湖北省武漢市2023-2024學年高二年級上冊期中物理試卷（含答案）

湖北省武漢市2023-2024學年高二上學期期中物理試卷

姓名：班級：考號：

題號—總分

評分

一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第廣7題只有一

項符合題目要求，第8~10題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選

錯的得0分。

1.在如圖所示的四種電場中，分別標記有a、b兩點。其中a、b兩點的電勢相等，電場強度大小相等、方向也

相同的是（）

B.乙圖：兩等量異種電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點

C.丙圖：點電荷與帶電平板形成的電場中平板上表面的a、b兩點

D.丁圖：勻強電場中的a、b兩點

2.某電場的分布如圖所示，帶箭頭的實線為電場線，虛線為等勢面。A、B、C三點的電場強度分別為星、EB、

Ec，電勢分別為叱、（PB、（PC，關于這三點的電場強度和電勢的關系，下列判斷中正確的是（）

A.EA<EB,<pB=（pcB.EA>EB,（pA>（pB

c.EA>EB,（pA<（pBD.EA=Ec,（pB=<pc

3.如圖所示，實線是電場中一簇方向未知的電場線，虛線是一個帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b

是運動軌跡上的兩點，若帶電粒子只受電場力作用，根據此圖不能作出判斷的是（）

A.帶電粒子所帶電荷的正、負

1

B.帶電粒子在a、b兩點何處受力較大

C.帶電粒子在a、b兩點何處的動能較大

D.帶電粒子在a、b兩點何處的電勢能較大

4.如圖所示為研究決定平行板電容器電容大小因素的實驗裝置。由兩塊相互靠近的等大正對平行金屬板M、N

組成電容器，板N固定在絕緣座上并與靜電計中心桿相接，板M和靜電計的金屬殼都接地，板M上裝有絕緣

手柄，可以執(zhí)手柄控制板M的位置。在兩板相距一定距離時，給電容器充電，靜電計指針張開一定角度。在整

個實驗過程中，保持電容器所帶電荷量不變，對此實驗過程的描述正確的是（）

A.只將板M從圖示位置稍向左平移，靜電計指針張角變小

B.只將板M從圖示位置沿垂直紙面向外的方向稍微平移，靜電計指針張角變小

C.只將板M從圖示位置稍向上平移，靜電計指針張角變大

D.只在M、N之間插入云母板，靜電計指針張角變大

5.兩塊大小、形狀完全相同的金屬板正對水平放置，構成一個平行板電容器，將兩金屬板分別與電源兩極相連

接，如圖所示。閉合開關S達到穩(wěn)定后，在兩板間有一帶電液滴p恰好處于靜止狀態(tài)。下列判斷正確的是（）

A.保持開關S閉合，減小兩板間的距離，液滴向上運動

B.保持開關S閉合，減小兩板間的距離，液滴向下運動

C.斷開開關S,減小兩板間的距離，液滴向上運動

D.斷開開關S,減小兩板間的距離，液滴向下運動

6.如圖（甲）所示，兩個平行金屬板P、Q正對豎直放置，兩板間加上如圖（乙）所示的交變電壓。t=0時，Q板

比P板電勢高Uo,在兩板的正中央M點有一電子在電場力作用下由靜止開始運動（電子所受重力可忽略不計），

已知電子在。?4to時間內未與兩板相碰。則電子速度方向向左且速度大小逐漸增大的時間是（）

2

甲乙

A.0<t<t0B.t0<t<2toC.2to<t<3t0D.3toet<4t0

7.如圖所示，在豎直放置的光滑半圓形絕緣細管的圓心O處放一點電荷.現將質量為m、電荷量為q的小球

從半圓形管的水平直徑端點A由靜止釋放，小球沿細管滑到最低點B時，對管壁恰好無壓力.若小球所帶電量

很小，不影響O點處的點電荷的電場，則置于圓心處的點電荷在B點處的電場強度的大小為（）

AZMB2mgD4mg

,qqqq

8.如圖所示，電源電動勢E=10L內阻為r=lQ,%=1.5Q,%=5Q,已知電動機的額定電壓U”為5V,

電動機的線圈的電阻RM為0.5Q,開關閉合后，電動機恰好正常工作。下列說法正確的是（）

I

A.通過電動機線圈的電流為10AB.通過電阻Ri的電流為1A

C.電動機輸出的機械功率為4.5WD.電源的輸出功率為16W

9.如圖，空間中存在水平向右的勻強電場，一帶負電的小球以速度大小為v豎直向上射入勻強電場，經過一

段時間，小球速度大小仍為V,但方向沿水平方向，已知小球質量為m,帶電荷量為一q,重力加速度為g,則

在該過程中（）

vfE

---------->

A.勻強電場的電場強度大小為萼

B.小球克服重力做功為0

3

C.小球射入電場后，小球的電勢能逐漸減小

D.小球機械能增加品序

10.如圖所示，若x軸表示時間，y軸表示速度，則該圖線下的面積表示位移，直線AB的斜率表示物體在該

時刻的加速度大小。若令x軸和y軸分別表示其它物理量，則可以反映在某種情況下相應物理量之間的關系。

下列說法正確的是（）

A.若電場方向平行于x軸，x軸表示位置，y軸表示電勢，則直線AB的斜率表示對應位置處的電場強度大

小

B.若x軸表示時間，y軸表示某電容器充電過程中的電荷量，則直線AB的斜率表示該電容器充電電流的

大小

C.若x軸表示流經某電阻的電流，y軸表示該電阻兩端的電壓，則圖線下面積表示電阻的熱功率

D.若x軸表示時間，y軸表示通過導體橫截面積的電荷量，則該圖線下面積表示這段時間內電流所做的功

二、非選擇題：本題共5小題，共60分。

11.某同學測量電阻約為20Q的一段圓柱形合金材料的電阻率，步驟如下：

（2）用伏安法測合金材料的電阻時，除待測合金材料外，實驗室還備有如下器材，為了準確測量其電阻,

電壓表應選；電流表應選。（填寫器材前對應的序號字母）

A.電壓表乙,量程0~3匕內阻約3kQ

B.電壓表6，量程0?15匕內阻約15kQ

C.電流表Th，量程0.64內阻約2Q

D.電流表出，量程0?100松，內阻約10。

E.滑動變阻器R（0?5。）

F.電動勢為3V的電源，內阻不計

G.開關S,導線若干

（3）該同學設計測量上的電路圖如圖甲所示，請根據所設計的電路圖，補充完成圖乙中實物圖的連

線。

12.測量一節(jié)舊干電池的電動勢和內電阻。

（1）電路圖如圖1所示，除干電池、電壓表（量程3V）、開關和導線外，可供使用的實驗器材還有：

A.電流表（量程0.64）

B.電流表（量程34）

C.滑動變阻器（阻值范圍0?50Q）

D.滑動變阻器（阻值范圍0?200Q）

實驗中電流表應選用,滑動變阻器應選用0（選填選項前的字母）

（2）某同學記錄了7組數據，對應點已標在圖2中的坐標紙上，其中U是電壓表的讀數，I是電流表的讀

數。請繪制出U-I圖像,由圖像可知干電池的電動勢E=V,內電阻r=Q。（結

圖2

13.如圖所示，在水平向右的勻強電場中，長為L的絕緣細線一端懸于O點，另一端系一質量為m、電荷量為

+q的小球（可視為點電荷）。將小球拉至與O點等高的A點，保持細線繃緊并靜止釋放，小球運動到與豎直方

向夾角6=37。的P點時速度變?yōu)榱?。已知cos37°=0.80、sin370=0.60,空氣阻力可忽略，重力加速度為g。

求：

'一

（1）電場強度的大小E；

（2）小球從A運動到B的過程中，電場力做的功W；

（3）小球通過最低點B時，細線對小球的拉力大小F。

14.如圖所示為美國物理學家密立根測量油滴所帶電荷量裝置的截面圖，兩塊水平放置的平行金屬板間距離為

do油滴從噴霧器的噴嘴噴出時，由于與噴嘴摩擦而帶負電。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少數油滴

通過上面金屬板的小孔進入平行金屬板間。當平行金屬板間不加電壓時，由于受到氣體阻力的作用，油滴最終

以速度也豎直向下勻速運動；當上板帶正電，下板帶負電，兩板間的電壓為U時，帶電油滴恰好能以速度以

豎直向上勻速運動。已知油滴在極板間運動時所受氣體阻力的大小與其速率成正比，油滴密度為p,已測量出

油滴的直徑為D（油滴可看做球體，球體體積公式V=去兀。3）,重力加速度為go

（1）設油滴受到氣體的阻力/=ku,其中k為阻力系數，求k的大??；

（2）求油滴所帶電荷量。

15.如圖建立豎直平面內坐標系，a射線管由平行金屬板A、B和平行于金屬板（場強的方向豎直向下）的細

管C組成，放置在第II象限，細管C離兩板等距，細管C開口在y軸上。放射源P在A極板左端，可以沿特

定方向發(fā)射某一速度的a粒子（帶正電）。若極板長為L,間距為d,當A、B板加上某一電壓時，a粒子剛好能

以速度vo（已知）從細管C水平射出，進入位于第I象限的靜電分析器并恰好做勻速圓周運動，t=0時刻a粒子

垂直于x軸進入第IV象限的交變電場中，交變電場隨時間的變化關系如圖乙（圖上坐標均為已知物理量），規(guī)

定沿x軸正方向為電場正方向，靜電分析器中電場的電場線為沿半徑方向指向圓心0,場強大小為Eo。已知a

粒子電荷量為q,質量為m,重力不計。求：

（1）a粒子在靜電分析器中的運動半徑r；

6

(2)A、B極板間所加的電壓U；

(3)0時刻起，a粒子動能最大時的位置坐標。

7

答案解析部分

1.【答案】B

【解析】【解答】A、甲圖為正的點電荷的電場，圖中a、b兩點在同一個圓上，所以a、b兩點的電勢相

同，電場強度的大小也相同，但是場強的方向不同，A不符合題意；

B、乙圖為等量的異種電荷的電場，在連線的中垂線上的所有的點的電勢都為零，并且場強的方向均為水平的

指向負電荷，所以此時a、b兩點的電勢相等，電場強度大小相等、方向也相同，B符合題意；

C、丙圖中a、b處于金屬平板上，處在電場中的金屬平板處于靜電平衡狀態(tài)，金屬板的表面為等勢面，所

以a、b兩點的電勢相等；由于a、b兩點的電場線疏密不同，所以a、b兩點電場強度大小不相等，

但電場線與等勢面垂直，所以a、b兩點的電場強度的方向相同，C不符合題意；

D、丁圖是勻強電場，a、b點的場強的大小和方向都相同，但是根據沿電場線的方向電勢降低可知，b點

的電勢要比a點的電勢高，D不符合題意。

故答案為：B

【分析】電場強度是矢量，包括大小和方向兩個因素；利用電場線的疏密結合場強的切線方向相同可以判別

場強相同。

2.【答案】B

【解析】【解答】由圖可知，A處的電場線密，B、C處的電場線疏，所以A點的場強大，B、C點的場強?。?/p>

沿著電場線的方向電勢逐漸降低，同一等勢面上電勢相等，所以A點的電勢高，B、C點的電勢低，且相等，

故ACD不符合題意，B符合題意。

故答案為：B

【分析】電場線的疏密反映電場的強弱；沿著電場線方向電勢逐漸降低。

3.【答案】A

【解析】【解答】A.帶電粒子只受電場力作用，電場力指向曲線的內側，且方向向左，由于電場線的方向未知,

所以無法判斷帶電粒子的電性，故A符合題意；

B.a處電場線密，場強大，根據F=Eq知，a點受力較大，故B不符合題意；

CD.從a運動到b,電場力做負功，電勢能增大，動能減小。所以a點的電勢能小于b點的電勢能，a點的動能

大于b點的動能，故CD不符合題意。

故答案為：A

【分析】根據軌跡判斷電場力的方向，再根據電場線的方向，判斷電荷的電性；電場力的大小可以看電場線的

疏密；電勢能和動能可以根據電場力作用情況來判斷。

4.【答案】C

【解析】【解答】A.只將板M從圖示位置稍向左平移，兩板間距離d變大，根據。=品，可知電容C變小,

471kd

8

根據C=g,可知電勢差U變大，則靜電計指針張角變大，故A不符合題意；

B.只將板M從圖示位置沿垂直紙面向外的方向稍微平移，兩板正對面積S變小，根據。=得才可知電容

C變小，根據C=多，可知電勢差U變大，則靜電計指針張角變大，故B不符合題意；

C.只將板M從圖示位置稍向上平移，兩板正對面積S變小，根據。二品，可知電容C變小，根據C=g,

471kdU

可知電勢差U變大，則靜電計指針張角變大，故C符合題意；

D.只在M、N之間插入云母板，兩板間的相對介電常數變大，根據C=禹，可知電容C變大，根據C=g,

可知電勢差U變小，則靜電計指針張角變小，故D不符合題意。

故答案為：C

【分析】電容器所帶的電量不變，根據。=蓋確定電容的變化，然后根據C=g確定電勢差的變化，從而確

定靜電計指針張角的變化。

5.【答案】A

【解析】【解答】AB.保持開關S閉合，則兩極板間的電壓U不變。減小兩板間的距離d,根據E=g,可知場

強E增大，則電場力增大，液滴向上運動，故A符合題意，B不符合題意；

CD.斷開開關S,則兩極板間的電量Q不變。減小兩板間的距離d,根據E=，=^=誓Q,可知場強E不

變，則電場力不變，液滴仍處于靜止狀態(tài)，故CD不符合題意。

故答案為：A

【分析】當電容與電源連接時電容器兩端電壓不變，當電容器與電源斷開時電容器的電量不變，根據E=多,E=

皿Q分析場強情況，再分析電場力的情況，進而判斷液滴的運動情況。

￡S<

6.【答案】C

【解析】【解答】電子所受電場力的方向向右，電子向右做勻加速直線運動，速度逐漸增大，故

A不符合題意；

B.t0<t<2t0,電子所受電場力的方向向左，電子向右做勻減速直線運動，to時速度減為零，故B不符符合題

思；

C.t0<t<2t0）電子所受電場力的方向向左，電子向左做勻加速直線運動，故C符符合題意；

D.t0<t<2t0>電子所受電場力的方向向右，電子向左做勻減速直線運動，故D不符符合題意。

故答案為：C

【分析】由乙圖，分析電子所受電場力的情況，進而分析電子的運動情況。

7.【答案】C

【解析】【解答】設細管的半徑為r,小球到達B點時的速度大小為V。小球從A到B的過程，由機械能守恒定

9

2

律得：mgr=^mv;小球經過B點時，由牛頓第二定律得：Eq-mg=m^聯立解得：E=誓。

故答案為：C

【分析】小球從A到B過程，只有重力做功機械能守恒，根據機械能守恒定律求小球在B點的速度。小球在B

點時，電場力和重力的合力提供向心力，根據牛頓第二定律求場強的大小。

8.【答案】C,D

【解析】【解答】AB.電動機恰好正常工作，U=57?通過％的電流為：/=?拼=24通過電動機線圈的

MT十八］

電流為：/“=/—*=14故AB都不符合題意；

C.電動機輸出的機械功率為：P^=UMIMT%RM=4SW,故C符合題意；

D.電源的輸出功率為：P出=—12r=16W,故D符合題意。

故答案為：CD

【分析】電動機恰好正常工作，U”=5l根據閉合電路歐姆定律求出％中的電流，由歐姆定律求出此中的電

流，從而求出流過電動機的電流；根據輸入功率、發(fā)熱功率與輸出功率之間的關系求輸出功率。

9.【答案】A,C,D

【解析】【解答】A.小球在豎直方向上做豎直上拋運動，速度方向恰好沿水平方向時，豎直方向的速度為零，則

運動時間：t=3水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，則”=如=再1；聯立解得：E=等，故A符

合題意；

B.小球上升的高度為：h=畀小球克服重力做功為：mgh^^mv2,故B不符合題意；

C.在該過程中，電場力對小球做正功，小球的電勢能減小，故C符合題意；

D.在該過程中，除重力做功外只有電場力做功，且電場力做正功。水平方向的位移為：x=Z=5電場力做

功為:小電=qEx=gnw2,根據功能關系知，小球機械能增加了④小小，故D符合題意。

故答案為：ACD

【分析】小球在豎直方向上做豎直上拋運動，在水平方向上做初速度為零的勻加速直線運動，根據運動學公式

和牛頓第二定律求解電場強度；根據運動學公式求小球上升的高度，再求小球克服重力做的功；根據電場力做

功情況判斷電勢能的變化；由功能關系求解小球機械能的增量。

10.【答案】A,B

【解析】【解答】A.直線AB的斜率為笑，根據E=g知斜率表示對應位置處的電場強度，故A符合題意；

B.直線AB的斜率為符，根據電流的定義式知斜率表示該電容器充電電流的大小，故B符合題意；

C.若x軸表示流經某電阻的電流，y軸表示該電阻兩端的電壓，則圖線下面積沒有任何意義，故C不符合題意;

D.若x軸表示時間，y軸表示通過導體橫截面積的電荷量，則圖線下面積沒有任何意義，故D不符合題意。

10

故答案為：AB

【分析】分別寫出各個坐標圖中的縱橫坐標的比值和面積，結合物理公式分別分析它們的面積和斜率的物理意

義進行判斷。

11.【答案】(1)1.844

(2)A；D

【解析】【解答】(1)圓柱形合金材料直徑為d=1.5mm+34.4x0.01mm=1.844mm；

TJQ

(2)電源電動勢是3V,電壓表應選擇A；電路最大電流約為/=*=晶4=0.154=150松，電流表應選擇

Do

(3)電壓表選擇3V量程，滑動變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，實物圖如圖:

【分析】(1)螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數之和是螺旋測微器示數;

(2)根據電源電動勢選擇電壓表，根據電路最大電流選擇電流表；

(3)根據電路圖連接實物圖。

12.【答案】(1)A；C

【解析】【解答】(1)由于干電池的電動勢較小，為了方便調節(jié)，滑動變阻器應選擇最大電阻較小的C；同時電

11

路的電流較小，所以電流表選小量程的A。

（2）繪圖時用一條直線盡可能地穿過更多的點，不在直線上的點盡量均勻地分布在直線兩側，誤差較大的點

根據U=E—尸，結合圖像知：E=1ASV,4=岑='4""=0.70。。

【分析】（1）根據電源電動勢和電流的大小選擇合適的電學儀器；

（2）根據閉合電路歐姆定律結合圖像分析出電源電動勢和內阻。

13.【答案】（1）解：由A到P過程中，根據動能定理zngLcos?！猶EL（l+sin8）=0—0

解得E=器

（2）解：小球從A運動到B的過程中，電場力做的功W=—qEL=—±7ngL;

（3）解：小球從A運動到B的過程中，根據動能定理zngL+勿='|■7nvB2

7

在B點，根據牛頓第二定律尸—血。=等_

聯立解得F--2mg。

【解