重庆市暨华名校2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题

试卷更新日期：2024-01-02 类型：期中考试

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一、选择题（共48分，其中1-8题每小题只有一个正确选项，每小题4分；9-12题每小题有多个正确选项，全部选对的每题得4分，未选全的得2分，有选错的得0分）

1. 下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（）

A、由 $E = \frac{F}{q}$ 知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比 B、由 $E = k \frac{Q}{r^{2}}$ 知，电场中某点的电场强度仅与场源电荷所带的电荷量有关 C、由 $U_{A B} = \frac{W_{A B}}{q}$ 知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为－1V D、由 $C = \frac{Q}{U}$ 知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比

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2. 某导线中的电流是7.5×10^–3A，则通过导线横截面的电荷量为15 C所需要的时间为

A、2.0×10⁴ s B、2.0×10⁶ s C、2.0×10⁵ s D、2.0×10³ s

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3. 随着生活水平的提高，电子秤已成为日常生活中不可或缺的一部分。如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移，则下列说法正确的是（）

A、电容器的电容减小 B、电容器的带电电荷量减少 C、电容器两极板间电场强度减小 D、膜片下移过程中，电流表有b到a的电流

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4. 匀强电场的方向平行于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10V、16V、22V，下列说法不正确的是（）

A、O点的电势φ_O=16V B、电场强度的大小为E=2V/m C、电子在a点的电势能比在b点的高6eV D、将一正电荷从c移至a电场力做功是将此电荷从b移至a电场力做功的2倍

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5. 如图的电路中，U_AB＝15V，R₁＝R₂＝R₃＝3Ω，那么，理想电压表和理想电流表的示数分别为（）

A、10V，10A B、15V，10A C、15V，5A D、5V，5A

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6. 如图甲为电场中的一条电场线，沿电场线建立坐标轴。若坐标轴上O~x₂间各点的电势φ分布如图乙所示，则（）

A、在O~x₂间，电场强度先减小后增大 B、在O~x₂间，电场强度方向没有发生变化 C、若一负电荷从O点运动到x₂点，电势能逐渐减小 D、从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在O~x₂间一直做匀加速运动

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7. 在校园学术节之物理学科周活动中，某同学重现了教材上的一个“魔术”。如图所示，在一个没有底的空塑料瓶内固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟起电机的两极相连，实验时，在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。然后摇动起电机，顿时塑料瓶内清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕，下列关于该实验的说法中正确的是（）

A、锯条换成同宽度金属直尺效果更好 B、起电机摇动前，需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功 C、若锯条接起电机负极，金属片接正极，则这些烟尘附着在金属片上面 D、起电机摇动时，塑料瓶内易拉罐（金属）片边电场强度最大

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8. 如图所示，竖直平面内的固定光滑圆形绝缘轨道的半径为R，A、B两点分别是圆形轨道的最低点和最高点，圆形轨道上C、D两点的连线过圆心O且OC与竖直向下方向的夹角为60°。空间存在方向水平向右且平行圆形轨道所在平面的匀强电场，一质量为m的带负电小球（视为质点）恰好能沿轨道内侧做完整的圆形轨道运动，且小球通过D点时的速度最小。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

A、小球受到的电场力大小为 $\sqrt{2} m g$ B、小球通过D点时的速度大小为 $\sqrt{g R}$ C、小球在运动过程中的最大速度为 $\sqrt{8 g R}$ D、小球通过C点时所受轨道的作用力大小为12mg

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9. 下列说法正确的是（）

A、摩擦起电和感应起电均是电荷发生转移所致 B、电荷量很小的电荷就是元电荷 C、一检验电荷在以一个点电荷为球心，半径为r的球面上各点所受电场力相同 D、所有物体带电量一定是元电荷的整数倍

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10. 如图所示，实线为某一点电荷的电场线，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（）

A、粒子一定带正电 B、粒子在c点的速度比在b点的速度小 C、粒子在c点的电势能比在b点的电势能小 D、c点电势比a点低

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11. 如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流为I_g＝300mA，内阻为R_g＝10Ω，变阻箱接入电路的阻值为R。下列说法正确的是（）

A、改装为0.6A量程的电流表，选择图甲，R＝5Ω B、改装为0.6A量程的电流表，选择图甲，R＝10Ω C、改装为15V量程的电压表，选择图甲，R＝20Ω D、改装为15V量程的电压表，选择图乙，R＝40Ω

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12. 如图所示，某多级直线加速器由n个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，各金属圆筒依序接在交变电源的两极M、N上，序号为C的金属圆板中央有一个质子源，质子逸出的速度不计，M、N两极加上如图所示的电压 $u_{M N}$ ，一段时间后加速器稳定输出质子流。已知质子质量为m、电荷量为e，质子通过圆筒间隙的时间不计，且忽略相对论效应，则（）

A、质子在各圆筒中做匀加速直线运动 B、加速器筒长和加速电压不变，若要加速荷质比更大的粒子，则要调小交变电压的周期 C、各金属筒的长度之比为 $1 ： \sqrt{2} ： \sqrt{3} ： ⋯$ D、质子进入第n个圆筒时的瞬时速度为 $\sqrt{\frac{2 (n - 1) e U_{0}}{m}}$

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二、实验题（本题共2小题，共计13分，第11题6分，第12题7分。）

13. 某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻 $R_{x}$ 的阻值。现有电源（3V，内阻可不计）、滑动变阻器（阻值范围为0~50Ω，允许通过的最大电流为2A）、电流表（量程为0~0.6A，内阻约为0.125Ω）、电压表（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）以及开关和导线若干。

(1)、实验电路应采用图中的（填“甲”或“乙”）。

(2)、若选用甲电路，产生误差的主要原因是；若选用乙电路，产生误差的主要原因是。（用字母代号填写）
A．电流表测量值小于流经 $R_{x}$ 的电流值
B．电流表测量值大于流经 $R_{x}$ 的电流值
C．电压表测量值大于 $R_{x}$ 两端的电压值
D．电压表测量值大于 $R_{x}$ 两端的电压值

(3)、接通开关，改变滑动变阻器滑片的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如下图所示，U＝V，I＝A，可得该电阻的测量值 $R_{x}$ ＝Ω。

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14. 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。

(1)、用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为 $m m$ ，如图乙所示，用游标卡尺测其长度为 $c m$ ，如图丙所示，用多用电表 $\times 1 Ω$ 挡粗测其电阻为 $Ω$ 。

(2)、为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体 $R_{x}$ 外，实验室还备有的实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则电压表应选，电流表应选，滑动变阻器应选。（均填器材前的字母代号）
A．电压表 $V_{1}$ （量程 $3 V$ ，内阻约为 $15 k Ω$ ）
B．电压表 $V_{2}$ （量程 $5 V$ ，内阻约为 $75 k Ω$ ）
C．电流表 $A_{1}$ （量程 $0.6 A$ ，内阻约为 $1 Ω$ ）
D．电流表 $A_{2}$ （量程 $3 A$ ，内阻约为 $0.2 Ω$ ）
E．滑动变阻器 $R_{1}$ （阻值范围 $0 ~ 5 Ω ， 1.0 A$ ）
F．滑动变阻器 $R_{2}$ （阻值范围 $0 ~ 2000 Ω ， 0.1 A$ ）
G．直流电源 $E$ （电动势为 $3 V$ ，内阻不计）
H．开关S，导线若干

(3)、若流经圆柱体的电流为 $I$ ，圆柱体两端的电压为 $U$ ，圆柱体横截面的直径和长度分别用 $D 、 L$ 表示，则用 $D 、 L 、 I 、 U$ 表示该圆柱体电阻率的关系式为 $ρ =$ 。

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三、计算题（本题共4小题，共计39分，第15题8分，第16题8分，第17题10分,第18题13分。）

15. 如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ，一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A。细线与斜面平行，小球A的质量为m，电荷量为q。小球A的右侧固定放置带电小球B，两球心的高度相同，间距为d。.静电力常量为k，重力加速度为g。两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上。求：

(1)、若B球带正电且细线对A球的拉力刚好为0，则B球电量大小是多少；

(2)、若B球带负电且斜面对A球的支持力刚好为0，则B球电量大小是多少。

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16. 如图所示，空间中有一对彼此绝缘的平行金属带电极板MN，一带电液滴恰好静止在极板MN之间的A点处，已知金属板M、N之间相距为d=8cm，其中N板接地，带电液滴的质量为m=4×10^-4kg，带电量为q=2×10^-6C，取g=10m/s²。

(1)、求MN两板间的电势差U_MN；

(2)、若A点到N板的距离为3cm，试求液滴在A点的电势能E_pA。

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17. 如图所示，竖直放置的平行板电容器两板间电势差为U＝100V，xOy平面坐标系第Ⅰ象限内分布着沿y轴正方向的匀强电场，一个带负电的粒子从电容器左板处由静止开始加速，穿过右板后垂直于y轴从P点处射入电场，并从x轴上的A点处射出。已知P点的纵坐标为1m，A点的横坐标为2m，带电粒子的电荷量与质量的比值 $\frac{q}{m} = 1.8 \times 1 0^{11} C / k g$ ，不考虑带电粒子所受的重力。

(1)、求带电粒子从平行板电容器射出时的速度v₀；

(2)、求匀强电场的场强E；

(3)、若在过y轴上的B点处放一张感光胶片，感光胶片与x轴平行，B点的纵坐标为-1m。带电粒子打到感光胶片上会使胶片曝光。求感光胶片上曝光点的横坐标。

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18. 如图建立xOy直角坐标系，在其第二象限中放置平行金属板A、B和平行于金属板的细管C，细管C开口紧靠金属板右侧且与两板等距，另一开口在y轴上。放射源P在A极板左端，可以沿任意方向发射某一速度的带电粒子。当A、B板加上某一大小为U的电压时，有带电粒子刚好能以速度v₀从细管C水平射出，进入位于第一象限的静电分析器并恰好做匀速圆周运动，t=0时刻带电粒子垂直于x轴进入第四象限的交变电场中，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。已知带电粒子电荷量为+q，质量为m，重力不计。求：

(1)、粒子源发射带电粒子的速度v；

(2)、带电粒子在静电分析器中的轨迹半径r和运动时间t₀；

(3)、当t=nT时，带电粒子的坐标。（n=1，2，3……）

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