2022-2023学年广东省实验中学高二上学期期中段考物理试题（解析版）

广东省实验中学2022-2023学年高二上学期期中段考物理试卷

试卷说明：试卷共4页，共15小题，满分100分，考试用时75分钟。

一、单选题

1．如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则（　　）

A．P和Q都带正电荷 B．P和Q都带负电荷

C．P带正电荷，Q带负电荷 D．P带负电荷，Q带正电荷

2．图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，、是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（　　）

A．点的电势比点的低 B．点的电场强度比点的小

C．液滴在点的加速度比在点的小 D．液滴在点的电势能比在点的小

3．如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为、、、．一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则

A．直线a位于某一等势面内，

B．直线c位于某一等势面内，

C．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功

D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功

4．三个带电小球、和被固定在等边三角形的三个顶点上，小球所受库仑力的合力的方向平行于、的连线。设小球、所带电荷量的比值的绝对值为，则（　　）

A．、的电荷同号， B．、的电荷异号，

C．、的电荷同号， D．、的电荷异号，

5．如图，带电的平行板电容器两金属板间形成匀强电场，一带电粒子在两板间恰好能沿水平线AB运动，若将下极板平移到图中虚线位置，该粒子（　　）

A．仍沿直线AB运动      B．偏离直线AB向上运动

C．偏离直线AB向下运动     D．所受的合力减小

6．在图所示的电路中，当滑动变阻器的触片向a端移动时（　　）

A．安培表A的读数增大 B．电压表V的读数减小

C．电容C的电荷量增大 D．电阻消耗的电功率增大

7．如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称。忽略空气阻力。由此可知（　　）

A．Q点的电势比P点低

B．油滴在Q点的动能比它在P点的大

C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大

D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小

二、多选题

8．一电子（电荷量大小为e，质量为m）由静止释放，经U1的加速电压加速后，沿平行于板面方向进入匀强电场。如图所示，两板相距为d，板长为l，极板间的电压为U2。电子射出偏转电场时速度偏转角为θ，偏移的距离为y。则下列选项正确的是（　　）

A．偏转电场中电场线竖直向上 B．加速电场中左极板电势较低

C． D．

9．离地面高度5.0×104m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V。已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则（　　）

A．该大气层的等效电阻约为600Ω

B．该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 A

C．该大气层的平均电阻率约为1.7×1012Ω·m

D．该大气层的平均电阻率约为1.7×108Ω·m

10．四个带电粒子的电荷量和质量分别、、、它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行，不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是（　　）

A．  B．   C． D．

三、实验题

11．通过实验测量某金属丝的电阻率。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量示数如图1所示，可得金属丝直径的测量值___________；

（2）将该金属丝绕在陶瓷管上，电阻值约为。除了开关、若于导线之外还提供了以下实验器材：

直流电源：输出电压为和

电流表：量程，内阻约为量程，内阻约为

电压表：量程，内阻约为量程。内阻约为

滑动变阻器：最大阻值为

为较准确测量该金属丝的阻值，某同学用所给器材组成实验电路，如图2所示。图中的、、三条导线中有一条连接有误，该导线是___________（填写导线编号）；

（3）正确连接后，闭合开关前，应该把滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的___________（填“左端”或“右端”）：

（4）图3所示电压表的示数为___________；

（5）某同学用游标卡尺测量他的钢笔直径时示数如图4所示，则钢笔直径测量值为______；

（6）若测得金属丝的长度为，直径为，电压表示数为，电流表示数为，不考虑电流表和电压表内阻的影响，则金属丝的电阻率___________。

12．某同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材和参考电路：

电压表（量程，内阻约）             电压表（量程，内阻约）

电流表（量程，内阻约）          电流表（量程，内阻约）

滑动变阻器（最大阻值）                 滑动变阻器（最大阻值）

开关，导线若干

A．    B．

（1）电压表选，电流表选，滑动变阻器选____________（填写或）。

（2）选用合适器材后，应选择____________（填写A或B）电路进行测量。

（3）电压表示数为__________；

（4）另外一个同学为了减小偶然误差设计了下图的测量电路，定值电阻的阻值为，将测得的数据在坐标纸上描点如图。求出电动势E为_________，内阻r为________（小数点后保留两位）。

四、解答题

13．人体的细胞膜内外存在电势差（膜电位差）约U＝35mV，细胞膜厚度约．细胞膜有选择地让钾或钠离子通过，以保持细胞内、外的电势差和渗透压．当一个一价的钠离子（电荷量），从图中的A到B通过细胞膜时（细胞膜内的电场看作匀强电场，且电势关系为＞）求：

（1）它受到的电场力多大？

（2）电场力做功是多少？

（3）电势能是增加还是减少？改变了多少？

14．相距d=0.1m水平放置的平行金属板a和b，且中央有孔，为其提供电压的电路如图所示，且已知电源的电动势为E=24V，内阻为r=5Ω，分压电阻为R2=100Ω，现闭合电键S，当电流达到稳定后，将带电荷量为q=1.0×10－7C、质量为m=6.0×10－7kg的液滴从小孔正上方h=0.1m高处无初速滴下，为使液滴刚好不落在b板上，g取10m/s2.求：

(1)R2两端的电压；

(2)滑动变阻器R1接入电路的有效阻值.

15．如图所示，水平放置的两平行金属板A、B相距为d，电容为C，开始两板均不带电，A板接地且中央有孔。现将带电荷量为q、质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h高处无初速度地滴下，当前一滴液滴落到B板后，下一滴液滴才开始下落。液滴落到B板后电荷全部传给B板。试求：

① 第几滴液滴落到B板后，下一滴在A、B间可能做匀速直线运动？

② 能够到达B板的液滴不会超过多少滴？

参考答案

1．D

【解析】AB．受力分析可知，P和Q两小球，不能带同种电荷，AB错误；

CD．若P球带负电，Q球带正电，如下图所示，恰能满足题意，则C错误D正确，故本题选D．

2．D

【解析】A．高压电源左为正极，则所加强电场的场强向右，而沿着电场线电势逐渐降低，可知点的电势比点的高，故A错误；

B．根据电场方向跟等势线的关系可知，等势线密的地方，电场线也比较密，因为a处的等势线较密，所以点的电场强度比点的大，故B错误；

C．液滴的重力不计，根据牛顿第二定律可知，液滴的加速度为

可得液滴在点的加速度比在点的大，故C错误；

D．液滴在电场力作用下向右加速，则电场力做正功，动能增大，电势能减少，即液滴在点的电势能比在点的大，故D正确。

故选D。

3．B

【解析】电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，从M到N，电场力对负电荷做负功,说明MQ为高电势，NP为低电势．所以直线c和d都是位于某一等势线内，但是，，选项A错，B对．若电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，选项C错．电子作为负电荷从P到Q即从低电势到高电势，电场力做正功，电势能减少，选项D错．

4．D

【解析】小球所受库仑力的合力的方向平行于、连线，可知、的电荷异号

解得

故选D。

5．A

【解析】移动下极板过程中，电容器电荷量Q不变，根据，，可得

则可知，若将下极板平移到图中虚线位置，两极板间的电场强度不变，则带电粒子受力不变，则该粒子仍沿直线AB运动。

故选A。

6．C

【解析】B．当滑动变阻器的滑动触片向a端移动时，变阻器有效电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，电源内电压减小，则路端电压增大，所以伏特表V的读数增大，选项B错误；

A．根据串联电路分压特点可知，电路中并联部分分压增大，通过的电流增大，而总电流减小，所以通过电流表的电流减小，即安培表A的读数减小，选项A错误；

C．由于并联部分电压增大，电容器板间电压增大，则Q=CU可知，电容C的电荷量在增大，选项C正确；

D．总电流减小，则电阻消耗的电功率减小，选项D错误。

故选C。

7．B

【解析】A．由于负电荷所受重力方向向下，而到达P点时其竖直方向的速度减为零，故其所受电场力的方向竖直向上，又负电荷在电场中所受电场力的方向与该点场强方向相反，故该匀强电场的方向竖直向下，由于沿电场线方向电势降低，故两点中P点电势最低，即：Q点的电势比P点高，A错误；

B．由于油滴先向下减速，后向上加速，故电场力大于重力，故从P到Q，合力对其做正功，动能增大，故油滴在Q点的动能比它在P点的大，B正确；

C．同理从P到Q，电场力对其做正功，其电势能减小，故油滴在Q点的电势能比它在P点的小，C错误；

D．由于油滴所在电场为匀强电场，故所受的电场力为恒力，所受合力为恒力，故加速度处处相等，D错误。

故选B。

8．BC

【解析】A．由题图可知电子在偏转电场中所受电场力竖直向上，所以偏转电场中电场线竖直向下，故A错误；

B．由题图可知电子在加速电场中所受电场力水平向右，所以加速电场的方向为水平向左，根据沿电场方向电势降低可知加速电场中左极板电势较低，故B正确；

CD．设电子经过加速后获得速度大小为v1，根据动能定理有

   ①

电子在偏转电场中的加速度大小为

   ②

电子在偏转电场中的运动时间为

   ③

根据运动学规律可得

   ④

根据类平抛运动规律的推论可得

   ⑤

联立①~⑤式解得

   ⑥

   ⑦

故C正确，D错误。

故选BC。

9．BC

【解析】AB．该大气层的平均漏电电流约为

该大气层的等效电阻为

故A错误，B正确；

CD．根据可得，该大气层的平均电阻率约为

故C正确，D错误。

故选BC。

10．AD

【解析】带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，加速度为

由类平抛运动规律可知，带电粒子的在电场中运动时间为

离开电场时，带电粒子的偏转角的正切为

因为四个带电的粒子的初速相同，电场强度相同，极板长度相同，所以偏转角只与比荷有关，前面三个带电粒子带正电，一个带电粒子带负电，所以一个粒子与另外三个粒子的偏转方向不同；粒子与粒子的比荷相同，所以偏转角相同，轨迹相同，且与粒子的比荷也相同，所以、、三个粒子偏转角相同，但粒子与前两个粒子的偏转方向相反；粒子的比荷与、粒子的比荷小，所以粒子比、粒子的偏转角小，但都带正电，偏转方向相同。

故选AD。

11．          b     左端     7.5     1.125    

【解析】（1）金属丝直径的测量值为

（2）b导线连接错误，应将其上端接至滑动变阻器的右下接线柱上。

（3）正确连接后，闭合开关前，应该把滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的左端，从而使闭合开关之后分压部分电路电压为从零开始变化。

（4）由图可知，电源使用12V，电压表选择量程为，分度值为0.5V，则读数为7.5V；

（5）游标卡尺的读数即钢笔的直径为

（6）根据欧姆定律有

根据电阻定律有

解得

12．          B     1.10V     1.48V     0.09Ω

【解析】（1）因为干电池的内阻较小，为了方便调节，故选择最大阻值较小的滑动变阻器，即选R2；

（2）选择合适的仪器后，为了方便测量，电流表应采用相对于电源的外接法，误差较小，故选B；

（3）由题知，电压表选V1，量程为，分度值为0.1V，示数为1.10V；

（4）用直线将各点连接，作出图象如图所示

由图示电路图和闭合电路的欧姆定律得

由图示图象可知，图线纵截距即为电源电动势

根据图象斜率的绝对值可知

则电源内阻为

13．（1）；(2)； (3) 减少

【解析】（1）根据F=qE，及，代入数据可得

（2）根据W=qU代入数据可得

W=5.6×10-21J

（3）电场力做正功，电势能减小，减少5.6×10-21J

14．(1)12V（2）95Ω

【解析】(1)液滴从开始刚好能到b板附近，对此过程应用动能定理：

（或；）

解得：ab两板电压(即为R1两端分压)=12V

(2)当R两端分压为U时，由闭合电路欧姆定律得：

对于部分电路R2，

解得:=95Ω

15．① ；②

【解析】①设第n+1滴恰在A、B间做匀速直线运动，则这时电容器的带电量为nq，对第n+1滴液滴，根据它的受力平衡得

电场强度为

解得

②当能够到达B板的液滴增多时，电容带电量Q增大，两板间电压也增大；当某带电液滴到达B板速度恰好为零时，该液滴将返回，在OB间往复运动。设能够到达B板的液滴不会超过，由动能定理有

则有

解得