陕西省安康市2021-2022学年高二上学期期中联考物理试题（Word版含答案）

姓名 准考证号
（在此卷上答题无效）
绝密★启用前
安康市2021~2022学年第一学期高二年级期中考试
物理
本试卷共4页，全卷满分100分，考试时间90分钟。
考生注意；
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.关于点电荷的说法正确的是
A.只有球形带电体才能看作点电荷
B.只要带电体的体积很小，任何情况下都可看做点电荷
C.体积很大的带电体，任何情况下都不可看做点电荷
D.大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可看作点电荷
2.两个分别带有电荷量和的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们之间的库仑力大小为F。两小球相互接触后分开并将其间距变为，则现在两小球间库仑力的大小为
A. B. C. D.
3.以36km/h的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为4m/s2的加速度，刹车后3s内汽车的位移为
A. 12m B. 48m C. 12.5m D. 90m
4.用如图所示实验装置可以研究影响平行板电容器电容的因素。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。实验中，极板所带电荷量不变，下列判断正确的是
A.若保持d不变，增大S，则变大
B.若保持S不变，增大d，则变大
C.若保持S、d不变，在两极板间插入一薄玻璃板，则变大
D.该实验采用的是等效替代法
5.在匀强电场中建立一直角坐标系，如图所示，从坐标原点沿轴前进0.2m到A点，电势降低了，从坐标原点沿轴前进0.2m到B点，电势升高了，则匀强电场的场强大小和方向为
A. 50V/m，方向B→A
B. 50V/m，方向A→B
C. 100V/m，方向垂直AB斜向下
D. 100V/m，方向B→A
6.天向一号是中国行星探测任务名称，该名称源于屈原长诗《天问》，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着，体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。假设天问一号着陆火星前在贴近火星表面的轨道（可认为其轨道半径等于火星半径）上匀速圆周运动的周期为T，火星的半径为R，万有引力常量为G。将火星视为均匀球体，已知球的体积公式为，则下列说法错误的是
A.火星的自转周期等于T B.火星的质量
C.火星的第一宇宙速度 D.火星的密度
7.半径为R的均匀带电圆环，横截面积为S，所带电荷量为Q，现使圆环绕垂直圆环所在平面且过圆心的轴以角速度匀速转动，则由环产生的等效电流为
A. B. C. D.
8.如图所示，虚线1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为零。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b两点时的动能分别为29eV和5eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为8eV时，它的动能应为
A. 34eV B. 68eV C. 21eV D. 13eV
9.某同学测得某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成角，A点的切线与横轴成β角，则
A.白炽灯的电阻随电压的增大而增大
B.在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβ
C.在A点，白炽灯的电功率可表示为
D.在A点，白炽灯的电阻不能表示为
10.如图甲所示，“蜘蛛人”靠一根绳索把自己悬挂在几十层高的大楼外，从楼顶开始缓慢下滑，并清洗楼层的玻璃和外墙，成为扮靓城市的一道独特风景。人在缓慢下滑的过程中，可简化为如图乙所示的模型，设绳索对人的拉力大小为FT，竖直玻璃墙壁对人的弹力大小为FN，不计人与玻璃墙壁间的摩擦，不计绳索的重力。则下滑过程中FT、FN的大小变化情况为
A. FT减小 B. FT增大 C. FN减小 D. FN增大
11.如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子
A.所受重力与电场力平衡 B.电势能逐渐增加
C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动
12.如图所示，一个质量为m、带电量为q的粒子从两带电平行板的正中间沿与匀强电场垂直的方向射入，不计粒子所受的重力，当粒子的入射速度为v时，它恰能穿过电场区域而不碰到金属板上。现欲使质量为m、入射速度为的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板，在以下的仅改变某一物理量的方案中，可行的是
A.使粒子的带电量减少为原来的
B.使两板间所接电源的电压减小到原来的一半
C.使两板间的距离增加到原来的2倍
D.使两极板的长度减小为原来的一半
二、非选择题：共52分。
13.（4分）有一个电流表G，内阻，满偏电流。要把它改装成量程3V的电压表，则应串联一个电阻阻值 Ω；如图，螺旋测微器的读数为 mm。
14.（8分）某同学设计出如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律，让小球从A点自由下落，经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间t，测得A、B之间的距离为H。当地的重力加速度为g。
（1）该实验还需要测量的物理量有 。
A.小球的质量m
B.小球的直径d
C.小球从A到B的下落时间tAB
（2）小球通过光电门时的瞬时速度v= （用题中测量的物理量表示）。
（3）调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图像如图乙所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率k0= 。
（4）在实验中根据数据实际绘出图像的直线斜率为，则实验过程中所受的平均阻力与小球重力mg的比值 （用k、k0表示）。
15.（10分）把质量为2.0g的带负电的小球A用绝缘细绳悬挂起来，若将带电荷量为的带电小球B靠近小球A，如图所示，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，绳与竖直方向恰成角（小球A、B可看成点电荷）。g取10m/s2，静电力常量，求：
（1）A球受的库仑力大小；
（2）A球所带电荷量。
16.（10分）一个电量为的正电荷从a移到b，电场力做功为，从b移到c，电场力做功为.求：
（1）ab、bc间的电势差各为多少；
（2）若以b点的电势为零，则c点的电势为多少？电荷在c点的电势能为多少；
（3）把负电荷从a移到c，电场力做的功为多少？
17.（10分）如图甲所示，一质量的滑块以的初速度冲上一倾角足够长的斜面，滑块上滑过程的图像如图所示。（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，，）求：
甲 乙
（1）滑块与斜面间的动摩擦因数；
（2）滑块返回斜面底端时的速度大小。（计算结果可以保留根式）
18.（10分）如图所示，离子发生器发射一束质量为m，电荷量为+q的离子，从静止经PQ两板间的加速电压加速后，以初速度v0再从a点沿ab方向进入一匀强电场区域，abcd所围成的正方形区域是该匀强电场的边界，已知正方形的边长为L，匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d。
（1）求加速电压U0；
（2）若离子恰从c点飞离电场，求ac两点间的电势差Uac；
（3）若离子从边界上某点飞出时的动能为，试判断离子从哪条边界飞出，并求此时匀强电场的场强大小E。
高二物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 D C C B D A A C AC AC BD ACD
1.D解析：看成点电荷的条件是电荷的大小和形状对作用力影响可以忽略，与物体的形状无关，故D正确，ABC错误。
2.C解析：由库仑定律可知，接触后，故选项C正确。
3.C解析：刹车时间为，所以刹车后3s内位移等于刹停的总位移，
，选项C正确。
4.B解析：根据电容的决定式，保持d不变，增大S，电容C增大，再根据，因电量Q的不变，知U减小，所以θ变小，故A错误；根据电容的决定式，保持S不变，增大d，电容C减小，再根据，知U增大，所以θ变大，故B正确；当保持d和S不变，在两极板间插入一薄玻璃板，导致相对电介质常数增大，那么根据电容的决定式，则电容C增大，再根据，因电量Q的不变，知U减小，则θ变小，故C错误；该实验采用的是控制变量法，不是等效替代法，故D错误。
5.D解析：令O点电势，则有，，再作B点关于O点的对称点，如图因为，则有，连接，则为等势线，并作其垂线OE，则从O→E的方向即场强方向，即B指向A方向；场强为，故D正确。
6.A解析：火星的自转周期无法求出，选项A错误；根据万有引力充当向心力可得，解得火星质量为，选项B正确；火星的第一宇宙即为火星近地卫星的环绕速度，为，选项C正确；火星的密度，选项D正确。
7.A解析：环转动一周的时间为：，一周内通过某一截面的电量为Q；
则电流为：；故选项A正确。
8.C解析：等势面3的电势为零，则电势能也为零。由于两相邻等势面的电势差相等，又知Eka＞Ekb，则a点的电势能可表示为（U为相邻两等势面的电势差），b点的电势能可表示为qU。由于总的能量守恒，则有：，即为：，解得：，则总能量为：，当电势能为时，动能为：。故C正确，ABD错误。
9.AC解析：由U-I图线可知，随电压增大，通过灯泡的电流增大，电压与电流的比值增大，白炽灯的电阻变大，故A正确；在A点，由欧姆定律可知，白炽灯的电阻，由于纵坐标与横坐标的标度可能不同，所以不能用R=tanα计算电阻值，更不能用tanβ来计算，故BD错误；由图可知在A点，白炽灯两端的电压为U0，流过白炽灯的电流为I0，则白炽灯的电功率可表示为U0I0，故C正确。
10.AC解析：对人受力分析如图所示，当人缓慢下滑时，绳索与竖直墙壁间的夹角逐渐变小，由动态图形可知：FT减小，FN减小，故选项AC正确，选项BD错误。
11.BD解析：带电粒子在电场中受到电场力与重力，根据题意可知，粒子做直线运动，力和速度一定在同一直线上，则可知，电场力必定垂直极板向上，电场力与重力的合力必定与速度方向反向，粒子做匀减速直线运动，故A错误，D正确；电场力垂直于极板向上，电场力做负功，则电势能增加，故B正确；因重力不做功，电场力做负功，则电势能增加，导致动能减小，故C错误。
12.ACD解析：设平行板长度为l，宽度为2d，板间电压为U，恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上，则沿初速度方向做匀速运动：，垂直初速度方向做匀加速运动：，则。欲使质量为m、入射速度为的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板。①沿初速度方向距离仍是l，垂直初速度方向距离仍为d，使粒子的带电量减少为原来的，则，故A正确；②使两板间所接电源的电压减小到原来的一半，则，故B错误；③使两板间的距离增加到原来的2倍，，故C正确；④使两极板的长度减小为原来的一半，，D正确。
13.答案：9900；1.670（每空2分）
解析：依据电表改装的特点，要改装成3V量程的电压表需串联电阻；则有，解得需串联R=9900Ω，螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为，所以最终读数为1.5+0.170=1.670mm。
14.答案：（1）B（2）（3）（4）（每空2分）
解析：（1）根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故B正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误。
（2）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，故；
（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：
即：，解得，那么该直线斜率。
（4）乙图线，因存在阻力，则有：；所以重物和纸纸下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为；
15．解析：（1）对A进行受力分析，如图所示，有（3分）
代入数据解得F库＝0.02N（2分）
（2）由库仑定律得（3分）
则（2分）
16．解析：（1）正电荷从a移到b，电场力做正功，由可得：（1分）
代入数据得：（1分）
由（1分）
代入数据得：（1分）
（2）由（1分）
若以b点的电势为零，得：（1分）
电荷在c点的电势能为：（2分）
（3）ac之间的电势差：（1分）
故：（1分）
17.解析：（1）由图象可知，滑块的加速度（2分）
滑块冲上斜面过程中根据牛顿第二定律，有（2分）
代入数据解得（1分）
（2）滑块速度减小到零时，重力的下滑分力大于最大静摩擦力，能再下滑
由匀变速直线运动的规律，滑块向上运动的位移（1分）
滑块下滑过程中根据牛顿第二定律，有（2分）
解得（1分）
由匀变速直线运动的规律，滑块返回底端的速度
18.解析：（1）对直线加速过程，根据动能定理，有
解得（1分）
（2）设此时场强大小为Ec，则ab方向有（1分）
ad方向，有（1分）
又
解得（1分）
（3）根据可知，离子射出电场时的速度，方向与ab所在直线的夹角为，即
则有（1分）
（1分）
可得，则离子应该从bc边上的某点飞出。故在ab方向，有方向，有
ad方向，有（1分）
解得
根据动能定理，有（1分）
解得