山西省临汾市2023-2024学年高二上学期11月期中物理试题

试卷更新日期：2023-12-25 类型：期中考试

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一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒a靠近不带电的验电器的金属球b时，发现验电器的金属箔片c张开一定的角度，下列说法正确的是（　　）

A、金属球和两金属箔都带正电荷 B、b球上的电子转移到玻璃棒上，使金属球带正电 C、金属球b上的正电荷向金属箔片移动，使金属箔片带正电 D、移去玻璃棒a，金属箔片c闭合

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2. 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，它们间的库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定在原处，则两球间库仑力的大小为（　　）

A、 $\frac{F}{3}$ B、 $\frac{F}{6}$ C、 $\frac{F}{9}$ D、 $\frac{F}{12}$

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3. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　）

A、电容器的电容增大 B、电容器两极板间电压减小 C、电容器所带电荷量减少 D、电容器两极板间电场强度不变

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4. 下列物理量中有大小和空间方向但是是标量的是（　　）

A、速率 B、电流 C、速度 D、时间

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5. 图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，容器长 $a = 1 m$ ，宽 $b = 0.2 m$ ，高 $c = 0.1 m$ ，当容器里面注满某电解液，且在P、Q间加上电压后，其 $U - I$ 图线如图乙所示，当 $U = 10 V$ 时，该电解液的电阻率 $ρ$ 为（）

A、 $40 Ω \cdot m$ B、 $20 Ω \cdot m$ C、 $60 Ω \cdot m$ D、 $80 Ω \cdot m$

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6. 以下说法正确的是（　　）

A、由电场强度表达式 $E = \frac{F}{q}$ 可知电场强度 $E$ 与电场力 $F$ 成正比，与电荷量 $q$ 成反比 B、由电势能表达式 $E_{P} = q φ$ 可知负电荷电势高电势能也大 C、电流的微观表达式 $I = n e S v$ 中 $v$ 为电流传导的速度 D、由电阻表达式 $R = \frac{ρ l}{S}$ 得一根圆柱形状的金属导体，将它沿平行于电流的长度方向均匀拉长到直径变为原来的一半，那么该导体的电阻变为原来的16倍

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7. 如图，曲线①、直线②分别是两个导体的伏安特性曲线。虚线 $A B$ 为①上A点的切线，且与横轴交于 $B$ 点， $B$ 点的坐标为 $(I_{1} ， 0)$ ， A点的坐标为 $(I_{0} ， U_{0})$ ，下列判断正确的是（　　）

A、通过①导体的电流为 $I_{0}$ 时，导体的电阻等于 $\frac{U_{0}}{I_{0} - I_{1}}$ B、通过①导体的电流为 $I_{0}$ 时，导体消耗的电功率数值上等于曲线 $O A$ 与横轴围成的面积 C、导体②的电阻随电流的增大而增大 D、两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等

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8. 下列说法正确的是（　　）

A、由于电流总是从电源正极流向电源负极，故电流是矢量 B、自由电子在电路内的电场中一直做匀加速运动 C、当通电导线中的电流变大时电路里所有自由电荷的运动速率都会变大 D、电路要产生电流，必须存在自由电荷

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二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分。

9. 如图所示，圆的圆心为 $O$ 、半径 $R = 2 c m$ ，直径 $A B$ 与直径 $C D$ 间的夹角为60°，匀强电场与圆所在的平面平行（图中未画出）， $A$ 、 $B$ 、 $C$ 三点的电势分别为2V、8V、2V，下列说法正确的是（）

A、 $O$ 点的电势为3V B、圆周上 $A C$ 弧的中点电势最低 C、匀强电场的电场强度的大小为 $100 \sqrt{3} V / m$ D、将一电子从 $O$ 点移动到 $D$ 点，电子克服电场力做的功为3eV

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10. 如图所示，平行板电容器与电源电压恒为U的直流电源连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。下列说法正确的是（　　）

A、带电油滴所带电荷为正电荷 B、若电容器的电容减小，则极板所带电荷量将减小 C、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一段距离，则带电油滴将竖直向上运动 D、将平行板电容器的上极板水平向左移动一段距离，则带电油滴仍然保持平衡状态

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11. 现有两个边长不等的正方形 $A B D C$ 和 $a b d c$ ，如图所示，且 $A a$ 、 $B b$ 、 $C c$ 、 $D d$ 间距相等。在 $A B$ 、 $A C$ 、 $C D$ 、 $B D$ 的中点分别放等量的点电荷，其中 $A B$ 、 $A C$ 的中点放的点电荷带正电， $C D$ 、 $B D$ 的中点放的点电荷带负电，取无穷远处电势为零。则下列说法中正确的是（　　）

A、 $O$ 点的电场强度和电势均为零 B、把一正点电荷沿着 $b \to d \to c$ 的路径移动时，电场力所做的总功为零 C、同一点电荷在 $a$ 、 $d$ 两点所受电场力不同 D、将一负点电荷由 $a$ 点移到 $b$ 点，电势能增大

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12. 两个电阻R₁、R₂的伏安特性曲线如图所示，由图可知（　　）

A、R₁的阻值为1Ω B、R₂的电阻随电压的增大而减小 C、R₁为线性元件，R₂为非线性元件 D、当U=1V时，R₂的电阻等于R₁的电阻

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三、实验题：本题包括2小题，共16分。

13.

(1)、在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板B接地
$①$ 若极板B稍向上移动一点，则将观察到静电计指针偏角，此实验说明平行板电容器的电容随正对面积减小而；（填“变大”或“变小”）
$②$ 若极板B稍向左移动一点，则将观察到静电计指针偏角，此实验说明平行板电容器的电容随距离变大而，（填“变大”或“变小”）

(2)、如图所示为示波管的示意图，以屏幕的中心为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系xOy，当在 $X X'$ 这对电极上加上恒定的电压 $U_{X X^{'}} = 2 V$ ，同时在 $Y Y^{'}$ 电极上加上恒定的电压 $U_{Y Y^{'}} = - 1 V$ 时，荧光屏上光点的坐标为（4，-1），则当在 $X X^{^{'}}$ 这对电极上加上恒定的电压 $U_{Y Y^{'}} = 1 V$ ，同时在 $Y Y'$ 电极上加上恒定的电压 $U_{Y Y^{'}} = 2 V$ 时，荧光屏上光点的坐标为（，）

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14. 在测定电容器电容的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为3 kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关S按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1相连，电源给电容器充电，充电完毕后把开关S掷向2，电容器放电，直至放电完毕，实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的图线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及图线与时间轴所围“面积”的图像。

(1)、根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向(填“相同”或“ 相反”)，大小都随时间(填“增大”或“ 减小”)。

(2)、该电容器的电容为F(结果保留两位有效数字)。

(3)、某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值，请你分析并说明该同学的说法是否正确。

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四、计算题：本题包括4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，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。

15. 如图所示，一质量 $m = 2 \times 1 0^{- 4} k g$ 电荷量 $q = + 3 \times 1 0^{- 9} C$ 的带电小球A用长为10cm的轻质绝缘细线悬挂于O点，另一电荷量未知的小球B固定在O点正下方绝缘柱上A、B均可视为点电荷。当小球A平衡时，恰好与B处在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角 $θ = 3 7^{∘}$ 。已知重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，静电力常量 $k = 9.0 \times 1 0^{9} N \cdot m^{2} / C^{2}$ ， $s i n 3 7^{∘} = 0.6$ ， $c o s 3 7^{∘} = 0.8$ ，求：

(1)、小球 $A$ 受到的静电力大小 $；$

(2)、小球 $A$ 所在位置的场强大小和方向 $；$

(3)、小球 $B$ 的电荷量。

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16. 如图所示，水平向右的匀强电场中，一圆心为O的光滑半圆绝缘轨道固定在竖直平面内，b点为轨道的最低点。质量为m、电荷量为q的小球甲恰好静止在轨道a点， a点与轨道圆心O的连线与竖直方向的夹角为θ=60°，重力加速度大小为g。则：

(1)、判断小球甲的电性并求出匀强电场的电场强度大小E；

(2)、现将小球甲固定在a点，将另一个质量为 2m的带电小球乙放在b点，小球乙恰好静止且与轨道无作用力，两小球均视为点电荷，请判断小球乙的电性，并求出小球乙的电荷量q'

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17. 如图所示，两个电荷量都为+q（q>0）的小球位于竖直线上，a小球的质量为m，两小球都可看成点电荷，b小球固定，a小球由静止下落h时速度为零，重力加速度大小为g，静电力常量为k，求：

(1)、a小球的加速度等于零时a小球距b小球的高度H；

(2)、a小球下落过程中电势的改变量 $Δ φ$ 。

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18. 经典理论认为，氢原子核外电子在库仑力作用下绕固定不动的原子核做匀速圆周运动。已知氢原子核的电荷量为 $+ e$ ，电子电荷量为 $- e$ ，质量为 $m$ ，静电力常量为 $k$ 。电子绕核旋转的两个可能轨道 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 到氢原子核的距离分别为 $r_{1}$ 、 $r_{2}$ ，

(1)、请根据电场强度的定义和库仑定律推导出 $S_{1}$ 轨道处场强表达式；

(2)、若电子在 $S_{1}$ 轨道上顺时针运动时，可等效为环形电流，求等效电流的大小和方向；

(3)、已知电荷量为 $Q$ 的点电荷形成的电场中，距点电荷距离为 $r$ 处的电势可以用 $φ = k \frac{Q}{r}$ 表示。若电子分别在轨道 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 上做匀速圆周运动时，氢原子核与电子组成的系统具有的总能量分别为 $E_{1}$ 、 $E_{2}$ ，求 $E_{1} ： E_{2}$ 。（结果用已知量表示）

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