北京市丰台区2022-2023学年高二上学期11月期中考试物理试题

（北京）股份有限公司 丰台区2022-2023 学年度第一学期期中练习 高二物理（A 卷）考试时间：90 分钟 第I 卷（选择题共40 分） 一、选择题（每小题2 分，共40 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确 的。） 1. 电场是看不见、摸不着的，但人们却可以根据它所表现出来的性质来认识它，研究它。 下列物理量中用来描述电场强弱和方向的是 A．静电力 B．电场强度 C．电势能 D．电容 2. 物理学中常常用物理量之比表示研究对象的某种性质，定义一个新的物理量的同时， 也确定了这个物理量与原有物理量之间的关系。下列四个选项中不属于用物理量之比定 义新的物理量的是 A. 电容 B. 电阻 R=U I C. 电势 D. 点电荷的场强 3．某手机说明书的部分内容如表所示，若用该手机播放视频，可以播放约20 小时。下 列说法正确的是 A．充满电时电池 可储存的最大能量为4J B．充满电时电池可储存的最大电荷量为4C C．播放视频时电流约为200mA D．待机状态时电流约为6.7A 阅读下述文字，完成第4 题、第5 题、第6 题。 点电荷是最简单的场源电荷，右图为某电荷量为Q 的正点电荷的电场线。a、b、c 为同一条电场线上的三个 手机类型 智能手机、4G 手 机 屏幕分辨率 1920×1080 像素 电池容量 4000mA h ‧ 电池类型 不可拆卸式电池 待机时间 约25 天 b + a c 高二物理（A 卷）第1 页 （北京）股份有限公司 点，a 点到场源电荷的距离为r，b 点到场源电荷的距离为2r，c 点到场源电荷的距离为 3r。 高二物理（A 卷）第2 页 （北京）股份有限公司 4. 现将一电荷量为-q 的试探电荷置于a 点，受到的静电力为F。关于a 点的电场强度 Ea，下列说法正确的是 A. Ea= F Q ，方向与F 方向相反 B. Ea= F q ，方向与F 方向相反 C．若在 a 点换上电量为-2q 的电荷， a 点的场强将变为 2Ea D．若在 a 点移去电荷-q， a 点的场强变为零 5. 关于a、b、c 三点的电势和电势差，下列说法正确的是 A．φa>φb>φc B．φa<φb<φc C．Uab=Ubc D．Uab<Ubc 6. 若在a 点放置一初速度为零的正电荷，电荷仅在电场力的作用下由静止开始运动。关 于电荷运动时的v-t 图像，正确的是 7. 如图所示，A、B 是两个电荷量都是Q 的正点电荷， AB 连线中点为O。现将另一个电 荷量为-q 的点电荷放置在AB 连线的中垂线上的C 处， 所受的静电力F 应为图中的 A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 8. 如图所示，用绝缘柱支持的导体A 和B 彼此接触， 起初它们不带电，贴在两端下部的金属箔是闭合的． 把带正电的物体C 移近A 端，然后把A 和B 分开较 远的距离，再移去C，下列说法正确的是 A．C 移近A 端时，A 端的金属箔张开，B 端的金属箔闭合 B．C 移近A 端时，A 端的金属箔闭合，B 端的金属箔张开 C．A 和B 分开后，再移去C 后，B 端的金属箔会立即闭合 D．A 和B 分开后，再移去C 后，A 端的金属箔仍会张开 9. 关于静电的防止和利用，下列说法不正确的是 A．印染车间要保持空气湿润是为了利用静电 B．高大建筑物顶上安放避雷针是为了防止静电产生的危害 C．油罐车拖一条与地面接触的铁链是为了防止静电产生的危害 t B v O t v O A t v O C t v O D F1 F2 F3 F4 C - 高二物理（A 卷）第2 页 （北京）股份有限公司 D．复印机是利用静电的吸附作用工作的 高二物理（A 卷）第3 页 （北京）股份有限公司 请阅读下述文字，完成第10 题、第11 题。 如图所示为研究电容器充、放电的实验电路图，S 为单刀双掷开关，电容器与灵敏 电流计和电阻R0串联。实验时，先将开关S 掷向1 端，经过一段时间后，再把开关S 掷 向2 端。 10. 开关S 掷向1 端后极短时间内，下列说法正确的是 A．电容器充电，通过灵敏电流计的电流方向为b→a B．电容器充电，通过灵敏电流计的电流方向为a→b C．电容器放电，通过灵敏电流计的电流方向为b→a D．电容器放电，通过灵敏电流计的电流方向为a→b 11. 电容器充放电过程中，两个极板间的电压U 随电容器所带电荷量Q 的变化而变化。 图中能正确反映U 和Q 关系的图像是 12. 空间P、Q 两点处固定等量异种电荷，其中Q 点处为正电荷，P、Q 两点附近电场的 等差等势面分布如图所示，a、b、c、d、e 为电场中的5 个 点，设无穷远处电势为0，则 A．e 点的电势大于0 B．c 点和d 点的电场强度相同 C．b 点的电势低于d 点的电势 D．负电荷从a 点移动到c 点时电势能增加 13. 在如图所示的电路中，A、B 之间的电压为 U，定值电阻的阻值为 R0，滑动变阻器 的最大阻值为 R。在滑动变阻器的滑动端移动过程中，R0 两端电压 UCD 的变化范围正确 的是 A. 0～U B. C. D. 请阅读下述文字，完成第14 题、第15 题、第16 题。 O D U Q Q O O C U Q O B U Q O A U Q R0 R 高二物理（A 卷）第3 页 （北京）股份有限公司 如图所示为多用电表的表盘。 高二物理（A 卷）第4 页 （北京）股份有限公司 14. 用多用电表测量一个约1300Ω 的电阻。在用红、黑表笔接触该电阻两端之前，操作 步骤可能有： （1）用螺丝刀调节表盘上的指针定位螺丝，使表针指向“0”； （2）将红表笔和黑表笔接触； （3）把选择开关旋转到“×100”位置； （4）把选择开关旋转到“×1k”位置； （5）调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点。下列操作顺序正确的是 A．（1）（4）（2）（5） B．（1）（3）（2）（5） C．（2）（5）（1）（3） D．（2）（5）（1）（4） 15. 用选择旋钮置于欧姆挡“×10”的位置的多用电表测某电阻阻值时，指针位置如图所 示。然后将该表选择旋钮置于“25mA”挡，测某电路的电流时，指针仍指在该位置。被 测电阻的阻值和被测电流的大小分别约为 A．10Ω， 150mA B．10Ω， 15.0mA C．100Ω，150mA D．100Ω，15.0mA 16. 如图所示为某同学实验时所连接的电路。实验中发现L1、L2都不亮。该同学利用多 用电表的电压挡检测故障，检测结果如下表所示。根据检测结果判断，可能的故障是 A．灯L1断路 B．灯L2短路 C. bf 段断路 D. de 段断路 17. 某灵敏电流计表头G 的满偏电流为Ig＝200μA，内阻Rg＝500Ω ，要将它改装成量程 为0～3V 的电压表，下列操作正确的是 测试点 a、b c、d d、f 电压表示数情况 有示数 无示数 有示数 高二物理（A 卷）第4 页 （北京）股份有限公司 A. 串联一个14500Ω 的电阻 B. 并联一个14500Ω 的电阻 高二物理（A 卷）第5 页 （北京）股份有限公司 C. 串联一个15000Ω 的电阻 D. 并联一个15000Ω 的电阻 18. 用电流表和电压表测量电阻的部分电路如图所示，其中Rx为待测电阻。电表内阻对 测量结果的影响不能忽略，下列说法中正确的是 A. 电压表的示数小于Rx两端的电压 B. 电压表的示数大于Rx两端的电压 C. 电流表的示数大于通过Rx的电流 D. 电阻丝的测量值比真实值偏大 19. 为探究导体电阻与其影响因素的定量关系，某同学找到a、b、c、d 四条不同的金属 导体，在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d 与a 相比，分别只有一个因素 不同。将a、b、c、d 串联接入如图所示的电路中，用一块电压表分别测量导体a、b、 c、d 两端的电压。若实验中保持金属导体温度不变， 不计电压表内阻对电路的影响，对于实验中得到的现 象，你认为合理的是 A. 每段导体两端的电压与它们电阻成反比 B. 如图a、b 长度不同，则它们的电压与长度成正 比 C. 如图a、c 的横截面积不同，则它们的电压与横截面积成正比 D. 改变滑动变阻滑片 位置，a、d 两条金属导体的电压之比会随之发生变化 20．宏观现象是由微观机制所决定的。对同一个物理问题，常常可以从宏观与微观两个 不同角度研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。经典电磁理论认为： 当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场相同， 金属导体中的自由电子在电场力的作用下开始定向移动形成电流。如图所示为一块均匀 的长方体金属导体，长为a，宽为b，厚为c。在导体 两侧加上电压，导体中的自由 电子在电场力的作用下开始定向移动，形成电流。根据电荷守恒定律，单位时间内通过 导体横截面的电荷量应相同。设单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的平 均速率为v，则在时间 内，通过长方体金属导体样品的自由电子数目N 为 A． B． C．N=nvabΔt D．N=nvbcΔt 第Ⅱ卷（非选择题共60 分） 的 高二物理（A 卷）第5 页 （北京）股份有限公司 二、实验题（共18 分） 21．（6 分） 高二物理（A 卷）第6 页 （北京）股份有限公司 某物理兴趣小组利用如图所示装置来探究影响电荷间相互作用力的因素。一带正电球体 A 放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置， 可比较小球在不同位置所受带电球体A 的静电力的大小。 （1）可判断绝缘丝线上的带电小球与带电球体A 所带电荷的电性 （选填“相同” 或“不同”） （2）该实验表明，电荷之间的静电力随着距离的增大而______（选填“增大”、“减 小”或“不变”） （3）实验过程中如何比较小球在不同位置所受静电力的大小，并简述原因。 22.（12 分）“测量金属丝电阻率”的实验中，某同学取来一段粗细均匀、长为L、电阻 值Rx约为10Ω 的金属丝进行实验。 （1）用螺旋测微器测得该金属丝的直径d 如图甲所示，则 ___________mm。 （2）为了较准确的测量该金属丝电阻，实验室提供如下器材： A．3V 直流电源 B．电流表A1（量程0 ~ 0.6A，内阻约1Ω） C．电流表A2（量程0 ~ 150mA，内阻约2Ω） D．电压表V（量程0 ~ 3V，内阻约10kΩ） E.滑动变阻器R1（阻值范围0 ~ 15Ω，允许通过的最大电流1.0A） F.滑动变阻器R2（阻值范围0 ~ 2kΩ，允许通过的最大电流1.0A） G.待测金属丝Rx、开关、导线若干 ①实验中，该同学设计了如图乙所示的电路，其中电流表应选用___________，滑动 变阻器应选用___________。（填写正确答案前的字母） ②按照图乙电路，用笔画线代替导线在图丙中完成实物电路连接。 甲 高二物理（A 卷）第6 页 （北京）股份有限公司 （ 3） 图 丁 是 根 据 实验中测得的6 组电压、电流的值描绘的点，在答 题纸的图丁上作图，由图可求出电阻值 Rx=___________Ω（保留2 位有效数字）； （4）写出待测金属丝的电阻率的表达式 ρ=___________（用 Rx、L、d 等物理量表示）。 三、计算题（本题共5 小题，共42 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单 位。） 23. 在如图所示的匀强电场中，电场强度E=1.5×104N/C，沿电场线方向有A、B 两点， A、B 两点间的距离x=0.5m，试探电荷电量 。 求： （1）电荷所受的静电力F 的大小； （2）该试探电荷从A 点运动到B 点，静电力做的功WAB。 24. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高 的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞，如图所示。若质子的加速长度为 d，加速电场为匀强电场，已知质子电量为q，质量为m，要使质子由静止被加速到v。 求： （1）加速电场的电场强度E； （2）加速电场的电压U； （3）如果将质子最终速度增大，请提出解决方案。 乙 丙 丁 高二物理（A 卷）第7 页 （北京）股份有限公司 高二物理（A 卷）第8 页 （北京）股份有限公司 25. 在初中，同学们研究过串、并联电路中电流的规律和电压规律。我们知道，在恒定 电流电路中，串联电路中的电流处处相等、电路两端总电压等于各部分电路电压之和。 如图串联电路中，流经电阻R1、R2、R3的电流为I1、I2、I3，电路两端总电压为U，电阻 R1、R2、R3两端的电压为U1、U2、U3。请你利用电流的定义和电势差与电势的关系等知 识证明： （1）I1=I2=I3； （2）U=U1+U2+U3。 26. 静电场的分布可以用电场线和等势面来形象描述。真空中有一电荷量为Q 的正点电 荷，其周围电场的电场线、等势面分布如图所示，等势面 S1、S2 到点电荷的距离分别为r1、r2。已知静电力常量为 k。（论证过程所需物理量自行设定） （1）距离点电荷r1处有一点P，请根据库仑定律和电场 强度的定义，推导出P 点场强大小E 的表达式； （2）等势面S1、S2 电势分别为φ1 和φ2，请论证说明 φ1>φ2。 27.静电除尘中有一种设计是两段式的，即尘埃带电和除尘分别在两段空间内进行。如图 所示是由两块平行电极板构成的除尘空间，两电极板与电压恒定的高压直流电源相连， 间距为d，板长为L，忽略边缘效应。经带电空间带电后的尘埃，其质量为m，电荷量 为q 的负电荷，以水平速度v 均匀射入除尘空间，当 其碰到下电极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃 被收集。调整两板所加直流高压的电压可以改变收集 效率 。当两板间所加的电压为U0时 =80%（即离 下板0.8d 范围内的尘埃能够碰到下板被收集）。不 计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。求： （1）当两板间所加的电压为U0时，尘埃的加速度； （2）收集效率 =100%时，两板所加的电压U 与U0的比值； （3）为了提高静电除尘的收集效率，除了增加两板间的电压外，你还有哪些方案。 （说出一种方案即可，不需要分析） R1 R3 R2 P 高二物理（A 卷）第8 页 （北京）股份有限公司 丰台区2022-2023 学年度第一学期期中考试联考 高二物理（A）卷 参考答案 第Ⅰ卷（选择题 共40 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D C B A B C D A B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 A D A B D D A C B D 第Ⅱ卷（非选择题 共60 分） 二．实验题（共18 分，每空2 分） 21. （6 分）（1）相同； （2）减小； （3）小球在不同位置所受静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度判断，偏角 越大，静电力越大。设带电小球质量为m，丝线偏离竖直方向的角度为 ，小球静止时 对其进行受力分析，根据共点力平衡条件可得静电力大小 ，因此可通过比 较偏角 判断静电力的大小。 22.（12 分）（1）1.850 （2 分） （2）①C；E（4 分） ② 如图（2 分） （3）如图，5.7（5.3～6.0） （图1 分、空1 分） （4）π Rx d 2 4 L （2 分） 高二物理（A 卷）第9 页 （北京）股份有限公司 三．计算题（共42 分） 23. （8 分）解析：（1）F=Eq=3×10-4N ------- 4 分 （2）W=Fx=1.5×10-4J ------- 4 分 24. （9 分）解析： (1)由2ad=v2 F=Eq a= F m E=m v 2 2qd ------- 3 分 （2）U=Ed U=m v 2 2q ------- 3 分 （3）增大加速电压U ------- 2 分 25.（8 分）解析： （1）相同时间t 内通过电阻R1、R2、R3的电荷量分别为q1、q2、q3 高二物理（A 卷）第10 页 （北京）股份有限公司 由I=q t 同一个串联电路中q1=q2=q3 则 I1=I2=I3 ------- 4 分 （2）如图电路中各点电势分别为φ0、φ1、φ2、φ3 电阻R1、R2、R3两端电压U1= φ0-φ1 U2= φ1-φ2 U3= φ2-φ3 电路两端总电压U= φ0-φ3 由U1+U2+U3= φ0-φ3 即U= U1+U2+U3 ------ 4 分 26.（8 分）解析：（1）设试探电荷q1处于P 点，受到库仑力F F=kQ q1 r1 2 P 点电场强度E= F q1 =kQ r1 2 ------- 4 分 （2）设带正电的试探电荷q2由等势面s1运动到s2，电场力做正功W 因为 W=- (Ep2-Ep1) ∅= E p q 高二物理（A 卷）第11 页 （北京）股份有限公司 所以W=-(Ep2-Ep1)=(φ1-φ2) q2>0 即 φ1 >φ2 ------- 4 分 27.（9 分）解析： （1）电场力方向:E=U 0 d F=Eq F=ma a=U 0e dm ------- 3 分 （2）垂直于板面方向的偏转距离 y y=1 2 at 2 L=vt y= Ue L 2 2md v 2 因为收集效率率η=y/d，y 与U 成正比 U U 0 = y 0.8 y = 5 4 ------- 4 分 (3)增大极板长L，或减小板间距d，减小尘埃进入偏转的电场的水平速度v