福建省龙岩市非一级达标校2024-2025学年高二上学期11月半期考物理试卷(含答案)

这是一份福建省龙岩市非一级达标校2024-2025学年高二上学期11月半期考物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．一个金属小球带1C电荷，若将相同的不带电的小球与其接触后移开，则该小球所带电荷量为( )
A.0B.1C
2．关于静电平衡，下列说法正确的是( )
A.导体内部的电场强度处处为0B.导体内的自由电子在发生定向移动
C.导体的外表面没有电荷D.越尖锐的位置，电荷的密度越小
3．电荷量相等的两个电荷在空间形成的电场有对称美。如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A和B，A、B连线中点为O，在A、B所形成的电场中，有以O点为几何中心的矩形abcd，矩形eghf为abcd的中垂面，O是ef边的中点，下列说法正确的是( )
A.e、f两点的电势相等
B.将一电荷由e点沿eghf移到f点，电场力先做正功后做负功
C.将一电荷由a点分别移到g点和O点，电势能变化量不相等
D.a、b两点的电场强度相同
4．如图所示，两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线A、B，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比。已知内有个自由电子通过导线A的横截面，元电荷，则下列说法错误的是( )
A.流经导线A的电流为
B.导线A、B的电阻之比为
C.内有个自由电子通过导线B的横截面
D.自由电子在导线A和B中移动的平均速率之比
二、多选题
5．某一电源的图像如图所示，由图可知( )
A.电源的电动势为
B.电源的内阻为
C.电源短路时的电流为
D.电路的路端电压为时，电路中的电流为
6．在如图所示的电路中，电源电动势，电源内阻，电路中的电阻为，小型直流电动机M的内阻，电流表内阻不计。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数，则以下判断正确的是( )
A.电动机两端的电压为B.电动机的输出功率为
C.电动机的热功率为D.电源输出的电功率为
7．图甲为用传感器在计算机上探究电容器充、放电现象的电路图，E表示电源（忽略内阻），R表示定值电阻，C表示电容器。先使开关S与a端相连，稳定后再将开关S与b端相连，得到充、放电过程电路中的电流I、电容器两极板间电压U与时间t的关系图像，如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.时间内，电容器在放电
B.时间内，电容器的电容大小不变
C.时间内，电路中的电流逐渐减小
D.图像中两阴影部分的面积关系为
8．如图所示，在竖直平面内固定着一根光滑绝缘细杆点和P点的高度差为，细杆左侧O点处固定着一个带正电的点电荷，以O为圆心、r为半径的圆周与细杆交于N、P两点，圆心O在P点正上方，N点为的中点，现将一质量为m、电荷量为的小球（可视为质点）套在杆上从M点由静止释放，小球滑到N点时的速度大小为，g为重力加速度大小，则下列说法正确的是( )
A.M、N间的电势差
B.小球从N点到P点的过程中，电场力做的功为
C.若在此装置中加一水平方向的匀强电场，小球在N点平衡且恰好对无压力，则所加电场的电场强度大小为
D.的长度为
三、填空题
9．在某电场中，将一带电荷量的点电荷从a点移到b点，电场力做的功，则a、b两点间的电势差为________V。
10．如图所示，点电荷A和B带电荷量分别为和，彼此相距。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为的金属球壳，静电力常量，则球壳上感应电荷在O点处产生的电场强度大小为________。
11．光伏发电是利用太阳能的技术之一，它利用太阳能电池板，将照射在太阳能电池板上的太阳能转化为电能。农村居民院落或屋顶的光伏发电装置除满足居民家庭用电，还可向电网供电获得收益。如图所示，太阳光垂直照射在太阳能电池板上，在每平方米的面积上，平均每分钟能得到的太阳能，如果我们能利用太阳能的10%，那么在面积为的屋顶上可以利用的太阳能的功率为________。
四、实验题
12．“祖冲之”实验小组想测量一充电宝的电动势和内阻。
（1）该小组测得多组U、I数据，并在坐标纸上描点，如图所示，请根据描出的点作出U—I图像，已知其对应的表达式为。
（2）根据U—I图像，可求得该充电宝的电动势E为________V，内阻r为________Ω。（结果均保留两位有效数字）
13．某同学想测量绕制滑动变阻器的金属丝的电阻率ρ。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值为）、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图甲是学生设计的实验电路原理图。
（1）该同学首先截取了一段长为L的金属丝，用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图乙所示，该读数________。
（2）实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S。
（3）将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流________，金属丝的电阻________。（结果均用、、表示）
（4）继续微调R，重复（3）的测量过程，得到多组测量数据，以为纵坐标，为横坐标，根据测得的数据绘制出图像，若图像的斜率为k，则金属丝的电阻为_______（用k、表示）。
得到的多组测量数据如表所示，根据表格数据，作出图像，如图丙所示，则可求得金属丝的电阻_______Ω（结果保留两位有效数字）。
（5）待测金属丝所用材料的电阻率________（用D、L、k、表示）。
五、计算题
14．水平绝缘细杆上有一带电圆环B，圆环B的质量为m、电荷量为，在圆环B右上方固定电荷量为的圆环A，两圆环都可看成点电荷，静电力常量为k，重力加速度大小为g，圆环B恰好处于静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，圆环A到细杆的距离为L，两圆环间的距离为2L，A、B与杆在同一竖直面内，求：
(1)两圆环间的库仑力大小F；
(2)圆环B与细杆间的动摩擦因数μ。
15．在如图所示的电路中，电压表是理想电表，，当开关接1时，电压表的示数，当开关接2时，电压表的示数，求电源电动势E与内阻r。
16．如图所示，在P处有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子自A板小孔进入A、B平行板间的加速电场从静止加速后，水平进入静电分析器中，静电分析器中存在着如图所示的辐向电场，电场线沿半径方向，指向圆心O，粒子在该电场中沿图示虚线恰好做匀速圆周运动，从辐向电场射出后，竖直向下沿平行板C、D间的中线射入两板间的匀强电场。已知静电分析器中粒子运动轨迹处电场强度的大小为E，粒子运动轨迹的半径为R，A、B两板间的距离为d，C、D两板长均为2L，C、D两板间的距离为L，粒子重力不计。
(1)求A、B两板间的电压；
(2)若要使粒子能从C、D两板下方飞出，则C、D两板间的偏转电压应满足什么条件？
(3)求粒子从P点出发至从C、D两板下方飞出的过程中运动的总时间。
参考答案
1．答案：D
解析：金属小球带1C电荷，与不带电的小球接触移开后，两个小球平分电荷，所以该小球所带电荷量为
故选D。
2．答案：A
解析：A.处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，故A正确；
B.由于导体内部场强为零，则导体内没有定向移动的自由电子，故B错误；
C.导体的外表面有电荷分布，故C错误；
D.越尖锐的位置，电荷的密度越大，故D错误。
故选A。
3．答案：A
解析：由于等量异种电荷电场与电势分布的图像具有对称性，假设A点为正电荷B点为负电荷，根据等量异种电荷与场强的分布图可知，abcd所在平面中电场分布图下图所示
A.根据题目描述，efgh所在平面为通过O点的中垂面，电势都为0，所以e、f两点的电势相等且为0，A正确；
B.将一电荷由e点沿eghf移到f点，由于efgh所在平面为电势为0的等势面，所以在移动电荷过程中电场力始终不做功，B错误；
C.因为g点和O点的电势相等且均为0，所以将一电荷由a点分别移到g点和O点过程中电势变化相同，则电场力做功相同，电势能变化相同，C错误；
D.因为场强是既有大小又有方向的矢量，根据上述图像可知，a、b两点的电场强度方向不同，D错误。
故选A。
4．答案：C
解析：A.流过A的电流为
故A正确，不符合题意；
B.根据电阻定律
可得
故B正确，不符合题意；
C.因两段串联，通过两棒的电流相等，所以在相等时间内通过每段导线横截面的电荷量是相等的，故C错误，符合题意；
D.因两段串联，通过两棒的电流相等，又
则有
故D正确，不符合题意。
故选C。
5．答案：AB
解析：AB.根据
当时；当时，解得
选项AB正确；
C.电源短路时的电流为
选项C错误；
D.电路的路端电压为1.2V时，电路中的电流为
选项D错误。
故选AB。
6．答案：AD
解析：A.电动机两端的电压为
故A正确；
BC.电路中电流表的示数为2.0A，所以电动机的输入功率为
电动机的发热功率为
所以电动机的输出功率为
故BC错误；
D.电源的输出的功率为
故D正确。
故选AD。
7．答案：BC
解析：A.由图乙可知时间内，电流逐渐减小，电容器两端的电压逐渐增加到稳定，根据，可得
可知此过程电容器正在充电，故A错误；
B.根据电容的决定式，可知电容器的电容与只与介电质、正对面积以及两极板间的距离有关，与电荷量Q、电势差U无关，则时间内，电容器的电容大小不变，故B正确；
C.由图乙知，时间内，电路中的电流反向且逐渐减小，故C正确；
D.根据
可知图线I与t轴围成的图形面积表示电容器充、放电过程的电荷量，对于同一电容器，充、放电的电荷量相等，故，故D错误。
故选BC。
8．答案：CD
解析：A.从M到N由动能定理
M、N间的电势差
选项A错误；
B.因NP两点的电势相等，则小球从N点到P点的过程中，电场力做的功为0，选项B错误；
C.设ON与水平方向的夹角为θ，则
解得
若在此装置中加一水平方向的匀强电场，小球在N点平衡且恰好对无压力，则对小球受力分析可知
解得所加电场的电场强度大小为
选项C正确；
D.设MP与竖直方向夹角为α，则
解得
选项D正确。
故选CD。
9．答案：100
解析：a、b两点间的电势差
10．答案：
解析：点电荷A在O点的电场强度大小为
方向向右；点电荷B在O点的电场强度大小为
方向向右；设感应电荷在O点处产生的电场强度大小为，由静电平衡条件知
方向向左。
11．答案：10
解析：令历时为t，能够利用的太阳能
根据功率的表达式有
解得
12．答案：（1）如图所示
（2）4.9（4.8～5.0）;3.3（3.2～3.4）
解析：（1）根据描出的点，作出图像，如图所示
（2）已知图像对应的表达式为
根据图像在纵轴上的截距可得
由图像的斜率大小可得内阻
13．答案：（1）0.500（3）;（4）;9.0/10/11（5）
解析：（1）螺旋测微器测量金属丝的直径
（3）由电路可知，流过待测金属丝的电流
金属丝的电阻
（4）根据
解得
则
解得
做出图像，则
解得
（5）根据
解得
14．答案：(1)
(2)或
解析：（1）两圆环间的库仑力大小为
（2）对圆环B受力分析，受到指向A的库仑引力F、重力、沿杆向左的摩擦力如图
由于F竖直向上的分力与圆环B的重力的大小关系未知，所以，杆对B的弹力方向无法确定，当弹力竖直向上时，设为N，则有几何关系可知
解得
根据平衡条件可知
其中
联立，解得
当弹力竖直向下时，同理根据平衡条件可知
其中
联立，解得
所以，圆环B与细杆间的动摩擦因数为或。
15．答案：20V，12Ω
解析：当开关接1时，和并联后与串联，外电路总电阻
路端电压
当开关接2时，和串联后与并联，外电路总电阻
路端电压
联立解得
16．答案：(1)
(2)
(3)
解析：（1）依题可知，粒子在辐向电场中做圆周运动时，电场力提供向心力，有
粒子在A、B两板间做加速运动时，有
联立解得
（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，故水平位移
竖直方向位移
由牛顿第二定律可知，在偏转电压为的电场中的加速度
粒子能从C、D两板下方离开时满足
联立可得
（3）由匀变速直线运动规律可知，粒子在A、B两板间运动的时间
粒子在静电分析器中运动的时间
粒子在偏转电场中运动的时间
飞行总时间
联立解得
故可得飞行总时间
/mV
0.50
0.70
0.90
1.15
1.40
/mV
0.99
1.39
1.80
2.28
2.80