2022-2023学年北京市通州市高二上学期期中物理试题（解析版）

2022-2023学年北京市通州市高二上学期期中物理试题（解析版）

第一部分：选择题（共60分）

一、单项选择题（本题共20小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题意的。每题3分，共60分）

1. 在如图所示的匀强电场E中，1、2、3三条虚线表示三个等势面且间距相等，电势分别为、、；a、b两点在同一条电场线上且分别在等势面1、3上。关于、、的比较，下列说法中正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据沿电场线电势逐渐降低，可得

故选A。

2. 在如图所示的匀强电场E中，1、2、3三条虚线表示三个等势面且间距相等，电势分别为、、；a、b两点在同一条电场线上且分别在等势面1、3上。若电场强度，a、b两点间的距离，则a、b两点间的电势差为（　　）

A. 0V B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据场强与电势差之间的关系，可知

故选C。

3. 在如图所示的匀强电场E中，1、2、3三条虚线表示三个等势面且间距相等，电势分别为、、；a、b两点在同一条电场线上且分别在等势面1、3上。等势面1、2间的电势差为，等势面2、3间的电势差为，下列说法中正确的是（　　）

A.  B.

C.  D. 无法比较

【答案】A

【解析】

【详解】根据

可知匀强电场的电场强度相等，距离相等，故，故A正确，BCD错误。

故选A。

4. 在如图所示的匀强电场E中，1、2、3三条虚线表示三个等势面且间距相等，电势分别为、、；a、b两点在同一条电场线上且分别在等势面1、3上。把带正电的点电荷由a点移到b点的过程中，该点电荷所受的静电力（　　）

A. 变小 B. 变大

C. 保持不变 D. 先变大后变小

【答案】C

【解析】

【详解】同一个正电荷在匀强电场中的不同位置，受到的静电力相等，即保持不变。

故选C。

5. 在如图所示的匀强电场E中，1、2、3三条虚线表示三个等势面且间距相等，电势分别为、、；a、b两点在同一条电场线上且分别在等势面1、3上。把带负电的点电荷沿电场线方向由a点移到b点的过程中，关于静电力的做功情况，下列说法中正确的是（　　）

A. 做正功 B. 做负功

C. 不做功 D. 先做正功后做负功

【答案】B

【解析】

【详解】把带负电的点电荷沿电场线方向由a点移到b点的过程中，由于点电荷带负电，所受电场力与电场线方向相反，水平向左，位移方向由a点指向b点，水平向右，电场力的方向始终与位移方向相反，故电场力一直做负功，故选B。

6. 电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电压表示数为2.00V。已知电源的电动势，内阻r一定。当电阻箱接入电路的阻值时，通过电阻箱的电流I为（　　）

A. 0.5A B. 1.0A C. 2.0A D. 3.0A

【答案】B

【解析】

【详解】当电阻箱接入电路的阻值时，其两端电压为U=2V，根据欧姆定律可知，通过电阻箱的电流

故选B。

7. 电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电压表示数为2.00V。已知电源的电动势，内阻r一定。当电阻箱接入电路的阻值时，电阻箱的热功率P为（　　）

A. 1.0W B. 1.5W C. 2.0W D. 2.5W

【答案】C

【解析】

【详解】电阻箱的热功率为

故选C

8. 电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电压表示数为2.00V。已知电源的电动势，内阻r一定。电源内阻r的阻值为（　　）

A. 1.0Ω B. 2.0Ω C. 3.0Ω D. 4.0Ω

【答案】A

【解析】

【详解】根据闭合回路欧姆定律可得

解得

故选A。

9. 电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电压表示数为2.00V。已知电源的电动势，内阻r一定。当电阻箱接入电路的阻值继续增大时，电压表的示数（　　）

A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先减小后增大

【答案】A

【解析】

【详解】根据闭合电路欧姆定律可得，电路电流为

电压表的示数等于电阻箱两端电压，则有

可知当电阻箱接入电路的阻值继续增大时，电压表的示数增大。

故选A。

10. 电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电压表示数为2.00V。已知电源的电动势，内阻r一定。当电阻箱接入电路的阻值继续增大时，内电路的电势降落将（　　）

A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先减小后增大

【答案】B

【解析】

【详解】根据闭合电路的欧姆定律可知

内阻r一定，当电阻箱接入电路阻值继续增大时，电路中的总电流I减小，则内电路的电势降落

Ur=Ir

减小

故选B。

11. 如图所示，一个带电球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的、和处。当小球N静止时，观察丝线与竖直方向的夹角，通过观察发现：当小球N挂在时，丝线与竖直方向的夹角最大；当小球N挂在时，丝线与竖直方向的夹角最小。根据三次实验结果，可以判断球体M与小球N所带电荷的电性（　　）

A. 一定相同 B. 一定相反

C. 可以相同也可以相反 D. 无法确定

【答案】A

【解析】

【详解】带电球体与小球间的静电力为斥力，说明二者一定带同种电荷。

故选A。

12. 如图所示，一个带电球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的、和处。当小球N静止时，观察丝线与竖直方向的夹角，通过观察发现：当小球N挂在时，丝线与竖直方向的夹角最大；当小球N挂在时，丝线与竖直方向的夹角最小。根据三次实验结果的对比，可以判断在距球体M越远的位置，球体M产生的电场（　　）

A. 不变 B. 越强 C. 越弱 D. 先减弱后增强

【答案】C

【解析】

【详解】小球平衡时，合力为零，根据受力分析有

解得

由公式可知随着距离越远，电场力也越小，根据电场力的公式

所以电场强度越小，即电场越弱。

故选C。

13. 如图所示，一个带电球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的、和处。当小球N静止时，观察丝线与竖直方向的夹角，通过观察发现：当小球N挂在时，丝线与竖直方向的夹角最大；当小球N挂在时，丝线与竖直方向的夹角最小。当小球N挂在处，若仅将球体M所带电荷量增大，绝缘丝线与竖直方向的夹角θ（　　）

A. 不变 B. 变小 C. 变大 D. 先变小后变大

【答案】C

【解析】

【详解】当带电小球平衡时，由平衡条件可得小球受带电球体M的电场力为

带电小球N距带电球体M越近，θ角越大，它们之间的电场力越大，越远θ角越小，它们之间的电场力越小，当小球N挂在处，设小球N带电荷量为q，球体M带电荷量为Q，它们之间的距离为r，由库仑定律公式可得

若仅将球体M所带电荷量Q增大，则带电小球N与带电球体M之间的电场力增大，绝缘丝线与竖直方向的夹角θ变大。

故选C。

14. 如图所示，一个带电球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的、和处。当小球N静止时，观察丝线与竖直方向的夹角，通过观察发现：当小球N挂在时，丝线与竖直方向的夹角最大；当小球N挂在时，丝线与竖直方向的夹角最小。根据三次实验结果的对比，下列说法中正确的是（　　）

A. 在距球体M越远的位置，绝缘丝线对小球N的作用力不变

B. 在距球体M越远的位置，绝缘丝线对小球N的作用力变小

C. 小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积成正比

D. 小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积成反比

【答案】B

【解析】

【详解】AB．设丝线与竖直方向的夹角为，绝缘丝线对小球的拉力为，根据小球静止时受力平衡，有

即

所以可得在距球体M越远的位置，越小，则绝缘丝线对小球的拉力越小，A错误，B正确；

CD．根据库仑力公式

小球N与球体M间的距离在变化，库仑力在变化，同时因为两球的带电量不变，所以实验不能反映小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积的关系，CD错误。

故选B。

15. 如图所示，一个带电球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的、和处。当小球N静止时，观察丝线与竖直方向的夹角，通过观察发现：当小球N挂在时，丝线与竖直方向的夹角最大；当小球N挂在时，丝线与竖直方向的夹角最小。若小球N带负电，先后挂在横杆上的、和处，其电势能分别为、、根据三次实验结果的对比，可以判断（　　）

A.  B.

C.  D. ，

【答案】A

【解析】

【详解】若小球N带负电，先后挂在横杆上的、和处，两电荷相互排斥，由图可知带电球体M带负电，则从到的过程中，电场力做正功，电势能减小，则。

故选A。

16. 场是物质的一种存在形式。两个静止的电荷之间存在静电力，静止的电荷在其周围产生静电场；同样地，两个有质量的物体之间存在万有引力，有质量的物体在其周围产生引力场。场的强弱可以用场强度来描述，例如电场强度E是描述电场强弱的物理量，其定义为检验电荷在电场中某点受到的电场力F与其所带电荷量q之比，即。在前人研究的基础上，有一位物理学家利用图所示的扭秤装置进行研究，提出真空中两个静止点电荷之间相互作用的规律，这位物理学家是（　　）

A. 牛顿 B. 伽利略 C. 库仑 D. 焦耳

【答案】C

【解析】

【详解】真空中两个静止点电荷之间相互作用的规律，即库仑定律，是库仑提出的。

故选C。

17. 场是物质的一种存在形式。两个静止的电荷之间存在静电力，静止的电荷在其周围产生静电场；同样地，两个有质量的物体之间存在万有引力，有质量的物体在其周围产生引力场。场的强弱可以用场强度来描述，例如电场强度E是描述电场强弱的物理量，其定义为检验电荷在电场中某点受到的电场力F与其所带电荷量q之比，即。真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F。若保持这两个点电荷之间的距离不变，将它们的电荷量都变成原来的一半；则改变电荷量后这两个点电荷之间静电力的大小为（　　）

A. 16F B. 4F C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据

可知，电荷量都变成原来的一半

故选D。

18. 场是物质的一种存在形式。两个静止的电荷之间存在静电力，静止的电荷在其周围产生静电场；同样地，两个有质量的物体之间存在万有引力，有质量的物体在其周围产生引力场。场的强弱可以用场强度来描述，例如电场强度E是描述电场强弱的物理量，其定义为检验电荷在电场中某点受到的电场力F与其所带电荷量q之比，即。如图所示为两个等量异种点电荷所形成电场的一部分电场线，P、Q是电场中的两点。下列说法中正确的是（　　）

A P点场强比Q点场强大

B. P点电势比Q点电势低

C. 电子在P点的电势能比在Q点的电势能小

D. 电子从P沿直线到Q的过程中所受电场力恒定不变

【答案】C

【解析】

【详解】A．电场线密的地方电场的强度大，则P点场强比Q点场强小，故A错误；

B．沿电场线的方向，电势降低，故φP＞φQ，故B错误；

C．电子从P点到Q点，即从电势高到电势低，则电势能增加，那么P点的电势能比在Q点的电势能小，故C正确；

D．因两点的电场强度不同，则电子从P沿直线到Q的过程中所受电场力是变化的，故D错误；

故选C。

19. 场是物质的一种存在形式。两个静止的电荷之间存在静电力，静止的电荷在其周围产生静电场；同样地，两个有质量的物体之间存在万有引力，有质量的物体在其周围产生引力场。场的强弱可以用场强度来描述，例如电场强度E是描述电场强弱的物理量，其定义为检验电荷在电场中某点受到的电场力F与其所带电荷量q之比，即。如图所示，一个均匀带电球体所带电荷量为Q，在球外A点放置一个电荷量为q的检验电荷，A点到球心O的距离为r。可以证明，检验电荷受到的带电球体对它的电场力大小为，其中k为静电力常量。根据电场强度的定义式，可以推知带电球体在A点的电场强度大小E为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据电场强度的定义式有，而检验电荷q受到的带电球体对它的电场力大小为，那么带电球体在A点的电场强度大小为

故选A。

20. 场是物质的一种存在形式。两个静止的电荷之间存在静电力，静止的电荷在其周围产生静电场；同样地，两个有质量的物体之间存在万有引力，有质量的物体在其周围产生引力场。场的强弱可以用场强度来描述，例如电场强度E是描述电场强弱的物理量，其定义为检验电荷在电场中某点受到的电场力F与其所带电荷量q之比，即。如图所示，假设地球质量分布均匀，其质量为M，地球外B点有一质量为m的质点，B点到球心O的距离为r。已知该质点受到地球对它的万有引力大小为，其中G为引力常量。类比电场强度的定义式，可以推知地球在B点的引力场强度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】类比电场强度的定义式，可以推知地球在B点的引力场强度大小为

故选B。

第二部分：非选择题（共40分）

二、填空题（本题共2道题，共12分）

21. 某组同学做某固定电容器的充、放电实验，观察该电容器两极板间的电势差与所带电荷量的变化情况，请回答以下各题：

（1）该电容器在放电过程中，下列说法正确的是________（选填选项前的字母）

A．电容器所带的电荷量逐渐减小

B．电容器所带的电荷量逐渐增大

C．电容器两极间的电势差逐渐减小

D．电容器两极间的电势差逐渐增大

（2）该电容器在充电过程中，两个极板间的电势差U随电容器所带电荷量Q的变化而变化。图中正确反映U和Q关系的图像是________（选填选项前的字母）。

A．B．

C．D．

（3）该电容器在充电过程中，其电容C与所带电荷量Q之间的关系，图中正确反映C和Q关系的图像是________。（选填选项前的字母）。

A．B．

C．D．

【答案】    ①. AC##CA    ②. A    ③. C

【解析】

【详解】（1）[1]AB．电容器在放电过程中电容器所带的电荷量逐渐减小，A正确，B错误；

CD．电容器在放电过程中电容器的电容不变，电容器所带的电荷量逐渐减小，由电容的定义式可知，电容器两极间的电势差逐渐减小，C正确，D错误。

故选AC。

（2）[2]该电容器在充电过程中，两个极板间的电势差U随电容器所带电荷量Q的变化而变化。由电容的定义式可得，对一个确定的电容器，它的电容是一个定值，不随电容器所带电荷量的变化而变化，因此在电压允许的范围内，极板间的电势差U随电荷量Q成正比变化，A正确，BCD错误。

故选A。

（3）[3]该电容器在充电过程中，由电容的定义式可知，其电容C与所带电荷量Q无关，对确定的电容器的电容C不变，即电容C不随电荷量Q变化而变化，ABD错误，C正确。

故选C。

22. 图为某同学用电流表和电压表测量电阻的部分实验电路图。在某次测量中，电压表的示数为10.0V，电流表的示数为0.50A，根据测量数据可计算出电阻________Ω。若仅考虑电压表内阻的影响，实验中电流表的测量值________（选填“大于”或“小于”）通过电阻的电流，会使电阻的测量值________（选填“偏大”或“偏小”）。

【答案】    ①. 20    ②. 大于    ③. 偏小

【解析】

【详解】[1]由欧姆定律可得

[2][3]由于电压表的分流作用，使电流表的测量值大于通过电阻Rx的电流，会使电阻的测量值偏小。

三、计算及论述题（本题共4小题。第23题6分、第24题6分、第25题6分，第26题10分，共28分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数字计算的题，结果必须明确写出数值和单位。

23. 在如图所示的电场中，A点的电场强度，将电荷量的点电荷放在电场中的A点。

（1）求该点电荷在A点所受电场力F的大小；

（2）在图中画出该点电荷在A点所受电场力F的方向。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）该点电荷在A点所受电场力F的大小为

（2）负电荷所受电场力F方向与该点场强方向相反，所受电场力F的方向如图

24. 一条导线中的电流为，在内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？

【答案】(1)；(2)个

【解析】

【详解】通过横截面的电荷量为

通过横截面的电子数为

个

25. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，一根不可伸长的细线一端固定于O点，另一端悬挂一带正电的小球，现将小球向右拉至与悬点O等高的A点，由静止释放。小球向左最远能摆到与竖直方向夹角为θ的B点。已知小球的质量为m，所带的电荷量为q，细线的长度为L。求：

（1）小球从A点摆到B点的过程中所受静电力所做的功W电；

（2）A、B两点的电势差。

【答案】（1）-mgLcosθ；（2）

【解析】

【详解】（1）小球从A到B的过程中下降的高度为

h=Lcosθ

重力对小球做的功为

W=mgh= mgLcosθ

根据能量守恒可知，重力做的功等于克服电场力做的功，所以小球从A点摆到B点的过程中所受静电力所做的功

W电=-mgLcosθ

（2）小球从A到B的过程中，由动能定理有

解得

26. 如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向从两极板中线（虚线）射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为。偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为，极板长度为L，板间距为d，忽略电子所受重力。求：

（1）电子射入偏转电场时的初速度；

（2）从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离；

（3）电子从进入偏转电场到飞出，电子电势能的变化量。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）电子在加速电场中做匀加速直线运动，有

解得

（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，有

联立解得

（3）根据电场力做功与电势能变化的关系

联立解得