2021-2022学年黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学高二上学期期中考试 物理 理科（Word版）练习题

这是一份2021-2022学年黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学高二上学期期中考试 物理 理科（Word版）练习题，共6页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
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）
下列物理量中哪些与检验电荷有关（D）
电场强度B．电势C．电势差D．电势能
下列说法正确的（C）
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
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(A)[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
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（ D ）
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
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 )
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
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( D )
A.B.C．0D．
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v，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（C）
A．B．C．D．
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（ B ）
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
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（ D ）[校本原题]
A.B.C.D.
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，，，则匀强电场的电场强度大小和方向为(B)
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
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(CD)[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
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（AC）
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
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（CD）[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
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（CD）
A．流过电动机M的电流为4AB．流过电流表的电流为4.5A
C．电动机M输出的机械功率7.5WD．电源的总功率为24W
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(BC)
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＝2eq \r(\f(φ0q,m))，则运动过程中的最大速度为 eq \r(\f(6φ0q,m))
D.要使小球能运动到x4处，则初速度v0至少为2eq \r(\f(φ0q,m))
二、实验题（共2题，共18分；第16题8分，第17题10分）
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）；
【答案】B E 2.93 ~ 2.95 1.44~1.48（每空2分）
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。
2
3
4
cm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0
图甲 图乙
（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______。
【答案】19.00 5.200 （每空2分）
（电路连接2分；器材标号2分）
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）
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。
【答案】
【详解】
由几何关系可知
（2分）
则a、b、c对d球的库仑力大小均为
（2分）
则由平衡条件可知
（2分）
联立解得
（2分）
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．
【答案】（1）小球带正电（2分）
（2）小球从B到A过程，由动能定理得：（2分）
解得：（2分）
（3）BA间沿电场线的距离为： （2分）
在匀强电场中，有：（2分）
联立解得：（2分）
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(eq \f(d,2)，eq \f(d,2))，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．
(1)(－d,0) (2)eq \f(5qEd,4) (3)4xy＝5d2(x>0，y>0)
【解析】(1)设进入第二象限前粒子的速度为v0，质量为m，由动能定理得
qEeq \f(d,2)＝eq \f(1,2)mv02（1分）
在第二象限中运动时，粒子做类平抛运动，假设粒子通过x轴没有出电场左边界，则有
加速度a＝eq \f(qE,m)（1分）
x轴方向上x＝v0t（1分）
y轴方向上eq \f(d,2)＝eq \f(1,2)at2（1分）
联立解得x＝d．（1分）
所以粒子通过x轴时的坐标为(－d,0)．（1分）
(2)设进入第二象限前粒子的速度为v，质量为m，
由动能定理得qEd＝eq \f(1,2)mv2（1分）
在第二象限中运动时，粒子做类平抛运动，
x轴方向上d＝vt1（1分）
y轴方向上y＝eq \f(1,2)at12（1分）
解得y＝eq \f(d,4)（1分）
对整个过程由动能定理得
qEd＋qEeq \f(d,4)＝Ek－0（1分）
解得Ek＝eq \f(5qEd,4).（1分）
(3)设粒子到达y轴时的速度为v0′，通过第二象限电场所用的时间为t2，粒子进入第二象限前由动能定理得qEx＝eq \f(mv0′2,2)（1分）
v0′＝eq \f(d,t2)（不再给分，第二问有了）
vy＝at2（1分）
（不再给分，第二问有了）
粒子刚出第二象限电场时速度偏向角的正切值tan θ＝eq \f(vy,vx)（1分）
粒子出第二象限电场后做直线运动，由几何关系有
（1分）
解得4xy＝5d2（1分）