湖南省衡阳市衡阳县2024_2025学年高二物理上学期11月期中试题含解析

这是一份湖南省衡阳市衡阳县2024_2025学年高二物理上学期11月期中试题含解析，共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．下列说法正确的是（ ）
A．点电荷在某点所受的电场力越大，该点的场强就越强
B．在电场中静止释放一点电荷，其一定做直线运动
C．密立根在油滴实验中发现油滴所带电量可以是任意值
D．场强为零的地方，电势不一定为零
2．如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（ ）
A．电势，场强
B．将负电荷从A点移到B点电场力做了正功
C．电势，场强
D．将一负电荷分别放在A、B两点时具有的电势能
3．如图为一种心脏除颤器的原理图，在一次模拟治疗中，先将开关S接到位置1，电容器充电后电压为10kV，再将开关S接到位置2，电容器在5ms内通过人体模型完成放电。已知电容器的电容为，放电结束时电容器两极板间的电势差减为零，下列说法正确的是（ ）
A．这次电容器充电后带电量为0.4C
B．这次放电过程的平均电流为40A
C．人体模型起到绝缘电介质的作用
D．若充电至20kV，则该电容器的电容为
4．如图所示，在真空中有两个带等量正电的点电荷，分别置于P、Q两点，D、E为P、Q连线上的两点，A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点，且OA=OC，OD=OE。下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点电势相等
B．D、E两点场强相同
C．将质子在D点静止释放，它将在DE之间来回运动
D．将质子在A点静止释放，它将在AC之间来回运动
5．如图所示的图像中，直线a表示某电源路端电压与电流的关系图线，图线b为电阻R的图线。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，以下说法正确的是（ ）
A．此状态下R的阻值为2Ω B．该电源电动势为4V，内阻为1Ω
C．此状态下R的功率为6W D．此状态下电源的总功率为8W
6．如图所示，电表均为理想电表，其中电流表、、示数变化量的绝对值分别用、、表示，电压表示数的变化量用表示，则（ ）
A．滑动变阻器的滑片向a端移动过程中，电压表V示数变小
B．滑动变阻器的滑片向a端移动过程中，变大
C．滑动变阻器的滑片向a端移动过程中，
D．若发生断路，则电压表V示数变小，电流表示数变大
7．如图，质量为、电荷量为的质子（不计重力）在匀强电场中运动，先后经过水平虚线上A、B两点时的速度大小分别为、，方向分别与AB成斜向上、斜向下，已知，则下列说法错误的是（ ）
A．质子从A到B的运动为匀变速运动 B．场强大小为
C．质子从A点运动到B点所用时间为 D．质子的最小速度为
8．如图所示是一个示波管工作原理的示意图，电子经过电压加速后以速度垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，偏转电场两平行板间的距离为d，电势差为，板长为L，为了提高示波管的灵敏度（单位电压引起的偏转量）可采用的方法是（ ）
A．减小两板间的电势差 B．可使板长L长些
C．尽可能使板间距离d小一些 D．使加速电压升高一些
9．如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，是圆的内接直角三角形，，O为圆心，半径。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为2eV、电荷量为+e的粒子，这些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为6eV，到达C点的粒子动能也为6eV。忽略粒子受到的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．
B．电场方向由A指向B
C．匀强电场的电场强度大小为200V/m
D．经过圆周上的所有粒子，动能最大为6eV
10．如图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中滑动变阻器的最大功率
B．图乙中，
C．调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端，电源的输出功率先增大后减小
D．调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直增大
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（8分）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
12．（10分）在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中，电路图如图，可选用的实验器材有：
电压表V1（量程3V）；电压表V2（量程15V）；
电流表A1（量程0.6A）；电流表A2（量程3A）；
滑动变阻器R1（最大阻值20Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值300Ω）；
干电池；开关S；导线若干；
(1)选择合适的器材：滑动变阻器应选 （填写所选器材前的符号）
(2)测得的7组数据已标在如图所示U-I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E= V和内阻r= Ω。（注意纵坐标未从0开始）
(3)按照图1的测量方法，某同学利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。下列图像中哪一个是该实验的分析 。
(4)图3中虚线U-I的函数解析式是，如果考虑电表内阻影响，图3实线U-I的函数解析式是 。（解析式中可能用到的物理量：电源电动势E，内阻r，电压表内阻RV，电流表内阻RA）
13．（8分）如图所示，电源电动势E=12V，r=1Ω，电容器的电容C=350μF，定值电阻R1=1Ω，灯泡电阻R2=6Ω，电动机的额定电压UM=6V，线圈电阻RM=1Ω。开关S闭合，电路稳定后，电动机正常工作，求：
(1)电动机输出的机械功率；
(2)电容器极板所带电量Q。
14．（12分）竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E。在该匀强电场中，用轻质丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡，如图所示。重力加速度为g，求：
(1)小球所带电荷量是多少？
(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？
15．（16分）如图，带正电且电荷量q=3×10-5C的物块A放在水平桌面上，利用细绳通过光滑的滑轮与B相连，连接A、B的两段绳分别水平和竖直，A处在水平向左的匀强电场中，E=4×105N/C，从O开始，A与桌面的动摩擦因数μ随x的变化如图所示，取O点电势为零，从O点静止释放A，已知A、B质量均为1kg，B离滑轮的距离足够长，重力加速度g取10m/s2。
(1)它们速度最大时，A的位移是多少？
(2)它们运动的最大速度多大？
(3)当速度为0.6m/s时，A的电势能多大？绳子的拉力多大？
物理参考答案
1.【答案】D
【解析】根据场强的定义式可知，点电荷在某点所受的电场力越大，该点的场强不一定就越强，选项A错误；在电场中静止释放一点电荷，若电场线为曲线即非匀强电场，则该点电荷做曲线运动，选项B错误；密立根在油滴实验中发现油滴所带电量一定是元电荷的整数倍，选项C错误；场强为零的地方，电势不一定为零，例如等量同种电荷连线的中点，选项D正确。
2.【答案】D
【解析】沿电场线电势降低，可知电势，A处电场线较B点稀疏，可知场强，选项AC错误；负电荷所受的电场力与电场线方向相反，可知从A点移到B点电场力做了负功，选项B错误；因为电势，则将一负电荷分别放在A、B两点时具有的电势能，选项D正确。
3.【答案】B
【解析】由电容的定义式可得，这次电容器充电后带电量为，故A错误；由电流的定义式可得，这次放电过程的平均电流为，故B正确；人体模型是导体，不能起到绝缘电介质的作用，故C错误；由电容的决定式可知，充电至20kV，则该电容器的电容不变，仍为，故D错误。
4.【答案】C
【解析】根据等量正电荷电场等势线分布可知，A点电势高于B点电势，故A错误；根据等量正电荷电场电场线分布可知，D、E两点场强大小相等，方向相反，故B错误；根据等量正电荷电场电场线分布可知DO与OE之间的电场强度对称分布，将质子在D点静止释放，它先向右做加速运动，运动至O点速度达到最大，然后做减速运动，运动至E点速度减为0，之后反向加速运动至O点，再减速运动至D点，将在DE之间来回运动，故C正确；同理，可知中垂线上O点上方的电场强度方向竖直向上，将质子在A点静止释放，它将沿中垂线向上做加速直线运动，故D错误。
5.【答案】A
【解析】由图像交点坐标，可得此状态下R的阻值为，故A正确；根据闭合电路欧姆定律可得，根据U-I图像可得，电源电动势为纵截距6.0V，内阻为，故B错误；此状态下R的功率为，故C错误；此状态下电源的总功率为，故D错误。
6.【答案】C
【解析】滑动变阻器向a端移动，R1接入电路的阻值变大，总电阻R总变大，根据闭合电路欧姆定律知总电流减小，内电压减小，则外电压增大，即电压表V的示数增大，故A错误；根据，可知，故不变，B错误；根据，可知增大，则A2示数，变大，且有，而示数变小，所以A1示数减变小更多，即，故C正确；若发生断路，则总电阻R总变大，根据闭合电路欧姆定律知，电流表示数减小，内电压减小，则外电压增大，即电压表V的示数增大，故D错误。
7.【答案】B
【解析】质子在匀强电场中受电场力恒定，故加速度不变，质子做匀变速曲线运动，故A正确；质子在匀强电场中做匀变速曲线运动，在与电场方向垂直的方向上分速度相等，设与电场线的夹角为，如图，结合与方向垂直有，解得，根据动能定理有，解得，故B错误；由几何关系可得，所以质子从 A 点运动到 B 点所用时间为，故C正确；质子在匀强电场中做匀变速曲线运动，在与电场方向垂直的方向上做匀速直线运动，所以质子沿电场线方向的分速度为零时，质子的速度最小，为，故D正确。故选B。
8.【答案】BC
【解析】电子经过加速电场过程，根据动能定理可得，电子在偏转电场中做类平抛运动，有，，，联立可得示波管的灵敏度为，可知为了提高示波管的灵敏度可采用的方法是：使板长L长些、使板间距离d小一些、使加速电压降低一些。故选BC。
9.【答案】BC
【解析】根据题意可知到达B点的粒子动能与到达C点的粒子动能相等，所以B、C两点电势相等，BC连线为匀强电场的等势面，根据电场线与等势面相互垂直，且+e的粒子，从A点运动到B点动能增大，可知电场力做正功，粒子一定沿着电场线方向运动，由此可判断AB的方向就是该电场的电场强度方向，如图所示，A、B间的电势差为，根据几何关系可得，电场强度为，故BC正确；因为，可得，故A错误；易知整个圆周上D点电势最低，则粒子运动到D点动能最大，大于到达B点的粒子动能为6eV，故D错误。
10.【答案】ABD
【解析】由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻R等于内阻时，输出功率最大，最大值为，把定值电阻看成电源内阻，由图乙可知，当，滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为，故A正确；滑动变阻器的阻值为时与阻值为R2时消耗的功率相等，有，解得，故B正确；由于当电源外电阻等于内阻时，输出功率最大，而定值电阻本省大于内阻，所以调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端，滑动变阻器阻值增大，则外电阻变大，所以电源的输出功率减小，故C错误；电源的效率，调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端时，变大，则变大，电源的效率一直变大，故D正确。
11.【答案】(1) 1.5，1.0 (2)小于 (3)A
【解析】（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，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）将电流表改装成电压表，需串联电阻，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；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；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。
12.【答案】(1)R1 (2)1.50（1.42～1.58），1.04（1.00～1.09） (3)A (4)
【解析】（1）一节干电池的电动势大约1.5V，电压表应选择量程为3V的V1，一节干电池的内阻大约1Ω，为了精确测量电路中电流，电流表应选择量程为0.6A的A1，电路中的最大电阻约为，为了便于调节电路，滑动变阻器选择R1。
（2）根据图中的点迹作图，如图所示，根据闭合电路欧姆定律可得，根据图像可知干电池的电动势，干电池的内阻。
（3）图1的实验误差来自于电压表的分流作用，当电压表示数为零时无电流通过电压表，此时测量值等于真实值，电压表的示数越大，实际流过外电路的电流与理论上流过外电路电流的差值越大，故对应图3的U-I图像是A。
（4）由闭合电路欧姆定律可知，解得。
13.【答案】(1) (2)
【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律，干路电流为
流过灯泡的电流
流过电动机的电流
则电动机的输出功率为
联立解得
（2）电容器的电压为
电容器的电荷量为
代入数据联立解得
14.【答案】(1) (2)
【解析】（1）小球处于平衡状态，小球所受电场力方向水平向右，与电场方向相同，则小球带正电，对小球进行受力分析，如图所示
根据平衡条件有，
解得
（2）结合上述有
剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线对小球的拉力大小相等、方向相反，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于，即有
根据牛顿第二定律有
小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板时，它的位移为
根据位移公式有
解得
15.【答案】(1)1m (2)1m/s (3)见解析
【解析】（1）物体A受到的电场力为
动摩擦因数
滑动摩擦力
A在电场力和滑动摩擦力、细绳拉力作用下向左做加速直线运动
当，加速度为零，A滑动的速度最大
由，解得。
（2）在A向左滑动过程中，克服滑动摩擦力做功为
由动能定理可得
解得。
（3）根据
当速度为0.6m/s时，有或
若，电场力做功为
根据功能关系可知，当速度为0.6m/s时，A的电势能为
滑动摩擦力为
由牛顿第二定律，对物块A有
对物块B有
联立解得
若，电场力做功为
所以A的电势能为
此时。