北京市2024-2025学年高二年级上册期中物理试题（含答案）

北京2024-2025学年第一学期期中练习

高二物理（选考）

命题人：高二物理组审题人：高二物理组

2024.11

说明：本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。

一、本题共14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，共42分）

1.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.E=£是决定式，它适用于任何电场

Q

B.£=斗决定式，它只适用于真空中点电荷产生的电场

r

E

C.9=」是决定式，它只适用于匀强电场

q

D.。=怖是定义式，它不适用于平行板电容器

2.某区域静电场的电场线分布如图所示，a、b.c是电场中的三个点。下列说法错误的是（）

A.a、6、c三点电场强度大小关系为《>&>耳

B.a、氏c三点电势关系为外>①>以

C.电子在°、6、c三点的电势能关系为£〃>£网>£»

D.将质子从6点由静止释放，仅在静电力作用下将沿电场线运动

3.静电场中某一电场线与x轴重合，电场线上各点的电势9在x轴上的分布如图所示，图中曲线关于坐标

原点。对称。在x轴上取/、B、C、。四点，/和。、2和C分别关于。点对称。下列说法正确的是（)

（）

A.C点的电场强度方向与x轴正方向相反

B.C、。两点的电场强度Ec>ED

C.试探电荷+q从/点移到8点，静电力做正功

D.同一试探电荷在8点和C点具有的电势能相等

4.经过精确校准的电压表Y和V2,分别用来测定如图所示电路中R两端。、b间的电压，读数依次为12.7V

和12.3V,则（）

A.电压表V的内阻大于丫2的内阻B.电压表Y的内阻小于丫2的内阻

C.a、b间的实际电压应小于12.3VD.a、b间的实际电压应介于12.3V与12.7V之间

5.如图所示，以点电荷-。为球心画出两个球面1和2,半径分别为4和火2,。点位于球面1上，6点位

于

球面2上，下列说法正确的是（）

A.。点电势高于b点电势B.。、b两点场强比为尺；：尺；

C.穿过球面1的电场线总条数比穿过球面2的多D.将带正电的点电荷q从。点移动到6电势能减小

6.某示波器在XX'、yy不加偏转电压时光斑位于屏幕中心，现给其加如图所示偏转电压，则在光屏上将

会看到下列哪个图形（圆为荧光屏，虚线为光屏坐标）（）

7.下列选项中的各工圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各,圆环间彼此绝缘。

44

8.如图所示，扫地机器人由主机和充电座两部分构成。充电座接在220V的插座上，可以对主机的电池进

行充电。在某品牌扫地机器人的说明书上获得下表中的参数，由这些参数可知（）

主机电池电动势、容量14.4V、5200mA-h

额定电压14.4V

额定功率69W

充电座额定功率28W

额定输出电压20V

额定输出电流1.2A

A.主机电池充电完毕储存的电能约为5200J

B.主机以额定功率工作的时间约为2h

C.充电座以额定功率工作时Is内输出的电能约为28J

D.充电座以额定功率工作时1s内产生的内能为4J

9.某同学用一个微安表头（量程1mA,内阻90。）电阻箱片和电阻箱火2组装一个多用电表，有电流10mA

和电压4V两挡，改装电路如图所示，则片、火2应调到多大阻值（）

A.7?,=100Q,7?2=310QB,4=100,^2=3100

c.R}=100Q7?2=391Q

D.=100,7^=3910

io.科学家发现，在真空中的两块不带电的金属板相距很近时，它们之间会存在一种作用。力。这一现象

的实质是与量子力学中的真空零点能相关的宏观现象，可以形象理解为金属板之间充满了具有能量的电磁

波，当它们相互靠近时（如图所示），两板间的一些波会逐渐被“挤压”出去，使得周围空间的能量高于两

板之间的能量，推动它们继续靠近，从而表现得像是存在一种作用力的效果。已知这种作用力尸与普朗克

常量仄真空中电磁波的波速c、平行金属板间的距离d以及两板间的正对面积S有关。你可能不会求解尸

的表达式，但根据所学的知识你可以对尸表达式的合理性做出一些判断。已知普朗克常量的单位是Js根

据你的判断，下列关于尸的表达式可能正确的是（）（式中的〃是无单位的物理常量）（）

筝。T°”哈

二.不定项选择题本题共4个小题，每题至少有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共12

分）

11.如图所示，两个不带电的导体/和2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/附近。下列说法正确的是（）

A.此时/电势低，2电势高

B.先把/、8分开，然后移去C,贴在/、2下部的金属箔都闭合

C.先用手摸一下2后再移开C,/、8均带负电

D./、8分开后，若/带上了—1.0x10-8（2的电荷，则3一定带上了+1.0xl0-8c的电荷

12.如图所示，三条虚线表示某点电荷电场的等势面.一带电粒子仅受电场力作用，沿实线运动，/、

C、。、G是轨迹与等势面的交点。则（）

A.产生电场的点电荷和运动的带电粒子都带正电

B.带电粒子经过2、G两点时加速度一样大

C.带电粒子从4点到3点的过程中电势能减小

D.带电粒子从C点到D点的过程中动能先减小后增大

13如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（不计内阻）连接，下极板接地，开关S初始闭合,

一带电油滴位于电容器中的尸点且恰好处于平衡状态，下列说法正确的是（）

___3

・:"E

A.油滴带正电荷

B.将上极板向上移动一小段距离，电容器的电容减小

C.上极板向左平移一小段距离，油滴仍保持静止

D.断开开关S,将上极板向下平移一小段距离P点电势升高

14.如图所示，正电荷。均匀分布在半径为厂的金属球面上，沿x轴上各点的电场强度大小和电势分别用E

和夕表示。选取无穷远处电势为零，下列关于x轴上各点电场强度的大小E或电势夕随位置x的变化关系

图，不正确的是（）

0

三、实验题（共18分）

15.（8分）

（1）如图1所示为“研究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置，以下说法正确的是

A.A板与静电计的指针带的是异种电荷

B.甲图中将B板上移，静电计的指针偏角减小.

C.乙图中将B板左移，静电计的指针偏角不变

D.丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针偏角减小

（2）利用如图2甲所示电路观察电容器的充、放电现象，电流传感器可以捕捉到瞬间的电流变化，直流电

源电动势9V,内阻可忽略，实验过程中屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图2乙所示。

①关于电容器充电过程中电容器两极间电压5电容器所带电荷量0随时间，变化的图像，下面四个图像

中，正确的是。

②如果不改变电路其他参数，只减小电阻及,充电时/-/曲线与横轴所围成的面积将（填”增

大”“不变”或“变小”）；充电时间将（填“变长”“不变”或“变短”）。

③电容器充电后就储存了能量，某同学研究电容器储存的能量£与电容器的电容C、电荷量。及电容器两

极间电压。之间的关系。他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一

个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压。随电荷量。变化的图像如图3所示。

按他的想法，下列说法正确的是。

A.U-0图线的斜率越大，电容C越大

B.搬运Aq的电量，克服电场力所做的功近似等于上方小矩形的面积

C.对同一电容器，电容器储存的能量£与两极间电压U成正比

OF

D.若电容器电荷量为0时储存的能量为E,则电容器电荷量为色时储存的能量为7

（3）某学习小组在“用传感器观察电容器放电过程”的实验中得到的/-/图像如图所示，已知图线与坐标

轴所围图形的面积约40个小方格，则电容器释放的电荷量约为C

16.（10分）

在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均己校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某次测量结果如图1所示，其读数应为mm（该值接近

多次测量的平均值）。

（2）用伏安法测金属丝的电阻火工。实验所用器材为：电池组（电动势为3V,内阻约1。）、电流表（内阻

约0.1。）、电压表（内阻约3k。）、滑动变阻器R（0-20Q,额定电流2A）、开关、导线若干。某小组同学利

用以上器材正确连接好电路，进行实验测量,记录数据如下:

次数123456

U/N0.200.601.001.502.002.70

77A0.020.080.130.200.260.35

由以上数据可知，选用的是图2中的（选填“甲”或“乙”）图。

（3）图3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2所选的电路图，补充完成图3

中实物间的连线。

（4）这个小组的同学在坐标纸上建立。、/坐标系，如图4所示，图中已标出了测量数据对应的5个坐标

点。请在图4中标出第4次测量数据坐标点，并描绘出。/图线。由图线得到金属丝的阻值«=Q

（保留两位有效数字）。

（5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为（填选项前的符号）。

A.1x102Q-mB.1x103Q-mC.IxlO^Q-mD.1x108Q-m

四、计算题（共40分）

17.（8分）在水平方向的匀强电场中，用绝缘轻绳悬挂一质量为加、电荷量为q的小球，小球静止时轻绳

与竖直方向的夹角为60。，重力加速度大小为g,不计空气阻力。

（1）求匀强电场的场强大小E；

（2）若剪断轻绳，求小球此后在电场中运动时的加速度大小a；

（3）若撤去电场，小球将在竖直平面内摆动，求小球摆到最低点时受到一轻绳的拉力大小7。

18.（8分）如图所示，为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计），经灯丝与/

板间的电压加速，从/板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板〃、N形成的偏转电场中

（偏转电场可视为匀强电场，两平行金属板板长/,两极板相距d,两板间所加电压为。2,然后从板间飞出

射到距板4的荧光屏上（不计重力，荧光屏中点在两板间的中央线上，电子质量加，电量e）。求:

（1）电子进入偏转电场的速度v大小？

（2）电子离开偏转电场时速度偏转角度的正切值tan6?

（3）电子在荧光屏上的偏移量F?

(4)示波器的灵敏度定义为偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量,试分析说明示波器的灵敏度

的决定因素。

19.（12分）导体内存在大量可以自由移动的自由电荷，由于恒定电场的作用，这些自由电荷定向运动形成

电流，但是，导体中自由电荷定向运动的速率是增加的，而运动过程中它们会与导体内不动的粒子碰撞从

而减速，因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。

一段横截面积为S的金属直导线，单位体积内有"个自由电子，电子的质量为加，电子的电荷量为e。该导

线通有电流时，电子定向运动的平均速度用v表示。

（1）求导线中的电流/。

（2）按照经典理论，电子在金属中运动的情形是这样的；在外加电场（可通过加电压实现）的作用下，自

由电子发生定向运动，便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞，将动能交给金

属离子，而自己的动能降为零，然后在电场的作用下重新开始加速运动（为简化问题，我们假定：电子沿

电流方向做匀加速直线运动），经加速运动一段距离后，再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的

平均距离叫自由程，用2表示。请从宏观和微观相联系的角度，结合能量转化的相关规律，说明金属导体

的电阻率与哪些因素有关。

（3）以下对直导线内部做进一步分析：设导线单位体积内有力个自由电子，电子电荷量为e,自由电子定

向移动的平均速率为干。现将导线中电流/与导线横截面积S的比值定义为电流密度，其大小用/表示。

a.请建立微观模型，利用电流的定义式/=：,推导/=〃部

b.从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流，从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就

不会定向移动。设导体的电阻率为夕，电导率。就是电阻率P的倒数，即^二工，导体内场强为£,请

P

推导出,、E三者间满足的关系式。

20.(12分)

反证法、图像法、模型建构等方法是物理学中常用的思想方法。

E

(1)请你从下面两个问题中选择一个利用反证法进行证明。

①电场线和等势面垂直；

②是否存在如图所示的电场，电场线相互平行，但间距不相等？请说明理由。

(2)小文同学在“测定金属的电阻率”的实验中，也设计了一个实验，电路如图乙所示，R为保护电阻，

已测出电阻丝的横截面积为S,用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动，可改变接入电路中电阻丝的长

度工，实验中记录了几组不同长度L对应的电流/.他准备利用图象法处理数据来计算该电阻丝的电阻率。

请分析说明小文同学应该做出怎样的线性函数图象，并定性画出该图象：请指出在本实验中电流表的内阻

对该电阻丝电阻率的测量结果有无影响。

----------H——

乙

(3)“星空浩瀚无比，探索永无止境”人类从未停止对宇宙的探索，中国航天事业正在创造更大的辉煌。

在航天器到达预定高度后，通常使用离子推进器作为动力装置再进行姿态和轨道的微小修正。如图2所示,

推进剂从P处注入，在/处电离出正离子，B,C之间加有恒定电压U,正离子进入2时的速度忽略不计,

经加速形成电流为/的离子束后喷出。已知单位时间内喷出的离子质量为加°。为研究方便，假定离子推进

器在太空

飞行时不受其它外力，忽略推进器运动的速度。求推进器获得的推力的大小元

图2

北京2024-2025学年第一学期期中练习

高二物理

命题人：高二物理组审题人：高二物理组

2024.11

说明：本试卷共6页，共100分。考试时长90分钟。

一.本题共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,

共30分）

12345678910

BDCABDBDDA

二、本题共4个小题，在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题意的（每小题3

分，共12分）

11121314

CDBDBCABD

三、实验题（共18分）

15.（8分）

(1)D；(2)①AC；②不变；变短；③BD(3)3.2X10-3C

16.(10分)

(1)0.300mm；(2)甲；(3)见图3；(4)见图4；7.7。(7.1〜7.9之间)；(5)C；

三.计算题（共40分，17、18题各8分，19、20题各12分）

17.解：（1）对小球受力分析，小球受重力、电场力和轻绳拉力，

根据平衡条件能得到tan60。=或，解得E=心空；

mgq

（2）剪断轻绳后，小球所受的合力大小E="=一"一=2mg

°cos60°

根据牛顿第二定律尸=得。=浊=2g；

m

（3）设小球摆到最低点时的速度为V,轻绳长为/,撤去电场摆到最低点过程中，根据机械能守恒定律有

12

mg（/-/cos60°）=-mv2-0,小球在最低点时，根据牛顿运动定律有7-m8=%亍

联立解得：T=2mg。

18.（解：（1）电子在加速电场。]中加速，根据动能定理eU]=g加声，解得丫=

（2）电子在偏转电场。2里做类平抛运动，水平方向/=近,

竖直方向加速度a=—=史g

mma

竖直分速度9=at

v

电子速度偏转角度的正切值tane=上

v

联立解得：tan。=2

2U]d

（3）离开电场时，速度反向延长交类平抛水平位移中点，据几何知识得：tan9=丁Y」

T2

（4）则灵敏度为，与和4有关

U24dU]

19.解：（1）因为通有电流时，导体中的自由电子定向移动的平均速度为尸，所以时间f内，自由电子运

动的长度为G,在导体中的体积为Gs,即通过某一横截面的自由电子数为这些自由电子的电荷量

为q=nvtSe

由电流的定义式可得，导体中的电流/=9=〃话e

t

1

（2）设每个自由程之间的电压为U,自由电子碰撞前的速度为v,则有eU=—相声9

2

从宏观角度来看，由电阻定律可得一个自由程长度的导体电阻大小为：R=P^

3

再由欧姆定律可得，该导体内的电流大小为：/=—

R

从微观角度来看，电流的微观表达式为：I=KSe

又因为自由电子在一个自由程内做初速度为0的匀加速直线运动，所以有：v=2"

以上各式联立可得：Q=启工

所以金属导体电阻率的影响影响因素有：自由电子定向运动的平均速度，单位体积的自由电子数，自由程

的长度

(3)a.在直导线内任选一个横截面S,在Af时间内以S为底，以/为高的柱体内的自由电子都将从此截

面通过，由电流及电流密度的定义知：j=L=乂,其中Aq=〃eSvA/,代入上式可得：j=nev

SNtS

b.(猜想：/与E成正比)设横截面积为S,长为/的导线两端电压为U,则£=彳；

电流密度的定义为/=’,将/=2代入，得/=";

SRSR

1r1

导线的电阻尺=夕一，代入上式，可得/