北京一零一中学2022-2023学年高二上学期期中物理试题（解析版）

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北京一零一中2022-2023学年度高二上学期期中考试（电学人教版）物理试卷考试时间：90分钟一、单项选择题（共10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。每小题3分，错选、多选或者不选不得分，共30分）1.下列物理量属于矢量的是（　　）A.电势B.电容C.电场强度D.电流强度【答案】C【解析】【详解】矢量：既有大小又有方向，且合成、分解时满足平衡四边形定则。A．电势只有大小没有方向，是标量，A错误；B．电容只有大小没有方向，是标量，B错误；C．电场强度既有大小又有方向，且合成、分解时满足平衡四边形定则，因此是矢量，C正确；D，电流强度虽然有大小和方向，但合成、分解时不满足平行四边形定则，因此是标量，D错误。故选C。2.比值定义法是定义物理概念常用的方法，下列哪个表达式属于比值定义式（　　）A.电场强度B.电动势C.电阻D.电流【答案】B【解析】【详解】A．电场强度表示电场强度和电势差之间的关系，不属于比值定义法，A错误；B．电动势中E是由电源本身的性质决定的，与非静电力做功无关，属于比值定义法，B正确；C．电阻中，电阻率、长度以及导体横截面积对电阻有影响，是电阻的决定式，不属于比值定义法，C错误；D．电流为欧姆定律的表达式，电流与电压成正比，与电阻成反比，不属于比值定义法，D错误。故选B。3.在真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F。如果保持它们各自所带的电荷量不变，将它们之间的距离减小到原来的一半，那么它们之间静电力的大小等于（　　）

1A.B.C.2FD.4F【答案】D【解析】【详解】由点电荷库仑力的公式可以得到，电荷量不变，当距离减小到原来的一半，库仑力将变为原来的4倍，即故ABC错误，D正确。故选D。4.如图是某电场区域的电场线分布，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是（　　）A.A点的电场强度最大B.C点的电势最高C.把一个点电荷依次放在这三点，它在C点受到的静电力最大D.带负电的点电荷在B点所受静电力的方向与B点的场强方向相反【答案】D【解析】【详解】A．电场线的疏密反映场强大小，可知A点的电场强度最小，选项A错误；B．沿电场线电势逐渐降低，可知A点的电势最高，选项B错误；C．因B点的电场强度最大，则把一个点电荷依次放在这三点，它在B点受到的静电力最大，选项C错误；D．带负电的点电荷在B点所受静电力的方向与B点的场强方向相反，选项D正确。故选D。5.下列关于电源和电源的电动势、路端电压说法错误的是（）A.铅蓄电池能够将化学能转变为电能B.电源的电动势等于路端电压与内电压之和C.电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压D.一节干电池的输出电压恒为1.5V【答案】D【解析】

2【详解】A．铅蓄电池能够将化学能转变为电能，A正确，不符合题意；B．电源的电动势等于路端电压与内电压之和，B正确，不符合题意；C．电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，C正确，不符合题意；D．接入电路后，两极电压为路端电压，若外电路正常工作，则路端电压小于电动势，D错误，符合题意。故选D。6.一平行板电容器充好电后与电源断开，若使两板间距离逐渐减小，则（　　）A.每个极板的电量将减小B.两板间场强变大C.电容器电容将变小D.两板间电势差将减小【答案】D【解析】【详解】A．平行板电容器充好电后与电源断开，每个极板的电量不变，故A错误；C．两板间距离逐渐减小，根据电容的决定式，知电容将逐渐增大。故C错误；B．由两板间场强，和，可得所以两板间场强不变，故B错误；D．由，电容逐渐增大，可知两板间电势差逐渐减小，故D正确。故选D。7.如图所示，虚线表示电场中一簇等势面，相邻等势面之间电势差相等.一个粒子以一定的初速度进入电场中，只在电场力作用下从M点运动到N点，此过程中电场力对粒子做负功.由此可以判断（）A.M点的电势高于N点的电势B.粒子在M点的电势能小于在N点的电势能C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子经过M点时的速率小于经过N点时的速率【答案】B【解析】【详解】粒子为氦核，带正电，由运动轨迹可以知道，电场力的方向指向右下方，即电场线的方向指向右下方，根据电场的性质“顺着电场线的方向电势降落”可以知道N点的电势高于M点的电势，故A错误.电场力做负功，电势能增加，粒子在M点的电势能小于在N点的电势能，故B正确.

3根据电场线或等势而的疏密程度可以知道，M点的场强小于N点的场强，粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，故C错误.电场力做负功，则知动能减小，速率减小，故D错误.8.把一个架在绝缘座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，导体表面上感应电荷的分布如图所示，这时导体（　　）A.导体内部场强为零B.A端的电势比B端的电势高C.A端的电势与B端的电势低D.导体内部电场线从A端指向B端【答案】A【解析】【详解】AD．枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致导体内部电荷重新分布，在导体两端出现如图所示等量异种电荷，静电平衡时在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，使得导体内部电场强度处处为零，导体内部无电场线可言，故A正确，D错误；CD．处于静电平衡的导体是等势体，表面是等势面，所以A端的电势等于B端的电势。故BC错误。故选A。9.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小段距离，则（）A.带点油滴将沿竖直方向向上运动B.P点的电势将降低C.电容器的电容增大D.极板带电量将增大【答案】B【解析】【详解】A．由于电容器与与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，则平行板电容器间的电场强度为此时带电油滴在P点恰好处于平衡状态，则有现将平行板电容器的上极板竖直向上移动小段距离，则d增大，则E场强

4减小，油滴将沿竖直方向向下运动，A错误；B．根据选项A可知，平行板电容器间的电场强度为则P点的电势为现将平行板电容器的上极板竖直向上移动小段距离，则d增大φP减小，B正确；C．根据电容器的决定式有现将平行板电容器的上极板竖直向上移动小段距离，则d增大，电容C减小，C错误；D．根据电容器的定义式有根据选项C可知，电容C减小，则极板带电量Q也将减小，D错误。故选B。10.一带电小球在从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功7J，电场力做功2J，克服空气阻力做功0.5J，则下列判断正确的是（）A.动能增大9.5JB.机械能增大1.5JC.重力势能增大7JD.电势能增大2J【答案】B【解析】【详解】A.由动能定理可得，△EK=7J+2J-0.5J=8.5J，故A不符合题意；B.重力外之其它力做的总功等于机械能的增加量，机械能的增加量为2J-0.5J=1.5J，故B符合题意；C.重力做功7J，重力势能减小7J，故C不符合题意．D.电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，电场力做了2J的功，电势能减少2J，故D不符合题意；二、不定项选择题（本题共7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，共21分）11.P点为已知电场中的一固定点，在P点放一个电荷量为+q的点电荷，所受电场力为F，P点的场强为E，则（）A.若在P点换上电荷量为-q的点电荷，P点的场强方向将发生变化B.若在P点换上电荷量为+2q的点电荷，该电荷在P点受到的力为2FC.若将P点的点电荷移去，P点的场强变为零D.P点场强的大小、方向与放在该处的点电荷的大小、正负、有无均无关

5【答案】BD【解析】【详解】电场强度的定义式为是通过比值定义法得出的，E的大小及方向与试探电荷无关，由电场本身决定，故放入任何电荷时电场强度的方向大小均不变，即使将试探电荷移走，电场强度不变．A.若在P点换上电荷量为-q的点电荷，A点的场强方向将不发生变化，选项A不符合题意；B.根据F=Eq可知，若在P点换上电荷量为+2q的点电荷，该电荷在A点受到的力为2F，选项B符合题意；C.若将P点的点电荷移去，A点的场强仍不变，选项C不符合题意；D.P点场强的大小、方向与放在该处的点电荷的大小、正负、有无均无关，选项D符合题意．12.电荷在电场中移动时的下列判断中，正确的是（　　）A.正电荷顺着电场线移动，电场力做功，电势能减少B.正电荷逆着电场线移动，克服电场力做功，电势能减少C.负电荷顺着电场线移动，克服电场力做功，电势能减少D.负电荷逆着电场线移动，电场力做功，电势能减少【答案】AD【解析】【详解】A．正电荷顺着电场线移动时，正电荷受电场力方向沿电场线方向，因此电场力做正功，电势能减少，A正确；B．正电荷逆着电场线移动，正电荷受电场力方向沿着电场线方向，电场力对正电荷做负功，即正电荷克服电场力做功，电势能增加，B错误；C．负电荷顺着电场线移动，负电荷受电场力方向逆着电场线方向，电场力对负电荷做负功，即负电荷克服电场力做功，电势能增加，C错误；D．负电荷逆着电场线移动，负电荷受电场力方向逆着电场线方向，电场力做正功，电势能减少，D正确。故选AD。13.两粗细相同的同种金属电阻丝R1、R2的电流I和电压U的关系图像如图所示，可知（　　）A.两电阻的大小之比为R1∶R2＝3∶1B.两电阻的大小之比为R1∶R2＝1∶3C.两电阻丝的长度之比为L1∶L2=3∶1D.两电阻丝的长度之比为L1∶L2=1∶3【答案】BD

6【解析】【详解】AB．I-U图像的斜率表示电阻的倒数，则有，则两电阻的大小之比为故A错误，B正确；CD．根据电阻定律可得由题意可知、相同，则故C错误，D正确。故选BD。14.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。如图所示是电饭锅的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电热丝，S是自动开关，下列说法正确的是（　　）A.开关S接通时，电饭锅处于保温状态B.开关S接通时，电饭锅处于加热状态C.当R1∶R2＝1∶1时，R2在保温状态下的功率是加热状态下功率的一半D.当R1∶R2＝1∶1时，R2在保温状态下的功率是加热状态下功率的四分之一【答案】BD【解析】【详解】AB．根据电路图可知，开关闭合时，被短路，只有接入电路；开关断开时，两电阻串联，则由可知，开关接通时为加热状态，A错误，B正确；CD．当R1∶R2＝1∶1时，由公式可知，保温时电流时加热时的一半；由可知，

7在保温状态下的功率为加热状态下功率的四分之一，C错误，D正确。故选BD。15.如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（　　）A.甲表是电流表，R增大时量程增大B.甲表是电流表，R增大时量程减小C.乙表是电压表，R增大时量程减小D.乙表是电压表，R增大时量程增大【答案】BD【解析】【详解】AB．甲表中电流计与电阻并联，由于电阻的分流作用使总电流增大，故甲是电流表，R增大时分流变小。则量程减小。故B正确A错误；CD．乙表中电流表与电阻串联，由于电阻的分压作用，可以测量电压，故为电压表，当R增大时分压变大，量程增大。故D正确C错误；故选BD。16.如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R。电荷量均为Q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称，+Q与O点的连线和OC间夹角为30°。下列说法正确的是（）A.O点的场强大小为B.O点的场强大小为C.B、D两点电势关系是φB=φDD.电荷量为q的正电荷在A点的电势能等于在C点的电势能【答案】AD【解析】

8【详解】AB．如图所示，+Q、-Q的点电荷在O点产生的电场强为E1、E2则O点的场强为E1、E2的合场强，根据点电荷的电场强度可得E1、E2大小为则A正确，B错误；C．电势沿电场线的方向逐渐降低，所以B、D两点的电势关系是C错误；D．根据等量异号电荷产生的电场的特点可知，等量异号电荷连线的中垂线是一条等式线，且电势为零，所以电荷量为q的正电荷在A点的电势能等于在C点的电势能等于零，D正确。故选AD。17.有一种飞行器是利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速粒子流，对飞行器自身产生反冲力，从而对飞行器的飞行状态进行调整的。已知飞行器发射的高速粒子电量为q，质量为m。当单位时间内发射的粒子个数为n，加速电压为U时，飞行器获得的反冲力为F。为了使加速器获得的反冲力变为2F，只需要（　　）A.将加速电压变为2UB.将加速电压变为4UC.将单位时间内发射的离子个数变为2nD.将单位时间内发射的离子个数变为4n【答案】BC【解析】【详解】依题意，由动量定理可得单位时间内，飞行器获得反冲力为由动能定理

9联立解得为了使加速器获得的反冲力变为2F，可将加速电压变为4U，或者将单位时间内发射的离子个数变为2n。故选BC。三、实验题（共14分）18.用电流表和电压表测一个电阻值约为25kΩ、额定功率为W电阻的阻值，备用器材有：①量程0~100μA，内阻约为500Ω的电流表A1②量程0~500μA，内阻约为300Ω的电流表A2③量程0~1V，内阻约为10kΩ的电压表V1④量程0~15V，内阻约为100kΩ的电压表V2⑤量程0~50V，内阻约为500kΩ的电压表V3⑥直流稳压电源两端的输出电压为16V⑦滑动变阻器，阻值范围0~500Ω，允许最大电流lA⑧待测电阻，开关和导线若干(1)为了测量准确，电压表应选___，电流表应选___．（填写仪器前的序号）(2)在下图方框内画出实验电路图____．(3)若测量值为R测，真实值为R真，那么在操作、读数、计算均正确无误情况下，R测__R真（选填“大于”、“等于”或“小于”）．【答案】①.④②.②③.见解析④.大于【解析】【详解】[1][2]因为电源的电压只有16V，因此电压表选择④，由电压表的量程可知电流表的电流为因此电流表选择②[3]本实验待测电阻阻值偏大，分流能力比较强，因此选用内接法，为调节明显滑动变阻器选用分压式，因此电路图为

10[4]内接法测得的电压表的电压偏大，而电流准确，因此测量值偏大19.有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω。横截面如图1所示。（1）现有如下器材A．电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω）B．电压表（量程3V，内阻约3kΩ）C．滑动变阻器（1750Ω，0.3A）D．滑动变阻器（15Ω，3A）E．蓄电池（6V，内阻很小）F．开关一个，带夹子的导线若干要进一步精确测量金属管线样品的阻值，滑动变阻器应选______。（只填代号字母）。（2）请将图2所示的实际测量电路补充完整_______。（3）已知金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出管线长度L，金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S表达式为S=____________。【答案】①.D②.③.【解析】【详解】（1）[1]为了方便调节电路，滑动变阻器应该选择D；

11（2）[2]因为所以采用电流表外接法；为了使电流表和电压表有较大的调节范围，滑动变阻器采用分压接法。电路如图所示（3）[3]根据电阻定律得解得四、论述、计算题（写出必要的公式和解答过程，共35分）20.如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m，电荷量为+q的小球，整个装置处于水平向右，场强大小为的匀强电场中。已知重力加速度为g。（1）当小球处于图中A位置时，保持静止状态。若剪断细绳，求剪断瞬间小球的加速度大小a；（2）现把小球置于图中位置B处，使OB沿着水平方向，轻绳处于拉直状态。小球从位置B无初速度释放。不计小球受到的空气阻力。求小球通过最低点时的速度大小v。【答案】（1）；（2）【解析】详解】（1）当小球处于图中A位置时，保持静止状态，受力分析如图所示

12可得即为θ=37°剪断细绳瞬间解得（2）小球从位置B无初速度释放到最低点的过程中，根据动能定理得解得21.如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为d．油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电．油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间．当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为U时，带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动．已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为ρ，已测量出油滴的直径为D（油滴可看做球体，球体体积公式），重力加速度为g．（1）设油滴受到气体的阻力f=kv，其中k为阻力系数，求k的大小；（2）求油滴所带电荷量．

13【答案】（1）（2）【解析】【分析】【详解】（1）油滴速度为v1时所受阻力f1=kv1油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，则有f1=mg质量为解得（2）设油滴所带电荷量为q，油滴受到的电场力电场强度为油滴向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡可得则油滴所带电荷量为22.如图所示电路中，电池的电动势是30V，内阻是1Ω，灯泡L的额定值是“6V、12W”，电动机线圈的电阻。灯泡恰能正常发光。求：（1）电源的输出功率；

14（2）电源的效率；（3）电动机输出的机械功率。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）灯泡恰能正常发光，则由公式解得电源的输出功率为（2）电源的效率为（3）电动机两端电压为电动机的输出功率即机械功率为23.如图所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图甲中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图，并说明图像与两坐标轴交点的物理意义；（2）已知滑动变阻器的最大阻值大于电源的内阻，在图乙中定性画出电源输出功率P与滑变电阻R的关系曲线，并标注出极值点的坐标；（3）通过分析说明，在图丙中画出电源输出功率P与路端电压U的关系曲线；在图丁中画出电源释放的总功率P总与路端电压U的关系曲线。

15【答案】（1）图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流；（2）（3）【解析】【详解】（1）U–I图像如图甲所示其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流；（2）电路中的电流强度为输出电功率当即R=r时输出功率最大，最大电功率

16则电源输出功率P与滑变电阻R的关系曲线；（3）根据图像为抛物线；当电源输出功率最大时，路端电压只有电动势的一半，随路端电压的增加，输出功率逐渐减小，当路端电压等于电动势时，输出功率为零，则P-U图像如图；电源的总功率电源的总功率为由此可知，电源总功率与路端电压成一次函数关系24.直空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°（取sin37°=0.6，cos37°=0.8）。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。已知重力加速度为g，求运动过程中（1）小球受到的电场力的大小，以及小球到达最高点时的速度大小；（2）小球从抛出点到与抛出点同一水平高度处电势能的变化量；（3）小球最小速度的大小和方向。【答案】（1），；（2）电势能减小了；（3），与电场方向夹角为37°斜向上【解析】【详解】（1）根据题设条件可知，合外力和竖直方向夹角为37°，所以电场力大小为电场力的方向水平向右。

17小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出，小球到达最高点经历的时间为沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为ax最高点竖直方向速度为0，水平方向的速度为小球到达最高点时的速度大小；（2）小球沿竖直方向做匀减速运动，有：小球从抛出点到与抛出点同一水平高度处小球经历的时间水平方向的位移电场力做功为根据功能关系可得故电势能减小了；（3）小球在运动过程中水平速度竖直速度小球的速度由以上各式得出

18解得当时，v有最小值此时，，即与电场方向夹角为37°斜向上。25.如图甲所不，真空中的电极K连续不断地发出电子（电子的初速度可忽略不计），经电压为U1的电场加速，加速电压U1随时间t变化的图像如图19乙所示。每个电子通过加速电场的过程时间极短，可认为加速电压不变。电子被加速后由小孔S穿出，沿两个彼此靠近且正对的水平金属板A、B间中轴线从左边缘射入A、B两板间的偏转电场，A、B两板长均为L=0.20m，两板之间距离d=0.050m，A板的电势比B板的电势高。A、B板右侧边缘到竖直放置的荧光屏P（面积足够大）之间的距离b=0.10m，荧光屏的中心O与A、B板的中心轴线在同一水平直线上。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力，求：（1）若A、B板所加电压U2=50V，求自0.2s发出的电子穿出A、B板时的偏移量？（2）若A、B板所加电压U2=50V，求电子打在荧光屏上距离中心O多远的范围内？（3）要使电子都打不到荧光屏上，则A、B两板间所加电压U应满足什么条件？【答案】（1）；（2）2.5cm～5.0cm；（3）A、B两板间所加电压至少为100V【解析】【详解】（1）设电子的质量为m、电量为e，电子通过加速电场后的速度为v，由动能定理有电子通过偏转电场的时间；此过程中电子的侧向位移联立上述两式解得

190.2s加速电压、A、B板所加电压代入可得，自0.2s发出的电子穿出A、B板时的偏移量（2）当电子恰好从A板右边缘射出偏转电场时，其侧移量最大电子飞出偏转电场时，其速度的反向延长线通过偏转电场的中心，设电子打在屏上距中心点的最大距离为Ymax，则由几何关系可得解得由第（1）问中的可知，在其它条件不变的情况下，越大y越小，所以当时，电子通过偏转电场的侧移量最小．其最小侧移量同理，电子打在屏上距中心点的最小距离所以电子打在屏上距中心点O在2.5cm～5.0cm范围内。（3）要使电子都打不到屏上，应满足取最大值800V时仍有将数据代入第（1）问中的可得为使电子都打不到屏上，A、B两板间所加电压至少为100V。