2023-2024学年安徽省亳州市重点中学高二（上）期中物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共35分）
1.如图，真空中有两个电量相同的正电荷、相距放置，在连线的中垂线上有、、三点，点在连线的中点上．较离近一些，现若将、两电荷同时向两边扩大相同距离，设无穷远处电势为零，则有( )
A. 两电荷间电势能将加大 B. 点场强为零，、两点场强都变小
C. D. 电场强度一定是
2.如图所示，、是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，、为可调电阻，用绝缘细线将质量为，带正电的小球悬于电容器的内部，闭合开关，小球静止时受到悬线的拉力为，调节、，关系的大小判断正确的是( )
A. 保持不变，缓慢增大， 将变大
B. 保持不变，缓慢增大， 将变小
C. 保持不变，缓慢增大， 将变大
D. 保持不变，缓慢增大， 将变小
3.如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球，、分别处于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力作用于小球，则两球静止于图示位置，如果将小球向左推动少许，待两球重新达到平衡时，则两个小球的受力情况与原来相比( )
A. 推力增大 B. 地面对小球的弹力不变
C. 两个小球之间的距离减小 D. 竖直墙面对小球的弹力增大
4.如图所示是某品牌吊扇的相关参数，假设吊扇的吊杆下方的转盘与扇叶的总质量为，则吊扇( )
A. 吊扇的内电阻为
B. 正常工作时吊扇机械功率等于
C. 以额定功率工作时通过吊扇的电流为
D. 正常工作时吊杆对转盘的拉力大于
5.如图所示，电源电动势为，闭合开关后灯泡、均不亮，用电压表分别测量、、间电压依次为、、，由此可判定( )
A. 和灯丝都断了
B. 灯丝断了
C. 灯丝断了
D. 滑动变阻器短路
6.如图所示，为两个等量异种点电荷连线的中垂线，为两点电荷连线的中点，、、、到的距离相等，则下列说法正确的是( )
A. A、两点的电势相同
B. B、两点的电场强度相同
C. 将电子沿直线移动，电势能先增加后减小
D. 将电子沿圆弧移动，电场力先做正功后做负功
7.如图所示的电路，将两个相同的表头分别改装成电流表和，把两个电流表并联接入电路中，闭合开关，则下列说法正确的是
( )
A. 的指针半偏时，的指针也半偏
B. 的读数和的读数总相等
C. 的表头总内阻和的表头总内阻之比为
D. 的读数为时，流过电阻的电流为
二、多选题（本大题共3小题，共15分）
8.如图所示，、、、是真空中一正四面体的四个顶点正四面体是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形，所有棱长都为现在、两点分别固定电荷量分别为和的两个点电荷，静电力常量为，下列说法正确的是( )
A. C、两点的场强相同
B. 点的场强大小为
C. C、两点电势相等
D. 将一正电荷从点移动到点，电场力做正功
9.如图所示，有两个固定的、电量相等、电性相反的点电荷，、是它们连线的中垂线上两个位置，是它们产生的电场中另一位置，以无穷远处为电势的零点，则有( )
A. 点电势可能为正值 B. 点场强小于点场强
C. 点的电势比点电势高 D. 将一正电荷从点移到点电场力做正功
10.用如图所示的电路测量待测电阻的阻值时，下列关于由电表产生的误差的说法中，正确的是( )
A. 由于电压表的分流作用，使电阻的测量值小于真实值
B. 由于电流表的分压作用，使电阻的测量值小于真实值
C. 电流表的内电阻越小，测量结果越精确
D. 电压表的内电阻越大，测量结果越精确
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11.同学在“练习使用多用电表”的实验中，图为某多用电表的面板。
若用此表测量一阻值约为的定值电阻，下列操作正确的是________
将选择开关应调到“”电阻挡
欧姆调零时，两表笔短接，用螺丝刀转动调零螺丝，直到指针与表盘右边零刻度对齐
在电阻测量时，双手不能同时接触电阻两端
测量完成后，将选择开关调到“”挡
图为一正在测量中的多用电表表盘，如果选择开关在电阻挡“”，则读数为________；如果选择开关在直流电压挡“”，则读数为________。
若用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管，某次探测时，发现表头指针偏转角度很大，则与二极管正极相连的是多用电表的________选填“红表笔”或“黑表笔”
12.某实验小组为了测量一横截面为圆形、粗细均匀的金属丝的电阻率。
某同学用游标卡尺测金属丝长度，用螺旋测微器测金属丝直径。正确操作游标卡尺和螺旋测微器，得到的结果分别如图甲、乙所示，则该金属丝的长度________、直径________。
实验小组设计的实验电路如图丙所示，在连接电路时开关应________，连接好电路后进行实验前，滑动变阻器的滑片应滑至________选填“左端”或“右端”。
实验小组用伏安法测得金属丝的电阻为，则被测金属丝的电阻率________。用题中所给物理量的字母表示
四、计算题（本大题共3小题，共34分）
13.如图所示，在平面的区域内有垂直于该平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，在区域有沿轴负方向的匀强电场，电场强度强度的大小，一质量为、带电荷量为的粒子从点以初速度大小沿平行于轴的正方向射入该电场，粒子第一次在磁场中运动时，恰好没有打在轴上，不计粒子的重力，求：
粒子达到处时的速度大小及方向．
粒子在磁场中做圆周运动的半径以及点的坐标．
该离子再次打到轴上的点离点的距离以及该离子从点射入到再次打到轴上的过程中在电场中运动的时间与磁场中的运动时间之比．
14.如图甲所示，电子加速器的加速电压为，偏转电场的极板为相距为的两块水平平行放置的导体板。大量电子由静止开始经加速电场加速后，连续不断地沿导体板的方向从两板正中间射入偏转电场。当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为，当在两板间加如图乙所示的周期为、偏转电压最大值为未知的交变电压时，偏移量最大的电子恰好从两极板边缘射出，已知电子的电荷量为，质量为，电子的重力和它们之间相互作用力均忽略不计，求：
偏转电场的偏转电压；
从距离中线上方飞出偏转电场的电子进入偏转电场的时刻。
15.如图甲所示，光滑的绝缘细杆水平放置，有孔小球套在杆上，整个装置固定于某一电场中。以杆左端为原点，沿杆向右为轴正方向建立坐标系。沿杆方向电场强度随位置的分布如图乙所示，场强为正表示方向水平向右，场强为负表示方向水平向左。图乙中曲线在和范围可看作直线。小球质量，带电量C.若小球在处获得一个的向右初速度，最远可以运动到处。
求杆上到两点间的电势差大小；
若小球在处由静止释放后，开始向左运动，求：加速运动过程中的最大加速度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、将、两电荷同时向两边扩大相同距离，则电场力做正功，两电荷的电势能将减小．故A错误．
B、点到、的距离相等，、在点产生的场强大小相等、方向相反，合场强为零，因为、间距变大，根据场强的叠加知，、电荷在、两点产生的场强大小减小，两场强的方向夹角变大，则合场强减小，所以、两点场强都变小．故B正确．
C、因为沿着电场线方向电势逐渐降低，则点的电势高于点，点电势高于点，有：故C错误．
D、等量同种电荷连线的中点向上或向下电场强度都是先增加后减小，故无法比较、两点的场强大小．故D错误．
故选：．
根据电场力做功判断两电荷电势能的变化，根据等量同种电荷周围电场线的特点，结合场强的叠加判断场强的变化，根据沿电场线方向电势逐渐降低比较电势的高低．
解决本题的关键知道电场力做功与电势能的关系，以及知道等量同种电荷周围电场线的特点，知道沿着电场线方向电势逐渐降低．
2.【答案】
【解析】解：、保持不变，缓慢增大时，由于和串联，电路中总电流减小，两端的电压减小，则平行板电容器两极板间的电压减小，板间场强减小，则带电小球受到的电场力减小，由平衡条件知，悬线的拉力变小，故A错误，B正确．
、保持不变，缓慢增大时，由于在含容支路中的电阻相当于导线，所以两端的电压不变，电容器板间电压不变，则小球受到的电场力不变，悬线的拉力为不变，故CD错误．
故选：
电容器稳定时，与电容器串联的电路电流为零，图中电容器两端间的电压与两端的电压相等，通过判断两端间电压的变化，知道极板间电场强度的变化，从而知道电场力的变化及拉力的变化．
解决本题的关键是熟悉含容电路的特点：电容两端间的电压与其并联部分的电压相等；含容支路中的电阻相当于导线．会正确进行受力分析，搞清楚什么力变化导致拉力的变化．
3.【答案】
【解析】解：整体法可知球对地面压力不变，B正确；
假设球不动，由于、两球间距变小，库仑力增大，球上升，库仑力与竖直方向夹角变小，而其竖直分量不变。故库仑力变小、两球间距变大，C错误；
但水平分量减小，故A、D错误。
故选：。
由整体法可知地面的支持力的大小；根据两球的距离变化可知库仑力的变化，采用隔离法可知两球距离的变化
本题考查了连接体问题的动态平衡，整体法隔离法相结合是解决此类问题根本方法
4.【答案】
【解析】解：、由于吊扇不是纯电阻元件，根据题述和铭牌数据，不能计算出吊扇的内电阻，故A错误；
B、铭牌中给出的是吊扇额定电功率，由于电流热效应和机械损耗，即，所以正常工作时吊扇机械功率一定小于，故B错误；
C、由可得：以额定功率工作时通过吊扇的电流为，故C正确；
D、吊扇正常工作时，对空气有向下的作用力，根据牛顿第三定律，空气对吊扇有向上的作用力，所以正常工作时吊杆对转盘的拉力一定小于，故D错误。
故选：。
吊扇不是纯电阻电路，不符合欧姆定律；电扇消耗的电能一部分用来发热，一部分对外输出机械能；适用于任何电路，据此可得到通过吊扇的电流；根据牛顿第三定律可得吊扇在工作时，空气对吊扇有向上的作用力。
吊扇是利用电动机工作的，电动机正常工作时有电动机消耗的电功率、发热功率和机械功率，其中总功率等于发热功率和机械功率之和。
5.【答案】
【解析】解：串联电路中两灯均不发光，则可能是某处断路，电路中无电流，由欧姆定律知，完好电路的电压为，则电压表测得断路位置两端的电压等于电源电压，由题、、，说明从到的电路和到的电路连接是良好的，故L的灯丝和滑动变阻器都良好，可知的灯丝烧断了，故C正确，ABD错误．
故选：．
依据电压表的读数，由欧姆定律判断电路是否完好，将各个选项代入分析，由此可断定．
利用电流表和电压表判断电路中的故障，是考试的热点题型之一，要明确如果检测断路故障测量时，电压表有示数的位置出现断路现象电源除外，电路完好的部分电压应为零．
6.【答案】
【解析】解：、等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，可知、两点的电势相等。根据顺着电场线方向电势逐渐降低，知点的电势高于点的电势，所以点的电势高于点的电势，故A错误。
B、根据电场线分布的对称性可知，、两点的电场强度相同，故B正确。
C、将电子沿直线移动，电势逐渐降低，由公式知电子的电势能先减小后增加，故C错误。
D、将电子沿圆弧移动，电势先降低后升高，则电子的电势能先增大后减小，电场力先做负功后做正功。故D错误。
故选：。
等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，根据电场线分布分析、两点的电场强度关系．根据电势能与电势的关系，分析电子电势能的变化和电场力做功情况．
对于等量同种电荷与等量异种电荷电场线、等势线的分布图要抓住特点，加深记忆，也是高考经常命题的内容．
7.【答案】
【解析】电流表由表头和定值电阻并联而成，因此和的指针偏角总相等，但由于两表的量程不同，因此两表的读数总不同，故A正确，B错误；
C.由于和的两表的量程比为：，因此和两表的总内阻之比为：，故C错误；
D.当的读数为时，的读数为，则电阻的电流为，故D错误。
故选A。
考查电流表的改装问题，电流表的改装是表头与定值电阻并联组成，量程与总阻值有关，结合电流表改装原理和并联电路的特点等解答。
8.【答案】
【解析】解：
A、、据题，、是两个等量异种点电荷，通过的中垂面是一等势面，、在同一等势面上，电势相等，、两点的场强都与等势面垂直，方向指向一侧，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等，故C、两点的场强、电势均相同。故A、C正确；
B、两个电荷在点产生的场强大小：，方向的夹角为，则点的合场强，如图。故B正确；
D、由题，通过的中垂面是一等势面，、在同一等势面上，电势相等，将一正电荷从点移动到点，电场力不做功。故D错误。
故选：。
、是两个等量异种点电荷，其电场线和等势面分布具有对称性，通过的中垂面是一个等势面，、在同一等势面上，电势相等，根据对称性分析、场强关系．根据点电荷的场强的公式和平行四边形定则计算出点的电场强度；在等势面上运动点电荷电场力不做功．
本题关键要掌握等量异种电荷电场线和等势线分布情况，抓住是正四面体的四个顶点这一题眼，即可得出、处于通过的中垂面是一等势面上．
9.【答案】
【解析】解：、等量异种电荷的中垂面是一个等势面，且电势为零，在靠近负电荷一侧电势小于零，在靠近正电荷一侧电势大于零。因为点在靠近负电荷一侧，所以点的电势小于零，故A错误；
B、在等量异种电荷的中垂线上，两电荷连线的中点电场强度最大，从连线中点向外电场强度逐渐减小，因为点距离两电荷连线的中点远于点，所以点的场强小于点的场强，故B正确；
C、因为、所在的竖直平面是一个等势面且电势为零，所以、两点的电势相等，故C错误；
D、根据等量异种电荷的电场线特点以及等势面特点可知，点的电势为零，点的电势小于零，所以点的电势大于点的电势，所以将一正电荷从点移到点过程中，是从高电势向低电势运动，电场力做正功，故D正确。
故选：。
根据等量异种电荷的电场特点和等势面特点可以判断、、三点的电势高低以及这三点的场强大小；对正点和来说，从高电势向低电势运动，电场力做正功。
本题的关键是熟练掌握等量异种电荷的电场线特点和等势面特点。知道等量异种电荷连线的中垂面是一个等势面且电势为零。
10.【答案】
【解析】解：
A、实际的电压表内阻不是无穷大，接入电路时要分流，使得电流表测量的电流大于通过待测电阻的电流，而电压没有系统误差，根据欧姆定律得，电阻的测量值将小于真实值．故A正确．
B、此电流表对测量电阻没有影响．故B错误．
C、电压表的内电阻越大，分流越小，电流测量值越精确，电阻的测量结果越精确．故C错误，D正确
故选：
实际的电压表接入电路时要分流，实际的电流表接入电路时要分压，根据欧姆定律分析测量值与真实值的大小，并讨论电压内阻与测量精确程度的关系．
本题是伏安法电流表外接法测量电阻的电路，根据欧姆定律分析和理解误差产生的原因．此电路适用于电压表内阻远大于待测电阻的情况．
11.【答案】；
，；
黑表笔
【解析】【分析】
本题考查了多用电表的使用方法与注意事项，掌握基础知识是解题的前提与关键，平时要注意基础知识的学习与积累。
【解答】
使用欧姆表测电阻要选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近，故应选用“”电阻挡，故A错误；
B.欧姆调零时，两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，直到指针与表盘右边零刻度对齐，故B错误；
C.在电阻测量时，双手不能同时接触电阻两端，故C正确；
D.测量完成后，将选择开关调到“”挡，故D正确。
故选CD；
欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数，故读数为；
如果选择开关在直流电压挡“”，则读数为；
由二极管的正向电阻很小，反向电阻很大，故发现表头指针偏转角度很大，说明电阻小，则测量的为其正向电阻，故与二极管正极相连的是多用电表的黑表笔。
12.【答案】；；断开；左端；。
【解析】【分析】
本题主要考查测量金属丝的电阻率实验，明确实验原理和注意事项是解决问题的关键。
根据游标卡尺和螺旋测微器的读数方法可读得金属丝的长度和直径；
根据实验原理和注意事项进行分析即可得出结论；
根据电阻定律结合所测量的物理量即可求得被测金属丝的电阻率。
【解答】
游标卡尺的精度为，根据读数方法，测得该金属丝的长度为；
螺旋测微器固定刻度的示数为，可动刻度的示数为，测得该金属丝的直径为；
连接电路时为了保护电路和实验器材，应断开开关，进行实验前为了保护被测元件和电表，应使其分得的电压最小，所以滑动变阻器的滑片应滑至左端。
根据电阻定律有，所以。
13.【答案】解：粒子在电场中做类似平抛运动，有： 解得：
此时粒子速度大小为： 速度方向与轴的夹角为：
粒子到达时进入磁场，由于，解得：
粒子在电场中竖直方向的位移：
点离轴的距离：
故点的坐标为：
粒子再次进入电场后的运动轨迹可以看成上述类平抛运动的延续，故根据运动学知识，粒子竖直方向的位移：
粒子的运动轨迹与直线相交的、两点间距离为，如图所示；
故根据几何关系知，粒子打在轴上点恰好与点重合，即：
粒子在电场中运动时间：
粒子在磁场中运动时间：
故粒子在电场中与磁场中运动的时间之比：．
【解析】粒子在电场中做类似平抛运动，根据分速度公式列式求解即可；
在磁场中轨迹圆与轴相切，画出轨迹圆，根据牛顿第二定律列式求解出半径；然后对类似平抛运动过程根据分位移公式列式求解即可；
在电场中的水平分运动是匀速直线运动，根据分位移公式列式求解电场中运动的时间；在磁场中，根据列式求解时间．
本题关键是明确粒子的运动规律，分类似平抛运动和匀速圆周运动过程列式求解，注意画出运动的轨迹，结合几何关系分析，不难．
14.【答案】解：电子在偏转电场中做分段类平抛运动 水平方向匀速运动，速度
竖直方向做分段匀变速运动，其速度时间图象如图所示
从图可以看出在 时刻进入偏转电场电子，出偏转电场时上、下偏移量最大，
依题意得：
由牛顿第二定律：
由运动学公式：
解得偏转电压：；
设：时刻进入偏转电场的电子，会从中线上方处飞出偏转电场
由运动公式可得：
解方程组得：
所以在时刻进入偏转电场的电子，会从中线上方飞出偏转电场；
同理可得：时刻进入偏转电场的电子，也会从中线上方飞出偏转电场。
【解析】电子在偏转电场中做分段类平抛运动 水平方向匀速运动，竖直方向做分段匀变速运动，根据两个方向运动规律列式求解；
根据沿电场方向规律，结合从距离中线上方飞出偏转电场列式求解即可。
本题考查带电粒子在电场中加速和偏转，关键是抓住偏转运动做类平抛运动，利用运动分解法，结合两个方向运动规律列式求解即可。
15.【答案】解：与之间为匀强电场
得：
加速运动过程中，经过处场强最大
由牛顿第二定律：；
得：；
答：杆上到两点间的电势差大小 ；
若小球在处由静止释放后，开始向左运动，加速运动过程中的最大加速度。
【解析】根据即可解；
场强最大处电场力最大，加速度最大，根据牛顿第二定律即可求解最大加速度。
解答此题的关键是从图象中获得信息，分析清楚小球的受力及运动特点。正确运用牛顿第二定律及动能定理求解，尤其是运用动能定理时要注意正功和负功。
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