2024-2025学年北京西城区北京四中高二（上）期中物理试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 2024-2025学年北京西城区北京四中高二（上）期中物理试卷（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-11-28 14:42:56 | ||
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文档简介
2024-2025学年北京西城区北京四中高二（上）期中物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.两个完全相同的金属小球，分别固定在绝缘支座上。使它们带上同种电荷，电量的大小关系为，把它们放在真空中相距为处，远大于小球的直径，库仑力大小为。若将它们接触一下再放回原处，库仑力大小为( )
A. B. C. D.
2.声波能绕过某一建筑物而传播，这是声波的( )
A. 反射现象 B. 干涉现象 C. 衍射现象 D. 多普勒效应
3.如图所示，一个原来不带电的半径为的空心金属球放在绝缘支架上，球心为，右侧放一个电荷量为的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为。达到将电平衡后，下列说法正确的是( )
A. 金属球左侧感应出负电荷
B. 金属球左侧的电势高于右侧的电势
C. 金属球的球心处电场强度大小为
D. 感应电荷在球心处产生的电场方向沿点电荷与点的连线向右
4.如图和是材料相同、厚度相同、表面均为正方形的两个导体，正方形的边长之比为，通过两导体的电流方向如图所示。不考虑温度对电阻率的影响，则这两个导体( )
A. 电阻率之比为
B. 电阻之比为
C. 串联在电路中，两端的电压之比为
D. 并联在电路中，流过两导体的电流之比为
5.某表头的满偏电流为，表头内阻为，要将它改装成量程为的电压表，下列操作正确的是( )
A. 串联一个的电阻 B. 并联一个的电阻
C. 串联一个的电阻 D. 并联一个的电阻
6.一段均匀铜导体的电阻为，横俄面积为，导体两端所加电压为，电子电量为，导体中单位体积内的自由电子数为，则电子在铜导体中定向迁移的速率为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，两块相互靠近的平行金属板、组成电容器，充电后与电源断开，板带负电，板带正电，且它们的电荷量保持不变。板间有一个用绝缘细线悬挂的带电小球可视为质点，小球静止时与竖直方向的夹角为，忽略带电小球所带电荷量对极板间匀强电场的影响，、板足够大，则( )
A. 若只将板水平向右平移稍许，电容器的电容将变小，夹角将变大
B. 若只将板竖直向上平移稍许，电容器的电容将变小，夹角将变小
C. 将细线烧断，小球的运动轨迹是抛物线
D. 若只将板水平向左平移稍许，将细线烧断，小球到达板的时间不变
8.如图所示，电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，图中，点的电场强度为零。以无穷远处为零电势点，下列说法正确的是( )
A. 电子在点所具有的电势能一定为零
B. 带电薄板产生的电场在图中点的电场强度为
C. B、两点间的电势差与、两点间的电势差相等
D. 电子在点所具有的电势能小于在点所具有的电势能
二、多选题：本大题共6小题，共24分。
9.一简谐横波沿轴正方向传播，波长为，周期为。时刻的波形如图所示，、是波上的两个质点。图是波上某一质点的振动图象。下列说法正确的是( )
A. 时质点的速度比质点的大 B. 时质点的加速度比质点的大
C. 图可以表示质点的振动 D. 图可以表示质点的振动
10.在如图所示的电路中，电源两端电压恒为，为小灯泡其灯丝电阻可视为不变，为定值电阻，为光电阻，其阻值大小随所受照射光强度的墙大小，电压表为理想电压表。若将照射的光的强度减弱，则( )
A. 电压表的示数变大 B. 电压来的示数变小 C. 灯泡变亮 D. 灯泡变暗
11.某静电除尘设备集尘板的内壁带正电，设备中心位置有一个带负电的放电极，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为某带电烟尘颗粒重力不计的运动轨迹，、是轨迹上的两点，点与点关于放电极对称，下列说法中正确的是( )
A. 点电场强度小于点电场强度
B. 烟尘颗粒在点的动能小于在点的动能
C. 烟尘颗粒在点的电势能小于在点的电势能
D. 点电势低于点电势
12.如图所示，、两块平行金属板，充电后始终与电源相连，板与地连接，有一带电微粒悬浮在两板间点处静止不动。现将板上移到虚线处，则下列说法中正确的是( )
A. 平行板电容器所带电荷量将增大 B. 该带电微粒将保持静止状态
C. 点的电势将降低 D. 该带电微粒在点的电势能将变小
13.图中虚线、、、、代表匀强电场内间距相等的一组等势面，相邻等势面间的距离为，已知平面上的电势为。一电子经过时的动能为，从到的过程中克服电场力所做的功为。下列说法中正确的是( )
A. 平面上的电势为零 B. 匀强电场的场强大小为
C. 该电子经过平面时，其电费能为 D. 该电子可能到达不了平面
14.如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强的匀强电场。在匀强电场中有一根长的绝缘细线，一端固定在点，另一端系一质的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成角。若小球获得初速度后恰能绕点在竖平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，已知，，取。则下列说法中正确的是( )
A. 小球的带电量
B. 小球动能的最小值为
C. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点时机械能最小
D. 小球绕点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和为
三、实验题：本大题共2小题，共17分。
15.在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图所示连接电路。电源电压为，内阻可以忽略。单刀双掷开关先跟相接，某时刻开关改接，一段时间后，把开关再改接。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
开关改接后，电容器进行的是 选填“充电”或“放电”过程。
电容器充电完毕后再放电，其放电流随时间的变化关系如图所示。若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为 。
下图中实线为中得到的实验图线，若仅增大电容器的电容值，重复上述实验步骤，则在下列四个图象中可能正确的是( )
16.某同学通过实验测定一个阻值约为的电阻的阻值。
现有电源，内阻可不计、滑动变阻器，额定电流、开关和导线若干，以及下列电表：
A.电流表，内阻约
B.电流表，内阻约
C.电压表，内阻约
D.电压表，内阻约
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用 ，电压表应选用 选填器材前的字母实验电路应采用图中的 选填“甲”或“乙”。
图是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。
接通开关，改变滑动变阻器滑片的位置，并记录对应的电流表示数、电压表示数。某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值 保留两位有效数字。
根据问所选择的实验电路，产生误差的主要原因是 。选填选顶前的字母
A.电流表测量值小于流经的电流值
B.电流表测量值大于流经的电流值
C.电压表测值小于两端的电压值
D.电压表测量值大于两端的电压值
在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端，随滑片移动距离的增加，被测电阻两端的电压也随之增加，下列反映关系的示意图中正确的是 。
四、计算题：本大题共4小题，共35分。
17.一列沿轴正向传播的简谐波，在 和 处的两质点的振动图线如图所示，求：
该波的周期的大小；
画出 时刻，、之间一种可能的波形；
这列波可能的波速。
18.如图所示，长为的绝缘细线一端悬于点，另一端系一质量为、电荷量为的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中，小球静止在点，此时细线与竖直方向成角。重力加速度为，，。
判断小球的带电性质
求该匀强电场的电场强度的大小
若将小球向左拉起至与点处于同一水平高度且细线刚好张紧，将小球由静止释放，求小球运动到最低点时的速度大小。
19.静电场方向平行于轴，其电势随的分布可简化为如图所示的折线，图中和为已知量。一个带负能的粒子在电场中以为中心、沿轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为、带电量为，其动能与电势能之和为。忽略粒子的重力。求：
粒子所受电场力的大小；
粒子的运动区间
粒子的运动周期。
20.扫描是计算机射线断层扫描技术的简称，扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种机主要部分的剖面图，其中射线产生部分的示意图如图乙所示。图乙中、之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转原件中的匀强偏转电场，场强方向竖直向上。经调节后电子束从静止开始沿带简头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台的中心点，产生射线如图中带务头的虚线所示。
已知电子的质量为，带电荷量为，两板间的电压为，偏转场区域水平宽度为，竖直高度足够长，中电子束距离靶台竖直高度为。忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。
求电子刚进入偏转场时的速度大小
当偏转场场强大小为时电子恰好能击中靶台点：
求点距离偏转场右边界的水平距离
在仪器实际工作时，电压会随时间成正弦规律小幅波动，波动幅度为，即，周期为，如图丙所示，这将导致电子打在靶台上形成一条线。已知一个周期的时间内从小孔射出的电子数为，每个打在靶台上的电子平均激发个射线光子，求单位长度的线上平均产生的射线光子数。电子通过加速电场的时间远小于加速电压的变化周期，不考虑加速电场变化时产生的磁场
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.放电，
，
16.、、甲
图略，
，
17.
见解析
18.解：小球在点静止，其受力情况如图所示，小球带负电。
根据共点力平衡条件有
解得
设小球到达最低点时的速度为，小球从水平位置运动到最低点的过程中，根据动能定理有
解得
19.
20.
．
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一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.两个完全相同的金属小球，分别固定在绝缘支座上。使它们带上同种电荷，电量的大小关系为，把它们放在真空中相距为处，远大于小球的直径，库仑力大小为。若将它们接触一下再放回原处，库仑力大小为( )
A. B. C. D.
2.声波能绕过某一建筑物而传播，这是声波的( )
A. 反射现象 B. 干涉现象 C. 衍射现象 D. 多普勒效应
3.如图所示，一个原来不带电的半径为的空心金属球放在绝缘支架上，球心为，右侧放一个电荷量为的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为。达到将电平衡后，下列说法正确的是( )
A. 金属球左侧感应出负电荷
B. 金属球左侧的电势高于右侧的电势
C. 金属球的球心处电场强度大小为
D. 感应电荷在球心处产生的电场方向沿点电荷与点的连线向右
4.如图和是材料相同、厚度相同、表面均为正方形的两个导体，正方形的边长之比为，通过两导体的电流方向如图所示。不考虑温度对电阻率的影响，则这两个导体( )
A. 电阻率之比为
B. 电阻之比为
C. 串联在电路中，两端的电压之比为
D. 并联在电路中，流过两导体的电流之比为
5.某表头的满偏电流为，表头内阻为，要将它改装成量程为的电压表，下列操作正确的是( )
A. 串联一个的电阻 B. 并联一个的电阻
C. 串联一个的电阻 D. 并联一个的电阻
6.一段均匀铜导体的电阻为，横俄面积为，导体两端所加电压为，电子电量为，导体中单位体积内的自由电子数为，则电子在铜导体中定向迁移的速率为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，两块相互靠近的平行金属板、组成电容器，充电后与电源断开，板带负电，板带正电，且它们的电荷量保持不变。板间有一个用绝缘细线悬挂的带电小球可视为质点，小球静止时与竖直方向的夹角为，忽略带电小球所带电荷量对极板间匀强电场的影响，、板足够大，则( )
A. 若只将板水平向右平移稍许，电容器的电容将变小，夹角将变大
B. 若只将板竖直向上平移稍许，电容器的电容将变小，夹角将变小
C. 将细线烧断，小球的运动轨迹是抛物线
D. 若只将板水平向左平移稍许，将细线烧断，小球到达板的时间不变
8.如图所示，电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，图中，点的电场强度为零。以无穷远处为零电势点，下列说法正确的是( )
A. 电子在点所具有的电势能一定为零
B. 带电薄板产生的电场在图中点的电场强度为
C. B、两点间的电势差与、两点间的电势差相等
D. 电子在点所具有的电势能小于在点所具有的电势能
二、多选题：本大题共6小题，共24分。
9.一简谐横波沿轴正方向传播，波长为，周期为。时刻的波形如图所示，、是波上的两个质点。图是波上某一质点的振动图象。下列说法正确的是( )
A. 时质点的速度比质点的大 B. 时质点的加速度比质点的大
C. 图可以表示质点的振动 D. 图可以表示质点的振动
10.在如图所示的电路中，电源两端电压恒为，为小灯泡其灯丝电阻可视为不变，为定值电阻，为光电阻，其阻值大小随所受照射光强度的墙大小，电压表为理想电压表。若将照射的光的强度减弱，则( )
A. 电压表的示数变大 B. 电压来的示数变小 C. 灯泡变亮 D. 灯泡变暗
11.某静电除尘设备集尘板的内壁带正电，设备中心位置有一个带负电的放电极，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为某带电烟尘颗粒重力不计的运动轨迹，、是轨迹上的两点，点与点关于放电极对称，下列说法中正确的是( )
A. 点电场强度小于点电场强度
B. 烟尘颗粒在点的动能小于在点的动能
C. 烟尘颗粒在点的电势能小于在点的电势能
D. 点电势低于点电势
12.如图所示，、两块平行金属板，充电后始终与电源相连，板与地连接，有一带电微粒悬浮在两板间点处静止不动。现将板上移到虚线处，则下列说法中正确的是( )
A. 平行板电容器所带电荷量将增大 B. 该带电微粒将保持静止状态
C. 点的电势将降低 D. 该带电微粒在点的电势能将变小
13.图中虚线、、、、代表匀强电场内间距相等的一组等势面，相邻等势面间的距离为，已知平面上的电势为。一电子经过时的动能为，从到的过程中克服电场力所做的功为。下列说法中正确的是( )
A. 平面上的电势为零 B. 匀强电场的场强大小为
C. 该电子经过平面时，其电费能为 D. 该电子可能到达不了平面
14.如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强的匀强电场。在匀强电场中有一根长的绝缘细线，一端固定在点，另一端系一质的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成角。若小球获得初速度后恰能绕点在竖平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，已知，，取。则下列说法中正确的是( )
A. 小球的带电量
B. 小球动能的最小值为
C. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点时机械能最小
D. 小球绕点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和为
三、实验题：本大题共2小题，共17分。
15.在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图所示连接电路。电源电压为，内阻可以忽略。单刀双掷开关先跟相接，某时刻开关改接，一段时间后，把开关再改接。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
开关改接后，电容器进行的是 选填“充电”或“放电”过程。
电容器充电完毕后再放电，其放电流随时间的变化关系如图所示。若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为 。
下图中实线为中得到的实验图线，若仅增大电容器的电容值，重复上述实验步骤，则在下列四个图象中可能正确的是( )
16.某同学通过实验测定一个阻值约为的电阻的阻值。
现有电源，内阻可不计、滑动变阻器，额定电流、开关和导线若干，以及下列电表：
A.电流表，内阻约
B.电流表，内阻约
C.电压表，内阻约
D.电压表，内阻约
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用 ，电压表应选用 选填器材前的字母实验电路应采用图中的 选填“甲”或“乙”。
图是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。
接通开关，改变滑动变阻器滑片的位置，并记录对应的电流表示数、电压表示数。某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值 保留两位有效数字。
根据问所选择的实验电路，产生误差的主要原因是 。选填选顶前的字母
A.电流表测量值小于流经的电流值
B.电流表测量值大于流经的电流值
C.电压表测值小于两端的电压值
D.电压表测量值大于两端的电压值
在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端，随滑片移动距离的增加，被测电阻两端的电压也随之增加，下列反映关系的示意图中正确的是 。
四、计算题：本大题共4小题，共35分。
17.一列沿轴正向传播的简谐波，在 和 处的两质点的振动图线如图所示，求：
该波的周期的大小；
画出 时刻，、之间一种可能的波形；
这列波可能的波速。
18.如图所示，长为的绝缘细线一端悬于点，另一端系一质量为、电荷量为的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中，小球静止在点，此时细线与竖直方向成角。重力加速度为，，。
判断小球的带电性质
求该匀强电场的电场强度的大小
若将小球向左拉起至与点处于同一水平高度且细线刚好张紧，将小球由静止释放，求小球运动到最低点时的速度大小。
19.静电场方向平行于轴，其电势随的分布可简化为如图所示的折线，图中和为已知量。一个带负能的粒子在电场中以为中心、沿轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为、带电量为，其动能与电势能之和为。忽略粒子的重力。求：
粒子所受电场力的大小；
粒子的运动区间
粒子的运动周期。
20.扫描是计算机射线断层扫描技术的简称，扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种机主要部分的剖面图，其中射线产生部分的示意图如图乙所示。图乙中、之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转原件中的匀强偏转电场，场强方向竖直向上。经调节后电子束从静止开始沿带简头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台的中心点，产生射线如图中带务头的虚线所示。
已知电子的质量为，带电荷量为，两板间的电压为，偏转场区域水平宽度为，竖直高度足够长，中电子束距离靶台竖直高度为。忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。
求电子刚进入偏转场时的速度大小
当偏转场场强大小为时电子恰好能击中靶台点：
求点距离偏转场右边界的水平距离
在仪器实际工作时，电压会随时间成正弦规律小幅波动，波动幅度为，即，周期为，如图丙所示，这将导致电子打在靶台上形成一条线。已知一个周期的时间内从小孔射出的电子数为，每个打在靶台上的电子平均激发个射线光子，求单位长度的线上平均产生的射线光子数。电子通过加速电场的时间远小于加速电压的变化周期，不考虑加速电场变化时产生的磁场
参考答案
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14.
15.放电，
，
16.、、甲
图略，
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17.
见解析
18.解：小球在点静止，其受力情况如图所示，小球带负电。
根据共点力平衡条件有
解得
设小球到达最低点时的速度为，小球从水平位置运动到最低点的过程中，根据动能定理有
解得
19.
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