2025清远清新区四校联考高二上学期12月期末模拟试题物理含解析

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满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分）
1. 如图所示，真空中两点电荷固定在M、N两点，在MN连线上有关于中点O点对称的两点a、c，在MN连线的中垂线上有关于O点对称的两点b、d，则（ ）
A. 若两点电荷为等量同种点电荷，则b点与d点电场强度大小相等
B. 若两点电荷为等量同种点电荷，则a点与c点电场强度相同
C. 若两点电荷为等量异种点电荷，一正点电荷从b点到d点，受到电场力先减小后增大
D. 若两点电荷为等量异种点电荷，一正点电荷从a点移到c点电势能先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．若两点电荷为等量同种电荷，因bd关于O点对称，所以b点与d点电场强度大小相等，故A正确；
B．若两点电荷为等量同种电荷，则a点与c点的电场强度大小相等，方向相反，故B错误；
C．若两点电荷为等量异种电荷，则中垂线上的O点电场线最密场强最大，往外电场线线变疏，则一正点电荷从b点到d点，受到电场力先增大后减小，选项C错误；
D．若两点电荷为等量异种电荷，若N点为正电荷时，则a点的电势低于c点，一正点电荷在a点时的电势能小于放在c点时的电势能，故D错误；
故选A。
2. 在如图所示电路中有一处发生故障，接通S时，灯泡L1和L2均不亮，用电压表测得Uab＝0，Ubc＝0，Ucd＝4 V，因此可判断电路发生的故障是
A. 灯泡L1短路B. 灯泡L2断路
C. 滑动变阻器断路D. 不能确定
【答案】C
【解析】
【详解】A．若灯泡L1短路，则L2不会不亮，选项A错误；
B．若灯泡L2的灯丝断了，电路中电流为零，灯泡L2两端电压等于电源的电压，即Ubc不等于零，选项B错误；
CD．若滑动变阻器R电阻丝断了，电路中电流为零，根据欧姆定律得知，Uab＝0，Ubc＝0，Ucd＝4 V，故C正确，D错误；
故选C。
【点睛】本题是电路中故障分析问题，用一只电压表就可以检测故障所在，当所测量的元件的电压等于电源的电压时，这个元件断路。
3. 下列关于生活中的一些电路，判断正确的是（ ）
A. 路灯同时亮同时灭，它们是串联的
B. 英语听力时，教室里各个广播是并联的
C. 交通路口的红、黄、绿三色指示灯是串联的
D. 楼道里的声控开关和光控开关是并联的
【答案】B
【解析】
【详解】A．路灯同时亮同时灭，但如果一个损坏，其余仍能正常工作，它们是并联的，A错误；
B．英语听力时，教室里各个广播工作时互不影响，它们是并联的，B正确；
C．交通路口的红、黄、绿三色指示灯可以独立工作，它们是并联的，C错误；
D．楼道里声控开关和光控开关共同控制电灯的通断，是串联的，D错误。
故选B。
4. 下列说法中正确的是（ ）
A. 伽利略通过实验验证了力是维持物体运动的原因
B. 牛顿进行了“月—地检验”，说明天上和地上的物体都遵从万有引力定律
C. 库仑扭秤实验是一个假想的实验，因为当时无法测量物体所带的电荷量
D. 法拉第认为必须要有运动才能产生感应电流
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．伽利略没有通过实验直接验证了力不是维持物体运动的原因，而是经过推理得出的力是改变物体运动状态的原因的结论，故A错误；
B．牛顿进行了“月—地检验”，说明天上和地上的物体都遵从万有引力定律，故B正确；
C．在库仑那个年代，人们还不知道怎样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，但是库仑采用了一种巧妙的实验方法--“倍减法”，通过扭秤实验定量研究了电荷间相互作用规律，故C错误；
D．法拉第认为必须要穿过闭合回路的磁通量变化才能产生感应电流，故D错误。
故选B。
5. 当温度从低到高变化时，通常物质会经历固体、液体和气体三种状态，当温度进一步升高，气体中的原子、分子将出现电离，形成电子、离子组成的体系，这种由大量带电粒子（有时还有中性粒子）组成的体系便是等离子体。等离子体在宏观上具有强烈保持电中性的趋势，如果由于某种原因引起局部的电荷分离，就会产生等离子体振荡现象。其原理如图，考虑原来宏观电中性的、厚度为l的等离子体薄层，其中电子受到扰动整体向上移动一小段距离（x≪l），这样在上、下表面就可分别形成厚度均为x的负、正电薄层，从而在中间宏观电中性区域形成匀强电场E，其方向已在图中示出。设电子电量为﹣e（e＞0）、质量为m、数密度（即单位体积内的电子数目）为n，等离子体上下底面积为S．电荷运动及电场变化所激发的磁场及磁相互作用均可忽略不计。（平行板电容器公式，其中ε0为真空介电常量，s为电容器极板面积，d为极板间距）结合以上材料，下列说法正确的是（ ）
A. 上表面电荷宏观电量为Q＝nexB. 上表面电荷宏观电量为Q＝ne
C. 该匀强电场的大小为D. 该匀强电场的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由于单位体积内的电子数目为n，上表面的体积
V＝Sx
所以电荷宏观电量为
Q＝neV＝nexS
故AB错误；
CD．根据题意可知平行板电容器公式
C＝ε0
又由于
解得
该匀强电场的大小为
故C错误、D正确。
故选D。
6. 如图所示，一平行板电容器两极板水平正对，上极板M固定，下极板N放在一个绝缘的温度敏感材料上，温度敏感材料会因为温度的变化而出现明显的热胀冷缩，给电容器充电后，N板带有正电，一带电微粒恰好静止在两极板间的P点。使极板与电源断开，当温度升高时，下列说法正确的是（ ）
A. 极板间的距离增大B. 电容器的电容减小
C. 两板间的电场强度减小D. 带电微粒仍然静止
【答案】D
【解析】
【详解】AB．当温度升高时，温度敏感材料由于热胀冷缩，使得电容器两极板间距离减小，根据
可知，电容器的电容增大。故AB错误；
CD．由于电容器与电源断开，所以电容器所带电荷量不变，根据
可知，电场强度不变，粒子所受电场力不变，所以带电粒子仍处于静止状态。故C错误；D正确。
故选D。
7. 随着科技的发展，一种新型的储能器件越来越被广泛使用，即用电容器储能，现对给定电容为的电容器充电，充电时两极板间的电势差随电荷量的变化图象如图所示，类比直线运动中由图象求位移的方法，可以求两极板间电压为时电容器所储存的电能等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】电压为时，电容器带电，图线和横轴围成的面积为所储存的电能，则有
又
所以
ABC错误，D正确。
故选D。
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 如图所示，圆形虚线表示固定于O点的某点电荷电场中的部分等势线，实线为某个电子的该电场中由a点经b点和c点的运动轨迹，该轨迹与其中一条等势线相切于b点。若电子只受该电场的作用，则下列说法正确的是（ ）
A. O点的电电荷带正电
B. a点的电势高于c点的电势
C. 电子在a点的加速度大于在c点的加速度
D. 电子运动过程中，在b点的电势能最大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图可知电子受力方向远离场源电荷，故电子受到排斥力，所以场源电荷带负电，故A选项错误；
B．场源负电荷周围电场线由无穷远指向O点，沿电场线方向电势逐渐降低，所以a点的电势高于c点的电势，故B选项正确；
C．离场源电荷越近场强越大，电子在a点所受电场力小于c点所受电场力，由牛顿第二定律知电子在a点的加速度小于在c点的加速度，故C选项错误；
D．电子从a到b电场力做负功电势能增大，从b到c电场力做正功电势能减小，所以在b点电势能最大，故D选项正确。
故选BD。
9. 初速度为0的电子经电压U1加速后，垂直射入偏转电场，离开电场时的偏移量是Y，偏转板间距d，偏转电压为U2，板长为L，为了提高偏转的灵敏度（每单位偏转电压引起的偏移量），可采用下列哪些办法 （ ）
A. 增大偏转电压U2B. 尽可能使板长L长一些
C. 尽可能使d小一些D. 使加速电压U1变小一些
【答案】BCD
【解析】
【详解】电子在加速电场中加速，根据动能定理有
电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向有
竖直方向上有
联立以上式子求得：每单位偏转电压引起的偏移量
显然，要提高偏转灵敏度，尽可能使板长L长一些，或尽可能使d小一些，或使加速电压变小一些，与U2大小无关。
故选BCD。
10. 如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中，斜面AB长为L，一带电量为质量为m的小球，以初速度由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为，重力加速度为g，则（ ）
A. 小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能
B. A、B两点的电势差一定为
C. 若电场是匀强电场，则该电场场强的最小值是
D. 若该电场是由AC边中垂线上某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷
【答案】AC
【解析】
【详解】A．小球从A运动到B的过程中，重力势能增加，电势能减小，则小球在B点的电势能一定小于小球在A点的电势能。故A正确；
B．根据动能定理得
得到
故B错误；
C．若电场力与重力、支持力的合力为零时，小球做匀速直线运动，到达B点时小球速度仍为零，小球的重力沿斜面向下的分力为，则当电场力沿斜面向上，大小为
时，电场力最小，场强最小，根据
F=Eq
则该电场的场强的最小值一定是
故C正确；
D．小球从A到B的过程中，重力做负功，由于小球到达到B点的速度仍然等于，所以电场力一定做正功，则
若该电场是AC边中垂线上某点的点电荷Q产生的，如果Q是正电荷，则应距离A较近，因此Q在AC中垂线上AB下方区域，如果Q是负电荷，则应距离B较近，Q位于AB上方区域。故D错误。
故选AC。
三、非选择题（本题共5小题，共54分。）
11. 某同学在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，选用的小灯泡规格为“3.8V，0.3A”。
(1)除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择:
电流表：A1（量程3A，内阻约0.1）、A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）
电压表：V（量程5V，内阻约5kΩ）
滑动变阻器：R1（阻值范围0～10Ω）、R2（阻值范围0～2kΩ）
电源：E（电动势为4V，内阻约为0.04Ω）
为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表______，滑动变阻器________（填器材的符号）
(2)在小灯泡接入电路前，该同学使用多用电表测量小灯泡的电阻，则应将选择开关旋至_________（填选项前的字母）
A.直流电压10V挡
B.直流电流2.5mA挡
C.欧姆“×1”挡
D.欧姆“×10”挡
(3)该同学用图1所示的电路进行测量，记录了多组数据，并且将这些数据的对应点标在了图2的坐标纸上，请根据这些点在图2中画出I－U图线_____；
(4)若将该灯泡接在E=4V，r=10Ω的另一电源两端，其实际功率是_________W（保留两位有效数字）
【答案】 ①. A2 ②. R1 ③. C ④. ⑤. 0.40（0.38~0.40均可）
【解析】
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为3.8V，小灯泡的额定电流为0.3A，从安全和精确度方面考虑，所以电流表量程选0.6A的A2
[2]由图2可知电流电压示数从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，为了调节方便应选择阻值较小的滑动变阻器R1
(2)[3]由于灯泡的电阻约为
为测量精确，应将选择开关旋至欧姆“×1”挡，故选C；
(3)[4]根据描点法可得出对应的I－U图象如图所示
(4)[5]由闭合电路欧姆定律有
将此图线画入图2如图，则有
由于误差0.38－0.40均正确
12. 某实验小组设计了如图甲所示的电路，用于测量一金属丝的电阻率。其中电流表A1（量程为0~100mA，内阻为r1=4Ω）、电流表A2（量程为0~0.6A，内阻为r2=1.2Ω）、电阻箱R（阻值范围为0~99.9Ω）、定值电阻R0。
（1）图甲中虚线框可视为一个量程为0~3V的电压表，则定值电阻R0=_________Ω（结果保留两位有效数字）。
（2）实验操作步骤如下：
a.如图乙所示，用螺旋测微器测得金属丝直径d=________mm；
b.将该金属丝正确接入图甲电路，测得接入电路的金属丝长度L=68.00cm；
c.合上开关，调节电阻箱，记录对应的电流表A1的示数I1、电流表A2的示数I2，并根据多组测量数据，作出如图丙所示的I1—I2图像。
（3）根据图丙，可知该金属丝的电阻为________Ω，电阻率为________Ω•m。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 ①. 26 ②. 0.680##0.681##0.679 ③. 2.0 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]图甲中虚线框可视为一个量程为0~3V的电压表，则定值电阻

（2）a.[2]用螺旋测微器测得金属丝直径
d=0.5mm+0.01mm×18.0=0.680mm
（3）[3]由图可知
即
由图像可知
解得
[4]根据
解得
代入数据可知
13. 在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m。在A、B两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线a、b所示。求：
(1)A点和B点的电场强度的大小和方向；
(2)点电荷Q电性和所在位置的坐标是多少？
【答案】(1)40N/C，x轴正方向，2.5N/C，x轴正方向；(2)正电荷，0.2m
【解析】
【详解】(1)由题图可得A点电场强度的大小
B点电场强度的大小
AB两点场强的方向均沿x轴的正方向。
(2)由以上分析可知，点电荷Q带正电，设点电荷Q的坐标为x，则

解得
x=0.2 m
14. 用一条长为L的绝缘轻绳从О点悬挂一个带电小球，小球质量为m，所带电荷量为q。现加一水平方向的匀强电场，平衡时小球静止于C点，此时绝缘绳与铅垂线成θ=30°夹角，重力加速度为g，求：
（1）所加电场的电场强度E；
（2）小球从B点由静止释放的过程中，小球的最大速度多大？此时绳中拉力多大？
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）根据题意小球平衡时静止于C点，对小球在C点进行受力分析，根据平衡条件有
解得
（2）根据题中情景描述可知，C点为等效物理最低点，小球从B到C过程，在C点的速度达到最大值，根据动能定理有
解得
小球在C点，根据牛顿第二定律有
解得
15. 如图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为Q，其中A带正电，B带负电，D、C是它们连线的垂直平分线，A、B、C三点构成一边长为d的等边三角形。另有一个带电小球E，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷），被长为L的绝缘轻质细线悬挂于O点，O点在C点的正上方。现在把小球E拉到M点，使细线水平绷直且与A、B、C处于同一竖直平面内，并由静止开始释放，小球E向下做圆周运动到最低点C时，速度为v（已知静电力恒量为k，取D点的电势为零），试求：
（1）在点电荷A、B所形成的电场中，C点的电势φC；
（2）在点电荷A、B所形成的电场中，M点的电势φM；
（3）在小球经过C点时绝缘细线所受的拉力T。
【答案】（1）0；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题意知C点和D点位于同一等势面上，则
φC=φD=0
（2）由M到C过程，由动能定理得
得

又
UMC=φM﹣φC
得
（3）A、B点电荷在C点形成场强方向：竖直向下
C点场强大小
则小球在C点受重力、电场力和拉力，有
得