2024~2025学年四川省天立集团高二上学期期中联考物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年四川省天立集团高二上学期期中联考物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示，用金属箔做成一个不带电的圆环放在绝缘桌面上，某同学用与毛皮摩擦的橡胶笔套慢慢靠近圆环，圆环最后被吸到笔套上，下列说法正确的是（ ）
A. 笔套的起电方式属于接触起电
B. 笔套靠近圆环过程中，圆环上靠近笔套一侧带正电
C. 笔套接触圆环后，圆环带正电
D. 笔套接触圆环后，笔套所带的电荷全部被中和
【答案】B
【解析】A．根据摩擦起电可知，摩擦使笔套带电，故A错误；
B．笔套摩擦后带负电，则笔套靠近圆环过程中，圆环上靠近笔套一侧带正电，选项B正确；
C．笔套带负电，则接触圆环后，圆环带负电，选项C错误；
D．笔套碰到圆环后，根据接触起电可知，笔套所带电荷没有被中和，所以仍然带电，故D错误。
故选B
2. 为了研究电荷之间的作用力，库仑设计了一个十分精妙的实验（扭秤实验）。如图所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个小球A，另一端通过物体B使绝缘棒平衡。把另一个带电的金属小球C插入容器并使它接触A，从而使A与C带同种电荷。将C与A分开，再使C靠近A，A和C之间的作用力使A远离。扭转悬丝，使A回到初始位置并静止，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，进而可以找到力F与距离r和电荷量的关系。关于本实验下列说法正确的是（ ）

A. B球起平衡作用，带电荷量与A球相同
B. 库仑本着严谨的科学态度，用仪器准确测出了每一个带电小球的电荷量
C. A球与C球之间的作用力与它们之间的距离成反比
D. C球所带电荷量越大，悬丝扭转的角度越大
【答案】D
【解析】A．由材料可知棒的一端是一个小球A，另一端通过物体B使绝缘棒平衡，研究的是A、C间的作用力，所以B不带电，只起平衡作用，故A错误；
B．在库仑那个时代没有电荷量的单位，不可能准确测出每一个带电小球的电荷量，故B错误；
C．根据库仑定律可知A球与C球之间的作用力与它们之间距离的平方成反比，故C错误；
D．C球带电荷量越大，C球与A球接触后，A球带电量越大，C、A之间的库仑力越大，悬丝扭转的角度越大，故D正确。
故选D。
3. 如图为一种服务型机器人，其额定功率为48W，额定工作电压为24V，机器人的锂电池容量为20A·h，则机器人（ ）
A. 额定工作电流为20A
B. 充满电后最长工作时间为2h
C. 电池充满电后总电量为
D. 以额定电流工作时每秒消耗能量为20J
【答案】C
【解析】A.得，额定工作电流：
,
A错误；
B.充满电后最长工作时间：
，
B错误；
C.电池充满电后总电量为
C正确；
D.额定电流工作时每秒消耗能量
.
D错误．
4. 小明同学在学习电场部分知识时，课堂笔记只记录了“实线是电场线，一电子只受电场力，沿图中虚线所示的路径运动，先后通过M点和N点。”而没有记录电场线的方向，则下列说法中正确的是（ ）
A. 电子在M、N两点的速度大小关系为
B. 电子在M、N两点的加速度大小关系为
C. 电场中M、N点的电势大小关系为
D. 电子从M点运动到N点的过程中，电场力对电子做正功
【答案】B
【解析】AD．电子只受电场力，沿图中虚线所示的路径运动，先后通过M点和N点，根据曲线运动所受合力位于轨迹的凹侧，电子在电场中的受力和速度方向如图所示
由于电场力方向与速度方向的夹角大于，电子从M点运动到N点的过程中，电场力对电子做负功，电子的动能减小，则电子在M、N两点的速度大小关系为，故AD错误；
B．根据电场线的疏密程度可知，M点场强大于N点场强，则电子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力，根据牛顿第二定律可知，电子在M、N两点的加速度大小关系为，故B正确；
C．电子从M点运动到N点的过程中，电场力对电子做负功，电子的电势能增加，则电子在M点的电势能小于在N点的电势能，根据
由于电子带负电，所以电场中M、N点的电势大小关系为，故C错误。
故选B。
5. 电路如图所示，电源内阻为r，、、为相同规格小灯泡，当可变电阻R的滑片向右滑动时（ ）
A. 小灯泡比亮，比亮B. 灯泡变亮
C. 灯泡变亮D. 灯泡变亮
【答案】D
【解析】当可变电阻R的滑片向右滑动时，R阻值变大，则总电阻变大，总电流减小，灯泡变暗，并联支路的电压变大，则灯泡变亮，则灯泡电流变大，则灯泡电流变小，即灯泡变暗；通过小灯泡的电流大于的电流，则小灯泡比亮，两端电压大于，因此比暗，故选项ABC错误，D正确。
故选D。
6. 工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器．其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上．当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是（ ）
A. A、B平行板电容器的电容减小
B. A、B两板间电场强度增大
C. A、B两板上的电荷量变小
D. 有电流从b向a流过灵敏电流计
【答案】D
【解析】A．产品厚度增大时，电容器的电容增大，故A错误；
B．两板间电压不变，电场强度保持不变．故B错误；
CD．根据q=CU，电容器将充电，负电荷从a向b流过灵敏电流计，即有电流从b向a流过灵敏电流计，故C错误，D正确．
故选：D
7. 在平行于纸面的匀强电场中，有一个圆形区域ABCD，如图甲，圆心为O，半径为R＝0.1m，Р为圆弧上的一个点，从A点出发沿逆时针运动，θ为PO连线旋转的角度，即∠POA＝θ，P点电势随θ角度的变化如图乙所示，则（ ）
A.
B. 匀强电场场强大小为10V/m
C. 电子在B点的电势能大于在C点的电势能
D. 电子从C点沿圆弧逆时针移动到D点，电场力先做负功后做正功
【答案】C
【解析】AB．由图乙可知
当时，P点位于下图中的E点处，此时可得
当时，P点位于下图中的F点处，由几何知识可知E、F、O三点共线，此时可得
则圆心O点电势为
过A点作OE的垂线交于M点，由几何知识易得，M点为EO中点，则下图中M点的电势为
故直线AM为等势线，由于电场线与等势面垂直，则可知电场线沿FOE方向，过B点作电场线FOE的垂线，交于N点，如下图所示
则有
电场强度的大小为
故AB错误；
C．根据上面的方法可知，B点的电势比C点的电势低，则电子在B点的电势能大于在C点的电势能，故C正确；
D．电子从C点沿圆弧逆时针移动到D点，电势先升高再降低，电势能先降低后升高，则电场力先做正功后做负功，故D错误。
故选C。
8. 如图所示为密立根油滴实验装置。两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，两板间形成竖直向下场强为E的匀强电场。用喷雾器从上板中间的小孔喷入质量和电荷量各不相同的油滴，通过显微镜可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，则下列说法正确的是（ ）
A. 悬浮油滴带正电
B. 悬浮油滴的电荷量为
C. 减小场强，悬浮油滴将向上运动
D. 油滴的电荷量一定是电子电量的整数倍
【答案】BD
【解析】A．带电荷量为q的油滴静止不动，则油滴受到向上的电场力，题图中存在竖直向下场强为E的匀强电场，则油滴带负电，故A错误；
B．根据平衡条件，有
故
故B正确；
C．根据平衡条件，有
当减小场强，电场力减小，则悬浮油滴将向下运动，故C错误；
D．不同油滴的所带电荷量虽不相同，但都是某个最小电荷量（元电荷）的整数倍，由于电子电量的数值和元电荷相等，故油滴的电荷量一定是电子电量的整数倍，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示为某公司生产的一款航拍器无人机。该款无人机的总质量为2kg，内置“12V，”的智能电池。若该款无人机正常工作时产生稳定的电流为4.0A，飞行时电动机工作效率，智能电池还要提供其他设施正常工作的功率。下列说法正确的是（ ）
A. 该无人机的额定功率为72W
B. 该无人机的额定功率为48W
C. 充满一次电，该无人机理论上正常工作的最长时间为
D. 该无人机输出的有用功率为30W
【答案】BC
【解析】AB．该无人机的额定功率为
故A错误，B正确；
C．充满一次电，该无人机理论上正常工作的最长时间为
故C正确；
D．该无人机输出的有用功率为
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个可变电阻R组成，已知灵敏电流计的满偏电流，内电阻，则下列说法正确的是（ ）
A. 甲表是电流表，R减小时量程增大
B. 乙表是电压表，R减小时量程增大
C. 在甲图中，若改装的电流表量程为0.6A，则R=0.5Ω
D. 在乙图中，若改装的电压表量程为3V，则R=1200Ω
【答案】AD
【解析】A．甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器并联，利用并联电阻的分流，改装成电流表。电流表的量程为
可知当减小时量程增大，故A正确；
B．乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器串联，利用串联电阻的分压，改装成电压表。电压表的量程为
可知减小时量程减小，故B错误；
C．由公式
在甲图中，若改装成的电流表的量程为
则有
故C错误；
D．由公式
在乙图中，若改装成的电压表的量程为
则有
故D正确。
故选AD。
二、实验题（本大题共2小题，共15分。）
11. 在“测定金属电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为________ mm（该值接近多次测量的平均值）。
（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为电池组（电动势3 V，内阻不计）、电流表（内阻约0.1 Ω）、电压表（内阻约3 kΩ）、滑动变阻器R（0~20 Ω，额定电流2 A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的________图（选填“甲”或“乙”）。
（3）如图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。____
（4）这个小组同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点，请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线____。由图线得到金属丝的阻值Rx＝__________ Ω（保留两位有效数字）。
（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为__________（填选项前的符号）。
A．1×10-2 Ω·m B．1×10-3Ω·m
C．1×10-6Ω·m D．1×10-8Ω·m
（6）任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的是________。
A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起的误差属于系统误差
B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差
D．用U－I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
【答案】（1）0.398（0.396～0.399均正确） （2）甲 （3） （4） 4.4（4.3～4.7均正确） （5）C （6）CD##DC
【解析】（1）[1]固定刻度读数0mm，可动刻度读数39.8×0.01 mm，则螺旋测微器的读数为
0 mm＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm
（2）[2]由实验记录的数据可知Rx的阻值大约为5 Ω，则，电流表采用外接法；若滑动变阻器采用限流式接法，电路中最小电流约为
其中R1为Rx与RV的并联电阻值。实验数据中第一组的电流为0.020A，小于限流式接法的最小电流，所以滑动变阻器采用的不是限流式接法，而是分压式接法，则采用的是甲图。
（3）[3]电流表选用0~0.6A的量程，电压表选用0~3V的量程，结合电路图进行实物连线，如图所示
（4）[4]在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，作一条直线，使尽可能多的点在这条直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，明显偏离的点应舍去，如图所示
[5]由图像斜率可求出金属丝的电阻值为
（5）[6]根据电阻定律，可得金属丝的电阻率为
故选C。
（6）[7]A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起的误差属于偶然误差，故A错误；
B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，故B错误；
C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故C正确；
D．用U－I图像求金属丝电阻，可以减小偶然误差，故D正确。
故选CD。
12. 用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻，有如图甲、乙所示的两种电路，测得多组数据，把它们标在丙图的坐标纸上，并作出路端电压U与干路电流I间的关系图像。
（1）由丙图的图像可知，电源的电动势___________V，内电阻___________。（结果均保留两位有效数字）
（2）如果丙图是采用乙图所示的电路进行测量并作出的图像，所得的电源电动势E的测量值___________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
（3）如果做实验时，实验室没有合适量程的电表，需要进行改装，以下电表改装正确的是___________。
A. 将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表
B. 将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.6A的电流表
C. 将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，并一个300Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表
D. 将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表，串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为10V的电压表
【答案】（1）1.5 1.0 （2）小于 （3）A
【解析】（1）[1]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
图像的纵截距表示电源的电动势，为
[2]图像斜率的绝对值表示电源内阻，为
（2）若采用（乙）图所示的电路进行测量并作出图像，由于电压表分流的缘故，当电流表示数为零时，实际通过电源的电流并不为零，所以电源的内电压不为零，从而导致所作图像的纵截距偏小，所得的电源电动势E的测量值小于真实值。
（3）AC．将电流表改装成电压表，需串联电阻，根据电压表改装原理可得
则将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，串一个280Ω的电阻可以改装为量程为3V的电压表，故A正确，C错误；
B．根据电流表改装原理
则将一个量程为10mA、内阻为20Ω的电流表，并一个1Ω的电阻可以改装为量程为0.21A的电流表，故B错误；
D．根据电压表改装原理
则将一个量程为3V、内阻为2kΩ的电压表，串一个8kΩ的电阻可以改装为量程为15V的电压表，故D错误。
故选A。
三、解答题（本大题共3小题，共39分。第一小题9分，第二小题10分，第三小题20分）
13. 如图所示，小球A、B质量均为m，带等量正电荷，用长均为L的a、b绝缘细线悬挂于O点处于静止状态，已知细线a和b中的拉力大小相等，重力加速度大小为g，静电力常量为k，sin53°=0.8，cs53°=0.6。
（1）求小球A的带电量Q；
（2）求O点处的电场强度大小E；
【答案】（1） （2）
【解析】（1）设细线a和b中的拉力大小为T，A、B两球间的电场力大小为F，对A、B整体分析可得
对B分析可得
两球间电场力为
解得
（2）设A、B在O点处产生的电场强度大小分别为E1、E2，则
且
解得
14. 如图所示，2009年国庆群众游行队伍中的国徽彩车，不仅气势磅礴而且还是一辆电动车，充一次电可以走100公里左右．假设这辆电动彩车总质量为6.75×103 kg，当它匀速通过天安门前500 m的检阅区域时用时250 s，驱动电机的输入电流I＝10 A，电压为300 V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍．g取10 m/s2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：
（1）驱动电机的输入功率；
（2）电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率；
（3）驱动电机的内阻和机械效率．
【答案】（1）3000W （2） 2700 W （3） 3 Ω; 90 %
【解析】试题分析：（1）驱动电机的输入功率．
（2）电动彩车通过天安门前的速度
电动彩车行驶时所受阻力
电动彩车匀速行驶时F=f，故电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率．
（3）设驱动电机的内阻为R，由能量守恒定律得
解得：驱动电机的内阻
驱动电机的机械效率
15. 如图所示，在竖直平面内的平面直角坐标系xOy中，x轴上方有水平向右的匀强电场，x轴下方存在竖直向上、范围足够大的匀强电场，电场强度大小等于。先有一质量为m、电荷量为+q的带电绝缘小球，从y轴上的P（0，L）点由静止开始释放，运动至x轴上的B（L，0）点时，恰好无碰撞地沿切线方向进入固定在x轴下方竖直放置的四分之一圆弧形光滑绝缘细管，BC=2L。小球第3次经过x轴时与x轴交于D点（图中D点未画出），细管内径略大于小球外径，小球直径远小于细管轨道的半径，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）匀强电场场强E1的大小；
（2）小球从P点至D点的时间；
（3）D点的位置坐标；
【答案】（1）；（2）；（3）（11L，0）
【解析】（1）小球由静止释放后在重力和电场力的作用下做匀加速直线运动，小球从P点沿切线方向进入，根据几何关系，此时速度方向与竖直方向的夹角为45°，即加速度方向与竖直方向的夹角为45°，则有
解得
（2）从P到B的过程中，小球做匀加速直线运动，根据动能定理得
根据位移的表达式有
解得
，
从B到C的过程中，由于
qE2=mg
即电场力与重力平衡，则小球做匀速圆周运动，根据几何关系有
从B到C的过程中经历的时间
解得
小球从C点抛出时的速度
求CD的运动时间方法一：
从C到D的过程中，小球做类平抛运动，沿着合力方向初速度为0的匀加速直线运动，沿着垂直合力方向上做匀速直线运动，落到x轴时，位移和合力方向的夹角
其中
解得
求CD的运动时间方法二：将小球运动分解到水平方向和竖直方向，分别为匀加速直线运动，在竖直方向上
则从C到D的过程中，运动时间
则小球从P点至D点的时间
t= t1+ t2+ t3
解得
（3）求CD的运动位移方法一：由（2）分析可得，从C到D的过程中，小球做类平抛运动，垂直合力方向上
运动位移即
可得D点的位置坐标为（11L,0）。
求CD的运动位移方法二：将小球运动分解到水平方向和竖直方向，分别为匀加速直线运动，在水平方向上
小球水平方向的加速度大小
水平方向最匀加速直线运动，水平方向有
解得
则D点距离O点的长度
则D点的位置坐标为（11L，0）。
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520