天津市南開區(qū)南開中學(xué)2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期中試題含解析

PAGE15-天津市南開區(qū)南開中學(xué)2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期中試題（含解析）一、選擇題（共6小題）1.一個標(biāo)有“220V，100W”字樣的一般白熾燈，兩端所加的電壓由0漸漸增大到220V，在此過程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖線表示。下列給出的四個圖象中，確定符合實際狀況的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】由題，白熾燈泡上的電壓U由零漸漸增大到時，白熾燈泡的溫度不斷上升，電阻增大，由歐姆定律得到，等于圖線上的點與原點連線的斜率，電阻始終增大，斜率始終增大，故選B。2.用電場線能很直觀、很便利地比較電場中各點的強弱。如圖，左邊是等量異種點電荷形成電場的電場線，右邊是場中的一些點：O是電荷連線的中點，E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩點，B、C和A、D也相對O對稱，則下列相識不正確的是（）A.B、C兩點場強大小和方向都相同B.A、D兩點場強大小相等，方向相反C.E、F兩點場強大小和方向都相同D.從E到F過程中場強先增大后減小【答案】B【解析】【詳解】A．依據(jù)對稱性看出，B、C兩處電場線疏密程度相同，則B、C兩點場強大小相同，這兩點場強的方向均由，方向相同，故A正確，不符合題意；B．依據(jù)對稱性看出，A、D兩處電場線疏密程度相同，則A、D兩點場強大小相同，由圖看出，A、D兩點場強方向相同，故B錯誤，符合題意；C．由圖看出，E、F兩點中，電場線疏密程度相同，說明兩點電場強度大小相等，電場線切線方向相同說明電場強度方向相同，故兩點電場強度相同，故C正確，不符合題意；D．由圖看出，電場線先變密，再變疏，所以場強先增大后減小，故D正確，不符合題意。故選B3.在如圖電路中K1、K2、K3、K4均閉合，G是極板水平放置的平行板電容器，板間懸浮著一油滴P，斷開哪一個開關(guān)后P會向下運動？()A.K1B.K2C.K3D.K4【答案】C【解析】【分析】平行板電容器板間懸浮著一油滴P，油滴所受的重力與電場力平衡，當(dāng)電場力減小時，油滴會向下運動．依據(jù)條件分別分析哪種狀況下板間場強和油滴的電場力是減小的．【詳解】斷開K1，電容器兩板間的電壓不變，場強不變，油滴所受的電場力不變，油滴仍處于平衡狀態(tài)．故A錯誤．?dāng)嚅_K2，電容器兩板間的電壓增大，穩(wěn)定時，其電壓等于電源的電動勢，板間場強增大，油滴所受的電場力增大，油滴將向上運動．與題意不符，故B錯誤．?dāng)嚅_K3，電容器通過電阻放電，板間場強漸漸減小，油滴所受的電場力減小，油滴將向下運動．故C正確．?dāng)嚅_K4，電容器的電量不變，板間場強不變，油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)．故D錯誤．

故選C．【點睛】本題考查分析電容器電壓的實力．難點是斷開K2，穩(wěn)定后電容器的電壓等于電源的電動勢，可以用電勢差等于電壓來理解．4.如圖所示，電源的電動勢為，內(nèi)阻為r，四盞燈亮度相同，若R觸頭P向左滑動，則各燈的亮度改變狀況是（）A.L1，L4變暗 B.L2，L3變暗C.L1，L2，L3變亮 D.L4亮度不變【答案】A【解析】【詳解】R的滑片向左滑動時，變阻器R接入電路的電阻變小，外電路總電阻變小，依據(jù)閉合電路歐姆定律得知，干路電流I增大，則電源內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，則兩端電流和電壓減小，故燈變暗；由于干路電流I增大，所以流過兩端電流和電壓增大，故燈變亮；由于路端電壓減小，兩端電壓增大，則并聯(lián)部分電壓減小，變暗；通過燈的電流，增大，減小，則增大，燈變亮，故選A。5.圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0。一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運動，經(jīng)過a、b點時的動能分別為20eV和2eV。當(dāng)這一點電荷運動到某一位置，其電勢能變?yōu)?8eV時，它的動能應(yīng)為（）A.9eV B.16eV C.21eV D.32eV【答案】B【解析】【詳解】點電荷從a運動到b再到之后的過程中，動能減小，電勢能增加，經(jīng)過a、b點時的動能分別為和；圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，故電荷經(jīng)過相鄰兩個等勢面時的動能減小量為由于等勢面3電勢為0，電荷通過等勢面3時，動能為，只有電場力做功，電勢能和動能之和守恒，故有因而當(dāng)電勢能變?yōu)闀r，動能變?yōu)?，故選B。6.下列圖中，A、B、C是勻強電場中的三個點，各點電勢φA＝10V，φB＝2V，φC＝6V，A、B、C三點在同一平面上，圖中電場強度的方向表示正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】據(jù)題，A、B、C三點的電勢分別，，，因為勻強電場中沿電場線方向相同距離電勢差相等，則A、B兩點連線中點的電勢為因此該中點與C點的連線為等勢線，那么與此連線垂直的直線即為電場線，由于，，又因為沿著電場線電勢降低，所以電場線方向垂直于的中點與C點連線向下，故選D。二、多選題（共4小題）7.如圖所示，水平放置的固定圓盤A，帶電量為Q，電勢為零。從盤心O處釋放一質(zhì)量為m、帶電+q的小球，由于電場力作用，小球可上升到豎直高度為H的C點，而且知道過B點時，速度最大，由此可求出Q形成的電場中（）A.B點場強 B.C點場強CB點電勢 D.C點電勢【答案】AD【解析】【詳解】AB．在B點，速度最大，合力為0，電場力等于重力解得B點場強因為不知道小球在C點所受的電場力，所以不能求出C點的場強，故A正確，B錯誤。CD．O到C，依據(jù)動能定理得電場力做正功電勢能減小，O點電勢能為零，所以C點電勢能為C點的電勢為不能求出小球在B點電勢能，所以不能求出B點電勢，故D正確，C錯誤。故選AD。8.如圖所示，在xOy坐標(biāo)系中，x軸上關(guān)于y軸對稱的A、C兩點固定等量異種點電荷、，B、D兩點分別位于其次、四象限，ABCD為平行四邊形，邊BC、AD分別與y軸交于E、F，以下說法正確的是（）A.E、F兩點電勢相等B.B、D兩點電場強度相同C.摸索電荷+q從B點移到D點，電勢能增加D.摸索電荷+q從B點移到E點和從F點移到D點，電場力對+q做功相同【答案】ABD【解析】【詳解】A．等量異種點電荷、連線的垂直平分線是一條等勢線，所以y軸是一條等勢線，E、F的電勢相等，故A正確；B．依據(jù)電場線的分布狀況和對稱性可知，B、D兩點電場強度相同，故B正確；C．依據(jù)順著電場線電勢降低可知，B點的電勢高于D點的電勢，而正電荷在電勢髙處電勢大，所以摸索電荷從B點移到D點，電勢能減小，故C錯誤；D．由上分析可知，B、E間的電勢差等于F、D間的電勢差，依據(jù)電場力做功公式得知從B點移到E點和從F點移到D點，電場力對做功相同，故D正確。故選ABD。9.如圖所示，在兩等量異種點電荷連線上有D、E、F三點，且DE＝EF，K、M、L分別為過D、E、F三點的等勢面．一不計重力的帶負(fù)電粒子，從a點射入電場，運動軌跡如圖中實線所示，以|Wab|表示該粒子從a點到b點電場力做功的數(shù)值，以|Wbc|表示該粒子從b點到c點電場力做功的數(shù)值，則()A.|Wab|>|Wbc|B.|Wab|＝|Wbc|C.粒子由a點到b點，動能削減D.a點的電勢較b點的電勢低【答案】AC【解析】【詳解】AB．依據(jù)等量異種點電荷電場線的分布狀況可知，DE段場強大于EF段場強，由公式U=Ed定性分析得知，DE間電勢差的確定值大于EF間電勢差的確定值，由電場力做功公式W=qU得，|Wab|＞|Wbc|．故A正確，B錯誤．CD．由圖看出，電荷的軌跡向左彎曲，則知其所受的電場力大致向左，所以等量異種點電荷中正電荷在左側(cè)，負(fù)電荷在右側(cè)，a點的電勢高于b點的電勢，粒子由a到b過程中，電勢能增大，動能減?。蔆正確，D錯誤．故選AC.10.測量平面內(nèi)某點P的電場強度大小隨時間的改變，得到如圖所示的圖線，圖線AB段與BC段關(guān)于直線t＝t0對稱。電場是由該平面內(nèi)兩個相同的點電荷產(chǎn)生的，其中一個點電荷固定不動且到P點的距離為d，另一個點電荷以恒定的速度在該平面內(nèi)做勻速直線運動，靜電力常量為k，則（）A.點電荷的電荷量為B.點電荷的電荷量C.運動電荷到P點的最小距離為dD.運動電荷的速度大小為【答案】ACD【解析】【詳解】AB．依據(jù)圖象可知，當(dāng)時間趨向于無窮大的時候，說明運動的電荷離的很遠(yuǎn)，此時產(chǎn)生電場的電荷只有固定的電荷，由圖可知，此時P點的場強為，設(shè)電荷的電荷量為Q，依據(jù)點電荷的場強公式可得解得A正確，B錯誤；C．依據(jù)圖象可知，P點的場強最小值為0，說明此時兩個電荷在P點產(chǎn)生的場強大小相等方向相反，即運動的電荷離P點的距離也是d，所以運動電荷到P點的最小距離為d，C正確；D．運動電荷和固定電荷在同一個平面內(nèi)，依據(jù)上面的分析可知，它們之間的關(guān)系如圖，設(shè)時刻，運動點電荷與P點之間的夾角為，距離為r，此時運動電荷產(chǎn)生的場強固定電荷產(chǎn)生的場強為以P點為坐標(biāo)原點，建立直角坐標(biāo)系如圖，把運動電荷產(chǎn)生的場強E分解，得出P點的合場強為其中解得所以在時間為運動電荷經(jīng)過的距離為所以運動電荷的速度大小為，D正確。故選ACD。三、填空題（共2小題）11.某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度，測量結(jié)果如圖（a）和（b）所示．該工件的直徑為______cm，高度為________mm．【答案】，【解析】游標(biāo)卡尺讀數(shù)為螺旋測微器的讀數(shù)為：【考點定位】螺旋測微器，游標(biāo)卡尺讀數(shù)【方法技巧】解決本題的關(guān)鍵駕馭游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．12.某同學(xué)對電阻絲電阻與哪些因素有關(guān)進(jìn)行了試驗探究，現(xiàn)有如下器材：電源E（電動勢為4V，內(nèi)阻約為1Ω）；電流表A1（量程5mA，內(nèi)阻約為10Ω）；電流表A2（量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）；電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約為lkΩ）；電壓表V2（量程l5V，內(nèi)阻約為3kΩ）；滑動變阻器R1（阻值0～2Ω）；滑動變阻器R2（阻值0～20Ω）；開關(guān)及導(dǎo)線若干．他對電阻絲做了有關(guān)測量，數(shù)據(jù)如下表所示：編號

金屬絲直徑D/mm

金屬絲直徑的二次方D/mm2

金屬絲長度L/cm

電阻R/Ω

1

0.280

0.0784

100.00

16.30

2

0.280

0.0784

50.00

8.16

3

0560

0.3136

100.00

4.07

①他在某次測量中，用螺旋測微器測金屬絲直徑，示數(shù)如圖甲所示，此示數(shù)為_____mm．②圖乙是他測量編號為2的電阻絲電阻的備選原理圖，則該同學(xué)應(yīng)選擇電路___（選填“A”或“B”）進(jìn)行測量．電流表應(yīng)選_______，電壓表應(yīng)選______，滑動變阻器應(yīng)選_______．③請你仔細(xì)分析表中數(shù)據(jù)，寫出電阻R與L、D間的關(guān)系式R=___（比例系數(shù)用k表示），并求出比例系數(shù)k=_____Ω?m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．【答案】(1).0.512(2).A(3).(4).(5).(6).(7).【解析】【詳解】①[1]螺旋測微器的讀數(shù)為：d=0.5mm+1.2×0.01mm=0.512mm；②[2][3][4][5]由于待測電阻滿意，電流表應(yīng)用外接法，所以應(yīng)選擇電路A；依據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，電路中最大電流為0.56A，所以電流表應(yīng)選A2；由于電源電動勢為4V，所以電壓表應(yīng)選V1；依據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中須要的最大電阻應(yīng)為：所以變阻器應(yīng)選R2；③[6][7]依據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：可求出，代入數(shù)據(jù)解得四、解答題（共2小題）13.如圖所示，質(zhì)量為5×10﹣8kg的帶電微粒以v0=2m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B的中心飛入板間．已知板長L=10cm，板間距離d=2cm，當(dāng)UAB=103V時，帶電微粒恰好沿直線穿過板間，則AB【答案】1800V≥U≥200V【解析】【詳解】（1）帶電微粒豎直向上的位移小于等于才能從板間飛出，設(shè)板間電壓為u，場強所以電場力

①依據(jù)牛頓其次定律F-mg=ma1②由①②解得

③豎直方向的位移x1=a1t2④水平方向L=v0t，解得：⑤把③⑤代入④解得⑥由于帶電微粒豎直向上的位移小于等于才能從板間飛出所以x1≤⑦由⑥⑦解得u≤1800V（2）帶電微粒豎直向下的位移小于等于才能從板間飛出，設(shè)板間電壓為u，場強所以電場力①依據(jù)牛頓其次定律mg-F=ma2②由①②解得③豎直方向的位移x2=a2t2④水平方向L=v0t，解得：⑤把③⑤代入④解得⑥由于帶電微粒豎直向下的位移小于等于才能從板間飛出，所以x2≤⑦

由⑥⑦解得u≥200V所以電壓范圍：1800V≥u≥200V14.一根很長、很細(xì)的圓柱形的電子束由速度為v的勻速運動的低速電子組成，電子在電子束中勻稱分布，沿電子束軸線每單位長度包含n個電子，每個電子的電荷量為﹣e（e＞0），質(zhì)量為m。該電子束從遠(yuǎn)處沿垂直于平行板電容器極板的方向射向電容器，其前端（即圖中的右端）于t＝0時刻剛好到達(dá)電容器的左極板．電容器的兩個極板上各開一個小孔，使電子束可以不受阻礙地穿過電容器．兩極板A、B之間加上了如圖所示的周期性改變的電壓VAB（VAB＝VA﹣VB，圖中只畫出了一個周期的圖線），電壓的最大值和最小值分別為V0和﹣V0，周期為T。若以τ表示每個周期中電壓處于最大值的時間間隔，則電壓處于最小值的時間間隔為T﹣τ。已知τ的值恰好使在VAB改變的第一個周期內(nèi)通過電容器到達(dá)電容器右邊的全部的電子，能在某一時刻tb形成勻稱分布的一段電子束。設(shè)電容器兩極板間的距離很小，電子穿過電容器所須要的時間可以忽視，且mv＝6eV0，