山西省太原市2021-2022学年高二上学期期中物理试题

太原市2021~2022 学年第一学期高二年级期中质量监测 物理试卷 （考试时间：上午10：30—12：00） 说明：本试卷为闭卷笔著，答题时间90 分钟，满分100 分。 题号 一 二 三 四 总分 得分 第I 卷（选择题 共45 分） 一、单项选择题：本题共10 小题，每小题3 分，共30 分。请将正确选项前字母标号填入 下表内相应位置。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 1.用金属箔做成一个不带电的细小圆筒，放在干燥的绝缘桌面上。用丝绸摩擦过的玻璃棒 慢慢靠近圆筒，当距离较近时圆筒被吸引到玻璃棒上，如图所示。下列说法正确的是 A.摩擦使玻璃棒带了负电荷 B.玻璃棒靠近圆筒时，圆筒上部感应出正电荷 C.圆筒被吸引到玻璃棒的过程中，受到的静电力大于其重力 D.圆筒碰到玻璃棒后，玻璃棒所带电荷会被中和 2.如图，某科技馆的静电表演台上，体验者站在了一个接地金属笼中，一位工作人员手持 50KV 的高压放电杆靠近金属笼，当与笼壁间距接近30cm 时，放电杆与笼壁间会产生强烈 的电弧，而此时笼中的体验者即使手摸笼体内部也安然无恙。则在放电杆放电时 A.笼体上感应电荷在笼体内激发的电场强度处处为零 B.放电杆在笼体内激发的电场强度处处为零 C.笼体表面及其内部任意位置的电场强度均为零 D.笼体是一个等势体，内部任意两点间的电势差均为零 3.如图是等量异种点电荷、等量同种正点电荷、负点电荷、正点电荷电场的电场线，其中， 等量同种、等量异种点电荷电场中的A、B 两点关于两电荷连线的中点O 对称，则A、B 两 点电场强度相同的是 A B C D 4.真空中有两个静止的点电荷q1、q2，相距R，它们间相互作用的静电力的大小为F。若它 们的带电量分别变为2q1、4q2，而距离增大为原来的4 倍，则它们间的静电力的大小将变 为 A. B. C. 2F D. 8F 5.如图的滑动变阻器中A、B 是电阻丝的两个接线柱，C、D 是金属杆的两个接线柱。滑动 变阻器接入电路的方法有两种，把A 和B 接线柱接人电路中，在A、C 间接入用电器，这 种接法叫分压接法。关于分压接法，下列操作与现象正确的是 A.为保证用电器安全，闭合开关前，滑片P 应滑到B 端 B.当P 由A 向B 移动时，用电器两端的电压将逐渐变大 C.当P 由B 向A 移动时，用电器两端的电压将逐渐变大 D.若在A、D 间接入用电器，则闭合开关前，滑片P 应滑到B 端 6.如图是某电场中的电场线，A、B、C 是电场中的三点，它们位于等腰三角形的三个顶点 上，其中 ， 。已知A 点的场强为EA、B 点的场强为EB、C 点的 场强为EC；电荷量为q 的正试探电荷在A 点的电势能为EpA、在B 点的电势能为EpB、在C 点的电势能为EpC。则下列说法正确的是 A. B. C. A、B 两点间的电势差等于 D. A、C 两点间的电势差等于 7.2020 年，“救命神器”——自动体外除颤仪（AED），被山西省人民政府列为在人流密 集场所配置的设备项目之一。AED，是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电 极板放电，让一部分电荷通过心脏，刺激患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次除颤器的 模拟治疗，该除颤器的电容器电容为15μF，充电至3.0kV 的电压，如果电容器在0.9ms 的 时间内完成放电，则本次实验通过人体的电荷量及江放电的平均电流分别为 A.0.045C，50A B.0.045C，5A C.45C，5A D.45C，50A 8. A、B 是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力的作用下以一定的初速度从 A 点沿电场线运动到B 点，这一过程中的v-t 图像如图甲所示，则此电场的电场线分布可能 是图乙中的 A B C D 乙 9.两条长度相同、由同种材料制成的均匀电阻丝a、b，其伏安特性曲线分别如图所示，下 列判断中正确的是 A.电阻丝a 的直径是b 直径的0.3 倍 B.将a、b 并联后，其I-U 图线位于a、b 之间 C.将a、b 串联后接入电路，a 两端电压是b 两端电压的 倍 D.将a、b 并联后接入电路，通过a、b 的电流之比为6：5 10.如图所示，A、B、C、D、E、F 为匀强电场中一个边长为10cm 的正六边形的六个顶点， A、B、C 三点的电势分别为2V、7V 和12V，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法 中正确的是 A.匀强电场的电场强度方向由A 指向C B.匀强电场的电场强度大小为 C. DE 两点间的电势差为10V D.将电荷量为 的质子由B 点移到F 点，电场力做功为 二、多项选择题：本题包含5 小题，每小题3 分，共15 分。在每小题给出的四个选项中， 至少有两个选项正确。全部选对的得3 分，选不全的得2 分，有错者或不答的得0 分。请 将正确选项前的字母填在下表内相应位置。 题号 11 12 13 14 15 答案 11.定义式和决定式反映了人们对自然界认识的不同层次，定义式侧重描述客观世界，刻画 自然界是怎样的；决定式则侧重对客观世界的因果解释，解释自然界为什么是这样的。关 于定义式和决定式，下列说法正确的是 A. 是定义式，它适用于任何电场 B. 是决定式，它只适用于真空中点电荷产生的电场 C. 是决定式，它只适用于匀强电场 D. 是定义式，它不适用于平行板电容器 12.如图，真空中有三个点电荷，带电量分别为 、 、 ，固定在边长为L 的等边三 三角形的三个顶点A、B、C 上。 对 的静电力大小为 ， 对 的静电力大小为 ， 、 对 的静电力的合力大小为F，则下列说法正确的是 A. 在 处产生的电场强度大小为 B. 在 处产生的电场强度大小为 C. 与在 ， 处产生的电场强度大小为 D. 与在 ， 处产生的电场强度方向与F 的方向相同 13.如图所示，虚线是电场中的一簇等势面，相邻等势面间电势差均相等。AB 直线是其中 的一条电场线，CD 曲线是某试探电荷在该电场中的运动轨迹。下列说法正确的是 A. A、B 两点电场强度的大小关系是 B. A、B 两点电势的关系是 C.该试探电荷在C 点的动能大于在D 点的动能 D.该试探电荷由C 点运动到D 点的过程中静电力做正功 14.在x 轴上A、B 两点处分别有点电荷Q1和Q2，A、B 之间连线上各点的电势 如图所示。 P 是图线与x 轴的交点，且AP>PB，取无穷远处电势为零，则 A. Q1和Q2是等量异种点电荷 B. P 点的电场强度为零 C.负试探电荷在AP 间与PB 间受静电力方向相同，均沿x 负方向 D.负试探电荷在AP 间的电势能小于它在PB 间的电势能 15.图甲中，U 为电压可变的电源，电阻R 的值为1.0kΩ，与之并联的二极管的ID-U 图线如 图乙所示。当电源电压由1.0V 逐渐增大，使得电阻R 的电流变为原来的1.5 倍时，下列说 法 甲 乙 A.电源的电压等于1.5V B.通过二极管的电流变为原来的1.5 倍 C.通过二极管的电流大于原来的2 倍 D.二极管的电阻是原来的 倍 第II 卷（非选择题 共55 分） 三、实验题：本题包含2 小题，共18 分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。 16.（6 分） 中图是观察电容器充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V，S 是单刀双掷开关， A 为灵敏电流计，C 为平行板电容器。 甲 乙 （1）当开关S 接 时（选填“1”或“2”），，平行板电容器充电，流经电流计的电 流方向 （选填“从左向右”或“从右向左”）； （2）将电流计换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间的变化关系 如图乙所示。已知图线与横轴所围的面积约40 个方格，可估算出该电容器的电容为 F。 17.（12 分） 为测量一段由新材料制成的合金丝的电阻率 ，小李同学进行了实验；其主要步骤如下： （1）用螺旋测微器测量合金丝的直径D，结果如图甲所示，则D= mm； 甲 乙 （2）用多用电表的“ 10”电阻挡测此合金丝的电阻，发现指针偏转角度过大，则应将倍 率开关置于“ ”（选填“ 1”、“ 100”或“ 1k”）挡。重新测量前，必须进行的操 作是 ； （3）为比较精确地测量合金丝的电阻，该同学设计了图乙所示的电路。根据多用电表的测 量结果，他发现其电阻更接近电流表的内阻，故测量时应将a 接 （选填“b”或 “c”）； （4）正确连接电路后，调节滑动变阻器触头的位置，发现当电流表的示数为I 时，电压表 的示数为U，则合金丝电阻的表达式为R= ；（用物理量的符号表示） （5）已知合金丝的长度为L、则其电阻率的表达式为 = （用物理量的符号表示）。 四、计算题：本题包含4 小题，共37 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演 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。 18.（8 分） 如图为匀强电场的电场线，其方向未知。将带电荷量 的正试探电荷由A 点 沿直线移至B 点，静电力做功 。已知A、B 间的距离为 ，AB 与电场线间的夹角为 ，求： （1）A、B 两点间的电势差UAB； （2）该匀强电场的电场强度E。 19.（8 分） 如图所示，虚线框内为改装好的电表，M、N 为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G 的满 偏电流为Ig=200μA、内阻为Rg=500Ω。图中电阻箱的示数为10.0Ω。现将MN 接入某电路， 发现灵敏电流计G 刚好满偏，求： （1）M、N 两端的电压； （2）改装好的新电表的量程。 20.（10 分）选做题：本题包含A、B 两题，请任选一题做答。如两题都做，按A 题计分。 A.如图所示，电源电压恒定为U=12V，定值电阻R1=10Ω、R2=30Ω；两平行金属板水平放 置，虛线到两极板距离相等，极板长L=3cm、两极板的间距d=1cm。现闭合S，稳定后让 电子沿图中虚线以 的速度射入平行板间。求：（电子电量 、质量 。不考虑电子所受重力） （1）两金属板间的电压； （2）判断电子能否穿过平行金属板。 B.串列加速器能将粒子加速两次，其结构如图所示。A、B、C 极板竖直等距，A、C 极板接 地，B 接高压正极。某负一价的离子在A 极板中央处，由静止开始在AB 间静电力的作用下 水平向右加速运动，经过B 极板中心处的剥离膜时被剥除两个电子转为正一价离子，正离 子在BC 间沿中央线加速向C 极板运动，之后沿着束流管的中心进入束流管。已知B 极板 与A、C 极板间的电势差均为U、间距均为d，离子到达C 极板的速度大小为v，不计离子 经过剥离膜前后的动能损失。（不考虑离子受到的重力及质量的变化，将极板间视为匀强 电场） （1）求该一价离子的比荷 。 （2）实际上，离子经过剥离膜时会偏离原来的运动方向，动能也会有损失。若该一价离子 经过剥离膜时运动方向改变了 ，速率变为原来的1%，则束流管的直径至少多大时才能 收集到该类型的离子？ 21（11 分）选做题：本题包含A、B 两题，请任选一题做答。如两题都做，按A 题计分。 A.如图所示，竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管ABC，直径AC 水平；圆心为O、半径为R， O 处固定有一点电荷。将质量为m、带电量为 的小球从A 点由静止释放，小球从细管内 滑到最低点B 时对管壁恰好无压力。已知静电力常量为k，重力加速度为g，求： （1）小球运动到B 点时速度的大小； （2）点电荷的电性及电荷量。 B.如图甲所示，t=0 时，质量为m、带电量为q 的微粒以水平初速度v0射入水平放置的两平 行金属板间，两板间电场强度的变化规律如图乙所示。0~ 内微粒做匀速直线运动，T 时 刻微粒恰好从金属板间飞出。已知微粒运动过程中未与金属板接触，将g、m、q、v0、T 视 为已知量，求： 甲 乙 （1）电场强度E0的大小； （2）微粒飞出金属板间时速度的大小和方向； （3）静电力对微粒做的功。