黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2021-2022学年高二上学期期中考试物理（理）试题

哈师大附中2020 级高二上学期期中考试物理试题 满分100 分；考试时间90 分钟 一、选择题（共15 题，每题3 分，共45 分；其中第1 到第10 题为单选题；第11 到第15 题为多选题，漏选得1 分） 1．下列物理量中哪些与检验电荷有关（） A．电场强度 B．电势 C．电势差 D．电势能 2．下列说法正确的（） A．电场中电势越高的地方，电荷具有的电势能越大 B．电场强度越大的地方，电场线一定越密，电势也一定越高 C．某电荷在电场中沿电场线的方向移动一定距离，电场线越密的地方，它的电势能改变越大 D．电场强度为零的地方，电势一定为零 3．某电场的电场线分布如图所示，一带电粒子仅在静电力作用下沿图中虚线所示路径运动， 先后通过M 点和N 点，以下说法正确的是()[金版原题] A．粒子带正电 B．粒子在M、N 点的加速度aM>aN C．粒子在M、N 点的速度vM>vN D．M、N 点的场强EM>EN 4．如图所示，a、b、c、d、e、f 是以O 为球心的球面上的点，平面aecf 与平面bedf 垂直， 分别在b、d 两个点处放有等量同种点电荷+Q，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（） A．a、e、c、f 四点电场强度相同 B．a、e、c、f 四点电势不同 C．电子沿球面曲线 运动过程中，电场力先做正功后做负功 D．电子沿直线 运动过程中，电势能先减少后增加 5．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示．下列说法正确的是() A．实验前，只用带正电玻璃棒与电容器a 板接触，能使电容器两极板都带电 B．实验中，只将电容器b 板向上平移，静电计指针的张角变小 C．实验中，只在极板间插入塑料板，静电计指针的张角变大 D．实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 6．图中接地金属球A 的半径为R，球外点电荷的电荷量为Q，到球心的距离为r。则感应电 荷在球心的场强大小等于() A.k Q R2−k Q r2 B.k Q R2 +k Q r2 C．0 D．k Q R2 7．图示为一带电粒子在水平向右的匀强电场中运动的一段轨迹，A、B 为轨迹上的两点．已 知该粒子质量为m、电荷量为q，其在A 点的速度大小为vo，方向竖直向上，到B 点时速度方向 与水平方向的夹角为30°，粒子重力不计．则A、B 两点间的电势差为（） A． B． C． D． 8．两块大小、形状完全相同的金属板正对并且水平放置，构成一个平行板电容器，将两金属 板分别与电源正负极相连接，将与电源负极相连的极板接地，p 是平行板中间的一点，如图所示。 下列判断正确的是（） A．保持开关S 闭合，下板向上移动一小段距离，p 点电势升高 B．保持开关S 闭合，上板向下移动一小段距离，p 点电势升高 C．断开开关S，下板向上移动一小段距离，p 点电势升高 D．断开开关S，上板向下移动一小段距离，p 点电势升高 9．如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正电荷分别置于A 点和B 点，两点相距L，在以L 为 直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球q（可视为点电荷），在P 点平衡．不计小球的重 力，那么，PA 与AB 的夹角α 与Q1、Q2的关系应满足（）[校本原题] A. tan2α=Q1 Q2 B.√3 C.√3 D.(a/L) n （n≥2） 10．如图，在匀强电场中有一长方形区域ABCD，边长AB＝0.3 m、BC＝0.4 m，匀强电 场方向与ABCD 所在平面平行，A、B、C 三点的电势ϕA=55V ，ϕB=19V ，ϕC=−45V ，则 匀强电场的电场强度大小和方向为() A．120 V/m，沿AC 方向 B．200 V/m，沿AC 方向 C．160 V/m，沿BD 方向 D．300 V/m，沿BD 方向 11．如图所示，用绝缘细线拴一个带负电的小球，让它在竖直向下的匀强电场中绕O 点做竖 直平面内的圆周运动，a、b 两点分别是圆周的最高点和最低点，则()[金版原题] A．小球经过a 点时，线中的拉力最小 B．小球经过b 点时，电势能最小 C．小球经过a 点时，电势能最小 D．小球经过b 点时，机械能最小 12．在如图所示的电路中，C 为一平行板电容器，闭合开关S，给电容器充电，当电路中电 流稳定之后，下列说法正确的是（） A．保持开关S 闭合，把滑动变阻器 的滑片向上滑动，电流表的示数变大，电压表的示数变大 B．保持开关S 闭合，不论滑动变阻器 的滑片是否滑动，都没有电流流过 C．保持开关S 闭合，将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中， 中有由a 到b 的 电流 D．断开开关S，若此时刚好有一带电油滴P（图中未画出）静止在电容器两平行板之间，将电容 器上极板与下极板稍微错开一些的过程中，油滴将向下运动 13．如图所示，直线A 为某电源的U—I 图线，曲线B 为某小灯泡L 的U—I 图线的一部分， 用该电源和小灯泡L 串联起来组成闭合回路时灯泡L 恰能正常发光，则下列说法中正确的是（） [金版原题] A．此电源的电动势为4V，内电阻为 B．此电源的短路电流为6A C．灯泡L 的额定电压为3V，额定功率为6W D．把灯泡L 换成阻值恒为1Ω 的纯电阻，电源的输出功率将变大 14．如图所示电路中，电源电动势为12V，内阻为 ，指示灯 的阻值为 ，电动机M 线圈电阻为 。当开关S 闭合时，指示灯 的电功率为4W。电流表内阻不计，那么下列说法中 正确的是（） A．流过电动机M 的电流为4A B．流过电流表的电流为4.5A C．电动机M 输出的机械功率7.5W D．电源的总功率为24W 15．在光滑的绝缘水平面内有一沿x 轴的静电场，其电势φ 随坐标x 的变化而变化，变化的 图线如图所示(图中φ0已知)。有一质量为m，带电量为q 的带负电小球(可视为质点)从O 点以某 一未知速度v0沿x 轴正向移动到点x4。则下列叙述正确的是() A.带电小球从O 运动到x1的过程中，所受电场力逐渐增大 B.带电小球从x1运动到x3的过程中，电势能一直增大 C.若小球的初速度v0＝2，则运动过程中的最大速度为 D.要使小球能运动到x4处，则初速度v0至少为2 二、实验题（共2 题，共18 分；第16 题8 分，第17 题10 分） 16．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，某同学用如图甲所示的电路测量一电源的电 动势E 和内阻r（E 约为3V，r 很小），除了电源、开关S、导线外，实验室可供选择的器材还有： A．电流表 （量程3A） B．电流表 （量程0.6A） C．电压表V（量程3V） D．定值电阻 （阻值4Ω） E．滑动变阻器 （0 ~ 10Ω） F．滑动变阻器 （0 ~ 100Ω） （1）为了更加准确地进行测量，电流表应选______，滑动变阻器应选______（填器材前的字母代 号）； （2）该同学连接好器材进行实验，移动滑动变阻器滑片，测得多组电流I、电压U 的数据，作出 U—I 图像如图乙所示，根据图像得出电池的电动势E = ______V；内阻r = ______Ω（计算结果 均保留2 位小数）； 17．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率 。步骤如下： （1）用20 分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为L=______mm。 （2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为d=______mm。 图甲 图乙 0 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 cm 4 3 2 （3）根据 =______（用R、d、L 及有关常数表示），即可计算该金属丝的电阻率。 该电阻的阻值约为2.2×102Ω。为更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下： 待测圆柱体电阻R； 电流表A1（量程0~15mA，内阻约为30Ω）；电流表A2（量程0~3mA，内阻约为50Ω）； 电压表V1（量程0~3V，内阻约为10kΩ）；电压表V2（量程0~15V，内阻约为25kΩ）； 直流电源E（电压为4V，内阻不计）；滑动变阻器R1（阻值范围0~15Ω）； 滑动变阻器R2（阻值范围0~2kΩ）；开关S，导线若干。 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出正确的电路图，并标明所用 器材的代号______。 三、计算题（共3 题，共37 分，其中第18 题8 分；第19 题12 分；第20 题17 分） 18．如图所示，a、b、c、d 四个带正电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中a、b、c 三 个完全相同的带正电小球被固定同一绝缘水平面内半径为R 的圆周上，O 为圆心，三小球所在位 置恰好将圆周三等分。小球d 位于距O 点正上方R 处，处于静止状态，已知a、b、c 三小球的电 荷量均为q，d 球的电荷量为6q，重力加速度为g。静电力常量为k。求d 球的质量m。 19．如图所示，在水平向右的匀强电场中，用长为L 不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m， 带电荷量为q 的小球，线的上端固定于O 点．细线与竖直方向成30°角时静止释放小球，小球开 始摆动，当摆到A 点时速度为零，此时OA 恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直 状态，静电力常量为k，忽略空气阻力．求： （1）判断小球电性； （2）B、A 两点间的电势差UBA； （3）匀强电场的场强E 的大小． 20．如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内有水平向左的、场强为E 的匀强电场，y 轴 与直线x＝－d(d>0)区域内有竖直向下的、场强也为E 的匀强电场．一个带电荷量为＋q 的粒子 (重力不计)从第一象限的S 点由静止释放． (1)若S 点的坐标为(，)，求粒子通过x 轴时的坐标； (2)若S 点的坐标为(d，d)，求粒子通过x 轴时的动能； (3)若粒子能通过x 轴上坐标为(－3d,0)的P 点，求释放该粒子的点S 的坐标(x，y)应该满足的条 件．