安徽省黄山市屯溪第一名校2023-2024学年高二上学期期中测试物理试题（选择性）

试卷更新日期：2023-12-16 类型：期中考试

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一、选择题（本大题共有10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）

1. 两个分别带有电荷量﹣Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F．若将两小球相互接触后分开一定的距离，两球间库仑力的大小变为 $\frac{4}{3}$ F，则两小球间的距离变为（）

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

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2. 一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为（）

A、 $\frac{m v^{2}}{2 e L}$ B、 $\frac{m v^{2} S n}{e}$ C、ρnev D、 $\frac{ρ e v}{S L}$

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3. 如图所示，b点为两等量异种点电荷+Q和－Q连线的中点，以+Q为圆心且过b点的虚线圆弧上有a、c两点，a、c两点关于连线对称。下列说法正确的是（）

A、a、b、c三点电势相等 B、电子在a、c两处受到的电场力相同 C、电子由a点沿虚线圆弧移到b点的过程中电势能一直减小 D、电子由a点沿虚线圆弧移到c点的过程中电势能先增加后减小

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4. 如图所示，地面上某个空间区域存在这样的电场，水平虚线上方为场强E₁ ，方向竖直向下的匀强电场；虚线下方为场强E₂ ，方向竖直向上的匀强电场．一个质量m，带电量+q的小球从上方电场的A点由静止释放，结果刚好到达下方电场中与A关于虚线对称的B点，则下列结论正确的是

A、在虚线上下方的电场中，带电小球运动的加速度相同 B、带电小球A、B两点电势能相等 C、若A、B高度差为h，则 $U_{A B} ＝ - \frac{m g h}{q}$ D、两电场强度大小关系满足E₂=2E₁

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5. 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，理想电压表V₁、V₂示数为U₁、U₂ ，其变化量的绝对值分别为∆U₁和∆U₂；流过电源的电流为I，其变化量的绝对值为∆I。当滑动变阻器的触片从左端向右端滑动的过程中（不计灯泡电阻的变化）（　　）

A、小灯泡L₃、L₂变亮，L₁变暗 B、电压表V₁示数变小，电压表V₂示数变大 C、 $\frac{Δ U_{1}}{Δ I}$ 不变 D、 $\frac{Δ U_{2}}{Δ I}$ 变大

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6. 如图所示直线OAC为某一直流电源的总功率P_总随电流I的变化图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率P_r随电流I的变化图线，A、B两点的横坐标都是2 A，则（）

A、当I=2 A时外电阻为1 Ω B、当I=1 A和I=2 A时电源的输出功率相同 C、当I=1 A和I=2 A时电源的效率相同 D、电源的最大输出功率为2 W

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7. 如图所示电路中，开关S断开时，电压表，电流表均无示数；S闭合时，电流表有示数，电压表无示数，电路中仅有一处故障，下列判断正确的是（　　）

A、电阻R₁断路 B、电阻R₂断路 C、电阻R₂短路 D、电阻R₃断路

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8. 在x轴上有两个点电荷q₁、q₂ ，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示．下列说法正确的有（　　）

A、q₁和q₂带有异种电荷 B、x₁处的电场强度为零 C、负电荷从x₁移到x₂ ，电势能减小 D、负电荷从x₁移到x₂ ，受到的电场力增大

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9. 将额定电压为U、线圈电阻为 $r_{0}$ 的直流电动机与电动势为E、内阻为r的电源两端直接相连，电动机刚好正常工作。则关于电动机消耗的电功率，则下列表达式中错误的是（　　）

A、 $\frac{U^{2}}{r_{0}}$ B、 $\frac{{(E - U)}^{2}}{r^{2}} r_{0}$ C、 $\frac{E U - U^{2}}{r}$ D、 $\frac{E U}{r + r_{0}}$

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10. 如图甲所示，在两平行金属板间加有一交变电场，两极板间可以认为是匀强电场，当 $t = 0$ 时，一带电粒子从左侧极板附近开始运动，其速度随时间变化关系如图乙图所示。带电粒子经过4T时间恰好到达右侧极板，（带电粒子的质量m、电量q、速度最大值 $v_{m}$ 、时间T为已知量）则下列说法正确的是（　　）

A、带电粒子在两板间做往复运动，周期为T B、两板间距离 $d = 2 v_{m} T$ C、两板间所加交变电场的周期为T，所加电压 $U = \frac{2 m v_{m}^{2}}{q}$ D、若其他条件不变，该带电粒子从 $t = \frac{T}{8}$ 开始进入电场，该粒子能到达右侧板

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二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）

11. 在直角三角形所在的平面内有匀强电场，其中A点电势为2V，B点电势为3V，C点电势为4V。已知 $∠ A C B = 30 °$ ， AB边长为 $2 \sqrt{3} m$ ， D为AC的中点。现将一点电荷放在D点，且点电荷在C点产生的场强为1N/C，则放入点电荷后，B点场强为N/C。

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12. 要测一个待测电阻丝 $R_{x}$ （约为 $260 Ω$ ）的阻值，实验室提供了如下器材：
A.电源E：电动势12V，内阻不计；
B.电流表A：量程0~15mA，内阻 $R_{A}$ 为 $4 Ω$ ；
C.电压表V：量程0~10V，内阻 $R_{V}$ 约为 $10 k Ω$ ；
D.滑动变阻器 $R_{1}$ ：最大阻值 $20 Ω$ ，额定电流0.5A；
E.滑动变阻器 $R_{2}$ ：最大阻值 $500 Ω$ ，额定电流0.1A；
F.定值电阻 $R_{3} = 20 Ω$ ；
G.定值电阻 $R_{4} = 2 Ω$ ；
H.定值电阻 $R_{5} = 1 k Ω$ ；
L.电键S及导线若干。
要求实验中尽可能准确测量 $R_{x}$ 的阻值，并测量出多组数据。请回答下面问题：

(1)、分别用游标卡尺、螺旋测微器测出电阻丝的长度L和直径D，读数如下图所示， $L =$ mm， $D =$ mm。

(2)、为了在实验时能获得更大的测量范围，实验中滑动变阻器应选。（选填 $R_{1}$ 或 $R_{2}$ ）

(3)、为了测定待测电阻上的电流，应将定值电阻（选填 $R_{3}$ 或 $R_{4}$ 或 $R_{5}$ ）与电流表并联，将其改装成一个大量程的电流表。

(4)、利用所给器材，在虚线框内画出测量待测电阻 $R_{x}$ 阻值的实验原理电路图（所有的器材必须用题中所给的符号表示）。

(5)、根据以上实验原理电路图进行实验，若电流表的示数为I，电压表的示数为U，则其电阻率 $ρ$ 的表达式为。（使用题目中所给的字母表示）

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三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式及重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

13. 如图电路中，电源的电动势 $E = 3 V$ ，内阻 $r = 1 Ω$ ，电阻 $R_{1} = R_{3} = 2 Ω$ ， $R_{2} = 1 Ω$ ， $R_{4} = 4 Ω$ ，电容器的电容 $C = 100 μ F$ ，闭合电键K后，求：通过灵敏电流计G的总电量。

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14. 如图所示，在足够高的竖直墙面上A点，以水平速度 $v_{0} = 10 m / s$ 向左抛出一个质量为 $m = 1.5 k g$ 的小球，小球抛出后始终受到水平向右的恒定电场力的作用，电场力大小 $F = 5 N$ ，经过一段时间小球将再次到达墙面上的B点处，重力加速度为 $g = 10 m / s^{2}$ ，求在此过程中：（注意：计算结果可用根式表示）

(1)、小球水平方向的速度为零时距墙面的距离；

(2)、墙面上A、B两点间的距离；

(3)、小球速度的最小值。

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15. 如图所示，在竖直向下的匀强电场中有轨道ABCDFMNP，其中BC部分为水平轨道，与曲面AB平滑连接。CDF和FMN是竖直放置的半圆轨道，在最高点F对接，与BC在C点相切。NP为一与FMN相切的水平平台，P处固定一轻弹簧。点D、N、P在同一水平线上。水平轨道BC粗糙，其余轨道均光滑，一可视为质点的质量为 $m = 0.02 k g$ 的带正电的滑块从曲面AB上某处由静止释放。已知匀强电场场强 $E = 2 N / C$ ， BC段长度 $L = 2 m$ ， CDF的半径 $R = 0.2 m$ ， FMN的半径 $r = 0.1 m$ ，滑块带电量 $q = 0.1 C$ ，滑块与BC间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、滑块通过F点的最小速度 $v_{F}$ ；

(2)、若滑块恰好能通过F点，求滑块释放点到水平轨道BC的高度 $h_{0}$ ；

(3)、若滑块在整个运动过程中，始终不脱离轨道，且弹簧的形变始终在弹性限度内，求滑块释放点到水平轨道BC的高度h需要满足的条件。

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