北京市北京大学附属中学石景山学校2024-2025学年高二上学期期中质量监测物理试题

北大附中石景山学校2024-2025学年第一学期期中质量监测 高二年级物理学科(A层)试卷(时间：90分钟，满分：100分) 一、选择题(共14题，每题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的，把正确的答案填涂在答题纸上 1.关于各种“电荷“，下列说法中正确的是 ( ) A.元电荷就是电子 B.公式E=kQ/r²，Q指的是试探电荷的电荷量 C.体积很小的带电小球一定可以看成点电荷 D.检验电荷既要求电量足够小，又要求体积足够小 2.如图所示，一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触，且均不带电，贴在两端下部的两片金属箔是闭合的，当把带正电荷的物体P移近导体M时，下列说法正确的是 ( ) A. M端的金属箔张开，N端的金属箔闭合 B. M端的金属箔闭合，N端的金属箔张开 C. M左端感应出正电荷，N右端感应出负电荷 D.若先把M、N分开，再移去P，则M带负电荷，N带正电荷 3.真空中两个点电荷分别带同种电荷，电荷量为(Q₁，Q₂(Q₁≠Q₂)相距为r 时的库仑力为F，现将它们的电量均增为原来的2倍，间距也增为原来的2倍，此时库仑力为( ) A. 4F B. F/4 C . F D. 16F 4.如图中的虚线为某电场的等势面，有两个带电粒子(重力不计) ，以不同的速率，沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的径迹1和2运动，由轨迹可以判断( ) A.两粒子的电性一定相同 B.粒子1的动能先减小后增大v C.粒子2的电势能先增大后减小 D.经过B、C两点时两粒子的速率可能相等 5.某电容器的外壳上标有“1000μF 80V”的字样, 该参数表明( ) A.该电容器只有在电压为80V时电容才为1000μF B.当两端电压为 40V时，该电容器的电容为500μF C.该电容器两端电压超过80V时，电容器会立刻被击穿 D.当给该电容器两端加上80V电压时，电容器所带的电荷量为8×10²C 6.如图所示，a、b两点位于以负点电荷为球心的球面上，c点在球面外，则( ) A. a点场强与b点场强相同 B. a点场强的大小比c点大 C. b点的电势比 c点高c D.条件不足，无法判断a、b、c电势高低 7.一根长为L，横截面积为S的金属棒，金属棒中单位长度的自由电子数为n，元电荷为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，电流的大小为( ) A. nesv B. nev C. nLsev D. ev 8.为探究导体电阻与其影响因素的定量关系，某同学找到a、b、c、d是四条不同的金属导体，在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d与a相比，分别只有一个因素不同。将a、b、c、d串联接入如图所示的电路中，用一块电压表分别测量导体a、b、c、d两端的电压。若实验中保持金属导体温度不变，不计电压表内阻对电路的影响，对于实验中得到的现象，你认为合理的是( ) A.每段导体两端的电压与它们电阻成反比 B.如图a、b长度不同，则它们的电压与长度成反比 C.如图a、c的横截面积不同，则它们的电压与横截面积成反比 D.改变滑动变阻器滑片的位置，a、d两条金属导体的电压之比会随之发生变化 9.用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，以下属于用比值法定义的表达式是( ) A.电场强度E=F/q B.电场强度 C.εS/4πkd D. R = ρL / S 10.如图是有两个量程的电流表，已知表头的内阻为 Rg，满偏电流为 Ig，电阻I ，下列正确的是 ( ) A.当使用A、B两个端点时，量程为2Ig B.当使用A、C两个端点时，量程为2Ig C.当R₁的阻值增加时，A、B间量程变大 D.当R₂的阻值增加时，A、B间量程变大 11.如图所示，A、B为两个等量异种点电荷连线上的两点(其中B为连线中点)，C为连线中垂线上的一点。今将一带负电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C。下列说法中正确的是( ) A. A点的场强比C点的场强小 B. A点的电势比C点的电势低 C. 从A 点移到B点的过程中，电场力对该试探电荷做正功 D. 从B点移到C点的过程中，该试探电荷的电势能保持不变 12.如图所示，原来不带电，长为L的导体棒水平放置，现将一个电荷量为+q(q>0)的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，A、B分别为导体棒左右两端的一点，静电力常量为k。当棒达到静电平衡后，下列说法正确的是 ( ) A.棒的两端都感应出负电荷 B.棒X上感应电荷在棒的中心0处产生的电场强度方向水平向右 C.棒上感应电荷在棒的中心0处产生的电场强度大小 D.若用一根导线将A、B相连，导线上会产生电流 13.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能 。随位移X变化的关系如图所示，其中 段是关于直线 对称的曲线， 段是直线，则下列说法正确的是 ( ) A. X处电场强度最小，但不为零 B.粒子在O-X₁段做匀变速运动， 段做匀速直线运动 C.若X₁、X₃处电势为φ₁、φ₃, 则 D. X₂~X₃段的电场强度不变 14.金属导电是一个典型的导电模型，值得深入研究。一金属直导线电阻率为ρ，若其两端加电压，自由电子将在静电力作用下定向加速，但电子加速运动很短时间就会与晶格碰撞而发生散射，紧接着又定向加速，这个周而复始的过程可简化为电子以速度v 沿导线方向匀速运动。我们将导线中电流与导线横截面积的比值定义为电流密度，其大小用j表示，可以精细“描述导线中各点电流的强弱。设该导线内电场强度为E，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，电子在导线中定向运动时受到的平均阻力为f。则下列表达式正确的是( ) A. j=nvρ B. ρ = nev C. E=ρ j D. f=nevρ 二、实验题(共18分) 15.(8分)如图甲所示，利用电流传感器可以在计算机上观察电容器充电、放电过程中电流的变化情况先使开关S接计算机与1端相连，电源向电容器充电，在充电过程中电容器极板a带 电(选填“正”或“负”)充电完毕后，把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，放电电流方向 (填“由M-R-N”或“由N-R-A)。经过多次测量，获取某电容器实验数据，绘制出的图形如下所示，其中正确的是 图甲中电源电压为6V.电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的H图像如图乙所示。根据图像估算出电容器全部放电.19过程中释放的电荷量为 C.(结果均保留2位有效数字)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素。设两极板正对面积为s，极板间的距离为d，静电计指针偏角为8。实验中，极板“期7啊B所带电荷量不变，则 A.保持S不变，增大d，则θ变小 B.保持5不变，增大d，则θ变大 C.保持d不变，减小S，则θ变小 D.保持d不变，减小S，则0不变 16.(10分)在“测定金属的电阻率“的实验中： (1)用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示，则金属丝的直径为 (2)请根据给定电路图，用连线代替导线将图中的实验器材连接起来 (3)依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合电键之前滑动变阻器滑片P应置于 (选填“a“或“b”)端，采用如图所示伏安法测得R，值比真实值偏 (选填“大”或“小”) (4)若通过测量可知，金属丝的长度为L，直径为d，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ= (用题目所给字母表示) (5)某同学在进行电阻测量时，需要将一块满偏电流为50μA、阻值为800Ω的小量程电流表G改装成量程为3V的电压表，则需要选择一个阻值为 Ω与这一电流表(选填“串”、 “并”)联。 三、解答题(共40分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位) 17、(8分)在氢原子中模型中，核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动。已知电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，可以认为电子绕核旋转所需要的向心力由库仑力提供 (1)求电子的动能 (2) 求电子绕核运动形成的等效电流I 18.(9分)如图所示, 小球的质量为m=0.04kg,带电量为 悬挂小球的绝缘丝线与竖直方向成θ=37 时，小球恰好在水平向右的匀强电场中静止不动。(g取 求： (1)电场强度E的大小； (2)剪断丝线后，小球的加速度a 的大小： (3)剪断丝线后，小球在0.2s内电势能的减少量△Ep 19.(12分)如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出(初速度不计)，经灯丝与A板间的加速电压( 加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U₁，M、N两板间的电压为U₂，两板间的距离为d，板长为 板右端到荧光屏的距离为L₂，电子的质量为m，电荷量为e。求： (1)电子穿过A板时的速度大小VA： (2)电子从偏转电场射出时的侧移量y： (3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W； (4)P 点到0点的距离 20.(11分)(1)电荷之间的作用力是通过电场产生的，地球对物体的万有引力也可认为是通过“引力场”来实现的。请类比电场强度的定义方法，写出地球“引力场强度E引”的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为r(r>R)处的引力场强度的表达式，已知万有引力常量为G.(请对涉及的物理量做出必要说明) (2)经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生分布不随时间变化的恒定电场。恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，它的基本性质与静电场相同，在恒定电场的作用下，金属中的自由电子做定向加速运动，在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，每次碰撞后定向移动的速度减为0。碰撞阻碍了自由电子的定向运动，结果是大量自由电子定向移动的平均速度不随时间变化。某种金属中单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m，所带电荷量为e，如图所示，由该种金属制成的长为L，横截面积为S的圆柱形金属导体，将其两端加上恒定电压U。为了简化问题，假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为 t₀ a、自由电子从静止开始加速时间为 t₀时的速度 V₁ b、求金属导体中的电流I。 学科网（北京）股份有限公司 $$