山西大学顶级名校2023-2024学年高二上学期期中考试物理

试卷更新日期：2023-12-25 类型：期中考试

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一、单选题（每题4分，共24分）

1. 下列说法正确的是（）

A、密立根测定了元电荷，质子和电子都是元电荷 B、避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷密集、附近空间电场较强的特点 C、印刷车间的空气应保证干燥，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 D、若电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为0

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2. 如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为质点的带电小球1、2的电荷量分别为 $Q_{1} 、 Q_{2}$ ，其中小球1固定在碗底A点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的B位置处，如图所示。现在改变小球2的带电量，把它放置在图中C位置时也恰好能平衡，已知AB弦长是AC弦长的两倍，则（）

A、小球在B、C两点所受库仑力大小不变 B、小球在C位置时的电荷量是B位置时电荷量的四分之一 C、小球2在B点对碗的压力大小小于小球2在C点时对碗的压力大小 D、小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小

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3. 光滑水平面上有两个相隔一定距离的带正电滑块A、B，电量分别为3q和q，质量分别为3m和m，t=0时刻将二者由静止释放，到t₀时刻时，B滑块的速率为v，则（）

A、t₀时刻二者库仑力大小之比为1：3 B、0~t₀过程中，A滑块受到的总冲量大小为3mv C、0~t₀过程中，A、B两滑块的位移之比为3：1 D、0~t₀过程中，滑块A、B组成的系统电势能减少了 $\frac{2}{3} m v^{2}$

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4. 两电荷量分别为 $q_{1}$ 和 $q_{2}$ 的点电荷固定在 $x$ 轴上的 $A 、 B$ 两点， $x$ 轴上各点电势 $φ$ 随坐标 $x$ 变化的关系如图所示，取无穷远处电势为0。 $P$ 点为图中最高点，且 $A P < P B ， x_{1}$ 位置到 $A$ 的距离等于 $x_{2}$ 位置到 $B$ 的距离。由图像可知（）

A、由A到B电势先降低后升高 B、由A到B场强先增大后减小 C、两点电荷均带负电，且 $q_{1} < q_{2}$ D、若一电子在 $x_{1}$ 处由静止释放，电子能到达 $x_{2}$ 位置再返回

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5. 一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压 $U_{0}$ 时，通过导线的电流为 $I_{0}$ ，导线中自由电子定向移动的平均速度为 $v$ ，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的 $\frac{1}{3}$ ，再给它两端加上电压 $3 U_{0}$ ，则（）

A、通过导线的电流为 $\frac{I_{0}}{9}$ B、通过导线的电流为 $\frac{I_{0}}{81}$ C、导线中自由电子定向移动的平均速率为 $\frac{v}{3}$ D、导线中自由电子定向移动的平均速率为 $v$

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6. 用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A₁、A₂ ，若把A₁、A别采用串联或并联的方式接入电路，如图(a)、(b)所示，则闭合开关后，下列有关说法正确的是

A、图(a)中A₁、A₂的示数相同 B、图(a)中A₁、A₂的指针偏角相同 C、图(b)中的A₁、A₂的示数不相同 D、图(b)中的A₁、A₂的指针偏角相同

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二、多选题（每题5分，少选3分，错选0分，共30分）

7. 如图所示，虚线为某电场中的三条电场线1、2、3，实线表示某带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法中正确的是（）

A、粒子在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小 B、粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 C、粒子在a点的速度大小小于在b点的速度大小 D、a点的电势高于b点的电势

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8. 一根固定的、绝缘的、光滑的水平杆上套着一个带电小球， $A C$ 和 $C B$ 的长度相同，空间存在静电场，小球在A点获得初动能，从A运动到B的过程中，小球的 $E_{k} - x$ 图像如图所示，下列说法正确的是（）

A、小球先做变加速运动后做匀减速运动 B、小球在 $A C$ 段运动的加速度一直小于在 $C B$ 段运动的加速度 C、小球在 $A C$ 段的运动时间小于 $C B$ 段的运动时间 D、A到C和C到B两个过程中电场力对小球做功相同

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9. 如图，A、B为水平正对放置的平行板电容器的两极板，B极板接地。闭合开关S，一带电液滴在两极板间的P点处于静止状态。下列说法正确的是（）

A、该液滴带正电 B、保持开关S闭合，将A极板向左移动一小段距离，带电液滴仍将保持静止 C、断开开关S，将B极板向下移动一小段距离，带电液滴将向下运动 D、断开开关S，将B极板向下移动一小段距离，P点的电势将升高

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10. 如图所示；a、b两个带正电的粒子，以相同的动能先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的 $a'$ 点，b粒子打在B板的 $b'$ 点，若不计重力，则（）

A、a的电荷量一定大于b的电荷量 B、a的质量一定大于b的质量 C、a的动能增量一定大于b的动能增量 D、电场力对a粒子所做的功一定小于对b粒子做的功

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11. 在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变）， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 为定值电阻（ $R_{1} > r$ ）， $R_{3}$ 为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射 $R_{3}$ 的光的强度减弱，则（　　）

A、电压表的示数变大 B、小灯泡变亮 C、通过 $R_{2}$ 的电流变大 D、电源输出功率变小

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12. 一额定功率为9 W、额定电压为9 V的小灯泡L（其电阻视为不随温度而变）和一直流电动机并联，与定值电阻R＝4 Ω串联后接在电路中的AB两点间，电流表A为理想电表，电路如图所示，灯泡的电阻不变．当AB间接电压0.49 V时，电动机不转、灯泡不亮，电流表示数为0.1 A；当AB间接电压15 V时，电动机转动起来、灯泡正常发光．则下列说法正确的是

A、电动机线圈电阻为1 Ω B、灯泡正常发光时电流表示数1 A C、灯泡正常发光时电动机输出的机械功率4.25 W D、电路正常工作时电动机突然被卡住时，电流表读数将为1.5A

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三、实验题（每空2分，共12分）

13. 现有一根由某种材料制成的粗细均匀的金属丝，为测量其电阻率，实验小组设计了如下实验：

(1)、分别用螺旋测微器测出其直径、用游标卡尺测出其长度，如甲图所示，则金属丝的直径 $d =$ mm，金属丝的长度l=cm。

(2)、用乙图所示电路图测量电阻丝的电阻 $R_{x}$ ，其中 $R_{0}$ 为定值电阻。请用笔画线代替导线，把丙图中的实物电路补充完整。

(3)、第一次按乙图所示的电路测量，调节滑动变阻器的滑片，测得多组电压U及电流I的值；第二次将电压表改接在a、b两点测量，测得多组电压U及电流I的值，并根据两次测量结果分别作出U-I图像，如丁图所示。则第一次测量得到的图线是（填“M”或“N”）。

(4)、电压表可看作理想电表，由U-I图像可得电阻丝的电阻 $R_{x} =$ $Ω$ ，根据电阻定律可求得电阻丝的电阻率 $ρ =$ $Ω \cdot m$ （π取3.14，计算结果均保留2位有效数字）。

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四、计算题（共3题，34分）

14. 已知电源E的路端电压U与电流I的关系图象如图甲中a 图线所示，定值电阻R₀的电压U与电流I的关系图象如图甲中b图线所示。现将该电源E、定值电阻R₀以及可调电阻R串联构成闭合回路如图乙所示。其中可调电阻R的最大值为2.0Ω。求：

(1)、可调电阻R消耗的最大功率；

(2)、定值电阻R₀消耗功率最大时电源的效率。

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15. 如图所示，在电场强度大小 $E = 2 \times 1 0^{3} V / m$ 、竖直向上的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道 $Q P N$ 与一水平绝缘轨道 $M N$ 在N点相切，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径 $R = 40 c m$ ， N为半圆形轨道最低点，P为 $Q N$ 圆弧的中点。一电荷量 $q = 1 \times 1 0^{- 4} C$ 、质量 $m = 10 g$ 带负电的滑块（视为质点）与水平轨道间的动摩擦因数 $μ = 0.2$ ，位于N点右侧 $d = 3 m$ 的M处，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计空气阻力。

(1)、若滑块刚好能到N处，求其初速度大小 $v_{0}$ ；

(2)、若滑块恰能运动到半圆轨道的最高点Q ，求其在水平轨道上的落点到N点的距离x；

(3)、求满足（2）条件的滑块通过P点时对轨道的压力大小F。

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16. 如图甲所示，P点处有质量为m、电荷量为q的带电粒子连续不断地“飘入”（初速度为0）电压为 $U_{0}$ 的加速电场，粒子经加速后从O点水平射入两块间距、板长均为l的水平金属板间，O为两板左端连线的中点、荧光屏 $M O_{1} N$ 为半圆弧面，粒子从O点沿直线运动到屏上 $O_{1}$ 点所用时间为 $l \sqrt{\frac{2 m}{q U_{0}}}$ 。若在A、B两板间加电压，其电势差 $U_{A B}$ 随时间t的变化规律如乙所示，所有粒子均能从平行金属板右侧射出并垂直打在半圆弧荧光屏上被吸收、已知粒子通过板间所用时间远小于T，粒子通过平行金属板的过程中电场可视为恒定，粒子间的相互作用及粒子所受的重力均不计，求：

(1)、粒子在O点时的速度大小；

(2)、图乙中允许所加U的最大值；

(3)、粒子从O点到打在屏上的最短时间。

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