河北省石家庄市正定中学2025-2026学年高二上学期期中物理试卷

2025-2026学年河北省石家庄市正定中学高二（上）期中物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学研究方法，如控制变量法、等效法、类比法、理想模型法、微元法等等，这些方法对我们学好物理有很大帮助。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是(    ) A. 在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时，应用了控制变量法 B. 在研究电场时，常用电场线来描述真实的电场，用的是微元法 C. 在研究带电体时，满足一定条件可以把带电体看成点电荷，这利用了建立理想模型法 D. 在电路中，用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这利用了等效法 2.在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在闭合开关的情况下，某同学用多用电表直流电压挡进行检测。检测结果如表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是(    ) 测试点 A、B D、E E、F F、B 多用表示数 0 0 A. A、C间导线断路 B. D、E间导线断路 C. 灯泡断路 D. F、B间导线断路 3.如图所示，为一台冬天房里取暖用的暖风机。其内部电路可简化为加热电阻丝与电动机串联，电动机带动风叶转动，将加热后的热空气吹出。设电动机的线圈电阻为，电阻丝的电阻为，将暖风机接到额定电压为有效值的交流电源上，正常工作时，电路中的电流有效值为I，电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为、、P，则下列关系式正确的是(    ) A. B. C. D. 4.北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，当环中电子以速率v沿轨道做匀速圆周运动时形成的电流为I，已知电子电荷量为e，则环中运行的电子数目为(    ) A. B. C. D. 5.反常膨胀是某些物质在温度变化时表现出与一般物质相反的体积变化特性，即热缩冷胀。某同学利用电容器设计了一款检测材料反常膨胀情况的仪器，原理如图所示，电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺寸变化而上下移动。已知两极板间电压不变。若加热器给材料加热，材料发生了反常膨胀，下列现象会发生的是(    ) A. 电容器带电量减小 B. 电容器带电量增加 C. 电容器两极板间场强不变 D. 电容器两极板间场强增大 6.如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8V，乙电路两端的电压为调节变阻器和使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为和，两电路中消耗的总功率分别为和则下列关系中正确的是(    ) A. B. C. D. 7.一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如图所示，在该匀强电场中，有一个带电粒子于时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是(    ) A. 带电粒子只向一个方向运动 B. 内，电场力的功等于0 C. 4s末带电粒子回到原出发点 D. ，电场力做功等于0 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8.无人机已在航拍领域被广泛的应用，它利用自身携带的小型电机升空进行航拍，如图为某牌子的无人机，已知其电池容量为，电机额定工作电压为20V，无人机正常工作时电机总额定功率为300W，则下列说法正确的是(    ) A. 无人机正常工作时的电流是15A B. 电池容量中“”是能量的单位 C. 无人机的电机内阻是 D. 无人机充满电后一次工作时间约为1h 9.中国新一代粒子研究利器“超级陶粲”装置关键技术攻关项目已经启动，静电分析器是其重要的组成部分。静电分析器的两电极之间存在如图所示的静电场，该静电场中任意一点的电场方向均沿半径方向指向圆心，大小均满足为与装置有关的常数，r为该点到圆心O的距离。某次实验中一组粒子由入射口P进入静电分析器，沿轨迹Ⅰ做圆周运动，沿轨迹Ⅱ做圆周运动。下列说法正确的是(    ) A. 该电场为匀强电场 B. 粒子所受电场力小 C. 粒子的运动速度小 D. 两种粒子的动能相同 10.如图所示，竖直面内有一半径为R的圆，圆的直径AB水平，C为圆周上一点，OC与AB成角，现有一匀强电场，其电场方向在该圆所在的竖直平面内，但方向未知。一质量为m，电荷量为q的带正电粒子不计重力，从A点以大小为的速率沿各个方向射入圆形区域，又从圆周上不同点离开。其中从C点离开时粒子的动能最大。若从C点离开的粒子初速度的方向是与AB成角斜向右上方。则下列说法正确的是(    ) A. 该电场的方向一定与AB成角斜向右下方 B. 该电场强度大小为 C. 该电场强度大小为 D. 若该粒子从A点由静止释放，也能从圆上的C点离开 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11.某兴趣小组对“2B”、“2H”两种不同型号的笔芯电阻率进行测量，设计了如图1所示电路电压表右端尚未接入电路。实验器材有：电源，滑动变阻器额定电流，电压表内阻，电流表内阻未知，待测笔芯“2B”，“2H”两种型号，螺旋测微器，开关、导线若干。 使用螺旋测微器测量笔芯直径，某次测量如图2所示，该读数为          mm。 调节滑动变阻器滑片到合适位置，闭合开关S，电压表右端先后连接“1”、“2”端点后，观察到电压表示数变化比电流表变化更明显，则测量笔芯电阻时电压表右端应连接          点选填“1”或“2”。 实验室选用的两种笔芯长度和直径均相同，正确连接电路后，测得两种型号笔芯的图像如图3所示，则“2B”型号笔芯的电阻          保留三位有效数字；则导电性能“2B”笔芯          选填“优于”或“劣于”“2H”笔芯。 12.在测定某金属电阻率的实验中，待测金属丝是均匀材料制成、横截面为圆形的金属丝，其直径为d，长度为L；均已测定。若待测电阻丝的电阻约为，要求测量结果尽量准确，测量范围尽量宽阔，备有以下器材： A.电池组、内阻不计 B.安培表、内阻约为 C.安培表、内阻约为 D.电压表、内阻约为 E.电压表、内阻约为 F.滑动变阻器、允许最大电流 G.滑动变阻器、允许最大电流 H.开关、导线 上述器材中：安培表应选用的是______；电压表应选用的是______；滑动变阻器应选用的是______；只填写器材前的字母代号 请在方框中画出你设计的实验电路图； 根据所设计的电路得到一组I、U值作出的图像斜率为k，则该圆柱材料电阻率的表达式为______用d、L、k表示。 四、计算题：本大题共3小题，共36分。 13.如图所示，水平绝缘轨道AB长，离地高，A、B间存在竖直向上的匀强电场。一质量、电荷量的小滑块，从轨道上的A点以的初速度向右滑动，从B点离开电场后，落在地面上的C点。已知C、B间的水平距离，滑块与轨道间的动摩擦因数，重力加速度，不计空气阻力及滑块体积。求： 滑块离开B点时速度的大小； 滑块在AB段运动的加速度大小； 匀强电场的场强E的大小。 14.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为，内阻为，电流表内阻不计，电动机的线圈电阻为。车灯接通电动机未启动时，电流表示数为；电动机启动的瞬间，电流表示数达到。设车灯电阻不变，求： 电动机未启动时车灯的功率； 电动机启动时车灯的功率； 电动机启动时电动机的输出功率。 15.在“质子疗法”中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死细胞。如图所示，质量为m、电荷量为q的质子从极板A处由静止加速，通过极板中间的小孔以射出，然后从坐标系xOy中的B点平行于x坐标轴进入yOP区域，该区域充满沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，OP与x轴夹角。质子在电场中偏转垂直击中边界OP的C点图中未标出，再经过POx区域打到x轴上D点图中未标出。取质子比荷为，，不计重力作用。求： 极板间的加速电压U； 、C两点电势差； 点横坐标。 答案和解析 1.【答案】B  【解析】解：A、在研究多个量之间的关系时，常常要控制某些物理量不变，即控制变量。在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时应用了控制变量法，故A正确。 B、在研究电场时，常用人为假设的电场线来描述真实的电场，这用的是理想模型法，故B错误。 C、在研究带电体时满足一定条件可以把带电体当作点电荷，这利用了建立理想模型法，故C正确。 D、在电路中，可以用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这利用了等效法，故D正确。 本题选择不正确的， 故选：B。 在研究多个量之间的关系时，常常要控制某些物理量不变，即控制变量． 在研究电场时，常用人为假设的电场线来描述真实的电场，这用的是理想模型法． 点电荷是实际物体在一定条件下的科学抽象，是采用了建立理想化的物理模型的方法； 在电路中，用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这利用了等效法． 在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习． 2.【答案】C  【解析】A、若A、C间导线断路，电路中没有电流，则E、F间测得的电压应为0，与题不符，故A错误。 B、若D、E间导线断路，电路中没有电流，D点的电势与A点的电势相等，E点的电势与B点的电势相等，则D、E测得的电压应为，与题不符，故B错误。 C、若灯泡断路，电路中没有电流。当闭合开关时，发现灯泡不发光，电路中无电流，E点的电势与A点的电势相等，F点的电势与B点的电势相等，则E、F测得的电压为，与题相符，故C正确。 D、若F、B间导线断路，电路中没有电流，则E、F间测得的电压应为0，与题意不符，故D错误。 故选C。 用多用电表直流电压挡进行检测时，若多用电表示数为0，该段电路完好；若多用电表示数为，该段电路断路，由此来判断具体故障所在位置。 对于电路故障分析问题，要知道电路中没有电流时，存在断路故障，某段电路完好时测出的电压为零，故障发生在测得的电压等于电源电动势的那部分电压。 3.【答案】C  【解析】解：A、电动两端的电压为：，电动机消耗的电功率分别为：，故A错误； B、电阻丝是纯电阻，所以消耗的电功率：，故B错误； C、电吹风机消耗的电功率P是总的功率，总功率的大小为，故C正确； D、因为电动机是非纯组，所以暖风机消耗的电功率：，故D错误。 故选：C。 对于纯电阻电路消耗电能全部用来发热电功率的计算用，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的，即。 在计算电功率的公式中，总功率用来计算，发热的功率用来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的。 4.【答案】B  【解析】【分析】 先计算电子运动的周期，再根据电流的定义式列式联立求解。 本题以北京正负电子对撞机为背景，考查了电流强度的定义式在实际问题中的应用，要求学生熟练掌握电流表达式的推导。 【解答】 电子以速率v沿轨道做匀速圆周运动，则电子运动的周期为：，根据电流强度的定义，可得等效电流为：，联立解得环中运行的电子数目为：，故B正确，A、C、D错误。 故选B。 5.【答案】A  【解析】解：材料发生反常膨胀，发生收缩，电容器两极板之间的距离增大，根据电容决定式可知，电容减小，电容器两极板的电压保持不变， 则电量减小，故A正确，B错误； 电容器两极板的电压保持不变，距离增大，根据场强与电压的关系可知，场强减小，故CD错误。 故选：A。 根据电容决定式分析电容变化，根据电容定义式分析电荷量变化，根据分析场强变化。 本题考查了电容器，熟练运用电容器的表达式和决定式，结合电路的结构分析是解决此类问题的关键。 6.【答案】D  【解析】【分析】 设灯泡的额定电流为，额定电压为，求解出变阻器消耗的功率和电路中消耗的总功率表达式进行讨论。 此题是一道欧姆定律和电功率的综合分析题，必须熟练掌握串并联电路的特点才能分析，属于中档题。 【解答】 设灯泡的额定电流为，额定电压为，则，，故，故C错误，D正确； 设灯泡的额定电流为，额定电压为，则，，故，故A错误，B错误； 故选：D。 7.【答案】D  【解析】解：A、由牛顿第二定律可知，带电粒子在第 1s 内的加速度为 ，第 2s 内加速度 ，则 ， 因此先加速 1s 再减速度 时 速度为零，接下来的  将反向加速，v--t 图象如图所示，由对称关系可得，反向加速的距离使带电粒子刚回到减速开始的点，故A 错误； B、 内，带电粒子的初速度为零，但末速度不为零，由动能定理可知电场力所做的功不为零，故 B 错误； C、由 v--t 图象中图线与坐标轴围成的图形的面积为物体的位移，由对称可以看出，前 4s 内的位移不为零，所以带电粒子不会回到原出发点，故C 错误； D、 内，速度的变化为零，则电场力的功为 0，故D正确。 故选：D。 由牛顿第二定律分析两过程中的加速度大小，从而明确运动过程作出图象，从而分析运动情况，再根据动能定理确定电场力做功情况。 带电粒子在交变电场中的运动，是对“力和运动”知识点深化性考查的重要信息载体，该问题主要围绕“受力分析、依据受力和运动的初始条件判断带电粒子的运动状态、多方物理过程的分析和临界条件”等能力点考查学生的学科思维能力，方法上主要采用“牛顿运动定律”和“功能思想”。 8.【答案】AD  【解析】解：根据，得电流，故A正确； B.由电荷量的表达式可知，题中“”是电荷量的单位，不是能量的单位，故B错误； C.根据，有，由于电机不是纯电阻电路，可知无人机的总电阻一定小于，故C错误； D.，无人机充满电后一次工作时间，故D正确。 故选：AD。 根据功率公式、电荷量单位和欧姆定律、电流强度定义式，非纯电阻电路知识列式进行分析解答。 考查闭合电路的欧姆定律和功率计算，理解纯电阻电路和非纯电阻电路的特点，属于中等难度考题。 9.【答案】BCD  【解析】A.匀强电场的电场线是间距相等的平行线，则该电场不是匀强电场，故A错误； B.由题知，两粒子的电荷量相同，设为q，则电场力大小为：，由题图知，沿轨迹Ⅰ做圆周运动，则r更大，所受电场力更小，故B正确； 根据牛顿第二定律，由电场力提供向心力有：，解得粒子运动速度为：，动能为：，因为两粒子的电荷量相同，则两粒子的动能相同，又因为粒子的质量m更大，则其速度更小，故C、D正确。 故选BCD。 10.【答案】AC  【解析】解：A、所有微粒以相同动能射入圆面，射出时动能最大，即动能变化量最大，根据动能定理可知合外力做功最大。电场强度为E时，在C点射出的微粒动能最大，表明微粒所受合外力与圆上C点切线垂直且指向C，故电场方向必与AB成角斜向右下方，故A正确； BC、建立沿电场方向和垂直电场方向的坐标系，从C点离开的粒子沿x方向做匀加速直线运动，沿y方向做匀速直线运动。设圆半径为R，则，。由几何关系得，，联立解得。由得，故B错误、C正确； D、若粒子从A点静止释放，将沿电场力方向做匀加速直线运动，不可能从C点离开圆面，故D错误。 故选：AC。 题目中粒子从A点以初速度射入圆形区域，从C点离开时动能最大，说明电场力做功最多。电场方向应与粒子运动方向在C点处形成最大夹角，使得电场力沿位移方向分量最大。根据几何关系和动能定理，电场方向应与AB成斜向右下方，电场强度大小可通过粒子运动分解为沿电场方向和垂直电场方向的运动来求解。粒子若从A点静止释放，将沿电场力方向直线运动，不会沿圆周运动到C点。 本题综合考查带电粒子在匀强电场中的运动分析，涉及动能定理、运动分解及几何关系的综合应用。题目通过粒子从不同方向射入圆形区域的运动情景，巧妙考查学生对电场方向判断、运动分解计算及能量转化关系的理解。计算量适中，需要学生准确建立坐标系并运用几何关系求解加速度，体现了对物理建模能力和数学运算能力的双重考查。其中电场方向的判定是解题关键，需结合动能最大条件分析合外力方向，而选项D则检验学生对初速度条件影响运动轨迹的深刻理解。题目难度中等偏上，能有效区分学生对电场中粒子运动规律的掌握程度。 11.【答案】； 1； 优于   【解析】螺旋测微器的读数为； 观察到电压表示数变化比电流表变化更明显，说明电流表分压效果强，为减小误差，电压表右端应连接“1”点； 由图3可得电阻； 图像某点与原点连线的斜率倒数等于该点的电阻大小，由图可知2B笔芯对应的图线斜率大，电阻小，故导电性能“2B”笔芯优于“2H”笔芯。 故答案为：；；，优于。 螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度的读数之和； 根据电压表示数变化与电流表示数变化情况判断； 根据欧姆定律计算；根据图像某点与原点连线的斜率倒数等于该点的电阻大小判断。 本题关键掌握测量笔芯电阻率的实验原理、利用图像处理问题的方法和螺旋测微器的读数方法。 12.【答案】  如图所示：    【解析】解：电源电动势为10V，则电路中的最大电流不超过，可知安培表应选用的是C：电压表应选用的是D；要求测量范围尽量广阔，滑动变阻器要接成分压电路，选择的滑动变阻器有可能会超最大电流烧掉仪器，故应选用阻值的F。 因电压表内阻远大于待测电阻，可知要采用电流表外接电路；要使得测量范围尽量宽阔，则滑动变阻器用分压电路。如图所示； 根据，可得该圆柱材料电阻率的表达式为 故答案为：，D，F；如图所示： 根据实验原理和要求选择实验器材，电表选择时量程不能太大； 根据电流表和电压表内阻确定电流表接法，滑动变阻器采用分压式接法调节范围较大； 根据电阻定律和欧姆定律联合图像的斜率求电阻率表达式。 本题考查了实验注意事项、设计电路图、实验误差分析、求电阻率，通过电表的电流范围一般要求大于量程，设计电路时注意滑动变阻器和电流表接法，实验误差主要来源于电表的分流或分压作用。 13.【答案】滑块离开B点时速度的大小为  滑块在AB段运动的加速度大小为  匀强电场的场强E的大小为  【解析】解：滑块从B到C过程中，有 解得 滑块在AB段运动，由运动学公式，有 得 小滑块在电场中运动时，受力如图所示 由牛顿第二定律得 解得 答：滑块离开B点时速度的大小为； 滑块在AB段运动的加速度大小为； 匀强电场的场强E的大小为。 滑块从B到C做平抛运动，根据平抛运动公式求出B点的速度； 根据运动学公式求滑块在AB段运动的加速度大小； 根据牛顿第二定律求出电场强度E的大小。 本题为力和运动的综合考查，关键是知道物体的运动过程以及熟练使用公式。 14.【答案】电动机未启动时车灯的功率为48W  电动机启动时车灯的功率为27W  电动机启动时电动机的输出功率为  【解析】解：电机未启动时，根据闭合电路欧姆定律有，所以车灯的功率； 电动机启动的瞬间，根据闭合电路欧姆定律有，根据欧姆定律可知车灯电阻，所以通过灯泡电流，则功率为； 根据并联电路电流规律有，所以电动机的输出功率。 答：电动机未启动时车灯的功率为48W； 电动机启动时车灯的功率为27W； 电动机启动时电动机的输出功率为。 根据闭合电路的欧姆定律和功率公式列式进行分析解答； 根据闭合电路的欧姆定律和电阻定律以及功率公式列式进行分析解答； 根据并联电路的特点和电动机的输出功率公式列式进行分析解答。 考查闭合电路的欧姆定律和欧姆定律应用，理解非纯电阻电路功率计算，属于中等难度考题。 15.【答案】极板间的加速电压为  、C两点电势差为  点横坐标为  【解析】解：质子在极板间加速，由动能定理得： 解得： 质子在电场中偏转垂直击中边界OP的C点，如图 则质子到达C点时的速度为： 解得： 质子从B点到C点由动能定理得： 解得： 质子在电场中运动到达OP上的C点时间为t，竖直方向速度为，水平位移为x，竖直位移为y，加速度为a。 动学公式有；； 则； 解得：， 解得 故横坐标是 答：极板间的加速电压为； 、C两点电势差为；； 点横坐标为。 由动能定理，即可计算电压值； 由粒子垂直击中边界OP，可计算其末速度，结合动能定理，可计算BC两点间的电势差； 根据运动学公式求D点横坐标。 本题考查带电粒子在电场中的运动，在计算BC间电压时，无需分析粒子在电场中的分运动，用几何关系得到末速度，再用动能定理即可计算电势差。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $