精品解析：广西壮族自治区柳州市柳城县中学2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题

柳城县中学2024年秋学期段考试题 高二物理 一、选择题 1. 真空中有两个分别带有电荷量-Q和+5Q的相同金属小球（均可视为点电荷）固定在间距为r的两处，它们之间库仑力的大小为F，现将两球接触后再放回原处，则两球间库仑力的大小为（　　） A. B. C. D. 2. 在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是（　　） A. 甲图：与点电荷等距的a、b两点 B. 乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 C. 丙图：点电荷与带电平板形成的电场中靠近平板上表面的a、b两点 D. 丁图：匀强电场中的a、b两点 3. 如图所示，将两个电荷量均为Q（Q>0）的正点电荷分别固定在菱形的两个顶点a、c上，∠abc=120°，它们在菱形的顶点d处产生的电场强度为E。现只将c点处的电荷换成等量负点电荷-Q（未画出），则d点处新的电场强度大小为（　　） A. E B. C. D. 2E 4. 如图所示，中，。匀强电场的电场线平行于所在平面，且、、点的电势分别为、、。下列说法中正确的是（  ） A. 电场强度的方向沿方向 B. 电场强度的大小为 C. 电子从点移动到点，电场力做功为 D. 电子从点移动到点，电场力做功不可能为零 5. 一盏规格为“，”的白炽灯和一台规格为“，”的电风扇并联接入电压恒为的交流电中，均正常工作。则（　　） A. 白炽灯和电风扇的热功率一定不同 B. 白炽灯和电风扇的热功率一定相同 C. 白炽灯和电风扇消耗的电功率一定不同 D. 白炽灯和电风扇的电阻一定相等 6. 如图所示的电路中，r是电源的内阻，和是外电路中的电阻，如果用、和分别表示电阻r、、上所消耗的功率，当时，等于（　　） A. B. C. D. 7. 两个电阻、的伏安特性曲线如图所示，由图可知（ ） A. 的电阻 B. 的电阻随电压的增大而减小 C. 当U=1V时，的电阻等于的电阻 D. 的电阻随电压的增大而增大 8. 某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M点运动到N点，以下说法正确的是（　　） A. 粒子必定带正电荷 B. 粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度 C. 粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D. 粒子在M点的动能小于它在N点的动能 9. 近年来，我国能源开发取得了很大成就，关于能源和可持续发展的说法正确的是（　　） A. 通过太阳能电池将太阳能直接转化成电能是目前利用太阳能最有前途的领域 B. 水电站是利用水能的重要形式，水能是可再生资源 C. 在自然界中，能量的转化过程都是可以自然发生的 D. 能量不会凭空产生和凭空消失，不存在能源危机 10. 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r。当滑动变阻器的触片P从左端滑到右端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是（　　） A. 小灯泡L1、L2变暗，L3变亮 B. 小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 C. ΔU1<ΔU2 D. ΔU1>ΔU2 二、非选择题 11. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作： （1）用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度L，再用螺旋测微器测量金属丝的直径D，如图甲所示， 则D=_______mm。 （2）该同学接着用欧姆表粗测该金属丝的电阻，他进行了如下操作： 先用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，则应该换用_______（选填“×1”或“×100”）挡， 正确换挡、重新欧姆调零后再进行测量， 指针静止时位置如图乙所示， 则该金属丝的电阻Rx=_______Ω。 （3）若用伏安法测量该金属丝的阻值， 电路如图丙所示。除电源（电动势为4V， 内阻不计）、电流表A（量程为30mA， 内阻约1Ω）、待测金属丝、导线、开关外， 电压表应选用_______，滑动变阻器应选用_______（以上两空均选填以下给定器材前的字母）。电压表的左端应与电路中的_______（选填“a”或“b”） 点相连。 A．电压表 V1（量程为3V， 内阻约3kΩ） B． 电压表 V2 （量程为15V， 内阻约15kΩ） C． 滑动变阻器R1（总阻值为50Ω， 额定电流为2A） D． 滑动变阻器R2 （总阻值为200Ω， 额定电流为2A） 12. 某实验小组测量电源的电动势和内阻时，使用的器材有：电动势约为、内阻约为几欧姆的锂锰纽扣电池，量程为、内阻约为的电流表，量程为、内阻约为的电压表，最大阻值为的滑动变阻器R，开关S，导线若干。 （1）为了更准确地测出电源电动势和内阻，实验电路应该选择图a中的_______（选填“甲”或“乙”） （2）正确选择电路后，按图连接电路。闭合开关测量时，改变滑动变阻器滑片P的位置，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I。在第一次测量中电压表的指针位置如图b所示，其示数是_______V。 （3）其余实验数据如表所示。根据表中的数据，在图c中的坐标纸上描绘出相应的5个点，并作出图线_______。 I（） 445 400 290 250 100 U（V） 2.10 2.32 2.40 2.70 （4）根据图c的图线，可求出电池的电动势_______V，内阻_______（保留三位有效数字） （5）电池电动势的测量值_______真实值，该电池内阻的测量值_______真实值。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 13. 如图所示，光滑水平面上竖直固定有一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道BC，水平面AB与圆弧BC相切于B点，O为圆心，OB竖直，OC水平，空间有水平向右的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电绝缘小球自A点静止释放，小球沿水平面向右运动，AB间距离x为2R，匀强电场的电场强度，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求： （1）小球从A点开始到达B点的过程中电场力做的功； （2）小球到达B点时的速度大小及轨道对小球支持力的大小； （3）小球从A点开始到达C点的过程中，小球的电势能变化了多少？ 14. 如图所示，电源电动势为12V，内阻为1Ω，电阻R1为1Ω，R2为6Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻RM为0.5Ω。求： （1）流过电阻R1的电流I1为多大？ （2）流过电阻R2的电流I2为多大？ （3）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？ 15. 如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，两板间所加电压为U1，金属板P和Q水平放置在N板右侧，关于小孔S1、S2所在直线对称，两板间加有恒定的偏转电压U2，极板间距为d，板长度为L。现有一质子（）从小孔S1处先后由静止释放，经加速后穿过小孔S2水平向右进入偏转电场。已知质子的质量为m，电荷量为q。 （1）求质子进入偏转电场时的速度v0大小； （2）从偏转电场射出时沿垂直板面方向的侧移量y； （3）从偏转电场射出时的速度v。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 柳城县中学2024年秋学期段考试题 高二物理 一、选择题 1. 真空中有两个分别带有电荷量-Q和+5Q的相同金属小球（均可视为点电荷）固定在间距为r的两处，它们之间库仑力的大小为F，现将两球接触后再放回原处，则两球间库仑力的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】开始时两金属球之间的库仑力为 将两球接触后两球各带电量+2Q，则此时的库仑力为 故选C。 2. 在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是（　　） A. 甲图：与点电荷等距的a、b两点 B. 乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 C. 丙图：点电荷与带电平板形成的电场中靠近平板上表面的a、b两点 D. 丁图：匀强电场中的a、b两点 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图为单独一个正电荷，则a、b两点电势相等，电场强度大小相等但方向不同，A错误； B．乙图为等量异种电荷，则a、b两点电势均为零，且电场强度相同，B正确； C．丙图中a电场强度小于b点电场强度，a点距负电极板更近，电势低于b点电势，C错误； D．丁图为匀强电场，则a、b两点电场强度相同，沿电场线方向电势降低，则a点电势低于b点电势，D错误。 故选B。 3. 如图所示，将两个电荷量均为Q（Q>0）的正点电荷分别固定在菱形的两个顶点a、c上，∠abc=120°，它们在菱形的顶点d处产生的电场强度为E。现只将c点处的电荷换成等量负点电荷-Q（未画出），则d点处新的电场强度大小为（　　） A. E B. C. D. 2E 【答案】B 【解析】 【详解】设菱形的边长为L，它们各自在d点的电场强度大小均为，根据平行四边形定则，a、c两点的点电荷在d点叠加的合电场强度大小仍为 方向由O指向d，当c点处换成等量负电荷后，a、c两点的点电荷在d点的合电场强度方向平行于ac向右，大小为 故选B。 4. 如图所示，中，。匀强电场的电场线平行于所在平面，且、、点的电势分别为、、。下列说法中正确的是（  ） A. 电场强度的方向沿方向 B. 电场强度的大小为 C. 电子从点移动到点，电场力做功为 D. 电子从点移动到点，电场力做功不可能为零 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由于ac两点电势相等，故ac为一条等势线，电场方向与等势线垂直，且由高电势指向低电势，可知，电场方向垂直ac，且指向斜上方，故电场强度的大小为 故A错误，B正确； C．电子从c点移动到b点，电场力做功为 故C错误； D．电子从a点移动到c点，ac为一条等势线，电场力做功为0，故D错误。 故选B。 5. 一盏规格为“，”的白炽灯和一台规格为“，”的电风扇并联接入电压恒为的交流电中，均正常工作。则（　　） A. 白炽灯和电风扇的热功率一定不同 B. 白炽灯和电风扇的热功率一定相同 C. 白炽灯和电风扇消耗的电功率一定不同 D. 白炽灯和电风扇的电阻一定相等 【答案】A 【解析】 【详解】AB．电风扇工作时会产生反电流，所以通过电风扇的电流较小，根据可知白炽灯和电风扇的热功率一定不同，B错误，A正确； C．二者正常工作，消耗的电功率均为，相同，C错误； D．白炽灯和电风扇的电阻不一定相等，D错误。 故选A。 6. 如图所示的电路中，r是电源的内阻，和是外电路中的电阻，如果用、和分别表示电阻r、、上所消耗的功率，当时，等于（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】电路中，内电阻上通过的电流与外电路的总电流相同，内电阻与外电阻是串联关系，而与是并联的，由于 因此 而 故 故选D。 7. 两个电阻、的伏安特性曲线如图所示，由图可知（ ） A. 的电阻 B. 的电阻随电压的增大而减小 C. 当U=1V时，的电阻等于的电阻 D. 的电阻随电压的增大而增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．R1的电阻为 故A错误； B．I－U图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知R2的电阻随电压的增大而增大，故B错误； C．由题图可知，当U＝1 V时，I－U图像上的点与坐标原点连线的斜率相等，故R2的电阻等于R1的电阻，都为2 Ω，故C正确； D．图像上的点与坐标原点连线的斜率不变，故的电阻随电压的增大而保持不变，故D错误。 故选C。 8. 某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M点运动到N点，以下说法正确的是（　　） A. 粒子必定带正电荷 B. 粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度 C. 粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D. 粒子在M点的动能小于它在N点的动能 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据粒子的运动轨迹可知，粒子运动的轨迹大致向上，可知粒子必定带正电荷，选项A正确； BC．电场线的疏密反映场强大小，可知M点场强小于N点场强，可知粒子在M点受到的电场力小于它在N点的电场力，粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度，选项B错误，C正确； D．从M点到N点电场力做正功，则动能增加，即粒子在M点的动能小于它在N点的动能，选项D正确。 故选ACD。 9. 近年来，我国能源开发取得了很大成就，关于能源和可持续发展的说法正确的是（　　） A. 通过太阳能电池将太阳能直接转化成电能是目前利用太阳能最有前途的领域 B. 水电站是利用水能的重要形式，水能是可再生资源 C. 在自然界中，能量的转化过程都是可以自然发生的 D. 能量不会凭空产生和凭空消失，不存在能源危机 【答案】AB 【解析】 【详解】A．通过太阳能电池将太阳能直接转化成电能是目前利用太阳能最有前途的领域，故A正确； B．水电站是利用水能的重要形式，水能是可再生资源，故B正确； C．在自然界中，能力的转化过程有些是可以自然发生的，有些则不能，故C错误； D．能源危机的根本原因不是能量的产生和消失问题，而是能量转换和转移的过程具有方向性，即能量的转换和转移可能无法有效地控制或利用，故D错误。 故选AB 。 10. 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r。当滑动变阻器的触片P从左端滑到右端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是（　　） A. 小灯泡L1、L2变暗，L3变亮 B. 小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 C. ΔU1<ΔU2 D. ΔU1>ΔU2 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．当滑动变阻器的触片P从左端滑到右端时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，在干路上，故变暗。变阻器的电阻增大，并联部分的电阻增大，则并联部分电压增大，的电流增大，L3变亮。总电流减小，而的电流增大，则的电流减小，变暗，故A正确，B错误； CD．电压表测的是并联电压，示数增大，电压表测的是的电压，示数减小，由于路端电压增大，因此 故 故C错误，D正确。 故选AD。 二、非选择题 11. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作： （1）用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度L，再用螺旋测微器测量金属丝的直径D，如图甲所示， 则D=_______mm。 （2）该同学接着用欧姆表粗测该金属丝的电阻，他进行了如下操作： 先用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，则应该换用_______（选填“×1”或“×100”）挡， 正确换挡、重新欧姆调零后再进行测量， 指针静止时位置如图乙所示， 则该金属丝的电阻Rx=_______Ω。 （3）若用伏安法测量该金属丝的阻值， 电路如图丙所示。除电源（电动势为4V， 内阻不计）、电流表A（量程为30mA， 内阻约1Ω）、待测金属丝、导线、开关外， 电压表应选用_______，滑动变阻器应选用_______（以上两空均选填以下给定器材前的字母）。电压表的左端应与电路中的_______（选填“a”或“b”） 点相连。 A．电压表 V1（量程为3V， 内阻约3kΩ） B． 电压表 V2 （量程为15V， 内阻约15kΩ） C． 滑动变阻器R1（总阻值为50Ω， 额定电流为2A） D． 滑动变阻器R2 （总阻值为200Ω， 额定电流为2A） 【答案】（1）1.415 （2） ①. ×1 ②. 17 （3） ①. A ②. D ③. b 【解析】 【小问1详解】 金属丝直径为 【小问2详解】 [1]指针偏转角度过大，示数较小，说明倍率过大，则应该换用“×1”挡。 [2]该金属丝的电阻为。 【小问3详解】 [1]电源电动势为4V，则电压表选用A； [2]由于滑动变阻器采用限流式接法，当在测量时要让电流表的偏转达到一半以上，则需要接入 故滑动变阻器要选择D。 [3]由于 则电压表分流造成的误差相对较小，电流表外接，电压表的左端应与电路中的b点相连。 12. 某实验小组测量电源的电动势和内阻时，使用的器材有：电动势约为、内阻约为几欧姆的锂锰纽扣电池，量程为、内阻约为的电流表，量程为、内阻约为的电压表，最大阻值为的滑动变阻器R，开关S，导线若干。 （1）为了更准确地测出电源电动势和内阻，实验电路应该选择图a中的_______（选填“甲”或“乙”） （2）正确选择电路后，按图连接电路。闭合开关测量时，改变滑动变阻器滑片P的位置，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I。在第一次测量中电压表的指针位置如图b所示，其示数是_______V。 （3）其余实验数据如表所示。根据表中的数据，在图c中的坐标纸上描绘出相应的5个点，并作出图线_______。 I（） 445 400 290 250 100 U（V） 2.10 2.32 2.40 2.70 （4）根据图c的图线，可求出电池的电动势_______V，内阻_______（保留三位有效数字） （5）电池电动势的测量值_______真实值，该电池内阻的测量值_______真实值。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】（1）乙 （2）2.00 （3） （4） ①. 2.90 ②. 2.02 （5） ①. 小于 ②. 小于 【解析】 【小问1详解】 由题中数据可知，电池的内阻与电流表内阻大小相当，远小于电压表内阻，若实验电路采用图a中的甲，电流表的分压会使得路端电压测量值误差很大，若实验电路采用图a中的乙，通过电池的电流的测量值由于电压表分流引起的误差很小，所以为减小测量误差，相对电源来说，应采用电流表外接法，即图a中的乙。 【小问2详解】 由题图b可知，电压表量程为3V，分度值为0.1V，则电压表示数为2.00V。 【小问3详解】 描点作出图线如图1所示 【小问4详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律有 整理得 则电源图线纵截距表示电池电动势，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，由图可知 【小问5详解】 [1][2]该实验相对于电源来说，电流表采用外接法，因电压表分流会引起电流测量的误差，干路电流真实值 则电流测量值小于真实值，且电流测量值与真实值的差别随U的减小均匀减小，当、外电路短路时，电流测量值等于真实值，即两图像在横轴交于同一点，如图2所示 由于电源的图像的纵截距表示电池电动势，斜率的绝对值表示电源内阻，由图2可知，实验得出的该电池电动势测量值小于真实值，内阻的测量值小于真实值。 13. 如图所示，光滑水平面上竖直固定有一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道BC，水平面AB与圆弧BC相切于B点，O为圆心，OB竖直，OC水平，空间有水平向右的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电绝缘小球自A点静止释放，小球沿水平面向右运动，AB间距离x为2R，匀强电场的电场强度，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求： （1）小球从A点开始到达B点的过程中电场力做的功； （2）小球到达B点时的速度大小及轨道对小球支持力的大小； （3）小球从A点开始到达C点的过程中，小球的电势能变化了多少？ 【答案】（1）4mgR （2），9mg （3）减少6mgR 【解析】 【小问1详解】 小球从A点开始到达B点的过程中电场力做的功 【小问2详解】 根据动能定理可得 在B点，根据牛顿第二定律可得 解得 ， 【小问3详解】 从A到C，有 所以 即电势能减少6mgR。 14. 如图所示，电源电动势为12V，内阻为1Ω，电阻R1为1Ω，R2为6Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻RM为0.5Ω。求： （1）流过电阻R1的电流I1为多大？ （2）流过电阻R2的电流I2为多大？ （3）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？ 【答案】（1）3A （2）1A （3）10W 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律可得 代入数据解得 【小问2详解】 根据欧姆定律可得 【小问3详解】 电动机正常工作时产生的机械功率为 15. 如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，两板间所加电压为U1，金属板P和Q水平放置在N板右侧，关于小孔S1、S2所在直线对称，两板间加有恒定的偏转电压U2，极板间距为d，板长度为L。现有一质子（）从小孔S1处先后由静止释放，经加速后穿过小孔S2水平向右进入偏转电场。已知质子的质量为m，电荷量为q。 （1）求质子进入偏转电场时的速度v0大小； （2）从偏转电场射出时沿垂直板面方向的侧移量y； （3）从偏转电场射出时的速度v。 【答案】（1） （2） （3），速度方向与水平方向的夹角的正切值为 【解析】 【小问1详解】 在加速电场中，根据动能定理可得 解得 【小问2详解】 质子在偏转电场中做类平抛运动，则 联立可得 【小问3详解】 质子从偏转电场射出时有 解得 即射出偏转电场时质子的速度大小为，速度方向与水平方向的夹角的正切值为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $