甘肃省白银市靖远县2024-2025学年高二上学期期中物理试卷（解析版）

这是一份甘肃省白银市靖远县2024-2025学年高二上学期期中物理试卷（解析版），共19页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上， 下列说法中，正确的是等内容，欢迎下载使用。
满分100分 考试时间：75分钟
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题（每小题4分，共28分）
1. 在一个点电荷的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，x轴上A、B两点的坐标如图甲所示。在A、B两点分别多次放置试探电荷，规定沿x轴正方向的静电力方向为正方向，试探电荷受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. A点的电场强度大小为3N/C
B. 点电荷是负电荷
C. 点电荷恰好位于x轴原点
D. B点的电场强度是A点电场强度的
【答案】D
【解析】A．根据静电力公式
可知图像斜率表示电场强度
故A错误；
B．图像B的斜率为正，表示电场强度的方向沿x轴正方向，带电量相同的电荷在A点静电力比B点大，说明A点靠近点电荷，所以点电荷为正电荷，故B错误；
C．设点电荷的位置为x，根据点电荷的场强公式有
，
根据图像可知
联立解得
故C错误；
D．由上述可得
故D正确。
故选D。
2. 图中画了四个电场的电场线，其中图A和图C中小圆圈表示一个点电荷，图A中虚线是一个圆，图B中几条直线间距相等且互相平行，则在图A、B、C、D中M、N两点电场强度相同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．该图中M、N两点的场强大小相同，但是方向不同，选项A错误；
B．该图中M、N两点的场强大小和方向均相同，场强相同，选项B正确；
C．该图中M、N两点的场强大小不相同，但是方向相同，选项C错误；
D．该图中M、N两点的场强大小不相同，方向也不同，选项D错误。
故选B。
3. 如图所示，O点为等边三角形ABC中心。在A、B两点放置两电荷量相等的点电荷，若两点电荷是同种电荷，则O点场强大小为；若两点电荷是异种电荷，则O点场强大小为，与的比值为（ ）
A. B. C. 3D.
【答案】A
【解析】设O、A间的距离为r，点电荷的电量为q，当两点电荷为同种电荷，则有
当两点电荷为异种电荷，则有
可得
故选A。
4. 如图所示，平行板电容器与一直流电源连接，下极板接地，静电计金属球与电容器上极板连接，静电计开始时所带电荷量很少，可忽略。开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点。若断开开关K，将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（ ）
A. 带电油滴仍保持静止B. 静电计指针的张角保持不变
C. P点电势变小D. 带电油滴的电势能变大
【答案】A
【解析】B．若断开开关K，由于静电计所带电荷量很少，可忽略不计，故可认为电容器所带电荷量保持不变，将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离，根据
，
由于变大，可知电容器电容变小，电容器极板间电压增大，静电计指针的张角变大，故B错误；
A．根据
可知板间电场强度不变，带电油滴受力保持不变，带电油滴仍保持静止状态，故A正确；
BD．根据
由于板间电场强度不变，P点与下极板距离变大，又下极板接地，电势为零，可知P点电势变大；根据受力平衡可知，带电油滴受到的电场力竖直向上，则带电油滴带负电，根据，可知带电油滴在P点电势能变小，故BD错误。
故选A。
5. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能，随位移x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，则下列说法正确的是（ ）
A. 处电场强度最小，但不为零
B. 粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动
C. 若、处电势为、，则
D. 段的电场强度大小、方向均不变
【答案】D
【解析】A．图像的斜率表示粒子所受电场力F，根据可知处电场强度最小且为零，选项A错误；
B．粒子在段切线的斜率发生变化，电场力发生变化，所以加速度也在变化，不是做匀变速运动，段斜率不变，所以做的是匀变速直线运动，选项B错误；
C．带负电的粒子从到的过程中电势能增加，说明电势降低，即
选项C错误；
D．段斜率不变，所以这段电场强度大小、方向均不变，选项D正确。
故选D。
6. 下列说法中，正确的是（ ）
A. 由公式可知电场中某点的电势与成反比
B. 公式，其中电容器的电容与电容器两极板间电势差无关
C. 试探电荷在电场中所受的电场力与其电量q无关
D. 电容器电容越大，电容器所带的电荷量就越多
【答案】B
【解析】A．公式为比值定义式，电势与试探电荷没有本质上的决定关系，不能够认为电势与成反比，故A错误；
B．公式为比值定义式，电容与电荷量、电压没有本质上的决定关系，即电容器的电容与电容器两极板间电势差无关，故B正确；
C．根据
可知，试探电荷在电场中所受的电场力与其电量q有关，故C错误；
D．根据
解得
可知，电容器所带的电荷量与电容、极板之间的电压有关，即电容器电容越大，电容器所带的电荷量不一定越多，故D错误。
故选B。
7. 两个电阻、的伏安特性曲线如图所示，由图可知（ ）
A. 的电阻
B. 的电阻随电压的增大而减小
C. 当U=1V时，的电阻等于的电阻
D. 的电阻随电压的增大而增大
【答案】C
【解析】A．R1的电阻为
故A错误；
B．I－U图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知R2的电阻随电压的增大而增大，故B错误；
C．由题图可知，当U＝1 V时，I－U图像上的点与坐标原点连线的斜率相等，故R2的电阻等于R1的电阻，都为2 Ω，故C正确；
D．图像上的点与坐标原点连线的斜率不变，故的电阻随电压的增大而保持不变，故D错误。
故选C
二、多选题（每小题5分，共20分，全选对得5分，选对但不全对得3分，有选错的得0分）
8. 两个等量同种点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2×10-3C、质量为0.1kg的小物块（可视为质点）从C点静止释放，其运动的v-t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是（ ）
A. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大
B. B点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度大小
C. 由C点到A点电势逐渐降低
D. A、B两点间的电势差
【答案】BC
【解析】A．从速度一时间图像可知，由C到A的过程中，物块的速度一直增大，静电力对物块做正功，电势能一直减小，A错误；
B．物块在B点的加速度最大，为
所受的静电力最大为
则电场强度最大值为
B正确；
C．根据两个等量同种正电荷其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，所以由C点到A点过程中电势逐渐降低，C正确；
D．从速度-时间图像可知，A、B两点的速度分别为，，再根据动能定理得
解得，D错误。
故选BC。
9. 如图所示a、b、c、d分别是一个菱形（竖直放置）的四个顶点，∠abc＝120°。O点为菱形对角线的交点，现将三个电荷量均为＋Q的点电荷分别固定在a、b、c三个顶点上。下列说法正确的是（ ）

A. d点电场强度的方向由O指向d
B. O点电场强度的方向由d指向O
C. d点的电场强度小于O点的电场强度
D. d点的电场强度等于O点的电场强度
【答案】AC
【解析】A．根据电场叠加原理可知，a、c两点的点电荷在d点叠加的电场强度的方向是竖直向下的，b点的点电荷在d点的电场强度的方向也是竖直向下的，所以d点的电场强度的方向由O指向d，故A正确；
B．a、c两点的点电荷在O点叠加的电场强度为零，b点的点电荷在O点的电场强度的方向竖直向下，所以O点的电场强度的方向是竖直向下的，故B错误；
CD．设菱形的边长为L，a点的点电荷在d点产生的电场的场强在竖直方向的分量为
由对称性及电场叠加原理知d点的电场强度
同理易得O点的场强为
所以
故C正确，D错误。
10. 水平地面上方有水平向右的匀强电场，从地面上的A点斜向右上方以速度抛出一个带电荷量为+q、质量为m的小球，速度方向与水平地面的夹角，轨迹如图所示，点B为轨迹最高点，D、E两点高度相等，小球落在水平地面的C点，忽略空气阻力的影响，g取10m/s2，匀强电场的场强大小为，则（ ）
A. 小球在空中速度的最小值位于B点的右侧
B. 小球在B点的速度为10m/s
C. 小球落地时与水平方向的夹角大于53°
D. A、C两点的距离为16 m
【答案】BD
【解析】A．小球从A到C做曲线运动，受竖直方向重力和水平方向的电场力作用，在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动，根据力合成的平行四边形定则，可得小球受合力为
当速度的方向与合力方向垂直时速度最小，由此可知小球在空中速度的最小值位于B点的左侧，故A错误；
B．小球在竖直方向与水平方向的初速度为，
点B为轨迹最高点，所以在B点竖直方向速度是0，由，，
联立解得，即小球在B点的速度为10m/s，故B正确；
C．小球从A到C的时间为从A到B的时间的两倍，则到C点时，水平速度为
则小球落地时与水平方向的夹角正切为，故C错误；
D．A、C两点距离为，故D正确。
11. 如图所示，在电场强度为的匀强电场中有A、、三个点，长，长，其中沿电场方向，和电场方向的夹角为。下列说法正确的是（ ）
A. 将电荷量为的正电荷从A点移到点，再从点移到点，静电力做的功为
B. A点和点的电势差为
C. A点和点的电势差为
D. 将电荷量为的正电荷沿直线由A点移到点，静电力做的功为
【答案】CD
【解析】AD．将电荷量为的正电荷从A点移到点，静电力做的功为
再从点移到点，静电力做的功为
则静电力做的总功为
因电场力做功与路径无关，若将该电荷沿直线由A点移到C点，静电力做的功仍为
故A错误，D正确；
BC．根据
代入数据解得
故B错误，C正确。
故选CD。
第II卷（非选择题）
三、实验题（共15分）
12. 某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A.电流表（内阻，满偏电流）
B.电流表（内阻约为，量程为）
C.定值电阻
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.干电池组（，，允许通过的最大电流为）
G.一个开关和导线若干
H.螺旋测微器，游标卡尺
（1）如图甲，用螺旋测微器测金属棒直径为______；如图乙，用20分度游标卡尺测金属棒长度为______。
（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：用“”挡，指针静止时如图丙所示，则金属棒的阻值约为______。
（3）该同学根据提供的器材，设计了实验电路。为了保证实验电路的安全及操作方便，应该选用的滑动变阻器是______（填“”或“”）。请在虚线框中画出你设计的实验电路图______。
（4）该同学测得电流表示数为，电流表示数为，则金属棒电阻______（保留三位有效数字）。
【答案】（1）5.660 12.425 （2）17.0 （3）R2 （4）17.6
【解析】（1）[1]金属棒的直径
[2]金属棒的长度
（2）[3]金属棒的阻值约为
（3）[4] [5]由于题目没有给电压表，需要用电流表进行改装，只有内阻已知，选择和串联组成电压表，为了操作简单节能，选择限流接法，滑动变阻器选择比待测电阻大点的，又因为改装电压表电流可以读出，选择电流表外接，因此电路图为
（4）[6]根据电路连接及欧姆定律得
13. 下图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其结构之间的关系装置图。充电后与电源断开的平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地，A板通过绝缘柄固定在铁架台上，人手通过绝缘柄控制B板的移动。请回答下列问题：
（1）本实验采用的科学方法是______
A. 理想实验法B. 等效替代法
C. 控制变量法D. 建立物理模型法
（2）在该实验中，静电计的作用是______
A. 测定该电容器的电荷量B. 测定该电容器两极的电势差
C. 测定该电容器的电容D. 测定A、B两板之间的电场强度
（3）在实验中观察到的现象是______
A. 甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角变大
B. 甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角不变
C. 乙图中的手竖直向上移动时，静电计指针的张角变大
D. 丙图中的手不动，而向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变小
【答案】（1）C （2）B （3）ACD
【解析】（1）本实验采用的科学方法是控制变量法。
故选C。
（2）该实验中，静电计的作用是测定电容器两极之间的电势差。
故选B。
（3）根据
，
AB．甲图中的手水平向左移动时，板间距离增大，电容器电容减小，由于静电计所带电荷量远小于电容器电荷量，可认为电容器电荷量保持不变，则电容器电压增大，所以静电计指针的张角变大，故A正确，B错误；
C．乙图中的手竖直向上移动时，极板正对面积减小，电容器电容减小，电容器电荷量保持不变，则电容器电压增大，所以静电计指针的张角变大，故C正确；
D．丙图中的手不动，而向两板间插入陶瓷片时，可知电容器电容增大，电容器电荷量保持不变，则电容器电压减小，所以静电计指针的张角变小，故D正确。
四、解答题（共37分）
14. 密立根油滴实验装置如图所示：两块间距为的平行金属板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匀速竖直下落；当两板间加上电压时，该带电油滴最后以速度匀速竖直上升。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比，即，其中比例系数已知，取重力加速度为。求：
（1）判断该带电油滴所带电性；
（2）两块平行金属板之间的场强；
（3）油滴的质量；
（4）求该油滴所带电荷量。
【答案】（1）带负电 （2） （3） （4）
【解析】（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）在极板间加上电压，极板间的电场强度为
（3）不加电压时，根据平衡条件有
解得
（4）在极板间加上电压，极板间的电场强度为
油滴向上匀速运动，根据平衡条件有
解得
15. 如图所示，图中P、Q之间的加速电压，M、N两板之间的偏转电压，电子从电子枪中逸出后沿图中虚线射入，经加速电场，偏转电场区域后，打到水平靶台的中心点C，虚线与靶台ACB在同一竖直面内，且AB的长度为10cm。已知电子质量，电荷量，偏转极板M，N长L＝20cm，间距d＝16cm，虚线距离靶台的竖直高度h＝30cm，不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪中逸出时的初速度大小，不计空气阻力。
（1）求电子进入偏转电场区域时速度的大小；
（2）求靶台中心点C离N板右侧的水平距离；
（3）若使电子打在靶台ACB上，求M、N两板之间的电压范围（计算结果保留两位有效数字）。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）对电子在加速电场中的加速过程用动能定理有
解得
代入数据得
（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，有
在竖直方向上做匀加速直线运动，有
其中加速度
解得
电子离开偏转电场后做匀速直线运动，由几何关系可知，如图
代入数据后得
（3）由题可知，两点离N板右侧的水平距离分别为
若电子刚好到达A点，由几何关系有
解得
所以电子不能打到A点，所以有
可得
电子刚好到达点时，由几何关系有
解得
当偏转电压为，电子离开电场时的侧移量为，
可得
综上得
16. 如图所示，一带电荷量为－q、质量为m的小物块处于一倾角为的足够长的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰好处于静止状态。重力加速度为g，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。则
（1）求电场强度的大小；
（2）若将小物块沿斜面下移距离为d，求小物块电势能的变化。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）小物块受力分析，如图
由受力平衡得
得
（2）电场力做功
电势能变化量为