2024-2025学年福建省福州一中高二（上）期中物理试卷（含答案）

2024-2025学年福建省福州一中高二（上）期中物理试卷
一、选择题：本大题共8小题，共32分。
1.在国际单位制简称中，力学和电学的基本单位有：米、千克、秒、安培导出单位韦伯用上述基本单位可表示为( )
A. B. C. D.
2.如图所示的电路中，，滑动变阻器的最大值为，。当滑动变阻器滑至的中点时，、两端的电压为( )
A.
B.
C.
D.
3.一根长为、横截面积为的金属棒，电阻为，棒内单位体积的自由电子数为，电子的质量为，电荷量为。在棒两端加上恒定电压时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均速率为，则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
4.如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为、和，点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为、和。若点处的电场强度为零，，则三个点电荷的电荷量可能为( )
A. ，，
B. ，，
C. ，，
D. ，，
5.如图为某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则( )
A. 材料竖直方向尺度减小 B. 极板间电场强度变小
C. 极板间电场强度变大 D. 电容器电容变大
6.如图所示，平行线代表电场线或等势面，带电量为的带正电微粒，在电场中仅受电场力作用，由点运动到点，动能减少了，已知点的电势为，元电荷电荷量，则( )
A. 无论平行线代表的是电场线还是等势面，点的电势都是
B. 无论平行线代表的是电场线还是等势面，点的电势都是
C. 若平行线代表的是电场线，微粒运行轨迹是
D. 若平行线代表的是等势面，微粒运行轨迹是
7.如图所示，一质量为、电荷量为的粒子以速度从连线上的点水平向右射入大小为、方向竖直向下的匀强电场中。已知与水平方向成角，粒子的重力可以忽略。则粒子到达连线上的某点时( )
A. 所用时间为
B. 速度大小为
C. 与点的距离为
D. 速度方向与竖直方向的夹角为
8.如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为的匀强电场。在匀强电场中有一根长的绝缘细线，一端固定在点，另一端系一质量为的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成角，若小球获得初速度恰能绕点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，，取。下列说法正确( )
A. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点时动能最小
B. 小球的带电荷量
C. 小球在运动至圆周轨迹上的最低点时动能和电势能之和最大
D. 小球动能的最大值为
二、填空题：每空2分，共10分。
9.半径为的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于点，环上均匀分布着电量为的正电荷。点、、将圆环三等分，取走、处两段弧长均为的小圆弧上的电荷。将一点电荷置于延长线上距点为的点，点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，则的电性为______，电荷量大小为______用题目给的字母表示。
10.两根材料相同的均匀导线和，其长度分别为和，串联在电路中形成回路时，电势的变化规律如图所示，则和导线两端的电压之比为______，和导线的电阻之比为______，和导线的横截面积之比为______。
三、综合题：共58分。
11.如图所示，、、、是匀强电场中一正方形的四个顶点，若该电场方向与正方形所在平面平行，已知、、三点的电势分别为，，，则：
点电势为______；
在图中画出经过的一条电场线。辅助线请用虚线表示
12.某同学分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图和图所示，则圆柱体的长度为______，直径为______。
如图所示，电流计的内阻，满偏电流，，。
Ⅰ、当和均断开时，改装成的表是电压表，量程为______；
Ⅱ、当和均闭合时，改装成的表是电流表，量程为______。
13.某实验小组用伏安法测电阻，设计了三个电路图如图、图、图所示，待测电阻约为，电压表的内阻约为，电流表的内阻约为。
若采用图和图的电路进行实验，测得的电阻值分别记为和，则______填“”或“”更接近真实值，这个值比真实值______填“偏大”或“偏小”；
为减小实验误差，采用图的电路进行实验，请用笔画线代替导线，将图实物图连接成完整电路；
图实验中滑动变阻器滑片置于端，先将接，闭合，调节和使电流表和电压表示数适当，电流表和电压表的示数分别为、；再将接，保持______填“”或“”不变，调节另一滑动变阻器，电流表和电压表示数分别为、，经计算得 ______保留位有效数字；
图实验中，下列说法正确的是______。
A.电流表内阻对电阻的测量值无影响
B.电压表内阻对电阻的测量值有影响
C.电阻的测量值没有误差
14.如图所示为电动机提升重物的装置，电动机两端电压为时，卡住电动机，电路中电流为，正常工作时电路中的电流为，物体重。忽略一切摩擦，求正常工作的情况下：
电动机线圈电阻消耗的热功率为多少；
电动机的输出功率是多少；
电动机匀速提升重物的速度。
15.如图甲所示，真空室中电极连续发出的电子初速度不计经过电势差为的加速电场加速后，沿两水平金属板、间的中心线射入两板间的偏转电场，最后打在荧光屏上。、两板间的电势差随时间变化如图乙所示，设、间的电场可看作是均匀的，且两板外无电场。已知电子的质量为、电荷量为重力不计，板间距离为，偏转电压，所有电子都能通过偏转电场且通过偏转电场的时间为，电子从离开偏转电场到达荧光屏所需时间为。求：
金属板的长度；
若的周期，求电子能够到达荧光屏上的区域的长度；
若的周期，当时刻进入偏转电场的电子打到荧光屏上的位置与点的距离？
16.如图，长度的光滑杆左端固定一带正电的点电荷，其电荷量；一质量，带电量为的小球套在杆上．将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为轴正方向建立坐标系．点电荷对小球的作用力随位置的变化关系如图中曲线所示，小球所受水平方向的合力随位置的变化关系如图中曲线Ⅱ所示，其中曲线Ⅱ在和范围可近似看作直线．求：静电力常量
小球所带电量；
非均匀外电场在处沿细杆方向的电场强度大小；
在合电场中，与之间的电势差．
已知小球在处获得的初速度时，最远可以运动到若小球在处受到方向向右，大小为的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的最小距离是多少？
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.负
10.： ： ：
11.
12.
13. 偏大
14.解：由电动机卡住时，满足欧姆定律，可知其电阻；
由热功率公式，可知电动机正常工作时，消耗的热功率为：，解得：；
由电动机电功率公式，可得其正常工作时消耗的总功率，解得：；
由电动机总功率、热功率、输出功率关系，可知其输出功率满足：；
由物体匀速提升，可知重物受力平衡，即拉力；
由电动机输出功率与拉力的关系式，可得速度。
答：电动机消耗的热功率为；
电动机的输出功率为；
电动机提升重物的速度为。
15.解：电子经过加速电场的过程，根据动能定理有，解得：，又因为所有电子都能通过偏转电场且通过偏转电场的时间为，则偏转电场的长度，即金属板的长度；
根据牛顿第二定律有，若的周期，所有电子在偏转电场中的运动过程，在竖直方向有半个周期时间内的加速度方向竖直向上，有半个周期时间内的加速度方向竖直向下，可知经过一个周期，电子的竖直分速度刚好为，则时刻进入的电子向下偏移的距离最大，为，同理可知时刻进入的电子向上偏移的距离最大，为，所以电子能够到达荧光屏上的区域的长度为；
若的周期，则电子在偏转电场的运动时间为，在时刻进入偏转电场的电子，先在竖直方向上，前的时间内向下匀加速运动，接着的时间内，偏转电场反向，电子向下做匀减速运动，速度恰好为，则，再接着的时间内，电子向上做匀加速运动，则，电子出偏转电场后，在的时间内向上匀速，此时竖直方向上的速度，则，因此，所以在时刻进入偏转电场的电子打到荧光屏上的位置与点的距离为；
答：金属板的长度为；
若的周期，求电子能够到达荧光屏上的区域的长度为；
若的周期，当时刻进入偏转电场的电子打到荧光屏上的位置与点的距离为。
16.解：由图可知，当时，，因此：
；
设在处点电荷与小球间作用力为，则：，
因此：，
电场在处沿细杆方向的电场强度大小为，方向水平向左；
根据图象可知在与之间合力做功：
，
由可得：；
由图可知小球从到处，电场力做功，
小球从到处，电场力做功，
由图可知小球从到处，电场力做功，
由动能定理可得：，
解得：；
答：小球所带电量为；
非均匀外电场在处沿细杆方向的电场强度大小为；
在合电场中，与之间的电势差为；
恒力作用的最小距离是．
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