2024-2025学年北京五中高二（上）期中物理试卷
一、单选题：本大题共14小题，共42分。
1.关于电场和磁场的概念，下列说法正确的是( )
A. 试探电荷置于某处所受电场力不为零，该处的电场强度有可能为零
B. 试探电荷置于某处电势能为零，该处的电势一定为零
C. 电流元置于磁场中，所受的磁场力一定不为零
D. 电流元置于某处所受的磁场力为，该处的磁感应强度大小一定为
2.在一条沿水平方向放置的导线下方，放一个可以自由转动的小磁针。实验中观察到，当导线中没有通电流时，小磁针的指向如图所示；当导线中通恒定电流时，小磁针极向纸内转动，则( )
A. 导线沿东西方向放置
B. 导线中的电流方向向右
C. 若将小磁针放置在导线的上方，也能观察到小磁针极向纸内转动
D. 若将小磁针放置在导线的延长线上，也能观察到小磁针极向纸内转动
3.下面四幅图中标出了匀强磁场中通电直导线所受安培力的方向，其中正确的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示，两个等量异号的点电荷在其连线的中垂线上有与连线中点等距离的两点、，在连线上有距中点等距离的两点、，则下列说法正确的是( )
A. 点的电势以及电场强度均为零
B. 、两点的电势以及电场强度均相同
C. 、两点的电势以及电场强度均相同
D. 将一正试探电荷由无穷远处移到点，其电势能减少
5.为避免闪电造成损害，高大的建筑物会装有避雷针。积雨云底层带负电，由于静电感应使得避雷针的尖端带上了正电。图中虚线为避雷针周围的等势面，且相邻等势面间的电势差相等。避雷针尖端正上方、两点的场强大小分别为、，电势分别为、。一带负电的雨滴竖直下落经过、两点。下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 该雨滴从下落至的过程中，电势能逐渐减少
D. 若该避雷针某时刻开始放电，则放电电流从积雨云流向避雷针
6.一个负电荷仅在静电力作用下沿直线运动，其运动的图像如图所示。、时刻粒子分别经过、两点，、两点的场强大小分别为、，电势分别为、，则可以准确判断出( )
A. B. C. D.
7.导体棒原来不带电，现将一个电荷量为的点电荷放在棒的中心轴线上，它距离导体棒的中心为，如图所示。静电力常量为，当导体棒达到静电平衡后，下列说法不正确的是( )
A. 棒上感应电荷只分布在其表面
B. 棒左、右两端的电势相等
C. 点电荷在点产生的电场强度为
D. 棒上感应电荷在点产生的电场强度大小为
8.关于多用电表的使用，下列说法中正确的是( )
A. 用电阻挡测电阻时，电流从黑表笔流入红表笔流出
B. 可以用多用电表欧姆挡直接测量电池的内阻
C. 测电阻时，若从一个倍率变换到另一个倍率，不需要重新进行欧姆调零
D. 用同一挡位测电阻时，被测电阻的阻值越大，指针偏转的角度就越小
9.加在某台电动机上的电压是，电动机消耗的电功率为，电动机线圈的电阻为，则电动机的机械功率为( )
A. B. C. D.
10.用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。先使开关接，电容器充电完毕后将开关掷向，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的曲线，如图乙所示。定值电阻已知，且从图中可读出最大放电电流，以及图线与坐标轴围成的面积。根据题目所给的信息，下列说法不正确的是( )
A. 由图线与坐标轴围成的面积可得到电容器放出的总电荷量
B. 不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则图线与坐标轴围成的面积将减小
C. 由最大放电电流和定值电阻的阻值可得到电源的电动势
D. 若电容器放出的总电荷量为，两端的最大电压为，则电容器的电容为
11.如图所示，四盏相同的灯泡并联接在电池组两端，闭合后，灯泡正常发光。依次闭合、、，灯泡、、也依次亮起来，电流表可视为理想电流表。在此过程中( )
A. 路端电压不变
B. 电源的效率变大
C. 的示数逐渐减小，的示数逐渐增大
D. 的示数逐渐增大，的示数逐渐减小
12.如图所示，空间有一水平方向的匀强电场，初速度为的带电小球从点射入电场，在竖直平面内沿直线从运动到，下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B. 小球的机械能减少
C. 小球做匀速直线运动
D. 重力势能和电势能之和减少
13.如图所示，其中电流表的量程为，表盘均匀划分为个小格，每一小格表示，的阻值等于电流表内阻的；的阻值等于电流表内阻的倍．若用电流表的表盘刻度表示流过接线柱的电流值，则下列分析正确的是( )
A. 将接线柱 、 接入电路时，每一小格表示
B. 将接线柱 、 接入电路时，每一小格表示
C. 将接线柱 、 接入电路时，每一小格表示
D. 将接线柱 、 接入电路时，每一小格表示
14.静电场方向平行于轴，其电势随的分布可简化为如图所示的折线。一个质量为电荷量为的带负电的粒子，只在电场力作用下沿轴方向运动。某段时间内，粒子以一定速度经过点向右运动到达处速度恰好为。图中、和均为已知量。下列说法正确的是( )
A. 在处，粒子不受电场力作用
B. 在处，粒子的加速度大小为
C. 由点向处运动过程中，粒子的电势能增加
D. 由点向处运动过程中，粒子的动能减小
二、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.某同学在“测定金属丝的电阻率”实验中，先用刻度尺测量出接入电路中金属丝的长度为，用螺旋测微器测量金属丝直径时其刻度的位置如图所示。
从图中可读出金属丝的直径为______。
在用伏安法测定金属丝的电阻时金属丝的电阻约为，除被测金属丝、电源，内阻可不计、滑动变阻器，额定电流、开关和导线外，还有下列电表：
A.电流表，内阻约
B.电流表，内阻约
C.电压表，内阻约
D.电压表，内阻约
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用______选填器材前的字母，实验电路应采用图中的______选填“甲”或“乙”。
图是测量金属丝电阻的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。
接通开关，改变滑动变阻器滑片的位置，并记录某次对应的电流表示数、电压表示数，则金属丝的电阻率 ______用题目中给的物理字母表示。
本实验中选用的电路产生测量误差的主要原因是______。
16.利用如图甲所示的电路可以测定一节干电池的电动势和内阻。
现有电压表、开关和导线若干，以及下列器材：
A.电流表
B.电流表
C.滑动变阻器
D.滑动变阻器
滑动变阻器应选用______。选填相应器材前的字母
实验中，某同学记录的组数据如表所示，其中组数据的对应点已经标在图乙的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出图线。
组别
根据图乙可得出干电池的电动势 ______，内阻 ______。结果均保留两位小数
本实验测量的电压数据都在以上，且变化范围很小，该实验现象的主要原因是______。
另一同学用图丙的电路来测量某电源的电动势和内电阻，其中为电阻箱，利用图像分析电表内电阻引起的实验误差，实线是根据测量的实验数据描点作图得到的图像；虚线是该电源的路端电压随电流变化的图像没有电表内电阻影响的理想情况。对应图该电路分析的图像是______填写选项。
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
17.如图所示，两平行正对金属板之间的距离，上极板带正电，下极板带负电，电荷量均为时，两极板之间的电势差。
求两金属板构成电容器的电容；
求两极板之间的电场强度大小；
两板间有相距的两点和，、连线与极板夹角，将电荷量的某点电荷从点移到点，求电场力对该点电荷所做的功。
18.如图所示，空间分布着方向平行于纸面、宽度为的水平匀强电场。在紧靠电场右侧半径为的圆形区域内，分布着竖直向上的匀强电场。一个质量为、电荷量为的粒子从左极板上点由静止释放后，在点离开加速电场，并以速度沿半径方向射入竖直向上的匀强电场区域，然后从点射出。两点间的圆心角，粒子重力可忽略不计。
求加速电场场强的大小；
求该匀强电场场强的大小；
求粒子从点运动到点过程中，电势能的变化量。
19.如图所示，用电动势为、内阻为的电源，向滑动变阻器供电。改变变阻器的阻值，路端电压与电流均随之变化。
以为纵坐标，为横坐标，在图中画出变阻器阻值变化过程中图像的示意图，并说明图像与两坐标轴交点的物理意义。
请在图画好的关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；
请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
20.随着集成电路的广泛应用，对集成度的要求越来越高，集成度越高，各种电子元件越微型化，图中和是材料相同、厚度相同、表面都为正方形的导体。的边长是边长的倍，通过两导体电流方向如图。
若将和串联在同一电路中，求导体内自由电子定向移动的速度之比。
求和的电阻之比。
电流流过导体产生的热量称作焦耳热，对粗细均匀的导体电阻如图通以直流电流的情况进行讨论：设通电产生的焦耳热与导体电阻升高的温度之间满足如下关系：，其中表示该导体的比热容，为物体的质量，表示升高的温度，为大于的常数。假设导体电阻率不受温度的影响。请你选择一些物理量，通过论述和计算，证明：“为避免升温过快，若电流越大，导体电阻的横截面应该越粗”。说明自己所设物理量的含义
参考答案
1.
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14.
15. 甲 电压表的分流
16. 电源的内阻很小
17.解：两金属板构成电容器的电容为
两极板之间的电场强度大小为
因为上极板带正电，所以板间的电场强度方向为竖直向下，因为点电荷带负电，所以点电荷受力方向向上，点电荷从点移到点过程中，电场力做负功，做功为
答：两金属板构成电容器的电容为；
两极板之间的电场强度大小为；
电场力对该点电荷所做的功为。
18.解：根据动能定理有，解得
粒子在偏转电场中做类平抛运动，运动轨迹如图所示
根据运动的合成分解及几何关系，在水平方向有，在竖直方向有，根据牛顿第二定律有，联立解得
粒子从点到点过程中，电场力做正功，电势能减少，减少量为，联立解得
答：加速电场场强的大小为；
匀强电场场强的大小为；
粒子从点运动到点过程中，电势能减少。
19.【小题】
根据闭合电路的欧姆定律可得，解得，
画出的图象如图所示；
图象与纵轴的交点值为电源电动势，与横轴交点表示短路电流；
【小题】
解：、如图中网格图形所示；
电路中的电流强度为
输出电功率
即时电源的输出功率最大，最大电功率；
答：如图中网格图形所示；
时输出功率最大，最大电功率；
【小题】
解：电动势的定义式为，
根据能量守恒，在图中，非静电力做的功产生的电能等于外电路和内电路产生的电热，
即：，
所以，
解得。
20.解：由两电阻串联，可知两电阻的电流相等；
由电流的微观表达式，可知两导体内自由电子定向的移动速度，则速度之比为：：：；
若的边长为，则的边长为，两导体的厚度均为，则由图可知：：：，故：：；
由电阻的决定式，可知两电阻之比为；
由焦耳定律可知焦耳热为，由电阻的决定式，由题意可知，由质量公式可知：，
联立解得：，由数学知识可知，要避免升温越过快，则越大时，也应越大，即横截面积应该越粗。
答：两导体内自由电子定向的移动速度之比为：；
两电阻之比为：；
，由数学知识可知，要避免升温越过快，则越大时，也应越大，即横截面积应该越粗。
第1页，共1页
