山西省朔州市懷仁市第九中學2023-2024學年高二上學期期中物理題 Word版含解析.docx

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山西省朔州市第九中學高中部2023-2024學年高二上學期期中考試物理試題注意事項：1、答卷前，考生務必用黑色字跡鋼筆或簽字筆將自己的姓名、準考證號和班級填寫在答題卡上。將條形碼橫貼在答題卡右上角“條形碼粘貼處”。2、全部答案在答題卡上完成，答在本試題上無效。3、回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案用0.5mm的黑色筆跡簽字筆寫在答題卡上。4?？荚嚱Y束后，將本試題和答題卡一并交回。一、單選題（每題2分，共14分）1.讓橡膠棒與毛皮摩擦帶電后，將橡膠棒置于潮濕的空氣中，過一段時間后，發(fā)現該橡膠棒上帶的電荷幾乎都“消失了”．關于該現象，下列說法中正確的是（）A摩擦過程中橡膠棒由于正電荷轉移到毛皮而帶上負電荷B.橡膠棒所帶的電荷量可能是C.摩擦過程中先創(chuàng)生了負電荷，然后負電荷消失D.該現象是由于電子的轉移引起的，該電荷仍遵循電荷守恒定律【答案】D【解析】【詳解】毛皮與橡膠棒摩擦，毛皮帶正電，表明毛皮失去電子，而橡膠棒得到了電子，所以電子由毛皮轉移到橡膠棒上，故A錯誤；任何物體的帶電量都是元電荷的整數倍，因為不是的整數倍，故B錯誤；摩擦起電的實質是電子發(fā)生了轉移，得到電子的物體帶負電，失去電子的物體帶正電，并不是創(chuàng)造了電荷，故C錯誤；該現象是由于電子的轉移引起的，該電荷仍遵循電荷守恒定律，故D正確．所以D正確，ABC錯誤．2.法拉第籠是一個由金屬編織成的籠子，籠體與大地連通。如圖為某次演示中體驗者進入籠子后，關閉籠門，操作員通過放電桿將78763Ⅴ高壓直流電靠近籠子，當放電桿尖端距籠體很近時，出現放電火花。放電桿靠近但未放電前關于法拉第籠，下列說法正確的是（　?。〢.籠子外表面電荷均勻分布 B.若將高壓放電桿放在籠子里面，籠子外面的人也是安全的C.籠子里面的人是安全的是因為感應電荷在籠子內部形成的場強處處為0D.上述情景下，將某一帶電物體放在籠子外的電勢能大于放在籠子內的電勢能【答案】B【解析】【詳解】A．籠子處于靜電平衡狀態(tài)，籠子的感應電荷分布在籠子的外表面，電荷分布是不均勻的，故A錯誤；B．若將高壓放電桿放在籠子里面，籠子處于靜電平衡狀態(tài)，籠子外面的人也是安全的，故B正確；C．籠子處于靜電平衡狀態(tài)，即感應電荷產生電場與靜電感應的高壓靜電場的合場強為零，感應電荷在籠子內部產生的電場強度不為零，故C錯誤；D．由于不知道某一帶電物體的電性，無法判斷帶電物體放在籠子外的電勢能與放在籠子內的電勢能的大小，故D錯誤。故選B。3.如圖，A、B、C、D、E、F為勻強電場中一個邊長為20cm的正六邊形的六個頂點，已知電場方向與六邊形所在平面平行，若A、B、C三點電勢分別為2V、3V、4V，則下列說法正確的是（　?。〢.F點的電勢為1VB.勻強電場的場強大小為C.勻強電場場強方向由D點指向F點D.將電量為-1.610-10C的點電荷從F點移到D點，其電勢能增加3.210-10C【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．如圖連接AC和BE，則AC⊥BE。由于A、B、C三點的電勢分別為2V、3V、4V，得：UCB=UBA。所以可以判定CA是這個勻強電場的電場線的方向。由上面的判斷可知，A與F是等勢點，即F點的電勢為2V，故A錯誤；B．場強大小 故B錯誤；C．由上面判斷可知，CA是這個勻強電場的電場線的方向，也是由D點指向F點。故C正確；D．由上面的判斷可知，D與C是等勢點，所以D點的電勢高于F點的電勢，將電量為-1.6×10-10C的點電荷從F點移到D點，電勢能減小。故D錯誤。故選C。4.如圖，長為L、傾角＝37o的光滑絕緣斜面處于平行紙面的電場中。一帶電量為+q、質量為m的小球，以初速度v0由斜面頂端點a開始沿斜面下滑，到達斜面底端點b時速度仍為v0。取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則（　?。〢.a、b連線一定是一條等勢線B.若電場是勻強電場，則電場方向豎直向上且E＝C.a、b兩點的電勢差Uab＝D.從a到b，靜電力對小球做功為【答案】C【解析】【詳解】AC．小球從a運動到b的過程中，根據動能定理得：mgLsin37°+qUab=0代入數據解得a、b兩點的電勢差為：即φa≠φb，所以a、b連線一定不是一條等勢線，故A錯誤，C正確；B．若電場是勻強電場，電場力恒定，到達b點時小球速度仍為v0，故小球做勻速直線運動，電場力與重力、支持力的合力為零；小球的重力沿斜面向下的分力為mgsinθ一定，則當電場力沿斜面向上，大小為F=mgsinθ時，電場力最小，場強最小，又電場力F=Eq，則該電場的場強的最小值一定是故B錯誤；D．小球從a運動到b的過程中，根據動能定理得： mgLsin37°+W=0代入數據解得靜電力對小球做功為：故D錯誤。故選C。5.下列說法正確的是（）A.電子、質子、正電子都屬于元電荷B.由電場強度的定義式可知，電場中某點的電場強度E與試探電荷在該點受到的電場力F成正比，與試探電荷的電量q成反比C.靜電平衡時，導體內部沒有電荷，電荷只分布在導體的外表面D.電動勢在數值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內從負極移動到正極所做的功【答案】D【解析】【詳解】A．元電荷是物體帶電量的最小值，電子、質子、正電子的電荷量在數值上等于元電荷，故A錯誤；B．電場中某點的電場強度由電場自身的性質以及該點的位置來決定，與試探電荷受力大小和試探電荷的電量無關，故B錯誤；C．靜電平衡時，導體內部沒有凈剩電荷，不是沒有電荷，故C錯誤；D．電動勢在數值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內從負極移動到正極所做的功，故D正確。故選D。6.如圖所示，厚度為h、寬度為d的金屬導體，當磁場方向與電流方向垂直時，在導體的上下表面會產生電勢差（霍爾電壓），這種現象稱為霍爾效應。經研究可得霍爾電壓與導體電流的關系為，其中：k稱為常爾系數。則下列說法正確的是（）A.霍爾系數k的量綱為m3/CB.霍爾系數k的量綱為m3/sC.霍爾系數k的量綱為m/CD.若將金屬導體換成濃度均勻的食鹽溶液，仍會產生霍爾現象【答案】A【解析】【詳解】ABC．由 可得故k的單位為故A正確，BC錯誤；D．食鹽溶液中含有等量的正負兩種電荷，不會產生霍爾現象，故D錯誤。故選A。7.如圖，半徑為R的均勻帶電圓環(huán)與均勻帶電薄板平行且二者幾何中心相距2R，帶電圓環(huán)與帶電薄板之間影響可以忽略，已知圓環(huán)帶電量為+q，靜電力常量為k，圖中A點場強為0，則帶電薄板產生的電場在圖中B點的電場強度是（　?。〢.，方向水平向左B.，方向水平向右C.，格方的水平向左D.，方向水平向右【答案】A【解析】【分析】本題考查場強疊加原理、微元法、等效法，考查考生的科學思維?！驹斀狻繄A環(huán)的線電荷密度，取長度的圓環(huán)，帶電量，其在A點產生的場強沿水平方向的分量為其中，則整個圓環(huán)在A點產生的場強大小為 方向水平向左，又A點場強為0，由對稱性可知帶電薄板在A、B點產生的場強大小均為，在A點方向水平向右，在B點方向水平向左。故選A。二、多選題（每題4分，共12分。在每小題給出選項中，有的小題只有一個正確選項，有的小題有多個選項正確，全部選對得4分，選不全的得2分，有錯選多選或者不答的得0分）8.如下圖所示，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，C是一只靜電計，開關S合上后，靜電計指針張開一個角度，下述做法可使靜電計指針張角增大的是（）A.斷開S后，使B板向右平移一些B.斷開S后，使A、B兩板錯開一些C.保持S閉合，使A、B兩板靠近一些D.保持S閉合，使A、B兩板正對面積減小一些【答案】AB【解析】【詳解】斷開S，電容器帶電量保持不變，B板向右平移一些，即A、B間距增大一些，根據，d變大，C變?。鶕﨏=Q/U，U增大，張角變大．故A正確．斷開S，電容器帶電量保持不變，使A、B正對面積錯開一些，根據，S變小，C變小．根據C=Q/U，U增大，張角增大．故B正確．合上開關，電容器兩端間的電勢差不變，靜電計指針張角不變．故CD錯誤．故選AB．【點睛】解決本題的關鍵在處理電容器動態(tài)分析時，電容始終與電源相連，兩端間電勢差不變，與電源斷開，電量保持不變．9.某同學設計了一種靜電除塵裝置，如圖甲所示，其中有一長為L、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后面板為絕緣材料，上、下面板為金屬材料，圖乙是裝置的截面圖，上、下兩板與電壓恒定為U的高壓直流電源相連，帶負電的塵埃被吸入矩形通道的水平速度為，當碰到下板后其所帶電荷被中和，同時被收集，將被收集塵埃的數量與進入矩形通道塵埃的數量的比值，稱為除塵率，不計塵埃的重力及塵埃之間的相互作用，要增大除塵率，則下列措施可行的是（　?。?A.只增大電壓UB.只增大長度LC.只增大高度dD.只增大塵埃被吸入水平速度【答案】AB【解析】【詳解】增加除塵率即是讓離下極板較遠的粒子落到下極板上，帶電塵埃在矩形通道內做類平拋運動，在沿電場的方向上的位移為又因為解得只要豎直方向上的位移y增大即可，因此可以增加電壓U、極板長度L、減小高度d、減小水平速度v0。故選AB。10.一沿x軸方向的靜電場，電勢在x軸上的分布情況如圖，B、C是x軸上兩點。下列說法正確的是（　?。〢.在x軸上，O點電勢最高，電場也最強B.同一個電荷放在B點受到的電場力小于放在C點時的電場力C.同一個負電荷放在B點時的電勢能小于放在C點時的電勢能D.正試探電荷沿x軸從B移到C的過程中，電勢能先增大后減小【答案】CD【解析】 【詳解】A．由可得在φ-x圖像中斜率表示電場強度的大小，故在O點，電勢最高，電場強度為0，故A錯誤；B．由圖可得B點的斜率比C點的斜率大，故B點的電場強度比C點的大，則同一個電荷放在B點受到的電場力大于放在C點時的電場力，故B錯誤；C．B點的電勢比C點的電勢高，根據可得，同一個負電荷放在B點時的電勢能小于放在C點時的電勢能，故C正確；D．從B點到C點，電勢先升高后降低，所以正試探電荷沿x軸從B移到C的過程中，電勢能先增大后減小，故D正確。故選CD。三、填空題（共10分）11.如圖所示為研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗裝置。實驗時，給平行板電容器充電后，可觀察到靜電計指針偏轉一定角度。當增大兩極板間距離時，可觀察到靜電計指針的偏角變大，說明兩極板間的___________變大（選填“電勢差”或“電荷量”），這時電容________（選填“增大”或“減小”）。【答案】①.電勢差②.減小【解析】【分析】【詳解】[1]靜電計指針的偏角變大，說明兩極板間的電勢差變大；[2]電容器的電荷量Q不變，根據兩極板間的電勢差變大，則電容器的電容C減小。四、計算題（本題共3小題，共40分。）12.如圖，一段輕質絕緣細繩上端固定，下端連接一個可視為質點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角為37o。已知小球帶電量為，勻強電場的場強為，求：(1)小球的質量；(2)若將電場方向改為豎直向上，讓小球從原來靜止位置釋放，求回到最低點繩的拉力。 【答案】(1)；(2)【解析】【詳解】(1)小球所受電場力代入數據解得小球受力分析如圖所示，由平衡條件有解得：(2)電場方向改為豎直向上后，小球將繞懸點擺動，根據動能定理有：在最低點解得13.如圖所示，真空區(qū)域內有一寬度為d、磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里。AB、CD為磁場的邊界。O是AB上一粒子源，某時刻從O點沿各個方向射入大量速度大小相等、方向與磁場垂直、質量為m、電荷量為q的正粒子（重力不計）。已知沿著與AB夾角θ=30°方向入射的粒子剛好垂直于CD邊界射出磁場。求：（1）粒子在磁場中做圓周運動的半徑；（2）粒子在磁場中做圓周運動的速度大??；（3）粒子在磁場中運動的最長時間。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】本題考查旋轉圓模型，考查帶電粒子在有界勻強磁場中運動的臨界極值問題，考查科學思維?！驹斀狻浚?）沿著與AB夾角θ=30°方向入射的粒子剛好垂直于CD邊界射出磁場，軌跡如圖，由幾何關系可得粒子做圓周運動的半徑為由粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，則解得故所以粒子的半徑都相同，為。（2）由得粒子的速度為（3）當粒子軌跡與CD邊相切時，軌跡圓的圓心角最大，如圖，粒子在磁場中運動時間最長，由幾何關系得代入數據即，粒子做圓周運動的周期粒子在磁場中運動的時間代入數據得 14.如圖所示，半徑為R的光滑絕緣管道豎直放置，管道平面內有一勻強電場。一帶電量為-q，質量為m的小球（直徑略小于管道）恰能沿管道做完整的圓周運動，小球在A點動能最大，A和管道中心O點連線與豎直方向夾角θ=30°，重力加速度為g。（1）求電場強度的最小值和方向；（2）在第（1）問的基礎上，求小球在圓軌道運動中，經過A點時對軌道的壓力；（3）在第（1）問的基礎上，若選A點為重力勢能零點，求小球機械能的最小值?！敬鸢浮浚?），方向垂直于OA向下；（2），方向沿OA背離圓心；（3）【解析】【詳解】（1）由小球在A點動能最大可知，合外力指向圓心O，故重力與電場力的合力沿OA背離圓心，且當電場力與OA垂直時，場強最小，則有解得場強最小值為場強的方向垂直于OA向下（2）延長AO與管道相交于點B，因小球恰能沿管道做完整的圓周運動，故小球在B點速度為0，研究B 到A的過程，由動能定理得解得在A點由牛頓第二定律可得解得由牛頓第三定律可知，小球對軌道的壓力方向沿OA背離圓心（3）由功能關系可知，電場力的功等于機械能的變化量電場力做負功最多時，機械能最小，則有解得五、實驗題（共24分）15.如圖甲、圖乙所示的兩種打點計時器是高中物理實驗中常用的。數字計時器和打點計時器一樣，也是一種研究物體運動情況的計時儀器，其結構如圖丙所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射裝置和接收裝置，當一輛帶遮光片的小車從a、b間通過時，數字計時器的顯示屏就可以顯示遮光片的遮光時間。某同學在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”實驗中，組裝了一個U形遮光板如圖丁所示，兩個遮光片寬度均為，將此U形遮光板裝在小車上，讓小車做加速度不變的直線運動通過靜止的光電門，實驗時測得兩次遮光時間分別為，。則：（1）圖乙所示為____________（選填“電磁計時器”或“電火花計時器”） （2）第一個遮光片通過光電時小車的速度大小為____________m/s，第二個遮光片通過光電門時小車的速度大小為____________m/s。（3）（多選）關于圖甲乙兩種打點計時器，下列說法中正確的是____________.A.甲打點計時器使用直流電源，乙打點計時器使用交流電源B.它們都是使用10V以下的交流電源C.當電源頻率為50Hz時，它們都是每隔0.02s打一個點D.乙打點計時器工作時，紙帶運動受到的阻力較小，所以實驗誤差也較小（4）在某次實驗中，小車拖著紙帶通過打點計時器記錄下的運動情況如圖丙所示，圖中A、B、C、D、E為連續(xù)選定的計數點，相鄰計數點間的時間間隔是0.10s，則在打C點時小車的速度是____________m/s。（保留3位有效數字）【答案】①.電火花計時器②.0.05③.0.1④.CD##DC⑤.0.190【解析】【詳解】（1）[1]圖乙所示為電火花打點計時器，電源采用的是交流220V。（2）[2]第一個遮光片通過光電門的速度大小為[3]第二個遮光片通過光電門的速度大小為（3）[4]A．打點計時器都是使用交流電源，故A錯誤；B．甲為電磁打點計時器，使用低壓交流電源，乙為電火花打點計時器，使用220V交流電源，故B錯誤；C．當電源頻率為50Hz時，打點的時間間隔故C正確；D．電火花打點計時器工作時，紙帶運動受到的阻力較小，所以實驗誤差也較小，故D正確。故選CD。（4）[5]根據勻變速直線運動中間時刻瞬時速度等于該過程平均速度可得