精品解析：上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二上学期期中物理试题（解析版）_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_上学期_2：期中

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复旦大学附属中学 2022 学年第一学期
高二年级物理期中考试试卷
一、单项选择题（每题 3 分，共 24 分）
1. 提出“电场线”的科学家是（ ）
A 库仑 B. 法拉第 C. 麦克斯韦 D. 爱因斯坦
.
【答案】B
【解析】
【详解】提出“电场线”的科学家是法拉第。故ACD错误；B正确。
故选B。
2. 如图，该电路元器件对应的符号是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图得该电路元器件为定值电阻，A选项是定值电阻的符号符合题意。故A正确；
B．B是小灯泡的符号。故B错误；
C．C是电容器的符号。故C错误；
D．D是二极管的符号。故D错误。
故选A。
3 a、b和c三个带电小球，c带负电，a和b相互排斥，b和c相互吸引．则（ ）
.
A. a和b均带正电 B. a和b均负电
C. a带负电，b带正电 D. a带正电，b带负电
【答案】A
【解析】
【详解】a和b相互排斥，则ab都带电，且带同种电荷，c带负电，b和c相互吸引，故b带正电，所以a
也带正电，故A正确．故选A．
【点睛】本题考查了利用电荷间的相互作用规律判断物体带电情况，要特别注意的是：若两个物体相互吸
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引时，两个物体可能带异种电荷，也可能一个带电，另一个不带电．
4. 一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，将它们并联接入电路，当电动机正常工作时，通过电动
机的电流与通过电炉的电流的关系为（ ）
A. 电动机的电流大于电炉的电流 B. 电动机的电流等于电炉的电流
C. 电动机的电流小于电炉的电流 D. 无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】电炉的电阻丝是纯电阻，符合欧姆定律。电动机不是纯电阻，不符合欧姆定律的内容。
对于电炉的电阻丝
U  I R
炉 炉 炉
对于电动机
U  I R
电 电 电
由于两个用电器是并联关系，并联电路中各支路电压都相同。即U =U ，又因为两用电器电阻相同，则
炉 电
I  I 。
电 炉
故选C。
5. 电路中非静电力做功的本领取决于（ ）
A. 电路的总电流 B. 电源的电动势
C. 电源的内阻 D. 电路的路端电压
【答案】B
【解析】
【详解】在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性，故
B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6. 有电动势为6V、内电阻为1.5Ω的蓄电池，串联后向R 3的外电路供电，则电路的路端电压为
（ ）
A. 6V B. 5V C. 4V D. 3V
【答案】C
【解析】
【详解】根据闭合电路欧姆定律可知，回路中的电流为
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E
I 
Rr
路端电压为
U  EIr 4V
故选C。
7. 定值电阻 R 和小灯泡 R 的伏安特性曲线分别如图所示。若将 R 和 R 串联后接在 8 伏的电源两端，
1 2 1 2
则 R 与 R 的电功率之比为（ ）
1 2
A. 1:2 B. 1:3 C. 2:3 D. 3:5
【答案】D
【解析】
【详解】R 和 R 串联，通过它们的电流相等，由图像可知，当I 0.3A时，U 3V,U 5V，串联
1 2 1 2
电压之和等于电源电压8伏，则 R 与 R 的电功率之比
1 2
P U I 3
1  1 
P U I 5
2 2
故D正确，ABC错误。
故选D。
8. 在“利用单摆周期测重力加速度”实验中，若测得的 g 值偏大，可能的原因是（ ）
A. 摆球的质量太大
B. 测摆长时，仅测了线长，未加小球半径
C. 测周期时，把 n 次全振动误记为（n+1）次
D. 摆球上端未固定牢固，振动中出现松动（摆长变长）
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据
L
T 2
g
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可知，重力加速度偏大，可能是周期偏小或者摆长偏大，与质量无关，故A错误；
B．测摆长时，仅测了线长，未加小球半径，摆长测量值偏小，重力加速偏小，故B错误；
C．把 n 次全振动误记为（n+1）次，导致周期测量值偏小，重力加速度偏大，故C正确；
D．摆球上端未固定牢固，振动中出现松摆长变长，摆长测量值偏小，重力加速度偏小，故D错误。
故选C。
二、填空题（每空 2 分，共 20 分）
9. 金属导体中加上了电场，导体中的自由电子就在电场力的作用下，获得逆电场方向的加速度，从而使得
电子获得沿加速度方向的速度（漂移速度），从而形成了电流。设漂移速度为ν，导体横截面为S，导体单
位体积的自由电子数为n，则金属导体内的电流可表示为I = enSν。
（1）若一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的密度ρ=8.9×103 kg/m3，铜的摩尔质
量M=6.4×10-2 kg/mol，阿伏加德罗常数N =6.02×1023 mol-1，单位体积的铜原子数为 ______ 个/m3；假设
A
导线中每个铜原子贡献二个自由电子。铜导线中自由电子定向移动的平均速率为 ______ m/s。（保留三位
有效数字）
U
（2）金属导体的电流也可由欧姆定律I  求出。若电阻的倒数称为电导G，单位是西门子（S），电导
R
1
表示的欧姆定律为______。导体的电导与材料的电导率σ有关，是电阻率的倒数，即 ，由此可知电

导率的单位是______（答案中需含有 S）。
（3）导体的电阻率 ρ 与温度有关，通常情况下，温度升高，金属电阻 _______（选填“增大”、“减小”
或“不变”）。当温度达到某一值时，电阻变为 0，这种现象称为 ________。
【答案】 ①. 8.37×1028 ②. 3.73×10-5 ③. I=GU ④. S/m ⑤. 增大 ⑥. 超导（现象）
【解析】
【详解】（1）[1]单位体积的铜原子数为
 8.9103
N  6.021023个/m3 8.371028个/m3
M A 6.4102
[2]导体单位体积的自由电子数为
n8.37102821.6741029
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电子定向移动的平均速率
I 1
v  m/s3.73105m/s
neS 1.67410291.610191106
（2）[3]根据
U 1
I  ，G 
R R
解得
I=GU
[4]根据
L 1
R ，=
S 
结合单位运算，可知电导率的单位是
1m1 S/m
（3）[5][6]导体的电阻率 ρ 与温度有关，通常情况下，温度升高，金属电阻的电阻率增大，当温度达到某
一值时，电阻变为0，这种现象称为超导现象。
10. 某电路盒内是由两个定值电阻 R 、R 连接成的电路。从该电路中引出四个端钮 1、1 、2、2 ，电
1 2
路连接如图所示，I ，I 分别为通过端钮 1，2 的电流。
1 2
①若当22端短接，11端加 U =8.0V 电压时，测得I =2.0A，I = 2.0A。
1 1 2
②若当11端短接，22端加 U =4.0V 电压时，测得I =1.0A，I = 1.5A。
2 1 2
（1）电路中 R =_______Ω、R =__________
1 2
（2）当11端加电源 E=6.0V 内阻 r=1Ω，而22端接R =4.0Ω的负载时，I =________A，该负载获得
L 1
的功率P = _______W。（本小题中答案保留三位有效数字）
【答案】 ①. 4 ②. 8 ③. 0.783 ④. 1.09
【解析】
【详解】（1）[1]若当22端短接，电路只有R 串联，若11端加U =8.0V 电压时，则
1 1
U
I  I  1
1 2 R
1
则
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U 8
R  1  4
1 I 2
1
[2]若当11端短接，则电阻R 和R 串联，当22端加 U =4.0V 电压时，则
1 2 2
U
I  2
2 RR
1 2
R R
1 2
解得
R 8
2
（2）[3] 当11端加电源 E=6.0V 内阻 r=1Ω，而22端接 R =4.0Ω 的负载时，外电阻总阻值为
L
R R 20
R R  2 L  
1 R R 3
2 L
根据闭合电路欧姆定律
E I (Rr)
1
解得
18
I  A0.783A
1 23
[4]根据并联电路电压相等，有
I  R
2  L
I R
L 2
且
I I  I
2 L 1
负载获得的功率
P I2R 1.09W
L L
三、实验题（共 17 分）
11. 电容器是存储电荷和电能的装置。我们可以将电容器连接电源，对电容器进行充电。电路图如图1所
示，已知电源电压为8V，内阻不计。
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（1）电键闭合，先将单刀双掷开关接2后断开，其目的是让电容器初始电量为_______；
（2）再将单刀双掷开关接1，并将此时刻记为t 0。通过电流传感器（与计算机相连）观测得充电过程
中电流传感器示数I随充电时间 t 变化的图像如图2曲线所示。在图中画一个竖立的狭长矩形（图中最左
侧的阴影），它的面积所表示的物理量是_________；单位是_________。
（3）根据 I-t 图像估算电容器的电容约为_______F（保留两位有效数字）。
（4）当其他条件不变时，若更换一个电容更大的电容，充电时间将______（选填“变长”、“变短”或
“不变”）。
（5）心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备（AED），通过一个充电的电容器
对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的
心脏恢复正常跳动。图为我校本部的 AED 设备，该心脏除颤器电容为 10μF，充电至5.0 kV 电压，如果
电容器在 2.0 ms 时间内完成放电，这次放电的电量为_______C；此过程中通过人体的平均电流为
_______A。
（6）电容器也是一个储能装置，已知电容器的电容为 C，两端电压为 U。请类比静止容器中水的重力势
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能，写出电容器储存能量的表达式_______（写出必要的推理过程）
【答案】 ①. 0##零 ②. 电量##电荷量 ③. 库仑##C ④. 3.8104##3.9 104##
4.0104##4.1104##4.2104 ⑤. 变 长 ⑥. 0.05##5102 ⑦. 25 ⑧.
U U 1
E Q CU  CU2
2 2 2
【解析】
【详解】（1）[1]先将单刀双掷开关接2后断开，其目的是让电容器通过电阻放电，使其初始电量为0。
（2）[2]如图2曲线中，横坐标表示时间，纵坐标表示电流，则它的面积所表示的物理量是
Q It
即表示电荷量。
[3]电荷量的单位为库仑。
（3）[4]由图2可知，曲线下方的面积表示的是电容器存储的电荷量。方格约为38格，则电荷量为
Q380.21030.4C3.04103C
稳定后电容器两端的电压等于电源电动势，则电容器的电容约为
Q 3.04103
C   F3.8104F
U 8
（4）[5]当其他条件不变时，若更换一个电容更大的电容，则电荷量增加，则充电时间增大。
（5）[6]放电量为
QCU 101065103C0.05C
[7]此过程中通过人体的平均电流为
Q 0.05
I   A25A
t 2103
（6）[8]由公式可知
Q
U 
C
其中将电荷量类比于静止容器中水的重力，将电压U类比于高度h，其为重心到底部的距离，则电容器储
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存能量的表达式为
U U 1
E Q CU  CU2
2 2 2
四、简答题（共 39 分，本大题答题中请写出必要的文字说明和推理过程）
12. 本题对静电场的性质进行讨论。我们引入物理量电场强度E和电势φ定量描述静电场，也可以用电场
线和等势面形象描绘。
如图所示，两带电小球A，B，质量相等，可视为点电荷和质点模型，固定在光滑的水平面上，A的电量
是B的电量的4倍，小球B带电量为q。实线为电场线，虚线为等势线。以点电荷A位置作为坐标原点，
A指向B为x轴正方向，AB距离为L。
（1）请根据电场强度E的定义和库仑定律推导出距场源点电荷Q为r处的电场强度表达式。
（2）用E 和E 分别表示点电荷A、B产生的场强。请求出在x轴上E 与E 相同的点的坐标x 以及合
A B A B 1
场强为零的点的坐标x 。
2
（3）请求出AB连线上，在0<x<L的范围内，电势最低的点的坐标x ，并定性画出该点的等势线。
3
Q
（4）若点电荷电场的电势公式是k ，Q为场源电荷电量，r为场点与场源电荷的距离，k为静电力
r
常数。请写出点电荷A和B的电势能。（取无穷远处电势能为零）
（5）若同时静止释放两小球，当它们距离为2L时，请分别求出两小球的速度大小。
Q 2 2 4Q2
【答案】（1）E k ；（2） x 2L， x  L；（3） L，见解析；（4）E k ；（5）
r2 1 2 3 3 p L
2kQ2 2kQ2
，
mL mL
【解析】
【详解】（1）根据库仑定律检验电荷受到的电场力
Qq
F k
r2
根据电场强度的定义
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F
E 
q
得
Q
E k
r2
（2）根据点电荷场强公式
4Q Q
k k
x2 xL2
可得场强相同的点的坐标
x 2L
1
合场强为零的点的坐标
2
x  L
2 3
（3）沿着电场线方向电势逐渐降低，则电势最低点坐标为
2
x  x  L
3 2 3
（4）电势能具有系统性，电荷A和B的电势能为
4Q2
E k
p L
（5）根据能量守恒有
4Q2 4Q2 1 1
k k  mv2  mv2
L 2L 2 A 2 B
动量守恒
mv mv
A B
可得
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2kQ2
v v 
A B mL
13. 美国科学家密立根通过油滴实验，首次测量了最小电荷量，并获得了 1923 年的诺贝尔奖。他设计的
实验装置如图，用喷雾器向一个透明的圆柱形容器里喷入带电油滴，油液被喷射撕裂成油滴时，一般都是
带负电的。将容器中 A、B 板接入电路。我们可以通过改变极板间的电压来控制油滴的运动，假设极板间
为匀强电场。
（1）在虚框内画出控制电路图，可用的器材有：滑动变阻器、电压表；并标出直流电源的正负极。
________
（2）调节电压，使油滴处于悬浮状态。两极板电压为 U，极板间距为d，设油滴质量为m，带电量为
q，。请画出油滴的受力分析图________，并写出平衡方程。________
（3）由此可知，为测得电荷量q，需要测量油滴质量m。因m很小，需用如下方法测定：两极板不加电
压，若油滴在下落时只受到重力和空气阻力，空气阻力与下落速度成正比。请定性分析油滴由静止开始下
落过程中的运动情况。________
（4）根据斯托克斯定律可得空气阻力 f 6rv，其中η是空气的黏滞系数，r是油滴半径（油滴近似成
球形），v为油滴下降的速率。请通过已有的知识，写出黏滞系数η的单位________（用国际基本单位表
示）。
（5）油滴近似看成球形（半径未知），密度为ρ。测得油滴稳定运动时在t时间内向下通过的位移为l，请
写出油滴质量m的表达式。________（表达式中含有ρ、t、l、η 等物理量）
（6）写出油滴电量q的表达式。________
（7）重复对许多油滴进行实验之后，发现油滴电荷量皆为某最小固定值的整数倍。此最小带电量数值为
________C，我们称之为________。
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U
【答案】 ①. ②. ③. mg qE q ④. 运动过程中速
d
3
18  l2
度增大，阻力增大，加速度减小，逐渐趋近于匀速运动 ⑤. kgm1s1 ⑥. m   
2g3  t
3
18 L2 d
⑦. q ⑧. 1.6×10 -19 ⑨. 元电荷
 
2g  t  U
【解析】
【详解】（1）[1]电路图如图所示
（2）[2][3]受力分析如图所示
根据受力平衡可得
U
mg qE q
d
（3）[4]受力分析如图所示
运动过程中速度增大，阻力增大，加速度减小，逐渐趋近于匀速运动。
（4）[5]根据公式 f 6rv可得
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f

6rv
黏滞系数η的单位的为kgm1s1
（5）[6]趋近匀速时
mg 6rv
油滴近似成球体
4
mV  r3
3
趋近匀速时的速度
l
v
t
可得
3
18  l2
m



2g3  t
（6）[7]根据
U
mg qE q
d
3
18  l2
m



2g3  t
解得
3
18 L2 d
q
 
2g  t  U
（7）[8][9]最小带电量数值为1.61019C,称之为元电荷。
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