山西省2022-2023学年高二上学期物理期中联合考试试卷

试卷更新日期：2023-01-09 类型：期中考试

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一、单选题

1. 一装置由带正电的金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成，圆筒内的电场线如图所示，A、B两点到电极P的距离相等，A、B、C三点和电极P在一条直线上，下列说法正确的是（）

A、B点的电场强度大于A点的电场强度 B、C点与A点的电场方向相同 C、C点的电势比B点的电势高 D、将一试探电荷从C点沿不同的路径移至A点，电场力做的功可能不相等

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2. A、B两电阻的伏安特性曲线如图所示，下列说法正确的是（）

A、电阻A和电阻B均为线性元件 B、电阻A的阻值随电流的增大而减小 C、电阻B的阻值不变，图中的斜率等于其阻值 D、在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻B的阻值

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3. 如图所示，将一不带电的枕形导体放在一个点电荷+Q（ $Q > 0$ ）的右侧，C、D为枕形导体内部的两点，沿过D点的竖直虚线将导体视为左、右两部分，当达到静电平衡时，下列说法正确的是（　　）

A、枕形导体左边部分带正电 B、枕形导体左边部分的电荷量大于右边部分的电荷量 C、C、D两点的电场强度相等 D、将点电荷 $+ Q$ 缓慢靠近枕形导体，C点的电场强度逐渐增大

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4. 安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕原子核运动可等效为一环形电流。如图为一分子电流模型，电量为e的电子以角速度 $ω$ 绕原子核沿顺时针方向做匀速圆周运动，则该环形电流的大小和方向为（）

A、 $\frac{e ω}{2 π}$ ，逆时针 B、 $\frac{2 π e}{ω}$ ，顺时针 C、 $\frac{π e}{2 ω}$ ，逆时针 D、 $\frac{e ω}{2 π}$ ，顺时针

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5. 两个点电荷电场的部分电场线如图所示，一带电粒子仅在静电力的作用下由a点运动到c点的轨迹如图中虚线所示，则下列说法正确的是（）

A、粒子带负电 B、正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量 C、粒子在b点的速度大于在c点的速度 D、粒子在b点的加速度小于在c点的加速度

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6. 一带电粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动时，其动能 $E_{k}$ 随位移x变化的关系图像如图所示，其中 $0 \sim x_{2}$ 段为曲线， $x_{2} \sim x_{3}$ 段为直线，图像在 $x = x_{1}$ 处的切线与x轴平行，则下列说法正确的是（）

A、 $0 \sim x_{3}$ 各点的电场强度均不为零 B、 $x_{1} \sim x_{3}$ 段电场强度不断增大 C、粒子在 $x_{2} \sim x_{3}$ 段做匀加速直线运动 D、若 $0 \sim x_{2}$ 段曲线关于直线 $x = x_{1}$ 对称，则原点的电势高于 $x = x_{2}$ 处的电势

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7. 一匀强电场的方向平行于经xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为2V、8V、14V，下列说法正确的是（）

A、坐标原点处的电势为 $- 4 V$ B、电子在a点的电势能比在b点的小 C、匀强电场的电场强度的大小为 $100 \sqrt{2} V / m$ ，方向由c点指向a点 D、电子从c点运动到b点，静电力对电子做的功为6eV

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8. 如图所示，空间内存在方向水平向右的匀强电场，一根长为 $L$ 、不可伸长的绝缘细绳的一端连着一个质量为 $m$ 、带电荷量为 $+ q$ （ $q > 0$ ）的小球（视为质点），另一端固定于O点。初始时细绳（张紧状态）与电场线平行，由静止释放小球，小球摆到O点正下方时速度为零，重力加速度大小为 $g$ ，下列说法正确的是（　　）

A、匀强电场的电场强度大小为 $\frac{\sqrt{2} m g}{q}$ B、摆动过程中小球的最大速度为 $\sqrt{2 g L}$ C、摆动过程中小球所受的最大拉力为 $(3 \sqrt{2} - 2) m g$ D、摆动过程中小球减少的重力势能与增加的电势能始终相等

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二、多选题

9. 半导体指纹传感器多用于手机、电脑、汽车等设备的安全识别，采集指纹的场景如图所示。传感器半导体基板上有大量金属颗粒，基板上的每一点都是小极板，其外表面绝缘。当手指的指纹一面与基板的绝缘表面接触时，由于指纹凹凸不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器，使每个电容器的电压保持不变，对每个电容器的放电电流进行测量，即可采集指纹。指纹采集过程中，下列说法正确的是（）

A、指纹的凹点处与小极板距离远，电容小 B、指纹的凸点处与小极板距离近，电容小 C、手指挤压基板的绝缘表面，电容器带电荷量增大 D、手指挤压基板的绝缘表面，电容器带电荷量减小

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10. 如图所示，直线 $O C$ 为电源A的总功率随电流I变化的图线，抛物线 $O D C$ 为该电源内部热功率随电流I变化的图线．若该电源与电阻B串联后，电路中的电流为 $0.8 A$ ，则下列说法正确的是（）

A、电阻B的阻值为 $10 Ω$ B、电源A的内阻为 $2 Ω$ C、电源A与电阻B串联后，路端电压为 $6.4 V$ D、电源A与电阻B串联后，电源A内部热功率为 $1.6 W$

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11. 如图所示，一电荷均匀分布的带正电的圆环，其半径为R，在垂直于圆环且过圆心O的轴线上有A、B、C三个点， $B O = C O = \frac{\sqrt{3}}{3} R$ ， $A O = \sqrt{3} R$ ，一电子以初速度 $v_{0}$ 沿CO穿过C点，不计电子受到的重力，下列说法正确的是（）

A、 $B$ 、 $C$ 两点的电场强度相同 B、 $B$ 点的电场强度为 $A$ 点电场强度的 $\sqrt{3}$ 倍 C、电子在B、C两点的速度相同 D、若将电子在C点由静止释放，电子能够运动到A点

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12. 高压电线落地可能导致行人跨步触电。如图所示，设人的两脚M、N间的最大跨步距离为d，电线在触地点O流入大地的电流为I，大地的电阻率为 $ρ$ ， O、N间的距离为R，电流在以O点为圆心、r为半径的半球面上均匀分布，其电流密度为 $\frac{1}{2 π r^{2}}$ ，若电流密度乘以电阻率等于电场强度，该电场强度可以等效成把点电荷Q放在真空中的O点处产生的电场强度，已知静电力常量为k，下列说法正确的是（　　）

A、若电流方向从O到N，越靠近O点，电势越高 B、当两脚间的距离最大时，两脚间电压一定不为零 C、等效点电荷Q的电荷量为 $\frac{ρ I}{2 π k}$ D、若M，N、O三点在一条直线上，图中两脚M、N间的跨步电压等于 $\frac{ρ I d}{2 π R^{2}}$

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三、填空题

13. 美国物理学家密立根通过研究带电油滴在平行金属板间的运动，比较准确地测定了元电荷，因此获得了1923年的诺贝尔物理学奖．其实验原理可简化为如图所示的模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B，与电压为U的恒定电源两极相连，平行金属板A、B间距为d，两板间存在竖直方向的匀强电场，喷雾器喷出带同种电荷的油滴，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间，油滴进入金属板间后，发现有的油滴刚好悬浮不动。

(1)、已知金属板A带正电，金属板B带负电，通过分析可知油滴带（填“正电”或“负电”）。

(2)、若已知悬浮油滴的质量为m，重力加速度大小为g，忽略空气对油滴浮力的影响，则悬浮油滴带的电荷量为。（用题中涉及的物理量符号表示）

(3)、现在公认的元电荷的值为 $e =$ C。

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四、实验题

14. 现代社会人们倡导绿色生活，电瓶车已经进入千家万户。沈明同学尝试测量电瓶车上一节蓄电池的电动势和内阻，已知一节蓄电池的电动势约为12V，内阻较小。

(1)、为了使电压表示数变化得比较明显，沈明在思考后决定将 $R_{0} = 4 Ω$ 的定值电阻串入电路中，他想到了图甲中A、B两种实验电路图，你认为应该选择（填“A”或“B”）电路。

(2)、该同学连接正确的实验电路后，多次调节滑动变阻器R的阻值，读出相应的电压表和电流表示数U和I，将测得的数据描绘出如图乙所示的 $U - I$ 图像。则一节蓄电池的电动势E＝V、内阻r＝ $Ω$ 。（均用a、b、c和 $R_{0}$ 表示）

(3)、该实验中由于电流表和电压表均为非理想电表，从而引起系统实验误差。图丙中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的 $U - I$ 图像，虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的 $U - I$ 图像。其中正确的是______。

A、 B、 C、 D、

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五、解答题

15. 如图所示，电源的电动势 $E = 6 V$ ，内阻 $r = 1 Ω$ ，定值电阻 $R_{1} = 3 Ω$ ，电动机M内部线圈电阻 $R_{2} = 0.5 Ω$ 。当开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 均闭合时，电阻 $R_{1}$ 的电功率 $P_{1} = 3 W$ ，求：

(1)、此时流过电源的干路电流I；

(2)、电动机的输出功率。

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16. 如图所示，一带电粒子由静止被电压为U₁的加速电场加速，然后沿着水平方向进入另一个电压为U₂（未知）的匀强偏转电场，长为L的偏转电场的极板水平放置，极板间距为d，粒子射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角 $θ = 30 °$ 。已知粒子的电荷量为q、质量为m，不计粒子受到的重力。求：

(1)、粒子在偏转电场中的运动时间t；

(2)、U₂。

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17. 如图所示，在水平轨道AB的末端处，平滑连接一个半径R = 0.4m的光滑半圆形轨道，半圆形轨道与水平轨道相切，C点为半圆形轨道的中点，D点为半圆形轨道的最高点，整个轨道处在电场强度水平向右、大小E = 4 × 10³V/m的匀强电场中、将一个质量m = 0.1kg、带正电的小物块（视为质点），从水平轨道的A点由静止释放，小物块恰好能通过D点。小物块的电荷量q = 2 × 10^－4C，小物块与水平轨道之间的动摩擦因数μ = 0.2，取重力加速度大小g = 10m/s²。求：

(1)、A、B两点间的距离L；

(2)、小物块通过C点时对轨道的压力大小F_N；

(3)、小物块在水平轨道AB上的落点到B点的距离x。

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