2024-2025学年北京市育才学校高二（上）期中物理试卷（选考）（含答案）

这是一份2024-2025学年北京市育才学校高二（上）期中物理试卷（选考）（含答案），共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下面物理量中均属于标量的是( )
A. 电场强度、电势差B. 电场力、电势能C. 电容、库仑力D. 电动势、电流强度
2.真空中两个点电荷分别带同种电荷，电荷量为Q1，Q2(Q1≠Q2)，相距为r时的库仑力为F，现将它们的电量均增为原来的2倍，间距也增为原来的2倍，此时库仑力为( )
A. 4FB. F4C. FD. 16F
3.如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列说法正确的是( )
A. a、c两点的场强相等
B. b、c两点的场强相等
C. a、b两点的电势相等
D. b、c两点的电势相等
4.A、B是一条电场线上的两个点，一带正电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度—时间图象如图所示。则这一电场可能是下图中( )
A. B.
C. D.
5.一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )
A. 0.10VB. 0.20VC. 0.30VD. 0.40V
6.在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关S，电灯L正常发光。两块电表均为理想电表。在滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变小 B. 电源的总功率变大
C. 灯泡L的亮度变大 D. 电压表的示数变大
7.示波管是示波器核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的P点出现亮斑，如图所示。则此时( )
A. 电极X和Y应带正电B. 电极X′和Y应带正电
C. 电极X′和Y′应带负电D. 电极X和Y′应带正电
8.如图所示，两个不带电的导体A和B彼此接触，起初它们不带电。手握绝缘手柄，把带正电的导体C置于A附近。下列说法正确的是( )
A. 此时A电势低，B电势高
B. 先把A、B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
C. 先用手摸一下B后再移开C，A、B均带正电
D. A、B分开后，若A带上了−1.0×10−8C的电荷，则B一定带上了+1.0×10−8C的电荷
9.某同学通过实验，描绘出了两个电阻R1、R2的伏安特性曲线。如图所示，两条图线交于P点，R2的图像在P点的切线与纵轴的交点坐标为0.4。下列说法正确的是( )
A. R1的电阻为0.5Ω
B. R2的电阻随电压的增大而减小
C. 当U=1V时，R2与R1的电阻相等
D. 当U=1V时，R2的电阻为2.5Ω
10.利用电流传感器测量电容器电容的实验电路图如图甲所示。电源电动势E=8V，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电。电流传感器将电流变化的信息传入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的I−t曲线如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 图乙中紧靠纵轴的狭长矩形的面积表示0.2s内电容两端增加的电压
B. 根据图乙，可以计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量Q
C. 只更换电阻R，图像下面所围的面积也会改变
D. 根据已知条件和图像，不能计算电容器的电容C
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
11.在如图所示的四种典型电场的情况中，电场中a、b两点的电场强度相同的是( )
A. 图(甲)中平行板电容器带电时，极板间除边缘附近外的任意两点a、b
B. 图(乙)中两个等量异号点电荷的连线上，与连线中点O等距的任意两点a、b
C. 图(丙)中离点电荷等距的任意两点a、b
D. 图(丁)中两个等量同号点电荷的连线的中垂线上，与连线中点O等距的任意两点a、b
12.在研究平行板电容器电容跟哪些因素有关的实验中，保持平行板电容器所带电荷量、极板的正对面积不变。则( )
A. 只在两极板间插入玻璃板，会使静电计张角增大
B. 只在两极板间插入玻璃板，会使静电计张角减小
C. 只把B板向右移，会使平行板电容器的电容变大
D. 只把B板向左移，会使两板间场强减小
13.如图所示，质子(11H)和氦核(24He)均从静止开始经AB间电势差为U1的加速电场后垂直进入CD间电势差为的偏转电场，两者离开偏转电场时的偏移距离为y，速度偏转的角度为θ。已知偏转电场两平行板间的距离为d，板长为L，质子和氦核的质量之比为1：4，电荷量之比为1：2，不计重力的影响。下列说法正确的是( )
A. 质子的偏移距离y较大B. 两粒子的偏移距离y相等
C. 氦核速度偏转的角度θ较小D. 两粒子速度偏转的角度θ相等
14.智能扫地机器人是一种智能家用电器，能自动在房间内完成地板清洁工作，如今已慢慢普及，成为现代家庭的常用家电用品。如图为某款智能扫地机器人，其参数见表，工作时将电池内部化学能转化为电能的效率：η=80%，下列说法正确的是( )
A. 该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8.3ℎ
B. 该扫地机器人最多能储存的能量为4.32×105J
C. 该扫地机器人充满电后能工作3ℎ
D. 该扫地机器人充满电后能工作2.4ℎ
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.(1)用螺旋测微器测量圆柱体的直径，用游标卡尺测量圆柱体的长度。分别如图甲和乙所示。

圆柱体的直径D为______mm，长度L为______mm。
(2)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6Ω、粗细均匀金属丝的电阻率。实验小组的同学采用图1所示的电路图，用伏安法测金属丝的电阻R，现有电源(电源两端电压保持3V不变)，开关导线若干，以及下列器材：
A.电压表V1(量程0～3V，内阻约3kΩ)
B.电压表V2(量程0～15V，内阻约15kΩ)
C.电流表A1(量程0～3A，内阻约0.025Ω)
D.电流表A2(量程0～0.6A，内阻约0.125Ω)
E.滑动变阻器R1(0～5Ω,3A)
F.滑动变阻器R2(0～1000Ω,0.5A)
①为减小测量误差，在实验中，电压表应选用______，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______。(三个空白处均选填各器材前的字母)
②图2是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图1的电路图，补充完成图2中实物间的连线。

③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= ______。
16.如图所示，为“用伏安法测量电阻”实验的部分电路。
①从理论上讲，用该电路得到的电阻测量值______(选填“大于”或“小于”)真实值。
②造成实验误差的原因，是电表内阻对测量结果的影响不能忽略，下列说法中正确的是______。
A.电流表的示数小于通过Rx的电流
B.电流表的示数大于通过Rx的电流
C.电压表的示数小于Rx两端的电压
D.电压表的示数大于Rx两端的电压
四、简答题：本大题共3小题，共27分。
17.在如图所示的匀强电场中，沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离d=0.20m。电荷量q=+1.0×10−8C的试探电荷放在电场中的A点，受到的静电力大小为F=2.0×10−4N。求：
(1)电场强度E的大小；
(2)试探电荷从A点运动到B的点过程中静电力所做的功W；
(3)若规定B点的电势为0，则A点的电势φA。
18.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。偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。
(1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v0；
(2)忽略电子所受重力，求电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy；
(3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势φ的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”φG的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。
19.某种金属板M受到一束紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的方向，速度大小也不相同。在M旁放置一个金属网N。如果用导线将M、N连起来，从M射出的电子落到N上后便会沿导线返回M，从而形成电流。已知电子质量为m，电子电荷量为e。
(1)若已知金属网N在时间t内接收的电子数为n，则电流表示数I为多少？
(2)现在不把M、N直接相连，而按图那样在M、N之间加电压，发现当M、N间的电压为U0时电流表中就没有电流。则被这束紫外线照射出电子的最大速度vm是多少？
(3)若已知U0=12.5V，M、N间的距离d=1cm，电子质量m=9.1×10−31kg，电荷量e=1.6×10−19C，重力加速度g=10m/s2。利用上述数据通过计算说明：分析电子在电场中的运动时，可以不考虑电子所受重力的影响。
五、计算题：本大题共1小题，共9分。
20.如图，电源电动势E=12V，内电阻r=0.5Ω。将一盏标有“8V，16W”字样的灯泡与一只线圈电阻为RM=0.5Ω的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光。求：
(1)通过电源的总电流多大？
(2)电源的输出功率是多少？
(3)电动机的机械功率是多少？
参考答案
1.D
2.C
3.C
4.D
5.D
6.B
7.A
8.D
9.C
10.B
11.AB
12.BC
13.BD
14.BD
41.4 A D E Uπd24IL
16.小于 B
17.解：(1)匀强电场的电场强度大小为：
E=Fq=2.0×10−41.0×10−8N/C=2.0×104N/C
(2)电荷q从A点运动到B点过程中静电力所做的功为
W=Fd=2.0×10−4×0.20J=4.0×10−5J
(3)A、B两点之间的电势差为：
UAB=Ed=2.0×104×0.20V=4000 V
UAB=φA−φB
解得：φA=4000V
答：(1)电场强度E的大小为2.0×104N/C；
(2)试探电荷从A点运动到B的点过程中静电力所做的功为4.0×10−5J；
(3)若规定B点的电势为0，则A点的电势为4000V。
18.解：(1)电子在加速电场中运动过程中，根据动能定理可得：eU0=12mv02−0
解得：v0= 2eU0m；
(2)电子在偏转电场中运动的加速度大小为：a=eUmd
电子在偏转电场中运动的时间为：t=Lv0
根据位移—时间关系可得：Δy=12at2
联立解得：Δy=UL24U0d；
(3)电场中某点电势ϕ定义为电荷在该点的电势能Ep与其电荷量q的比值，即φ=Epq
由于重力做功与路径无关，可以类比静电场电势的定义，将重力场中物体在某点的重力势能EGP与其质量m的比值，叫做“重力势”，
即φG=EGPm
电势φ和重力势φG都是反映场的能的性质的物理量，仅由场自身的因素决定，其大小与零势能面的选取有关。
答：(1)忽略电子所受重力，电子射入偏转电场时的初速度为 2eU0m；
(2)忽略电子所受重力，电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离UL24U0d；
(3)电势φ的定义式为φ=Epq，电势φ和重力势φG都是反映场的能的性质的物理量，仅由场自身的因素决定，其大小与零势能面的选取有关。
19.解：(1)根据电流的定义式可得：I=qt=net；
(2)根据动能定理可得：−U0e=0−12mvm2
解得：vm= 2U0em；
(3)电子受到的重力为：G=mg=9.1×10−31×10N=9.1×10−30N
电子受到的静电力：F=Eq=Ued=2×10−16N
代入数据解得：F=2×10−16N
由于：FG=2×10−169.1×10−30≈2×1013
电子在电场中运动时，受到的静电力远大于其重力，故电子的重力可以忽略不计。
答：(1)若已知金属网N在时间t内接收的电子数为n，则电流表示数为net；
(2)被这束紫外线照射出电子的最大速度vm是 2U0em；
(3)电子在电场中运动时，受到的静电力远大于其重力，故电子的重力可以忽略不计。
20.解：(1)灯泡刚好正常发光，则其电压U=8V
通过电源的总电流为
I=E−Ur=12−80.5A=8A
(2)电源的输出功率是P出=EI−I2r
解得：P出=64W
(3)通过灯泡的电流IL=PLUL=168A=2A
故通过电动机的电流IM=I−IL=8A−2A=6A
电动机的发热功率为P热=IM2RM
电动机的电功率为P=UIM
电动机的机械功率为P机=P−P热
联立解得：P机=30W
答：(1)通过电源的总电流为8A。
(2)电源的输出功率是64W。
(3)电动机的机械功率是30W。 产品名称
科沃斯地宝
尘盒容量
0.3L
清扫路线
自由式
液晶显示
有
电池容量
5000mAℎ
充电器输出
24V/1000mA
噪声
≤60Db
额定功率
40W
行走速度
20cm/s
工作电压
24V