2022乌鲁木齐四中高二上学期期中考试物理试题含解析

乌鲁木齐市第四中学上学期阶段性诊断测试高二物理试题

（满分：100分 考试时间：80分钟）

第Ⅰ卷

一、单选题（4*8=32分）

1. 在如图所示的电场中，实线是电场线，虚线是等势面，且AB=BC，电场中A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB和BC两点间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系不正确的是（　　）

A. φA>φB>φC B.  EA＜EB＜EC C. UAB＜UBC D. 若φA=8V，φC=2V，则φB＜5V

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．A、B、C三点处在一根电场线上，根据沿着电场线的方向电势逐渐降落，故有φA>φB>φC，故A正确；

B．由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为EA＜EB＜EC ，故B正确；

CD．电场线密集的地方电势降落较快，由

U=Ed

知：UAB＜UBC，所以若φA=8V，φC=2V，则φB>5V 。故C正确D错误。

故选D。

2. 一个电量为的负电荷从电场中A点移至B点，电场力做功；从C点移至D点电场力做功。已知C点比B点电势高，且A、B、C、D四点在同一条电场线上，则下列图中正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A与B间的电势差为

则A的电势低于B的电势，；

而C与D间的电势差为

则C得电势高于D的电势，；又由题，C点比B点电势高3V，即，所以电势从高到低的顺序是：C、B、A、D；而沿着电场线电势逐渐降低，故各点正确的分布图只有C正确；

故选C。

3. 如图所示，A、B为两个等量正点电荷，在其连线中垂线上的P点放一个负点电荷q（不计重力），负点电荷由静止释放后，下列说法中正确的是（　　）

A. 点电荷在从P点到O点的运动过程中，加速度越来越大，速度越来越大

B. 点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值

C. 点电荷在从P点到O点的运动过程中，加速度越来越小，速度越来越大

D. 点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零

【答案】B

【解析】

【详解】根据等量同种电荷周围的电场分布规律可知，O点电场强度为零，距离O点无穷远处电场强度也为零，所以从无穷远处到O点的电场强度先增大后减小，而由于P点的具体位置未知，所以点电荷在从P点到O点的运动过程中，速度越来越大，但加速度可能越来越小，也可能先增大后减小，当点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值，同理可知点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度可能先增大后减小，也可能一直增大，直到粒子速度为零。综上所述可知B正确，ACD错误。

故选B

4. 如图所示，图1为一电动机，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图2所示，已知电流表读数在0.2 A以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（　　）

A. 电路中的电源电动势为3.6 V

B. 电动机的电阻为2 Ω

C. 此电路中，电动机的最大输出功率为0.9 W

D. 变阻器的最大阻值为32 Ω

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．由电路图甲知，电压表测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线表示的电压与电流的关系，此图线的斜率大小等于电源的内阻，为

当电流 I=0.1A时，U=3.6V，则电源的电动势

A错误；

B．由图可知，电动机的电阻

B错误；

C．当时，，电动机输出功率最大，最大为

C错误；

D．当时，电路中电流最小，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以

D正确。

故选D。

5. 如图所示，图线1表示电阻为R1的导体A的伏安特性曲线，图线2表示电阻为R2的导体B的伏安特性曲线，则下列说法正确的是（　　）

A. R1：R2=3：1

B. 把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻R2

C. 将R1与R2串联后接于电源上，则电流I1>I2

D. 将R1与R2并联后接于电源上，则电流I1>I2

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．由I-U图线的斜率表示电阻的倒数，所以

R1：R2=1：3

A错误；

B．把A拉长为原来的3倍后，其横截面积变为原来的，由可知，其电阻变为原来的9倍，不等于B的电阻R2，B错误；

C．将R1与R2串联后接于电源上，由于是串联电路，则电流

I1=I2

C错误；

D．将R1与R2并联后接于电源上，并联电路电压相等，电流与电阻成反比，则电流

I1>I2

D正确。

故选D。

6. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（　　）

A. 带电油滴一直处于静止状态

B. P点的电势将升高

C. 带电油滴的电势能将增大

D. 电容器的电容减小，极板带电量将增大

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．开始时带电油滴所受电场力与重力平衡，将上极板竖直向上移动一小段距离后，极板间距离d增大，而极板间电势差U不变，根据

可知极板间电场强度E减小，所以油滴所受电场力减小，则合外力将变为竖直向下，即油滴将竖直向下做匀加速运动，A错误；

B．设P点到下极板的距离为h，则P点电势为

由于下极板始终接地，则其电势不变，又因为E减小，h不变，所以降低，B错误；

C．带电油滴所受电场力竖直向上，所以带负电，将上极板竖直向上移动一小段距离后，油滴将向下运动，电场力对油滴做负功，油滴电势能将增大，C正确；

D．平行板电容器决定式为

由于d增大，所以C减小。根据

可知极板带电量将减小，D错误。

故选C。

7. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带负电，电荷量均为q，c带正电。整个系统置于方向水平的匀强电场中，三个小球均处于静止状态。已知静电力常量为k，则匀强电场场强的大小和方向（　　）

A. ，方向垂直ab远离c B. ，方向垂直ab指向c

C. ，方向垂直ab远离c D. ，方向垂直ab指向c

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】对球c分析，设其电荷量为Q，其受a、b引力的合力为

方向垂直ab远离c。

因为球c处于平衡状态，故其受电场力与a、b引力的合力等大反向，即

故

因为球c带正电，受电场力方向与电场强度方向相同，故电场强度方向垂直ab指向c。

故选B。

8. 一带负电小球在从空中的a点运动到b点的过程中，受重力、空气阻力和电场力作用，重力对小球做功3.5J，小球克服空气阻力做功0.5J，电场力对小球做功1J，则下列说法正确的是（　　）

A. 小球在a点的重力势能比在b点小3.5J B. 小球在a点机械能比在b点大0.5J

C. 小球在a点的电势能比在b点大1J D. 小球在a点的动能比在b点大4J

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．小球在a点运动到b点，重力做3.5J的正功，所以重力势能减少了3.5J，所以小球在a点的重力势能比在b点多3.5J，故A错误；

B．根据功能关系可知，重力之外的力对物体做功等于物体机械能的变化量，所以小球从a点到b点机械能变化

即增加了0.5J，小球在a点机械能比在b点少0.5J，故B错误；

C．电场力做正功，电势能减少，所以小球在a点的电势能比在b点大1J。故C正确；

D．根据动能定理可得

所以小球从a点到b点动能增加4J，故D错误。

故选C。

二、多选题（4*4=16分）

9. 如图所示，两个相同的小球带等量的异种电荷处在同一竖直向下的匀强电场中，二者在同一条竖直线上（甲球在上、乙球在下）先后以相同的初速度水平向右抛出，最后落在水平面上，轨迹如图中的虚线所示，不计空气阻力和两小球间的库仑力，下列说法正确的是（　　）

A. 乙球在空中运动的时间较长 B. 甲球带正电

C. 乙球带正电 D. 乙球落地时的速度较大

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】A．两小球在水平方向做的是匀速直线运动，由于甲、乙两小球以相同的初速度水平抛出，甲球水平位移小，说明甲球在空中运动的时间短，乙球水平位移大，乙球在空中运动的时间长，所以A正确；

BC．两小球在竖直方向做的是初速度为零的匀加速直线运动，甲球竖直方向的位移大，运动时间短，可得出甲球竖直方向的加速度大，说明甲球带正电，B项正确，C项错误；

D．再根据甲球竖直方向加速度大、位移大，甲球落地时竖直方向的速度也大，水平速度两个小球相同，所以落地时甲球的速度大，乙球速度小，D项错误。

故选AB。

10. 有一匀强电场的方向平行于平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，、分别垂直于x轴、y轴，其中a、b、c三点电势分别为4V、8V、10V，有一电荷量为的点电荷在该电场中运动，下列判断正确的是（　　）

A. 电场的方向由a点指向b点

B. 坐标原点O的电势为6V

C. 该点电荷在c点的电势能为

D. 该点电荷仅在该电场作用下从a点移到d点的过程中，其动能增大

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．根据几何关系可知abcO构成一平行四边形，所以有

解得坐标原点O的电势为

又由于dO与Oa长度相等，所以

解得d点电势为

所以b、d连线为一条等势线，电场强度方向垂直于等势线并指向电势低的方向，所以电场的方向由b点指向a点，故A错误，B正确；

C．该点电荷在c点的电势能为

故C错误；

D．该点电荷仅在该电场作用下从a点移到d点的过程中，其电势能减小，根据能量守恒定律可知其动能增大，故D正确。

故选BD

11. 如图示，A、B为两块平行带电金属板，A带负电，B带正电且与大地相接，两板间P点处固定一负电荷，设此时两极板间的电势差为U，P点场强大小为E，电势为φP，负电荷的电势能为Ep，现将A、B两板水平错开一段距离（两板间距不变），下列说法正确的是（　　）

A. U变大，E变大 B. U变小，φP变小

C. φP变小，Ep变大 D. φP变大，Ep变小

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】电容器带电量一定，则根据

将A、B两板水平错开一段距离，可知相对面积S减小，则场强E变大，根据

U=Ed

可知，两板间电势差U变大；根据

U=Ed

可知，P点与正极板B的电势差变大，则P点的电势降低，负电荷在P点的电势能Ep变大。

故选AC。

12. 如图所示，三条虚线分别表示电场中的三个等势面，且相邻等势面之间的电势差相等；实线为一电子仅在电场力作用下的运动轨迹，M、N分别是轨迹与1、3等势面的交点，下列说法正确的是（　　）

A. 1、3等势面之间区域，右端的电场强度大

B. 三个等势面中，1的电势最高

C. 电子在M点时的电势能比在N点时的大

D. 电子通过M点时的动能比通过N点时的大

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．1、3等势面之间区域，右端等势面密集，则电场线也密集，则电场强度大，故A正确；

B．由合力指向轨迹凹面，则电子所受的电场力大致向下，则电场线由3指向1，沿电场线电势降低，可知3的电势最高，故B错误；

CD．由N到M电场力做负功，电势能变大，动能减小，即电子在M点时的电势能比在N点时的大，电子通过M点时的动能比通过N点时的小，故C正确，D错误。

故选AC。

第II卷（非选择题）

三、实验题

13. 某同学欲测量一阻值大约为，粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：

A.电源E（电动势为6.0V）

B.电压表V（量程为0~6V，内阻约为）

C.电流表（量程为0~0.6A，内阻约为）

D.电流表（量程3A，内阻约）

E.滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A）

（1）用游标卡尺测得该材料的长度L为60.20毫米。用螺旋测微器测得该材料的直径D如图乙所示，读数______mm；

（2）测量导电材料的电阻时，为了便于调节，测量尽可能地准确，实验中所用电流表应选用______（填所选仪器前的字母符号），选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上；（      ）

（3）设测得导电材料的电阻为R，导电材料的长度为L，导电材料的直径为D，求得导电材料的电阻率为______（用R、L、D三个物理量表述）。

【答案】    ①. 0.731    ②. C    ③. 图见解析    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数D=0.5mm+0.01mm×23.1=0.731mm

（2）[2][3]待测电阻的最大电流

因此选择电流表选C，滑动变阻器阻值较小，用分压式接法，待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示

（3）[4]根据电阻定律

解得

四、解答题（共44分）

14. 如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长为l＝0.40m的绝缘细线把质量为m＝0.20kg，带有q＝6.0×10-4C正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ＝37°  （g取10m/s2） 。求：

（1）电场强度的大小E；

（2）若取O点电势为零，小球在B点的电势能为多大；

（3）将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，小球通过最低点C时细线对小球拉力F的大小；

【答案】（1）；（2）；（3）F=3N

【解析】

【分析】

【详解】（1）小球静止时，根据平衡条件

解得

（2）根据电场强度与电势差的关系有

解得

小球在B点的电势能

（3）小球由A到C过程中，根据动能定理

小球最低点时，根据牛顿第二定律和向心力公式

解得

15. 两个相同的金属小球，一个带的电荷量为，另一个带的电荷量为。

（1）两球相距50cm时，它们之间的静电力有多大？

（2）把两球接触，分开后使他它们仍相距50 cm，它们之间的静电力有多大？（静电力常量）

【答案】（1）8.64×10-11N；（2）3.6×10-12N

【解析】

【分析】

【详解】（1）由库伦定律

代入数据得

（2）两球接触后再分开，两球所带的电荷量均为

则静电力为

代入数据得

16. 如图所示，电源电动势，内阻，电阻，电容器的电容。开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试求：

（1）S断开时，两端的电压；

（2）S合上电路稳定后电容器两端的电压；

（3）这一过程中通过电流表的电荷量和流过电流表的电流方向（回答向上或向下）。

【答案】（1）3V；（2）1.9V；（3）1.96×10-5C，流过电流表的电流方向向上

【解析】

【分析】

【详解】（1）S断开，C相当于断路，R3中无电流，R2两端电压

（2）S合上电路稳定后R1与R2串联后再与R3并联，C两端电压即R1两端电压，外电路总电阻为

电容器的电压为

（3）S断开时，电容器的带电量

且上极板带正电，下极板带负电。

S闭合时，电容器的带电量

且上极板带负电，下极板带正电。所以，这一过程中通过电流表的电荷量为

流过电流表的电流方向向上

17. 如图所示，电路中C、D两点间电压为U。水平放置的平行金属板A、B间的距离为d=0.5m，板长为L=1.0m。在A板的左端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m=5.0×10－3kg、电荷量为q=-2.0×10－2C的小液滴以初速度v0=5m/s水平向右射入两板间，已知重力加速度为g=10m/s2，求：

（1）若使液滴能沿v0方向匀速射出电场，C、D两点间电压U1应为多大；

（2）若使液滴恰好能从B板右端边缘射出电场，C、D两点间电压U2应为多大。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）若液滴能沿v0方向匀速射出电场，则由平衡条件有

又因为

联立两式，代入数据求得

（2）若使液滴能从B板右端边缘射出电场，则有

联立以上三式，代入数据求得