福建省泉州市泉港区第五中学2024-2025学年高二上学期11月期中考试物理试题

1 泉州五中 2024-2025 学年第一学期期中考试 高 二 物 理 2024.11 一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 4 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．如图所示为一个有趣的小实验，用一个毛皮摩擦过的橡胶棒（带负 电荷）靠近玻璃板上由电解质水调制的肥皂泡（可视为导体），肥 皂泡会乖乖地跟着橡胶棒跑。关于这个实验，下列说法正确的是 A．橡胶棒的起电方式为感应起电 B．橡胶棒所带的电荷量可以不是元电荷 e的整数倍 C．肥皂泡原来一定带了电荷 D．图中肥皂泡处于静电平衡状态时，肥皂泡左侧可感应出负电荷 2．在如图所示的四种典型电场的情况中，电场中 a、b两点的电场强度相同的是 A．图甲中平行板电容器带电时，极板间（除边缘附近外）的任意两点 a、b B．图乙中两个等量异种点电荷的连线上，与连线中点 O不等距的两点 a、b C．图丙中离点电荷等距的任意两点 a、b D．图丁中两个等量同种点电荷连线的中垂线上，与连线中点 O等距的任意两点 a、b 3．电鳗能够产生 300~800 V的瞬时电压，足以击倒成年水牛，被 称为“水下发电机”。如图甲，电鳗放电时头部是负极，尾部是 正极。电鳗放电瞬间周围的电场线分布可简化为图乙，P、Q之 间的电势差为 600 V，下列说法正确的是 A．Q点的电场强度大小大于 P点的电场强度大小 B．Q点电势比 P点电势低 C．一个质子从 P点由静止释放，在只受电场力的作用下，它 可以沿着电场线运动到 Q点 D．一个质子从 P点移到 Q点，电场力做功为 600 eV，电 势能增加了 600 eV 2 4．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首 先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子 先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子 （初速度为零），经加速电压为 U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形 的质子流横截面积为 S，其等效电流为 I；质子的质量为 m，其电量为 e。那么这束质 子流内单位体积的质子数 n是 A． eU m eS I 2 B． eU m eS I C． m U eS I 2 D． m eU eS I 2 5．如图，光滑固定斜面上方存在一沿斜面向下的匀强电场，一 轻弹簧一端固定在斜面的顶端，另一端与一质量为 m，电荷 量为+q的滑块相连，滑块恰好静止在 O点。以 O为坐标原 点，沿斜面向上为 x轴的正方向，现给滑块沿斜面向上的初 速度 0v ，下列关于滑块从 O点第一次运动到最高点的过程 中，系统的电势能 EP、滑块的加速度 a大小及动能 Ek随滑块位置变化的图像正确的是 A． B． C． D． 6．某真空区域的竖直平面内存在电场，其中一条竖直电场线如图甲中竖直实线所示(方向 未知)。一个质量为 m、电荷量为 q的带正电小 球，在电场中从 O点以一定的初速度 0v 水平向 右抛出，其轨迹如图甲中虚线所示。以 O为坐 标原点，取竖直向下为 x轴的正方向，A点是轨 迹上的一点，其 x轴方向坐标值是 x1，小球的机 械能 E与竖直方向的位移 x的关系如图乙所示，不计空气阻力。则下列说法正确的是 A．电场强度大小可能恒定，方向沿 x轴负方向 B．从 O到 A的过程中小球的电势能越来越小 C．到达 A位置时，小球的动能为 20 1 1 2 1 2 mv mgx E E   D．到达 A位置时，小球的动能为 2 0 1 1 2 2 mvmgx E E   3 二、双项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有两项符合题目要求， 全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 7．如图为小五同学在实验室自制的电容器，其电容为 C，主要由上下两片铝箔以及中间 的绝缘塑料片构成，两根导线分别连接上下两片铝箔，则 A．对其充电的电源电压越大，其电容也越大 B．若两片铝箔间距增大，则其电容变小 C．将其沿中线 OO 剪开，则剩余一半的电容为 2 C D．对其充电后将两根导线的端点连接，就可长时间储存电能 8．如图甲，A，B为两个带同种电荷的小球，A固定在光滑绝缘水平面上 P点，初始时刻 B在 A右侧Q点处，此时 B所受电场力大小为 F ，现给 B一方向与 PQ连线重合、大 小为 0v 的初速度，开始一段时间内 B运动的 v t 图像如图乙，则 A．初速度 0v 的方向水平向左 B．初速度 0v 的方向水平向右 C．在 t0时间内，B在运动过程中所处位置的场强逐渐变大 D． 0 2 t 时刻，B所受电场力大小一定等于 4F 9．某一场强沿 x轴的静电场，其电势随坐标 x的变化图像如图所示，现将一比荷的绝对 值为 m q 的带负电的试探电荷在 dx  处由静止释放，不计重力下列说法正确的是 A．x轴负半轴与 x轴正半轴的电场强度之比为 2 :1 B．试探电荷向右运动的最远点在 2 dx  处 C．在 x轴负半轴的电场方向沿 x轴正方向 D．释放试探电荷以后，试探电荷周期性往复运动的周期为 0 2 6 q md 10．如图所示，真空中有一半径为 5 cm的圆，其圆心为 O，三角形 ABC是圆的内接直角 三角形 60BAC  ，空间存在着平行于圆面的匀强电场（取 O点的电势为零）。C点 电势为-8 V，把电子从 A点移动到 B点，静电力做功为-8 eV。放置在 A点的质子源， 向各个方向发射动能均为 5 eV的质子。已知电子的电荷量为 e ，不考虑质子源产生 的电场，不计各种粒子的重力和粒子间的相互作用力，下列说法正确的是 A．匀强电场的电场强度大小为 320 3 V / m 3 B．若某一质子到达圆周边界时的电势能为 4 eV，则其动能为 1 eV C．圆周上 C、B两点间的电势差 UCB= 8 V D．当某个质子经过圆周上某一位置时，动能可能为 22 eV 4 三、填空、实验题。本题共 4 小题，第 11、12 题各 4 分，第 13、14 题各 6 分，共 20 分。 11．图甲静电除尘器由板状收集器 A和线状电 离器 B组成。A接在高压电源的正极，B 接在高压电源的负极，其内部电场如图乙 所示。粉尘由侧面进入除尘器后遇到电子 而带负电，最终被吸附到 A上，从而达到 除尘的目的。则带电粉尘颗粒（带电量不 变）在运动过程中，所受电场力与电场线 相切指向 （选填“A”或“B”），所受电场力的大小 （选填“越 来越大”“越来越小”或“不变”）。 12．有一个电流表，满偏电流 uA200gI ，内阻  600gR ，若要改装成量程为 0~1 mA 的电流表，应 （填“串”或“并”）联一个阻值为 的电阻.若要将改装后的 电流表再改装成量程为 0~3 V的电压表，应再串联一个阻值为 的电阻. 13．图（a）为观察电容器充、放电现象的实验装置。实验中使用了电流传感器来采集电 流随时间的变化情况。电源输出电压恒为 8 V，S为单刀双掷开关，C为电容器，R为 电阻箱。当开关 S接 1，电容器开始充电，电容器充电完毕后，把开关改接 2进行放 电，其放电电流随时间变化关系如图（b）所示。 （1）开关接 1，电容器开始充电后，电流大小 （填正确选项前的标号）。 A．逐渐增大 B．保持不变 C．逐渐减小 （2）开关接 2，电路中的电流方向为 （填正确选项前的标号）。 A．顺时针 B．逆时针 （3）根据图（b）估算可得该电容器的电容约为 F（保留 2位有效数字）。 5 （4）如果不改变电路其他参数，只增大电阻箱的阻值 R并重复上述实验，实线和虚线分 别表示改变前后放电过程电流随时间变化的曲线，最符合实际情况的图像 为 。 A． B． C． D． 14．某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，其阻值大约为 6 Ω。 （1）已知该同学用电压表（0～3 V）、电流表（0～0.6 A）测金属丝的电压、电流时，表 盘如下图所示，则电压表的读数为 V，电流表的读数为 A。 （2）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为 mm； （3）实验时采用如图乙电路图进行实物连接，在正确连接电路后，闭合开关前，滑动变 阻器滑动触头应滑到最 边（填“左”或“右”）。 （4）若流经圆柱体的电流为 I，圆柱体两端的电压为 U，圆柱体横截面的直径和长度分别 用 D、L表示，则用 D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为   。 乙 6 四、计算题，本题共 4 小题，第 15 题 6 分，第 16 题 8 分，第 17 题 12 分，第 18 题 14 分， 共 40 分，解答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。 15．一台直流电动机线圈电阻 r=1 Ω，与一阻值 R=10 Ω的电阻串联。当所加电压 150VU  时，电动机正常工作，电压表示数为 100 V，求： （1）电动机正常工作时电阻 R的电压和电流； （2）电动机正常工作时电动机消耗的电功率及输出的机械功率。 16．如图所示，绝缘水平天花板上的O点用绝缘丝线悬挂一质量为m电荷量为+q的小球A， 丝线长为 L，在同一水平线距离 O点为 L处固定另一电量为+Q的点电荷（Q未知）。 当小球静止时，丝线和竖直方向的夹角  30 ，已知小球质量为 m，重力加速度为 g，静电力常量为 k，求： （1）丝线的拉力大小； （2）点电荷 Q的大小。 7 17．如图所示，光滑水平轨道与半径为 R的光滑竖直半圆轨道在 B点平滑连接，在过圆心 O的水平界面 MN的下方分布有水平向右的匀强电场，现将一质量为 m、电荷量为+q 的小球（可视为质点）从水平轨道上 A点由静止释放，小球运动到 C点离开半圆轨道 后，经界面 MN上的 P点进入电场，已知 P点在 A点的正上方，整个运动过程小球 的电荷量保持不变，A、B间的距离为 2R，重力加速度为 g。求： （1）小球在 C点速度大小； （2）匀强电场的电场强度 E的大小； （3）轨道对小球支持力的最大值。 8 18．如图甲所示，一对平行金属板M、N长为 L，相距为 d，O1O为中轴线。当两板间加 电压 UMN=U0时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场。某种带负电的粒子从 O1 点以速度 v0沿 O1O方向射入电场，粒子恰好打在上极板 M的中点，粒子重力忽略不 计。 （1）求带电粒子的比荷 q m ； （2）求带电粒子运动到上极板中点时速度大小 v； （3）若 M、N间加如图乙所示的交变电压，其周期 02v LT  ，大量的上述粒子仍然 以速度 v0沿 O1O方向持续射入电场，最终所有粒子刚好能全部离开电场而不打 在极板上，求 U的值（用 U0表示）； （4）第（3）问中，当粒子恰能从中轴线 O1O离开电场，求该粒子在运动过程中偏离 中轴线 O1O的最远距离。 9 泉州五中 2024-2025 学年第一学期期中考试 高二物理 一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 4 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。 二、双项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有两项符合题目要求， 全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A B A B C BC AC BD AD 三、填空、实验题。本题共 4 小题，第 11、12 题各 4 分，第 13、14 题各 6 分，共 20 分。 11．（4分） A 越来越小 12．（4分） 并 150（2分） 2880 13．（6分）（1）C （2）B （3） 32.1 10 （2分） （4）A（2分） 14．（6分）（1） 2.20 0.48 （2）1.850（2分） （3）右 （4） 2 4 UD IL  四、计算题，本题共 4 小题，第 15 题 6 分，第 16 题 8 分，第 17 题 12 分，第 18 题 14 分， 共 40 分，解答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。 15．（6分） （1）电动机正常工作时电阻 R的电压 M 50VRU U U   （2分） 根据欧姆定律得 5AR UI R   （1分） （2）电动机与电阻 R串联，则通过电动机的电流为 5A。电动机的输入功率 M 100 5W 500WP U I   入 （2分） 电机输出的机械功率 2 M 475WP U I I r  出 （1分） 16．（8分） （1）小球受力情况如图所示： 由几何关系可知 30 （1分） 由平衡条件可得丝线的拉力 cos2mgT  （2分） 解得 mgT 3 （1分） 10 （2）由平衡条件可得库仑力 CF mg （1分） 根据库仑定律有  22 cosC QqF k L   （2分） 解得 23mgLQ kq  （1分） 17．（12分） （1）小球离开 C点后做平抛运动，小球从 C运动到 P的过程中， 水平方向有 12 tvR C （1分） 竖直方向有 2 12 1 gtR  （1分） 联立可得 gRvC 2 （1分） （2）设小球过 C点时的速度大小为 Cv ，小球从 A运动到 C的过程中， 根据动能定理有 2 2 123 CmvRmgRqE  （2分） 解得 q mgE  （1分） （3）小球运动到等效最低点 D时速度最大，设最大速度为 mv ，OD与竖直线 OB夹角为 ， 由于 qEmg  ，则  45 （1分） 小球从 A点运动到 D点的过程中，根据动能定理有 2 2 1)cos1()sin2( mmvmgRRRqE   （1分） 即 )1cos(sin 2 1 2  mgRmvm 解得最大速率 m 2( 2 1)v gR  （1分） 由于小球在 D点时速度最大且静电力与重力的合力恰好背离 半径方向，故小球在 D点时受到半圆轨道的支持力最大，设此支持力大小为 F，在 D 点对小球进行受力分析，并建立如图所示的直角坐标系 11 则有 R mvmgqEF m 2 45cos45sin  （2分） 即半圆轨道对小球支持力的最大值为 mgF )232(  （1分） 18．（14分） （1）设粒子经过时间 t0打在 M板中点，沿极板方向有 002 1 tvL  （1分） 垂直极板方向有 md qUa 0 （1分） 2 02 1 2 1 atd  （1分） 联立解得，带电粒子的比荷为 2 0 2 0 24 LU vd m q  （1分） （2）带电粒子运动到上极板中点时，竖直分速度大小为 0 0 t md qUatvy  （1分） 合速度大小为 22 0 yvvv  （1分） 联立解得 220 4dL L vv  （1分） （3）粒子通过两板时间为 T v Lt 2 0  （1分） 从 t=0时刻开始，粒子在两板间运动时每个电压变化周期的前三分之一时间内 加速度大小为 md Uqa 21   方向垂直极板向上 在每个电压变化周期的后三分之二时间内 加速度大小为为 md qUa 2 方向垂直极板向下 不同时刻从 O1点进入电场的粒子在电场方向的速度 vy随时间 t变化的关系如图所示 因为所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，可以确定在 nTt  或 12 TnTt 3 1  时刻进入电场的粒子恰好分别从极板右侧上下边缘处飞出，它们在电场 方向偏转的距离最大，有 ]) 3 ( 2 1[2 2 1 1 T Tad  （2分） 解得 04 3UU  （1分） （4） 6 TnTt  或 3 2TnTt  （n=0，1，2…）时刻进入电场的粒子恰好从中轴线飞出。 （1分） 粒子偏离中轴线距离为 2 ) 6 ( 2 1 1 TTay  （1分） 联立可得 16 dy  （1分）