湖南省衡阳市衡阳县2024-2025学年高二上学期11月期中（平行班）物理试卷（解析版）

这是一份湖南省衡阳市衡阳县2024-2025学年高二上学期11月期中（平行班）物理试卷（解析版），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（4×6=24分）
1. 将电荷量为的试探电荷放在某电场中的点时所受电场力为，若将该试探电荷电荷量变为时，则电场中点的电场强度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据题意可知，点的电场强度为
该点的电场强度不会随着试探电荷的改变而变化，因而将试探电荷电荷量变为时，电场中点的电场强度仍为。
故选B。
2. 如图所示，真空中，、、三处分别固定电荷量为、、的三个点电荷。已知静电力常量为，，。则处点电荷受到、两处点电荷的库仑力的合力大小为（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】处点电荷受到、两处点电荷的库仑力大小均为
又由可知，两库仑力的合力大小
故选A。
3. 如图所示，带电量为的点电荷放置在a点，带电量为的点电荷放置在b点，c、d是a、b延长线上的点，已知，场强为的匀强电场与cd平行向左，静电力常量为，则d、c两点的电场强度之比为（ ）
A. 2B. 1C. D.
【答案】A
【解析】如图所示，+4Q在c点产生的场强为
方向向右，在d点产生的场强为
方向向左，-Q在c点产生的场强为
方向向左，在d点产生的场强为
方向向右，+4Q、-Q在c点产生的场强为
则c点的电场强度为
+4Q、-Q在d点产生的场强为
方向向左，则d点的电场强度为
比较可得
故选A。
4. P、Q两点电荷的电场线分布如图所示，c、d为电场中的两点，一带电粒子S从a运动到b（不计重力），轨迹如图所示，下列判断正确的是（ ）

A. 运动的带电粒子S带正电
B. c、d两点的电势相等
C. c、d两点的场强相等
D. 带电粒子从a运动到b，电场力做负功， 电势能增大
【答案】D
【解析】A．根据电场线的方向可知P带正电，Q带负电，由带电粒子S的运动轨迹可知，S所受的电场力指向轨迹凹侧，故S带负电，故A错误；
B．沿着电场线方向电势逐渐降低可知c点电势大于d点的电势，故B错误；
C．c、d两点的场强大小相等，但是方向沿电场线的切线方向，c、d两点的场强方向不同，故C错误；
D．带电粒子从a运动到b，做曲线运动，电场力指向运动轨迹凹侧，可知电场力电场力做负功，电势能增大，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，某同学用日常生活废弃的玻璃瓶制作了一个简易的实验仪器。金属丝穿过玻璃瓶的橡胶塞，其下方悬挂两片金属箔。该仪器可以用来（ ）
A. 检验物体是否带电B. 测电阻
C. 测电压D. 测电流
【答案】A
【解析】当带电物体接触金属丝时会使两片金属箔上带上同种电荷，两片金属箔会因带同种电荷而相互排斥，具有一定的张角，故可检验物体是否带电。
故选A。
6. 如图所示，木盒中固定一质量为m的砝码，木盒和砝码在斜面上一起以一定的初速度滑行一段距离后停止。现拿走砝码，而持续加一个垂直于斜面向下的恒力F（F=mgcs θ），其他条件不变，则木盒滑行的距离将（ ）
A. 不变B. 变小
C. 变大D. 变大、变小均有可能
【答案】B
【解析】设木盒的质量为，木盒与斜面的动摩擦因数为，木盒和砝码在斜面上一起以一定的初速度滑行一段距离后停止，可知木盒和砝码做匀减速直线运动。
①若初速度方向向上，则拿走砝码前，木盒和砝码的加速度大小为
现拿走砝码，而持续加一个垂直于斜面向下的恒力后，木盒的加速度大小变为
②若初速度方向向下，则拿走砝码前，木盒和砝码的加速度大小为
现拿走砝码，而持续加一个垂直于斜面向下的恒力后，木盒的加速度大小变为
可知不管初速度方向是向上还是向下，拿走砝码，而持续加一个垂直于斜面向下的恒力后，木盒做减速运动的加速度都变大了，则木盒将更快停下来，所以木盒滑行的距离将变小。
故选B。
二、多选题（5×4=20分）
7. 下面说法中正确的是（ ）
A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷就是很小的带电体
B. 库仑定律是通过实验总结出来的关于点电荷相互作用力跟它们间的距离和电荷量关系的一条物理规律
C. 库仑定律和万有引力定律很相似，它们都是平方反比规律
D. 当两个点电荷距离趋近于零时，库仑力则趋向无穷
【答案】BC
【解析】A．库仑定律适用条件是：真空和静止点电荷．如果在研究的问题中，带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计，即可将它看作是一个几何点，则这样的带电体就是点电荷．一个实际的带电体能否看作点电荷，不仅和带电体本身有关，还取决于问题的性质和精度的要求，点电荷不是以体积大小来确定的，故A错误；
B．库仑定律是通过实验总结出来的关于点电荷相互作用力跟它们间的距离和电荷量关系的一条物理规律，故B正确；
C．库仑定律和万有引力定律很相似，它们都是平方反比规律，故C正确；
D．当两个点电荷距离趋近于零时，库仑定律不适用，则库仑力无法确定，故D错误；
故选BC。
8. 如图所示，真空中边长为2cm的正三角形abc，处于电场强度大小为的匀强电场中（电场未画出），电场强度的方向与三角形在同一平面内。取a点电势为0，则b点电势为5V。下列判断正确的是（ ）
A. 电场强度可能沿ca方向B. 电场强度方向可能垂直于cb
C. c点电势可能为10VD. c点电势可能为5V
【答案】AC
【解析】设电场强度方向与ba的夹角为，则
解得
即电场强度方向沿ca方向或bc方向，c点电势为10V或；
故选AC。
9. 如图甲所示为点电荷电场中的一条电场线，a、b是电场线上的两点，试探电荷在a、b两点的静电力F与电荷量q的关系如图乙所示，a、b间的距离为L，则下列判断正确的是（ ）
A. 场源电荷在b点右侧
B. 场源电荷带负电
C. 场源电荷到b点距离为
D. 场源电荷到a点距离为
【答案】BC
【解析】AB．根据场强定义式结合图乙可知a、b两点的场强大小之比为
由于离点电荷越近场强越大，则场源电荷在a点左侧，且场源电荷带负电，故A错误，B正确；
CD．设场源电荷到a点距离为，场源电荷的电荷量为，根据点电荷场强表达式可得
，
联立解得
则场源电荷到b点距离为，故C正确，D错误。
故选BC。
10. 在如图所示的电路中，电阻箱的阻值为，定值电阻、电源的内阻分别为。则下列说法正确的是（ ）
A. 如果，则电阻箱消耗的功率最大
B. 如果，则定值电阻消耗的功率最大
C. 当电阻箱的阻值调为零时，定值电阻消耗的功率最大
D. 当电阻箱的阻值调为零时，电源的输出功率最大
【答案】AC
【解析】A．在讨论电阻箱的功率时，可将定值电阻视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为R1+r的电源（等效电源）连成的闭合电路，电阻箱的功率是等效电源的输出功率，当外电阻等于等效电源的内电阻时，电阻箱消耗的功率最大，即R2=R1+r时，电阻箱的功率最大，故A正确；
BC．在讨论定值电阻R1的功率时，由P=I2R1可知，R2=0时，电路中的电流最大，R1获得的功率最大，故C正确，B错误；
D．在讨论电源的输出功率时，R1+R2为外电阻，内阻r恒定，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R2=0时，电源的输出功率并不一定最大，故D错误。
故选AC。
三、实验题（6+9分）
11. 某同学在实验室发现一根粗细均匀、中空的圆柱形导电元件，其横截面为同心圆环，如图甲所示，该同学想知道中空部分的内径，但该元件的内径太小，无法直接测量，他设计了如下实验进行测量，已知该元件的长度及电阻率。
（1）用螺旋测微器测元件的外径，结果如图乙所示，该读数为___________。
（2）若测得该元件的电阻为，则元件的内径__________。（用已知量和所测物理量的符号表示）
【答案】（1）6.009##6.007##6.008 （2）
【解析】（1）[1]螺旋测微器的固定刻度为，可动刻度为
所以最终读数为
（2）[2]由电阻定律有
解得
12. 如图所示为探究影响电荷间相互作用力的因素实验。
是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中等位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
（1）图中实验采用的方法是_______（填正确选项前的字母）
A. 理想实验法B. 等效替代法
C. 微小量放大法D. 控制变量法
（2）图中实验可依据下列选项中反映小球受带电体的作用力大小的是___________；
A. 电荷间的距离B. 丝线偏离竖直方向的角度
C. 带正电物体的电荷量D. 小球的电荷量
（3）实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的______而增大。（选填“增大”或“减小”）
【答案】（1）D （2）B （3）减小 增大
【解析】（1）图中实验采用的方法是控制变量法。
故选D。
（2）图中实验可知电场力
F=mgtanθ
则可依据丝线偏离竖直方向的角度来反映小球受带电体的作用力大小。
故选B。
（3）[1][2]实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大，随其所带电荷量的增大而增大。
四、计算题（12+14+15=41分）
13. 如图所示，一半径为r的水平圆环上均匀分布着电荷量为的电荷，在垂直于圆环面且过圆心O的轴线上有A、B、C三个点，C和O间、O和A间的距离均为d，A和B间的距离为。在B点处有一电荷量为的固定点电荷．已知A点处的电场强度为零，静电力常量为k，求：
（1）点处的电场强度；
（2）C点处的电场强度．
【答案】（1），方向由O指向C；（2）、方向沿OC向外
【解析】（1）圆环上关于圆心对称两小段圆弧上的电荷在O点处产生的场强大小相等、方向相反，其合场强为零，则带电圆环在O点处的场强为零；所以O点的电场强度即为B处点电荷在O点产生的电场强度，则其大小为
方向由O指向C。
（2）点处的场强为零，根据电场叠加原理知，带电圆环和B点处点电荷在A点处产生的场强大小均为
两者方向相反
根据对称性可知，带电圆环在C点处产生的场强大小为
方向沿OC向外
B处点电荷在C点处产生的场强大小为
方向沿OC向外
则C点处场强
解得
方向沿OC向外。
14. 如图所示电路中，当开关S接a点时，标有“4V 8 W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，这时电阻R两端的电压为5 V。求：
（1）电阻R阻值；
（2）电源的电动势和内阻。
【答案】（1）；（2）6V，1Ω
【解析】（1）当开关S接b点时，电压为5V，电流为1A，由欧姆定律可得，电阻R的值为
（2）由公式
得，小灯泡的额定电流为
当开关接a时，根据闭合电路欧姆定律得
其中
当开关接b时，有
又

联立解得
，r=1Ω
15. 如图所示，两平行正对金属板A、B水平放置，上极板A带有一定量的正电荷，下极板B带等量负电荷且板上有一小孔，两板间的距离。一带正电小球（视为点电荷）从B板上小孔的正下方C点处以的初速度竖直向上射入两板间，小球恰好穿过小孔到达A板。已知C点到B板的距离，小球的质量，小球所带的电荷量，不考虑空气阻力，取重力加速度大小，两板间电场视为匀强电场。求：
（1）小球到达B板上小孔瞬间的速度大小；
（2）两板间匀强电场的电场强度大小E；
（3）上极板A和下极板B间的电势差。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）小球自C点至B板上小孔的过程中做竖直上抛运动，根据运动规律有
解得
（2）小球自B板上小孔至恰好到达A板的过程中做匀减速直线运动，设该过程中小球的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
根据运动规律有
解得
（3）根据匀强电场中电势差与电场强度的关系有
解得