2024-2025学年安徽省芜湖市安徽师范大学附属中学高二（上）期中物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年安徽省芜湖市安徽师范大学附属中学高二（上）期中物理试卷（含答案），共8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：本大题共9小题，共37分。
1.下列说法正确的是( )
A. 所有体积小的电荷都能看成点电荷
B. 沿电场线方向，电场强度越来越小
C. 任一点电场强度的方向总是指向该点电势降落的方向
D. 电源的作用是保持导体两端的电势差，使电路中有持续的电流
2.1798年英国物理学家卡文迪许借鉴了库仑的扭秤实验，测定了万有引力常数。下列说法不正确的是( )
A. 卡文迪许扭秤实验需要确保研究小球为电中性
B. 两个实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式
C. 卡文迪许扭秤实验和库仑扭秤实验的都用到了“微小量放大法”
D. 万有引力定律和库仑定律的相似性，说明了他们是同一种基本相互作用
3.如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且MP=QN。下列说法正确的是( )
A. P点电场强度比Q点电场强度大
B. P点电势与Q点电势相等
C. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍
D. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变
4.一电子在电场中做圆周运动，从某时刻开始计时，在0∼t0时间内，该粒子的动能和电势能随时间的变化分别如图中A、B图线所示，其中图线A与横轴平行，则该电子在0∼t0时间内( )
A. 速度不变B. 合力不变C. 电场力做负功D. 刚好运动一周
5.在一半径为R的圆周上均匀分布有N个绝缘带电小球(可视为质点)无间隙排列，其中A点的小球带电荷量为−3q，其余小球带电荷量为+q，此时圆心O点的电场强度大小为E，现仅撤去A点的小球，则O点的电场强度为( )
A. 大小为E，方向沿AO连线斜向下B. 大小为 12E，方向沿AO连线斜向下
C. 大小为13E，方向沿OA连线斜向上D. 大小为14E，方向沿OA连线斜向上
6.如图所示，水平放置的平行板电容器A、B极板正对，A、B极板上的O、Oˈ接点与恒压直流电源连接，下极板B接地，开关S闭合，一带电油滴位于电容器中的P点且恰处于静止状态，则下列说法正确的是( )
A. 当开关S闭合，A极板上移一小段距离过程中，P点电势将降低，电路中有逆时针方向的电流
B. 当开关S断开，B极板下移一小段距离过程中，带电油滴静止，P点电势升高
C. 当开关S闭合，将A极板向右平移一小段距离，带电油滴将向上运动
D. 当开关S断开，B极板上移一小段距离，P点电势将升高
7.如图所示，A、B两个带等量电荷的小球用绕过光滑定滑轮的绝缘细线连接处于静止状态，A球与光滑绝缘竖直墙面接触，A、B两球到定滑轮的距离相等，连接A球的绝缘细线竖直，A、B间的距离为L，A.B连线与竖直方向的夹角为60°，A球对竖直墙面的压力为F，不计小球大小，静电力常量为k，则( )
A. 小球A的重力为 33FB. 小球B的重力为 3F
C. 细线对滑轮的作用力大小为FD. 小球A的带电量为 3FL23k
8.如图所示，A、B、C三点位于同一圆弧上，O为圆心，圆弧半径为10cm，且∠AOC=90∘，∠BOC=120∘。该平面内存在一匀强电场，现把一个电荷量q=1×10−5C的正电荷从A移到B，电场力做功为−1×10−4J；从B移到C，电场力做功为3×10−4J。则该匀强电场的电场强度大小为( )
A. 100V/mB. 200V/mC. 300V/mD. 400V/m
9.如图所示空间原有大小为E、方向竖直向上的匀强电场，在此空间同一水平面的M、N点固定两个等量异种点电荷，绝缘光滑圆环ABCD垂直MN放置，其圆心O在MN的中点，半径为R、AC和BD分别为竖直和水平的直径。质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上，从A点沿圆环以初速度v0做完整的圆周运动，则( )
A. 小球从A到C的过程中电势能减少
B. 小球不可能沿圆环做匀速圆周运动
C. 可求出小球运动到B点时的加速度
D. 小球在D点受到圆环的作用力方向平行MN
二、多选题：本大题共1小题，共5分。
10.如图所示，质量相同、带电量不同的两带电粒子(重力不计)以大小相同的初速度从左上端水平射入平行板电容器，粒子1打在下极板中点处，粒子2由右侧板中央处射出电场区域，粒子1和2所带电荷量分别为q1和q2，在电场中的运动时间分别为t1和t2，在电场中运动的加速度分别为a1和a2，在电场中运动时动能的变化量分别为ΔEk1和ΔEk2，则( )
A. t1:t2=1:2B. a1:a2=4:1
C. q1:q2=2:1D. ΔEk1:ΔEk2=16:1
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何种充电方式，其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同。
(1)请在图1中画出上述u−q图像_____。类比直线运动中由v−t图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep=_____。
(2)在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源(忽略内阻)。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的q−t曲线如图3中①②所示。
a.充电过程中，“电源两端电压”和“通过电源的电流”变化情况如何_____；
b.①②两条曲线不同是_____(选填E或R)的改变造成的；
c.电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电。依据a中的结论，说明实现这两种充电方式的途径_____。
12.某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲、乙所示，长度为_________cm，直径为_________cm；
(2)按图丙连接电路后，实验操作如下：
①将滑动变阻器R1的滑片置于_________(填“左”或“右”)端处；将S2拨向接点1，闭合S1调节R1，使电流示数为I0；
②将电阻箱R2的阻值调至最大，S2拨向接点2；保持R1，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1000Ω；
(3)由此可知，圆柱体的电阻为__________Ω。
(4)根据以上数据可以算出该圆柱体的电阻率，请估算。以下选项最接近计算结果的是 。
Ω⋅m B.1Ω⋅m C.10Ω⋅m D.100Ω⋅m
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示是三量程直流电表的原理图，已知表头G的满偏电流Ig=6mA，内阻Rg=10Ω，定值电阻R1=0.1Ω、R2=9.9Ω、R3=995Ω。当使用a、b两个端点时，是量程为I1的电流表，当使用a、c两个端点时，是量程为I2的电流表；当使用a、d两个端点时，是量程为U的电压表。求量程I1、I2、U的值。
14.如图所示，长为L的绝缘细线上端固定于O点，下端系一质量为m，电荷量为+q的带电小球，整个装置处于匀强电场中，电场强度方向水平向右，当小球静止时，细线与水平方向间的夹角θ=53∘，重力加速度为g。
(1)小球平衡时，求细线中的拉力大小T1及电场强度的大小E；
(2)将小球向右拉至与O点等高，且细线水平绷紧，若由静止释放小球，求小球到达平衡位置时细线中的拉力大小T2。
15.如图所示，平面直角坐标系的第一象限内有沿x轴负方向、场强为E的匀强电场，y轴与直线x=−d(d>0)之间的区域内有沿y轴负方向、场强也为E的匀强电场。P点位于第一象限内，从P点由静止释放一个带电荷量为+q质量为m的粒子，不计粒子重力，忽略两电场间的影响。
(1)若P点的纵坐标为d，粒子能通过x轴上坐标为(−d2,0)的点，求P点的横坐标;
(2)若粒子能通过x轴上坐标为(−2d,0)的点，则P点的坐标(x,y)应该满足什么条件?
(3)求满足第(2)问的粒子从P点到通过x轴所用的最短时间。
参考答案
1.D
2.D
3.C
4.C
5.D
6.B
7.A
8.B
9.C
10.AD
11. 12CU2 见解析 R 见解析
12.(1) 5.01 0.8470
(2)右
(3)1000
(4)B

13.解：根据并联电路电压规律和欧姆定律有
当使用a、b两个端点时，Ig(R2+Rg)=(I1−Ig)R1①
当使用a、c两个端点时，IgRg=(I2−Ig)(R1+R2)②
当使用a、d两个端点时，并联部分的电阻R=(R1+R2)Rg(R1+R2)+Rg=5Ω ③
U=I2(R+R3)④
由①②③④式解得
I1=1.2A，I2=12mA，U=12V。

14.(1)以小球为对象，由平衡条件得
sinθ=mgT1
解得细线中的拉力大小为
T1=54mg
根据
tanθ=mgqE
解得电场强度的大小为
E=3mg4q
(2)释放后小球做摆动，由动能定理得
mgLsinθ−qEL1−csθ=12mv2
小球到达平衡位置时，小球径向方向的合力提供小球的向心力，则有
T2−mgsinθ−qEcsθ=mv2L
联立解得
T2=94mg

15.解：(1)设P点的横坐标为x，粒子匀加速直线运动通过y轴的速度为v0，在第二象限内做类平抛运动。由牛顿第二定律，得：qE=ma
由匀变速直线运动规律，得：v02=2ax，d2=v0t，d=12at2
联立解得：x=d16
(2)
设P点的坐标为(x,y)，粒子匀加速直线运动通过y轴时的速度为v0′。由牛顿第二定律，得：qE=ma
由匀变速直线运动规律，得：v0′2=2ax
粒子在第二象限电场中做类平抛运动，离开电场后做匀速直线运动，设粒子在第二象限电场内运动的时间为t′，有
vy=at′
vx=v0′=dt′
粒子离开电场时速度偏向角的正切值tanθ=vyvx
由几何关系有
tanθ=y−12at′2d
联立解得4xy=3d2(x>0,y>0)
(3)粒子在第一象限内运动的时间t1= 2xa
粒子在第二象限内运动的时间t2=2dv0
又v02=2ax，qE=ma
粒子运动的总时间t= 2xa+2d 2ax≥2 2mdqE
故最短时间为tmin=2 2mdqE