河南省商师联盟2024-2025学年高二(上)期中联考物理试卷（解析版）

这是一份河南省商师联盟2024-2025学年高二(上)期中联考物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修第三册第九章至第十二章第2节。
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 电荷放入静电场中一定会受静电力，静电力的方向与该处电场强度的方向相同
B. 干燥的冬季，摸金属门把手有时会有被电击的感觉，是因为手与门把手间摩擦起电
C. 由电场强度的定义式：可知E与F成正比，与q成反比
D. 在串、并联电路中，任意一个电阻增大时，总电阻随之增大
【答案】D
【解析】A．电荷放入静电场中一定会受静电力，正电荷受静电力的方向与该处电场强度的方向相同，负电荷受静电力的方向与该处电场强度的方向相反，故A错误；
B．干燥的冬季，摸金属门把手有时会被电击，是因为在人运动的过程中衣服的摩擦带电，不是手与门把手摩擦起电，摸金属门把手时手对金属把手放电而被电击，故B错误；
C．电场强度大小是由电场本身决定的，跟放入的试探电荷无关，跟电荷所受的电场力无关，故C错误；
D．在串联电路中，总电阻等于各电阻之和，任意一个电阻增大时，总电阻增大。在并联电路中，任意一个电阻增大时，总电阻的倒数减小，总电阻随之增大，故D正确。
故选D。
2. 关于各图所涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲，导体棒因静电感应A端带负电荷，B端带正电荷
B. 图乙，用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电吸收信号
C. 图丙，静电计金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖状可防止尖端放电
D. 图丁，工作人员在超高压下带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全
【答案】C
【解析】A．图甲，把大地和导体棒看成一个整体，导体棒是近端，因静电感应A端和B端均带负电荷，故A错误；
B．图乙，用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电屏蔽，使金属外衣内不受外衣外的电场的干扰，故B错误；
C．图丙，静电计的金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖状可防止尖端放电，故C正确；
D．图丁中，超高压带电作业的工作人员，穿上金属丝制成的衣服，起到静电屏蔽的作用，可以保证安全，故D错误。
故选C。
3. 某一用电器，其内部电阻阻值为R，当在其两端加上电压U时，流经用电器的电流为I。若不计温度对电阻的影响，下列论述正确的是（ ）
A. 若该用电器两端电压增至2U，则电阻阻值可能增至2R
B. 若该用电器两端电压增加，则通过用电器的电流一定为
C. 若该用电器两端电压增至2U，则通过用电器电流可能为2I
D. 若该用电器两端电压增加，通过的电流增加，则一定有
【答案】C
【解析】A．电阻是导体本身的性质，与电压和电流没有直接关系，所以该用电器两端电压增至2U，则电阻阻值仍为R，故A错误；
B．若该用电器为非纯电阻电器，则欧姆定律不成立，则
故B错误；
C．若该用电器为纯电阻电器，则欧姆定律成立，可知该用电器两端电压增至2U，则通过用电器的电流为2I，故C正确；
D．若该用电器为非纯电阻电器，则欧姆定律不成立，该用电器两端电压增加，通过的电流增加，则
故D错误。
故选C。
4. 把一个内阻，满偏电流的电流表改装成量程为的电压表，需要（ ）
A. 串联一个电阻B. 串联一个电阻
C. 并联一个电阻D. 并联一个电阻
【答案】A
【解析】根据
解得
可知需要与串联一个电阻。
故选A。
5. 如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板同时接地，静电计指针的偏转角度显示电容器两极板间的电势差大小。现保持正对面积S不变，缓慢增大两极板间距离d，以下说法正确的是（ ）
A. 电容器极板带电量Q变小
B. 电容器的电容C增大
C. 电容器板间电场强度E不变
D. 电容器两极板间电压U随d的增大而线性减小
【答案】C
【解析】A．由于电容器与电源断开，因此电容器的带电量保持不变，A错误；
B．根据电容器的定义式
①
可知随着d的增加，电容器的电容C减小。B错误；
C．利用公式
②
③
将①②③联立可得
可知电容器板间电场强度E不变。C正确；
D．将①②联立可得
可知电容器两极板间电压U随d的增大而线性增加，D错误。
故选C。
6. 如图所示，小球A、B、C均带正电荷，三个球的电荷量均为Q，其中A、B两球固定在绝缘水平地面上，三球所在位置构成一个边长为a的等边三角形，A、B、C位于同一竖直平面内，重力加速度为g，静电力常量为k，则C球的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】依题意，小球C受力平衡，所受两个库仑力对称，大小为
如图
由平衡条件可得
解得
故选A。
7. 如图所示的电路中，电压表、电流表均视为理想电表，电源的电动势，内阻，提升重物的直流电动机电阻，定值电阻，电压表的读数为110V，则（ ）
A. 电流表的示数为183A
B. 电动机的输入电功率为1100W
C. 电动机的机械功率为550W
D. 电动机工作1h所产生的热量为
【答案】D
【解析】A．根据闭合电路欧姆定律可得
解得电路电流为
即电流表的示数为5A，故A错误；
B．电动机的输入电功率为
故B错误；
C．电动机的机械功率为
故C错误；
D．电动机工作1h所产生的热量为
故D正确。
故选D。
8. 如图所示是一长方体金属导体，其长、宽、高之比为。在此长方体的上、下、左、右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4.在1、2两端和在3、4两端分别加上相同的恒定电压，则下列说法正确的是（ ）
A. 接在1、2两端和接在3、4两端时导体的电阻之比为
B. 接在1、2两端和接在3、4两端时导体的电阻之比为
C. 相同的恒定电压加在1、2两端和加在3、4两端时，导体内自由电子定向运动速率之比为
D. 相同的恒定电压加在1、2两端和加在3、4两端时，导体内自由电子定向运动速率之比为
【答案】AC
【解析】AB．根据电阻定律
可得
故A正确；B错误；
CD．根据欧姆定律
及电流微观表达式
可得
解得
故C正确；D错误。
故选AC。
9. 如图所示，电路中、、均为定值电阻，电源的内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合开关，带电油滴刚好悬浮在两板之间静止不动。现闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A. 带电油滴带负电B. 电压表示数减小
C. 电流表示数增大D. 带电油滴将向下运动
【答案】BD
【解析】A．带电油滴受电场力向上，平行板电容器C的电场方向向上，故带电油滴带正电，故A错误；
B．闭合开关，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，即电源内阻r上的电压增大，路端电压变小，电压表示数减小，故B正确；
C．由于总电流增大，则两端电压增大，并联支路的电压变小，即定值电阻电流变小，电流表示数减小，故C错误；
D．并联支路的电压变小，电容器两板间电压变小，板间的电场强度减小，向上的电场力变小，则油滴向下运动，故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，在边长为L的正六边形M、N、P三个顶点上分别固定电荷量为、、的点电荷，X、Y、Z为正六边形的另外三个顶点，O点是正六边形的中心，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A. O点的电场强度大小为
B. X点的电场强度大小为
C. Z点的电势比Y点电势低
D. 带负电小球沿OM从O点移到M点过程中，电势能一直减少
【答案】ABD
【解析】A．O点的电场强度大小为
A正确；
B．X点的电场强度大小为
B正确；
C．根据对称性可知，两负点电荷在Z点和Y点的电势相等，Z点、Y点与正点电荷的距B离相等，则正点电荷在Z点和Y点的电势相等，故Z点和Y点的电势相等，C错误；
D．根据电场强度的叠加可知，OM连线上电场强度沿MO方向，则带负电小球受到的电场力沿OM方向，带负电小球沿OM从O点移到M点过程中，电场力一直做正功，故电势能一直减少，D正确。
故选ABD。
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 如图甲所示是定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电荷量，以及两电荷之间的距离关系的实验装置。
（1）该实验用到的研究方法是__________（填正确选项前的字母，单选）
A. 理想实验法B. 等效替代法
C. 微小量放大法D. 控制变量法
（2）如图乙所示，当小球B静止时，两球球心恰好在同一水平面上，细线与竖直方向的夹角为，若小球B的质量为，重力加速度为，则库仑力与夹角之间的关系式=__________。
（3）如图乙所示，接着该同学增大（或减少）小球所带的电荷量，并在竖直方向上缓慢移动小球A的位置，保持A球在悬点的正下方并与B在同一水平线上，悬挂在点的不可伸长的绝缘细线下端的小球B的带电量不变，比较小球B所受库仑力大小的变化。在两次实验中，B处于受力平衡时，细线偏离竖直方向的角度分别为和，两次实验中A的电荷量分别为和，则__________。
【答案】（1）D （2） （3）
【解析】（1）在研究电荷之间作用力大小与两小球电荷量和以及距离的关系时，采用控制变量的方法进行，根据小球的摆角变化可以看出小球所受作用力随电量或距离变化情况。
（2）根据小球B受力平衡，由几何关系可得
（3）对小球B受力分析，根据库仑定律结合平衡条件有
解得
可得两次实验中A的电量之比为
12. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为，实验室可供选用的实验器材有：
A.电流表（量程，内阻为
B.电压表（量程，内阻约为
C.滑动变阻器（阻值
D.定值电阻
E.定值电阻
F.电源（电动势为及开关和导线若干
（1）某同学根据提供的器材，设计如图甲所示的电路测量金属丝的电阻，为更准确地进行实验测量，定值电阻应该选择___________（填选项字母序号）。
（2）该同学建立坐标系，如图乙所示，图中已标出了与测量数据对应六个坐标点，请描绘出图像___________，并计算出金属丝的电阻为___________（结果保留两位有效数字）。
（3）该同学用刻度尺测量金属丝的长度为，用螺旋测微器测量金属丝直径时，刻度位置如图丙所示，该金属丝直径的测量值___________mm，则待测金属丝的电阻率___________（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）D （2） 2.5##2.6##2.7
（3）0.828##0.829##0.830##0.831##0.832 ####
【解析】（1）通过的电流最大值约为
电流表量程太小，需要改装电流表扩大量程，定值电阻应该选择，此时表的量程为
故选D。
（2）[1]连线如图所示
[2]图中的直线取点，电流表改装后量程扩大20倍，即，改装后电流表电阻
解得
（3）[1]螺旋测微器读数为；
[2]根据电阻定律
可得
代入数据解得金属丝的电阻率为
三、计算题（本题共3小题，共计4分。解答时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）
13. 手控可调节亮度的手电筒其内部电路可简化为如图所示的电路图，其内部需装4节5号干电池，每节干电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.1Ω灯泡L的铭牌上标有“5V 5W”字样（电阻固定不变），灯泡L和滑动变阻器R串联，通过调节滑动变阻器的滑片P可调节手电筒的亮度使灯泡L正常发光，求：
（1）滑动变阻器R接入电路的电阻；
（2）通电5min灯泡L消耗的电能；
（3）电源的输出功率。
【答案】（1）0.6Ω （2）1500J （3）5.6W
【解析】（1）装4节5号干电池，电源电动势为
内阻
“5V 5W”的灯泡L正常发光，则电路中的电流
滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器R接入电路的电阻为
（2）通电5min灯泡L消耗的电能为
（3）电源的输出功率
14. 如图所示，在竖直平面内固定着一根光滑绝缘细杆，细杆左侧点处固定着一个带正电的点电荷，以为圆心的圆周与细杆交于两点，点为的中点。现将一质量为电荷量为的小球（可视为质点）套在杆上从点由静止释放，小球滑到点时的速度大小为。已知重力加速度为，M点和点的高度差为，取点为零电势点。求：
（1）点的电势；
（2）小球滑至点时的速度大小。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）小球从点到点过程，由动能定理可得
又
解得
又由，
解得
（2）由几何关系可得段的竖直高度
小球从点到点过程，静电力做功为零，根据动能定理可得
解得
15. 如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为，极板间距为，带负电的微粒质量为，所带电荷量大小为。闭合开关 S，微粒从极板M的左边缘A处以初速度水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出。重力加速度g取，，。
（1）分析上极板M所带电荷电性；
（2）求直流电源两端的电压；
（3）求微粒从A到B 运动的过程中，微粒动能的增量。
【答案】（1）上极板M带正电 （2） （3）
【解析】（1）由题干分析可得，微粒做匀变速直线运动，所以合外力的方向必须在这条直线上，微粒带负电，结合受力分析可得，电场强度的方向由M板指向N板，上极板M带正电。
（2）电场力的大小
联立解得
（3）微粒从A点进来，从B点出去，在这一过程中，仅有电场力在做功，根据动能定理有动能的增量等于电场力做的功