精品解析：福建省三明市永安九中、金沙高级中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题

2024-2025学年上学期永安九中、沙县区金沙高级中学“联考”试卷 高二物理 完卷时间：75分钟；满分100分； 一、单选题：（本题共4小题，每小题4分，共16分，每题只有一项符合题意。） 1. 下列四个图中，a、b两点电势相等、电场强度也相同是（其中C、D图中的a、b两点位于两电荷连线的垂直平分线上，并且关于连线对称）（ ） A. B. C. D. 2. 如图所示，有一带电的微粒，仅在电场力的作用下沿曲线从M点运动到N点，则微粒（ ） A. 带正电，电势能减少 B. 带负电，电势能减少 C. 带正电，电势能增加 D. 带负电，电势能增加 3. 静止于坐标原点O点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离x的关系如图所示。A、B、C为x轴上等距的三点，取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是（ ） A. A、B、C三点的场强关系为： B. 电场E方向沿x轴正方向 C. AB、BC间的电势差关系为： D. 负电荷在A、B、C三点的电势能关系为： 4. 某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示。将电容器与静电计组成回路，P点为极板间的一点。可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（可动电极不会到达P点）。若极板上电荷量保持不变，则下列说法正确的是（　　） A. 风力越大，电容器电容越小 B. 风力越大，极板间电场强度越大 C. 风力越大，P点的电势越小 D. 风力越大，静电计指针张角越大 二、双选题（本题共4小题，每小题6分，每个小题有两项符合题意，全对得6分，漏选得3分，错选不得分，共24分。） 5. 如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向上滑动的过程中（ ） A. 电阻R1两端的电压增大 B. 流过R2的电流增大 C. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 D. 电压表的示数减小，电流表的示数增大 6. 用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图所示的U－I图线，由图乙可知（　　） A. 电池电动势的测量值是1.40 V B. 外电路发生短路时的电流为0.40 A C. 电池内阻的测量值是3.50 Ω D. 电压表示数为1.20 V时电流表的示数I′＝0.20 A 7. 将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图所示，下列正确的是（　　） A. 电源的电动势为30V B. 调节电阻箱，电阻箱功率可达到50W C. 电源内阻为10Ω D. R=15Ω时电源的效率比R=10Ω时更高 8. 如图所示，长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个电荷量为+q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场，而后刚好从下板边缘射出，射出时其末速度恰与下板的夹角，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ） A. 粒子做非匀变速曲线运动 B. 粒子的末速度大小为 C. 匀强电场的场强大小为 D. 两板间的距离为 三、填空、实验题（本题共4小题，每空2分，共26分，数值结论请注明单位） 9. 如图是静电场中的一组等势面分布图，M、N是其中的两点，EM、EN表示M、N两点的电场强度，φM、φN表示M、N两点的电势，则EM_________EN，φM_________φN。（均选填大于、小于、等于） 10. 如图是有两个量程的电压表的内部电路图，当使用a、b两个端点时，量程为10V；当使用a、c两个端点时，量程为100V。已知电流表的内阻Rg为50Ω，满偏电流Ig为10mA，则电阻R1为_________Ω，R2为_________Ω。 11. 某同学测量粗细均匀的某种导电材料Rx的电阻率ρ，现提供以下实验器材： A．20分度的游标卡尺 B．螺旋测微器 C．电流表A（量程0.6A、内阻约为0.5Ω） D．电压表V（量程3V、内阻约为30kΩ） E．滑动变阻器R（0—5Ω，额定电流为2A） F．直流电源E（电动势为3V，内阻很小） G．导电材料Rx（长约为10cm，电阻约为10Ω） H．开关一只、导线若干。 请回答下列问题： （1）该同学分别利用游标卡尺和螺旋测微器测量导电材料的有效长度L，和导电材料的直径d，如图所示则L=_________mm，d=_________mm。 （2）该同学用多用电表欧姆挡“1”粗测电阻，如图3所示，则电阻读数为_____Ω；如果用“直流5V”档测量，则读数为___________V； （3）为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，设计合适电路，请用笔画线，将实物图连接完整______。 （4）连接好实验电路后，合上开关，记录电压表读数U和电流表读数I，结合之前测得的L和d可计算出圆柱体电阻Rx的电阻率ρ。请你写出电阻率的表达式为ρ=_________（用字母L、d、U、I表示） 12. 在“观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。开关未闭合时，电源的路端电压，实验操作时，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，如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放电荷量，则该电容器的电容为______。 四、计算题（本题共3小题，共34分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，结果必须写出数值和单位.） 13. 如图，匀强电场的场强中，a、b两点间的距离为50cm，ab连线与电场方向的夹角为53°，若将电量为的点电荷从a点移到b点，电场力做功为。已知：sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： （1）a、b两点间的电势差为多大； （2）若a点电势为0，则b点的电势多大，该点电荷具有的电势能为多少； （3）该匀强电场的电场强度大小？ 14. 抗击新冠肺炎期间，欢乐送机器人为数十家医院提供了无接触配送服务。该机器人正常工作时电源电压为30V，电流为4A，在某次无接触配送服务时，机器人和承载药品的总重量为50kg，匀速行驶速度为1.0m/s，在行驶过程中受到的阻力大小为总重力0.2倍，重力加速度g取10m/s2。不计其他能量损耗，则： （1）该机器人正常工作时电源的输入功率是多大； （2）该机器人匀速运行时的输出功率是多大； （3）该机器人内部电阻的阻值是多大？ 15. 如图所示，半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧形绝缘轨道与水平绝缘轨道AB平滑连接于B点，轨道所在空间存在方向水平向右、电场强度大小的匀强电场。将质量m=0.5kg的带电体P（可视为质点）从水平轨道AB上的A点由静止释放后，P沿轨道开始运动。已知P的电荷量，P与轨道AB间的动摩擦因数，A、B两点间的距离L=6.4m，取重力加速度大小g=10m/s2。求： （1）物体P从A运动到B处时，物体电势能的变化； （2）物体P运动到圆弧轨道的末端C点时速度以及在C处圆弧轨道对P的弹力大小FN； （3）物体P离开C点后运动到最高处时的速度大小？（C点上方匀强电场范围足够大） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年上学期永安九中、沙县区金沙高级中学“联考”试卷 高二物理 完卷时间：75分钟；满分100分； 一、单选题：（本题共4小题，每小题4分，共16分，每题只有一项符合题意。） 1. 下列四个图中，a、b两点电势相等、电场强度也相同的是（其中C、D图中的a、b两点位于两电荷连线的垂直平分线上，并且关于连线对称）（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．图中a、b两点不在同一等势面上，所以这两点的电势是不相等的，但这两点的场强相同，故A错错误； B．图中a、b两点在同一个等势面上，电势相等，但这两点的场强大小相等、方向不同，故B错误； C．图中a、b两点关于两等量同种电荷的连线对称，所以电势相等，两点的场强大小相等、方向不同，故C错误； D．图中，a、b两点的电势相等，而且场强的方向相同、大小相等，故D正确。 故选D 2. 如图所示，有一带电的微粒，仅在电场力的作用下沿曲线从M点运动到N点，则微粒（ ） A. 带正电，电势能减少 B. 带负电，电势能减少 C. 带正电，电势能增加 D. 带负电，电势能增加 【答案】A 【解析】 【详解】由物体做曲线运动的条件，电场力应指向轨迹的凹侧，电场力方向与电场线平行向右，与场强方向相同，所以该微粒带正电。电场力方向与运动方向夹锐角做正功，电势能减小。 故选A。 3. 静止于坐标原点O的点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离x的关系如图所示。A、B、C为x轴上等距的三点，取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是（ ） A. A、B、C三点的场强关系为： B. 电场E方向沿x轴正方向 C. AB、BC间的电势差关系为： D. 负电荷在A、B、C三点的电势能关系为： 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据点电荷场强公式 离点电荷距离越大，场强越小，即 故A错误； B．点电荷静止于坐标原点，沿x轴正方向电势逐渐降低，该点电荷带正电，由正点电荷的电场线分布可知，电场E方向沿x轴正方向，故B正确； C．根据 因为AB的平均场强大于BC间的平均场强 所以可知 故C错误； D．根据电势能定义式 负电荷在A、B、C三点的电势能关系为 故D错误。 故选B 4. 某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示。将电容器与静电计组成回路，P点为极板间的一点。可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（可动电极不会到达P点）。若极板上电荷量保持不变，则下列说法正确的是（　　） A. 风力越大，电容器电容越小 B. 风力越大，极板间电场强度越大 C. 风力越大，P点的电势越小 D. 风力越大，静电计指针张角越大 【答案】C 【解析】 【详解】AD．可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大，则板间距离越小，根据 可知电容越大，极板上电荷量保持不变，根据 可知板间电压越小，则静电计指针张角越小，AD错误； BC．根据 可知极板间电场强度保持不变，由于风力越大，P点与接地负极板的距离越小，根据 可知P点与接地负极板的电势差越小，则P点的电势越小， B错误，C正确。 故选C。 二、双选题（本题共4小题，每小题6分，每个小题有两项符合题意，全对得6分，漏选得3分，错选不得分，共24分。） 5. 如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向上滑动的过程中（ ） A. 电阻R1两端的电压增大 B. 流过R2的电流增大 C. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 D. 电压表的示数减小，电流表的示数增大 【答案】BC 【解析】 【详解】在变阻器R0的滑动端向上滑动的过程中阻值变大，则总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，电压表的示数增大，电阻R1两端的电压减小，则电阻R2两端的电压增大，流过R2的电流增大，变阻器R0的电流减小，即电流表的示数减小。 故选BC。 6. 用如图甲所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图所示的U－I图线，由图乙可知（　　） A. 电池电动势的测量值是1.40 V B. 外电路发生短路时的电流为0.40 A C. 电池内阻的测量值是3.50 Ω D. 电压表的示数为1.20 V时电流表的示数I′＝0.20 A 【答案】AD 【解析】 【详解】AC．根据闭合电路欧姆定律有 所以U－I图线的斜率的绝对值为电源内阻，纵截距为电源电动势，则 ， 故A正确，C错误； B．短路电流为 故B错误； D．根据闭合电路欧姆定律有 当电压表的示数为1.20 V时，有 故D正确。 故选AD。 7. 将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图所示，下列正确的是（　　） A. 电源的电动势为30V B. 调节电阻箱，电阻箱功率可达到50W C. 电源内阻为10Ω D. R=15Ω时电源的效率比R=10Ω时更高 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．电阻箱所消耗的功率为 由图可知，当时，电阻箱消耗的电功率最大为 故电源的电动势为 调节电阻箱，电阻箱功率最大45W，不可达到50W，电源内阻为5Ω，故A正确，BC错误； D．电源效率为 随着电阻箱的阻值的增大，电源的效率逐渐增大，故R=15Ω时电源的效率比R=10Ω时更高，故D正确。 故选AD。 8. 如图所示，长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个电荷量为+q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场，而后刚好从下板边缘射出，射出时其末速度恰与下板的夹角，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ） A. 粒子做非匀变速曲线运动 B. 粒子的末速度大小为 C. 匀强电场的场强大小为 D. 两板间的距离为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．因为在匀强电场中，电场力是恒力，因此会产生恒定的加速度，由于加速度的方向与速度方向不在同一条直线上，所以粒子做匀变速曲线运动，A错误； B．粒子离开电场时，合速度与水平方向夹角为，由速度关系得粒子的末速度大小为 故B正确； C．粒子在匀强电场中做类平抛运动，在水平方向上 在竖直方向上 且 由牛顿第二定律得 解得 方向竖直向下，C正确； D．粒子做类平抛运动，在竖直方向上 结合选项C，解得两板间的距离为 D错误。 故选BC。 三、填空、实验题（本题共4小题，每空2分，共26分，数值结论请注明单位） 9. 如图是静电场中的一组等势面分布图，M、N是其中的两点，EM、EN表示M、N两点的电场强度，φM、φN表示M、N两点的电势，则EM_________EN，φM_________φN。（均选填大于、小于、等于） 【答案】 ①. 大于 ②. 小于 【解析】 【详解】[1]等势面越密集场强越大，故 [2]根据等势面的分布情况可知 10. 如图是有两个量程的电压表的内部电路图，当使用a、b两个端点时，量程为10V；当使用a、c两个端点时，量程为100V。已知电流表的内阻Rg为50Ω，满偏电流Ig为10mA，则电阻R1为_________Ω，R2为_________Ω。 【答案】 ①. 950 ②. 9000 【解析】 【详解】[1]由欧姆定律可知，当使用a、b两个端点时 代入数据解得 [2]由欧姆定律可知，当使用a、c两个端点时 代入数据解得 11. 某同学测量粗细均匀的某种导电材料Rx的电阻率ρ，现提供以下实验器材： A．20分度的游标卡尺 B．螺旋测微器 C．电流表A（量程0.6A、内阻约为0.5Ω） D．电压表V（量程3V、内阻约为30kΩ） E．滑动变阻器R（0—5Ω，额定电流为2A） F．直流电源E（电动势为3V，内阻很小） G．导电材料Rx（长约为10cm，电阻约为10Ω） H．开关一只、导线若干。 请回答下列问题： （1）该同学分别利用游标卡尺和螺旋测微器测量导电材料的有效长度L，和导电材料的直径d，如图所示则L=_________mm，d=_________mm。 （2）该同学用多用电表欧姆挡“1”粗测电阻，如图3所示，则电阻读数为_____Ω；如果用“直流5V”档测量，则读数为___________V； （3）为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，设计合适电路，请用笔画线，将实物图连接完整______。 （4）连接好实验电路后，合上开关，记录电压表读数U和电流表读数I，结合之前测得的L和d可计算出圆柱体电阻Rx的电阻率ρ。请你写出电阻率的表达式为ρ=_________（用字母L、d、U、I表示） 【答案】（1） ①. 110.50 ②. 8.470 （2） ①. 8 ②. 3.30 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]导电材料的有效长度 [2] 导电材料直径 【小问2详解】 [1]由图可知，多用电表的读数为 [2]如果用“直流5V”档测量，由图可知读数为3.30V。 【小问3详解】 [1]要求在实验中获得较大的电压调节范围，则滑动变阻器采用分压接法，由于 则采用电流表外接法，如下图 【小问4详解】 [1]根据欧姆定律 由电阻定律 其中 联立可得 12. 在“观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。开关未闭合时，电源的路端电压，实验操作时，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，如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （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______。 【答案】（1） ①. 放电 ②. 不变 （2）430 【解析】 【小问1详解】 [1]电容器充电结束后，将电容器的两端与一个闭合的外电路接通时，电容器开始放电，而开关S改接2后，电容器与左侧形成一个闭合回路，进行的是放电过程。 [2]因为总电荷量不会因为电阻R而变化，则曲线与横坐标轴所围成的面积不变，且由于电阻变小，电路中的平均电流变大，所以放电时间将变短，曲线会有变化，但是曲线与坐标轴所围成的面积表示这一时间间隔内通过导体的总电荷量，总电荷量不变，所以曲线与坐标轴所围成的面积不变。 【小问2详解】 由电容的定义式可知，该电容器的电容 四、计算题（本题共3小题，共34分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，结果必须写出数值和单位.） 13. 如图，匀强电场的场强中，a、b两点间的距离为50cm，ab连线与电场方向的夹角为53°，若将电量为的点电荷从a点移到b点，电场力做功为。已知：sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： （1）a、b两点间的电势差为多大； （2）若a点的电势为0，则b点的电势多大，该点电荷具有的电势能为多少； （3）该匀强电场的电场强度大小？ 【答案】（1）120V （2）-120V，J （3）400V/m 【解析】 【小问1详解】 由题意可知a、b两点间的电势差为 【小问2详解】 根据电势与电势差的关系，有 因为 可得 该点电荷具有的电势能为 【小问3详解】 根据匀强电场电场强度与电势差的关系，有 14. 抗击新冠肺炎期间，欢乐送机器人为数十家医院提供了无接触配送服务。该机器人正常工作时电源电压为30V，电流为4A，在某次无接触配送服务时，机器人和承载药品的总重量为50kg，匀速行驶速度为1.0m/s，在行驶过程中受到的阻力大小为总重力0.2倍，重力加速度g取10m/s2。不计其他能量损耗，则： （1）该机器人正常工作时电源的输入功率是多大； （2）该机器人匀速运行时的输出功率是多大； （3）该机器人内部电阻的阻值是多大？ 【答案】（1）120W （2）100W （3）1.25Ω 【解析】 【小问1详解】 由题意，机器人正常工作时电源电压为30V，电流为4A，可得机器人正常工作时电源的输入功率 【小问2详解】 由题意，可得该机器人匀速运行时的输出功率 【小问3详解】 根据前面分析，可得该机器人内部电阻消耗的功率为 根据 可得该机器人内部电阻的阻值 15. 如图所示，半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧形绝缘轨道与水平绝缘轨道AB平滑连接于B点，轨道所在空间存在方向水平向右、电场强度大小的匀强电场。将质量m=0.5kg的带电体P（可视为质点）从水平轨道AB上的A点由静止释放后，P沿轨道开始运动。已知P的电荷量，P与轨道AB间的动摩擦因数，A、B两点间的距离L=6.4m，取重力加速度大小g=10m/s2。求： （1）物体P从A运动到B处时，物体电势能变化； （2）物体P运动到圆弧轨道的末端C点时速度以及在C处圆弧轨道对P的弹力大小FN； （3）物体P离开C点后运动到最高处时的速度大小？（C点上方匀强电场范围足够大） 【答案】（1）-12.8J （2）4m/s；12N （3）1.6m/s 【解析】 【小问1详解】 物体P从A运到B处时，电场力做功 物体电势能的变化 【小问2详解】 从A到C由动能定理 解得vC=4m/s 在C点时 解得FN=12N 【小问3详解】 滑块从C点抛出后，竖直方向做匀减速运动，加速度为g，水平方向做匀加速运动，则到达最高点时，， 解得vx=1.6m/s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$