山西省朔州市懷仁市2023-2024學(xué)年高二物理上學(xué)期11月期中試題含解析

注意事項：1、答卷前，考生務(wù)必用黑色字跡鋼筆或簽字筆將自己的姓名、準(zhǔn)考證號和班級填寫在答題卡上。將條形碼橫貼在答題卡右上角“條形碼粘貼處”。2、全部答案在答題卡上完成，答在本試題上無效。3、回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案用0.5mm的黑色筆跡簽字筆寫在答題卡上。4。考試結(jié)束后，將本試題和答題卡一并交回。一、單選題（每題2分，共14分）1.讓橡膠棒與毛皮摩擦帶電后，將橡膠棒置于潮濕的空氣中，過一段時間后，發(fā)現(xiàn)該橡膠棒上帶的電荷幾乎都“消失了”．關(guān)于該現(xiàn)象，下列說法中正確的是（）A摩擦過程中橡膠棒由于正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮而帶上負(fù)電荷B.橡膠棒所帶的電荷量可能是C.摩擦過程中先創(chuàng)生了負(fù)電荷，然后負(fù)電荷消失D.該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的，該電荷仍遵循電荷守恒定律【答案】D【解析】【詳解】毛皮與橡膠棒摩擦，毛皮帶正電，表明毛皮失去電子，而橡膠棒得到了電子，所以電子由毛皮轉(zhuǎn)移到橡膠棒上，故A錯誤；任何物體的帶電量都是元電荷的整數(shù)倍，因為不是的整數(shù)倍，故B錯誤；摩擦起電的實質(zhì)是電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，得到電子的物體帶負(fù)電，失去電子的物體帶正電，并不是創(chuàng)造了電荷，故C錯誤；該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起的，該電荷仍遵循電荷守恒定律，故D正確．所以D正確，ABC錯誤．2.法拉第籠是一個由金屬編織成的籠子，籠體與大地連通。如圖為某次演示中體驗者進入籠子后，關(guān)閉籠門，操作員通過放電桿將78763Ⅴ高壓直流電靠近籠子，當(dāng)放電桿尖端距籠體很近時，出現(xiàn)放電火花。放電桿靠近但未放電前關(guān)于法拉第籠，下列說法正確的是（）A.籠子外表面電荷均勻分布B.若將高壓放電桿放在籠子里面，籠子外面的人也是安全的C.籠子里面的人是安全的是因為感應(yīng)電荷在籠子內(nèi)部形成的場強處處為0D.上述情景下，將某一帶電物體放在籠子外的電勢能大于放在籠子內(nèi)的電勢能【答案】B【解析】【詳解】A．籠子處于靜電平衡狀態(tài)，籠子的感應(yīng)電荷分布在籠子的外表面，電荷分布是不均勻的，故A錯誤；B．若將高壓放電桿放在籠子里面，籠子處于靜電平衡狀態(tài)，籠子外面的人也是安全的，故B正確；C．籠子處于靜電平衡狀態(tài)，即感應(yīng)電荷產(chǎn)生電場與靜電感應(yīng)的高壓靜電場的合場強為零，感應(yīng)電荷在籠子內(nèi)部產(chǎn)生的電場強度不為零，故C錯誤；D．由于不知道某一帶電物體的電性，無法判斷帶電物體放在籠子外的電勢能與放在籠子內(nèi)的電勢能的大小，故D錯誤。故選B。3.如圖，A、B、C、D、E、F為勻強電場中一個邊長為20cm的正六邊形的六個頂點，已知電場方向與六邊形所在平面平行，若A、B、C三點電勢分別為2V、3V、4V，則下列說法正確的是（）A.F點的電勢為1VB.勻強電場的場強大小為C.勻強電場場強方向由D點指向F點D.將電量為-1.610-10C的點電荷從F點移到D點，其電勢能增加3.210-10C【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．如圖連接AC和BE，則AC⊥BE。由于A、B、C三點的電勢分別為2V、3V、4V，得：UCB=UBA。所以可以判定CA是這個勻強電場的電場線的方向。由上面的判斷可知，A與F是等勢點，即F點的電勢為2V，故A錯誤；B．場強大小故B錯誤；C．由上面判斷可知，CA是這個勻強電場的電場線的方向，也是由D點指向F點。故C正確；D．由上面的判斷可知，D與C是等勢點，所以D點的電勢高于F點的電勢，將電量為-1.6×10-10C的點電荷從F點移到D點，電勢能減小。故D錯誤。故選C。4.如圖，長為L、傾角＝37o的光滑絕緣斜面處于平行紙面的電場中。一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球，以初速度v0由斜面頂端點a開始沿斜面下滑，到達斜面底端點b時速度仍為v0。取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則（）A.a、b連線一定是一條等勢線B.若電場是勻強電場，則電場方向豎直向上且E＝C.a、b兩點的電勢差Uab＝D.從a到b，靜電力對小球做功為【答案】C【解析】【詳解】AC．小球從a運動到b的過程中，根據(jù)動能定理得：mgLsin37°+qUab=0代入數(shù)據(jù)解得a、b兩點的電勢差為：即φa≠φb，所以a、b連線一定不是一條等勢線，故A錯誤，C正確；

B．若電場是勻強電場，電場力恒定，到達b點時小球速度仍為v0，故小球做勻速直線運動，電場力與重力、支持力的合力為零；小球的重力沿斜面向下的分力為mgsinθ一定，則當(dāng)電場力沿斜面向上，大小為F=mgsinθ時，電場力最小，場強最小，又電場力F=Eq，則該電場的場強的最小值一定是故B錯誤；

D．小球從a運動到b的過程中，根據(jù)動能定理得：mgLsin37°+W=0代入數(shù)據(jù)解得靜電力對小球做功為：故D錯誤。

故選C。5.下列說法正確的是（）A.電子、質(zhì)子、正電子都屬于元電荷B.由電場強度的定義式可知，電場中某點的電場強度E與試探電荷在該點受到的電場力F成正比，與試探電荷的電量q成反比C.靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面D.電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移動到正極所做的功【答案】D【解析】【詳解】A．元電荷是物體帶電量的最小值，電子、質(zhì)子、正電子的電荷量在數(shù)值上等于元電荷，故A錯誤；B．電場中某點的電場強度由電場自身的性質(zhì)以及該點的位置來決定，與試探電荷受力大小和試探電荷的電量無關(guān)，故B錯誤；C．靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈剩電荷，不是沒有電荷，故C錯誤；D．電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移動到正極所做的功，故D正確。故選D。6.如圖所示，厚度為h、寬度為d的金屬導(dǎo)體，當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時，在導(dǎo)體的上下表面會產(chǎn)生電勢差（霍爾電壓），這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。經(jīng)研究可得霍爾電壓與導(dǎo)體電流的關(guān)系為，其中：k稱為常爾系數(shù)。則下列說法正確的是（）A.霍爾系數(shù)k的量綱為m3/CB.霍爾系數(shù)k的量綱為m3/sC.霍爾系數(shù)k的量綱為m/CD.若將金屬導(dǎo)體換成濃度均勻的食鹽溶液，仍會產(chǎn)生霍爾現(xiàn)象【答案】A【解析】【詳解】ABC．由可得故k的單位為故A正確，BC錯誤；D．食鹽溶液中含有等量的正負(fù)兩種電荷，不會產(chǎn)生霍爾現(xiàn)象，故D錯誤。故選A。7.如圖，半徑為R的均勻帶電圓環(huán)與均勻帶電薄板平行且二者幾何中心相距2R，帶電圓環(huán)與帶電薄板之間影響可以忽略，已知圓環(huán)帶電量為+q，靜電力常量為k，圖中A點場強為0，則帶電薄板產(chǎn)生的電場在圖中B點的電場強度是（）A.，方向水平向左 B.，方向水平向右C.，格方的水平向左 D.，方向水平向右【答案】A【解析】【分析】本題考查場強疊加原理、微元法、等效法，考查考生的科學(xué)思維。【詳解】圓環(huán)的線電荷密度，取長度的圓環(huán)，帶電量，其在A點產(chǎn)生的場強沿水平方向的分量為其中，則整個圓環(huán)在A點產(chǎn)生的場強大小為方向水平向左，又A點場強為0，由對稱性可知帶電薄板在A、B點產(chǎn)生的場強大小均為，在A點方向水平向右，在B點方向水平向左。故選A。二、多選題（每題4分，共12分。在每小題給出選項中，有的小題只有一個正確選項，有的小題有多個選項正確，全部選對得4分，選不全的得2分，有錯選多選或者不答的得0分）8.如下圖所示，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，C是一只靜電計，開關(guān)S合上后，靜電計指針張開一個角度，下述做法可使靜電計指針張角增大的是（）A.斷開S后，使B板向右平移一些B.斷開S后，使A、B兩板錯開一些C.保持S閉合，使A、B兩板靠近一些D.保持S閉合，使A、B兩板正對面積減小一些【答案】AB【解析】【詳解】斷開S，電容器帶電量保持不變，B板向右平移一些，即A、B間距增大一些，根據(jù)，d變大，C變小．根據(jù)C=Q/U，U增大，張角變大．故A正確．?dāng)嚅_S，電容器帶電量保持不變，使A、B正對面積錯開一些，根據(jù)，S變小，C變?。鶕?jù)C=Q/U，U增大，張角增大．故B正確．合上開關(guān)，電容器兩端間的電勢差不變，靜電計指針張角不變．故CD錯誤．故選AB．【點睛】解決本題的關(guān)鍵在處理電容器動態(tài)分析時，電容始終與電源相連，兩端間電勢差不變，與電源斷開，電量保持不變．9.某同學(xué)設(shè)計了一種靜電除塵裝置，如圖甲所示，其中有一長為L、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后面板為絕緣材料，上、下面板為金屬材料，圖乙是裝置的截面圖，上、下兩板與電壓恒定為U的高壓直流電源相連，帶負(fù)電的塵埃被吸入矩形通道的水平速度為，當(dāng)碰到下板后其所帶電荷被中和，同時被收集，將被收集塵埃的數(shù)量與進入矩形通道塵埃的數(shù)量的比值，稱為除塵率，不計塵埃的重力及塵埃之間的相互作用，要增大除塵率，則下列措施可行的是（）A.只增大電壓U B.只增大長度LC.只增大高度d D.只增大塵埃被吸入水平速度【答案】AB【解析】【詳解】增加除塵率即是讓離下極板較遠的粒子落到下極板上，帶電塵埃在矩形通道內(nèi)做類平拋運動，在沿電場的方向上的位移為

又因為

解得

只要豎直方向上的位移y增大即可，因此可以增加電壓U、極板長度L、減小高度d、減小水平速度v0。故選AB。10.一沿x軸方向的靜電場，電勢在x軸上的分布情況如圖，B、C是x軸上兩點。下列說法正確的是（）A.在x軸上，O點電勢最高，電場也最強B.同一個電荷放在B點受到的電場力小于放在C點時的電場力C.同一個負(fù)電荷放在B點時的電勢能小于放在C點時的電勢能D.正試探電荷沿x軸從B移到C的過程中，電勢能先增大后減小【答案】CD【解析】【詳解】A．由可得在φ-x圖像中斜率表示電場強度的大小，故在O點，電勢最高，電場強度為0，故A錯誤；B．由圖可得B點的斜率比C點的斜率大，故B點的電場強度比C點的大，則同一個電荷放在B點受到的電場力大于放在C點時的電場力，故B錯誤；C．B點的電勢比C點的電勢高，根據(jù)可得，同一個負(fù)電荷放在B點時的電勢能小于放在C點時的電勢能，故C正確；D．從B點到C點，電勢先升高后降低，所以正試探電荷沿x軸從B移到C的過程中，電勢能先增大后減小，故D正確。故選CD。三、填空題（共10分）11.如圖所示為研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗裝置。實驗時，給平行板電容器充電后，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)一定角度。當(dāng)增大兩極板間距離時，可觀察到靜電計指針的偏角變大，說明兩極板間的___________變大（選填“電勢差”或“電荷量”），這時電容________（選填“增大”或“減小”）?！敬鸢浮竣?電勢差②.減小【解析】【分析】【詳解】[1]靜電計指針的偏角變大，說明兩極板間的電勢差變大；[2]電容器的電荷量Q不變，根據(jù)兩極板間的電勢差變大，則電容器的電容C減小。四、計算題（本題共3小題，共40分。）12.如圖，一段輕質(zhì)絕緣細(xì)繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角為37o。已知小球帶電量為，勻強電場的場強為，求：(1)小球的質(zhì)量；(2)若將電場方向改為豎直向上，讓小球從原來靜止位置釋放，求回到最低點繩的拉力?！敬鸢浮?1)；(2)【解析】【詳解】(1)小球所受電場力代入數(shù)據(jù)解得小球受力分析如圖所示，由平衡條件有解得：(2)電場方向改為豎直向上后，小球?qū)⒗@懸點擺動，根據(jù)動能定理有：在最低點解得13.如圖所示，真空區(qū)域內(nèi)有一寬度為d、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里。AB、CD為磁場的邊界。O是AB上一粒子源，某時刻從O點沿各個方向射入大量速度大小相等、方向與磁場垂直、質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子（重力不計）。已知沿著與AB夾角θ=30°方向入射的粒子剛好垂直于CD邊界射出磁場。求：（1）粒子在磁場中做圓周運動的半徑；（2）粒子在磁場中做圓周運動的速度大??；（3）粒子在磁場中運動的最長時間?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【分析】本題考查旋轉(zhuǎn)圓模型，考查帶電粒子在有界勻強磁場中運動的臨界極值問題，考查科學(xué)思維?！驹斀狻浚?）沿著與AB夾角θ=30°方向入射的粒子剛好垂直于CD邊界射出磁場，軌跡如圖，由幾何關(guān)系可得粒子做圓周運動的半徑為由粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，則解得故所以粒子的半徑都相同，為。（2）由得粒子的速度為（3）當(dāng)粒子軌跡與CD邊相切時，軌跡圓的圓心角最大，如圖，粒子在磁場中運動時間最長，由幾何關(guān)系得代入數(shù)據(jù)即，粒子做圓周運動的周期粒子在磁場中運動的時間代入數(shù)據(jù)得14.如圖所示，半徑為R的光滑絕緣管道豎直放置，管道平面內(nèi)有一勻強電場。一帶電量為-q，質(zhì)量為m的小球（直徑略小于管道）恰能沿管道做完整的圓周運動，小球在A點動能最大，A和管道中心O點連線與豎直方向夾角θ=30°，重力加速度為g。（1）求電場強度的最小值和方向；（2）在第（1）問的基礎(chǔ)上，求小球在圓軌道運動中，經(jīng)過A點時對軌道的壓力；（3）在第（1）問的基礎(chǔ)上，若選A點為重力勢能零點，求小球機械能的最小值。【答案】（1），方向垂直于OA向下；（2），方向沿OA背離圓心；（3）【解析】【詳解】（1）由小球在A點動能最大可知，合外力指向圓心O，故重力與電場力的合力沿OA背離圓心，且當(dāng)電場力與OA垂直時，場強最小，則有解得場強最小值為場強的方向垂直于OA向下（2）延長AO與管道相交于點B，因小球恰能沿管道做完整的圓周運動，故小球在B點速度為0，研究B到A的過程，由動能定理得解得在A點由牛頓第二定律可得解得由牛頓第三定律可知，小球?qū)壍赖膲毫Ψ较蜓豋A背離圓心（3）由功能關(guān)系可知，電場力的功等于機械能的變化量電場力做負(fù)功最多時，機械能最小，則有解得五、實驗題（共24分）15.如圖甲、圖乙所示的兩種打點計時器是高中物理實驗中常用的。數(shù)字計時器和打點計時器一樣，也是一種研究物體運動情況的計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖丙所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射裝置和接收裝置，當(dāng)一輛帶遮光片的小車從a、b間通過時，數(shù)字計時器的顯示屏就可以顯示遮光片的遮光時間。某同學(xué)在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”實驗中，組裝了一個U形遮光板如圖丁所示，兩個遮光片寬度均為，將此U形遮光板裝在小車上，讓小車做加速度不變的直線運動通過靜止的光電門，實驗時測得兩次遮光時間分別為，。則：（1）圖乙所示為____________（選填“電磁計時器”或“電火花計時器”）（2）第一個遮光