广东省深圳市龙岗区2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（含解析）

深圳市龙岗区2023-2024学年高二上学期期中考试
物理试题
考试时间：2023年11月14日限时：75分钟
一、单选题（每题4分，共28分。只有一个正确答案）
1．如图所示，两个相同的金属小球，小球A带+q的电荷量，小球B带+的电荷量，均可以看成点电荷，此时两球的库仑力大小为F。现将金属小球A、B接触后再放回原来桌面的固定位置，两球之间的库仑力大小为，则下列说法正确的是（　　）
A．金属小球A和B接触时，一部分电子从小球B转移到了小球A上
B．小球A所带电荷量可能为元电荷的任意实数倍
C．
D．开始时两小球之间是排斥力，且B球受到的库仑力大于A球受到的库仑力
2．如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B为电场中两点。下列说法中正确的是（　　）
A．
B．
C．正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能
D．电子在A点的受力方向与电场线方向相同
3．在x轴方向存在一静电场，其图像如图所示，一电子以一定的初速度沿x轴从O点运动到，电子仅受电场力，则该电子（　　）
A．在处电势能最大
B．从到受到的电场力和从到受到的电场力方向相同
C．在处受到的电场力最大
D．在处电势为零，电场强度也为零
4．如图所示，是匀强电场中的一个正方形区域，其中。已知A点电势为，点电势为，点电势为，则下列判断正确的是（　　）
A．点电势为
B．匀强电场的场强大小是
C．匀强电场的方向沿连线由指向
D．将电子从点移动到点电场力做功为
5．电容式位移传感器工作原理如图所示，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。若电介质板向左移动一微小位移x，下列说法正确的是（ ）
A．电容器两极板间电压变小
B．电容器电容C变大
C．电容器带电量变少
D．有方向的电流流过电阻
6．如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的，已知灵敏电流表的满偏电流，内电阻，则下列说法正确的是（　　）
A．甲表是电流表，增大时量程增大
B．乙表是电压表，减小时量程增大
C．在乙图中，若改装成的电压表的量程为，则
D．在甲图中，若改装成的电流表的量程为，则
7．示波管原理图如图甲所示。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。如果在偏转电极和之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑如图乙所示。若板间电势差和随时间变化关系图像如丙、丁所示，则荧光屏上的图像可能为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题（每题6分，共计18分；每道题有多个答案，全对得满分，对但不全得3分，错不得分。）
8．某公式测试电池的路端电压随干路电流的变化关系和某一定值电阻R两端的电压与通过该电阻的电流关系的U-I图像如图所示。若将该电源与定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析中正确的是（　　）
A．甲反映定值电阻R的图像，R=4.0Ω
B．乙反映电源的图像，其电动势E=5.0V
C．电源内阻是5/3Ω
D．该电池的短路电流是3A
9．如图甲所示为静电除尘设备的结构示意图，把高压电源的正极接在金属圆筒上，负极接到圆筒中心悬挂的金属线上，其横向截面图如图乙所示，虚线PQ是某带电粉尘的运动轨迹，则下列说法正确的是（　　）
A．电场中P点的场强大于Q点的场强
B．电场中P点的电势高于Q点的电势
C．粉尘最终会附着在中心金属线上并沿中心金属线下落
D．粉尘由Q点运动至P点，电势能逐渐减小
10．某实验小组设计了一个电子秤，其原理如图所示，托盘与电阻可以忽略的金属弹簧相连，当托盘放上物块时，弹簧被压缩，电路中的总电阻发生变化，电压表、电流表示数均随之改变，若物块质量m越大，则下列说法中正确的是（　　）
A．电流表示数越大
B．电流表示数越小
C．电压表示数越大
D．电压表示数越小
三、实验题
11．（1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是，游标上有个小的等分刻度。用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是 。
（2）用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图2所示的读数是 。
（3）某同学准备测量金属丝的电阻RX（大约），除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下
A．电压表（量程，内阻约为） B．电压表（量程，内阻约为）
C．电流表（量程，内阻约为） D．电流表（量程，内阻约为）
E．滑动变阻器（） F．滑动变阻器（）
G．输出电压为的直流稳压电源E H．开关S，导线若干
实验中应选用的电压表是 ，电流表是 ，滑动变阻器是 （填器材前序号）。
（4）要求实验误差较小，并且电压可以从开始调节，请在虚线框内设计最合理的电路图 。
11题电路图框 12题图
12．如图甲所示是观察电容器的充、放电现象实验装置的电路图。电源输出电压恒为8V，S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器。（已知电流）
（1）当开关S接 时（选填“1”或“2”），平行板电容器充电，在充电开始时电路中的电流比较 （选填“大”或“小”）。电容器放电时，流经G表的电流方向与充电时 （选填“相同”或“相反”）。
（2）将G表换成电流传感器（可显示电流I的大小），电容器充电完毕后，将开关S扳到2，让电容器再放电，其放电电流I随时间t变化的图像如图乙所示，已知图线与横轴所围的面积约为41个方格，则电容器释放的电荷量Q为 C，可算出电容器的电容C为 F。
四、解答题
13．某电动车公司为了测定电池的电动势和内阻，测试装置的电路图如下：其中R1=8Ω，R2=2Ω。当开关处于位置1时，电流表示数I1=0.2A，当开关处于位置2时，电流表示数I2=0.5A。求电源的电动势E和内阻r。
14．如图所示，电荷量分别为为，的两带电小球A、B，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止时A、B两球处于同一水平线上，已知O点到A球的距离，，，静电力常量为k，带电小球均可视为点电荷，求：
（1）A、B两球间的库仑力大小；
（2）A、B两球的质量之比；
（3）A、B连线中点处的电场强度大小及方向。
15．如图所示，一真空示波管的电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电场加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，偏转电场的右端到荧光屏的距离为x，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力。
（1）求电子穿过A板时的速度大小v0；
（2）求电子从偏转电场射出时的侧移量y；
（3）求OP的距离Y。

参考答案：
1．A【详解】A．金属小球A和B接触时，根据“电荷均分原理”可知，最后二者的电荷量均为B球所带的正电荷量增加，A球所带的电荷量减少，说明一部分电子从小球B转移到了小球A上，故A正确；
B．任何带电体所带的电荷量一定为元电荷的整数倍，所以小球A所带电荷量不可能为任意的实数，故B错误；
C．原来二者之间的库仑力大小为将金属小球A、B接触后再放回原来的位置，两球之间的库仑力大小为所以故C错误；
D．同性相斥，所以是斥力，根据牛顿第三定律，作用力和反作用力总是等大反向。故D错误。
2．C【详解】A．沿电场线方向电势降低，且同一等势面上电势相等，故，故A错误；
B．电场线越密集的地方，场强越大，由图可知，故B错误；CD．根据
可知正电荷在电势高的地方电势能大，故正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，故C正确，电子带负电，受力方向电场方向相反。D错误。
3．B【详解】A．电荷在某点的电势能为由公式可知，负点电荷在电势越大的地方，电势能越小，所以该电子在x1处的电势能最小，故A错误；
B．x2到的场强方向向右，到的场强方向向右，所以电子在x2到 x3和x3到 x4受到的电场力方向都是向左，方向相同，故B正确；
C．图像中斜率表示电场强度，可知电子在 x1处受到的电场力为0，故C错误；
D．图像中斜率表示电场强度，处的斜率不为0，所以处的电场强度不为0，故D错误。
4．C【详解】A．依题意，根据匀强电场的特点，可得求得点电势为
故A错误；
BC．由于所以AC连线为该匀强电场中的一条等势线，根据电场线与等势线垂直，且由高等势线指向低等势线，可知DB连线为该匀强电场中的一条电场线，且场强方向由D指向B，可得该匀强电场的电场强度大小为
故B错误，C正确；
D．将电子从A点移动到点电场力做功为故D错误。
5．B【详解】AB．若电介质板向左移动一微小位移x，电介质插入两板间的长度增大，根据可知电容C增大；电容器与电源连接，电压不变，故A错误，B正确；CD．根据可知，若电容C增大，则Q增大，电容器充电，电量变大，同时有方向的电流流过电阻，故C D错误。
6．C【详解】A．甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器并联，利用并联电阻的分流，改装成电流表，电流表的量程为可知当增大时，量程减小，故A错误；
B．甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器串联，利用串联电阻的分压，改装成电压表，电压表的量程为可知当减小时，量程减小，故B错误；
C．由公式可得改装成的电压表的量程为时故C正确；
D．由公式可知装成的电流表的量程为时故D错误。
7．C【详解】为恒定电压，电子带负电，故电子向Y轴正方向偏转，在之间加如图丙所示的正弦电压，电子在X轴方向发生偏转，电压越大侧移量越大，由运动的合成，会在荧光屏上看到过Y轴正方向上某点且平行X轴的一条水平的亮线（在Ⅰ、Ⅱ象限），故C正确，ABD错误。
8．AB【详解】A．甲反映定值电阻R的U-I关系R=4V/1A=4Ω故A正确；
B．根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir 当I=0时U=E 根据几何关系，电源电动势E=5V
故B正确；
C．电源的内阻等于乙图线斜率绝对值的大小，斜率为（5.0-4.0）/（1.0-0）欧=1欧，错误
D．电源短路电流为I短=E/r, I短=5A，D错误
9．BD【详解】A．电场线的疏密反映场强的大小，P点的场强小于Q点的场强，故A错误；
B．沿电场线电势降低，P点的电势高于Q点的电势，故B正确；
CD．强电场作用下，空气发生电离，粉尘会吸附电子带负电，从而受到指向侧壁的电场力，则粉尘由Q点运动至P点，电势能减小，最终会附着在圆筒侧壁上，故C错误，D正确。
10．BC【详解】当物块质量m越大时，滑片往下移动，则接入电路中的电阻增大，因此电路中的总电阻增大，根据欧姆定律可知电流表示数减小，因为电阻R0和电源内阻分到的电压减小，则电压表示数增大；
11． 13.55 0.680 A D E
【详解】（1）[1]小球的直径即游标卡尺的读数为
（2）[2]金属丝的直径即螺旋测微器的读数是
（3）[3]电源输出电压为，则电压表选择量程的，即选A；
[4]待测电阻阻值约为12Ω，则最大电流
故电流表选择，即选择D；
[5]滑动变阻器阻值太大，为方便调整电路，滑动变阻器应选择，即选择E。
（4）[6]电流表内阻较小，要求实验误差较小，则选择外接法；要求电压可以从0开始调节，则滑动变阻器采用分压式接法，电路图如上图：
12． 1 大 相反 3.28×10-3C 4.1×10-4F
【详解】（1）[1][2]电容器与电源相连时充电，所以当开关S接1时平行板电容器充电，由于极板上无电荷，刚开始在充电开始时电路中的电流比较大。
[3]电容器充电时电源正极接电容器上极板，放电时正电荷从上极板流出，所以电容器放电时，流经G表的电流方向与充电时相反。
（2）[4]根据 可知，放电电流随时间变化曲线与横轴所围区域的面积即为通过的电荷量，所以电容器释放的电荷量Q为
[5]电容器的电容C为
13．2V，2Ω【详解】由闭合电路的欧姆定律可得，开关处于1时
开关处于2时 解得E=2V
14．（1）；（2）；（3），方向水平向左
【详解】（1）由几何关系可知，A、B间距离为
由库仑定律可知，A、B两球间的库仑力大小为
（2）对A球，由平衡条件可得 对B球，由平衡条件得
联立解得
（3）根据点电荷场强表达式，可知A，B连线中点处的电场强度大小为 方向水平向左。
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在加速电场中加速，由动能定理有 解得
（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动， 根究类平抛运动的研究方法，
垂直电场方向有 L＝v0t 则沿电场方向有 侧移量
联立解得
（3）根据粒子运动轨迹，即类平抛运动的推论，由几何关系可知 解得