北京四中2020-2021学年上学期高二年级期中考试物理试卷

（试卷满分100分，考试时间为100分钟）

一、选择题（本大题共15小题；每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，有一个选项或多个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）

1. 下列有关物理量单位的说法中正确的是（）

A. 1 N/C＝1 V/m B. 1 A＝1 C/s

C. 1 V＝1 J/C D. 1＝1 A/V

2. 手电筒中的干电池给小灯泡供电时，在某次接通开关的10s内通过某一横截面的电荷量为2C，则电流为（）

A. 0. 1A B. 0. 2A C. 0. 01A D. 0. 02A

3. 用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素。如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P₁、P₂、P₃等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小。这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。若带电体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，带电体O与小球间距离用d表示，可认为带电体O和小球始终在同一水平面上，带电体O和小球之间的作用力大小用F表示。则以下判断正确的是（）

A. 带电体O对小球的库仑力比小球对带电体O的库仑力大

B. 小球悬点位置不变时，偏离竖直线的角度θ越大，说明F越大

C. 保持Q、q不变，小球先后挂在P₁、P₂、P₃位置，则偏离竖直线的角度θ逐渐减小

D. 保持q、小球悬点位置不变，增大Q，则θ变大

4. 下列关于静电的防止与利用，正确的说法是（）

A. 印染厂里染织物带上静电，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降

B. 超高压带电工作的工人穿的工作服，要用包含金属丝的织物制成

C. 在燃气灶中，常常安装电子点火器，接通电子线路时产生高电压，通过放电产生的电火花来点燃气体，为此其放电电极一般做成球形

D. 静电喷漆应用了静电吸附的原理

5. 甲、乙两个电阻的I-U图象如图所示，则（）

A. 甲、乙的电阻值之比为：1

B. 甲、乙的电阻值之比为1：

C. 甲、乙并联后总电阻的I-U图象位于Ⅲ区

D. 甲、乙串联后总电阻的I-U图象位于I区

6. 如图所示，真空中点电荷A电量为-Q，若在其右侧放一导体棒，导体棒中某点O距点电荷L，当导体棒达到静电平衡状态时，下列说法正确的是（）

A. 点电荷A在O处产生的电场的场强为0

B. 棒上感应电荷在O处产生的电场的场强大小为kQ/L²

C. 棒上感应电荷在O处产生的电场方向为从A指向O的方向

D. 导体棒左端的电势低于右端的电势

7. 如图所示，将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧，在空间形成了稳定的静电场，实线为电场线，虚线为等势线。A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则（）

A. A点和B点的电势相等

B. C点和D点的电场强度相同

C. 负电荷从C点移至D点，电势能增大

D. 正电荷从A点移至B点，电场力做正功

8. 如图所示，匀强电场中有M、N、P、Q四个点，它们分别位于矩形的四个顶点上，各点的电势分别为φ_M、φ_N、φ_P、φ_Q。在电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，静电力所做的正功相同，则（）

A. φ_M＜φ_N，若电子由M点运动到Q点电场力不做功

B. φ_M＞φ_N，若电子由M点运动到Q点电场力不做功

C. φ_P＝φ_N，该匀强电场的电场线垂直于直线PN且向上

D. φ_P＝φ_N，该匀强电场的电场线垂直于直线PN且向下

9. 已知某排气扇额定电压为U，额定功率为P，其电动机的线圈电阻为R。当正常工作时，排气扇的（）

A. 通电电流为I＝ B. 通电电流为I＝

C. 输出功率为 D. 发热功率为

10. 如图A、B板平行放置，它们中间各有一个正对的小孔，B板接地，A板的电势变化如图所示，最大值为U，板间距离为d。设电子从A中央小孔无初速度的进入电场。假设t＝T/4周期进入的电子，恰不能到达B板。则电子的比荷为（）

A. B. C. D.

11. 如图，平行板电容器经开关K与电池连接，a处有一带电量非常小的点电荷。K是闭合的，φ_a表示a点的电势，f表示点电荷受到的静电力。现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（）

A. φ_a变大 B. φ_a变小 C. f不变 D. f变小

12. 在如图所示电路中，电压表、电流表均为理想电表，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R₁的滑片P向右端滑动的过程中（）

A. 电压表的示数减小

B. 电压表的示数增大

C. 电流表的示数减小

D. 电流表的示数增大

13. 如图所示，直线A为电源的路端电压U与干路电流I的图线，直线B为某电阻的U-I图线，则以下说法正确的是（）

A. 由图线A，电源的电动势为3V

B. 由图线A，电源的内阻为2

C. 由图线A，当电流为2A时，电源输出功率为4W

D. 由图线B，该电阻的阻值为1

14. 图甲为示波器的原理结构图，电子经电压U₀加速后进入偏转电场。竖直极板AB间加偏转电压U_AB、水平极板间CD加偏转电压U_CD，偏转电压随时间变化规律如图乙所示。则荧光屏上所得的波形是（）

A B C D

15. 空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是E_Bx、E_Cx，下列说法中正确的有（）

A. 可以比较E_Bx和E_Cx的大小

B. 可以判断E_Bx和E_Cx的方向

C. 电荷在O点受到的静电力在x方向上的分量最大

D. 将一负电荷沿x轴从B移到C的过程中，其电势能先增大后减小

二、实验题（本大题共4小题，共18分。请把答案填在答题纸上）

16. 某同学用螺旋测微器和游标卡尺测量出某金属细杆长度和直径分别如图甲、乙所示，则该金属细杆的长度为________mm，直径为________mm。

17. 某同学做”用传感器观察电容器的充电和放电”实验，电路如图甲所示。他先将单刀双掷开关S与1接通，给电容器充电，充电完毕后再将开关S与2接通，研究电容器的放电过程。

（1）请在乙图所示的图像中定性画出电容器放电时的i-t图像；

（2）若仅将放电电路中电阻R换成阻值更大的定值电阻，重复实验，电容器释放的电量与未换前相比________（填”变大”、”不变”、”变小”）。

18. 一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为I_g＝100A，表头电阻R_g＝1k，若将此电流计改装成量程最大值为U_m＝3V的电压表，应再______（填”串联”或”并联”）一个阻值为______Ω的电阻。

19. 在做《测定金属的电阻率》的实验中，若待测电阻丝的电阻约为5，要求测量结果尽量准确，备有以下器材：

A. 电池组（3V、内阻1Ω）

B. 电流表（0～3A，内阻0.0125Ω）

C. 电流表（0～0.6A，内阻0.125Ω）

D. 电压表（0～3V，内阻4kΩ）

E. 电压表（0-15V，内阻15kΩ）

F. 滑动变阻器（0-20Ω，允许最大电流1A）

G. 滑动变阻器（0～2000Ω，允许最大电流0.3A）

H. 开关、导线

（1）为更精确测量电阻丝的阻值，上述器材中电流表选用的是_______，滑动变阻器选用的是_______（以上两空填实验仪器前的字母代号）；

（2）正确选用器材后，该小组进行了如图的实物图连接，请将连线补充完整；

（3）若电流表的读数为I，电压表的读数为U，测得导体R_x的直径和长度分别用D、L表示，用D、L、I、U表示的电阻率关系式为＝_______。

三、简答与计算题（本大题共4小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

20. 场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有引力场。地球周围的物体就处在地球产生的引力场中。

（1）电学中用物理量之比的方法定义了电场强度，请你模仿这种定义方法，写出地球附近的”引力场强度”E_G的定义式，并说明定义式用到的物理量；

（2）我们可以用电场线这样形象的工具来描述抽象的电场。请你借鉴这种方法，在图中大致画出地球周围引力场的”引力场线”。

21. 一台直流电动机所加电压U＝110V，通过的电流I＝5.0A。若该电机在10s内把一个质量M＝50kg的物体匀速提升了9.0m，不计摩擦及空气阻力，取重力加速度g＝10m/s²，求：

（1）电动机的输入功率P；

（2）在提升重物的10s内电动机线圈产生的热量Q；

（3）电动机线圈的电阻R。

22. 如图所示，光滑水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R＝0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E＝1.0×10⁴N/C。

现有一电荷量q＝+1.0×10^-4C，质量m＝0.10kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度为v_B＝5.0m/s。已知重力加速度g＝10m/s²。求：

（1）带电体在水平轨道上由P到B点运动时的加速度；

（2）在圆形轨道的最低点B时，圆形轨道对带电体支持力；

（3）带电体第一次经过C点后，落在水平轨道上的位置到B点的距离。

23. 如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图，其主要结构有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后板使用绝缘材料，上、下板使用金属材料。图乙是该主要结构的截面图，上、下两板与输出电压可调的高压直流电源（内电阻可忽略不计）相连。

质量为m、电荷量大小为q的分布均匀的带负电的尘埃无初速度地进入A、B两极板间的加速电场。已知A、B两极板间加速电压为U₀，尘埃加速后全都获得相同的水平速度，此时单位体积内的尘埃数为n。尘埃被加速后进入矩形通道，当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时尘埃被收集。通过调整高压直流电源的输出电压U可以改变收集效率（被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值）。尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用、电流表内阻均可忽略不计。在该装置处于稳定工作状态时：