北京市海淀区重点中学2022-2023学年高一下学期期末考试...

更新时间：2023-08-30 浏览次数：29 类型：期末考试

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共计30分，每小题只有一个选项符合题意。 

1. (2018高一下·北京期末) 使用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（）

A . B . C . D .

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2. 某静电场的电场线如图所示，A、B是同一条电场线上的两个点，其电场强度大小分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，电势分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。则下列说法中正确的是（）

A . $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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3. (2018高二上·和县期末) 下列选项中的各 $\text{[math]}$ 圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各 $\text{[math]}$ 圆环间彼此绝缘。坐标原点O处电场强度最大的是（）

A . B . C . D .

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4. (2021高二上·台州期中) 某一电容器在正常的充电过程中，两个极板间的电压U随电容器所带电荷量Q的变化而变化。下图中能够正确反映U和Q关系的图像是（　　）

A . B .

C .
D .

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5. 两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，能描述电势 $\text{[math]}$ 随位置x变化规律的是（）

A . B . C . D .

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6. 某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过电阻的电流在 $\text{[math]}$ 坐标系中描点，得到了如图所示的a、b、c、d四个点，其中电阻值最小的是（）

A . a点对应的电阻 B . b点对应的电阻 C . c点对应的电阻 D . d点对应的电阻

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7. 如图所示，先用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带正电金属球靠近金属网。下列说法中正确的是（）

A . 验电器的箔片会张开 B . 金属网罩内部电场强度为零 C . 金属网外表面带负电荷，内表面带正电荷 D . 金属网的电势比验电器箔片的电势高

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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，其中N、P两点的电势相等。则下列说法中正确的是（）

A . 电子由N点运动到P点，静电力做正功 B . 电子由N点运动到P点，静电力做负功 C . 电子由M点运动到Q点，静电力做功为零 D . 电子由M点运动到N点，静电力做功为零

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9. 如图所示，A、B为一对等量同种正电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。今将一个电荷量为q的负点电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，则该电荷的电势能的变化情况是（）

A . 一直增大 B . 一直减小 C . 先增大后减小 D . 先减小后增大

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10. 静电透镜能够让我们窥见微观世界，是科学前沿研究的利器。它是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置，其中某部分静电场分布如图所示。虚线表示这个静电场在 $\text{[math]}$ 平面内的一簇等势线，等势线形状相对于 $\text{[math]}$ 轴、 $\text{[math]}$ 轴对称。等势线的电势沿x轴正向增加，且相邻两等势线的电势差相等。一个电子经过P点（其横坐标为 $\text{[math]}$ ）时，速度与 $\text{[math]}$ 轴平行。适当控制实验条件，使该电子通过电场区域时仅在Ox轴上方运动。在通过电场区域的过程中，该电子沿y方向的分速度 $\text{[math]}$ ，随位置坐标x变化的示意图可能是（）

A . B . C . D .

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二、不定项选择题：本题共4小题，每小题3分，共计12分。每小题可能有一至多个选项符合题意，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，错选或不答得0分． 

11. 如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力的作用，根据此图可做出的正确判断是（）

A . 带电粒子所带电荷的正、负 B . 带电粒子在a、b两点的受力方向 C . 带电粒子在a、b两点的加速度何处较大 D . 带电粒子在a、b两点的速度何处较大

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12. (2018高三上·临安期末) 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。若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示。则以下对该实验现象的判断正确的是（）

A . 保持Q，q不变，增大d，则θ变大，说明F与d有关 B . 保持Q，d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关 C . 保持Q，q不变，减小d，则θ变大，说明F与d成反比 D . 保持q，d不变，减小Q，则θ变小，说明F与Q成正比

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13. (2023高二上·西城期末) 静电除尘用于粉尘较多的各种场所，以除去有害的微粒或回收物资。如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。当A、B两端连接上千伏高压电源时，B附近的空气分子被电离，成为正离子和电子。电子向着A运动的过程中，遇到烟气中的粉尘，使粉尘带负电，从而被吸附到A板上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。下列说法正确的是（　　）

A . 板状收集器A连接电源的正极 B . 板状收集器A连接电源的负极 C . 带电后的粉尘向A板运动过程中，电场力做正功 D . 带电后的粉尘向A板运动过程中，电势能逐渐增加

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14. 如图，一个静止的电子（电荷量大小为e，质量为m）经电压为 $\text{[math]}$ 的电场加速后，沿平行于板面方向进入A、B两极板间的匀强电场，两极板的长度为l，相距为d，极板间的电压为 $\text{[math]}$ 。电子射出电场时速率为v，电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离为y。则下列判断正确的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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三、实验题：本题共2小题，共16分。请将解答填写在答题卡相应的位置。 

15. 在“观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。开关未闭合时，电源的路端电压 $\text{[math]}$ 。实验操作时，单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
1. （1）开关S改接2后，电容器进行的是（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的 $\text{[math]}$ 图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的 $\text{[math]}$ 曲线与坐标轴所围成的面积将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
2. （2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量 $\text{[math]}$ ，则该电容器的电容为 $\text{[math]}$ 。（ $\text{[math]}$ ）
3. （3）关于电容器在整个充、放电过程中的 $\text{[math]}$ 图像和 $\text{[math]}$ 图像的大致形状，可能正确的有____（q为电容器极板所带的电荷量， $\text{[math]}$ 为A、B两板的电势差）。
  
  A . B . C . D .
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16. 平行板电容器的演示实验：（在下列横线上选填“增大”、“减小”或“不变”）
1. （1）保持Q和d不变，使正对面积S减小。
  现象：静电计指针张角
  结论：S减小，电容
2. （2）保持Q和S不变，使两极板间距d增大。
  现象：静电计指针张角
  结论：d增大，电容
3. （3）保持Q、S和d不变，在两极板间插入电介质。
  现象：静电计指针张角
  结论：电介质 $\text{[math]}$ 增大，电容
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四、计算论证题：本题共5小题，共42分。解答时请写出必要的文字、方程式和演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。 

17. 用一根绝缘细线悬挂一个带电小球，小球质量为m，所带电荷量为q。现加水平方向的分布范围足够大的匀强电场，如图所示，当平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为 $\text{[math]}$ 。重力加速度大小为g。
1. （1）判断小球带何种电荷。
2. （2）求匀强电场的电场强度大小。
3. （3）若在某时刻将细线突然剪断，描述小球此后将做什么样的运动。
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18. 现有三个相同的金属球，其中两个带正电，电荷量均为q，还有一个不带电。请设计一个实验方案，使其中某一金属球带电荷量为 $\text{[math]}$ ，说明设计思路和物理依据。

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19. 如图所示，一只小鸟站在一条通电的铝质裸导线上，导线的横截面积为 $\text{[math]}$ ，导线上通过的电流为400A，鸟两爪间的距离为5cm。

结合表格中的有效信息，求这只小鸟的两爪间的电压。并说明在该问题解决过程中你对小鸟的电阻做了怎样的近似处理？为什么？

表几种导体材料在20℃时的电阻率

材料	$\text{[math]}$	材料	$\text{[math]}$
银	$\text{[math]}$	铁	$\text{[math]}$
钢	$\text{[math]}$	锰铜合金	$\text{[math]}$
铝	$\text{[math]}$	镍铜合金	$\text{[math]}$
钨	$\text{[math]}$	镍铬合金	$\text{[math]}$

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20. 如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度 $\text{[math]}$ 。一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度 $\text{[math]}$ 的a处有一粒子源。粒子源盒子持续以 $\text{[math]}$ 的初速度向水平面以下的各个方向均匀射出带电粒子，粒子质量为 $\text{[math]}$ ，电荷量为 $\text{[math]}$ 。这些带电粒子最终都落在金属板b上。不计粒子的重力。
求：（计算结果均需保留两位有效数字）
1. （1）粒子源所在处a点的电势。
2. （2）每个带电粒子打在金属板上时的动能。
3. （3）从粒子源射出的粒子打在金属板上所形成的面积大小？在粒子出射的初速度大小不变的情况下，要使粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现？
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21. 在物理学习中，我们要充分重视概念规律的建构和应用时一些典型科学方法的作用。
1. （1）对物理现象、概念、规律的描述可以采用多个方法，比如文字描述、公式法、图示法、图像法等。
  ①请根据电场强度的定义和库仑定律推导写出电荷量为Q的点电荷在与之相距r处电场强度表达式。在图1中用有向线段画出点电荷的电场线的大致分布，并用虚线画出等势面的大致分布。
  ②如图2，以产生匀强电场的电容器正极板所在位置为O点，建立x轴；取向右为E的正方向，正极板的电势为零。在图3中分别完成 $\text{[math]}$ 图、 $\text{[math]}$ 图，用图线表示电场强度E、电势 $\text{[math]}$ 沿x轴 $\text{[math]}$ 的变化情况。
2. （2）类比方法也是一种非常重要的科学方法。所谓类比，就是由两个对象的某些相同或相似的性质，推断它们在其他性质上也有可能相同或相似的一种推理形式。
  场是物理学中的重要概念，除了电场，还有引力场等。物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的，地球表面附近的引力场叫做重力场。已知地球表面附近的重力加速度为g。
  ①仿照电场强度的定义，你认为应该怎样定义“重力场强度” $\text{[math]}$ 的大小和方向？请分别推导写出来。
  ②类似电场线，也可以引入引力场线，请定性画出：
  （a）图4中的太阳产生的引力场的引力场线。
  （b）图5中的由等质量恒星A和B组成的双星系统的引力场线。
  （假定相应天体都是质量分布均匀的球体，在宇观上可视为质点）
  
  ③选择地面为重力势能的零势能面，用类似电场中定义电势的方式，推导写出重力场中“重力势” $\text{[math]}$ 的表达式。
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