内容正文:
2025-2026学年广东省上进联考高二(上)期中考试物理试卷(11月)
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1.科学家设计了一种“量子浮萍”实验:在真空环境中,将一个带电的圆形石墨烯薄片放置在竖直向下的匀强电场中,石墨烯薄片恰好能静止悬浮。若将电场方向反向大小不变,则该石墨烯薄片将( )
A. 仍静止悬浮 B. 向下加速 C. 向上加速 D. 向右加速
2.在心电图检查中,医生将电极放在人体表面的特定位置,测量两点间的电势差,从而记录心脏电活动。假设人体表面某微小区域可视为匀强电场,沿电场线方向测得相距为2cm的两点间的电势差为。则该区域的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
3.如图,在坐标系xOy的y轴正半轴上S点固定一个带正电的点电荷,取无穷远处电势为0,则x轴上各点的电势随x变化的关系图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
4.如图为机器狗工作时的情境。若该机器狗由输出电压为20 V、容量的电池供电,若这些电能的用于工作,当工作功率为160W时,最长工作时间为( )
A. B. C. 1 h D.
5.如图,光滑的四分之一圆弧轨道水平、OB竖直固定在水平面上,处于水平向右的匀强电场中,一带电小球视为质点从B点由静止释放后沿圆弧运动到A点时,速度刚好为0,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球运动到A点时,对轨道的压力为0
B. 小球从B点运动到A点的过程中,对轨道的压力先增大后减小
C. 小球受到电场力的大小大于自身重力
D. 小球从B点运动到A点的过程中,机械能守恒
6.如图为某款装饰夜灯的内部电路图。闭合开关S,让滑动变阻器的滑片P从中间位置向n端移动,三个灯泡阻值均不变始终能够发光,则该过程中,三个灯泡的亮度变化是( )
A. 灯泡、和均变暗 B. 灯泡、和均变亮
C. 变暗,和均变亮 D. 变亮,和均变暗
7.监测大气电场强度在科学研究、灾害预警等领域具有重要意义。低空大气与地球表面可视为平行板电容器空气的相对介电常数近似取,电场分布如图所示。若该电场视为匀强电场且电场强度,地球半径,静电力常量。则地球表面带电量单位:的数量级为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本大题共3小题,共12分。
8.静电喷涂机工作时,其喷口带负电荷与被涂面板带正电荷之间静电场的电场线分布如图中实线所示。一带负电的涂料颗粒仅在电场力的作用下,从M点运动到N点,下列说法正确的是( )
A. M点的电势高于N点的电势
B. M点的电场强度大于N点的电场强度
C. 该涂料颗粒的运动轨迹可能是虚线1
D. 该涂料颗粒在M点的电势能小于在N点的电势能
9.将相同的表头分别并联不同的电阻改装成电流表、,分别串联不同的电阻改装成电压表、,校正后,按图示电路连接。已知电流表的量程比的大,电压表的量程比的大。若在电路a、b端接入稳压电源,所有电表示数均未超过量程,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数与的相等 B. 电流表的指针偏转角度比的大
C. 电压表的示数比的大 D. 电压表的指针偏转角度比的小
10.库仑定律和万有引力定律的表达式具有高度的相似性。如图,真空中,一电荷量为的点电荷固定在O点,让另一电荷量为的试探电荷先后绕O点沿圆形轨道1和椭圆轨道2运动,MN为轨道2的长轴,且M、N点到O点的距离之比为,轨道1、2共面且在M点相切,试探电荷的重力不计,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷在轨道2上从M点运动到N点的过程中,电势能增加
B. 试探电荷在M、N点受到的库仑力大小之比为
C. 试探电荷在轨道1、2的运动周期之比为
D. 试探电荷在轨道2上的M、N点线速度大小之比为
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11.某实验小组要测量一根金属丝的电阻率,已知,请回答下列问题:
实验前用多用电表粗测该金属丝的电阻,选择“”倍率的欧姆挡,欧姆调零后进行测量,多用电表的示数如图甲所示,则多用电表读数为 ,用螺旋测微器测量该金属丝的直径d,测量结果如图乙所示,则读数为 mm,用毫米刻度尺测得该金属丝的长度为L。
实验测得该金属丝的电阻值为R,则该金属丝的电阻率 用d、L、和R 表示。
12.2025年8月27日,国家发展改革委、国家能源局印发了《新型储能规模化建设专项行动方案年》的通知,该方案明确“锂离子电池储能为主,多元技术协同发展”的技术路径。某科技小组要测量一个锂电池组的电动势和内阻,用电流传感器实时采集实验数据,通过计算机拟合成直线,实验电路如图甲所示。实验室提供器材有:电流传感器2个内阻不计、滑动变阻器最大阻值、定值电阻阻值、开关S、导线若干。请回答下列问题:
实验步骤如下:①闭合开关前,滑动变阻器 R的滑片应置于最 选填“左”或“右”端;
②闭合开关S后,移动滑动变阻器 R的滑片,电流传感器1、2分别采集到的多组电流数据、,并通过计算机进行拟合。
数据处理:①当电流传感器1中电流为时,定值电阻两端的电压为
②通过计算机进行拟合得到的图像如图乙所示,若不考虑电流传感器1所在支路的电流,则该锂电池组的电动势 V,内阻 。结果均保留2位有效数字
误差分析:若考虑电流传感器1所在支路的电流,第问中测得锂电池组的电动势与真实值相比 ,内阻与真实值相比 。均选填“偏大”或“偏小”
四、计算题:本大题共3小题,共30分。
13.手持式电热丝切割刀的工作原理是:当电流通过电热丝时,电热丝的温度急剧升高,当其接触或靠近被切割材料时,材料局部被加热并熔化或升华,从而被切开,广泛应用于建筑模型、航模制作、雕塑和包装等行业。图甲为其结构简图,一根长度为的镍铬合金丝缠绕在弹性绝缘弓上,已知该镍铬合金丝的电阻率为,横截面积为,不考虑温度对电阻率的影响,求:
该镍铬合金丝的电阻值
如图乙,为了调节该镍铬合金丝的发热功率,让其和一个最大阻值为的滑动变阻器串联后再接到电动势为内阻不计的电源上,则该镍铬合金丝最小发热功率P为多少?
14.某科技小组设计了一款方形除尘盒,结构简图如图所示。除尘盒放置在水平面上,其侧面均为绝缘有机玻璃板,上板M、底板N间距为d且均为金属板,并连接到恒定电压为U的电源上,M、N之间形成匀强电场。除尘盒的上板M的中央开有小孔P,一定量的带负电粉尘颗粒从小孔P飘入除尘盒内初速度大小不计,一段时间后,被吸附到底板N上。已知每个粉尘颗粒的质量均为m、电荷量均为,不计粉尘颗粒之间的相互作用。
若不考虑粉尘颗粒的重力及空气阻力,①求粉尘颗粒加速度a的大小及运动到底板N时被吸附前的速度v的大小;
②若从小孔P飘入的粉尘颗粒共有n个,要将这些粉尘颗粒全部吸附到底板N上,则电场对粉尘颗粒做的功为多少?
若考虑粉尘颗粒的重力及空气阻力,重力加速度大小为 g,每个粉尘颗粒均视为半径为球体,运动过程受到的空气阻力大小为其中k为比例系数,r为球体半径,v为运动速率。粉尘颗粒在被底板N吸附前已达到最大速率,求。
15.在科学研究中,常用电场来控制带电粒子的运动轨迹。如图甲,真空环境中,平面直角坐标系 xOy的第一、四象限内分别存在沿y轴正、负方向的匀强电场,电场强度的大小分别为、均未知,一电子从y轴负半轴上的S点以大小为的速度沿x轴正方向射入第四象限,经电场偏转后,从x轴上的P点第一次通过x轴进入第一象限。已知电子的质量为m、电荷量为e,S点、P点的坐标分别为、,不计电子的重力。求:
第四象限内匀强电场的电场强度的大小;
该电子第二次通过x轴时的坐标;
若从电子第一次通过x轴进入第一象限时开始计时,第一象限中的电场按图乙所示的规律周期性变化,其中和,电场强度的大小均为,方向沿y轴正方向,和内撤去电场,已知,则电子第三次通过x轴的位置坐标为多少?
答案和解析
1.【答案】B
【解析】初始时,石墨烯薄片静止悬浮,受力平衡,电场方向反向后,合力向下,石墨烯薄片将向下加速,B正确。
2.【答案】D
【解析】根据电势差与电场强度的关系,,解得,D项正确。
3.【答案】A
【解析】点的点电荷带正电,取无穷远处电势为0,x轴上各点电势均大于0,C、D错误;
根据电场强度,越靠近O点,电场强度越大,图像的斜率的绝对值越大,A正确,B错误。
4.【答案】C
【解析】电池提供的电能为I,实际用于工作的能量,最长工作时间为,故C正确。
5.【答案】B
【解析】A.小球运动到A点时,速度刚好为0,小球受到电场力水平向右,对轨道的压力不为0,A项错误;
C.小球从B点运动到A点的过程中,根据动能定理,,所以小球受到电场力的大小等于自身重力,C项错误;
B.小球受电场力水平向右,重力竖直向下,等效最低点在AB弧中点,在等效最低点对轨道的压力最大,小球从B点运动到A点的过程中,对轨道的压力先增大后减小,B项正确;
D.小球从B点运动到A点的过程中,电场力做正功,机械能增加, D项错误。
故选B。
6.【答案】C
【解析】滑片P从中间位置移向n端时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,总电阻变小,总电流增大,变亮,电源内阻和组成的等效内阻两端的电压变大,并联部分两端电压变小,变暗,经过的电流变小,则经过的电流变大,变亮,C项正确。
7.【答案】A
【解析】设地球表面积为S,由,,结合,可得:,再由,
解得:,可得地球表面的电荷量的数量级为,故A正确;BCD错误。
故选A。
8.【答案】BC
【解析】点靠近负电荷,N点靠近正电荷,M点的电势低于N点的电势,由于涂料颗粒带负电,所以在M点的电势能大于在N点的电势能,故AD项错误;
B.电场线越密,电场强度越大,M点的电场强度大于N点的电场强度,故B正确;
C.带负电的涂料颗受到的电场力与电场线的切线方向相反,指向运动轨迹的凹侧,所以该涂料颗粒的运动轨迹可能是虚线1,故C正确。
故选BC。
9.【答案】AD
【解析】电流表、串联,流经电流表、电流相等,所以两表的示数相等,又因为的量程比的大,所以内部表头并联的电阻比内部表头并联的电阻小,所以流经内部表头的电流比流经内部表头的电流小,所以电流表的指针偏转角度比的小,故A正确,B错误;
电压表、并联,两端的电压相等,所以两表的示数相等,因为电压表的量程比的大,所以的总电阻比的总电阻大,所以流经的电流比流经的电流小,电压表的指针偏转角度比的小,故C错误,D正确。
故选AD。
10.【答案】AC
【解析】A.试探电荷在轨道2上从M点运动到N点的过程中,电场力做负功,动能减小,电势能增加,故A正确;
B.根据库仑力公式,,试探电荷在M、N点受到的库仑力大小之比为,故B错误;
C.试探电荷先后绕O点沿圆形轨道1和椭圆轨道2运动,设轨道1的半径为r,类比开普勒第三定律,,试探电荷在轨道1、2的运动周期之比为,故C正确;
D.类比开普勒第二定律可知,试探电荷在轨道2上,与o点的连线在相等时间内扫过的面积相等,则有,试探电荷在轨道2上的M、N点线速度大小之比为,故D错误。
故选AC。
11.【答案】;;。
【解析】解:
多用电表读数为,
螺旋测微器读数为;
根据电阻定律,解得:。
故答案为:;;。
12.【答案】①左;①;②;;偏小;偏小;
【解析】①闭合开关前,滑动变阻器R的滑片应置于最左端。
①当电流传感器1中电流为时,定值电阻两端的电压为;
②根据闭合电路欧姆定律有,即,结合图乙,,,解得,。
若考虑电流传感器1所在支路的电流,根据闭合电路欧姆定律有,即,所以,,,解得,,所以,第问中测得锂电池组的电动势和内阻与真实值相比均偏小。
13.【答案】根据电阻定律
解得
根据欧姆定律I
当时,电流最小,
该镍格合金丝最小发热功率
解得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解:①根据牛顿第二定律,,,解得,根据动能定理,,解得;
②根据电场力做功,;
若考虑粉尘颗粒的重力及空气阻力,达到最大速率时,粉尘颗粒处于平衡状态,,解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解:在第四象限,根据牛顿第二定律,,电子在第四象限做类平抛运动,沿x轴方向,,,沿y轴方向,,解得;
电子从x轴上的P点第一次通过x轴时,沿y轴方向,,解得,所以电子从x轴上的P点第一次通过x轴时,与x轴正方向的夹角为,在第一象限内,电子沿y轴正方向先做匀减速,速度减到零后反向加速,第二次回到x轴在第一象限,根据牛顿第二定律,,沿y轴方向,,沿x轴方向,,解得,电子第二次通过x轴时的坐标为;
从电子第一次通过x轴进入第一象限时开始计时,沿y轴方向,,电子向上做减速运动,根据牛顿第二定律可知,粒子在第一象限内的加速度大小仍为,在时,沿y轴方向,电子的速度大小,∽,电场强度为零,沿y轴方向,电子做匀速直线运动,∽,沿y轴方向,电子继续做匀减速运动,时,沿y轴方向,电子的速度大小,,电子沿y轴方向的分速度为0,所以沿x轴方向做匀速直线运动,根据运动的对称性,可知时,电子第二次回到x轴,之后电子以与x轴成的方向斜射入第四象限,粒子在第四象限运动时间,时间内,电子在第四象限内沿x轴的位移,从电子第一次经过x轴至第三次经过x轴,沿水平方向的位移为,此时的位置坐标为。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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