天津市五校联考2023-2024学年高二上学期期中考试
物理参考答案
一、单项选择题
1 2 3 4 5
B A C D D
二、不定项选择题
6 7 8
AD AC BD
三、填空题（本题共2小题，共18分）
9.（6分，每空2分）
（1）减小 （2）向左 （3）C
10.（12分）
（1）3.203-3.207 （2分） 4.240 （2分） （2）6（或6.0） （2分）
（3） （4分，其中电流表1分，电压表1分，电路的
内外接2分）
（4） （2分）
四、计算题（本题共3小题，共42分，11题12分，12题14分，13题16分）
11．（12分）
（1）把点电荷由A点移到B点，由匀强电场的电势差与电场力做功的关系公式可得
—————（2分）
由电势差定义可得
——————（1分）
解得 ————— （1分）
把点电荷由B点移到C点，由匀强电场的电势差与电场力做功的关系公
式可得
——（2分）
由电势差定义可得
—————（1分）
解得
————————（1分）
（2）因，因此直线AC是匀强电场的一条等势线，由电场线与等势线垂直且由高电势指向低电势，如图所示，可得电场强度大小
————————（1分）
——————（2分）
方向垂直AC斜向左上。——————（1分）
12．（14分）
（1）设物块从P到A运动的时间为t，水平方向的加速度大小为a，物块能够沿AB下滑，说明在A点时水平方向速度为零，则
-----------------（2分）
解得 ------------------------（1分）
（2）水平方向 -------------------（1分）
其中 -----------------（1分）
联立解得 --------------------（1分）
（3）从P点到C点根据动能定理可得
-----------------（3分）
其中 -----------------（1分）
根据牛顿第二定律可得 ------------------------（2分）
根据牛顿第三定律可得： -----------------（1分）
方向：竖直向下。 -----------------（1分）
13.（16分）
（1）设α粒子运动到C处时速度为v，由题意可知，α粒子的运动可以认为反方向的类平抛运动，设运动时间为t，则有
水平方向有
---------------------- （1分）
竖直方向有
---------------------- （1分）
由牛顿第二定律有
---------------------（1分）
---------------------- （1分）
α粒子从放射源发射至运动到C的过程，由动能定理有
---------------（2分）
解得
------------------（1分）
（2）在静电分析器中，由牛顿第二定律有 ------------------（2分）
可得 ----------------------（1分）
（2）α粒子进入第Ⅳ象限做类平抛运动。一个周期内，α粒子在x轴方向上，前内做匀加速直线运动，后内做匀减速直线运动。α粒子在前内做匀加速直线运动的位移
----------------------（1分）
----------------------（1分）
由于对称性，每个周期内α粒子在x轴正方向上前进的距离
----------------------（1分）
因为开始计时时，α粒子的横坐标为
所以时，α粒子的横坐标为 ----------------------（1分）
在一y方向上α粒子做匀速直线运动，故时，α粒子的纵坐标为
----------------------（1分）
在时，α粒子的坐标为----------------------（1分）天津市五校联考2023-2024学年高二上学期期中考试
物理
第Ⅰ卷（共40分）
一、单项选择题（本题包括5小题，每小题5分，共25分。每小题只有一个选项符合题意）
1．关于静电现象，下列说法中正确的是
A．电场的概念由英国物理学家法拉第提出，并用电场中真实存在的电场线来表示电场的分布
B．美国物理学家密立根用油滴实验最早精确地测出了元电荷的数值
C．由公式可知，在离带电体很近时，r接近于零，电场强度达无穷大
D．感应起电是利用静电感应，使电荷从一个物体转移到另一个物体上的过程
2．如图所示，以等量正点电荷连线的中点作为原点，沿其中垂线建立轴，轴上电场强度最大的两个点记为A、B，将一电子从A点由静止释放，电子仅在静电力的作用下在A、B两点之间做往复运动，若规定无穷远处电势为0，下列说法正确的是
A．轴上点的电势最高
B．电子经过点时的加速度最大
C．电子在A点所受电场力沿x轴正方向
D．电子在 B点的电势能大于0
3．两个较大的平行金属板A、B分别接在如图所示的电路中，将开关K闭合后，一带负电的油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是
A．平行板电容器的电容将变大
B．静电计指针张角变小
C．带电油滴的电势能减少
D．若将上极板与电源断开后再将下极板左移动一小段距离，则油滴所受电场力不变
4．一块均匀的长方体金属样品如图所示，长为a，宽为b，厚为c，金属样品的电阻率为ρ，金属样品中自由电子的电荷量为e，在样品的A、B两端加上电压后样品中自由电子定向移动的平均速率为v，测得通过样品的电流为I，则
A．此时样品的电阻为
B．该金属样品中单位体积内的自由电子个数为
C．该金属样品中单位长度内的自由电子个数为
D．该金属样品中自由电子的总个数为
5．某半导体PN结中存在电场，取电场强度E的方向为x轴正方向，其E-x关系如图所示，已知NA=AO=OB=BP。取O点的电势为零，则
A．A点电势低于B点电势
B．电子从N移到P的过程中，电势能先增大后减小
C．电子由N运动到P的过程电场力先减小后增大
D．NA两点之间的电势差小于AO两点之间的电势差
二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
6．某空间存在如图所示的电场，图中的虚线为电场的等势线。一带电荷量大小为e的粒子（不考虑所受重力）以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹如图中实线所示，下列说法正确的是
A．该粒子带负电
B．粒子从a点运动到c点的过程中，电势能减小10eV
C．该粒子经过f点时的加速度为0
D．若粒子经过d点时的动能为12eV，则该粒子经过a点时的动能为17eV
7．三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断
A．在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上
B．b和c同时飞离电场
C．c的动能增量最小，a和b的动能增量一样大
D．与下板碰撞瞬间，粒子a、b的速度方向不同，大小相同
8．四个完全相同的电流计，其中两个改装为0～0.6A和0～3A的电流表，另外两个改装为0～3V和0～15V的电压表，则正确说法是
A．两个电流表并联接入电路后，其读数之比为5∶1，指针偏转角度之比为1∶1
B．两个电流表串联接入电路后，其读数之比为1∶1，指针偏转角度之比为5∶1
C．两个电压表并联接入电路后，其读数之比为1∶1，指针偏转角度之比为1∶5
D．两个电压表串联接入电路后，其读数之比为1∶5，指针偏转角度之比为1∶1
第Ⅱ卷（共60分）
三、填空题（每空2分，共18分）
9．（6分）如图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V，S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器。
（1）当开关S接1时，平行板电容器充电。随着极板上电荷的增多，电流逐渐_________（选填“增大”或“减小”）。
（2）开关S接2时，电容器放电，流经G表的电流方向为_________（填“向左”或“向右”）；
（3）在电容器放电过程中，电路中的电流大小为i，电容器所带电荷量为，电容器两极板电势差为，电容器的电容为。下面关于i、、、随时间的变化的图像，正确的是_________。
A． B．
C． D．
10.（12分）电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体Rx的电阻率。
（1）该同学用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为_______mm，如图乙所示，用游标卡尺测其长度为________cm。
（2）该同学用多用电表的电阻“×1”挡按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则此圆柱体的电阻约为________Ω。
为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体外，实验室还备有如下实验器材：
A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）；
B．电压表V2（量程15V，内阻约为75kΩ）；
C．电流表A1（量程0.6A，内阻r1=1Ω）；
D．电流表A2（量程3A，内阻r2=1.2Ω）；
E．滑动变阻器R（阻值范围1～5Ω）；
F．直流电源E（电动势为3V，内阻不计）
G．开关S，导线若干。
（3）该同学依据上述器材已经完成了部分电路设计，如下图丁所示，请在虚线框中完成剩余电路图（并标明所用器材的代号）。
（4）若电流表的示数为I，电压表的示数为U，电流表内阻为rA ，圆柱体
横截面的直径和长度分别用D、L表示，该圆柱体电阻率的关系式为
ρ=________
四、计算题（本题共3小题，共42分，11题12分，12题14分，13题16分）
11．如图所示，匀强电场中A，B，C三点构成一个直角三角形，其中，边长。把电荷量的点电荷由点移到点，静电力做功，再由B点移到C点，该点电荷克服静电力做功，取B点的电势为零，求：
（1）A，C两点的电势；
（2）匀强电场的电场强度。
12．如图所示，在距离某平面高H=0.9m处有一抛出位置P，在距P的水平距离为处有一光滑竖直挡板AB（忽略AB挡板的宽度），A端距该水平面距离为，A端上方整个区域内加有水平向左的匀强电场；B端与半径为的的光滑圆轨道BC连接。一带电量大小为，质量为0.18kg的小滑块，以某一初速度从P点水平抛出，恰好能从AB挡板的右侧沿ABCD路径运动到D点而静止。取重力加速度, 求：
（1）滑块到达A点所用的时间；
（2）所加匀强电场的场强大小；
（3）当滑块刚运动到C点时，对圆轨道的压力。
13．如图甲所示，在xOy坐标系中，第Ⅱ象限放置了α粒子射线管，α粒子射线管由平行于x轴的平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成、细管C到两板的距离相等，且开口在y轴上（图中C与两板连线绝缘）。粒子源P放置在A极板下方的左端，可以斜向下沿特定方向发射初速度为v0的α粒子。若极板长和两板间距均为L，当A、B板加上某一电压时，α粒子刚好能以某一速度水平进入细管C且以相同速度水平射出，然后进入位于第Ⅰ象限的静电分析器中做匀速圆周运动，已知静电分析器中电场线的方向均沿半径方向指向圆心O，粒子运动轨迹处的场强大小为E0（E0未知），α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径。之后α粒子垂直x轴进入第Ⅳ象限。第Ⅳ象限内存在电场强度大小也为E0（E0未知）、方向水平且随时间呈周期性变化的电场，若从此刻为计时零时刻，电场变化关系如图乙（T为已知值，规定沿x轴正方向为电场正方向）。已知α粒子带正电，电荷量大小为2e（e为元电荷），质量为m，重力不计。求：
（1）α粒子从细管C水平射出时的速度大小v
（2）静电分析器中粒子运动轨迹处的场强大小E0
（3）当t=2T时，α粒子的坐标。
