广东省江门市培英高级中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题

培英高级中学2024-2025学年度第一学期期中考试 高二年级 物理 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．下列说法正确的是（　　） A．相互作用的两点电荷，它们的电荷量不相等，则它们之间的库仑力大小一定不相等 B．质子的电荷量为一个元电荷，但质子是实实在在的粒子，不是元电荷 C．点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体 D．根据可知，当两带电体间距时， 2．从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际对物理基本概念的认识和理解，是学好物理的基础。下列有关电磁学知识的相关说法，正确的是（　　） A．图甲中家用煤气灶点火装置的针形放电电极，利用了尖端放电的工作原理 B．图乙中是避雷针的示意图，避雷针防止建筑物被雷击的原理是静电屏蔽原理 C．图丙中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服 D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷，这样使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀 3．如图所示，直角三角形ABC中∠B=30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是（　　） A．A带正电，QA∶QB=1∶8 B．A带负电，QA∶QB=1∶8 C．A带正电，QA∶QB=1∶4 D．A带负电，QA∶QB=1∶4 4．如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有三个点，其电势分别为，∆ABC是等腰直角三角形，斜边，是AC的中点，则匀强电场的大小与方向是（　　） A．、由A指向B B．、由A指向C C．、由A指向C D．、由A指向B 5．电解槽内有一价离子的电解溶液，溶液中插有两根碳棒A、B作为电极，将它们接在直流电源上，溶液中就有电流通过，假设时间t内通过溶液内横截面S的正离子数是，负离子数是，设元电荷的电量为e，以下解释正确的是（　　） A．溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 B．负离子定向移动的方向是从B到A C．溶液内电流方向从B到A，电流 D．溶液内电流方向从B到A，电流 6．在半导体工艺里经常需要测定金属薄膜厚度，目前采用的方式是通过测定电阻而间接测得薄膜厚度，查询资料获知构成该薄膜金属材料的电阻率，取一块厚度均匀、边长为L的正方形该金属薄膜，在薄膜两端施加恒定电压U0通过薄膜的电流方向如图所示，测定出流过薄膜的电流I，即可推导出薄膜厚度d，则（　　） A．电流I越大，则薄膜厚度d越小 B．电流I越大，则薄膜厚度d越大 C．正方形边长L越大，所测定的电阻值越大 D．正方形边长L改变，所测定的电阻值越小 7．如图是某电容式话筒的原理示意图，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属板，从左向右对着振动片P说话，P振动而Q不动，在P、Q间距减小的过程中（　　） A． 电容器的电容减小 B． P上的电量保持不变 C． 有从M到N的电流流过 D． P、Q间的电场强度增大 8．密立根油滴实验原理如图所示。两块水平放置相距为d的金属板A、B分别与电源正、负极相接。从A板上小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电压调到U时，一带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，该油滴开始下落并很快达到匀速，通过显微镜可观测到这一速度大小为v。已知油滴所受阻力的大小与其速度的大小成正比，比例系数为k，重力加速度为g。则该油滴所带电荷量的值为（　　） A． B． C． D． 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 9．某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点，下列说法正确的是（　　） A． 粒子带负电 B． M点的电场强度比N点的大 C． 粒子在运动轨迹上存在动能最小的点 D． 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 10．如图所示，一对等量异种点电荷固定在水平线上的两点，O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点，下列说法正确是（　　） A．E、F两点电场强度相同 B．E、O、F三点中，O点电势最大 C．B、O、C三点中，O点电场强度最小 D．从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大 11．如图所示，地面上空有水平向右的匀强电场，将一带电小球从电场中的A点以某一初速度射出，小球恰好能沿与水平方向成角的虚线由A向B做直线运动，不计空气阻力，下列说法正确是（    ） A．小球带负电荷 B．小球受到的电场力与重力大小之比为 C．小球从A运动到B的过程中电势能增加 D．小球从A运动到B的过程中电场力所做的功等于其机械能的变化量 12．如图所示，平面内存在着电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场，一质量为m、带电荷量为的小球自水平面上的O点以初速度竖直向上抛出，最终落在水平面上的A点，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．小球被抛出后做类平抛运动 B．小球上升到最高点时的速度大小为 C．O、A两点间的距离 D．小球上升时间内水平方向的距离等于下降时间内水平方向的距离 3、 实验题（本大题共2小题，共18分，考生根据要求作答） 13．（6分）某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：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)图甲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．控制变量法 (2)图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而 （填“增大”“减小”或“不变”）。 (3)接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为和，则为 。 14．（12分）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电动势为6.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 （1）开关S改接2后，电容器进行的是 （选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是 。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的时间将 （选填“缩短”、“不变”或“延长”）。曲线与坐标轴所围成的面积将 （选填“减小”、“不变”或“增大”）。 （2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为 （结果保留三位有效数字）。 （3） 关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状，可能正确的有 （q为电容器极板所带的电荷量，为A、B两板的电势差）。 A．      B． C．     D． 四、解答题(本题共3小题,共42分，考生根据要求作答) 15．（12分）一电量为q= +1.0×10-8C的试探电荷，放在A点时所受电场力大小是F=。将它从电场中A点移到零电势O点处时，电场力做功W=，选取无穷远处为零电势点，求： （1）A点处的电场强度E的大小； （2）电势差UAO； （3）A点电势φA； （4）电量为q'= -1.0×10-8C的电荷在A点的电势能EpA。 16．（12分）如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为的绝缘细线把质量为、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为，现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，g取10，，，求： （1）小球通过最低点C时速度Vc的大小； （2）小球通过最低点C时细线受到拉力T的大小； （3）小球运动过程中的最大速度Vm的大小。 17．（18分）如图所示，电子由静止出发经过加速电场，再经偏转电场后射出电场，其中加速电压，偏转电压，偏转极板长L，相距d。电子质量m，电荷量e。（重力不计）。求： （1）电子离开加速电场时速度大小； （2）电子离开偏转电场时竖直方向发生的位移y； （3）若取走加速板，紧挨偏转电场中线左端射入初速度为的带电小球，小球质量为、带电量为q（q>0），改变偏转电场方向（上极板带负电，下极板带正电），要使小球射出偏转电场，求的范围（重力加速度为g）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$答案第 1页，共 13页 培英高级中学 2024-2025学年度第一学期期中考试 高二 物理 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A B C D B D A CD AC 题号 11 12 答案 ACD BC 13.（6分，每空 2分）(1)C (2)增大 (3) 1 9 14．（12分，每空 2分） 放电 放出的电荷量 缩短 不变 575 BD/DB（漏选得 1分，错选或多选得 0分） 15．(12分;表达式 2分，答案单位 1分）（1）2000N/C；（2）200V；（3）200V；（4）- 62 10 J 【详解】（1）根据电场强度的定义式可得 2000N/C FE q   （3分） （2）根据电势差的定义式可得 AO 200V WU q   （3分） （3）根据 AO A OU    可得 AA O O 200VU    （3分） （4）利用电势能公式可得 （3分） 16．（12分;表达式 2分，答案单位 1分）（1） 2m/sCv  ；（2） 1.5NT  ；（3） m 2m/sv  【详解】（1）小球受到电场力 qE、重力mg和绳的拉力作用处于静止 根据共点力平衡条件有 tan 37 0.1 10 0.75N 0.75NqE mg      （3分） 小球从 A点运动到C点的过程，根据动能定理有 2 1 2 C mgl Eql mv  （2分） 代入数据解得 2m/sCv  （1分） （2）在C点，由细线对小球的拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得 2 CmvT mg l   （2分） 代入解得 1.5NT  （1分） （3）小球在平衡位置 B点的速度最大，从 A到 B过程根据动能定理可得 （2分） 解得小球运动过程中的最大速度为 m 2m/sBv v  （1分） 答案第 2页，共 13页 17．（18分）（1） 12eU m ；（2） 2 2 14 U L U d ；（3） 2 2 1 1 1 1 22 2 m d dv m d dvg U g q L q L                【详解】（1）设电子离开加速电场时速度大小为 0v ，由动能定理得 2 1 0 1 2 eU mv （2分）解得 10 2eUv m  （1分） （2）电子在偏转电场中做类平抛运动，可分解为平行于板方向的匀速直线运动和垂直板方 向的匀加速直线运动。平行于板方向 0L v t （2分） 垂直板方向 21 2 y at （2分） eE=ma（1分） （1分） 解得 2 2 14 U Ly U d  （1分） （3）设竖直向下为竖直方向的正方向，水平向右为水平方向的正方向；带电小球在沿着板 的方向做匀速直线运动，设时间为 1t ，则 1 1 Lt v  （1分） 若带电小球贴着下极板边缘飞出电场 2 1 1 1 2 2 d a t （1分） 21 1 1 qUm g m a d   （1分） 解得 2 1 1 2 2 m d dvU g q L        （1分） 若带电小球贴着上极板边缘飞出电场 2 2 1 1 2 2 d a t  （1分） 21 1 2 qUm g m a d   （1分） 解得 2 1 1 2 2 m d dvU g q L        （1分） 要使小球射出偏板， 2U 的范围 2 2 1 1 1 1 22 2 m d dv m d dvg U g q L q L                （1分） 答案第 3页，共 13页 英高级中学 2024-2025学年度第一学期期中考试 高二物理 答案详解 1．B 【难度】0.65 【知识点】点电荷模型及库仑定律的适用范围、元电荷与比荷 【详解】A．相互作用的两点电荷，它们的电荷量不相等，它们之间的库仑力是一对相互作 用力，等大反向，故 A错误； B．质子的电荷量为一个元电荷，但电子、质子是实实在在的粒子，不是元电荷，故 B正确； C．电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，所 以能否看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状及带电量的多少无具体关系， 故 C错误； D．库仑定律的适用条件是：真空和静止点电荷。当 0r 时，带电体不能看成点电荷，库 仑定律不再适用，故 D错误。 故选 B。 2．A 【难度】0.65 【知识点】静电屏蔽原理的应用、静电的利用和防止、导体上电荷的分布、尖端放电、电磁 感应的发现过程 【详解】A．家用煤气灶点火装置的针形放电电极，利用了尖端放电的工作原理，故 A正确； B．避雷针可以避免建筑物被雷击，当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会 通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击，其原理为尖端放电，故 B错误； C．超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，他们必须穿上金属丝制成的衣服， 以起到静电屏蔽的作用，故 C错误； D．静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相反的电荷，这样使油漆与金属表面在静电引 力作用下喷涂更均匀，故 D错误。 故选 A。 3．B 【难度】0.65 答案第 4页，共 13页 【知识点】多个点电荷间库仑力合成 【详解】要使 C处的正点电荷所受静电力方向平行于 AB向左，该正点电荷所受力的情况应 如图所示，所以 A带负电，B带正电。设 A、C间的距离为 L，则 B、C间的距离为 2L。 osin 30B AF F 即   o 2 2sin 302 B C A CQ Q Q Qk k LL  解得 1 8 A B Q Q  故 B正确，ACD错误。 故选 B。 4．C 【难度】0.65 【知识点】匀强电场中电势差与电场强度的关系 【详解】在匀强电场中，任意两点连线中点的电势等于这两点电势的平均值，D是 A、C连 线的中点，则 D点的电势 2V 2 A C D       又因为 2VB  所以 B、D的连线是等势线，因为匀强电场的电场线与等势面垂直，且由几何关系可得 AC 与 BD垂直，则电场沿着 AC由 A指向 C，大小为 6 2VA CE AC     故选 C。 5．D 答案第 5页，共 13页 【难度】0.85 【知识点】电流强度的定义及单位 【详解】A．溶液内正负离子沿相反方向运动，电流是叠加的，A错误； B．A棒为负极，B棒为正极，电场由 B棒指向 A棒，则负离子定向移动的方向是从 A到 B， B错误； CD．电流方向从 B到 A，电流大小为  1 2n n eqI t t    C错误，D正确。 故选 D。 6．B 【难度】0.65 【知识点】电阻定律的内容及表达式 【详解】AB．根据欧姆定律 0UR I  根据电阻定律 L LR S dL     可得 0 Id U   可知 d与 I成正比，电流 I越大，则薄膜厚度 d越大，故 B正确，A错误； CD．根据电阻定律，薄膜电阻为 LR Ld d   可知所测定的电阻值 R与正方向边长 L无关，故 CD错误。 故选 B。 7．D 【难度】0.85 【知识点】电容器两极间电势差一定时，Q、E随电容器的变化 【详解】由电容器的决定式和定义式 答案第 6页，共 13页 r 4 SC kd    ， QC U  在 P、Q间距减小的过程中，可知电容 C增大，由于极板电压不变，可知电容器电量 Q增 加，电容器被充电，通过电阻 R的电流方向由 N到 M，C错误； P、Q间的电场可视为匀强电场，则有 U Ed 在 P、Q间距 d减小的过程中，两极板间电压 U不变，则 P、Q间电场的场强 E增大。 故选 D。 8．A 【难度】0.65 【知识点】带电物体（计重力）在电场中的平衡问题 【详解】极板间的电场强度为 UE d  油滴悬浮时，根据平衡条件有 qE mg 撤去电场，油滴匀速运动时，根据平衡条件有 kv mg 解得 kvdq U  故选 A。 9．CD 【难度】0.65 【知识点】根据带电粒子的运动轨迹判断其运动、受力、电势高低和能量转化情况 【详解】A．根据粒子所受电场力指向曲线轨迹的凹侧可知，带电粒子带正电，故 A错误； B．等差等势面越密集的地方场强越大，故 M点的电场强度比 N点的小，故 B错误； CD．粒子带正电，因为 M点的电势大于在 N点的电势，故粒子在 M点的电势能大于在 N 点的电势能；由于带电粒子仅在电场作用下运动，电势能与动能总和不变，故可知当电势能 最大时动能最小，故粒子在运动轨迹上到达最大电势处时动能最小，故 CD正确。 故选 CD。 【点睛】 答案第 7页，共 13页 10．AC 【难度】0.65 【知识点】等量异种电荷连线中垂线和连线上的电场强度分布图像、异种等量点电荷电场线 分布 【详解】A．等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线，电场强度方向与等势线垂直，因 此 E、F两点电场强度方向相同，由于 E、F是连线中垂线上关于 O对称的两点，则其电场 强度大小也相等，故 A正确； B．中垂线为等势线，E、O、F三点电势相等，故 B错误； C．由题图甲看出，B、O、C三点比较，O点处的电场线最稀疏，电场强度最小，故 C正确； D．由题图可知，电子从 C点向 O点运动过程中，电场强度逐渐减小，则静电力逐渐减小， 由牛顿第二定律可知电子的加速度逐渐减小，故 D错误。 故选 AC。 11．ACD 【难度】0.65 【知识点】带电物体（计重力）在匀强电场中的直线运动 【详解】根据题意，受力分析如图所示 A．由于小球沿直线运动，则合力与速度在同一直线上，所以小球受到的电场力水平向左， 即小球带负电，故 A正确； B．由图可知 3tan30 3 mg Eq    所以小球受到的电场力与重力大小之比为 3 3 ，故 B错误； C．由于小球从 A到 B电场力做负功，所以电势能增加，故 C正确； D．根据功能关系可知W 其他=∆E，又W 其他=W 电，W 电=∆E，故 D正确。 故选 ACD。 答案第 8页，共 13页 12．BC 【难度】0.94 【知识点】带电物体（计重力）在匀强电场中的一般运动 【详解】A．小球的初速度方向与合力方向不垂直，做的不是类平抛运动，故 A错误； BD．小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向上做竖直上抛运动，由 竖直上抛的对称性可知，小球上升时间内水平方向的距离与下降时间内水平方向的距离之比 为 1：3 小球上升到最高点用时 0vt g  小球在最高点沿竖直方向的分速度为 0，在水平方向的速度 xv at 其中 Eqa m  解得 0 x qv Ev mg  C．小球在水平方向做匀加速运动，则有 21 (2 ) 2 x a t  解得 2 0 2 2qEvx mg  13．（6分，每空 2分）(1)C (2)增大 (3) 1 9 【难度】0.65 【知识点】库仑定律表达式和简单计算 【详解】（1）图甲中实验研究 1 22 kq qF r  采用的方法是控制变量法，故选 C； （2）图甲实验表明，细线与竖直方向的夹角随着距离的减小而增大，根据受力可知，电荷 之间的静电力随着距离的减小而增大。 （3）由小球 B的受力可知 答案第 9页，共 13页 1 2 tan 30( sin 30 ) q qk mg l    2 2 tan 60( sin 60 ) q qk mg l    解得 1 2 1 9 q q  14．（12分，每空 2分） 放电 放出的电荷量 缩短 不变 575 BD/DB （漏选得 1分，错选或多选得 0分） 【难度】0.65 【知识点】观察电容器充、放电现象 【详解】（1）[1]开关接 1时，对电容器充电，接 2时电容器放电。 [2][3]在 I-t图像中，阴影部分表示的物理意义是 q= It 所以是 0.2s内电容器放出的电荷量，因为总电荷量不会因为电阻 R而变化，则曲线与坐标 轴所围成的面积不变，但是减小电阻，放电时间将会缩短。 （2）[4]根据 QC U  且 U=E 解得 575μFC  （3）[5]AB．电源给电容器充电时，刚开始电荷量的变化率较大，后来变化率减小，放电 时，电荷量变化率刚开始比较大，后来变化率减小。故 A错误；B正确； CD．根据 QC U  且 C不变可知，Q与 U的变化情况相同。故 C错误；D正确。 故选 BD。 15．(12分;表达式 2分，答案单位 1分）（1）2000N/C；（2）200V；（3）200V；（4）- 62 10 J 【难度】0.65 【知识点】根据定义式计算电势差的大小、电势与电势差的关系、电场强度的定义和单位、 答案第 10页，共 13页 电势能的概念及其相对性 【详解】（1）根据电场强度的定义式可得 2000N/CFE q   （3分） （2）根据电势差的定义式可得 AO 200V WU q   （3分） （3）根据 AO A OU    可得 AA O O 200VU    （3分） （4）利用电势能公式可得 （3分） 16．（12分;表达式 2分，答案单位 1分）（1） 2m/sCv  ；（2） 1.5NT  ；（3） m 2m/sv  【难度】0.65 【知识点】带电物体（计重力）在匀强电场中的圆周运动 【详解】（1）小球受到电场力 qE、重力mg和绳的拉力作用处于静止 根据共点力平衡条件有 tan 37 0.1 10 0.75N 0.75NqE mg      （3分） 小球从 A点运动到C点的过程，根据动能定理有 21 2 C mgl Eql mv  （2分） 代入数据解得 2m/sCv  （1分） （2）在C点，由细线对小球的拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得 2 CmvT mg l   （2分） 答案第 11页，共 13页 代入解得 1.5NT  （1分） （3）小球在平衡位置 B点的速度最大，从 A到 B过程根据动能定理可得   21cos 1 sin 2 B mgl Eq mv    （2分） 解得小球运动过程中的最大速度为 m 2m/sBv v  （1分） 17．（18分）（1） 12eU m ；（2） 2 2 14 U L U d ；（3） 2 2 1 1 1 1 22 2 m d dv m d dvg U g q L q L                【难度】0.4 【知识点】在匀强电场中做非平抛曲线运动、带电粒子在匀强电场中的直线运动、带电粒子 在匀强电场中做类抛体运动的相关计算 【详解】（1）设电子离开加速电场时速度大小为 0v ，由动能定理得 2 1 0 1 2 eU mv （2分） 解得 1 0 2eUv m  （1分） （2）电子在偏转电场中做类平抛运动，可分解为沿板方向的匀速直线运动和垂直板方向的 匀加速直线运动。沿板方向 0L v t （2分） 垂直板方向 21 2 y at （2分） eE=ma（1分） （1分） 解得 2 2 14 U Ly U d  （1分） （3）设竖直向下为竖直方向的正方向，水平向右为水平方向的正方向；带电小球在沿着板 答案第 12页，共 13页 的方向做匀速直线运动，设时间为 1t ，则 1 1 Lt v  （1分） 若带电小球贴着下极板边缘飞出电场 2 1 1 1 2 2 d a t （1分） 2 1 1 1 qUm g m a d   （1分） 解得 2 1 1 2 2 m d dvU g q L        （1分） 若带电小球贴着上极板边缘飞出电场 2 2 1 1 2 2 d a t  （1分） 2 1 1 2 qUm g m a d   （1分） 解得 2 1 1 2 2 m d dvU g q L        （1分） 要使小球射出偏板， 2U 的范围 2 2 1 1 1 1 22 2 m d dv m d dvg U g q L q L                （1分） 答案第 13页，共 13页