北京师大附中2020-2021学年上学期高二年级期中考试物理试卷

本试卷有四道大题，考试时长90分钟，满分100分。

第Ⅰ卷选择题（共48分）

一、单项选择题，本大题共12小题，共36分。

1. 下列物理量属于矢量的是

A. 电势 B. 电功率 C. 电场强度 D. 电动势

2. 已知元电荷数值为，某个物体带电量不可能是

A. B. C. D.

3. 可以用试探电荷在电场中的受力情况来研究电场的强弱。若将试探电荷放在静电场中的某一点，试探电荷的电荷量q不同，其所受的静电力的大小F也不同。其中正确反映F与q的关系的图像是

4. 在真空中有两个点电荷，二者的距离保持一定。若把它们各自的电荷量都增加为原来的3倍，则两电荷的库仑力将变为原来的

A. 9倍 B. 6倍 C. 1/3 D. 27倍

5. 一条导线中的电流为2A，在30s内通过这条导线某一横截面的电荷量是

A. 20C B. 40C C. 60C D.80C

6. 如图所示，让平行板电容器带上一定的电荷量并保持不变，利用静电计可以探究平行板电容器电容的决定因素及决定关系，下列说法正确的是

A. 静电计指针张角越大，说明电容器带电荷量越大

B. 静电计指针张角越大，说明电容器的电容越大

C. 将平行板间正对面积减小，会看到静电计指针张角减小

D. 将平行板间距离减小，会看到静电计指针张角减小

7. 在匀强电场中，把一个电荷量为q的试探电荷从A点移动到B点。已知电场强度大小为E，位移大小为d，初末位置电势差为U，静电力做功为W，A点电势为。下面关系一定正确的是

A. B. C. D.

8. 如图所示，一带电粒子从P点以初速度v射入匀强电场，仅受静电力的作用，则可能的运动轨迹及电势能的变化情况是

A. 轨迹a且电势能一直变大

B. 轨迹b且电势能一直变小

C. 轨迹c且电势能一直变小

D. 轨迹d且电势能一直变大

9. 如图所示是两个不同电阻的I-U图象，则图象①、②表示的电阻及两电阻串联或并联后的I-U图象所在区域分别是

A. ①表示大电阻值的图象，并联后在区域Ⅲ

B. ①表示小电阻值的图象，并联后在区域Ⅰ

C. ②表示大电阻值的图象，并联后在区域Ⅱ

D. ②表示大电阻值的图象，串联后在区域Ⅰ

10. 将一个内阻为100Ω、满偏电流为3mA的电流表，改装成量程为0～0.6A的电流表，则需要

A. 串联一个阻值约为0.5Ω的电阻 B. 串联一个阻值约为5Ω的电阻

C. 并联一个阻值约为0.5Ω的电阻 D. 并联一个阻值约为5Ω的电阻

11. 一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，若已知金属棒内的电场为匀强电场，则金属棒内的电场强度大小为

A. B. C. D.

12. 利用电流传感器测量电容器电容的实验电路图如图甲所示。电源电动势E＝8V，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电。电流传感器将电流变化的信息传入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的I-t曲线如图乙所示。下列说法中正确的是

A. 图乙中紧靠纵轴的狭长矩形的面积表示0.2s内电容两端增加的电压

B. 根据图乙，可以计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量Q

C. 只更换电阻R，图像下面所围的面积也会改变

D. 根据已知条件和图像，不能计算电容器的电容C

二、多选题，本大题共4小题，共12分。

13. 某区域的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点。设A、B两点的电场强度大小分别为、，电势分别为、，则下列判断正确的是

A. B. C. D.

14. 如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷与金属球球心处在同一水平线上，且点电荷到金属球表面的最近距离为2r。达到静电平衡后，下列说法正确的是

A. 金属球左边会感应出正电荷，右边会感应出负电荷，所以左侧电势比右侧高

B. 左侧正电荷与右侧负电荷的电荷量大小相等

C. 点电荷Q在金属球球心处产生的电场的电场强度大小为

D. 感应电荷在金属球球心处产生的电场的电场强度为零

15. 如图所示为某手机电池的铭牌，第一行标有”3.8V 3000mAh（11.4Wh）”。对该铭牌参数的分析，下列说法中正确的是

A. 铭牌中的Wh是能量的单位

B. 铭牌中的mAh是功率的单位

C. 该电池放电时能输出的总能量为31040J

D. 该电池放电时能输出的总电荷量为1.08

16. 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关S，电灯L正常发光。两块电表均为理想电表。在滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是

A. 电流表的示数变小 B. 电源的总功率变大

C. 灯泡L的亮度变大 D. 电压表的示数变小

第Ⅱ卷非选择题（共52分）

三、填空题，本大题共4小题，共22分。

17. 如图1所示，螺旋测微器的读数为__________mm；游标卡尺的读数为__________mm。

18. 某同学在一次”测定金属的电阻率”的实验中，除被测电阻丝外，还有如下实验器材：

A. 直流电源：电动势约3V，内阻很小；

B. 电流表A：量程0～0.6A，内阻约为0.125Ω；

C. 电压表V：量程0～3V，内阻约为3kΩ；

D. 滑动变阻器：最大阻值5Ω；

E. 开关、导线等。

（1）请按图2电路图在图3中连接实物图。

（2）所用测量仪器均已校准。其中某一次测量时电压表与电流表示数如图4所示，则电阻丝电阻值为_________Ω。（计算结果保留2位小数）

（3）若用刻度尺测量金属丝的接入长度为，用螺旋测微器测量金属丝直径为d，根据伏安法测出电阻丝的阻值为Rx，则这种金属材料的电阻率为____________。

（4）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是___________。

A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差

B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C. 按图2电路，根据伏安法测出的电阻丝的阻值比真实值偏大

D. 用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差

19. 某同学利用图5所示电路测定一节干电池的电动势和内电阻。

（1）该同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图6的坐标纸上，请标出余下的一组数据的对应点，并画出U-I图线。

序号	1	2	3	4	5	6
电压U（V）	1.45	1.40	1.30	1.25	1.20	1.10
电流I（A）	0.060	0.120	0.240	0.260	0.360	0.480

（2）根据（1）中所画图线可得出干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝_________Ω。（计算结果保留2位小数）

20. 在”练习使用多用电表”的实验中，某同学用多用电表的欧姆档测量阻值约为十几kΩ的电阻R_x。

（1）该同学列出了以下可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确且必须的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上：_______________。

A. 将两表笔短接，调节P使表针指向欧姆零点，断开两表笔。

B. 将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R_x的阻值后，断开两表笔

C. 旋转S至×1k位置

D. 旋转S至×100位置

E. 旋转S至OFF位置，并拔出两表笔

（2）该同学按正确的步骤测量R_x，表针位置如图7所示，被测电阻R_x的阻值约为____________Ω。

四、计算题，本大题共4小题，共30分。

21. 如图所示，在电场强度的匀强电场中，A、B两点在同一条电场线上，它们间的距离d＝0.10m。现将电荷量q＝＋1.0的点电荷放在电场中的A点，求：

（1）该点电荷在A点所受静电力的大小F；

（2）A、B两点间的电势差；

（3）将该点电荷从A点移到B点静电力所做的功。

22. 如图所示电路中，电源电动势E＝12V，内电阻r＝0.5Ω。将一盏标有”8V，16W”字样的灯泡与一只线圈电阻为0.5Ω的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光。求：

（1）电源的总功率是多少？

（2）电动机的机械功率是多少？

23. 如图所示，加速电场的两极板间电压为U₁，偏转电场的平行金属板的板长为l，板间电压为U₂，板间距为d。设电子初速度为零，经加速电场加速后以某一速度沿两板中线垂直进入偏转电场中。已知电子的质量为m，电量为e，电子的重力的影响可以忽略。

（1）计算电子进入偏转电场时的速度v；

（2）设电子在偏转电场中速度偏转的角度为θ，求tanθ的大小。

24. 如图所示，A、B是两块竖直放置的平行金属板，相距为3L，分别带有等量的正、负电荷，在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场。B板上有一小孔（小孔的存在不影响两板间的匀强电场），孔中有一条与板垂直的水平绝缘轨道。一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球，在外力作用下静止在轨道的P点处，已知P点与B板距离为L。一轻弹簧左端固定在B板左侧挡板上，右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q，静止时Q恰好位于小孔处。撤去外力，释前带电小球，它将在静电力作用下由静止开始运动，穿过小孔后（不与金属板B接触）与薄板Q一起压缩弹簧。小孔左侧轨道光滑，小球从接触Q开始，经过一段时间第一次把弹簧压缩至最短，然后又被弹簧弹回。小球与Q接触过程中可认为不损失机械能。由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺，使得小球每次离开Q瞬间，小球的电荷量都损失一部分，而变成刚与Q接触时小球电荷量的1/2。