山西省太原市2021-2022学年高二上学期期中考试物理试题含答案

太原市2021~2022学年第一学期高二年级期中质量监测

物理试卷

（考试时间：上午10：30—12：00）

说明：本试卷为闭卷笔著，答题时间90分钟，满分100分。

第I卷（选择题  共45分）

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。请将正确选项前字母标号填入下表内相应位置。

1.用金属箔做成一个不带电的细小圆筒，放在干燥的绝缘桌面上。用丝绸摩擦过的玻璃棒慢慢靠近圆筒，当距离较近时圆筒被吸引到玻璃棒上，如图所示。下列说法正确的是

A.摩擦使玻璃棒带了负电荷

B.玻璃棒靠近圆筒时，圆筒上部感应出正电荷

C.圆筒被吸引到玻璃棒的过程中，受到的静电力大于其重力

D.圆筒碰到玻璃棒后，玻璃棒所带电荷会被中和

2.如图，某科技馆的静电表演台上，体验者站在了一个接地金属笼中，一位工作人员手持50KV的高压放电杆靠近金属笼，当与笼壁间距接近30cm时，放电杆与笼壁间会产生强烈的电弧，而此时笼中的体验者即使手摸笼体内部也安然无恙。则在放电杆放电时

A.笼体上感应电荷在笼体内激发的电场强度处处为零

B.放电杆在笼体内激发的电场强度处处为零

C.笼体表面及其内部任意位置的电场强度均为零

D.笼体是一个等势体，内部任意两点间的电势差均为零

3.如图是等量异种点电荷、等量同种正点电荷、负点电荷、正点电荷电场的电场线，其中，等量同种、等量异种点电荷电场中的A、B两点关于两电荷连线的中点O对称，则A、B两点电场强度相同的是

A  B  C  D

4.真空中有两个静止的点电荷q1、q2，相距R，它们间相互作用的静电力的大小为F。若它们的带电量分别变为2q1、4q2，而距离增大为原来的4倍，则它们间的静电力的大小将变为

A.     B.     C. 2F    D. 8F

5.如图的滑动变阻器中A、B是电阻丝的两个接线柱，C、D是金属杆的两个接线柱。滑动变阻器接入电路的方法有两种，把A和B接线柱接人电路中，在A、C间接入用电器，这种接法叫分压接法。关于分压接法，下列操作与现象正确的是

A.为保证用电器安全，闭合开关前，滑片P应滑到B端

B.当P由A向B移动时，用电器两端的电压将逐渐变大

C.当P由B向A移动时，用电器两端的电压将逐渐变大

D.若在A、D间接入用电器，则闭合开关前，滑片P应滑到B端

6.如图是某电场中的电场线，A、B、C是电场中的三点，它们位于等腰三角形的三个顶点上，其中，。已知A点的场强为EA、B点的场强为EB、C点的场强为EC；电荷量为q的正试探电荷在A点的电势能为EpA、在B点的电势能为EpB、在C点的电势能为EpC。则下列说法正确的是

A.

B.

C. A、B两点间的电势差等于

D. A、C两点间的电势差等于

7.2020年，“救命神器”——自动体外除颤仪（AED），被山西省人民政府列为在人流密集场所配置的设备项目之一。AED，是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，刺激患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次除颤器的模拟治疗，该除颤器的电容器电容为15μF，充电至3.0kV的电压，如果电容器在0.9ms的时间内完成放电，则本次实验通过人体的电荷量及江放电的平均电流分别为

A.0.045C，50A  B.0.045C，5A  C.45C，5A  D.45C，50A

8. A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力的作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，这一过程中的v-t图像如图甲所示，则此电场的电场线分布可能是图乙中的

A                  B                   C                   D

乙

9.两条长度相同、由同种材料制成的均匀电阻丝a、b，其伏安特性曲线分别如图所示，下列判断中正确的是

A.电阻丝a的直径是b直径的0.3倍

B.将a、b并联后，其I-U图线位于a、b之间

C.将a、b串联后接入电路，a两端电压是b两端电压的倍

D.将a、b并联后接入电路，通过a、b的电流之比为6：5

10.如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点的电势分别为2V、7V和12V，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法中正确的是

A.匀强电场的电场强度方向由A指向C

B.匀强电场的电场强度大小为

C. DE两点间的电势差为10V

D.将电荷量为的质子由B点移到F点，电场力做功为

二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。

11.定义式和决定式反映了人们对自然界认识的不同层次，定义式侧重描述客观世界，刻画自然界是怎样的；决定式则侧重对客观世界的因果解释，解释自然界为什么是这样的。关于定义式和决定式，下列说法正确的是

A. 是定义式，它适用于任何电场

B. 是决定式，它只适用于真空中点电荷产生的电场

C. 是决定式，它只适用于匀强电场

D. 是定义式，它不适用于平行板电容器

12.如图，真空中有三个点电荷，带电量分别为、、，固定在边长为L的等边三三角形的三个顶点A、B、C上。对的静电力大小为，对的静电力大小为，、对的静电力的合力大小为F，则下列说法正确的是

A. 在处产生的电场强度大小为

B. 在处产生的电场强度大小为

C. 与在，处产生的电场强度大小为

D. 与在，处产生的电场强度方向与F的方向相同

13.如图所示，虚线是电场中的一簇等势面，相邻等势面间电势差均相等。AB直线是其中的一条电场线，CD曲线是某试探电荷在该电场中的运动轨迹。下列说法正确的是

A. A、B两点电场强度的大小关系是

B. A、B两点电势的关系是

C.该试探电荷在C点的动能大于在D点的动能

D.该试探电荷由C点运动到D点的过程中静电力做正功

14.在x轴上A、B两点处分别有点电荷Q1和Q2，A、B之间连线上各点的电势如图所示。P是图线与x轴的交点，且AP>PB，取无穷远处电势为零，则

A. Q1和Q2是等量异种点电荷

B. P点的电场强度为零

C.负试探电荷在AP间与PB间受静电力方向相同，均沿x负方向

D.负试探电荷在AP间的电势能小于它在PB间的电势能

15.图甲中，U为电压可变的电源，电阻R的值为1.0kΩ，与之并联的二极管的ID-U图线如图乙所示。当电源电压由1.0V逐渐增大，使得电阻R的电流变为原来的1.5倍时，下列说法

         甲             乙

A.电源的电压等于1.5V

B.通过二极管的电流变为原来的1.5倍

C.通过二极管的电流大于原来的2倍

D.二极管的电阻是原来的倍

第II卷（非选择题  共55分）

三、实验题：本题包含2小题，共18分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。

16.（6分）

中图是观察电容器充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V，S是单刀双掷开关，A为灵敏电流计，C为平行板电容器。

甲                           乙

（1）当开关S接           时（选填“1”或“2”），，平行板电容器充电，流经电流计的电流方向       （选填“从左向右”或“从右向左”）；

（2）将电流计换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间的变化关系如图乙所示。已知图线与横轴所围的面积约40个方格，可估算出该电容器的电容为          F。

17.（12分）

为测量一段由新材料制成的合金丝的电阻率，小李同学进行了实验；其主要步骤如下：

（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径D，结果如图甲所示，则D=          mm；

甲                         乙

（2）用多用电表的“10”电阻挡测此合金丝的电阻，发现指针偏转角度过大，则应将倍率开关置于“       ”（选填“1”、“100”或“1k”）挡。重新测量前，必须进行的操作是                            ；

（3）为比较精确地测量合金丝的电阻，该同学设计了图乙所示的电路。根据多用电表的测量结果，他发现其电阻更接近电流表的内阻，故测量时应将a接          （选填“b”或“c”）；

（4）正确连接电路后，调节滑动变阻器触头的位置，发现当电流表的示数为I时，电压表的示数为U，则合金丝电阻的表达式为R=          ；（用物理量的符号表示）

（5）已知合金丝的长度为L、则其电阻率的表达式为=          （用物理量的符号表示）。

四、计算题：本题包含4小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

18.（8分）

如图为匀强电场的电场线，其方向未知。将带电荷量的正试探电荷由A点沿直线移至B点，静电力做功。已知A、B间的距离为，AB与电场线间的夹角为，求：

（1）A、B两点间的电势差UAB；

（2）该匀强电场的电场强度E。

19.（8分）

如图所示，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为Ig=200μA、内阻为Rg=500Ω。图中电阻箱的示数为10.0Ω。现将MN接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，求：

（1）M、N两端的电压；

（2）改装好的新电表的量程。

20.（10分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。

A.如图所示，电源电压恒定为U=12V，定值电阻R1=10Ω、R2=30Ω；两平行金属板水平放置，虛线到两极板距离相等，极板长L=3cm、两极板的间距d=1cm。现闭合S，稳定后让电子沿图中虚线以的速度射入平行板间。求：（电子电量、质量。不考虑电子所受重力）

（1）两金属板间的电压；

（2）判断电子能否穿过平行金属板。

B.串列加速器能将粒子加速两次，其结构如图所示。A、B、C极板竖直等距，A、C极板接地，B接高压正极。某负一价的离子在A极板中央处，由静止开始在AB间静电力的作用下水平向右加速运动，经过B极板中心处的剥离膜时被剥除两个电子转为正一价离子，正离子在BC间沿中央线加速向C极板运动，之后沿着束流管的中心进入束流管。已知B极板与A、C极板间的电势差均为U、间距均为d，离子到达C极板的速度大小为v，不计离子经过剥离膜前后的动能损失。（不考虑离子受到的重力及质量的变化，将极板间视为匀强电场）

（1）求该一价离子的比荷。

（2）实际上，离子经过剥离膜时会偏离原来的运动方向，动能也会有损失。若该一价离子经过剥离膜时运动方向改变了，速率变为原来的1%，则束流管的直径至少多大时才能收集到该类型的离子？

21（11分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。

A.如图所示，竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管ABC，直径AC水平；圆心为O、半径为R，O处固定有一点电荷。将质量为m、带电量为的小球从A点由静止释放，小球从细管内滑到最低点B时对管壁恰好无压力。已知静电力常量为k，重力加速度为g，求：

（1）小球运动到B点时速度的大小；

（2）点电荷的电性及电荷量。

B.如图甲所示，t=0时，质量为m、带电量为q的微粒以水平初速度v0射入水平放置的两平行金属板间，两板间电场强度的变化规律如图乙所示。0~内微粒做匀速直线运动，T时刻微粒恰好从金属板间飞出。已知微粒运动过程中未与金属板接触，将g、m、q、v0、T视为已知量，求：

        甲                  乙

（1）电场强度E0的大小；

（2）微粒飞出金属板间时速度的大小和方向；

（3）静电力对微粒做的功。