大埔县2023-2024学年高二上学期10月期中考试
物理试题2023.10
（考试时间75分钟，满分100分）
一、单选题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个正确答案，答对得3分，选错或不选得0分）
1. 在物理学的发展过程中，许多科学家作出了卓越贡献。以下对有关科学家的贡献描述正确的是（ ）
A．第谷通过天文观测发现了行星绕太阳运动的三条定律
B．牛顿发现了万有引力定律，并利用扭秤装置在实验室里比较准确地测出了引力常量G值
C．法拉第研究了电荷之间的作用力，总结出电荷间的作用规律
D．元电荷e的数值，最早是由密立根通过油滴实验测得的
2. 法拉第首先提出用”力线”的概念来描述电场.如图所示是点电荷 a、b 所形成电场的电场线分布图，下列说法正确的是 ( )
A. a、b为异种电荷，a 的带电量大于b的带电量
B. a、b为异种电荷，a 的带电量等于b 的带电量
C. a、b为同种电荷，a 的带电量等于 b的带电量
D. a、b为同种电荷，a 的带电量小于b的带电量
3. 孤立的A、B两点电荷相距R，A的电量是B的a倍，A的质量是B的b倍，已知A受到的静电力大小为F，则B受到的静电力大小为（ ）
A．F B．（a+b）F C．（a-b）F D．abF
4. 某静电除尘器的除尘原理示意图如图所示，一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若不计烟尘颗粒的重力，下列说法正确的是（ ）
A．该烟尘颗粒带正电
B．a点电势高于b点电势
C．该烟尘颗粒在a点的加速度大于在b点的加速度
D．该烟尘颗粒在a点的电势能小于在b点的电势能
5. 如图所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，元电荷为e ，以下解释中正确的是（ ）
A．正离子定向移动形成电流方向从A→B，负离子定向移动形成电流方向从B→A
B．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消
C．溶液内电流方向从A→B，电流I＝
D．溶液内电流方向A→B，电流I＝
6. 如图所示是某电容式话筒的原理示意图，E为电源, R为电阻，薄片P和Q为两金属板. 从左向右对着振动片P说话，P振动而Q不动。在P、Q间距增大的过程中 ( )
A. 电容器的电容增大
B. P上电量保持不变
C. 点M的电势比点N的低
D. 点M的电势比点N的高
7. 如图所示，是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线)，两等势面之间的电势差大小为2 V，有一个带电荷量为q＝－1.0×108 C的电荷，从A点沿不规则曲线路径移到B点，电场力做功为( )
A．2.0×108 J
B．－2.0×108 J
C．1.60×107 J
D．－4.0×108 J
8. 如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ 表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )
A．θ 增大，E增大 B．θ 增大，Ep不变
C．θ 减小，Ep增大 D．θ 减小，E不变
9.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有( )
A．B、C两点的电场强度大小EBx > ECx
B．EBx的方向沿x轴正方向
C．点电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大
D．负点电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做负功，后做正功
10. 如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直，则( )
A．A点的场强大小为
B．B点的场强大小为E－k
C．D点的场强大小不可能为零
D．A、C两点的场强相同
二、多选题（本大题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有两个或两个以上的选项符合题目要求，全对得4分，选对但漏选得2分，选错或不选得0分）
11. 如图所示，将两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线 a 、b连接在一起，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比为 Sa : Sb= l : 2 . 已知5 s 内有5×1018个自由电子通过导线a 的横截面，则 ( )
A. 流经导线a的电流为0.16 A
B. 流经导线b的电流为0.32 A
C. 5 s内有10×1018个自由电子通过导线b的横截面
D. 自由电子在导线a和b中移动的速率之比为2 : 1
12. 如图(a)，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v t图线如图(b)所示。设a、b两点的电势分别为φa、φb，电场强度大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有( )
A．φa＞φb
B．Ea＞Eb
C．Ea＜Eb
D．Wa＞Wb
13．如图所示，A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点，各点的电势分别为φA＝5 V，φB＝2 V，φC＝3 V，H、F三等分AB，G为AC的中点，在下列各示意图中，能正确表示该电场强度方向的是( )
14.如图所示，在光滑绝缘水平面上的P点正上方O点固定了一电荷量为＋Q的点电荷，在水平面上的N点，由静止释放一质量为m、电荷量为－q的检验电荷，该检验电荷经过P点时速度为v，图中θ＝60°，规定电场中P点的电势为零，则在＋Q形成的电场中，下列判断正确的是( )
A．P点电场强度大小是N点的2倍
B．N点电势低于P点电势
C．N点电势为－
D．检验电荷在N点具有的电势能为－mv2
三、实验题（本大题共两小题，共14分）
15.（6分）在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。如图，他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒P1点。
实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B 球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。
实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的 而增大，随其所带电荷量的 而增大。
此同学在探究中应用的科学方法是 (选填“累积法” “等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)。
16.（8分）在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中，某同学猜测电容可能与极板间的距离 d、极板的正对面积S及插入极板间的介质有关，他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接如图所示，实验时保持电容器极板所带的电量不变，且电容器 B 板位置不动。
(1) 实验中通过静电计张角大小来反映 的大小；
(2) 将A板竖直向下平移，则静电计指针张角 ；在A、B板间插入电介质，则静电计指针张角 。(填“变大”、“减小”或“不变”)
(3) 若将电容器水平放置，如图所示，有一带电液滴静止在电容器内部某处，现将电容器A板向下平移一小段距离，液滴将 (选填“静止不动”、“向下运动”或“向上运动”)
四、计算题（本大题共有3小题，共40分）
17.（12分）1913年，美国物理学家密立根通过油滴实验测量出电子电量的精确数值。已知测量室中电源输出电压U＝3 V，极板间距d＝0.1 m。在某次实验中，观察到一质量m＝9.6×10－16 kg的油滴正好悬浮在测量室中。已知k＝9×109 N·m2·kg2，g＝10 m/s2，求
(1)该悬浮油滴的电性及所带的电量；
(2)该油滴中带有的电子个数。
18.（12分）如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为2×10-4C 的负电荷由 A 点移到 B 点，其电势能增加了 0. 2 J，已知 A、B 两点间距离为 2 cm，两点连线与电场方向成 60°角，求：
（1）电荷由 A 移到 B 的过程中，电场力所做的功 WAB；
（2）A、B 两点间的电势差 UAB；
（3）该匀强电场的电场强度 E
19.（16分）如图所示，电子由静止出发经过加速电场，再经偏转电场后射出电场，其中加速电压，偏转电压，偏转极板长L，相距d。电子质量m，电荷量e。（重力不计）。求：
（1）电子离开加速电场时速度大小；
（2）电子离开偏转电场时竖直方向发生的位移y；
（3） 若取走加速板，紧挨偏转电场中线左端射入初速度为的带电小球，小球质量为、带电量为q（q > 0），改变偏转电场方向（上极板带负电，下极板带正电），要使小球射出偏转电场，求的范围（重力加速度为g）。
大埔县2023-2024学年高二上学期10月期中考试
物理参考答案
一、单选题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个正确答案，答对得3分，选错或不选得0分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D B A C D D B D A A
5.电荷的定向运动形成电流，正电荷定向运动方向为电流方向，如图所示，溶液中的正离子从A向B运动，负离子从B向A运动，因此电流方向为从A→B，不会相互抵消，故A、B错误；溶液中的正离子从A向B运动，电流方向为从A→B，电流大小为, 故C错误，D正确。
8. 由题意可知平行板电容器的带电荷量Q不变，当下极板不动，上极板向下移动一段距离时，两极板间距d减小，则电容C变大，由U＝可知U变小，则静电计指针的偏角θ减小。又因为两板间电场强度E＝＝＝，Q、S不变，则E不变。因为E不变，则点电荷从P点移动到下极板(电势为零)电场力做功不变，电势能的变化相同，则点电荷在P点的电势能Ep不变，故只有选项D正确。
9. ＝＝，题图图线斜率绝对值反映了沿x方向电场强度的大小，由题图易知，EBx>ECx，故A正确；在O点的场强最小，C错误；电势降低最快的方向才是场强方向，B错误；负点电荷从B移到C过程中电势先升后降，负点电荷向电势高的地方移动，电场力做正功，向电势低的地方移动电场力做负功，D错误。
二、多选题（本大题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有两个或两个以上的选项符合题目要求，全对得4分，选对但漏选得2分，选错或不选得0分）
11 12 13 14
AD BD BC BC
12. 由v t 图像的斜率减小可知由a到b的过程中，粒子的加速度减小，所以电场强度变小，Ea＞Eb；根据动能定理，速度增大，可知电势能减小，Wa＞Wb，因粒子带负电，则φa<φb，可得选项B、D正确。
13. 根据匀强电场的特点可知，H、F点的电势分别为φH＝4 V，φF＝3 V；G点的电势φG＝＝4 V，则φH＝φG，则电场线垂直GH，选项B正确；又φC＝φF＝3 V，可知电场线与CF垂直，选项C正确。
14. 由点电荷电场分布情况及几何关系知，ON的中点设为M，与P点的电势相等，根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，M点的电势高于N点的电势，则N点电势低于P点电势，故B正确；P点电场强度大小是EP＝，N点电场强度大小是EN＝，则＝＝，故A错误；根据动能定理得：检验电荷由N到P的过程中，－q(φN－φP)＝mv2，由题意，P点的电势为零，即φP＝0，解得，N点的电势φN＝－，故C正确；检验电荷在N点具有的电势能为EN＝－qφN＝mv2，故D错误。
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
15.（每空2分，共6分）答案：减小； 增大； 控制变量法
16.（每空2分，共8分）
答案：（1）电势差（或答“电压”） （2）变大； 减小 （3）静止不动
四、计算题（本大题共3小题，共40分）
17.（12分）解：（1）根据油滴平衡，可知油滴带负电（2分）
mg＝qE （2分） E＝U/d （2分） 得 q＝3.2×10－16 C （2分）
(2)每个电子电量为e＝1.6×10－19 C，所以电子个数 n＝ （2分）
故n＝2 000 （2分）
18.（12分）解：（1）因负电荷由 A 移到 B 过程中，电场力对负电荷所做的功
W AB= -△E （3 分）代入数据，可得 WAB= - 0.2 J （1 分）
（2）A、B 两点间的电势差（3 分）代入数据，得 (1分)
（3）匀强电场的电场强度 (3分) 代入数据，得 (1分)
19.（16分）（1）设电子离开加速电场时速度大小为，由动能定理得
（2分） 解得 （2分）
（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，可分解为沿板方向的匀速直线运动和垂直板方向的匀加速直线运动。沿板方向 （1分）
垂直板方向 （1分） （1分）
解得 （2分）
（3）设竖直向下为竖直方向的正方向，水平向右为水平方向的正方向；带电小球在沿着板的方向做匀速直线运动，设时间为，则
若带电小球贴着下极板边缘飞出电场 （1分）
（1分）
解得
（1分）
若带电小球贴着上极板边缘飞出电场
（1分）
（1分）
或
解得 （1分）
要使小球射出偏板，的范围 （1分）
