湖北省武汉市名校2023-2024高二上学期期中冲刺物理试卷

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
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．（2019高一下·天津期末）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
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、、，电势分别为、、，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．， B．，
C．， D．，
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
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
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
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。时，Q板比P板电势高，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． B． C． D．
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． B． C． D．
8．如图所示，电源电动势，内阻为，，，已知电动机的额定电压为5V，电动机的线圈的电阻为，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
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
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
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
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．某同学测量电阻约为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，量程，内阻约
B.电压表，量程，内阻约
C.电流表，量程，内阻约
D.电流表，量程，内阻约
E.滑动变阻器
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　 　。
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、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
A.电流表量程
B.电流表量程
C.滑动变阻器阻值范围
D.滑动变阻器阻值范围
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。请绘制出图像　 　，由图像可知干电池的电动势　 　V，内电阻　 　。结果均保留两位小数
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的P点时速度变为零。已知、，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。
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，已测量出油滴的直径为油滴可看做球体，球体体积公式，重力加速度为g。
（1）设油滴受到气体的阻力，其中k为阻力系数，求k的大小；
（2）求油滴所带电荷量。
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。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】A、甲图为正的点电荷的电场，图中 、 两点在同一个圆上，所以 、b两点的电势相同，电场强度的大小也相同，但是场强的方向不同，A不符合题意；
B、乙图为等量的异种电荷的电场，在连线的中垂线上的所有的点的电势都为零，并且场强的方向均为水平的指向负电荷，所以此时 、 两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同，B符合题意；
C、丙图中 、 处于金属平板上，处在电场中的金属平板处于静电平衡状态，金属板的表面为等势面，所以 、 两点的电势相等；由于 、 两点的电场线疏密不同，所以 、 两点电场强度大小不相等，但电场线与等势面垂直，所以 、 两点的电场强度的方向相同，C不符合题意；
D、丁图是匀强电场， 、 点的场强的大小和方向都相同，但是根据沿电场线的方向电势降低可知， 点的电势要比 点的电势高，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】电场强度是矢量，包括大小和方向两个因素；利用电场线的疏密结合场强的切线方向相同可以判别场强相同。
2．【答案】B
3．【答案】A
4．【答案】C
5．【答案】A
6．【答案】C
7．【答案】C
8．【答案】C,D
9．【答案】A,C,D
10．【答案】A,B
11．【答案】（1）1.844
（2）A；D
（3）
12．【答案】（1）A；C
（2）；1.45；0.70
13．【答案】（1）解：由A到P过程中，根据动能定理
解得；
（2）解：小球从A运动到B的过程中，电场力做的功；
（3）解：小球从A运动到B的过程中，根据动能定理
在B点，根据牛顿第二定律
联立解得。
14．【答案】（1）解：油滴速度为时所受阻力，油滴向下做匀速运动时，重力与阻力平衡，
有，，则；
（2）解：设油滴所带电荷量为q，油滴受到的电场力为，
油滴向上做匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，则，
油滴所带电荷量为。
15．【答案】（1）解： α粒子在静电分析器中运动时满足，解得
（2）解：粒子在两板间的逆过程为类平抛运动，则
解得A、B极板间所加的电压
（3）解：粒子进入周期性变化的电场后，竖直方向做速度为v0的匀速运动，水平向右在0~做匀加速运动，在~T做匀减速运动，T~加速，~2T减速，则粒子在、…..时刻速度最大，动能最大，在时间内沿x方向加速的位移
同理减速的位移也为
在时间粒子位置的纵坐标
则粒子在、…..时刻粒子位置的横坐标（n=0、1、2、3……）
纵坐标（n=0、1、2、3……）
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
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．（2019高一下·天津期末）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
【答案】B
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】A、甲图为正的点电荷的电场，图中 、 两点在同一个圆上，所以 、b两点的电势相同，电场强度的大小也相同，但是场强的方向不同，A不符合题意；
B、乙图为等量的异种电荷的电场，在连线的中垂线上的所有的点的电势都为零，并且场强的方向均为水平的指向负电荷，所以此时 、 两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同，B符合题意；
C、丙图中 、 处于金属平板上，处在电场中的金属平板处于静电平衡状态，金属板的表面为等势面，所以 、 两点的电势相等；由于 、 两点的电场线疏密不同，所以 、 两点电场强度大小不相等，但电场线与等势面垂直，所以 、 两点的电场强度的方向相同，C不符合题意；
D、丁图是匀强电场， 、 点的场强的大小和方向都相同，但是根据沿电场线的方向电势降低可知， 点的电势要比 点的电势高，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】电场强度是矢量，包括大小和方向两个因素；利用电场线的疏密结合场强的切线方向相同可以判别场强相同。
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、、，电势分别为、、，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．， B．，
C．， D．，
【答案】B
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
【答案】A
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
【答案】C
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
【答案】A
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。时，Q板比P板电势高，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． B． C． D．
【答案】C
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． B． C． D．
【答案】C
8．如图所示，电源电动势，内阻为，，，已知电动机的额定电压为5V，电动机的线圈的电阻为，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
【答案】C,D
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
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
【答案】A,C,D
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
【答案】A,B
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．某同学测量电阻约为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，量程，内阻约
B.电压表，量程，内阻约
C.电流表，量程，内阻约
D.电流表，量程，内阻约
E.滑动变阻器
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　 　。
【答案】（1）1.844
（2）A；D
（3）
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、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
A.电流表量程
B.电流表量程
C.滑动变阻器阻值范围
D.滑动变阻器阻值范围
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。请绘制出图像　 　，由图像可知干电池的电动势　 　V，内电阻　 　。结果均保留两位小数
【答案】（1）A；C
（2）；1.45；0.70
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的P点时速度变为零。已知、，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。
【答案】（1）解：由A到P过程中，根据动能定理
解得；
（2）解：小球从A运动到B的过程中，电场力做的功；
（3）解：小球从A运动到B的过程中，根据动能定理
在B点，根据牛顿第二定律
联立解得。
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，已测量出油滴的直径为油滴可看做球体，球体体积公式，重力加速度为g。
（1）设油滴受到气体的阻力，其中k为阻力系数，求k的大小；
（2）求油滴所带电荷量。
【答案】（1）解：油滴速度为时所受阻力，油滴向下做匀速运动时，重力与阻力平衡，
有，，则；
（2）解：设油滴所带电荷量为q，油滴受到的电场力为，
油滴向上做匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，则，
油滴所带电荷量为。
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。
【答案】（1）解： α粒子在静电分析器中运动时满足，解得
（2）解：粒子在两板间的逆过程为类平抛运动，则
解得A、B极板间所加的电压
（3）解：粒子进入周期性变化的电场后，竖直方向做速度为v0的匀速运动，水平向右在0~做匀加速运动，在~T做匀减速运动，T~加速，~2T减速，则粒子在、…..时刻速度最大，动能最大，在时间内沿x方向加速的位移
同理减速的位移也为
在时间粒子位置的纵坐标
则粒子在、…..时刻粒子位置的横坐标（n=0、1、2、3……）
纵坐标（n=0、1、2、3……）