新疆伊犁州华伊高中联盟2023-2024学年高二上学期期中考试
物理试卷
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。考试时间90分钟。
2．请将各题答案填写在答题卡上。
3．本试卷主要考试内容：人教版必修第三册第九章至第十二章。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．电场看不见摸不着，我们最初是从电荷开始学习电场的。下列说法正确的是（ ）
A．玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒由于得到电子而带正电
B．电场是为了便于研究电荷而引入的理想模型
C．电场强度反映电场的强弱和方向，与试探电荷的电荷量成反比
D．家用燃气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的
2．下表面带负电的云层靠近避雷针时，由于静电感应，因此避雷针尖端带有正电荷，避雷针周围电场的电场线、等势线如图所示，、、、为电场中的四个点，下列说法正确的是（ ）
A．点的电场强度小于点的电场强度
B．点的电势比点的电势高
C．将带正电的试探电荷由点移动到点，试探电荷的电势能增大
D．虚线为电场线，实线为等势线
3．电容器是常用的电学元件，如图所示，两个相同的半圆形金属板间隔一段距离水平放置，板间可视为真空。两金属板分别与电源两极相连，开关S闭合，上极板可绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动。开始时，两极板边缘完全对齐，现让上极板转过，下列说法正确的是（ ）
A．电容器的电容变小 B．极板上所带电荷量增多
C．两极板间电压增大 D．两极板间电压减小
4．如图所示的电路中，、间电压恒为，现灯泡和都不亮（无电流通过）。用理想电压表测得、、、各点间的电压分别为、、、，若电路中只有一处断路，则故障原因可能是（ ）
A．灯泡断路 B．灯泡断路
C．滑动变阻器断路 D．电源断路
5．某科研所研制出了一种新型金属材料，具有特殊的物理和化学性质，具有广阔的市场前景。如图所示，由该材料制成的一个立方体的边长为，其前后两表面之间的电阻值为，现用该材料制成一边长为的立方体，其立后两表面之间的电阻值为，则为（ ）
A． B． C． D．
6．一带电粒子从电场中的点运动到点，该过程中粒子受到的电场力做的功为，粒子除了受到电场力外，还受到了其他力的作用，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子的电势能一定减小 B．带电粒子的电势能一定增加
C．点的电势一定高于点的电势 D．点的电势一定高于点的电势
7．电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。为阳极，为阴极，两极之间的距离为，在两极之间加上高压。一电子从极由静止加速运动到极，不考虑电子所受重力，电子的电荷量为，则下列说法正确的是（ ）
A．A、K之间的电场强度大小为
B．电子到达极板时的动能小于
C．电子从极到极的过程中，电场力做的功为
D．电子从极到极的过程中，电子的电势能逐渐增大
8．在一个点电荷的电场中，让轴与它的一条电场线重合，轴上、两点的坐标如图甲所示。在、两点分别多次放置试探电荷，规定沿轴正方向的静电力方向为正方向，试探电荷受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．点的电场强度大小为 B．点电荷是负电荷
C．点电荷恰好位于轴原点 D．中点的电场强度恰好为点电场强度的
9．静电除尘器除尘原理如图所示，带负电的尘埃在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列说法正确的是（ ）
A．尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
B．是直流高压电源的正极
C．在同一位置，尘埃带的电荷量越多所受电场力就越大
D．尘埃带的电荷量可能为
10．如图所示，电源电动势和内阻恒定不变，电流表和电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻两端的电压增大 B．电流表示数增大
C．电压表示数减小 D．电压表示数减小
11．表头其实就是小量程的电流表，我们可以将该表头改装成量程大一些的电流表，也可以将该表头改装为我们需要的电压表，若表头、改装后的电流装和改装后的电压表的内阻分别为、和，下列判断正确的是（ ）
A． B． C． D．
12．如图所示，位于匀强电场中的直角三角形与电场强度方向平行，为直角，为中点，直角边的长度为，，。已知、、三点的电势分别为、和，则下列说法正确的是（ ）
A．点和点位于同一等势面 B．匀强电场的方向为由指向
C．匀强电场的电场强度大小为 D．将一电子由点移至点，电子的电势能增加
二、非选择题：共5题，共52分。
13．（6分）美国物理学家密立根通过研究带电油滴在平行金属板间的运动，比较准确地测定了元电荷，因此获得了1923年的诺贝尔物理学奖。其实验原理可简化为如图所示的模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放 的平行金属板、，与电压为的恒定电源两极相连，平行金属板、间距为，两板间存在竖直方向的匀强电场，喷雾器喷出带同种电荷的油滴，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间，油滴进入金属板间后，发现有的油滴刚好悬浮不动。
（1）已知金属板带正电，金属板带负电，通过分析可知油滴带__________（填“正电”或“负电”）。
（2）若已知悬浮油滴的质量为，重力加速度大小为，忽略空气对油滴浮力的影响，则悬浮油滴带的电荷量为__________。（用题中涉及的物理量符号表示）
（3）现在公认的元电荷的值为__________C。
14．（9分）熊同学正在测量一节干电池的电动势和内阻，该同学设计的实验电路图如图甲所示，实验室提供的电流表和电压表都是双量程的，提供了两个滑动变阻器待选，分别为滑动变阻器（阻值范围为，允许通过的最大电流为）和滑动变阻器（阻值范围为，允许通过的最大电流为）。
（1）为了调节方便，测量精度更高，实验中电流表应选用的量程为__________（填“”或“”），电压表应选用的量程为__________（填“”或“”），滑动变阻器应选用__________（填“”或“”）。
（2）该同学正确连接电路并正确操作，实验中多次改变滑动变阻器的阻值，读出电流表和电压表的示数，得到多组数据，根据实验数据描绘制得的图线如图乙所示。由此可知这个干电池的电动势__________，内阻__________。（计算结果均保留两位小数）
15．（10分）如图所示，用两根相同的绝缘细线将带正电的小球、悬于天花板上的点，两球静止时悬线偏离竖直方向的夹角均为。已知绝缘细线的长度，、两球的质量均为，两球均可视为点电荷且它们所带的电荷量相等，静电力常量，取重力加速度大小，求：
（1）绝缘细线上的拉力；
（2）小球所带的电荷量。
16．（12分）在如图所示的电路中，电源电动势、内阻，电动机的电阻，电阻。电动机正常工作时，理想电压表的示数。
（1）求电动机消耗的电功率；
（2）求电源的输出功率；
（3）若电动机以匀速竖直向上提升重物，取重力加速度大小，求该重物的质量。
17．（15分）如图所示，两块长为的相同金属板带有等量异种电荷，正对着水平放置。质量为、电荷量为的带正电的质子，从电容器左侧边缘点水平射入电场，经过时间，从电容器右侧点射出电场。质子出电场时速度方向与水平方向的夹角，不计质子所受的重力，求：
（1）质子出电场时的速度大小；
（2）金属板间电场的电场强度大小；
（3）、两点间的电势差。
新疆伊犁州华伊高中联盟2023-2024学年高二上学期期中考试
物理试卷参考答案
1．D【解析】玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒由于失去电子而带正电，选项A错误；电场是传递电荷间相互作用客观存在的物质，选项B错误；电场强度反映电场自身的强弱和方向，与试探电荷的电荷量无关，选项C错误；家用燃气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成的，选项D正确。
2．B【解析】本题考查电势能，目的是考查学生的理解能力。电场线从正电荷（避雷针）指向云层下部（负电荷），箭头表示方向，则实线为电场线，虚线为等势线，选项D错误；根据电场线密集的地方的电场强度大于电场线稀疏的地方可知，点的电场强度大于点，选项A错误；沿着电场线的方向，电势降低，则点的电势比点高，选项B正确；将带正电的试探电荷由点移动到点，电场力做正功，试探电荷的电势能减小，选项C错误。
3．A【解析】让上极板转过，则两极板正对面积减少，根据可知，电容器的电容变小，选项A正确；开关闭合，两极板间电压总是等于电源电动势，选项C、D均错误；根据可知，极板上所带电荷量减少，选项B错误。
4．B【解析】若灯泡断路，电路中没有电流，则，，，与题意不符，选项A错误；同理可知，若灯泡断路，电路中没有电流，则，，，与题意相符，选项B正确；若滑动变阻器断路，则，与题意不符，选项C错误；若电源断路，则，与题意不符，选项D错误。
5．C【解析】根据电阻定律可知，、，则，选项C正确。
6．A【解析】带电粒子从电场中的点运动到点，电场力做正功，则其电势能一定减小，选项A正确、B错误；若带电粒子带正电，则点的电势高于点的电势，若带电粒子带负电，则点的电势低于点的电势，由于带电穜子带电的电性不确定，所以选项C、D均错误。
7．C【解析】极与极之间的电场不是匀强电场，公式不适用，选项A错误；根据动能定理有，则电子到达极时的动能等于，选项B错误；电子从极到极的过程中，电势能逐渐减小，电场力做的功为，选项C正确、D错误。
8．D【解析】由题图乙可知，点的电场强度大小，选项A错误；点的电场强度大小，由于带正电的试探电荷受到的电场力的方向都跟轴正方向相同，且，可知场源电荷是正电荷，位置在点的左侧，选项B错误；设场源电荷的位置坐标为，则有、，结合条件解得，选项C错误；点到场源电荷的距离，中点到场源电荷的距离，根据可知，中点的电场强度恰好为点电场强度的，选项D正确。
9．BC【解析】本题考查静电的防止和利用，目的是考查学生的理解能力。尘埃带负电，所受电场力的方向与电场方向相反，选项A错误；尘埃带负电，且向收尘极移动，所以是直流高压电源的正极，选项B正确；根据可知，在同一位置，尘埃带的电荷量越多所受电场力就越大，选项C正确；尘埃带的电荷量一定是元电荷的整数倍，则尘埃带的电荷量不可能为，选项D错误。
10．BD 【解析】滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，其接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，根据可知，定值电阻两端的电压（路端电压）减小，选项A错误；由于两端的电压减小，可知流过的电流减小，根据并联电路电流特点可知电流表示数增大，选项B正确；由于流过的电流增大，根据欧姆定律可知两端的电压增大，则电压表示数增大，选项C错误；由于路端电压减小，两端的电压增大，则两端的电压减小，电压表示数减小，选项D正确。
11．BC【解析】表头改装成电流表要并联一个小电阻，结合欧姆定律可知，选项B正确、A错误；表头改装成电压表要串联一个大电阻，结合欧姆定律可知，选项C正确、D错误。
12．AC【解析】为的中点，则有，解得，所以点和点位于同一等势面中，匀强电场的方向为由指向，选项A正确、B错误；由几何关系可知，，解得，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可得匀强电场的电场强度，选项C正确；将一电子由点移至点，由于电子带负电，电势升高，因此电子的电势能减少，选项D错误。
13．（1）负电（2分）
（2）（2分）
（3）（也正确）（2分）
【解析】（1）根据电场线起于正电荷终于负电荷可知，平行金属板、间的电场方向竖直向下；悬浮油滴在极板间受力平衡，则油滴所受的电场力方向竖直向上，与电场方向相反，所以油滴带负电。
（2）悬浮油滴在极板间受力平衡，则有，即。
（3）在密立根之后，人们又做了许多测量，现在公认的元电荷的值为。
14．（1）（1分）（1分）（2分）
（2）1.45（2分）0.50（3分）
【解析】（1）由于一节干电池的额定电压为，则电压表应选择量程；考虑到干电池的内阻一般为左右，加上保护电阻，为了测量精度更高，则电流表应选择的量程为；选取的能很好地控制电路中的电流和电压，调节方便，选取的会出现电表示数开始几乎不变最后突然变化的现象。
（2）根据闭合电路欧姆定律有，结合题图乙可知，电源的电动势，图像斜率的绝对值等于电源的内阻，则内阻。
15．解：（1）小球、均处于平衡状态，对小球受力分析，根据受力平衡有
（2分）
解得。（2分）
（2）设两球间的库仑力为，小球、均处于平衡状态，对小球受力分析，根据受力平衡可知（2分）
根据几何关系可知，两球间的距离（1分）
根据库仑定律有（2分）
解得。（1分）
16．解：（1）电动机正常工作时，电压表的示数，则电路中的电流为
（1分）
电动机两端的电压：（2分）
电动机消耗的电功率：。（2分）
（2）电源消耗的功率为
（1分）
电源的输出功率为
。（2分）
（3）电动机输出的电功率为
（2分）
（1分）
解得。（1分）
17．解：（1）质子在电场中做类平抛运动，设质子的初始速度为，根据运动学公式有（2分）
将质子出电场时的速度分解，根据几何关系有
（2分）
解得。（2分）
（2）质子在电场中沿着电场线方向的分运动为匀变速直线运动，则
（1分）
根据牛顿第二定律有
（2分）
根据几何关系有
（1分）
解得。（2分）
（3）根据匀强电场中电势差与电场强度的关系有
（1分）
（1分）
解得。（1分）
