2024~2025学年北京市延庆区高二上学期11月期中物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年北京市延庆区高二上学期11月期中物理试卷（解析版），共21页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，实验题，计算论证题解题要求等内容，欢迎下载使用。
第一部分 选择题（共45分）
一、单项选择题（本题共15道小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的，请将符合题意的选项选出。每小题2分，共30分）
请阅读下述文字，完成下列小题。
图为电子枪内部加速部分的电场线分布示意图。a、b、c是同一电场线上的三个点（距离ab = bc），其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc，电子在a、b、c三点时受到静电力的大小分别为Fa、Fb、Fc。
1. 关于电场强度大小的比较，下列说法正确的是（ ）
A. Ea > EbB. Ea < EbC. Eb = EcD. Eb < Ec
2. 关于电子所受静电力大小的比较，下列说法正确的是（ ）
A. Fa < FbB. Fa > FbC. Fb = FcD. Fb < Fc
3. 关于电势高低的比较，下列说法正确的是（ ）
A. φa > φbB. φa < φbC. φb = φcD. φb > φc
4. 如果将一个负电荷q从b点移动到c点，下列电场力对其做功说法正确的是（ ）
A. 做正功B. 做负功
C. 不做功D. 先做正功后做负功
5. 如果将一个负电荷q从a点移动到b点和从b点移动到c点，电场力对其做功分别为Wab和Wbc，下列对电场力做功判断正确的是（ ）
A. Wab > WbcB. Wab < Wbc
C. Wab = WbcD. 无法判断
【答案】1. A 2. B 3. B 4. A 5. A
【解析】1.电场强度大小的比较与电场线的疏密有关，电场线越密集，电场强度越大，电场线越稀疏，电场强度越小，故
故选A。
2.根据F = qE可知
故选B。
3.沿着电场线，电势逐渐降低，所以
故选B。
4.将一个负电荷q从b点移动到c点，根据Wbc = qUbc，因为
所以
即电场力做正功。
故选A
5.根据W = Fx，将一个负电荷q从a点移动到b点和从b点移动到c点，位移相同，因为从a点移动到b点比从b点移动到c点电场力大，所以
故选A。
请阅读下述文字，完成下列小题。
电容器是一种重要的电学元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器，它能储存电荷。可用图所示的电路对电容器充电。电容表征了电容器储存电荷的特性。
6. 在国际单位制中，电容的单位是（ ）
A. 伏特（V）B. 安培（A）
C. 法拉（F）D. 欧姆（Ω）
7. 在充电过程中，电容C与所带电荷量Q之间的关系如图所示，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
8. 在电容器充电过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器所带的电荷量保持不变B. 电容器所带的电荷量逐渐减小
C. 电容器两极间的电压逐渐增大D. 电容器两极间的电压逐渐减小
【答案】6. C 7. D 8. C
【解析】6.在国际单位制中，电容的单位是法拉（F）。
故选C。
7.电容的定义式为
但电容只由电容器自身决定，与所带电荷量无关，则在充电过程中，电容保持不变。
故选D。
8.在电容器充电过程中，电容器所带的电荷量逐渐增大，根据
可知电容器两极间的电压逐渐增大。
故选C。
请阅读下述文字，完成下列小题
用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图所示，左图是等量异种点电荷形成电场的电场线，右图是场中的一些点，O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O点对称的两点，B、C相对O对称。
9. 关于电场强度的比较，下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点场强大小和方向都相同
B. B、C两点场强大小相等，方向相反
C. E、O、F三点比较，O点场强最强
D. E、C、F三点比较，C点场强最弱
10. 把带正电的点电荷沿电场线由B点移至C点的过程中，该点电荷所受的静电力（ ）
A. 越来越小B. 越来越大
C. 先变大后变小D. 先变小后变大
11. 把正点电荷由B点沿电场线移到C点的过程中，关于电场力对电荷所做的功及电荷电势能的变化，下列说法中正确的是（ ）
A. 电场力做正功，电势能增加
B. 电场力做正功，电势能减少
C. 电场力做负功，电势能增加
D. 电场力做负功，电势能减少
【答案】9. C 10. D 11. B
【解析】9.A．由图可知，A点电场向左，B点电场向右，且B点电场线更密集，场强更大，故A错误；
B．根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同。这两点场强的方向均由B→C，方向相同，故B错误；
C．由图看出，E、O、F三点比较，O点电场线最密集，场强最强，故C正确；
D．O、C两点比较，C点电场线更密集，场强更强，结合C选项，所以E、C、F三点比较，C点场强最强，故D错误。
故选C。
10.把带正电的点电荷沿电场线由B点移至C点的过程中，电场线先变疏后变密，则场强先减小后增大，该正点电荷所受的静电力先变小后变大。
故选D。
11.电场线水平向右，正电荷在电场中的受力方向沿电场线的方向，即水平向右，故把正点电荷由B点沿电场线移到C点的过程中，电场力方向与位移方向相同，电场力做正功，则知电势能减少。
故选B。
12. 电场看不见摸不着，我们最初是从电荷开始学习电场的。下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒由于得到电子而带正电
B. 电场是为了便于研究电荷而引入的理想模型
C. 家用燃气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的
D. 电场强度反映电场的强弱和方向，与试探电荷的电荷量成反比
【答案】C
【解析】A．玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒由于失去电子而带正电，故A错误；
B．电场是传递电荷间相互作用客观存在的物质，故B错误；
C．家用燃气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的，故C正确；
D．电场强度反映电场自身的强弱和方向，与试探电荷的电荷量无关，故D错误。
故选C。
13. 如图所示，实线为某孤立点电荷产生的电场的几条电场线，虚线是一带负电粒子通过该电场区域的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力的作用，下列说法中正确的是（ ）
A. 该电场是由负点电荷所激发的电场
B. 电场中a点的电势比b点的电势低
C. 带电粒子在a点加速度比在b点的加速度小
D. 带电粒子在a点的动能比在b点的动能大
【答案】D
【解析】A．带电粒子在运动中只受电场力的作用，根据曲线运动合力位于轨迹凹侧可知，电场力沿电场线向左，由于粒子带负电，则电场方向沿电场线向右，所以该电场是由正点电荷所激发的电场；
B．由于该电场是由正点电荷所激发的电场，离正点电荷越近，电势越高，所以电场中a点的电势比b点的电势高，故B错误；
C．根据电场线的疏密程度可知，a点的场强大于b点的场强，则带电粒子在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力，根据牛顿第二定律可知，带电粒子在a点的加速度比在b点的加速度大，故C错误；
D．根据，由于粒子带负电，a点的电势比b点的电势高，所以粒子在a点的电势能小于在b点的电势能，由于粒子在运动中只受电场力的作用，所以动能和电势能之和保持不变，则带电粒子在a点的动能比在b点的动能大，故D正确。
故选D。
14. 如图所示为“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的电路．a、b、c、d是四条不同的金属导体，b、c、d与a相比，分别只有一个因素不同：b与a长度不同，c与a横截面积不同，d与a材料不同．下列操作正确的是（ ）
A. 开关闭合前，移动滑片使滑动变阻器的阻值最小
B. 研究电阻与长度的关系时，需分别测量a、b两条导体两端的电压值
C. 研究电阻与横截面积的关系时，需分别测量b、c两条导体两端的电压值
D. 研究电阻与材料的关系时，需分别测量c、d两条导体两端的电压值
【答案】B
【解析】A．开关闭合前，移动滑片使滑动变阻器的阻值最大，以免开关闭合时电流过大，故A项错误.
B．由于b与a只有长度不同，其他因素均相同，所以探究电阻与长度关系时，只需测量a、b两条导体两端的电压值即可，故B项正确．
C．由于c与a只有横截面积不同，其他因素均相同，所以探究电阻与横截面积的关系时，只需测量a、c两条导体两端的电压值即可，故C项错误．
D．由于d与a只有材料不同，其他因素均相同，所以探究电阻与材料的关系时，只需测量a、d两条导体两端的电压值即可，故D项错误
15. 如图所示（静电力常量为），带电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距为，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中点处产生的电场强度大小和方向是（ ）
A. ，垂直薄板向左B. ，垂直薄板向右
C. ，垂直薄板向左D. ，垂直薄板向右
【答案】A
【解析】因为，故薄板与+q产生的场强在该处大小相等、方向相反，即
同时可知薄板也带正电，根据薄板形成电场的对称性，薄板在b点的场强也为，方向水平向左；
故选A。
二、不定项选择题（本题共5道小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的。每小题3分，共15分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，只要有选错的该小题不得分）
16. 关于电场强度的概念，下列说法正确的是（ ）
A. 由可知，某电场的场强E跟F成正比，跟q成反比
B. 电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷无关
C. 是点电荷的电场强度公式，其中Q是场源电荷的电荷量
D. 以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相同
【答案】BC
【解析】A．电场强度定义式是比值定义，E的大小由场源有关，而与F、q无关，故A错误；
B．电场中某一点的场强是由电场本身性质决定的，与放入该点的试探电荷的正负、大小以及是否放入试探电荷无关，故B正确；
C．是点电荷的电场强度公式，其中Q是场源电荷的电荷量，故C正确；
D．电场强度是矢量，不仅有大小，而且有方向，以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E大小相等，但方向不同，因此场强不同，故D错误。
故选BC。
17. 如图所示，在“研究影响平行板电容器电容的因素”实验中，极板所带电荷量保持不变。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ，下列说法正确的是（ ）
A. 保持d不变，减小S，则θ变小
B. 保持d不变，减小S，则θ变大
C. 保持S不变，增大d，则θ变小
D. 保持S，d不变，极板间放入塑料板，则θ变大
【答案】B
【解析】AB．根据
，
保持d不变，减小S，则电容减小；由于极板所带电荷量保持不变，则板间电势差增大，静电计指针的偏角变大，故A错误，B正确；
C．根据
，
保持S不变，增大d，则电容减小；由于极板所带电荷量保持不变，则板间电势差增大，静电计指针的偏角变大，故C错误；
D．根据
，
保持S，d不变，极板间放入塑料板，则电容增大；由于极板所带电荷量保持不变，则板间电势差减小，静电计指针的偏角变小，故D错误。
故选B。
18. 如图所示，在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做了的功。已知电场的方向与直角所在的平面平行，AB长6cm，BC长4cm。下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点间的电势差UAB=4V
B. B、C两点间的电势差UBC=2V
C. 电场强度的大小为
D. 场强的方向垂直于AC指向B
【答案】AC
【解析】AB．将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做了的功；则A、B两点间的电势差为
B、C两点间的电势差为
故A正确，B错误；
CD．由于该电场为匀强电场，所以电势在任意直线上均匀变化。设B点电势为0，则A点电势为4V，B点电势为2V；取A、B中点为D，D点电势为2V，连接C点，可知CD为等势线，根据电场方向垂直等势线由高电势指向低电势，过B点作CD垂线如图所示
可知场强方向并不是垂直于AC的；根据几何关系，B点到CD连线的距离为
电场强度大小为
故C正确，D错误。
故选AC。
19. 如图所示为密立根油滴实验示意图。实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场中。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 静电力做正功
B. 重力和静电力的合力做正功
C. 重力势能的减少量小于动能的增加量
D. 重力势能的减少量大于电势能的增加量
【答案】BD
【解析】A．由于下极板带负电，带负电的油滴受电场力向上，因此静电力做负功，故A错误；
B．由于向下加速运动，合力向下，因此重力和静电力的合力做正功，故B正确；
C．根据能量守恒，减小的重力势能一部分增加了电势能，一部分增加了油滴的动能，因此重力势能的减少量大于动能的增加量，故C错误；
D．重力做正功等于重力势能的减小量，电场力做负功等于电势能的增加量，由于重力大于电场力，因此重力做的功大于电场力做功，即重力势能的减少量大于电势能的增加量，故D正确。
故选BD。
20. 如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电场强度先增大后减小
B. 电场线一直沿Ox负方向
C. 若在O点由静止释放一电子，仅受电场力作用的运动中，电子速度先增大后减小
D. 若在O点由静止释放一电子，仅受电场力作用的运动中，电势能先减小后增大
【答案】CD
【解析】A．根据图像的切线斜率绝对值表示电场强度大小，可知电场强度先减小后增大，故A错误；
B．根据沿场强方向电势降低可知，电场线方向先沿负方向，后沿正方向，故B错误；
CD．若在O点由静止释放一电子，仅受电场力作用的运动中，由于电场线方向先沿负方向，后沿正方向，则电子所受的电场力先沿正方向，后沿负方向，电场力先做正功后做负功，电子速度先增大后减小，电势能先减小后增大，故CD正确。
第二部分 非选择题（共55分）
三、实验题（共14分）
21. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验小组的同学测量一段阻值约为6 Ω、粗细均匀金属丝的电阻率。
（1）用螺旋测微器分别在三个不同的位置测量金属丝的直径，某次示数如图甲所示，该次测量值为__________mm。
（2）实验小组的同学采用图乙所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻Rx。图丙是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图乙的电路图，补充完成图丙中实物间的连线_________。
（3）依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于__________（选填“左”或“右”）端。
（4）测量出金属丝直径为d、长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝电阻率测量值的表达式ρ = __________。
【答案】（1）1.750
（2） （3）左
（4）
【解析】（1）螺旋测微器的精确值为0.01 mm，由图可知金属丝的直径为
（2）根据实验电路图，完整的实物连线如图所示
（3）依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于左端，使电压表和电流表的示数从0开始调节。
（4）根据电阻定律可得
又
联立可得该金属丝电阻率测量值的表达式为
22. 某物理兴趣小组利用图装置来探究影响电荷间静电力的因素，做了如下实验，A是一个电荷量为Q的带正电物体，把系在绝缘丝线上的带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置，小球所带电荷量为q。
（1）为了比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小，下列方法最好的是_________。
A. 比较小球抬起的高度B. 比较小球往右偏移的距离
C. 比较丝线偏离竖直方向的角度D. 比较丝线的长度
（2）使小球系于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受作用力的大小。上述操作所采用的物理方法是___________。（填正确选项前的字母）。
A. 等效替代法B. 控制变量法
C. 理想模型法D. 微小量放大法
（3）接着该组同学又进行了如下实验，如图所示，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为θ，若两次实验中A的电量分别为Q1和Q2，θ分别为30°和60°，则为__________。
【答案】（1）C （2）B （3）
【解析】（1）带电小球平衡时，根据平衡条件可知，小球所受带电体的作用力大小为
所以，为了比较带电小球所受带电体的作用力的大小，最好的办法是比较丝线偏离竖直方向的角度。
故选C。
（2）使小球系于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受作用力的大小。所以，用的是控制变量法。
故选B。
（3）对小球B受力分析，根据库仑定律结合平衡条件有
解得
可得两次实验中A的电量之比为
四、计算论证题（共5道小题，共41分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
23. 如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度大小，A、B两点相距d=0.10m。
（1）求A、B两点之间的电势差UAB；
（2）将电荷量的试探电荷沿电场线由A点移至B点，求在此过程中静电力对试探电荷所做的功W。
【答案】（1）4.0103V；（2）8.010-5J
【解析】（1）A、B两点之间的电势差
（2）静电力所做的功
24. 如图所示，用一条绝缘细线悬挂一个质量m=0.4kg的带电小球P，小球处于水平向右的匀强电场中，静止时细线与竖直方向的夹角为θ=37°。已知电场强度大小，g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）判断小球带正电荷还是带负电荷？
（2）小球所带的电荷量q；
（3）若将丝线烧断，则小球在电场中将做什么运动？
【答案】（1）带正电 （2） （3）见解析
【解析】（1）以小球为对象，根据受力平衡可知，小球的受力如图所示
可知小球受到的电场力方向与场强方向相同，则小球带正电。
（2）根据受力平衡可得
可得小球所带的电荷量为
（3）若剪断细线，细线拉力消失，小球所受电场力和重力不变，小球所受电场力和重力的合力与剪断细线前细线拉力等大反向，则合力大小为
根据牛顿第二定律可得
可知小球在电场中做加速度为，与竖直方向成右偏下的匀加速直线运动。
25. 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U0，偏转电场可看成匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。忽略电子所受重力，电子射入偏转电场时初速度v0和从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy分别是多少。
【答案】，
【解析】电子由静止开始穿过加速电场的过程中，根据动能定理，有
可解得电子射入偏转电场时的初速度
在偏转电场中，电子的运动时间
电子在偏转电场中运动时的加速度
电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离
26. 如图所示，绝缘粗糙的水平轨道AB（动摩擦因数μ = 0.2）与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，BC为竖直直径，半圆形轨道的半径R = 0.4 m，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E = 1 N/C。现有一电荷量q = +1 C、质量m = 0.1 kg的带电体（可视为质点）在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上。g取10 m/s2，求：
（1）带电体运动到半圆形轨道C点时速度vC的大小；
（2）P点到B点的距离x；
（3）带电体在从B点运动到落至C点过程中何处动能最大？并求出最大动能。（第3小题保留两位有效数字）
【答案】（1）vC = 2 m/s （2）x = 1.25 m （3）当运动到带电体与圆心的连线与竖直方向成45°时，动能最大，最大动能为1.2 J
【解析】（1）由题意，根据牛顿第二定律得
解得
（2）设带电体运动到B点时的速度大小为vB，对带电体从B运动到C的过程，根据动能定理得
解得
对带电体从P运动到B的过程，根据动能定理得
解得
（3）带电体在重力场和电场的复合中运动，当带电体在半圆形轨道上运动至速度方向与电场力和重力的合力方向垂直时（即运动到等效最低点Q时）的动能最大，由题意可知带电体所受重力和电场力大小相等，根据力的合成与分解可知OQ连线与竖直方向的夹角为45°。如图所示
设带电体的最大动能为Ekm，对带电体从B运动到Q的过程，根据动能定理得
解得
27. 人们对静电场的性质进行研究时，引入物理量电场强度E和电势φ定量描述静电场，也可以用电场线和等势面形象描绘。如图1所示，两点电荷A和B，A的电量是B的电量的4倍，小球B带电量为q。实线为电场线，虚线为等势线。以点电荷A位置作为坐标原点，A指向B为x轴正方向，A、B距离为L。
（1）请根据电场强度E的定义和库仑定律推导出距场源点电荷Q为r处的电场强度表达式。
（2）用EA和EB分别表示点电荷A、B产生的场强。请求出在x轴上EA与EB相同的点的坐标x1。
（3）请求出A、B连线上，在0