河北省石家莊二中教育集團(tuán)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中考試物理試題（原卷版）

石家莊二中教育集團(tuán)2023-2024學(xué)年度高二年級上學(xué)期期中考試物理試卷（時(shí)間：75分鐘，分值100分，）一、單選題（本大題共7小題，共28分）1.靜電除塵器的工作原理是利用高壓電場使煙氣發(fā)生電離，氣流中的粉塵在電場作用下與氣流分離。如圖所示為其電場分布簡圖，下列說法正確的是（）A.虛線可能是等勢線 B.電場強(qiáng)度C.粉塵將在電場力作用下沿著虛線運(yùn)動(dòng) D.負(fù)電荷在C點(diǎn)的電勢能小于其在A點(diǎn)的電勢能2.某養(yǎng)殖場為了使飼養(yǎng)員及時(shí)關(guān)注動(dòng)物們的飲水情況，設(shè)計(jì)了一款牛羊飲水提示器，其工作原理如圖所示，動(dòng)物們飲水過后滑片上移，電表均為理想電表．下列說法正確的是（）A.若電表為電壓表，向水槽內(nèi)添水時(shí)電壓表示數(shù)變小B.若電表為電壓表，減小可提高靈敏度C.若電表為電流表，向水槽內(nèi)添水時(shí)電流表示數(shù)變小D.若電表為電流表，與電壓表相比，電路更節(jié)能3.如圖為完全相同的兩個(gè)正三角形ABC和DEF組成的正六角星，O點(diǎn)為圖形正中心，現(xiàn)在A、D、B、E頂點(diǎn)各放一個(gè)電量為q的正電荷，在C、F頂點(diǎn)各放一個(gè)電量為q的負(fù)電荷，已知AB邊長為a，則O點(diǎn)場強(qiáng)大小為（）A. B. C. D.4.掃地機(jī)器人，又稱自動(dòng)打掃機(jī)、智能吸塵器、機(jī)器人吸塵器等，是智能家電的一種，能憑借人工智能，自動(dòng)在房間內(nèi)完成地板清理工作．掃地機(jī)器人由主機(jī)和充電座兩部分構(gòu)成，充電座可以對主機(jī)的電池進(jìn)行充電．某品牌掃地機(jī)器人的說明書上有下列參數(shù)。由這些參數(shù)可知（）主機(jī)電池電動(dòng)勢電容量額定電壓額定功率充電座額定功率額定電壓額定輸出電壓額定輸出電流A.該掃地機(jī)器人以額定功率工作的時(shí)間約為B.該掃地機(jī)器人電池充電完畢儲存的電能約為C.充電座以額定功率工作時(shí)內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)能約為D.充電座以額定功率工作時(shí)內(nèi)輸出電能約為5.空間中有沿y軸正向的勻強(qiáng)磁場，一通電直導(dǎo)線與x軸平行放置時(shí)受到的安培力為F。若將該導(dǎo)線做成圓環(huán)如圖放置在xOy坐標(biāo)平面內(nèi)，并保持通過的電流不變，則圓環(huán)受到的安培力大小為（）A.F B. C. D.6.某太空探測器上搭載了中性原子探測儀，在其入口處安裝了高壓偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，形成強(qiáng)電場區(qū)域，對宇宙中其它帶電粒子進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，以免其射到探測器上產(chǎn)生干擾信號，已知該系統(tǒng)由長度、間距的兩平行極板組成，當(dāng)兩板加一定電壓時(shí)，恰好可將進(jìn)入平行極板的動(dòng)能為的氦核均偏轉(zhuǎn)到極板而被全部吸收。若保持該電壓不變，則（）A.若進(jìn)入該偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的為質(zhì)子，只有動(dòng)能不大于才能完全被極板吸收B.若進(jìn)入該偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)為質(zhì)子，只有動(dòng)能不大于才能完全被極板吸收C.若進(jìn)入該偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的為電子，只有動(dòng)能不大于才能完全被極板吸收D.若進(jìn)入該偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的為電子，不論電子動(dòng)能為多大，都不能被極板吸收7.如圖為直角三角形OAB，其中．現(xiàn)在空間中施加一個(gè)方向平行于該三角形平面的勻強(qiáng)電場，若O處有一個(gè)放射源，能沿平面向各方向射出動(dòng)能為的電子，電子經(jīng)過A、B兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為和，不考慮電子間的相互作用，則該電場的電場強(qiáng)度大小為（）A. B. C. D.二、多選題（本大題共3小題，共18分）8.小明同學(xué)在水平向右勻強(qiáng)電場中做帶電小球的豎直上拋實(shí)驗(yàn)，帶電小球拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，軌跡上A、B兩點(diǎn)在同一水平線上，M為軌跡的最高點(diǎn)，上升高度為h，小球在A點(diǎn)拋出時(shí)的動(dòng)能為，在M點(diǎn)的動(dòng)能為，不計(jì)空氣的阻力，下列說法正確的是（）A.全過程中小球水平位移與最大高度h的比值為3:4B.全過程中小球水平位移與的比值為1:3C.小球落到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為D.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中最小動(dòng)能為9.金屬導(dǎo)體中自由電子在電場的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，在定向移動(dòng)過程中會受到內(nèi)部阻力，其方向與自由電子定向移動(dòng)的速度方向相反，大小正比于自由電子定向移動(dòng)的速率，比例系數(shù)為k．已知某種金屬材料單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，元電荷為e，忽略電子所受重力及其之間的相互作用，不計(jì)電子熱運(yùn)動(dòng)的影響，自由電子的定向移動(dòng)可視為勻速直線運(yùn)動(dòng)．如圖所示，一段長為L、橫截面積為S的該金屬導(dǎo)體，當(dāng)其兩端電壓為U時(shí)，下列說法正確的是（）A.該金屬導(dǎo)體內(nèi)自由電子定向移動(dòng)的速率為B.由已知條件無法求出該金屬導(dǎo)體內(nèi)自由電子定向移動(dòng)的速率C.該金屬導(dǎo)體的電阻率為D.該金屬導(dǎo)體電阻率為10.某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素。A是一個(gè)帶正電的物體，電荷量用Q表示，系在絕緣絲線上的帶正電的小球會在靜電力的作用下發(fā)生偏離，小球的電荷量用q表示、質(zhì)量用m表示，物體與小球間的距離用d表示，靜電力常量為k，重力加速度為g，可認(rèn)為物體A與小球在同一水平線上，則下列說法正確的是（）A.該實(shí)驗(yàn)采用了理想實(shí)驗(yàn)法和控制變量法B.實(shí)驗(yàn)表明，電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而減小C.由已知條件無法求得小球偏離豎直方向的角度D.由已知條件可以求得小球偏離豎直方向的角度的正切值為三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共16.0分）11.在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，金屬絲的阻值約為，某同學(xué)先用刻度尺測量金屬絲的長度，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)刻度位置如圖所示，再用伏安法測出金屬絲的電阻，然后算出該金屬材料的電阻率。（1）該電阻絲直徑的測量值_______mm；（2）實(shí)驗(yàn)中能提供的器材有：A．電壓表（量程，內(nèi)阻約）B．電壓表（量程，內(nèi)阻約）C．電流表（量程，內(nèi)阻約）D．電流表（量程，內(nèi)阻約）E．滑動(dòng)變阻器F．滑動(dòng)變阻器G．待測電阻H．電源E（電動(dòng)勢為）及開關(guān)和導(dǎo)線若干該同學(xué)從以上器材中選擇合適的器材連接好電路進(jìn)行測量，要求在流過金屬絲的電流相同情況下，電源消耗功率最小，并能較準(zhǔn)確地測出電阻絲的阻值，請?jiān)诜娇騼?nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)出所選器材代號_______。（3）該同學(xué)連接好電路后，某次測量結(jié)果如圖所示，若電阻絲直徑取，請計(jì)算出金屬絲的電阻率為____（保留三位有效數(shù)字）。12.隨著時(shí)代的進(jìn)步，如今各大商圈夜晚燈光秀都非常美麗。小張同學(xué)觀看后對其中的發(fā)光單元產(chǎn)生了興趣，他查找相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)一個(gè)發(fā)光單元是由一個(gè)定值電阻和三個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)而成（如左圖中虛線框內(nèi)的結(jié)構(gòu)），通過三個(gè)二極管發(fā)出紅、綠、藍(lán)三種顏色的光不同強(qiáng)弱的組合可以顯現(xiàn)出任意顏色的效果。為研究發(fā)光二極管的伏安特性并測量的值，小張同學(xué)設(shè)計(jì)了左圖的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。若認(rèn)為三個(gè)發(fā)光二極管完全相同，每個(gè)發(fā)光二極管的額定工作電壓為。圖中電源接DC直流電，電壓表的量程為、內(nèi)阻為，電流表為理想電表，量程為．完成下列操作中的要求或填空：（1）為完成實(shí)驗(yàn)并準(zhǔn)確測量，定值電阻應(yīng)該選擇（）A．B．C．D．（2）正確選擇后接通電源，小張由于失誤在DC間接了電壓，然后將R的滑動(dòng)觸頭從M端向N端滑動(dòng)，記錄電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I，并在右圖中繪出了部分圖線．當(dāng)R的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)到最右端N時(shí)，電壓表的示數(shù)為，電流表的示數(shù)為，不考慮電表內(nèi)阻的影響，則的阻值為_______；（3）小張又將一個(gè)發(fā)光單元直接接到電動(dòng)勢為、內(nèi)阻為的電源兩端，在發(fā)光單元中，一個(gè)發(fā)光二極管的功率約為________mW。（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）四、計(jì)算題（本大題共3小題，13題10分，14題12分，15題16分，共38分）13.如圖所示，一束電子流經(jīng)的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場，兩極板間所加電壓如右圖，電壓最大值為，兩極板間距，板長，平行板的右邊緣與屏的距離。（電子流飛行速度極快，忽略其在電場中飛行過程中的電壓變化）（1）若電子在時(shí)刻進(jìn)入電場，則其在兩極板間穿過時(shí)的偏移量y；（2）若該束電子流連續(xù)不斷地進(jìn)入電場，求一個(gè)周期后電子打在屏上的痕跡長度。14.一通電導(dǎo)體棒用兩根相同的絕緣輕質(zhì)細(xì)線懸掛在天花板上（如正面圖），靜止時(shí)每根細(xì)線張力為，細(xì)線長，通電導(dǎo)體棒長，棒兩側(cè)為輕質(zhì)導(dǎo)線?，F(xiàn)在空間中施加豎直向下的勻強(qiáng)磁場，場強(qiáng)，使導(dǎo)體棒能夠到達(dá)偏離豎直方向最大擺角（如側(cè)面圖）的位置。（）（1）此時(shí)通入導(dǎo)體棒的電流為多大?（2）導(dǎo)體棒擺動(dòng)過程中的最大速度大小?15.一帶電小滑塊放在傾角為斜面上，滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，若在空間中施加豎直向上的勻強(qiáng)電場，則小滑塊保持靜止且恰好與斜面間無摩擦．現(xiàn)除去豎直電場，將間距為的帶電金屬板A、B垂直固定在絕緣斜面上，如圖所示。A板在斜面處開有小孔，可使小物塊通過，板間形成斜向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為原豎直場強(qiáng)的兩倍，A板接地（電勢為零），現(xiàn)讓小物塊從A板小孔位置以一定的