精品解析:福建省泉州市晋江市第一中学2025-2026学年高二上学期第一阶段考试物理试题
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内容正文:
晋江一中2025年秋季高二年第一阶段考试
物理试题
(满分100分,考试时间:75分钟)
一、单项选择题: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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法是某同学对电学中相关概念及公式的理解,其中正确的是( )
A. 电场强度公式中,U、d分别是电场中任意两点间的电势差和距离
B. 根据电容的定义式,电容器极板上的电荷量每增加1C,电压就增加1V
C. 根据电场力做功的计算式,一个电子在1V的电压下加速,电场力做功为1eV
D. 电场线就是正电荷只在电场力的作用下运动的轨迹
2. 两条长度相同、由同种材料制成的均匀电阻丝a、b,其伏安特性曲线分别如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电阻丝a的直径是 b直径的0.3 倍
B. 将a、b并联后, 其图线位于a、b之间
C. 将a、b串联后接入电路, a、b两端电压之比为
D. 将a、 b并联后接入电路,通过a、 b的电流之比为2.5
3. 如图所示,两个可视为质点的带同种电荷的小球a和b,放置在一个光滑绝缘半球面内,已知小球a和b的质量分别为m1、m2,电荷量分别为q1、q2,两球处于平衡状态时α<β.则以下判断正确的是
A. m1>m2 B. m1<m2
C. q1>q2 D. q1<q2
4. 某种静电分析器简化图如图所示,在两条半圆形圆弧板组成的管道中加上径向电场。现将一电子a自A点垂直电场射出,恰好做圆周运动,运动轨迹为ABC,半径为r。另一电子b自A点垂直电场射出,轨迹为弧APQ,其中PBO共线,已知BP电势差为U,,a粒子入射动能为Ek,则( )
A. B点的电场强度
B. P点场强大于C点场强
C. b粒子在P点动能小于Q点动能
D. b粒子全程克服电场力做功小于2eU
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。
5. 如图所示,虚线a、b、c是电场中的等差等势面,实线为质子仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知( )
A. 三个等势面中,c的电势最高
B. P点的电场强度大于Q点的电场强度
C. 质子一定从P运动到Q
D. 质子通过P点时的电势能比Q点大
6. 图为一直流电动机工作时的电路原理图。已知,电动机内电阻,电阻。用它以的速度竖直向上匀速提升某重物时,理想电压表示数,重力加速度g取。不计一切阻力,则提升过程中( )
A. 流经电动机的电流为 B. 输入电动机的电功率为
C. 电动机输出的机械功率为 D. 重物的质量为
7. 如图所示,平行板电容器 A、B 间有一带电油滴 P 正好静止在极板正中间,现将 B 板向下移动一点,其它条件不变,则( )
A. 油滴将向下加速,电流计中电流由 b 流向 a
B. 油滴将向下加速,电流计中电流由 a 流向 b
C. 油滴运动的过程中电势能将增大
D. 油滴运动的过程中电势能将减少
8. 如图甲所示,在与竖直平面平行的匀强电场中,有一质量为、带电量为的小球何视为质点)。小球在长为的绝缘轻绳牵引下,绕其悬点在竖直面内沿逆时针方向做完整的圆周运动。直径竖直,直径水平。从点开始,小球的电势能与转过的角度的关系如图乙所示,已知重力加速度,则( )
A. 该电场的电场强度大小为
B. CA两点的电势差
C. 轻绳在D、B两点拉力的差值为
D. 轻绳在D、B两点拉力的差值为
三、非选择题:共60分,其中9、10、11题为填空题,12、13题为实验题,14、15、16题为计算题。
9. “场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O,玻璃泡内壁有一层均匀导电膜:在钨针和导电膜间加上高电压后,玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场,如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点,abc是一段以O为圆心的圆弧,d为ob的中点。a、d两点场强大小分别为Ea、Ed,o、a、c、d四点电势分别为φo、φa、φc、φd,则φa_________φd;φa_________φc,(φo-φa)_________2(φo-φd)。(填“大于”“等于”或“小于”)
10. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为2V、8V、14V。由此可知,坐标原点的电势为___________V;该匀强电场的电场强度大小为___________V/m。
11. 如图所示,某同学组装一个多用电表,微安表头(量程100μA,内阻900Ω),电阻箱(阻值范围0~999.9Ω),电阻箱(阻值范围0~99999.9Ω),组装好的多用电表有oa间电流1mA和ob间电压3V两挡,则电阻箱的阻值应取___________Ω,___________Ω。(保留到个位)
12. 某同学用螺旋测微器测量某圆柱体的直径,由图可知直径是___________mm,用游标卡尺测量圆柱体的长度,由图可知长度是___________mm。
13. 为了测量某一金属丝的阻值(约为8Ω),实验室备有以下实验器材:
A.电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表V(量程15V,内阻约为75kΩ)
C.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω)
D.电流表A(量程3A,内阻约为0.2Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
G.电源(电动势约为3V,内阻不计)
H.开关S,导线若干
(1)为了测量多组实验数据,电压表应选用___________,电流表应选用___________,滑动变阻器应选用___________(均填前面的字母)。
(2)请在方框内设计最合理的电路图,并完成图中的实物连线。
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会___________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是___________。(“电压表的分流作用”或“电流表的分压作用”)
14. 如图所示,同一竖直平面内,有两根光滑绝缘杆OA和OB,与竖直线的夹角均为,两杆上均套有能自由滑动的导体小球,两球的质量均为,带电量均为,且静止于同一竖直高度处,,问:
(1)两球相距多远?
(2)OC为AB中垂线,OC线上何处电场强度最小?最小场强是多少?
15. 如图所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点,固定电荷量为+Q的点电荷。一质量为m 、电荷量为+q的物块(可视为质点),从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动,当运动到P点正下方B点时速度为v。已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零),PA连线与水平轨道的夹角为60°。静电常数为k,重力加速度为g,试求:
(1)物块在A点时受到轨道的支持力大小;
(2)点电荷+Q产生的电场在B点的电势;
(3)物块能获得的最大速度。
16. 如图甲所示,质量为、电荷量为的粒子从静止开始经加速电压加速后,在水平方向沿垂直进入偏转电场。已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为,两极板间距为,为两极板的中线,是竖直放置的足够大荧光屏,且屏与极板右边缘的距离为。不考虑电场边缘效应,不计粒子重力。
(1)求粒子进入偏转电场时的速度的大小;
(2)若在偏转电场两板间加恒定电压,粒子经过偏转电场后正好打中屏上的点,点与极板在同一水平线上,求偏转电场所加电压;
(3)若偏转电场两板间的电压按如图乙所示周期性变化,要使粒子经加速电场后在时刻进入偏转电场后水平击中点,试确定偏转电场电压以及周期分别应该满足的条件。
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晋江一中2025年秋季高二年第一阶段考试
物理试题
(满分100分,考试时间:75分钟)
一、单项选择题: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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法是某同学对电学中相关概念及公式的理解,其中正确的是( )
A. 电场强度公式中,U、d分别是电场中任意两点间的电势差和距离
B. 根据电容的定义式,电容器极板上的电荷量每增加1C,电压就增加1V
C. 根据电场力做功的计算式,一个电子在1V的电压下加速,电场力做功为1eV
D. 电场线就是正电荷只在电场力的作用下运动的轨迹
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场强度公式仅适用于匀强电场,其中为两点沿电场线方向的距离,不一定是两点的距离,为两点间的电势差,故A错误;
B.根据电容的定义式,可得,由于电容不一定等于,则电容器极板上的电荷量每增加1C,电压不一定增加1V,故B错误;
C.根据电场力做功的计算式,一个电子在1V的电压下加速,电场力做功为1eV,故C正确;
D.电场线是人为引入的虚拟曲线,用于描述电场方向;电荷运动轨迹由初速度和受力共同决定,不一定与电场线重合,故D错误。
故选C。
2. 两条长度相同、由同种材料制成的均匀电阻丝a、b,其伏安特性曲线分别如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电阻丝a的直径是 b直径的0.3 倍
B. 将a、b并联后, 其图线位于a、b之间
C. 将a、b串联后接入电路, a、b两端电压之比为
D. 将a、 b并联后接入电路,通过a、 b的电流之比为2.5
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图线的斜率表示电阻的倒数,可得电阻之比为
根据电阻定律
其中
由于长度相同,材料相同,可得电阻丝a的直径与b直径之比为
故A错误;
B.由上可知
将a、b并联后,其并联电阻小于Rb,所以图线的斜率最大,其位于b的左侧,故B错误;
C.将a、b串联后接入电路,根据串联电流相等,则电阻两端的电压与电阻成正比,所以有
即a两端电压是b两端电压的,故C正确;
D.将a、b并联后接入电路,根据并联电压相等,则通过a、b的电流大小与电阻成反比,通过a、b的电流之比为
故D错误。
故选C。
3. 如图所示,两个可视为质点的带同种电荷的小球a和b,放置在一个光滑绝缘半球面内,已知小球a和b的质量分别为m1、m2,电荷量分别为q1、q2,两球处于平衡状态时α<β.则以下判断正确的是
A. m1>m2 B. m1<m2
C. q1>q2 D. q1<q2
【答案】A
【解析】
【分析】根据两小球处于平衡状态,通过对两个小球进行受力分析,借助于几何关系可以解决问题。
【详解】A和B小球受力分析如图,ab两个小球所在的位置分别为AB,连接AB,过O点,竖直向下划线,交AB于点C。
,故
对小球A:
对小球B:
可推导出:,故选A。
【点睛】ab两个小球之间的库仑力是受力分析的“桥梁”,借助于三角形相似可以解决多物体三力平衡问题
4. 某种静电分析器简化图如图所示,在两条半圆形圆弧板组成的管道中加上径向电场。现将一电子a自A点垂直电场射出,恰好做圆周运动,运动轨迹为ABC,半径为r。另一电子b自A点垂直电场射出,轨迹为弧APQ,其中PBO共线,已知BP电势差为U,,a粒子入射动能为Ek,则( )
A. B点的电场强度
B. P点场强大于C点场强
C. b粒子在P点动能小于Q点动能
D. b粒子全程克服电场力做功小于2eU
【答案】D
【解析】
【详解】A.a粒子入射动能为Ek,根据动能的表达式有
粒子恰好做圆周运动,则有
联立解得,故A错误;
B.由图可知,P点电场线密度较稀疏,则P点场强小于C点场强,故B错误;
C.已知,因为BC在同一等势线上,且沿电场方向电势降低,则Q点电势小于P点电势,电子在电势低处电势能大,则b粒子在Q点电势能大,根据能量守恒可知,b粒子在Q点动能较小,故C错误;
D.由电场线密度分布情况可知,沿径向向外电场强度减小,则BP之间平均电场强度大小大于CQ之间的平均电场强度大小,根据,则,则b粒子全程克服电场力做功,故D正确。
故选D。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。
5. 如图所示,虚线a、b、c是电场中的等差等势面,实线为质子仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知( )
A. 三个等势面中,c的电势最高
B. P点的电场强度大于Q点的电场强度
C. 质子一定从P运动到Q
D. 质子通过P点时的电势能比Q点大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由质子的轨迹偏转方向可知,质子所受静电力的方向为垂直于虚线向下,电场强度方向为垂直于虚线向下,三个等势面中,c的电势最低,A错误;
B.根据等势面越密电场强度越大,P点的电场强度大于Q点的电场强度,B正确;
C.质子不一定从P运动到Q,也可能从Q运动到P,C错误;
D.如质子从P到Q,那么静电力做正功,电势能减小,所以质子通过P点时的电势能比Q点大,如质子从Q到P,那么静电力做负功,电势能增大,还是通过P点时电势能大,D正确。
故选BD。
6. 图为一直流电动机工作时的电路原理图。已知,电动机内电阻,电阻。用它以的速度竖直向上匀速提升某重物时,理想电压表示数,重力加速度g取。不计一切阻力,则提升过程中( )
A. 流经电动机的电流为 B. 输入电动机的电功率为
C. 电动机输出的机械功率为 D. 重物的质量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据欧姆定律,有
故A错误;
B.输入电动机的电功率为
故B正确;
C.电动机输出的机械功率为
又
解得
故C错误;
D.设提升重物时的质量为m,则有
解得
故D正确。
故选BD。
7. 如图所示,平行板电容器 A、B 间有一带电油滴 P 正好静止在极板正中间,现将 B 板向下移动一点,其它条件不变,则( )
A. 油滴将向下加速,电流计中电流由 b 流向 a
B. 油滴将向下加速,电流计中电流由 a 流向 b
C. 油滴运动的过程中电势能将增大
D. 油滴运动的过程中电势能将减少
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.d增大,根据知,电容减小,根据Q=CU知,电容器所带的电荷量减小,电流计中有a流向b的电流,故B正确,A错误;
CD.电容器两端的电势差不变,将B极板向下移动到虚线位置,d增大,电场强度减小,电场力减小,开始电场力和重力平衡,则油滴向下运动,电场力做负功,则电势能变大,故C正确,D错误;
故选BC。
8. 如图甲所示,在与竖直平面平行的匀强电场中,有一质量为、带电量为的小球何视为质点)。小球在长为的绝缘轻绳牵引下,绕其悬点在竖直面内沿逆时针方向做完整的圆周运动。直径竖直,直径水平。从点开始,小球的电势能与转过的角度的关系如图乙所示,已知重力加速度,则( )
A. 该电场的电场强度大小为
B. CA两点的电势差
C. 轻绳在D、B两点拉力的差值为
D. 轻绳在D、B两点拉力的差值为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图像可知和时的电势能相同,故电势相等,连线为等势线,电场线与等势线垂直,由此可以判断电场强度的方向如图所示,不沿方向;
电荷在电场中运动最大的电势差为
根据
可得,故A错误;
B. 根据
可得CA两点的电势差,故B正确;
CD.如图所示:
小球在B点受力分析可知
小球在D点受力分析可知
小球从B点到D点的过程中,由动能定理
可得,故D正确,C错误。
故选BD。
三、非选择题:共60分,其中9、10、11题为填空题,12、13题为实验题,14、15、16题为计算题。
9. “场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O,玻璃泡内壁有一层均匀导电膜:在钨针和导电膜间加上高电压后,玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场,如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点,abc是一段以O为圆心的圆弧,d为ob的中点。a、d两点场强大小分别为Ea、Ed,o、a、c、d四点电势分别为φo、φa、φc、φd,则φa_________φd;φa_________φc,(φo-φa)_________2(φo-φd)。(填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】 ①. 小于 ②. 等于 ③. 小于
【解析】
【详解】[1]由于沿着电场线方向电势逐渐降低,可知
φa < φd
[2][3]由题知,在钨针和导电膜间加上高电压后,玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场,则根据点电荷形成的电场的电势分布可知
φa = φc
且越靠近O场强越强,则od部分的场强均大于db部分的场强,则根据U = Ed,结合微元法可定性判别出
φo-φb < 2(φo-φd)
而
φa = φb
则
φo-φa < 2(φo-φd)
10. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为2V、8V、14V。由此可知,坐标原点的电势为___________V;该匀强电场的电场强度大小为___________V/m。
【答案】 ①. 8 ②.
【解析】
【详解】[1]匀强电场的方向平行于xOy平面,由于与平行且相等,则有
即
解得坐标原点的电势为
[2]该匀强电场沿轴方向的分场强大小为
沿轴方向的分场强大小为
则该匀强电场的电场强度大小为
11. 如图所示,某同学组装一个多用电表,微安表头(量程100μA,内阻900Ω),电阻箱(阻值范围0~999.9Ω),电阻箱(阻值范围0~99999.9Ω),组装好的多用电表有oa间电流1mA和ob间电压3V两挡,则电阻箱的阻值应取___________Ω,___________Ω。(保留到个位)
【答案】 ①. 100 ②. 2910
【解析】
【详解】[1]根据题意有oa间电流1mA,则有
可得
[2] ob间电压3V,则有
解得
12. 某同学用螺旋测微器测量某圆柱体的直径,由图可知直径是___________mm,用游标卡尺测量圆柱体的长度,由图可知长度是___________mm。
【答案】 ①. 8.980 ②. 14.50
【解析】
【详解】[1]螺旋测微器的精确值为,由题图可知圆柱体的直径为
[2]20分度游标卡尺的精确值为,由题图可知圆柱体的长度为
13. 为了测量某一金属丝的阻值(约为8Ω),实验室备有以下实验器材:
A.电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表V(量程15V,内阻约为75kΩ)
C.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω)
D.电流表A(量程3A,内阻约为0.2Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
G.电源(电动势约为3V,内阻不计)
H.开关S,导线若干
(1)为了测量多组实验数据,电压表应选用___________,电流表应选用___________,滑动变阻器应选用___________(均填前面的字母)。
(2)请在方框内设计最合理的电路图,并完成图中的实物连线。
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会___________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是___________。(“电压表的分流作用”或“电流表的分压作用”)
【答案】(1) ①. A ②. C ③. E
(2), (3) ①. 小于 ②. 电压表的分流作用
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]由于电源电动势约为3V,所以电压表应选用A;待测金属丝的阻值约为8Ω,则有
则电流表应选用C;为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选用阻值较小的E。
【小问2详解】
由于滑动变阻器选择(0~5Ω,0.6A),若滑动变阻器采用分压接法,则外电阻阻值小于,则有
可知滑动变阻器不安全,所以滑动变阻器应采用限流接法;由
可知电流表应采用外接法,则电路图如图所示
根据电路图,完整的实物连线如图所示
【小问3详解】
[1][2]电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,使得电流表的示数大于通过待测电阻的电流,根据欧姆定律可知,待测电阻测量值会小于其真实值。
14. 如图所示,同一竖直平面内,有两根光滑绝缘杆OA和OB,与竖直线的夹角均为,两杆上均套有能自由滑动的导体小球,两球的质量均为,带电量均为,且静止于同一竖直高度处,,问:
(1)两球相距多远?
(2)OC为AB中垂线,OC线上何处电场强度最小?最小场强是多少?
【答案】(1)
(2),最小场强为零
【解析】
【小问1详解】
设平衡时两球相距L,对其中一个小球为对象,由平衡条件可得
由库仑定律可得
联立解得
【小问2详解】
经分析可知在OC与AB的交点,即AB的中点处场强最小,设该点到O点的距离为,根据几何关系可知
且最小场强为零。
15. 如图所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点,固定电荷量为+Q的点电荷。一质量为m 、电荷量为+q的物块(可视为质点),从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动,当运动到P点正下方B点时速度为v。已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零),PA连线与水平轨道的夹角为60°。静电常数为k,重力加速度为g,试求:
(1)物块在A点时受到轨道的支持力大小;
(2)点电荷+Q产生的电场在B点的电势;
(3)物块能获得的最大速度。
【答案】(1);(2); (3)
【解析】
【详解】(1)物体在A点受到点电荷的库仑力
由几何关系可知
设物体在A点时受到轨道的支持力大小为N,由平衡条件有
N-mg-Fsin60°=0
解得
(2)设点电荷产生的电场在B点的电势为φB,由动能定理有
解得
(3)设物块能获得的最大速度为vm,由能量守恒定律有
解得
16. 如图甲所示,质量为、电荷量为的粒子从静止开始经加速电压加速后,在水平方向沿垂直进入偏转电场。已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为,两极板间距为,为两极板的中线,是竖直放置的足够大荧光屏,且屏与极板右边缘的距离为。不考虑电场边缘效应,不计粒子重力。
(1)求粒子进入偏转电场时的速度的大小;
(2)若在偏转电场两板间加恒定电压,粒子经过偏转电场后正好打中屏上的点,点与极板在同一水平线上,求偏转电场所加电压;
(3)若偏转电场两板间的电压按如图乙所示周期性变化,要使粒子经加速电场后在时刻进入偏转电场后水平击中点,试确定偏转电场电压以及周期分别应该满足的条件。
【答案】(1)
(2)
(3)(,,),(,,)
【解析】
【小问1详解】
粒子经加速电场加速,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
由题意知,粒子经偏转电场偏转后做匀速直线运动到达A点,设粒子离开偏转电场时的偏转角为,根据几何关系可得
又粒子在偏转电场做类平抛运动,则有
又,,
联立可得
则有
解得
【小问3详解】
由题知,粒子经加速电场后在时刻进入偏转电场,最后水平击中A点,则粒子必向上极板偏转,且出偏转电场时,只有水平方向的速度,所以粒子在偏转电场中运动的时间为周期的整数倍,则有(,,)
解得(,,)
在竖直方向位移应满足
其中
联立解得(,,)
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