山西省怀仁市2021-2022学年高二上学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2022-08-18 类型：期中考试

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一、多选题

1. 如图，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离。下列说法正确的是（）

A、P点的电势不变 B、油滴带正电 C、油滴向上运动 D、静电计指针张角变小

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2. 如图所示的电路中，电源电动势为 $E$ ，内阻为 $R$ ， $L_{1}$ 和 $L_{2}$ 为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为 $R$ ，电压表为理想电表， $S$ 为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法中不正确的是（）

A、电压表读数将变大 B、 $L_{1}$ 亮度不变， $L_{2}$ 将变亮 C、 $L_{1}$ 将变亮， $L_{2}$ 将变暗 D、电源内阻的发热功率将变小

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3. 如图所示， $A B C D$ 为竖直平面内的绝缘光滑轨道，其中 $A B$ 部分为倾角为 $30 °$ 的斜面， $B C D$ 部分为半径为 $R$ 的四分之三圆弧轨道，与斜面平滑相切， $C$ 为轨道最低点，整个轨道放置在电场场强为 $E$ 的水平匀强电场中。现将一带电荷量为 $+ q$ 、质量为 $m$ 的小滑块从斜面上A点由静止释放，小滑块恰能沿圆弧轨道运动到 $D$ 点。已知重力加速度为 $g$ ，且 $q E = \sqrt{3} m g$ ，下列说法正确的是（）

A、释放点A到斜面底端 $B$ 的距离为 $1.5 R$ B、小滑块运动到 $C$ 点时对轨道的压力为 $9 m g$ C、小滑块运动过程中最大动能为 $\frac{5}{2} m g R$ D、小滑块从 $D$ 点抛出后恰好落在轨道上的 $B$ 点

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4. A、B两块正对的金属板竖直放置，在金属板A的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球（可视为点电荷）．两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的 $R_{1}$ 为光敏电阻（其阻值随所受光照强度的增大而减小）， $R_{2}$ 为滑动变阻器， $R_{3}$ 为定值电阻．当 $R_{2}$ 的滑片P在中间时闭合电键S，此时电流表和电压表的示数分别为I和U，带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ．电源电动势E和内阻r一定，下列说法中正确的是（）

A、若将 $R_{2}$ 的滑动触头P向a端移动，则θ变小 B、保持滑动触头P不动，用较强的光照射 $R_{1}$ ，则小球重新达到稳定后θ变小 C、若将 $R_{2}$ 的滑动触头P向b端移动，则I减小，U减小 D、保持滑动触头P不动，用较强的光照射 $R_{1}$ ，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变

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5. 如图所示，质量为m、电荷量为q的小球在电场强度E的匀强电场中，以初速度v₀沿直线ON做匀变速运动，直线ON与水平面的夹角为30°，若小球在初始位置的电势能为零，重力加速度为g，则下面说法中正确的是（）

A、电场方向一定竖直向上 B、电场强度E的最小值为 $\frac{\sqrt{3} m g}{2 q}$ C、如果电场强度为E= $\frac{m g}{q}$ ，则小球相对初始位置的最大高度为 $\frac{v_{0}^{2}}{2 g}$ D、如果电场强度为E= $\frac{m g}{q}$ ，小球电势能的最大值为 $\frac{m v_{0}^{2}}{4}$

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二、单选题

6. 真空中有两个固定的等量异种点电荷A、B，过直线 $A B$ 延长线上的O点作 $A B$ 的垂线，以O点为圆心的圆与 $A B$ 的延长线和垂线分别交于a、c和b、d四点，如图所示。下列说法正确的是（）

A、a点的电势高于b点的电势 B、a点的电场强度大于b点的电场强度 C、带负电的试探电荷在a点的电势能小于在b点的电势能 D、带正电的试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能

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7. 如图所示，电源电动势为 $12 V$ ，电源内阻为 $1 .0Ω$ ，电路中的电阻 $R_{0}$ 为 $1 .5Ω$ ，小型直流电动机 $M$ 的内阻为 $0.5 Ω$ ，闭合开关 $S$ 后，电动机转动，电压表读数为 $7.0 V$ .则以下判断中不正确的是（）

A、电动机的电流为 $14 A$ B、电动机的电功率为 $14 W$ C、电动机输出功率为 $12 W$ D、电源的输出功率为 $20 W$

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8. 如图所示， $D$ 是一只理想二极管，电流只能从 $a$ 流向 $b$ ，而不能从 $b$ 流向 $a$ ，平行板电容器的 $A$ 、B两极板间有一电荷，在 $P$ 点处于静止状态。以 $Q$ 表示电容器储存的电荷量， $U$ 表示两极板间的电压， $E_{P}$ 表示电荷在 $P$ 点的电势能。若保持极板 $B$ 不动，将极板 $A$ 稍向上平移，则下列说法中正确的是（）

A、 $U$ 不变 B、 $E_{P}$ 减少 C、 $Q$ 变小 D、电荷仍保持静止

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9. 在如图所示的电路中，电源电动势为 $E$ ，内阻为 $r$ ， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 、 $R_{3}$ 为定值电阻， $C$ 为电容器，开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 闭合，断开开关 $S_{2}$ 后（）

A、有短暂电流通过电阻 $R_{3}$ B、电压表示数减小 C、电流表示数变大 D、电容器下极板带负电

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10. 某静电场在 $x$ 轴上的场强 $E$ 随 $x$ 的变化关系如图所示， $x$ 轴正方向为场强正方向，一个带正电的点电荷只在电场力的作用下沿 $x$ 轴运动， $x_{1}$ 、 $x_{2}$ 、 $x_{3}$ 、 $x_{4}$ 四点间隔相等，则（）

A、点电荷在 $x_{2}$ 和 $x_{4}$ 处电势能相等 B、点电荷由 $x_{1}$ 运动到 $x_{3}$ 的过程中电势能增加 C、 $x_{1}$ 、 $x_{2}$ 两点之间的电势差小于 $x_{3}$ 、 $x_{4}$ 两点之间的电势差 D、点电荷由 $x_{1}$ 运动到 $x_{4}$ 的过程中电场力先减小后增大

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11. 如图所示的电路中，已知电源电动势为 $E$ ，内电阻为 $r$ ，滑动变阻器 $R$ 的阻值可以从零连续增大到 $R_{\max}$ ，定值电阻 $R_{1}$ 的阻值范围为 $r < R_{1} < R_{\max}$ ，则下列结论不正确的是（）

A、外电路消耗的最大功率为 $\frac{E^{2} R_{1}}{{(r + R_{1})}^{2}}$ B、 $R$ 消耗的最大功率可能为 $\frac{E^{2}}{4 (r + R_{1})}$ C、当 $R = 0$ 时， $R_{1}$ 消耗的功率最大 D、当 $R = R_{1} - r$ 时， $R_{1}$ 消耗的功率最大

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12. 如图所示，在竖直放置的半径为 $R$ 的光滑半圆弧绝缘细管的圆心 $O$ 处固定一点电荷，将质量为 $m$ ，带电量为 $+ q$ 的小球从圆弧管的水平直径端点 $A$ 由静止释放，小球沿细管滑到最低点 $B$ 时，对管壁恰好无压力。已知重力加速度为 $g$ ，下列说法正确的是（）

A、小球滑到最低点 $B$ 时的速率小于 $\sqrt{2 g R}$ B、小球滑到最低点 $B$ 时的速率为 $\sqrt{2 g R}$ C、固定于圆心处的点电荷在 $A B$ 弧中点处的电场强度大小为 $\frac{2 m g}{q}$ D、小球不能到达光滑半圆弧绝缘细管水平直径的另一端点

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13. 如图所示，半径为R的圆所在平面与某一匀强电场平行， $A B C$ 为圆周上三个点，O为圆心，D为 $A B$ 中点。粒子源从C点沿不同方向发出速率均为 $v_{0}$ 的带正电的粒子，已知粒子的质量为m、电量为q（不计重力和粒子之间的相互作用力）。若沿 $C A$ 方向入射的粒子恰垂直 $A B$ 方向过D点。则以下说法正确的是（　　）

A、A，B，C三点电势高低为： $φ_{B} = φ_{C} > φ_{A}$ B、沿垂直 $B C$ 方向入射的粒子可能经过A点 C、若 $∠ A C B = 60 °$ ，则匀强电场的场强为 $E = \frac{\sqrt{3} m v_{0}^{2}}{4 q R}$ D、若 $∠ A C B = 45 °$ ，则过D点速率可能为 $\frac{v_{0}}{2}$

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三、实验题

14. 一学习小组要用伏安法尽量准确地描绘一个标有“3V，1.5W”的小灯泡的I – U图线，现有下列器材供选用：
A．电源E（电动势3V，内阻较小）

B．开关一个、导线若干

C．滑动变阻器R₁（0~10Ω，额定电流为1A）

D．电压表V₁（0~6V，内阻约10kΩ）

E.电压表V₂（0~3V，内阻约为3kΩ）

F.电流表A₁（量程300 mA、内阻约为5Ω）

G.电流表A₂（量程600 mA、内阻约为1Ω）

(1)、实验中需用到的仪器有（用字母序号表示）；

(2)、实验要求能够实现在0 – 3V的范围内对小灯泡的电压进行测量，请在实验电路图（a）中将实物连线补充完整；

(3)、实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（b）所示，由实验曲线可求得小灯泡电压为2.0 V时的小灯泡的实际功率为W，若将该小灯泡直接接在电动势E=3V、内电阻r=10 Ω的电源两端，则小灯泡的电阻为Ω。（结果均保留3位有效数字）

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四、解答题

15. 图为直流电动机提升重物的装置图，重物的质量 $m = 4 kg$ ，电源的动势 $E = 100 V$ ，电源内阻 $r = 3 Ω$ ，当电动机以 $v = 0.8 m/s$ 的恒定速度竖直向上提升重物时，电路中的电流 $I = 4 A$ 。不计绳的重力，不计摩擦阻力与空气阻力，取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、电动机的输入功率 $P_{入}$ ；

(2)、电动机线圈的电阻R；

(3)、电源的工作效率 $η$ 。

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16. 如图所示，在竖直平面内有一边长为2 $\sqrt{3}$ L的正三角形ABC，A、B两点固定两个等量异种点电荷，其电荷量分别为+Q、－Q，在AB连线的垂直平分线有一固定竖直粗糙绝缘杆，在C点有一个质量为m、电荷量为+q的小圆环（可视为点电荷）穿在绝缘杆上由静止释放，运动至O处时速度为 $\sqrt{2 g L}$ 。D为C关于AB的对称点，已知重力加速度为g。求：

(1)、固定在AB两处的正负电荷在C点产生的电场强度E；

(2)、小环从C到O，摩擦力做功W；

(3)、小环运动至D点时的速度 $v_{D}$ 。

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17. 如图所示，水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，BC为竖直直径，半圆形轨道的半径为R。整个轨道处于水平向左的匀强电场中，电场强度为E。现有一电荷量为+q，质量为m的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体通过半圆形轨道的最高点C时对轨道恰无压力，然后落至水平轨道上的D点（图中未标出）。已知重力加速度为g，且 $q E = m g$ 。求：

(1)、带电体到达圆形轨道最低点B时的速度大小；（用g、R表示）

(2)、带电体在从P开始运动到C点的过程中对轨道的最大压力；（用m、g表示）

(3)、带电体离开C点后经多长时间动能最小。（用g、R表示）

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