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(xiàng)：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(hào)和班級(jí)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(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案用0.5mm的黑色筆跡簽字筆寫在答題卡上。4?？荚嚱Y(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(shí)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(cuò)誤；任何物體的帶電量都是元電荷的整數(shù)倍，因?yàn)椴皇堑恼麛?shù)倍，故B錯(cuò)誤；摩擦起電的實(shí)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(cuò)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(cuò)誤．2.法拉第籠是一個(gè)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(yàn)者進(jìn)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(shí)，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?yàn)楦袘?yīng)電荷在籠子內(nèi)部形成的場(chǎng)強(qiáng)處處為0D.上述情景下，將某一帶電物體放在籠子外的電勢(shì)能大于放在籠子內(nèi)的電勢(shì)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(cuò)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(chǎng)與靜電感應(yīng)的高壓靜電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，感應(yīng)電荷在籠子內(nèi)部產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，故C錯(cuò)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(shì)能與放在籠子內(nèi)的電勢(shì)能的大小，故D錯(cuò)誤。故選B。3.如圖，A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場(chǎng)中一個(gè)邊長(zhǎng)為20cm的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，已知電場(chǎng)方向與六邊形所在平面平行，若A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)分別為2V、3V、4V，則下列說法正確的是（）A.F點(diǎn)的電勢(shì)為1VB.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為C.勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向由D點(diǎn)指向F點(diǎn)D.將電量為-1.610-10C的點(diǎn)電荷從F點(diǎn)移到D點(diǎn)，其電勢(shì)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(diǎn)的電勢(shì)分別為2V、3V、4V，得：UCB=UBA。所以可以判定CA是這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線的方向。由上面的判斷可知，A與F是等勢(shì)點(diǎn)，即F點(diǎn)的電勢(shì)為2V，故A錯(cuò)誤；B．場(chǎng)強(qiáng)大小故B錯(cuò)誤；C．由上面判斷可知，CA是這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線的方向，也是由D點(diǎn)指向F點(diǎn)。故C正確；D．由上面的判斷可知，D與C是等勢(shì)點(diǎn)，所以D點(diǎn)的電勢(shì)高于F點(diǎn)的電勢(shì)，將電量為-1.6×10-10C的點(diǎn)電荷從F點(diǎn)移到D點(diǎn)，電勢(shì)能減小。故D錯(cuò)誤。故選C。4.如圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)、傾角＝37o的光滑絕緣斜面處于平行紙面的電場(chǎng)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(diǎn)a開始沿斜面下滑，到達(dá)斜面底端點(diǎn)b時(shí)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(shì)線B.若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則電場(chǎng)方向豎直向上且E＝C.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab＝D.從a到b，靜電力對(duì)小球做功為【答案】C【解析】【詳解】AC．小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理得：mgLsin37°+qUab=0代入數(shù)據(jù)解得a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為：即φa≠φb，所以a、b連線一定不是一條等勢(shì)線，故A錯(cuò)誤，C正確；

B．若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力恒定，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)小球速度仍為v0，故小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)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(chǎng)力沿斜面向上，大小為F=mgsinθ時(shí)，電場(chǎng)力最小，場(chǎng)強(qiáng)最小，又電場(chǎng)力F=Eq，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的最小值一定是故B錯(cuò)誤；

D．小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理得：mgLsin37°+W=0代入數(shù)據(jù)解得靜電力對(duì)小球做功為：故D錯(cuò)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(chǎng)強(qiáng)度的定義式可知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與試探電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力F成正比，與試探電荷的電量q成反比C.靜電平衡時(shí)，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(dòng)勢(shì)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(dòng)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(cuò)誤；B．電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)自身的性質(zhì)以及該點(diǎn)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(cuò)誤；C．靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈剩電荷，不是沒有電荷，故C錯(cuò)誤；D．電動(dòng)勢(shì)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(dòng)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(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí)，在導(dǎo)體的上下表面會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)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(huì)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(cuò)誤；D．食鹽溶液中含有等量的正負(fù)兩種電荷，不會(huì)產(chǎn)生霍爾現(xiàn)象，故D錯(cuò)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(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為0，則帶電薄板產(chǎn)生的電場(chǎng)在圖中B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)強(qiáng)疊加原理、微元法、等效法，考查考生的科學(xué)思維?！驹斀狻繄A環(huán)的線電荷密度，取長(zhǎng)度的圓環(huán)，帶電量，其在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)沿水平方向的分量為其中，則整個(gè)圓環(huán)在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為方向水平向左，又A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為0，由對(duì)稱性可知帶電薄板在A、B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均為，在A點(diǎn)方向水平向右，在B點(diǎn)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(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)得4分，選不全的得2分，有錯(cuò)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(jì)，開關(guān)S合上后，靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度，下述做法可使靜電計(jì)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(cuò)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(duì)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?。鶕?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(duì)面積錯(cuò)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(shì)差不變，靜電計(jì)指針張角不變．故CD錯(cuò)誤．故選AB．【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵在處理電容器動(dòng)態(tài)分析時(shí)，電容始終與電源相連，兩端間電勢(shì)差不變，與電源斷開，電量保持不變．9.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種靜電除塵裝置，如圖甲所示，其中有一長(zhǎng)為L(zhǎng)、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(shí)被收集，將被收集塵埃的數(shù)量與進(jìn)入矩形通道塵埃的數(shù)量的比值，稱為除塵率，不計(jì)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(zhǎng)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(yuǎn)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(yùn)動(dòng)，在沿電場(chǎng)的方向上的位移為

又因?yàn)?/p>

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(zhǎng)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(chǎng)，電勢(shì)在x軸上的分布情況如圖，B、C是x軸上兩點(diǎn)。下列說法正確的是（）A.在x軸上，O點(diǎn)電勢(shì)最高，電場(chǎng)也最強(qiáng)B.同一個(gè)電荷放在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于放在C點(diǎn)時(shí)的電場(chǎng)力C.同一個(gè)負(fù)電荷放在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于放在C點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能D.正試探電荷沿x軸從B移到C的過程中，電勢(shì)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(chǎng)強(qiáng)度的大小，故在O點(diǎn)，電勢(shì)最高，電場(chǎng)強(qiáng)度為0，故A錯(cuò)誤；B．由圖可得B點(diǎn)的斜率比C點(diǎn)的斜率大，故B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比C點(diǎn)的大，則同一個(gè)電荷放在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于放在C點(diǎn)時(shí)的電場(chǎng)力，故B錯(cuò)誤；C．B點(diǎn)的電勢(shì)比C點(diǎn)的電勢(shì)高，根據(jù)可得，同一個(gè)負(fù)電荷放在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于放在C點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能，故C正確；D．從B點(diǎn)到C點(diǎn)，電勢(shì)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(shì)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(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，給平行板電容器充電后，可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)一定角度。當(dāng)增大兩極板間距離時(shí)，可觀察到靜電計(jì)指針的偏角變大，說明兩極板間的___________變大（選填“電勢(shì)差”或“電荷量”），這時(shí)電容________（選填“增大”或“減小”）?！敬鸢浮竣?電勢(shì)差②.減小【解析】【分析】【詳解】[1]靜電計(jì)指針的偏角變大，說明兩極板間的電勢(shì)差變大；[2]電容器的電荷量Q不變，根據(jù)兩極板間的電勢(shì)差變大，則電容器的電容C減小。四、計(jì)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(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，繩與豎直方向的夾角為37o。已知小球帶電量為，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為，求：(1)小球的質(zhì)量；(2)若將電場(chǎng)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(diǎn)繩的拉力?！敬鸢浮?1)；(2)【解析】【詳解】(1)小球所受電場(chǎng)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(chǎng)方向改為豎直向上后，小球?qū)⒗@懸點(diǎn)擺動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有：在最低點(diǎn)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。AB、CD為磁場(chǎng)的邊界。O是AB上一粒子源，某時(shí)刻從O點(diǎn)沿各個(gè)方向射入大量速度大小相等、方向與磁場(chǎng)垂直、質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子（重力不計(jì)）。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(chǎng)。求：（1）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；（2）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大??；（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)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(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)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(chǎng)，軌跡如圖，由幾何關(guān)系可得粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為由粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(shí)，軌跡圓的圓心角最大，如圖，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，由幾何關(guān)系得代入數(shù)據(jù)即，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(qiáng)電場(chǎng)。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(yùn)動(dòng)，小球在A點(diǎn)動(dòng)能最大，A和管道中心O點(diǎn)連線與豎直方向夾角θ=30°，重力加速度為g。（1）求電場(chǎng)強(qiáng)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(yùn)動(dòng)中，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；（3）在第（1）問的基礎(chǔ)上，若選A點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn)，求小球機(jī)械能的最小值?！敬鸢浮浚?），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(diǎn)動(dòng)能最大可知，合外力指向圓心O，故重力與電場(chǎng)力的合力沿OA背離圓心，且當(dāng)電場(chǎng)力與OA垂直時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)最小，則有解得場(chǎng)強(qiáng)最小值為場(chǎng)強(qiáng)的方向垂直于OA向下（2）延長(zhǎng)AO與管道相交于點(diǎn)B，因小球恰能沿管道做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，故小球在B點(diǎn)速度為0，研究B到A的過程，由動(dòng)能定理得解得在A點(diǎn)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(chǎng)力的功等于機(jī)械能的變化量電場(chǎng)力做負(fù)功最多時(shí)，機(jī)械能最小，則有解得五、實(shí)驗(yàn)題（共24分）15.如圖甲、圖乙所示的兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理實(shí)驗(yàn)中常用的。數(shù)字計(jì)時(shí)器和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的計(jì)時(shí)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(shí)，數(shù)字計(jì)時(shí)器的顯示屏就可以顯示遮光片的遮光時(shí)間。某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，組裝了一個(gè)U形遮光板如圖丁所示，兩個(gè)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(yùn)動(dòng)通過靜止的光電門，實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得兩次遮光時(shí)間分別為，。則：（1）圖乙所示為____________（選填“電磁計(jì)時(shí)器”或“電火花計(jì)時(shí)器”）（2）第一個(gè)遮光