2024成都外国语学校高二上学期期中物理试题含解析

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注意事项：
1、本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分；
2、本堂考试75分钟，满分100分；
3、答题前，考生务必先将自己的姓名、学号填写在答题卡上，并使用2B铅笔填涂；
4、考试结束后，将答题卡交回。
第I卷（选择题，共44分）
一、单项选择题（每小题4分，共24分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷是一种理想化模型，其所带电荷量一定很小
B. 法拉第提出了电荷周围存在电场的观点
C. 卡文迪什用扭秤实验测出了元电荷的数值
D. 电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向
2. 下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）
A. 根据电场强度的定义式E=可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B. 由UAB=可知，电势差与检验电荷电量q成反比、与电场力做功成正比
C. 根据真空中点电荷电场强度公式E=k可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关
D. 根据电势差的定义式UAB=可知，电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为-1V
3. 在国际单位制中，某个物理量的单位用基本单位表示为，该物理量可能为（ ）
A. 电势B. 电势能C. 电场强度D. 电荷量
4. 和为圆上两条相互垂直的直径，圆心为，将电荷量分别为和的两点电荷放在圆周上，其位置关于对称且距离等于圆的半径，如图所示，要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷，则该点电荷（ ）

A. 应放在点，B. 应放在点，
C. 应放在点，D. 应放在点，
5. 如图所示，质量为m、电荷量为q的小球用绝缘线悬吊于天花板上，质量为M、电荷量为Q的圆弧棒在小球正下方的空中处于静止状态，重力加速度为g，小球可视为点电荷，则圆弧棒上电荷在小球所在位置处产生的场强大小为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图所示，平行板PQ、MN与电源相连，开关K闭合，从O点沿两板间中线不断向两板间射入比荷一定的带正电的粒子，粒子经电场偏转后发生的侧移为y，不计粒子的重力，要减小侧移y，下列操作可行的是（ ）
A. 仅将PQ板向下平移一些B. 仅将PQ板向上平移一些
C. 将开关K断开，仅将PQ板向下平移D. 将开关K断开，仅将PQ板向上平移
二、多项选择题（每题5分，部分选对得3分，共20分）
7. 某电场电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（ ）

A. 粒子可能带负电也可能带正电
B. 若粒子从a点运动到c点，电势能增大
C. 粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度
D. 粒子在c点的速度一定大于在a点的速度
8. 如图所示，甲、乙两图中平行板电容器与恒定电源保持连接，甲图中B板接地，乙图中A板接地。丙、丁两图中平行板电容器充电后与电源断开，丙图中B板接地，丁图中A板接地。P为两板空间中的一点，现保持A板位置不变，将四个图中的B板均向下平移一小段距离，则四个图中P点的电势升高的是（ ）
A. 甲图B. 乙图C. 丙图D. 丁图
9. 如图甲所示，空间存在电场方向为竖直方向、电场强度大小变化的电场，质量为m、带正电的小球在电场中从某高度O处由静止开始下落。小球初始时的机械能为，小球下落过程中的机械能E随下降的高度h变化的关系如图乙中实线所示，图中、、、和均为已知量，P为关系图线上的点，其坐标为。小球在下落过程中所受空气阻力作用忽略不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）

A. 在处小球的重力势能一定为零
B. 电场的方向竖直向上，电场强度随h的增大而增大
C. 小球在下落过程中电势能不断增大
D. 在处小球所受的电场力大小为
10. 如图甲，两等量同种正点电荷位于同一竖直线上，在两点电荷连线的中垂线上放置一水平轨道MN，在两点电荷连线中点O静置一带正电小球，小球可视为质点。t=0时刻给小球一个水平向右的初速度v0，此后小球运动的v—t图像如图乙所示，t=0时刻图线斜率绝对值为k1，图线上的P点为t1~t3间曲线切线斜率最大点，该点切线斜率为k2，小球最终停在距O点L处。带电小球质量为m，所带电荷量为q，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 在两点电荷连线中垂线上，O点电势最高，t3时刻小球所在位置的场强最大
B. 小球与轨道间的动摩擦因数
C. 两点电荷连线中垂线上的场强最大值为
D. 若取无穷远处为0电势点，则O点电势为
第II卷（非选择题，共56分）
三、实验题（每空2分，共16分）
11. 某同学设计利用如图甲所示装置验证单摆周期公式，传感器固定在悬点O正下方，该传感器可记录光的强弱随时间的变化情况。当小球摆到最低点遮挡光线时，传感器采集的光线最弱，计算机采集数据后得到光的强弱与时间图像如图乙所示。
（1）第1次光最弱到第N次光最弱时间为t，则该单摆的周期可表示为________。（用N、t表示）
（2）该同学用游标卡尺测小球直径D如图丙所示，则_______，用米尺测量知摆线长为L，重力加速度取g，用D、L、g表示单摆周期公式为________。在误差允许范围内若，即可验证单摆周期公式正确。
12. 电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即。电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连。图甲是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为，是单刀双掷开关，为定值电阻，为平行板电容器。

（1）当开关S接1时，平行板电容器______（选填“充电”或“放电”）。
（2）电容器充电完毕后，把开关接2时，其放电电流随时间变化图像如图乙所示，
①此过程中，电路中的电流______（选填“增大”、“减小”或“不变”），电容器两极板间的场强______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
②若按“四舍五入”（大于等于半格算一格，小于半格舍去）数格法，由图乙可知电容器所带电荷量为______（计算结果保留两位有效数字），根据计算可知，该实验选择的电容器最有可能是下图中的______。（选填“A”、“B”或“C”）
A. B. C.
四、解答题（13题12分，14题12分，15题16分，共40分）
13. 一列振幅为A=10cm的简谐波沿x轴正方向传播，在传播方向上有平衡位置相距d=6m的P、Q两质点（波长为，且），t=0时刻质点P的位移为10cm，质点Q的位移为-10cm，经质点Q第一次回到平衡位置。求：
（1）这列简谐波的波速；
（2）从t=0时刻起质点Q的振动方程。
14. 若距地面高约2km的空中有两块乌云，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差约为3×109V且在没放电前保持不变。已知空气的电场强度达到3×106V/m将被击穿放电。请对以下问题进行估算（估算时可以把两块乌云间电场看成是匀强电场）。
（1）当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？
（2）若某次闪电，两块乌云在很短时间放电完毕，两块乌云之间电势差变为零，通过的电荷量为500C，可释放多少能量？
（3）这次放电现象将（2）问中的电荷放电完毕历时约0.01s，则其平均电流约为多大？
15. 如图甲所示，空间直角坐标系Oxyz中，有一边长为L的正方体区域，其中顶点a、b'、d'在坐标轴上。在平面Oabb'中心K点放置一装备，能沿各个方向发射电子。不考虑电子之间的相互作用。电子的质量为m，电子的电荷量为e。
（1）为了使初速度为v0，且平行x轴发射的电子不能到达平面dcc'd'，可在该空间范围内增加沿x轴方向的匀强电场，求该电场电场强度的最小值和方向；
（2）为了使初速度为v0，且平行x轴发射的电子不能到达平面dcc'd'，也可在该空间范围内增加垂直于x轴方向的匀强电场，求该电场电场强度的最小值；
（3）如图乙所示，K'位于K的正对面，虚线框平行于xy平面。电子以初速v0，且与KK'连线夹角为θ发射，在空间范围内增加垂直于x轴且和v0在同一个平面的匀强电场，该电子会从K'小孔离开，达到速度选择的功能。求①满足条件的匀强电场场强的大小；②该电子具有最大电势能时所在位置的电势，已知K所在位置为零势点。