四川成都市彭州中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷

**基本信息** 2024-2025学年四川彭州中学高二上期中物理卷，聚焦静电场、恒定电流核心内容，通过电子秤、厚度传感器等真实情境，融合受力分析与运动学规律，考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|库仑力、静电屏蔽、v-t图像与电场线|以漏电小球平衡问题，考查模型建构能力| |多选题|3/18|电场叠加、等效重力场|结合圆周运动中电场力与重力合成，体现科学推理| |实验题|2/16|电阻率测定、盐水浓度关系|设计螺旋测微器读数及伏安法电路，培养科学探究| |计算题|3/38|电场力与力学综合、多过程动力学|小物块在电场斜面多过程运动，融合能量与运动分析|

姓名_____________ 准考证号__________ 2024-2025学年度四川省彭州中学高2023级高二上期中考试 物理学科试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 （作答在试卷上的答案无效） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.如图所示，可视为质点的两个带同种电荷的小球和，分别静止在竖直墙面和水平地面上，球被光滑竖直板挡住，所有接触面均光滑，球由于缓慢漏电而缓慢下降，在此过程中(    ) A. 地面对的支持力变小 B. 竖直挡板对的支持力变小 C. 、间的作用力变大 D. 以上说法均不正确 2.物理课时，老师将一不带电的金属球壳用绝缘支架固定。球壳横截面如图所示，球心为，是球心左侧一点。当老师把丝绸摩擦过的玻璃棒缓慢靠近点，可判定(    ) A. 球壳将带上负电 B. 沿过的虚线将球壳分为左、右两部分，则左侧球壳的带电量小于右侧球壳的带电量 C. 点的电场强度逐渐增大 D. 球壳上的感应电荷在点产生的电场强度逐渐增大 3.一带负电的粒子从电场中点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到点，它运动的图像如图所示，则，两点所在区域的电场线分布情况可能是下列选项中的  (    ) A. B. C. D. 4.如图所示，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平两粒子、所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，、沿电场方向的距离与极板间距相等。现同时释放、，它们由静止开始运动。在随后的某时刻，、经过电容器两极板间到下极板距离为板间距离三分之一的同一平面。不计、间的相互作用和重力。下列说法正确的是 A. 、的质量之比为 B. 在时刻，、的动能之比为 C. 在时刻，和的电势能相等 D. 在时刻，和的速度大小相等 5.在生产纺织品、纸张等绝缘材料过程中，为了实时监控材料的厚度，生产流水线上设置如图所示的传感器，其中、为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的两极上。当纸张从平行极板间穿过时，若负电荷从向流过灵敏电流计，则电流计指针偏向端；若负电荷从向流过灵敏电流计，则指针偏向端。某次纸张从平行极板间穿过时，发现电流计指针偏向端，下列说法正确的是(    ) A. 两极板间纸张厚度减小 B. 两极板间纸张厚度不变 C. 两极板间纸张厚度增加 D. 以上三种情况都有可能 6.如图所示，是电阻箱，是定值电阻。闭合开关，改变的阻值，两理想电压表、的示数与关系图像如图所示，已知图线和为相互平行的直线。下列说法正确的是(    )  A. 图线表示示数与的对应关系 B. 中的电流随的增大而减小 C. 两端的电压随的增大而增大 D. 供电设备输出的总功率随的增大而增大 7.某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为；当电压示数为时，电子称量物体质量为，设变阻器总电阻，电源电动势为，电源内阻可忽略不计，限流电阻阻值为，且，不计一切摩擦和其他阻力(    ) A. 当电压示数为时电子秤称量物体质量为 B. 当电压示数为时电子秤测量物体质量为 C. 该电子秤可称量物体的最大质量为 D. 该电子秤电压表各刻度对应的质量是均匀的 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8.如图所示，在轴上的处和的处各固定一个点电荷，处点电荷带正电，电荷量为，轴上的处的电场强度的方向沿轴负方向。下列说法正确的是(    ) A. 处为正电荷，带电荷量的绝对值为 B. 处为负电荷，带电荷量的绝对值为 C. 处左侧合电场强度为零的点的横坐标为 D. 处左侧合电场强度为零的点的横坐标为 9.如图所示，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系，空间存在与坐标平面平行的匀强电场未画出。以为圆心的圆周上有一点，一质量为的带负电小球从点沿轴正方向以初速度进入圆形区域，并从点图中未标出以相同的速率离开圆形区域，整个过程小球克服电场力做功为，重力加速度为。下列说法正确的是(    ) A. 整个过程小球的重力势能减少量为 B. 点的位置坐标为 C. 电场强度的方向与轴正方向夹角为 D. 小球所受电场力的大小为 10.如图所示，、是两块水平放置的平行金属板，为定值电阻，和为可变电阻，开关闭合。质量为的带正电荷的微粒从点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在板上的点。若经下列调整后，微粒仍从点以水平速度射入，则关于微粒打在板上的位置说法正确的是(    ) A. 保持开关闭合，增大，粒子打在点左侧 B. 保持开关闭合，增大，粒子打在点左侧 C. 断开开关，极板稍微上移，粒子打在点右侧 D. 断开开关，极板稍微下移，粒子打在点右侧 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻约为，除了变阻器、电源、开关、导线之外，还有下列器材：（6分） A.电压表量程，内阻约为 B.电压表量程，内阻约为 C.电流表量程，内阻约为 D.电流表量程，内阻约为 图为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图，则此金属丝的直径为          ； 电压表应选          ；电流表应选          填仪器前的字母序号； 应选用图中的          填“甲”或“乙”为该实验的电路图，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏          选填“大”或“小”。 12.某同学做“探究常温下稀盐水的电阻率与浓度的关系”的实验．（10分） 取支通电面积都为，长度都为的塑料管，再分别灌满种不同浓度的稀盐水，两端用插好粗铜丝的活塞塞好管口，形成封闭的盐水柱，固定于有接线柱的木板上． 查资料预判常温下盐水的电阻值，选择多用电表适当倍率的欧姆挡，将两表笔          ，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“”处．再将红、黑表笔分别接触待测盐水柱两端的铜丝，读出电阻示数，得出各种浓度的盐水对应的电阻．某次测量选择旋钮指在“”处，表头指针所指位置如图所示，可读得电阻          由此可计算出电阻率          最后一空保留两位有效数字． 为了提高测量盐水电阻的精度，该同学改用伏安法测，图已连接好部分电路，电压表内阻约为，毫安表的内阻约为，为了减少测量误差，请你用笔画导线，把电路连接完整          ． 把实验得到的组数据画成如图所示的常温下稀盐水的电阻率与浓度关系的图像，由该图像可得出结论是：常温下稀盐水的电阻率随着其浓度的增大而          填“增大”或“减小”且作          填“线性”或“非线性”变化． 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.如图所示，真空中、、三点构成等边三角形，边长为。若将三个电荷量均为的点电荷分别固定在、、三点，已知静电力常量为。求：（10分） 处点电荷对处点电荷作用力的大小 、连线中点电场强度的大小。 14.如图所示，是竖直面内的绝缘固定轨道，水平且粗糙，、两点间距离，是与相切于点且半径的光滑圆弧，所在空间有平行于向左的匀强电场，电场强度大小，在轨道上点由静止释放一个质量为，电荷量的小物块，小物块飞出轨道后到达的最高点为图中未画出。已知小物块可视为质点，小物块与水平面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，，求：（12分） 小物块运动到圆弧轨道最低点时速度的大小； 小物块从点运动到点过程中对轨道的最大压力； 点到最高点之间的距离。 15.如图所示，一质量的绝缘长木板放在倾角的光滑斜面上，并在外力作用下保持静止状态。木板下端到斜面底端的距离为，斜面底端固定一弹性薄挡板，与之相碰的物体能无能量损失的被弹回。时将一质量的带负电小物块置于木板上某一位置，并使其获得沿木板向上的初速度，同时撤去作用在木板上的外力，并立即通过控制电路在空间加上沿斜面向下的匀强电场，从速度传感器中发现经后长木板的加速度第一次发生变化，此时自动控制电路触发将电场场强大小变为，电场方向不变，通过速度传感器发现又经木板速度突然反向。已知小物块的带电量，木板与小物块间的动摩擦因数，小物块可以视为质点，整个过程中小物块不会从木板两端滑出，电荷量不变，也没有与挡板相碰，不考虑因电场变化带来的影响，，。求：（16分） 从开始，小物块第一次向上运动的最大位移为多少？ 时木板与斜面底端挡板之间距离及木板第一次与挡板碰撞前瞬间速度大小为多少？ 从开始至木板第二次向上速度减为的过程中产生的摩擦热为多少？ 2024-2025学年度四川省彭州中学高2023级高二上期中考试 物理学科答案 1.【答案】  【解析】【详解】对、整体而言，竖直方向受重力和地面的支持力，故支持力总等于两球的重力之和，可知地面对的支持力不变。故A错误； C.对受力分析如图 受重力、库仑力和墙面的弹力，当球下移时，由受力图可知，和均变大。故C正确； B.对、整体，水平方向竖直挡板对的支持力等于墙面对的弹力，则竖直挡板对的支持力变大。故B错误； D.综上所述，故D错误。故选C。 2.【答案】  【解析】【详解】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，靠近点，则球壳左边带负电右边带正电，整体仍显示电中性，不带电，故A错误； B.因为整体显示电中性，正电荷与负电荷数量相等，无论怎样将球壳分开，两部分的带电量始终相同，故B错误； C.球壳内部形成静电屏蔽，内部场强处处为零，玻璃棒缓慢靠近点，点的电场强度一直为零，故C错误； D.玻璃棒缓慢靠近点，玻璃棒在点形成的场强增大，而点的电场强度一直为零，则球壳上的感应电荷在点产生的电场强度逐渐增大，故D正确。故选D。 3.【答案】  【解析】【分析】 本题结合图象，考查了电场强度与电场线以及电荷受电场力与电场方向之间的关系，考点结合巧妙、新颖，有创新性。 图象中的斜率表示物体的加速度，所以根据电荷运动过程中图象可知电荷的加速度越来越大，则电场力越来越大，电场强度越来越大，根据电场线与电场强度的关系可得出正确结果。 【解答】 由图象可知，粒子做加速度逐渐增大的加速运动，因此该电荷所受电场力越来越大，电场强度越来越大，电场线密的地方电场强度大，且负电荷受力与电场方向相反；故ABD错误，C正确。 4.【答案】  【解析】两个粒子都做初速度为零的匀加速直线运动， 则有 又 解得，故A正确 根据动能定理可得，解得，又，则，故B、D错误 依题意，在时刻，、经过电场中同一水平面，电势相等，它们的电荷量也相等，符号相反，由，可知和的电势能不相等，故C错误。 5.【答案】  【解析】【分析】 根据指针的偏转方向确定电容器是充电还是放电，根据电容的定义式确定电容的变化情况，根据分析电介质的变化，从而得到纸张厚度的变化情况。 本题考查了电容的定义式、平行板电容器的决定式等，要注意明确由于电容器与电源相连，因此电容器两端的电势差不变。 【解答】 由于电容与电源相连，故电压不变，由于电流计指针偏向端，说明负电荷从向流过，即电容器放电，根据电容的定义式可知，电容减小， 根据，可知纸张厚度减小，导致相对介电常数减小，故A正确，BCD错误。 故选：。 6.【答案】  【解析】在如题图甲所示的电路中，闭合开关后，测量两端的电压，测量与串联后的电压，的示数大于的示数，所以图线表示示数与的对应关系，故A错误； 电路中的电流，由题图乙中的图线为倾斜直线可知，增大时Ⅰ不变，故B错误；由题图乙知，电压表、的示数之差为定值，即两端的电压为定值，故C错误；因为增大时，的示数增大，不变，所以由可知，电路的总功率随的增大而增大，故D正确。 7.【答案】  【解析】【分析】 本题主要考查平衡条件、胡克定律、闭合电路欧姆定律以及欧姆定律的应用。根据闭合电路欧姆定律、欧姆定律以及胡克定律和平衡条件即可求得当电压示数为时电子秤测量物体质量以及该电子秤可称量物体的最大质量；根据闭合电路欧姆定律和欧姆定律以及平衡条件，分析可得该电子秤电压表示数与对应的质量的关系，由此分析即可正确求解。 【解答】 当电压示数为时，根据闭合电路欧姆定律和欧姆定律有，解得，变阻器总电阻，设滑动变阻器总长为，则弹簧被压缩，根据胡克定律和平衡条件有，当电压示数为时，则，解得：，则弹簧被压缩，根据平衡条件有，则，故A错误，B正确； C.由以上分析可知，当滑动变阻器连入电路的电阻时，电子秤测量物体的质量为，所以该电子秤可称量物体的最大质量为，故C错误； D.因电压表读数   而， 为滑动片以上部分的长度且，即，可知与并非线性关系，则该电子秤电压表各刻度对应的质量不是均匀的，故D错误。 8.【答案】  【解析】A. 轴上的 处的电场强度的方向沿  轴负方向，如图所示，根据矢量合成知识可知处的点电荷在处的电场强度指向点，则处为负电荷，故A错误； B.如图所示，设处负点电荷的带电荷量绝对值为，处正点电荷在处产生的电场强度大小，处负点电荷在  处产生的电场强度大小 其中，  根据矢量三角形与几何三角形相似有 可得，故B正确； 根据点电荷电场强度的特点可知，处左侧合电场强度为零的点在轴上，设其位于距处为的处，有  解得 可知点的横坐标 ，故C错误，D正确。 故选BD。 9.【答案】  【解析】【分析】 详细分析和解答过程见答案。 【解答】 A、因为小球在、两点速率相同，根据动能定理可知，从到合外力做功为零，从到整个过程小球克服电场力做功为，则从到整个过程重力做功，整个过程小球的重力势能减少量为，A正确； B、从到整个过程重力做功，点纵坐标为，则点纵坐标必然为，根据圆的几何知识知，点横坐标为，B错误； C、重力场和电场合成之后看成一个新的等效重力场，、两点应该是新的等效重力场的等势点，重力与电场力合力应该与连线垂直且向下，带电小球水平位移为，竖直位移为。以为轴，垂直于为轴，，，，，结合几何关系，求得，小球所受电场力的大小为，电场力方向沿轴负方向，电场强度方向沿轴正方向，C错误，D正确； 故选AD。 10.【答案】  【解析】【分析】 电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻的电压，改变，对电容器的电压没有影响。增大分担的电压增大，电容器的电压增大，粒子将向下运动。断开开关，上下移动极板，根据电容器的电容定义式与决定式判断出极板间的电场强度，根据牛顿第二定律即可判断加速度，利用运动学公式判断水平位移。 本题关键分析电容器的电压是否变化。当断开开关，改变板间距离时，板间场强不变，油滴也保持不动。 【解答】解：、保持开关闭合，由串并联电压关系可知，两端的电压为，增大，将减小，电容器两端的电压减小，微粒所受电场力减小，微粒所受合力增大，加速度增大，则，水平位移为，水平位移将减小，故粒子打在点左侧，故A正确； B、保持开关闭合，增大，不会影响电阻两端的电压，故粒子打在点，故B错误； C、断开开关，平行板带电量不变，平行板间的电场强度为，结合及可得，电场强度不变，故加速度不变，极板稍微上移，不会影响粒子的运动，故还打在点，故C错误； D、断开开关，平行板带电量不变，平行板间的电场强度为，结合及可得，电场强度不变，加速度不变，不会影响粒子的运动，若极板稍微下移，垂直极板方向的运动的位移变大，运动时间边长，水平速度不变，沿极板方向运动的位移也增大，故粒子打在点右侧，故D正确。 故选：。 11.【答案】 乙 小   【解析】螺旋测微器固定部分读数为，可动部分读数为，故最终读数为； 电源电动势为，则电压表选A，即电压表量程，内阻约为；电路最大电流，故电流表选D，即电流表量程，内阻约为； 因待测金属丝的电阻约为，与电流表内阻相差不大，故电流表应选择外接法，因此实验电路应选乙；因电压表分流导致电流的测量值偏大，则由欧姆定律可知，待测电阻的测量值比真实值偏小。 12.【答案】短接 电压表接线柱连出的线也可以接在滑动变阻器右侧上方接线柱虚线所示 减小 非线性   【解析】本题考查测量电阻率的实验，解题的关键是要知道有关实验原理，知道相关相关实验器材的使用方法和读数规则，能根据电阻定律求解电阻率。 使用多用电表时，选好适当倍率的欧姆挡后，需要将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“”处， 根据图中表盘刻度，由欧姆表读数规则可得电阻， 根据电阻定律可得，代入数据可得； 根据题中待测盐水电阻接近，电压表内阻约为，毫安表的内阻约为，可知，采用电流表内接法时，误差较小，又因为，滑动变阻器的最大电阻为，可知，滑动变阻器应采用分压式接法，故电路图连接如图：， 电压表接线柱连出的线也可以接在滑动变阻器右侧上方接线柱虚线所示； 根据常温下稀盐水的电阻率与浓度关系的图像可知：常温下稀盐水的电阻率随着其浓度的增大而减小，且作非线性变化。 13.【答案】由库仑定律 可知： 由电场叠加原理可知，、两处的点电荷在处合场强为零： 因此，由点电荷场强公式 且间距离   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 14.【答案】从到由动能定理有  解得  在弧形轨道的平衡位置满足  可得  电场力与重力的合力为  从点到达该点由动能定理有  在该点时由牛顿第二定律  联立解得 从点到点由动能定理有  解得 物块从点向上射出后水平向右做匀加速运动，竖直向上做匀减速运动，则到达最高点时  ，  水平加速度  水平位移  点到最高点之间的距离    【解析】详细解答和解析过程见【答案】 15.【答案】解：内，设小物块加速度为，木板加速度为，则由牛顿第二定律有： ， ， 解得：，， 时，小物块与木板共速，木板的加速度第一次变化， 木板的速度大小为：， 小物块的速度大小为：，解得， 所以时间内，物块位移大小为， 木板位移大小为， 电场强度大小变为后，设小物块与木板共同做匀减速运动，设整体的加速度大小为， 则，解得：， 对木板有：， 解得：，假设成立， 设小物块和木板共速后运动位移后速度减为零，则，解得：， 故物块的总位移：； 经木板向上速度减为，则，之后木板和物块一起向下加速至与挡板碰撞使木板速度反向。运动时间为：，碰前瞬间速度：， 木板位移：， 故时木板下端到挡板的距离为：， 时间内，小物块与木板的相对位移为：， 木板与挡板第一次碰撞后将以大小为的速度反弹，设反弹后小物块的加速度大小为，木板的加速度大小为，则， ， 解得：，沿斜面向上，，沿斜面向下， 设经过时间，木板的速度减为零，则：， 此时物块速度：， 此过程中小物块的减速位移大小为：， 木板的位移大小为：， 则这段时间内，小物块与木板的相对位移大小为：， 整个过程产生的热量为：。  【解析】本题主要考查动力学的多过程问题，确定研究对象，受力分析和运动分析是解决问题的关键。 对小物块和木板分别受力分析，明确运动情况，由牛顿第二定律和运动学公式，联立求解； 分析木板和物块的运动情况，由运动学公式求解； 分析木板和物块的受力情况和运动情况，由牛顿第二定律列式求解木板与挡板碰撞后小物块和木板的加速度大小，由运动学公式联立求解小物块与木板的相对位移大小，由功能关系求解产生的摩擦热。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $