广东省广州市第七十五中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷

广州市第七十五中学 2024学年第一学期高二年级第一次阶段性测试物理试卷 第I卷（共48分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．下列说法正确的是（ ） A．由可知，电场中某点的场强与所受的电场力成正比，与电荷量成反比 B．电场中某点场强方向就是电荷在该点所受电场力的方向 C．沿电场线方向电势逐渐降低 D．电场强度为零的地方，电势也为零 2．真空中有两个点电荷，它们之间的相互作用力为，若使它们的电量都加倍，同时使它们的距离减为原来的，则它们之间的相互作用力将变为（ ） A． B． C． D． 3．如图为某一点电荷产生的电场线，、、点的场强大小分别为、、，则（ ） A．该点电荷为正电荷 B．该点电荷在点的左侧 C．、两点场强相同 D．电子在点所受电场力方向向左 4．人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的点运动到点，下列说法正确的是（ ） A．点电势低于点电势 B．钠离子的电势能减小 C．钠离子的加速度变大 D．若膜电位不变，当越大时，钠离子进入细胞内的速度越大 5．如图所示，以点为圆心的圆周上有六个等分点、、、、、，等量正、负点电荷分别放置在、两点时，在圆心产生的电场强度大小为，现仅将放于点的正点电荷改放于其他等分点上，使点的电场强度改变，则下列说法正确的是（ ） A．移至点时，点的电场强度大小为，沿方向 B．移至点时，点的电场强度大小为，沿方向 C．移至点时，点的电场强度大小为，沿方向 D．移至点时，点的电场强度大小为，沿方向 6．如图是测定液面高度的电容传感器原理图。取金属芯线与导电液体为电容器的两极，电脑与传感器连接，当液面高度增大时，电脑显示电容器的电容也增大。则增大导致增大的原因是，电容器（ ） A．两极带电量增大 B．两极的间距增大 C．两极的正对面积增大 D．两极间的介电常数增大 7．如图是测量运动步数的电容式传感器工作原理图，极板固定、极板可动。人起步时，若、两极板距离增大，则（ ） A．电容器的电容变大 B．两极板间的场强变小 C．电容器的带电量变大 D．电流由经电流表流向 8．如图，，三点都在匀强电场中，已知，，，把一个电荷量的正电荷从移到，电场力的做功为零；从移到，电场力做功为，则该匀强电场的场强大小和方向是（ ）（取） A．，垂直向左 B．，垂直向右 C．，垂直斜向上 D．，垂直斜向下 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．污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极，金属圆盘置于底部，金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。点和点在同一电场线上，点和点在同一等势面上。正确的有（ ） A．点的电势比点的低 B．点的电场强度比点的大 C．污泥絮体从点移到点，电场力对其做正功 D．污泥絮体在点的电势能比其在点的大 10．如图，、、、是正方形的四个顶点，在点和点放有电荷量都为的正电荷，在点放了某个未知电荷后，恰好点的电场强度为，则放在点的电荷情况（ ） A．带正电 B．带负电 C．电量为 D．电量为 11．如图所示，高为，倾角的光滑斜面处在水平向右、场强的匀强电场中，质量为、电荷量为的带电小球沿着光滑的斜面运动，已知重力加速度为，则带电小球由斜面底端运动到斜面顶端的过程中（ ）（，） A．重力对小球做功为 B．小球的电势能减少了 C．合力对小球所做的功为 D．小球的电势能与动能之和保持不变 12．如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场，点与点的连线垂直于电场线，点与点在同一电场线上。两个完全相同的带等量正电荷的粒子，以相同大小的初速度分别从点和点沿竖直平面进入电场，重力不计。点的粒子与电场线成一定夹角进入，点的粒子垂直电场线进入，两粒子恰好都能经过点，在此过程中，下列说法正确的是（ ） A．电场力对两粒子做功不相同 B．两粒子到达点所需的时间一定不相等 C．两粒子到达点时的电势能都减小 D．两粒子到达点的速度大小可能相等 三、非选择题（本题共小6题，共56分。考生根据要求作答） 13．（12分）在“测定金属的电阻率”的实验中： （1）用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示，则金属丝的直径为__________； （2）请根据给定电路图，用连线代替导线将图中的实验器材连接起来； （3）依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合电键之前滑动变阻器滑片应置于_________（选填“”或“”）端。采用如图所示伏安法测得值比真实值偏_________（选填“大”或“小”）； （4）若通过测量可知，金属丝的长度为，直径为，通过金属丝的电流为，金属丝两端的电压为，由此可计算得出金属丝的电阻率_________；（用题目所给字母表示） （5）某同学在进行电阻测量时，需要将一块满偏电流为、阻值为的小量程电流表改装成量程为的电压表，则需要选择一个阻值为_________的电阻与这一电流表_________（选填“串”、“并”）联。 14．（4分）用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为：电池组（电动势，内阻约）、电流表（内阻约）、电压表（内阻约）、滑动变阻器（，额定电流）、开关、导线若干； （1）某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 由以上实验数据可知，他们测量是采用下图中的_________图（选填“甲”或“乙”）。 （2）左下图是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片置于变阻器的一端。请根据（1）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线； 15．（9分） （1）如图（）所示，在绝缘的光滑水平面上有、两个点电荷，带正电，带负电，电荷量都是，它们之间的距离为。为使两电荷在电场力作用下都处于静止状态，须在水平方向加一个匀强电场，则该电场的场强大小___________。（静电力常量为） () （） （） （2）如图（）所示，等边三角形的边长为，在顶点、处有等量同种点电荷、，，求在顶点处的点电荷所受的静电力大小为_____________。（静电引力常量为） （3）如图（）所示，质量为、带电荷量为的粒子，以初速度从点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中点时，速率，方向与电场的方向一致，则、两点的电势差为___________________。 16．（8分）如图所示，、、三点处在某一匀强电场中，该电场方向与、两点的连线平行，已知的长度，的长度，与间的夹角，现把带电荷量为的点电荷从点移到点，电场力做功为。求： （1）、两点间的电势差； （2）场强的大小和方向； （3）把该电荷从点移到点，电场力做的功。 17．（10分）如图所示，一带电小球的质量，用长为的细线悬挂在水平方向的匀强电场中的点，电场场强度，当细线与竖直方向夹角为时，小球恰好静止在点，求（，） （1）小球带什么电？电量是多少？ （2）若小球由竖直方向的点静止释放，运动到位置时小球的速度为多少？ 18．（13分）如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于极板、的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为，电荷量为，加速电场及偏转电场的电压分别为、，偏转电场的极板长度为，、极板间距为，在偏转电场的右侧有一挡板以及足够大的荧光屏。已知挡板与极板右端的距离为，挡板的长度为，板的小孔，板的中心均在连线的中垂线上，初始时刻电子处于极板的中心，忽略电子所受重力。 （1）求电子刚离开加速电场时的速度大小（用题中已给的物理量符号表示）； （2）求电子刚离开偏转电场时的偏转距离（用题中已给的物理量符号表示）； （3）若保持极板、的电性不变，请问调节在什么范围内可以使电子打到荧光屏上（荧光屏无限大）（用题中已给的物理量符号表示）？ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 广州市第七十五中学 2024学年第一学期高二年级第一次阶段性测试物理试卷 第I卷（共48分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．下列说法正确的是（ ） A．由可知，电场中某点的场强与所受的电场力成正比，与电荷量成反比 B．电场中某点场强方向就是电荷在该点所受电场力的方向 C．沿电场线方向电势逐渐降低 D．电场强度为零的地方，电势也为零 【答案】C 【解析】A、电场中某点的场强由电场本身决定，与电荷所受电场力和电荷所带电荷量均无关，故A错误； B、电场中某点的场强方向，就是正电荷在该点所受电场力的方向，与负电荷所受电场力的方向相反，故B错误； C、沿电场线方向，电势降低，电势降低最快的方向就是电场的方向，故C正确； D、两个等量同种电荷构成的电场中，两个同种电荷连线的中点位置电场强度为零，但是该点电势不为零，故D错误。 故选C. 2．真空中有两个点电荷，它们之间的相互作用力为，若使它们的电量都加倍，同时使它们的距离减为原来的，则它们之间的相互作用力将变为（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据库仑定律，有： 若它们的带电量都增大为原来的倍，距离变为原来的，则它们之间的相互作用力变为，故ABC错误，D正确； 故选D. 3．如图为某一点电荷产生的电场线，、、点的场强大小分别为、、，则（ ） A．该点电荷为正电荷 B．该点电荷在点的左侧 C．、两点场强相同 D．电子在点所受电场力方向向左 【答案】B 【解析】AB、根据点电荷电场线的分布情况，可以判断出此点电荷为负电荷，靠近点电荷的位置电场强度大，点电荷应在左侧，故B正确，A错误； C、电场强度为矢量，、两点场强大小相等，方向不同，故C错误； D、电子带负电受力应于电场强度方向相反，故D错误； 故选B. 4．人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的点运动到点，下列说法正确的是（ ） A．点电势低于点电势 B．钠离子的电势能减小 C．钠离子的加速度变大 D．若膜电位不变，当越大时，钠离子进入细胞内的速度越大 【答案】B 【解析】A、因为钠离子带正电，其仅在电场力作用下从图中的点运动到点，说明电场力的方向沿指向，电场线由指向，所以A点电势高于点电势，故A错误； B、因为电场力对钠离子做正功，所以其电势能减少，故B正确； C、因为膜内的电场可看作匀强电场，根据，可知钠离子的加速度不变，故C错误； D、根据动能定理，可知钠离子进入细胞内的速度与距离大小无关，又因为膜电位不变，则钠离子进入细胞内的速度大小不变，故D错误。 故选B. 5．如图所示，以点为圆心的圆周上有六个等分点、、、、、，等量正、负点电荷分别放置在、两点时，在圆心产生的电场强度大小为，现仅将放于点的正点电荷改放于其他等分点上，使点的电场强度改变，则下列说法正确的是（ ） A．移至点时，点的电场强度大小为，沿方向 B．移至点时，点的电场强度大小为，沿方向 C．移至点时，点的电场强度大小为，沿方向 D．移至点时，点的电场强度大小为，沿方向 【答案】C 【解析】AB、当正、负点电荷分别放置在、两点时，由矢量合成法则可知，正、负点电荷在点产生的电场强度大小相等，为，当把正点电荷移至点时，根据矢量合成法则，可知点的电场强度大小为，方向为和沿右下方的角平分线方向。故AB错误； CD、当把正点电荷移至点时，根据矢量合成法则，可知O点的电场强度大小为，方向为沿方向。故C正确，D错误。 故选C. 6．如图是测定液面高度的电容传感器原理图。取金属芯线与导电液体为电容器的两极，电脑与传感器连接，当液面高度增大时，电脑显示电容器的电容也增大。则增大导致增大的原因是，电容器（ ） A．两极带电量增大 B．两极的间距增大 C．两极的正对面积增大 D．两极间的介电常数增大 【答案】C 【解析】根据，当液面升高时，两极板正对面积增大，电容增大。故C正确，ABD错误。 故选C. 7．如图是测量运动步数的电容式传感器工作原理图，极板固定、极板可动。人起步时，若、两极板距离增大，则（ ） A．电容器的电容变大 B．两极板间的场强变小 C．电容器的带电量变大 D．电流由经电流表流向 【答案】B 【解析】ACD、电容器两极板间距变大，则根据，电容器的电容减小，电容器带电量减小，根据，电压不变，则电容器放电，则电流由向流过电流表，故ACD错误； B、根据，可得电压不变，电容器两极板间距变大，则电场强度变小，故B正确。 故选B. 8．如图，，三点都在匀强电场中，已知，，，把一个电荷量的正电荷从移到，电场力的做功为零；从移到，电场力做功为，则该匀强电场的场强大小和方向是（ ）（取） A．，垂直向左 B．，垂直向右 C．，垂直斜向上 D．，垂直斜向下 【答案】D 【解析】把一个正电荷从移到，电场力做功为零，可知为等势面，从移到，电场力做功为，则间的电势差为，根据沿电场线电势降低，可知匀强电场的场强方向垂直斜向下，该匀强电场的场强大小为，故D正确，ABC错误； 故选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．污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极，金属圆盘置于底部，金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。点和点在同一电场线上，点和点在同一等势面上。正确的有（ ） A．点的电势比点的低 B．点的电场强度比点的大 C．污泥絮体从点移到点，电场力对其做正功 D．污泥絮体在点的电势能比其在点的大 【答案】AC 【解析】A、沿电场线电势降低，可知，点的电势比点的低，故A正确； B、电场线分布的密集程度能够间接表示电场的强弱，点所在位置的电场线分布比点位置的稀疏一些，则点的电场强度比点的小，故B错误； C、污泥絮体经处理后带负电，根据，结合上述可知，点的电势比点的低，则有，即污泥絮体从点移到点，电场力对其做正功，故C正确； D、点和点在同一等势面上，则有，结合上述可知，污泥絮体从点移到点，电场力对其做正功，则若将污泥絮体从点移到点，电场力也对其做正功，即若将污泥絮体从点移到点，电场力也对其做负功，此过程电势能增大，则污泥絮体在点的电势能比其在点的小，故D错误。 故选AC. 10．如图，、、、是正方形的四个顶点，在点和点放有电荷量都为的正电荷，在点放了某个未知电荷后，恰好点的电场强度为，则放在点的电荷情况（ ） A．带正电 B．带负电 C．电量为 D．电量为 【答案】BD 【解析】设正方向边长，、点的电荷在点的场强均为，则、点的电荷在点的合场强为，因为点的电场强度恰好等于零，则点的点电荷在点的场强与、点的电荷在点的合场强等大反向，因此点的点电荷带负电，且点的点电荷在的电场强度大小是，解得，故AC错误，BD正确； 故选BD. 11．如图所示，高为，倾角的光滑斜面处在水平向右、场强的匀强电场中，质量为、电荷量为的带电小球沿着光滑的斜面运动，已知重力加速度为，则带电小球由斜面底端运动到斜面顶端的过程中（ ）（，） A．重力对小球做功为 B．小球的电势能减少了 C．合力对小球所做的功为 D．小球的电势能与动能之和保持不变 【答案】ABC 【解析】A、小球沿光滑斜面运动，从底端到顶端过程中，重力做功为，故A正确； B、电场力做功，则电势能减小，故B正确； C、支持力不做功，合力做功等于各力做功的代数和，则，故C正确； D、根据能量守恒知，小球电势能与动能之和减小量等于小球重力势能的增加量，可知小球电势能和动能之和在减小，故D错误； 故选ABC. 12．如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场，点与点的连线垂直于电场线，点与点在同一电场线上。两个完全相同的带等量正电荷的粒子，以相同大小的初速度分别从点和点沿竖直平面进入电场，重力不计。点的粒子与电场线成一定夹角进入，点的粒子垂直电场线进入，两粒子恰好都能经过点，在此过程中，下列说法正确的是（ ） A．电场力对两粒子做功不相同 B．两粒子到达点所需的时间一定不相等 C．两粒子到达点时的电势能都减小 D．两粒子到达点的速度大小可能相等 【答案】AB 【解析】A、由于，点与点的连线垂直于电场线，间的电势差为零，而根据沿电场线方向电势降低可知间的电势差大于零，电场力做功，可知电场力对点的粒子不做功，对点的粒子做正功，电场力对两粒子做功一定不相同，故A正确； B、两粒子到达点的垂直位移相同，初始速度不相同，且两粒子在垂直方向不受力，则到达点所需时间一定不相等，故B正确； C、根据电场力做功情况可知，点的粒子到达点时电势能不变，点的粒子到达点时电势能减少，故C错误； D、根据动能定理有，电场力对点的粒子做正功，知点的粒子到达点时的速度增大，而对点的粒子不做功，点的粒子到达点时的速度大小不变，而它们的初速度大小相等，所以两粒子达到点的速度大小不相等，故D错误； 故选AB. 三、非选择题（本题共小6题，共56分。考生根据要求作答） 13．（12分）在“测定金属的电阻率”的实验中： （1）用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示，则金属丝的直径为__________； （2）请根据给定电路图，用连线代替导线将图中的实验器材连接起来； （3）依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合电键之前滑动变阻器滑片应置于_________（选填“”或“”）端。采用如图所示伏安法测得值比真实值偏_________（选填“大”或“小”）； （4）若通过测量可知，金属丝的长度为，直径为，通过金属丝的电流为，金属丝两端的电压为，由此可计算得出金属丝的电阻率_________；（用题目所给字母表示） （5）某同学在进行电阻测量时，需要将一块满偏电流为、阻值为的小量程电流表改装成量程为的电压表，则需要选择一个阻值为_________的电阻与这一电流表_________（选填“串”、“并”）联。 【答案】（1）；（2）电路连线图见解析；（3）；小（4）（5）；串 【解析】（1）螺旋测微器的读数即金属丝的直径为 （2）根据电路图连接实物图如图所示 （3）为了保护电路，闭合电键之前滑动变阻器滑片应置于最大阻值处，即处，图中采用电流表外接法，所测电流大于流过电阻的电流，根据可知测得值比真实值偏小； （4）根据欧姆定律和电阻定律得，又，联立可得 （5）电流表改装为电压表，需要串联一个较大阻值的电阻，其阻值为 14．（4分）用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为：电池组（电动势，内阻约）、电流表（内阻约）、电压表（内阻约）、滑动变阻器（，额定电流）、开关、导线若干； （1）某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 由以上实验数据可知，他们测量是采用下图中的_________图（选填“甲”或“乙”）。 （2）左下图是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片置于变阻器的一端。请根据（1）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线； 【答案】（1）甲；（2）实物连线图见解析 【解析】（1）若滑动变阻器为限流接法，电路中最小电流值，则两端的电源最小值为，而从实验数据可知两端电压可为，故滑动变阻器应采用分压接法，故选甲图。 （2）根据甲图，实物连线图如下： 15．（9分） （1）如图（）所示，在绝缘的光滑水平面上有、两个点电荷，带正电，带负电，电荷量都是，它们之间的距离为。为使两电荷在电场力作用下都处于静止状态，须在水平方向加一个匀强电场，则该电场的场强大小___________。（静电力常量为） () （） （） （2）如图（）所示，等边三角形的边长为，在顶点、处有等量同种点电荷、，，求在顶点处的点电荷所受的静电力大小为_____________。（静电引力常量为） （3）如图（）所示，质量为、带电荷量为的粒子，以初速度从点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中点时，速率，方向与电场的方向一致，则、两点的电势差为___________________。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）对点电荷进行受力分析，当匀强电场对点电荷的作用力等于两者间的库仑力时，两电荷都可以处于静止状态，根据二力平衡，有，则该电场的场强大小 （2）正点电荷在点的受力情况如图所示： 、对的作用力大小和方向都不因其他电荷的存在而改变，仍然遵循库仑定律。对的作用力，沿的延长线方向，对的作用力，沿的延长线方向，因为，所以，则所受合力的大小，方向为与连线垂直向上； （3）粒子在竖直方向做匀减速直线运动，则有，电场力做正功，重力做负功，使粒子的动能由变为，则根据动能定理，有，解得，、两点电势差应为。 16．（8分）如图所示，、、三点处在某一匀强电场中，该电场方向与、两点的连线平行，已知的长度，的长度，与间的夹角，现把带电荷量为的点电荷从点移到点，电场力做功为。求： （1）、两点间的电势差； （2）场强的大小和方向； （3）把该电荷从点移到点，电场力做的功。 【答案】（1）；（2），方向由指向；（3） 【解析】（1）由静电力做功与电势差的关系可得 （2）该电场方向与、两点的连线平行，则场强大小为，根据沿电场方向电势降低，可知电场强度方向由指向。 （3）电场强度方向由指向，则有 则把该电荷从点移到点，电场力做的功为 17．（10分）如图所示，一带电小球的质量，用长为的细线悬挂在水平方向的匀强电场中的点，电场场强度，当细线与竖直方向夹角为时，小球恰好静止在点，求（，） （1）小球带什么电？电量是多少？ （2）若小球由竖直方向的点静止释放，运动到位置时小球的速度为多少？ 【答案】（1）小球带正电，；（2） 【解析】（1）对小球受力分析，根据受力平衡可知，小球受到的电场力水平向右，与电场方向相同，则小球带正电；根据平衡条件可得，解得 （2）若小球由竖直方向的点静止释放，运动到位置时，根据动能定理可得： ，解得运动到位置时小球的速度为 18．（13分）如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于极板、的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为，电荷量为，加速电场及偏转电场的电压分别为、，偏转电场的极板长度为，、极板间距为，在偏转电场的右侧有一挡板以及足够大的荧光屏。已知挡板与极板右端的距离为，挡板的长度为，板的小孔，板的中心均在连线的中垂线上，初始时刻电子处于极板的中心，忽略电子所受重力。 （1）求电子刚离开加速电场时的速度大小（用题中已给的物理量符号表示）； （2）求电子刚离开偏转电场时的偏转距离（用题中已给的物理量符号表示）； （3）若保持极板、的电性不变，请问调节在什么范围内可以使电子打到荧光屏上（荧光屏无限大）（用题中已给的物理量符号表示）？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）设电子刚离开加速电场时的速度为，则，解得 （2）电子从、极板的左端进入偏转电场后做类平抛运动，加速度为，运动时间为，所以偏转距离为 （3）临界情形一：电子恰好从挡板的边缘掠过，设电子在偏转电场中的偏转距离为，如图 根据类平抛运动的规律有， 根据已知条件有， 由于三角形与三角形相似，因此，即，解得 临界情形二：电子恰好从极板右端掠过，电子在偏转电场中的偏转距离为 所以要使电子能打到荧光屏上需满足条件 联立解得 学科网（北京）股份有限公司 $$