)、A、B两点间的电势差U_AB；

(2)、该匀强电场的电场强度E。

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19. 如图所示，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为I_g=200μA、内阻为R_g=500Ω。图中电阻箱的示数为10.0Ω。现将MN接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，求：

(1)、M、N两端的电压；

(2)、改装好的新电表的量程。

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20. 如图所示，电源电压恒定为U=12V，定值电阻R₁=10Ω、R₂=30Ω；两平行金属板水平放置，虛线到两极板距离相等，极板长L=3cm、两极板的间距d=1cm。现闭合S，稳定后让电子沿图中虚线以 $v_{0} = 2 \times 10^{6} m/s$ 的速度射入平行板间。求：（电子电量 $e = - 1.6 \times 10^{- 19} C$ 、质量 $m = 9.0 \times 10^{- 31} kg$ 。不考虑电子所受重力）

(1)、两金属板间的电压；

(2)、判断电子能否穿过平行金属板。

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21. 串列加速器能将粒子加速两次，其结构如图所示。A、B、C极板竖直等距，A、C极板接地，B接高压正极。某负一价的离子在A极板中央处，由静止开始在AB间静电力的作用下水平向右加速运动，经过B极板中心处的剥离膜时被剥除两个电子转为正一价离子，正离子在BC间沿中央线加速向C极板运动，之后沿着束流管的中心进入束流管。已知B极板与A、C极板间的电势差均为U、间距均为d，离子到达C极板的速度大小为v，不计离子经过剥离膜前后的动能损失。（不考虑离子受到的重力及质量的变化，将极板间视为匀强电场）

(1)、求该一价离子的比荷 $\frac{q}{m}$ 。

(2)、实际上，离子经过剥离膜时会偏离原来的运动方向，动能也会有损失。若该一价离子经过剥离膜时运动方向改变了 $90 °$ ，速率变为原来的1%，则束流管的直径至少多大时才能收集到该类型的离子？

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22. 如图所示，竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管ABC，直径AC水平；圆心为O、半径为R，O处固定有一点电荷。将质量为m、带电量为 $- q$ 的小球从A点由静止释放，小球从细管内滑到最低点B时对管壁恰好无压力。已知静电力常量为k，重力加速度为g，求：

(1)、小球运动到B点时速度的大小；

(2)、点电荷的电性及电荷量。

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23. 如图甲所示，t=0时，质量为m、带电量为q的微粒以水平初速度v₀射入水平放置的两平行金属板间，两板间电场强度的变化规律如图乙所示。0~ $\frac{T}{3}$ 内微粒做匀速直线运动，T时刻微粒恰好从金属板间飞出。已知微粒运动过程中未与金属板接触，将g、m、q、v₀、T视为已知量，求：

(1)、电场强度E₀的大小；

(2)、微粒飞出金属板间时速度的大小和方向；

(3)、静电力对微粒做的功。

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