湖北省武汉市名校2023-2024学年高二上学期期中冲刺物理试卷

试卷更新日期：2023-11-20 类型：期中考试

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一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是（）

A、甲图：与点电荷等距的a、b两点 B、乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 C、丙图：点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面的a、b两点 D、丁图：匀强电场中的a、b两点

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2. 某电场的分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面。A、B、C三点的电场强度分别为 $E_{A}$ 、 $E_{B}$ 、 $E_{C}$ ，电势分别为 $φ_{A}$ 、 $φ_{B}$ 、 $φ_{C}$ ，关于这三点的电场强度和电势的关系，下列判断中正确的是（）

A、 $E_{A} < E_{B}$ ， $φ_{B} = φ_{C}$ B、 $E_{A} > E_{B}$ ， $φ_{A} > φ_{B}$ C、 $E_{A} > E_{B}$ ， $φ_{A} < φ_{B}$ D、 $E_{A} = E_{C}$ ， $φ_{B} = φ_{C}$

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3. 如图所示，实线是电场中一簇方向未知的电场线，虚线是一个带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是运动轨迹上的两点，若带电粒子只受电场力作用，根据此图不能作出判断的是（）

A、带电粒子所带电荷的正、负 B、带电粒子在a、b两点何处受力较大 C、带电粒子在a、b两点何处的动能较大 D、带电粒子在a、b两点何处的电势能较大

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4. 如图所示为研究决定平行板电容器电容大小因素的实验装置。由两块相互靠近的等大正对平行金属板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板M的位置。在两板相距一定距离时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带电荷量不变，对此实验过程的描述正确的是（）

A、只将板M从图示位置稍向左平移，静电计指针张角变小 B、只将板M从图示位置沿垂直纸面向外的方向稍微平移，静电计指针张角变小 C、只将板M从图示位置稍向上平移，静电计指针张角变大 D、只在M、N之间插入云母板，静电计指针张角变大

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5. 两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置，构成一个平行板电容器，将两金属板分别与电源两极相连接，如图所示。闭合开关S达到稳定后，在两板间有一带电液滴p恰好处于静止状态。下列判断正确的是（）

A、保持开关S闭合，减小两板间的距离，液滴向上运动 B、保持开关S闭合，减小两板间的距离，液滴向下运动 C、断开开关S，减小两板间的距离，液滴向上运动 D、断开开关S，减小两板间的距离，液滴向下运动

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6. 如图 $($ 甲 $)$ 所示，两个平行金属板P、Q正对竖直放置，两板间加上如图 $($ 乙 $)$ 所示的交变电压。 $t = 0$ 时，Q板比P板电势高 $U_{0}$ ，在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动 $($ 电子所受重力可忽略不计 $)$ ，已知电子在 $0 \sim 4 t_{0}$ 时间内未与两板相碰。则电子速度方向向左且速度大小逐渐增大的时间是（）

A、 $0 < t < t_{0}$ B、 $t_{0} < t < 2 t_{0}$ C、 $2 t_{0} < t < 3 t_{0}$ D、 $3 t_{0} < t < 4 t_{0}$

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7. 如图所示，在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷．现将质量为m、电荷量为q的小球从半圆形管的水平直径端点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．若小球所带电量很小，不影响O点处的点电荷的电场，则置于圆心处的点电荷在B点处的电场强度的大小为（）

A、 $\frac{m g}{q}$ B、 $\frac{2 m g}{q}$ C、 $\frac{3 m g}{q}$ D、 $\frac{4 m g}{q}$

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8. 如图所示，电源电动势 $E = 10 V$ ，内阻为 $r = 1 Ω$ ， $R_{1} = 1.5 Ω$ ， $R_{2} = 5 Ω$ ，已知电动机的额定电压 $U_{M}$ 为5V，电动机的线圈的电阻 $R_{M}$ 为 $0.5 Ω$ ，开关闭合后，电动机恰好正常工作。下列说法正确的是（　　）

A、通过电动机线圈的电流为10A B、通过电阻 $R_{1}$ 的电流为1A C、电动机输出的机械功率为4.5W D、电源的输出功率为16W

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9. 如图，空间中存在水平向右的匀强电场，一带负电的小球以速度大小为v竖直向上射入匀强电场，经过一段时间，小球速度大小仍为v，但方向沿水平方向，已知小球质量为m，带电荷量为－q，重力加速度为g，则在该过程中（）

A、匀强电场的电场强度大小为 $\frac{m g}{q}$ B、小球克服重力做功为0 C、小球射入电场后，小球的电势能逐渐减小 D、小球机械能增加 $\frac{1}{2} m v^{2}$

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10. 如图所示，若x轴表示时间，y轴表示速度，则该图线下的面积表示位移，直线AB的斜率表示物体在该时刻的加速度大小。若令x轴和y轴分别表示其它物理量，则可以反映在某种情况下相应物理量之间的关系。下列说法正确的是（）

A、若电场方向平行于x轴，x轴表示位置，y轴表示电势，则直线AB的斜率表示对应位置处的电场强度大小 B、若x轴表示时间，y轴表示某电容器充电过程中的电荷量，则直线AB的斜率表示该电容器充电电流的大小 C、若x轴表示流经某电阻的电流，y轴表示该电阻两端的电压，则图线下面积表示电阻的热功率 D、若x轴表示时间，y轴表示通过导体横截面积的电荷量，则该图线下面积表示这段时间内电流所做的功

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二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11. 某同学测量电阻约为 $20 Ω$ 的一段圆柱形合金材料的电阻率，步骤如下：

(1)、用螺旋测微器测量其直径如图所示，圆柱形合金材料直径为 mm；

(2)、用伏安法测合金材料的电阻时，除待测合金材料外，实验室还备有如下器材，为了准确测量其电阻，电压表应选；电流表应选。 $($ 填写器材前对应的序号字母 $)$
A.电压表 $V_{1}$ ，量程 $0 \sim 3 V$ ，内阻约 $3 k Ω$
B.电压表 $V_{2}$ ，量程 $0 \sim 15 V$ ，内阻约 $15 k Ω$
C.电流表 $A_{1}$ ，量程 $0.6 A$ ，内阻约 $2 Ω$
D.电流表 $A_{2}$ ，量程 $0 \sim 100 m A$ ，内阻约 $10 Ω$
E.滑动变阻器 $R (0 \sim 5 Ω)$
F.电动势为3V的电源，内阻不计
G.开关S，导线若干

(3)、该同学设计测量 $R_{x}$ 的电路图如图甲所示，请根据所设计的电路图，补充完成图乙中实物图的连线。

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12. 测量一节旧干电池的电动势和内电阻。

(1)、电路图如图1所示，除干电池、电压表 $($ 量程 $3 V)$ 、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
A.电流表 $($ 量程 $0.6 A)$
B.电流表 $($ 量程 $3 A)$
C.滑动变阻器 $($ 阻值范围 $0 \sim 50 Ω)$
D.滑动变阻器 $($ 阻值范围 $0 \sim 200 Ω)$
实验中电流表应选用，滑动变阻器应选用。 $($ 选填选项前的字母 $)$

(2)、某同学记录了7组数据，对应点已标在图2中的坐标纸上，其中U是电压表的读数，I是电流表的读数。请绘制出 $U - I$ 图像，由图像可知干电池的电动势 $E =$ V，内电阻 $r =$ $Ω$ 。 $($ 结果均保留两位小数 $)$

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13. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，长为L的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为 $+ q$ 的小球 $($ 可视为点电荷 $)$ 。将小球拉至与O点等高的A点，保持细线绷紧并静止释放，小球运动到与竖直方向夹角 $θ = 3 7^{∘}$ 的P点时速度变为零。已知 $c o s 3 7^{∘} = 0.80$ 、 $s i n 3 7^{∘} = 0.60$ ，空气阻力可忽略，重力加速度为g。求：

(1)、电场强度的大小E；

(2)、小球从A运动到B的过程中，电场力做的功W；

(3)、小球通过最低点B时，细线对小球的拉力大小F。

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14. 如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的平行金属板间距离为d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度 $v_{1}$ 竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为U时，带电油滴恰好能以速度 $v_{2}$ 竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为 $ρ$ ，已测量出油滴的直径为 $D ($ 油滴可看做球体，球体体积公式 $V = \frac{1}{6} π D^{3})$ ，重力加速度为g。

(1)、设油滴受到气体的阻力 $f = k v$ ，其中k为阻力系数，求k的大小；

(2)、求油滴所带电荷量。

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15. 如图建立竖直平面内坐标系，α射线管由平行金属板A、B和平行于金属板（场强的方向竖直向下）的细管C组成，放置在第II象限，细管C离两板等距，细管C开口在y轴上。放射源P在A极板左端，可以沿特定方向发射某一速度的α粒子（带正电）。若极板长为L，间距为d，当A、B板加上某一电压时，α粒子刚好能以速度v₀（已知）从细管C水平射出，进入位于第I象限的静电分析器并恰好做匀速圆周运动，t=0时刻α粒子垂直于x轴进入第IV象限的交变电场中，交变电场随时间的变化关系如图乙（图上坐标均为已知物理量），规定沿x轴正方向为电场正方向，静电分析器中电场的电场线为沿半径方向指向圆心O，场强大小为E₀。已知α粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。求：

(1)、α粒子在静电分析器中的运动半径r；

(2)、A、B极板间所加的电压U；

(3)、0时刻起，α粒子动能最大时的位置坐标。

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