广东省广州市育才中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷

这是一份广东省广州市育才中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1. 下列说法正确的是 ( )
A. 公式 E=Fq适用于求一切电场中某点的电场强度
B. 公式 E=Fq只适用于求真空中某点的电场强度
C. 公式 E=kQr2适用于一切点电荷周围某点的电场强度
D. 公式 E=Ud适用于求匀强电场的电场强度，d表示匀强电场中任意两点间的距离
2. 关于电势、电势差下列说法中正确的是 ( )
A. 电场中某点的电势大小与零电势点的选取无关
B. Uab为正值，则a点的电势低于b点
C. 电势是矢量，有大小还有方向
D. 一正电荷由静止在匀强电场开始运动，则该电荷的运动方向是电势降低的方向(忽略重力)
3. 如图所示，要使静电计张角变大，可采用的方法有( )
A. 用手接触一下负极板 B. 使两极板靠近些
C. 两板间插入塑料板 D. 使两板正对面积减小
4. 如图甲所示，Q₁、Q₂是两个固定的点电荷，其中Q₁带正电。在它们连线的延长线上有a、b两点，一带正电的试探电荷仅在库仑力作用下以初速度vₐ从a点沿直线 ab向右运动，其v-t图像如图乙所示，下列说法正确的是 ( )
A. Q₂带正电
B. Q₁带电荷量小于 Q₂
C. b点处电场强度为零
D. ab连线上a点左侧电场强度向左，a点右侧电场强度向右
试卷第1页，共6页5. 如图所示，是一小灯泡的伏安特性曲线，把该灯泡与开关串联后接入某电路电源两端，已知该电源电动势为3.0V 内阻为 158Ω。当开关闭合后，下列说法中正确的是 ( )
A. 此时灯泡消耗的功率约为1.0W
B. 灯泡的电阻随电压的增大而减小
C. 此时流过灯泡的电流约为0.4A
D. 此时灯泡的电阻约为 158Ω
6. 如图所示，两平行金属板间带电微粒P处于静止状态，当某时刻滑动变阻器 R₂的滑片时，微粒P向上运动，则下列说法正确的是 ( )
A. 滑动变阻器 R₂的滑片是向 b端移动
B. 电流表读数增大
C. R₃上消耗的电功率减小
D. 电源的输出效率增大
7. 如图所示，带电小球A、B的电荷量分别为( QA、QB,OA=OB,都用长L的丝线悬挂在O点. 静止时A、B相距为d，为使平衡时AB间距离减为 d/2，可采用以下哪些方法( )
A. 将小球B的质量增加到原来的2倍
B. 将小球B的质量增加到原来的8倍
C. 将小球B的电荷量减小到原来的一半
D. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的4倍
试卷第2页，共6页二、多选题
7. 在下面四种方案中，电压表V₁的内阻r₁为已知：电流表A及电压表 V₂的内阻均未知。从理论上分析，因电表内阻的不确定而导致不能准确测量电阻. Rₓ阻值的是 ( )
9. 如图所示，长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个电荷量为+q、质量为m的带电粒子以初速度v₀紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场，而后刚好从下板边缘射出，射出时其末速度恰与下板的夹角θ=30°，不计粒子重力，下列说法正确的是( )
A. 粒子做非匀变速运动 B. 粒子的末速度大小为 23v03
C. 匀强电场的场强大小为 3mv023qL D. 两板间的距离为 3L12
10. 如图所示，光滑足够长水平面上方空间有水平向右的匀强电场，长度L=9m、质量M=2.0kg的绝缘长木板放在水平面上，从长木板的左端静止释放一质量为m=1.0kg、电量为( q=+2.0×10⁻⁶C的小物块(可视为质点)，已知小物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.1，电场强度， E=3.0×10⁶V/m,重力加速度 g=10m/s²,下列说法正确的是 ( )
A. 小物块刚释放时的加速度大小是( 6m/s²
B. 小物块从长木板的左端滑到右端的时间是2s
C. 小物块从长木板的左端滑到右端的过程电势能减少60J
D. 小物块从长木板的左端滑到右端的过程摩擦力对长木板做的功是10J
试卷第3页，共6页第II卷(非选择题)
三、实验题
11. 某同学设计实验测定金属的电阻率，要求电压从零开始调节。用米尺测量金属丝的长度L=0.640m，用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝的直径时的刻度如图甲、乙所示。
金属丝的电阻大约为4Ω，在用伏安法对金属丝进行进一步测定时，有如下供选择的实验器材：
直流电源：电动势4V，内阻可不计；
电流表A₁: 量程0~0.6A, 内阻0.125Ω
电流表A₂: 量程0~3.0A, 内阻0.025Ω;
电压表V: 量程0~3V, 内阻3kΩ;
滑动变阻器R₁：最大阻值20Ω；
滑动变阻器R₂：最大阻值100Ω；
开关、导线等。
(1)从甲中读出金属丝的直径D= mm； 从乙中读出金属丝的直径 D=mm;
(2)在所给的可供选择的器材中，应选的电流表是 ，应选的滑动变阻器是 ；(填写仪器的字母代号)
(3) 本实验应选择电流表 法(填“内接”或者“外接”)，请从误差分析的角度简要说明原因: 。
(4) 根据题目要求，在方框中补全实验电路图 ：
12. 某兴趣小组修复一个量程为0~3V~15V的电压表，操作过程如下：
(1) 将电压表底座拆开后，展示其内部结构如图甲所示，图中a、b、c是该表的3个接线柱，根据
试卷第4页，共6页图甲画出如图乙所示的电路图。选择0~15V的量程时，应接入电路的两个接线柱是 (填“ac”或“bc”)。
(2) 取出表头G发现表头完好，并用标准电流表测出表头G满偏电流为3mA。
(3)测量表头G的内阻：按照如图丙所示电路图连接电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到 端(填“e”或“f”)，先闭合开关S₁，调节 ，直至表头G指针满偏； 再闭合开关 S₂,保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头G示数为满偏示数的 35,此时电阻箱的示数为300Ω，则表头G的内阻为 Ω。
(4) 经检测除R₂损坏以外，其余元件均完好，要修复该电压表，需用 Ω电阻替换R₂。
(5) 步骤 (3) 测量表头G的内阻比实际值 。(填“偏大”或“偏小”)
四、解答题
13. 密立根油滴实验装置如图所示：两块间距为d的平行金属板A、B分别与电源正、负极相接。当两极板间不加电压时，带电油滴最后以速度v₁匀速竖直下落； 当两板间加上电压U时，该带电油滴最后以速度v₂匀速竖直上升。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比，即f= kv，其中比例系数k已知，取重力加速度为g。求：
(1) 判断该带电油滴带什么电；
(2) 油滴的质量；
(3) 求该油滴所带电荷量q。
14. 如图,质量m=0.04kg|的带正电小球A套在光滑的竖直绝缘细杆上，杆底端固定一个与小球A电荷量相等的小球B，整个装置处在真空中。小球A从离底端h=0.3m的位置由静止释放后沿杆下滑，刚释放时加速度大小 a=34g。已知静电力常量 k=9.0×10⁹N⋅m²⋅C⁻²,取重力加速度 g=10m/s².求：
试卷第5页，共6页(1)小球A所带的电荷量Q：
(2) 小球A速度最大时与B的距离H。
(3) 已知小球的最大速度为 62m/s,求(2) 下降H过程中库仑力所做的功W。
15. 静止于A处的离子经加速电场加速后沿图中半径为R的圆弧虚线通过静电分析器，恰能沿虚线垂直NC由P点进入QNCD区域的匀强电场。在QNCD区域的左右两侧竖直放置了两块平行金属板，两板间加上一定的电压形成图示的匀强电场，静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知加速电场的电压为U，虚线位置场强方向如图所示； 离子质量为m、电荷量为q； NQ：NP：NC=3：4：5。离子重力不计。
(1)试判断离子带什么电? 加速电场中左、右两极板哪板电势高?
(2)求虚线位置场强大小 E₀。
(3)要使离子恰好从Q 点离开电场，试求NQ、CD两板间的电压( U₀和离子离开Q点时的动能 Eₖ;
试卷第6页，共6页参考答案：
1. A
【详解】公式 E=Fq是电场强度定义式，适用于一切电场强度的计算，而公式 E=kQr2只适用于真空中的点电荷产生的电场强度的计算，公式 E=Ud适用于求匀强电场的电场强度，d表示匀强电场中两点间沿场强方向的距离，不是任意两点间的距离，故A正确，BCD错误；
故选 A。
2. D
【详解】A. 电场中某点的电势大小都是相对零电势点来说的。零电势点不同，某点的电势大小可能就不同，故A错误；
B. 根据公式 Uab=a−b
得 Uab为正值，则a点的电势高于b点，故B 错误；
C. 电势是标量，只有大小没有方向，故C错误；
D. 一正电荷忽略重力，由静止在匀强电场中开始运动，该正电荷运动的方向为受到的静电力的方向，也是电场线的方向，而沿着电场线方向电势降低，故D 正确。
故选 D。
3. D
【详解】A. 由于负板接地，用手触摸时，仍接地，故对电量没有影响，电势差保持不变，静电计张角不变，故A 错误。
B. 电容器电量不变，减小两极板间的距离，则d减小，则由决定式 C=εS4πkd,可得是容器的电容增大； 则由Q=UC 可知，电势差减小，张角变小，故B 错误；
C. 电容器电量不变，在两板间插入塑料板时，即介电常数增大，则C增大，由Q=UC可知，电势差减小，张角变小，故C错误；
D. 电容器电量不变，减小正对面积时， C=εS4πkd, 电容减小，因电量不变，则由Q=UC 可知，电压增大，则静电计张角增大，故D 正确。
4. C
【详解】C. 从v-t图像可知，粒子从a到b做加速度减小的减速运动，在b点时试探电荷的加速度
答案第1页，共6页题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
D
C
D
B
AD
BC
BC
BC
为零，则受到的电场力为零，所以b点处电场强度为零，故C 正确；
AB. b点场强为零，可知Q₁、Q₂在b点处的场强大小相等，方向相反，由于Q₁带正电，则( Q₂带负电； 根据点电荷场强公式 E=kQr2
由于Q₂到b点距离大于Q₂到b点距离，则Q₁的电量大于Q₂的电量，故AB错误；
D. 从v-t图像可知，粒子从a到b做减速运动，电场力做负功，电场力方向向左，试探电荷带正电，则电场方向向左； 粒子从b继续向右做加速运动，电场力做正功，电场力方向向右，则电场方向向右，可知 ab连线上b点左侧电场强度向左，b点右侧电场强度向右，故D错误。
故选C。
5. D
【详解】ACD. 在I-U图像中做出电源的特征曲线，如图所示
可知，灯泡与电源组成的闭合回路中，灯泡两端电压为1.5V，流过灯泡的电流为0.8A，由欧姆定律可知 R=UI=158Ω
此时灯泡消耗的功率约为P=UI=1.2W故AD正确； C错误；
B. 根据 I=1R⋅U
可知I-U图像中图线上各点切线的斜率表示灯泡电阻的倒数，由图可知灯泡的电阻随电压的增大而增大。故B错误。故选AD。
6. D
【详解】电容器、滑动变阻器R₂和R₃并联后，再与R₁串联，接在电源两端。假设滑动变阻器R₂的滑片向b端移动，此时滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律 U外=E−Ir
可知，干路中电流增大，路端电压减小，R₁两端的电压增大，故并联部分两端的电压减小，平行金属板两端电压减小，微粒P将向下运动，故滑片是向a端移动，A错误；.
B. 当滑片是向a端移动时，接入电路的电阻增大，总电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，R₁两端电压减小，R₃两端电压增大，流过R₃的电流增大，又干路电流减小，故流过R₂的电流减小，
答案第2页，共6页即电流表读数减小，故B错误；
C. 由于流过R₃的电流增大，故R₃上消耗的电功率增大，故C错误；
D. 由电源的输出效率 η=UIEI×100%
可知，当路端电压增大时，电源的输出效率增大，故D 正确。故选D。
7. B
【详解】B受重力、绳子的拉力及库仑力作用，如图所示
根据平衡条件可得 mBgL=Fd=NL,F=kQAQBd2所以 mBgL=kQAQBd3
为使平衡时AB间距离减为d/2，可将小球B的质量增加到原来的8倍，或者将小球B的电荷量减小到原来的八分之一，或者将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍。故选B。
8. BC
【详解】A. A选项图中电压表V₁的内阻r₁为已知，可以求出流过电压表V₁的电流，因此可以准确求出通过电阻 Rx的电流，电压表V₁可以得出电阻Rₓ两端的电压，可以准确测量电阻Rₓ阻值，故A错误；
B. B选项图中，由于电压表V₂的分流作用，测得流过电阻Rₓ的电流偏大，导致不能准确测量电阻Rₓ阻值，故B正确；
C. C选项图中，由于电流表A的分压作用，测得电阻Rₓ两端的电压偏大，导致不能准确测量电阻Rₓ阻值，故C正确；
D. D选项图中电压表V₁的内阻r₁为已知，可以求出流过电压表V₁的电流即流过电阻Rₓ的电路，通过两个电压表电压只差求出电阻Rₓ两端的电压，可以准确求出电阻Rₙ阻值，故D错误。故选BC。
答案第3页，共6页9. BC
【详解】A. 因为在匀强电场中，电场力是恒力，因此会产生恒定的加速度，所以粒子做匀变速运动, A错误;
B. 粒子离开电场时，合速度与水平方向夹角为30°，由速度关系得合速度为 v=v0cs30∘=23v03B正确
C. 粒子在云强电场中做类平抛运动，在水平方向上L=v₀t
在竖直方向上 vy=at,yy=v0tan30∘=3v03
由牛顿第二定律得qE= ma解得 E=3mv023qL方向竖直向下，C正确；
D. 粒子做类平抛运动，在竖直方向上 d=12at2解得 d=36L
D错误。故选 BC。
10. BC
【详解】AB. 假设小物块与长木板相对滑动，小物块刚释放时的加速度是a₁，长木板的加速度是( a₂,根据牛顿第二定律得( qE−μmg=ma₁μmg=Ma₂
代入数据得 a₁=5m/s²a₂=0.5m/s²所以假设成立，故A错误；
设小物块从长木板的左端滑到右端的时间为t，则 12a1t2−12a2t2=L
代入数据得t=2s故B正确；
C. 小物块从长木板的左端滑到右端的过程中的位移为 x1=12a1t2=10m
小物块从长木板的左端滑到右端，电场力对小物块做功 W₁=qEx₁=60J
故电势能减少60J，C正确；
D. 长木板的位移 x2=12a2t2=1m
小物块从长木板的左端滑到右端的过程中摩擦力对长木板做的功 W₂=μmgx₂=1J
D错误。
故选BC。
11. 0.830 0.8 A₁ R₁ 外接 电压表示数准确，而电压表分流较小，电
答案第4页，共6页流表示数比较接近流过待测电阻的真实电流值
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm，金属丝的直径为
D=0.5mm+33.0×0.01mm=0.830mm
[2]该游标卡尺的精确度为0.1mm，金属丝的直径为
D=8×0.1mm=0.8mm
(2)[3][4]电源电动势为4V，待测电阻大约为4Ω，故最大电流为1A，再考虑到其他电阻，故应选的电流表是A₁，要求电压从零开始调节，滑动变阻器应选择阻值较小的R₁便于调节，误差较小。
(3)[5][6]由于待测电阻值较小，应选择电流表外接法，这样电压表示数准确，而电压表分流较小，电流表示数比较接近流过待测电阻的真实电流值，电阻的测量误差较小。
(4)[7]测量电路如图所示
12. ac e 滑动变阻器滑片 200 800 偏小
【详解】(1)[1]根据串联分压原理可知，与表头G串联的总电阻越大，电压表量程越大，选择0~15V的量程时，应接入电路的两个接线柱是 ac。
(3)[2][3]由图丙可知，滑动变阻器为限流接法，则闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻应最大，即滑动变阻器滑片应移到e端，先闭合开关S₁，调节滑动变阻器滑片，直至表头G指针满偏。[4]闭合开关S₂，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头G示数为满偏示数的 35此时认为干路电流仍为 Ig，则有 35IgRG=25IgR解得 RG=200Ω
(4)[5]结合上述分析可知，接入电路的两个接线柱是 bc时，电压表的量程为0~3V，则有
UIg=R2+RG解得 R₂=800Ω
答案第5页，共6页(5)[6]步骤(3)测量表头G的内阻时，闭合开关S₂之后，干路电流大于I₈，则通过电阻箱的电流大于 25Ig,则测量表头G的内阻比实际值偏小。
13. (1) 带负电; 2m=kv1g;3q=kv1+v2dU
【详解】(1) 两板间加电压时带电油滴向上运动，说明电场力竖直向上，而电场方向竖直向下，故油滴带负电。
(2) 不加电压时，根据平衡条件有 mg=kv₁解得 m=kv1g
(3) 在极板间加上电压，极板间的电场强度为 E=Ud
油滴向上匀速运动，根据平衡条件有( qE=mg+kv₂解得 q=kv1+v2dU
14. (1) Q=10⁻⁶C; (2) H=0.15m; (3) W=0.03J
【详解】(1) 小球刚释放时受重力与库仑力，根据牛顿第二定律，则有 mg−kQ2ℎ2=ma其中刚释放时加速度大小为 a=34g综上所解得 Q=10⁻⁶C
(2) 当小球A加速度a=0时，速度最大，则有 mg=kQ2H2解得H=0.15m
(3) 对小球从静止释放到速度最大，用动能定理，有 mgH+W=mv22解得W=0.03J
15. (1)离子带正电，左极板电势高 2E0=2UR3U0=80U9,Ek=73qU9
【详解】(1) 由题意可知，离子在静电分析器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，所以离子所受电场力的方向与场强方向一致，故离子带正电； 由于离子在加速电场中由静止释放，受到向右的电场力，正电荷所受电场力的方向与场强方向一致，故加速电场中的电场线水平向右，则左极板电势高。
(2) 在加速电场中，由动能定理 qU=12mv2
在静电分析器中由电场力提供向心力 qE0=mv2R
联立解得虚线位置场强大小为 E0=2UR
(3) 离子做类平抛运动，恰好能打在Q点，设NQ=3r，则有 qU=12mv2,3r=vt,4r=12at2由牛顿第二定律得 qU05mr=ma联立解得NQ、CD两板间的电压 U0=80U9据动能定理 qU+qU05r×4r=Ek解得离子离开Q 点时的动能为 Ek=73qU9
答案第6页，共6页