内容正文:
2025-2026学年度高二上学期物理期中考试
一、单项选择题(本题7小题,每题4分,共28分。只有一个选项符合题意。)
1. 我们通常用电压表来查找电路故障。在如图所示的电路中,当合上开关S后,两个均标有“2.5V 1W”字样的灯泡均不发光,用电压表测得Uac=6V,Ubd=6V。如果各段导线及接线处均无问题,且只有一处故障。这说明( )
A. 开关S接触不良 B. 灯泡L1灯丝断了
C. 灯泡L2灯丝断了 D. 滑动变阻器R的电阻丝断了
2. 2023年诺贝尔物理学奖颁给了三位研究阿秒激光的三位科学家,“阿秒(as)”是时间单位,。若电子绕氢原子核运动的周期为160as,则电子运动形成的等效电流为( )
A. 1.5mA B. 0.15mA C. 1mA D. 0.1mA
3. 如图所示,虚线表示电场线或等势面(相邻等势面之间电势差相等),实线表示带正电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,由此可判断出( )
A. 若虚线是电场线,则N点的电势比M点电势高
B. 若虚线是等势面,则粒子在N点的速率大于在M点的速率
C. 若虚线是等势面,则粒子在N点的电势能比在M点的电势能小
D. 不论虚线是电场线还是等势面,粒子在N点受到的电场力均比在M点受到的电场力大
4. 如图所示电路中,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,电表均为理想电表。开关S闭合后,当滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中,电压表V1、V2的示数变化为ΔU1、ΔU2,电流表的示数变化为ΔI,下列说法正确的是( )
A. 电容器C所带电荷量增多
B. 两电压表的读数均增大
C. 的绝对值不变
D. 电流表示数变小
5. 如图,在点电荷Q产生的电场中,将两个带正电的试探电荷分别置于A、B两点,虚线为等势线.取无穷远处为零电势点,若将移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,则下列说法正确的是
A. A点电势大于B点电势
B. A、B两点的电场强度相等
C. 的电荷量小于的电荷量
D. 在A点的电势能小于在B点的电势能
6. 如图所示,有一质量为的小球,以速度滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为,小球在上升过程中始终未能冲出圆弧,重力加速度为,则在小球运动过程中( )
A. 小球和滑块组成的系统动量守恒
B. 小球在圆弧轨道最高点的速度大小为
C. 小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为
D. 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为
7. 干燥的天气里,在阳光下用塑料梳子梳理干燥的头发,越梳头发越蓬松,且头发会随着梳子飞起来。下列说法正确的是( )
A. 由于摩擦起电,梳子和头发带同种电荷
B. 该过程中电荷凭空产生了,电荷不守恒
C. 头发越来越蓬松是因为太阳照射和摩擦产生的热量
D. 梳子带的电荷量大小一定是的整数倍
二、多项选择题(本题3小题,每题6分,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 空间中某静电场的电场强度随的变化图像如图所示,规定沿轴正方向为电场强度的正方向。一氯离子仅在电场力的作用下沿轴从点运动到处,在此过程中( )
A. 氯离子的电势能一直增大
B. 氯离子的加速度先减小后增大
C. 氯离子在处的速率大于在处的速率
D. 和两点间的电势差小于和两点间的电势差
9. 甲图电路中电源和灯泡的U-I图线分别为乙图中的a、b,图线交点坐标为(U2,I2),图线b在交点的切线与横轴交点坐标为(I3,0),图线a与横、纵轴交点的坐标分别为(I1,0)、(0,U1)。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势大小
B. 电源的内电阻大小
C. 该电路中灯泡的电阻大小
D. 该电路中灯泡的电阻大小
10. 如图,一对等量异种点电荷固定在同一水平线上,O是两电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于O点对称的两点,B、C和A、D也关于O点对称。则下列说法正确的是( )
A. A、D两点的电场强度不同
B. E、F两点的电场强度大小相等、方向相反
C. B、O、C三点中,O点的电场强度最小
D. B点的电场强度大于E点
三、非选择题(本题5小题,共54分)
11. 如图,在方向竖直向下的匀强电场中有一倾角为37°的足够长斜面,从斜面上a点以初速度垂直斜面向上抛出一个带正电的小球,运动一段时间后落到斜面上的b点(图中未画出)。已知匀强电场的电场强度,小球的电荷量、质量,小球可视为质点,不计小球重力和空气阻力,,。求:
(1)小球在空中运动的过程中,离斜面的最远距离;
(2)a、b两点的距离及小球在b点的动能。
12. 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场,其电场强度为E。在该匀强电场中,用轻质丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡,如图所示。重力加速度为g,求:
(1)小球所带电荷量是多少?
(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?
13. 一个质量为1kg的小球从高h处自由下落,落地瞬间速度,再以的速度反向弹回。()
(1)求下落过程中重力的冲量。
(2)求落地瞬间的动量。
(3)求小球与地面碰撞前后的动量变化量?
(4)考虑小球的重力,当小球与地面的作用时间为,求小球受到地面的平均作用力?
14. 如图(甲)所示,长为l、相距为d的两块正对的平行金属板,其中CD板接地,AB板电势的变化如图(乙)所示。B、D为两板的右端点,在两金属右侧有一与金属板垂直的荧光屏MN,荧光屏距B、D端的距离为l。质量为m,电荷量为的电子以相同的初速度从两板左端中央处平行极板的直线OO'连续不断地射入。已知所有的电子均能够从两金属板间射出,且每个电子在电场中运动的时间与电压变化的周期T相等。忽略极板边缘处电场的影响,不计电子的重力以及电子之间的相互作用。求:
(1)和时刻进入两板间的电子刚出偏转电场时的偏转距离之比;
(2)要保证所有的电子均能够从两金属板间射出,的最大值:
(3)在所有电子均能从两金属板间射出的情况下,电子在荧光屏上分布区域的长度Y与的关系。
15. 如图,质量为kg的木板A静止在光滑水平面上,其左端与固定台阶相距x,右端与一固定在地面上的半径m的光滑四分之一圆弧紧靠在一起,圆弧的底端与木板上表面水平相切。质量为kg的滑块B(可视为质点)以初速度m/s,从圆弧的顶端沿圆弧下滑,B从A右端的上表面水平滑入时撤走圆弧。A与台阶碰撞无机械能损失,不计空气阻力,A、B之间动摩擦因数,A足够长,B不会从A表面滑出,取重力加速度m/s2。
(1)若A与台阶碰前,已和B达到共速,求A向左运动的过程中与B因摩擦产生的热量;
(2)若A与台阶只发生一次碰撞,求x满足的条件。
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2025-2026学年度高二上学期物理期中考试
一、单项选择题(本题7小题,每题4分,共28分。只有一个选项符合题意。)
1. 我们通常用电压表来查找电路故障。在如图所示的电路中,当合上开关S后,两个均标有“2.5V 1W”字样的灯泡均不发光,用电压表测得Uac=6V,Ubd=6V。如果各段导线及接线处均无问题,且只有一处故障。这说明( )
A. 开关S接触不良 B. 灯泡L1灯丝断了
C. 灯泡L2灯丝断了 D. 滑动变阻器R的电阻丝断了
【答案】C
【解析】
【详解】A.若开关S接触不良,则有
故A错误;
B.若灯泡L1灯丝断了,则有
,
故B错误;
C.若灯泡L2灯丝断了,则有
故C正确;
D.若滑动变阻器R的电阻丝断了,则有
,
故D错误。
故选C。
2. 2023年诺贝尔物理学奖颁给了三位研究阿秒激光的三位科学家,“阿秒(as)”是时间单位,。若电子绕氢原子核运动的周期为160as,则电子运动形成的等效电流为( )
A. 1.5mA B. 0.15mA C. 1mA D. 0.1mA
【答案】C
【解析】
【详解】电子运动形成的等效电流为
故选C。
3. 如图所示,虚线表示电场线或等势面(相邻等势面之间电势差相等),实线表示带正电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,由此可判断出( )
A. 若虚线是电场线,则N点的电势比M点电势高
B. 若虚线是等势面,则粒子在N点的速率大于在M点的速率
C. 若虚线是等势面,则粒子在N点的电势能比在M点的电势能小
D. 不论虚线是电场线还是等势面,粒子在N点受到的电场力均比在M点受到的电场力大
【答案】D
【解析】
【详解】A.若虚线是电场线,则根据粒子的运动轨迹可知,带正电的粒子受电场力大致向下,可知电场线大致向下,沿电场线电势降低,可知N点的电势比M点电势低,选项A错误;
BC.若虚线是等势面,根据粒子的运动轨迹可知,带正电的粒子受电场力大致向右,电场线大致向右,粒子从N到M,电场力做正功,则动能增加,则粒子在N点的速率小于在M点的速率,粒子的电势能减小,即粒子在N点的电势能比在M点的电势能大,选项BC错误;
D.不论虚线是电场线还是等势面,N的电场线都比M点密集,则N点的场强较大,则粒子在N点受到的电场力均比在M点受到的电场力大,选项D正确。
故选D。
4. 如图所示电路中,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,电表均为理想电表。开关S闭合后,当滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中,电压表V1、V2的示数变化为ΔU1、ΔU2,电流表的示数变化为ΔI,下列说法正确的是( )
A. 电容器C所带电荷量增多
B. 两电压表的读数均增大
C. 的绝对值不变
D. 电流表示数变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.当滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中,接入电路的滑动变阻器阻值减小,根据串反并同,可知电容器两端电压减小,根据
可知电容器C所带电荷量减少,故A错误;
B.根据串反并同,可知减小,增大,故B错误;
C.根据
可知的绝对值表示,即不变,故C正确;
D.根据串反并同,可知电流表示数增大,故D错误。
故选C。
5. 如图,在点电荷Q产生的电场中,将两个带正电的试探电荷分别置于A、B两点,虚线为等势线.取无穷远处为零电势点,若将移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,则下列说法正确的是
A. A点电势大于B点电势
B. A、B两点的电场强度相等
C. 的电荷量小于的电荷量
D. 在A点的电势能小于在B点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】由点电荷形成的电场电场线分布规律可知A点的场强大于B点,再由电场线和电势的关系可知A点电势低于B点,又因为两电荷移到无穷远处电场力做功一样,表明电势能相同,而UAO于UBO点,所以q1的电量小于q2。
故选C。
6. 如图所示,有一质量为的小球,以速度滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为,小球在上升过程中始终未能冲出圆弧,重力加速度为,则在小球运动过程中( )
A. 小球和滑块组成的系统动量守恒
B. 小球在圆弧轨道最高点的速度大小为
C. 小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为
D. 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.在小球运动过程中,小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒,系统竖直方向动量不守恒,小球和滑块组成的系统动量不守恒,故A错误;
B.小球在圆弧轨道上升到最高点时小球与滑块速度相同,系统在水平方向上动量守恒。规定的方向为正方向,水平方向根据动量守恒定律可得
解得,故B错误;
C.取水平面为零势能面,根据机械能守恒定律得:
解得:,故C正确;
D.小球离开圆弧轨道时,规定的方向为正方向,水平方向根据动量守恒定律可得
根据机械能守恒定律,则有
联立以上两式可得:,
小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为,方向向左,故D错误。
故选C。
7. 干燥的天气里,在阳光下用塑料梳子梳理干燥的头发,越梳头发越蓬松,且头发会随着梳子飞起来。下列说法正确的是( )
A. 由于摩擦起电,梳子和头发带同种电荷
B. 该过程中电荷凭空产生了,电荷不守恒
C. 头发越来越蓬松是因为太阳照射和摩擦产生的热量
D. 梳子带的电荷量大小一定是的整数倍
【答案】D
【解析】
【详解】A.摩擦起电时,梳子与头发因电子转移而带异种电荷,而非同种电荷,故A错误;
B.电荷守恒定律指出电荷不能凭空产生或消失,摩擦起电只是电荷的转移,总电荷量守恒,故B错误;
C.头发蓬松是因同种电荷相互排斥,而非太阳照射或摩擦生热,故C错误;
D.电荷量是量子化的,任何带电体的电荷量均为元电荷()的整数倍,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题3小题,每题6分,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 空间中某静电场的电场强度随的变化图像如图所示,规定沿轴正方向为电场强度的正方向。一氯离子仅在电场力的作用下沿轴从点运动到处,在此过程中( )
A. 氯离子的电势能一直增大
B. 氯离子的加速度先减小后增大
C. 氯离子在处的速率大于在处的速率
D. 和两点间的电势差小于和两点间的电势差
【答案】AD
【解析】
【详解】A.氯离子在轴上从点运动到的过程,氯离子受到的电场力沿轴负方向,所以电场力对氯离子一直做负功,氯离子的电势能一直增大,故A正确;
B.由图像可知,电场强度先增大后减小,所以氯离子受到的电场力先增大后减小,氯离子的加速度先增大后减小,故B错误;
C.根据动能定理可知,氯离子的动能减小,所以氯离子在处的速率小于在处的速率,故C错误;
D.图像的面积表示两点间的电势差,所以和两点间的电势差小于和两点间的电势差,故D正确。
故选AD。
9. 甲图电路中电源和灯泡的U-I图线分别为乙图中的a、b,图线交点坐标为(U2,I2),图线b在交点的切线与横轴交点坐标为(I3,0),图线a与横、纵轴交点的坐标分别为(I1,0)、(0,U1)。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势大小
B. 电源的内电阻大小
C. 该电路中灯泡的电阻大小
D. 该电路中灯泡的电阻大小
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.根据,可知电源的U-I图线与纵轴的交点表示电源电动势,故电源的电动势大小
U-I图线的斜率表示电源的内阻,故
AB正确;
CD.当只有电源与小灯泡形成闭合回路且通过的电流为I2时,小灯泡的电阻为
而由于有滑动变阻器电路的存在,此时通过小灯泡的电流为I2,CD错误。
故选AB。
10. 如图,一对等量异种点电荷固定在同一水平线上,O是两电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于O点对称的两点,B、C和A、D也关于O点对称。则下列说法正确的是( )
A. A、D两点的电场强度不同
B. E、F两点的电场强度大小相等、方向相反
C. B、O、C三点中,O点的电场强度最小
D. B点的电场强度大于E点
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据对称性可知:A、D两点电场强度相同,故A错误;
B.由于E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,则其电场强度大小、方向均相同,故B错误;
C.B、O、C三点比较,O点的电场线最稀疏,电场强度最小,故C正确;
D.两电荷连线上B点和C点电场强度大小相等,且大于O点,O点电场强度大于E点,所以B点电场强度大于E点,故D正确。
故选CD。
三、非选择题(本题5小题,共54分)
11. 如图,在方向竖直向下的匀强电场中有一倾角为37°的足够长斜面,从斜面上a点以初速度垂直斜面向上抛出一个带正电的小球,运动一段时间后落到斜面上的b点(图中未画出)。已知匀强电场的电场强度,小球的电荷量、质量,小球可视为质点,不计小球重力和空气阻力,,。求:
(1)小球在空中运动的过程中,离斜面的最远距离;
(2)a、b两点的距离及小球在b点的动能。
【答案】(1)0.3m
(2)0.9m,2.34J
【解析】
【小问1详解】
小球在空中运动的过程中,可以分解为沿着斜面和垂直于斜面的两个分运动,根据牛顿第二定律得
解得
垂直于斜面的加速度
当小球离斜面最远时,垂直斜面的速度减为零,根据运动学规律得
解得
【小问2详解】
小球从a点运动到b点的时间
小球沿着斜面的加速度
所以a、b两点的距离
解得
小球从a点运动到b点的过程中,根据动能定理得
解得
12. 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场,其电场强度为E。在该匀强电场中,用轻质丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡,如图所示。重力加速度为g,求:
(1)小球所带电荷量是多少?
(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球处于平衡状态,小球所受电场力方向水平向右,与电场方向相同,则小球带正电,对小球进行受力分析,如图所示
根据平衡条件有
,
解得
【小问2详解】
结合上述有
剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线对小球的拉力大小相等、方向相反,故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于,即有
根据牛顿第二定律有
小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动,当碰到金属板时,它的位移为
根据位移公式有
解得
13. 一个质量为1kg的小球从高h处自由下落,落地瞬间速度,再以的速度反向弹回。()
(1)求下落过程中重力的冲量。
(2)求落地瞬间的动量。
(3)求小球与地面碰撞前后的动量变化量?
(4)考虑小球的重力,当小球与地面的作用时间为,求小球受到地面的平均作用力?
【答案】(1),方向竖直向下
(2),方向竖直向下
(3),方向竖直向上
(4)60N,方向竖直向上
【解析】
【小问1详解】
根据动量定理可知下落过程中重力的冲量为
方向竖直向下。
【小问2详解】
落地瞬间的动量大小为
方向竖直向下。
【小问3详解】
与竖直向上为正方向,小球与地面碰撞前后的动量变化量为
方向竖直向上。
【小问4详解】
小球与地面作用过程,根据动量定理可得
解得小球受到地面的平均作用力大小为
方向竖直向上。
14. 如图(甲)所示,长为l、相距为d的两块正对的平行金属板,其中CD板接地,AB板电势的变化如图(乙)所示。B、D为两板的右端点,在两金属右侧有一与金属板垂直的荧光屏MN,荧光屏距B、D端的距离为l。质量为m,电荷量为的电子以相同的初速度从两板左端中央处平行极板的直线OO'连续不断地射入。已知所有的电子均能够从两金属板间射出,且每个电子在电场中运动的时间与电压变化的周期T相等。忽略极板边缘处电场的影响,不计电子的重力以及电子之间的相互作用。求:
(1)和时刻进入两板间的电子刚出偏转电场时的偏转距离之比;
(2)要保证所有的电子均能够从两金属板间射出,的最大值:
(3)在所有电子均能从两金属板间射出的情况下,电子在荧光屏上分布区域的长度Y与的关系。
【答案】(1)1:3;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)时刻进入两极板间的电子先沿方向做匀速直线运动,即有
而后在电场力作用下做类平抛运动,在垂直方向做匀加速直线运动,设到达B、D端界面时偏离的距离为,则
时刻进入两极板间的电子先在时间内做类平抛运动到达金属板中央,而后做匀速直线运动达到金属板B、D端界面,设电子达到金属板的中央偏离的距离为,将此时电子的速度分解为沿方向的分量与沿电场方向的分量,并设此时刻电子的速度方向与的夹角为,电子沿直线到达金属板B、D端界面时偏离的距离为,则有
解得
可得
(2)在时刻进入两极板间的电子在离开金属板时偏离的距离最大,因此为使所有进入金属板间的电子都能够飞出金属板,应满足条件
解得极板间电压的最大值
(3)设时刻进入两极板间的电子到达荧光屏上的位移与的距离为,时刻进入两极板间的电子达到荧光屏上的位置与点的距离为,电子达到荧光屏上分布的范围
根据题中金属板和荧光屏之间的几何关系可得
联立可得
15. 如图,质量为kg的木板A静止在光滑水平面上,其左端与固定台阶相距x,右端与一固定在地面上的半径m的光滑四分之一圆弧紧靠在一起,圆弧的底端与木板上表面水平相切。质量为kg的滑块B(可视为质点)以初速度m/s,从圆弧的顶端沿圆弧下滑,B从A右端的上表面水平滑入时撤走圆弧。A与台阶碰撞无机械能损失,不计空气阻力,A、B之间动摩擦因数,A足够长,B不会从A表面滑出,取重力加速度m/s2。
(1)若A与台阶碰前,已和B达到共速,求A向左运动的过程中与B因摩擦产生的热量;
(2)若A与台阶只发生一次碰撞,求x满足的条件。
【答案】(1)
(2)m
【解析】
【小问1详解】
滑块B从释放到最低点,由动能定理得
解得m⁄s
A、B向左运动过程中,规定向左为正方向,由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
解得
【小问2详解】
设A左端与台阶碰撞前瞬间,A、B的速度分别为和,由动量守恒定律得
若A与台阶只碰撞一次,碰撞后必须满足
对A板,应用动能定理
联立解得m
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