2024年北京八中高二（上）期中物理试题和答案

高中2024北京八中高二（上）期中物理考试时间90分钟，满分100分一、单项选择题(共10个小题，每小题中只有一个选项符合题意。每小题3分，共30分)1.下列说法正确的是()A.电场是英国物理学家法拉第提出的假想的、并不存在的物质B.可把质子、电子叫作元电荷C.匀强电场的场强在数值上等于沿场强方向单位距离上的电势差D.电源电动势越大，表明电源储存的电能越多2.如图所示，在真空中有两个带等量正电的点电荷，分别置于P、Q两点，D、E为P、Q连线上的两点，A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点，且OA=OC,OD=OE。不计重力，下列说法正确的是()A、B两点电势相等B.D、E两点场强相同C.将质子在D点静止释放，它将在DE之间来回运动D.将质子在A点静止释放，它将在AC之间来回运动3.如图所示，虚线1、2、3、4表示匀强电场的等势面，一带正电的粒子只在电场力的作用下从a点运动到b点，轨迹如图中实线所示。下列说法正确的是()A.粒子运动的加速度不变B.粒子所受的电场力沿虚线方向C.粒子从a运动到b，电势能增加D.图中各虚线代表的电势高低φ₄>φ₃>φ₂>φ₁4.电晕放电在电选矿、静电除尘等方面均有广泛应用。以针板式电晕放电为例，如图，针式电极周围空气在高电压作用下发生电离，在周围产生电晕区，生成正离子和负离子。电晕区的负离子在电场力的作用下向集尘极移动，途中黏附在灰尘上，并在电场力作用下继续向集尘极移动，最后沉积在集尘极上。下列说法正确的是()A.供电装置上端为电源正极，下端为电源负极B.针式电极附近电场较弱C.带电灰尘飞向集尘极的过程中，电势能减小D.带电灰尘飞向集尘极的过程中，做匀加速直线运动5.肉眼看到的一次闪电，其过程是很复杂的。当雷雨云移到某处时，云的中下部是强大负电荷中心，云底相对的下方地面变成正电荷中心，云底会出现大气被强烈电离的一段气柱。某次闪电前云地之间的电势差约为1.0×10⁹V,云地间距离约为1km；该过程云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的，根据以上数据，下列判断正确的是()A.闪电电流的瞬时值约为1×104AB.被电离的气柱的阻值约为10³ΩC.闪电前云地间的电场强度约为1×10³V/mD.整个闪电过程向外释放的能量约为6×10⁹J6.交警使用的某型号酒精测试仪工作原理如图，电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻，R₀=r,，电路中的电表均为理想电表。当驾驶员饮酒后对着测试仪吹气时，下列说法正确的是()A.电压表的示数变大，电流表的示数变小B.饮酒量越多，电压表示数越大C.饮酒量越多，电源的输出功率一定越小D.饮酒量越多，电源的效率越小7.如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R为滑动变阻器。用绝缘细线将一带负电的小球悬于电容器内部。闭合开关S，给电容器充电后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是()A.保持S闭合，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，θ增大B.保持S闭合，将N板向M板靠近，θ增大C.断开S,将N板向M板靠近,θ增大D.断开S，将N板向下移动少许，θ减小8.如图1所示，R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器(最大阻值25Ω)，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最左端滑到最右端的过程中，由电表的测量数据得到U-I图线如图2所示(电表均为理想电电表)。下列说法不正确的是()A.图线甲表示的是电压表V₂的示数随电流变化的情况B.电源电动势为6VC.电源内电阻的阻值为10ΩD.定值电阻R₁为5Ω9.某条电场线是一条直线，上边依次有O、A、B、C四个点，相邻两点间距离均为d，以O点为坐标原点，沿电场强度方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示。一个带电荷量为+q的粒子，从O点由静止释放，仅受电场力作用。则()A.若O点的电势为零，则B点的电势为−B.粒子从O到A做匀变速直线运动C.粒子在OA段电势能减少量等于BC段电势能减少量D.粒子运动到B点时动能为3q10.对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为l、电阻率为ρ、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力f，在电场力和平均阻力的作用下，自由电子的定向移动速率不变。下列说法不正确的是()A.当该导线通有恒定的电流I时导线中自由电子定向移动的速率v=B.金属中电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等C.金属中的电子所受平均阻力f与温度无关D.某确定金属中的电子所受平均阻力f与电子定向移动的速率成正比二、多项选择题(共4个小题，每小题至少有两个选项符合题意。每小题4分，共16分，少选得2分，错选或多选不得分)11.下列关于能量转化或转移过程的说法中不正确的是()A.所有能量守恒的过程都能自发地发生B.摩擦生热的过程是不可逆过程C.水能、风能、太阳能为可再生能源D.能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机12.如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表，已知表头G的满偏电流为Ig,定值电阻R₁、R₂的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为I₁，当使用1和3两个端点时，电流表的量程为A.I1=2C.仅使R₁变小,则I₁和I₂均变大D.仅使R₂变小,则I₁和I₂均变大13.电容器是一种重要的电学元件，在电工和电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充电和放电过程。电路中的电流传感器(不计内阻)与计算机相连，可以显示电流随时间的变化。直流电源电动势为E，实验前电容器不带电。先将开关K拨到“1”给电容器充电，充电结束后，再将其拨到“2”，直至放电完毕，计算机显示的电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示。则下列说法正确的是()A.乙图中阴影部分的面积S₁=S₂B.乙图中阴影部分的面积S₁<S₂C.由甲、乙两图可判断阻值R₁>R₂D.由甲、乙两图可判断阻值.R₁<R₂14.如图甲所示，带电的物块P固定在光滑绝缘水平面上，t=0时刻将另一带电物块Q从与物块P距离为d处由静止释放，物块Q在0~2t₀时间内的速度v随时间t变化的图像及t=0时刻和t=2t₀时刻该图像的切线如图乙中所示，图乙中v₀和t₀为已知。若两物块均可视为点电荷，带电量的数值相等，物块Q的质量为m，静电力常量为k，两物块带电量始终不变。下列说法正确的是()A.两物块带异号电荷B.两物块的带电量为dC.2t₀时刻P、Q相距2dD.0~2t₀时间内P、Q组成的系统减小的电势能为mv₀²三、实验题(共2个小题，共18分)15.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。(1)实验课上，同学们用多用电表正确测量了一个13Ω的电阻后，需要再测量一个阻值约为200Ω的电阻。在用红、黑表笔接触该待测电阻两端之前，必要的操作及其顺序应当是A.将红表笔和黑表笔接触B.把选择开关旋转到“×10”位置C.把选择开关旋转到“×100”位置D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点(2)该同学在做好正确操作后，表盘指针如图所示，则该电阻阻值为Ω。(3)在“测定电池的电动势和内阻”的实验课上，小明、小华和小阳三人利用铜片、锌片、马铃薯制作了水果电池，铜片为电源的正极，锌片为电源的负极。经查阅资料，水果电池的内阻与选用的水果、两电极之间的距离及电极面积大小有关，一般在几百至几千欧姆之间。为了估测水果电池的电动势和内阻，先用多用电表进行测量，如图甲所示，组内三位同学的操作如下，你认为正确的操作是。A.小明选择直流电压挡，直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量电动势B.小华选择欧姆挡，直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量内阻C.小阳选择欧姆挡合适的倍率，然后将红表笔和黑表笔短接，进行欧姆调零，最后直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量内阻小组拟用“伏安法”测定水果电池的电动势和内阻，选用了如下器材：开关、导线、滑动变阻器(0~20Ω)、电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ)、电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.125Ω)。请回答:应选择(填“图乙”或“图丙”)进行测量更为精准。16.某同学用伏安法测量导体的电阻率，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表。采用分压电路接线，待测电阻丝Rₓ阻值约为5Ω。(1)图甲是未完成的实物连线图，图中a为待测导体右端接线柱，b为电流表正极接线柱，c为滑动变阻器左上端接线柱，d为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接(选填a或b)。导线②应连接(选填c或d)。(2)正确接线后某次实验电流表和电压表读数如图丙，则电流表读数为A，电压表读数为V。(3)请在图乙的U-I图线中描出该点坐标并画出拟合图线，根据图像求得Rx的阻值为Ω(结果保留两位有效数字)。(4)某次用螺旋测微器测金属丝直径d，示数如图丁所示，则d(5)金属丝的长度为l，写出该金属丝的电阻率的表达式(用U、I、d、l表示)。四、论述计算题(共4个小题，共36分。解答时写出必要的文字说明和原始公式，只写出最后答案不得分)17.(6分)如图所示,电源电动势E为12V,内阻r为1Ω,电阻R₁为1Ω,R₂为.6Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V,线圈电阻RM为0.5Ω,问:(1)通过电动机的电流IM大小是多少?(2)电动机正常工作时产生的机械功率是多大?18.(8分)如图所示，在水平绝缘光滑桌面上用一根长为L的轻绳将一个质量为m、电量为+q的小球系在O点。平行于桌面方向有一匀强电场，场强大小为E，将小球拉至图中A点处，此时绳OA与电场方向垂直，OB与电场强度的方向相同。(1)从A点静止释放小球，小球运动到B点时绳子的拉力多大?(2)要让小球能够在水平面内绕O点做完整的圆周运动，小球在A点至少以多大的速度释放?19.(10分)如图在xOy平面内，有沿x轴正方向的匀强电场(图中未画出)，一质量为m、电荷量为+q的粒子从O点沿y轴正方向以某一速度射入电场，A、B为其运动轨迹上的两点，且对应的横坐标.xB−xA=L,，已知该粒子在A点的速度大小为v(1)粒子的初速度v₀;(2)粒子从A到B电势能的变化量E(3)A、B两点纵坐标的变化量△y。20.(12分)目前正在运转的我国空间站天和核心舱，搭载了一种全新的推进装置——离子推进器，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。该装置获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场(初速度忽略不计)，A、B间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得推力。单位时间内飘入的正离子数目为N，离子质量为m，电荷量为Ze，其中Z是正整数，e是元电荷。(1)求离子喷出加速电场的速度v及其所形成的等效电流I；(2)求推力器获得的平均推力大小F；(3)可以用离子推进器工作过程中产生的推力与电压为U的电场对离子做功的功率的比值X来反映推进器工作情况。通过计算说明，如果要增大X可以采取哪些措施。

参考答案一、单选题1．C2．C3．A4．C5．D6．D7．B8．C9．D10．C二、多选题11．AD12．BC13．AD14．BC三、实验题15．（每空2分，共8分）（1）BAD（2）190（3）A、图丙16．（1）（每空1分）ad（2）0.421.50（3）（描点1分、连线1分、计算1分）描点连线如右图，4.3（4.1~4.4）（4）（1分）1.843（1.841~1.845均可）（5）（2分）四、解答题17．（6分）（1）设流过干路的电流为根据闭合电路的欧姆定律有：，解得设流过的电流为，则有则流过电动机的电流为（2）电动机的输入功率为电动机的热功率为电动机的机械功率为18．（8分）（1）对小球，从A到B由动能定理得：则在B点，有：，则（2）小球在绳子拉力和电场力的作用下在水平桌面上做圆周运动，此处与竖直面圆周运动情境类似，可以把电场力等效为重力，即。则B点为圆周运动的等效最低点；沿OB连线反向延长线与圆