贵州省清镇市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷

这是一份贵州省清镇市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷，共18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。
1．真空中有两个带异种电荷的相同金属小球A和B（可视为点电荷），电量大小分别为q和3q，当相距r时，它们之间的库仑力大小为F，现将A、B两球接触后再分开，放回到原来的位置，则它们之间的库仑力大小为（ ）
A．B．C．FD．
2．某点电荷产生电场的部分电场线（方向未知）如图中实线所示，一带负电的检验电仅在电场力的作用下沿虚线从移动到，关于该过程下列说法中正确的是（ ）
A．场源电荷带负电B．的加速度变大
C．的电势能增加D．的动能增加
3．2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”。如图所示，神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波说法正确的是（ ）
A．电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联
B．电磁波可以在真空中传播
C．不能用实验验证电磁波的存在
D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
4．光敏电阻是利用半导体制成的一种阻值随入射光强弱而改变的电阻器（阻值随光照强度的增大而减小），一般用于光的测量、光的控制和光电转换。如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，和（）为定值电阻，为光敏电阻，A1、A2为理想电流表，V为理想电压表，当开关S闭合后逐渐减小对的光照强度，电流表A1示数变化量的绝对值为，电流表A2示数变化量的绝对值为，电压表示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A2的示数减小B．增大
C．电源的输出功率减小D．
5．如图，一根通电直导线垂直放在方向水平向右、磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场中，以导线为圆心的圆周上有a、b、c、d四个点，ac为竖直直径，bd为水平直径，直导线垂直于纸面，已知c点的磁感应强度大小为0。下列说法正确的是（ ）
A．直导线中电流方向垂直于纸面向里
B．a点的磁感应强度大小为0
C．b点的磁感应强度方向与B的方向成45°斜向右下方
D．b点的磁感应强度大小为2T
6．某静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，带负电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（ ）
A．在和处电势能相等
B．由运动到的过程中电势能增大
C．由运动到的过程中电势能一直减小
D．由O运动到的过程中电场力先减小后增大
7．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与其接入电路的有效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．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大
D．调整滑动变阻器的阻值，可以使电源的输出电流达到
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8．为了实现空间小，动力大的目标，我国比亚迪集团采用减小厚度、增加长度的结构创新方案推出了“刀片电池”，以实现在同样的空间内装入更多电池。如图，某款车配了150块“刀片电池”。每块“刀片电池”的容量是200A·h，平均工作电压是3V。该车型采用充电电压为600V的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为1h。该车型百公里的平均能耗是12kW·h。则该车型的汽车充电桩（ ）
A．充满电后续航里程是750km
B．充满电后储存的电能是60kW·h
C．单块电池充满电后储存的电荷量是
D．快充充电桩的平均充电电流是160A
9．在竖直面内一绝缘正方形环上：AB、BC段中点处放有等量正电荷，AD、CD段中点处放有等量负电荷，a、b、c、d是正方形对角线上四点，它们到中心的距离均相等，则（ ）
A．b、d两点电势相等
B．a、c两点电势相等
C．a、c两点电场强度大小相等，方向相同
D．b、d两点电场强度大小相等，方向相反
10．如图所示，质量为、电荷量为的滑块从光滑固定斜面顶端由静止释放运动到斜面底端，整个区域内存在着水平向右的匀强电场，场强。已知斜面高为，倾角，重力加速度为，滑块可视为质点，则下列说法中正确的是（ ）
A．滑块的重力势能减少了
B．滑块的电势能减小
C．滑块到斜面底端时的速度大小为
D．滑块到斜面底端的瞬间电场力的功率为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11．为了描绘一个“额定电压为2.5V、额定功率为1.2W”的小灯泡的伏安特性曲线，现提供以下器材进行实验；
直流电源E：电动势为3V，内阻不计；
电流表A：量程分别为0~0.6A和0~3A；
电压表V：量程为0~3V，内阻约为3kΩ；
滑动变阻器R：最大阻值为10Ω，允许通过的最大电流为1A；
开关一个，导线若干。
(1)电流表的量程应该选 （选填“0~0.6A”或“0~3A”）。
(2)请在虚线框内画出符合本实验要求的电路图 。
(3)将电路连接正确后开始测量，调节滑动变阻器R，测得数据如下表所示：其中第4组数据的电流值如图甲所示，请将该值填入表中 。
(4)为了作出图线，某同学已在图乙中进行了部分描点，请将其补充完整，并画出图线 。
(5)由图乙和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻增大，通过分析该组同学认为最可能的原因是 。
12．某课外小组在参观工厂时，看到一不再使用被回收的电池，同学们想用物理课上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，为了方便读数和作图，他们给电池串联了一个阻值为R0=5.0Ω的定值电阻。
(1)按如图甲所示的电路进行连接后，发现aa'、bb'和cc'三条导线中有一条内部断开的导线。现将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量ab'间的电压，读数不为零，再测量aa'间的电压，发现读数仍不为零，则导线 （填“aa'”“bb'”或“cc'”）是断开的。
(2)排除故障后，通过多次改变滑动变阻器滑片的位置，得到电压表V和电流表A的多组U、I数据，作出图像如图乙所示由图像可得电池的电动势E= V，内阻r= Ω。（均保留2位有效数字）
(3)把小灯泡L和R=8.1Ω的定值电阻与此电池串联，连接成如图丙所示的电路，已知小灯泡L的伏安特性曲线如图丁所示，闭合开关S，则小灯泡的功率约为 W（保留2位小数）。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13．在真空中，一电荷量为的小球B，固定在倾角为的光滑绝缘细杆下端P点，如图所示，杆固定不动，让另一穿在杆上的质量为M、电荷量为的小球A从杆上端O点由静止释放，当小球A运动到杆的中点时速度大小为v。已知O点与P点的高度差为H，静电力常量为k，重力加速度为g。求：
(1)小球A被释放时受到的合力的大小；
(2)从小球A被释放到其运动到杆的中点的过程，静电力对小球A做的功。
14．如图所示，电源电动势为，内阻为，定值电阻的阻值为，平行板电容器的电容为，两极板间距离为，B极板接地，调节电阻箱，使其示数为，闭合开关S，电路稳定时，电容器正中间P点有一质量为m、电荷量为的小球正好处于静止状态，，求：
（1）小球的质量m；
（2）将小球仍固定在原来的位置P，将电阻箱的电阻改为，当电路稳定时，求这时小球的电势能Ep。
（3）求在将电阻箱的电阻改为的过程中通过的电荷量Q。
15．某科研团队设计了一款用于收集工业生产中产生的某种固体微粒的装置，其原理简图如图所示。固体微粒通过带电室时带上正电且电量相等，微粒从A点无初速地进入加速区域，经点进入静电分析器，沿圆弧运动，再经点沿轴正方向进入偏转匀强电场区域，最终打在竖直轴上的点。建立如图所示坐标系，带电室、加速区域在第三象限，静电分析器在第四象限，偏转电场区域布满第一象限。已知带电固体微粒的比荷为，加速区域板间电压为，圆弧上各点的场强大小相同且为，方向都指向圆弧的圆心点，偏转电场大小，方向沿轴负方向，不计微粒重力、空气阻力及微粒间的作用力，求
（1）带电固体微粒离开加速区域时的速度大小；
（2）圆弧的半径；
（3）点的纵坐标。

1
2
3
4
5
6
7
U/V
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
I/A
0
0.18
0.30
0.42
0.46
0.50
参考答案
1．A
解析：小球A和B，当相距r时，它们之间的库仑力大小为
将A、B两球接触后再分开，两球的带电量为
将A、B两球接触后再分开，放回到原来的位置，则它们之间的库仑力大小为
故选A。
2．C
解析：A．带电粒子在运动中只受电场力的作用，根据曲线运动合力指向轨迹的凹侧可知，带电粒子受到的电场力偏左指向场源电荷，则场源电荷与带异种电荷，即场源电荷带正电，故A错误；
B．根据电场线的疏密程度可知
又
可知
即的加速度变小，故B错误；
CD．粒子从点运动到点，则电场力对粒子做负功，粒子动能减小，电势能增加，故C正确，D错误。
故选C。
3．B
解析：A．电磁波传播过程中，电场和磁场是相互关联，相互联系的，选项A错误；
B．电磁波可以在真空中传播，选项B正确；
C．可以用实验验证电磁波的存在，选项C错误；
D．太空中航天员讲话时画面与声音都是通过电磁波传播到地面的，所以画面和声音同步，但不能说明电磁波与声波具有相同的传播速度，选项D错误。
故选B。
4．C
解析：A．当开关S闭合后逐渐减小对的光照强度，则的阻值变大，电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大；则定值电阻两端电压减小，定值电阻两端电压增大，根据欧姆定律可知，电流表A2的示数增大，故A错误；
B．根据闭合电路欧姆定律可得
则有
可知保持不变，故B错误；
C．电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大；由题意可知开始时，外电路电阻大于电源内阻，的阻值变大，外电路电阻变大，远离内阻，则电源的输出功率减小，故C正确；
D．根据欧姆定律可得
则有
由于，可得
故D错误。
故选C。
5．C
解析：A．c点的磁感应强度大小为0，说明通电直导线在c点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即通电直导线在c点产生的磁感应强度方向水平向左，根据右手螺旋定则判断可知，直导线中的电流方向垂直于纸面向外，故A错误；
B．根据右手螺旋定则可知，通电直导线在a点产生的磁感应强度方向水平向右，与匀强磁场进行合成可知，a点的磁感应强度大小为2T，故B错误；
CD．根据右手螺旋定则可知，通电直导线在b点产生的磁感应强度方向竖直向下，根据平行四边形定则与匀强磁场进行合成可知，b点的磁感应强度大小为T，方向与B的方向成45°斜向右下方，故C正确，D错误。
故选C。
6．C
解析：A．负电荷由运动至，受到的电场力沿轴正方向，电场力做正功，电势能减小，故在和处电势能不相等，故A错误；
B．负电荷由运动到，受到的电场力沿轴正方向，电场力做正功，电势能减小，故B错误；
C．负电荷由运动至，受到的电场力一直沿轴正方向，电场力一直做正功，电势能一直减小，故C正确；
D．根据
由O运动到过程电场强度先减小，后增大，再减小，故电场力先减小，后增大，再减小，故D错误。
故选C。
7．B
解析：A．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r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
A错误；
B．滑动变阻器的阻值为时与阻值为时消耗的功率相等，有
解得
B正确；
C．当回路中电流最大时，即时定值电阻R消耗的功率最大，C错误；
D．当滑动变阻器的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为
则调整滑动变阻器的阻值，不可能使电源的输出电流达到，D错误。
故选B。
8．AC
解析：C．单块电池充满电后储存的电荷量是
故C正确；
B．单块电池充满电后储存的电能是
充满电后储存的电能是
故B错误；
A．该车充满电后续航里程是
故A正确；
D．由题意可知
其中，，，解得
故D错误。
故选AC。
9．BC
解析：AD．四个电荷在b、d点产生的电场如图所示
根据矢量合成法则，可知b、d两点合场强大小相等，方向相同，将四个电荷形成的电场看成两组等量异种点电荷电场的叠加，所以b、d之间的电场方向由b指向d，沿电场线方向电势降落，所以b、d两点的电势不等，故AD错误；
BC．四个电荷在a、c两点形成的电场如图所示
根据矢量合成法则，可知a、c两点合场强大小相等，方向相同，将四个电荷形成的电场看成两组等量异种点电荷电场的叠加，AC是两组等量异种电荷连线的中垂线，所以AC为一条等势线，所以a、c两点电势相等，故BC正确。
故选BC。
10．AD
解析：A．A到B的过程中，重力做正功，重力势能减少，重力所做的功等于重力势能的减少量，A到B滑块的重力做的功为，故重力势能减少了，A正确；
B．根据电场力做功与电势能的关系可知，电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加，电场力做了多少功，电势能就改变了多少，滑块从A到B的过程中，电场力所做的功为
由此可知，电场力做负功，电势能应增加了，B错误；
C．设滑块到底端的速度为，由动能定理可得
解得
C错误；
D．滑块在底端时水平方向的分速度
故电场力的瞬时功率为
D正确。
故选AD。
11．解析：（1）小灯泡的额定电压为2.5V、额定功率为1.2W，则额定电流为
为了确保电流表的安全与精度，电流表的量程应该选0~0.6A。
（2）描绘小灯泡的伏安特性曲线时，测量值需要从0开始，则控制电路的滑动变阻器采用分压式接法。根据小灯泡的额定电流与额定电压，利用欧姆定律可以得到，小灯泡的电阻在附近变化，电压表的内阻约为3kΩ，远远大于小灯泡的内阻，可知，电压表分流影响小，为了减小误差，电流表采用外接法，作出电路图如图所示
（3）电流表的量程应该选0~0.6A，根据电流表的读数规律，该读数为0.37A。
（4）将第4组数据描绘在坐标纸上，用平滑曲线将点迹连接起来，如图所示
（5）由图乙和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻增大，原因是灯丝的电阻率随温度的升高而增大。
12．(1)
(2) 2.8 1.9
(3)0.18
解析：（1）一根良好的导线上任何两点都不会存在电势差，若一根导线两端存在电势差，则该导线是断开的。ab'间的电压不为零，则说明aa'或bb'间有一处是断开的，aa'间的电压仍不为零，说明aa'是断开的，则bb'和cc'是良好的。
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
解得
由图像可知，图线纵截距表示电源的电动势，所以
E=2.8V
图线斜率的大小等于，所以
解得
r≈1.9Ω
（3）由（2）可知电源的电动势E=2.8V，内阻r=1.9Ω，定值电阻R=8.1Ω，由闭合电路欧姆定律可得
代入数据可得
所以
该图线的横截距和纵截距分别为2.8V和280mA，在小灯泡L的伏安特性曲线图中画出该图线，如下图，两图线的交点为（1.05，175），所以小灯泡的功率约为
P=1.05×175×10-3W≈0.18W
13．(1)
(2)
解析：（1）小球A被释放时，由库仑定律有
小球A被释放时受到的合力的大小
由几何关系可知
解得
（2）由动能定理有
解得静电力对小球A做的功
14．（1）0.04kg；（2）；（3）
解析：（1）开关S闭合，电路稳定后， 和串联，中没有电流通过，电容器的电压为
小球静止时，由平衡条件有
解得
m=0.04kg
（2）将电阻箱的电阻改为，开关S闭合，电路稳定时
因为电容器下极板接地，所以此时，上极板电势为8V，下极板电势为0V，P处于正中间，所以P点电势为4V，可得
依题意，小球带负电荷，才可以保持静止，有
联立，可得
（3）流过的电荷量
15．（1）；（2）；（3）
解析：（1）从A到的加速过程
则
解得
（2）从到的过程，固体颗粒受到的径向电场力提供向心力
解得
（3）在到过程固体颗粒做类平抛运动，则
，，
解得