内容正文:
横峰中学2025-2026学年度第一学期高二年级期中考试
物理学科试卷
考试时间:75分钟;试卷满分:100分
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28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. 如图,将充气后的气球在头发上摩擦,然后将其靠近绝缘桌面上不带电的空易拉罐,在气球未接触易拉罐的情况下,发现易拉罐朝气球方向滚动起来,关于这一现象,下列说法正确的是( )
A. 易拉罐仍不带电,只是电荷重新分布
B. 易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相同
C. 气球在头发上摩擦的过程创造了电荷,从而使气球带电
D. 气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小相同
2. 人体的细胞膜模型图如图所示,由磷脂双分子层组成,双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位)。现研究某小块均匀的细胞膜,厚度为d,膜内的电场可看作匀强电场,简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下,从图中的A点运动到B点,下列说法正确的是( )
A. A点电势低于B点电势
B. 钠离子的电势能减小
C. 钠离子的加速度变大
D. 若膜间电势差不变,当d越大时,钠离子进入细胞内的速度越大
3. 如图所示,如图所示,在光滑绝缘水平面上有A、B、C三个可视为点电荷的带电小球,位于同一条直线上,仅在它们之间的静电力作用下均处于静止状态,且距离关系满足:AB>BC,下列说法错误的是( )
A. A、C带同种电荷
B. A、B带异种电荷
C. B所带电荷量最大
D. A、B在C处产生电场的合场强为零
4. 碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A. 事故中气囊对头部的冲量与头部对气囊的冲量相同
B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
5. 如图所示,虚线是某静电场的一簇等势线,实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,A、B、C为轨迹上的三点,下列说法正确的是( )
A. 轨迹在一条电场线上 B. 该粒子一定带负电
C. 粒子的动能EkA>EkC D. 粒子的电势能
6. 在轴上关于原点对称的、两点上有两个场源点电荷、,它们在空间中产生电场。以轴正方向为沿轴上的电场强度的正方向,与的关系如图所示。轴上任意关于点对称的两点的相同。、两点关于点对称。以下说法正确的是( )
A. 为负电荷,为正电荷
B. 与的电荷量大小不相等
C. 两点间电势差大于两点间电势差
D. 将一负检验电荷从点移动到点,负检验电荷电势能减少
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
7. 在如图所示电路中,当变阻器的滑片向端移动时( )
A. 电压表示数变小,电流表示数变小 B. 电压表示数变大,电流表示数变小
C. 上消耗的功率变小 D. 电源内部消耗的热功率变小
8. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能随位置x的变化关系如下图所示,其中段是对称的曲线,段是直线,则下列正确的是( )
A. 、、处电势、、的关系为
B. 段所受电场力沿x轴负方向,段所受电场力沿x轴正方向
C. 粒子从O点向x轴正向运动过程中加速度先逐渐减小后逐渐增大到最后恒定
D. 粒子从向运动过程中电场力做正功
9. 如图所示,固定电阻,电源电压恒为U,电压表、完全相同(均有一定电阻)。只合上时读数为,只合上时读数为。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题(本题共2小题,每小题8分,每空2分,共16分)
10. 某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧如图甲所示的部件________(选填“”“”或“”)。从图中的示数可读出电阻丝的直径为________。
(2)用多用电表“”倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值,如图乙所示,示数为________。
(3)将不同长度的电阻丝接入如图丙所示电路中,根据电压表示数和电流表示数,作出了图像,如图丁所示,若电流表的内阻不可忽略,符合实验结果的图线是________(选填“”“”或“”)。
11. 在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中,某同学猜测电容可能与极板间的距离、极板的正对面积及插入极板间的介质有关。他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接如图所示。实验时保持电容器极板所带的电量不变,且电容器B板位置不动。
(1)下列说法正确的是( )
A. 使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
B. 使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况
(2)将A板向左平移,静电计指针张角________;将A板竖直向上平移且保持接地良好,则静电计指针张角________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)在某次实验过程中,将A、B板间的电介质由陶瓷片换为云母片时,观察到静电计的指针偏转角度变小,本次实验说明陶瓷的相对介电常数________云母的相对介电常数。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
四、解答题(本题共3小题,共38分。其中第13题10分,第14题10分,第15题18分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
12. 如图为短道速滑接力比赛的交接过程,接力前甲在前、乙在后,甲的质量,乙的质量,两人均以的速度水平向前滑行。接力时乙从后面用力水平推甲,两人分开瞬间,乙的速度变为,方向仍水平向前。不计两人所受冰面的摩擦力,且交接前后两人均在同一条直线上运动,求:
(1)两人分开瞬间甲的速度大小;
(2)若乙推甲的过程用时,求乙对甲的平均作用力的大小F。
13. 如图所示,一根长为L的细绝缘线,上端固定,下端系一个质量为m的带电小球,将整个装置放入一匀强电场当中,电场强度大小为E,方向为水平向右,已知:当细线偏离竖直方向为θ角时,小球处于平衡状态,重力加速度为g,试求:
(1)小球带何种电荷,带电量为多少;
(2)若将小球拉至最低点无初速度释放,当小球运动到图示位置时的速度大小;
14. 如图甲,在xOy平面直角坐标系第一象限存在竖直向下的匀强电场,场强大小为E;第二象限存在水平向右的匀强电场,场强大小也为E;第四象限存在竖直向上的匀强电场,场强大小也为E。一质量为m、电荷量为q的正离子从A点静止释放,A点位置坐标为。不计该离子的重力。
(1)求离子第一次通过y轴时的速度大小;
(2)求离子第二次通过x轴时的位置坐标;
(3)若离子第一次进入第四象限后开始计时,第四象限中的电场按图乙规律变化(图中),忽略电场变化引起的电磁感应现象,求离子第4次通过x轴时的位置坐标。
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横峰中学2025-2026学年度第一学期高二年级期中考试
物理学科试卷
考试时间:75分钟;试卷满分:100分
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28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. 如图,将充气后的气球在头发上摩擦,然后将其靠近绝缘桌面上不带电的空易拉罐,在气球未接触易拉罐的情况下,发现易拉罐朝气球方向滚动起来,关于这一现象,下列说法正确的是( )
A. 易拉罐仍不带电,只是电荷重新分布
B. 易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相同
C. 气球在头发上摩擦的过程创造了电荷,从而使气球带电
D. 气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小相同
【答案】A
【解析】
【详解】AB.将充气后的气球在头发上摩擦后,气球带上电荷并形成电场,此时易拉罐在该电场作用下发生静电感应现象,靠近气球一侧的带电性质和气球带电性质相反,远离气球一侧的带电性质和气球带电性质相同,易拉罐整体仍不显电性,A正确,B错误;
C.气球在头发上摩擦的过程,是电荷在气球和头发之间发生了转移,并不是创造了电荷,C错误;
D.根据库仑定律可知,气球上的电荷对易拉罐靠近气球一侧的电荷引力大于远离气球一侧电荷的斥力,从而使易拉罐朝气球方向滚动起来,D错误。
故选A。
2. 人体的细胞膜模型图如图所示,由磷脂双分子层组成,双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位)。现研究某小块均匀的细胞膜,厚度为d,膜内的电场可看作匀强电场,简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下,从图中的A点运动到B点,下列说法正确的是( )
A. A点电势低于B点电势
B. 钠离子的电势能减小
C. 钠离子的加速度变大
D. 若膜间电势差不变,当d越大时,钠离子进入细胞内的速度越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为钠离子带正电,其仅在电场力作用下从图中的A点运动到B点,说明电场力的方向沿A指向B,电场线由A指向B,所以A点电势高于B点电势,故A错误;
B.因为电场力对钠离子做正功,所以其电势能减少,故B正确;
C.因为膜内的电场可看作匀强电场,根据
可知钠离子的加速度不变,故C错误;
D.根据动能定理
可知钠离子进入细胞内的速度v与距离d大小无关,又因为膜电位U不变,则钠离子进入细胞内的速度大小不变,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,如图所示,在光滑绝缘水平面上有A、B、C三个可视为点电荷的带电小球,位于同一条直线上,仅在它们之间的静电力作用下均处于静止状态,且距离关系满足:AB>BC,下列说法错误的是( )
A. A、C带同种电荷
B. A、B带异种电荷
C. B所带电荷量最大
D. A、B在C处产生电场的合场强为零
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据电场力方向来确定各自电性,从而得出“两同夹一异”,因此AB正确,不符合题意;
C.根据库仑定律来确定电场力的大小,并由平衡条件来确定各自电量的大小,因此在大小上一定为“两大夹一小”,即B所带的电荷量最小,选项C错误,符合题意;
D.因C处于静止状态,可知C处的场强为零,即A、B在C处产生电场的合场强为零,故D正确,不符合题意。
故选C。
4. 碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A. 事故中气囊对头部的冲量与头部对气囊的冲量相同
B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据牛顿第三定律可知气囊对头部的力与头部对气囊的力大小相等、方向相反,由可知气囊对头部的冲量与头部对气囊的冲量大小相等、方向相反,故A错误;
B.由可知司机动量的变化量由质量和速度变化量决定,碰撞后司机的速度最终减小为零,速度变化量与碰撞时间无关,安全气囊不会改变动量变化量,故B错误;
C.碰撞中动能主要通过形变和热能耗散,而非全部转换成汽车动能,故C错误;
D.安全气囊通过延长受力时间减小冲击力,同时增大受力面积降低压强,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,虚线是某静电场的一簇等势线,实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,A、B、C为轨迹上的三点,下列说法正确的是( )
A. 轨迹在一条电场线上 B. 该粒子一定带负电
C. 粒子的动能EkA>EkC D. 粒子的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A.当粒子的运动轨迹为直线时,且电场线为直线时,粒子的运动轨迹才有可能与电场线重合,而此题的电场线为曲线,所以轨迹不在一条电场线上,故A错误;
B.根据电场线与等势面垂直,且从高电势指向低电势,可知电场线方向大致向左,根据粒子轨迹的弯曲方向可知,粒子所受的电场力方向大致向左,则知粒子一定带正电,故B错误;
CD.从点飞到点,电场力方向与速度的夹角为钝角,电场力做负功,动能减小,电势能增大,即粒子的动能EkA>EkC,粒子的电势能,故C正确,D错误。
故选C。
6. 在轴上关于原点对称的、两点上有两个场源点电荷、,它们在空间中产生电场。以轴正方向为沿轴上的电场强度的正方向,与的关系如图所示。轴上任意关于点对称的两点的相同。、两点关于点对称。以下说法正确的是( )
A. 为负电荷,为正电荷
B. 与的电荷量大小不相等
C. 两点间电势差大于两点间电势差
D. 将一负检验电荷从点移动到点,负检验电荷电势能减少
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于在原点O处,两个场源点电荷、为异种电荷,且为正电荷、为负电荷,故A错误;
B.由于图像关于轴对称,所以两个场源点电荷、的电荷量相等,故B错误;
C.将同一检验电荷分别从M点移到P点和Q点,由于P、Q两点到M点距离相等,正电荷在两次移动过程中做的功大小相等;MQ段比MP段更靠近N点,在MQ段上负电荷对检验电荷做的功大于在MP段上负电荷对检验电荷做的功,所以电场力对检验电荷做的总功大小
根据
得,故C正确;
D.将一负检验电荷从P点移动到Q点,由于P、Q两点到M点距离相等,正电荷对负检验电荷做功为零;负电荷对检验电荷的电场力方向为x轴负方向,负电荷对检验电荷做功为负功,故电场力对该检验电荷做的总功为负,检验电荷电势能增大,故D错误。
故选C。
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
7. 在如图所示电路中,当变阻器的滑片向端移动时( )
A. 电压表示数变小,电流表示数变小 B. 电压表示数变大,电流表示数变小
C. 上消耗的功率变小 D. 电源内部消耗的热功率变小
【答案】AC
【解析】
【详解】ABC.当变阻器的滑动头P向端移动时,滑动变阻器接入电阻减小,则电路外电阻变小,根据闭合电路欧姆定律
可知电路总电流增大;根据
可知路端电压减小,则电压表示数变小;由于流过的电流增大,则两端电压增大,所以并联部分的两端电压减小,即两端电压减小,所以通过的电流减小,则电流表示数变小,根据
可知上消耗的功率变小,故AC正确、B错误;
D.根据
由于电路总电流增大,则电源内部消耗的热功率变大,故D错误。
故选AC。
8. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能随位置x的变化关系如下图所示,其中段是对称的曲线,段是直线,则下列正确的是( )
A. 、、处电势、、的关系为
B. 段所受电场力沿x轴负方向,段所受电场力沿x轴正方向
C. 粒子从O点向x轴正向运动过程中加速度先逐渐减小后逐渐增大到最后恒定
D. 粒子从向运动过程中电场力做正功
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据电势能与电势的关系
粒子带负电,,则知电势能越大,粒子所在处的电势越低,所以有
故A正确;
B.粒子在段,电势能减小,电场力做正功,电场力沿轴正方向。在段,电势能增大,电场力做负功,电场力沿轴负方向,故B错误;
C.图像的斜率
可知,图像的斜率表示电场力,因此,粒子从点向运动过程中电场力先减小后增大,最后恒定,则加速度也是先减小后增大到最后恒定,故C正确;
D.粒子在段,电势能增大,电场力做负功,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,固定电阻,电源电压恒为U,电压表、完全相同(均有一定电阻)。只合上时读数为,只合上时读数为。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【详解】B.首先分析电路结构:与串联,与有一定电阻,因此开关闭合以后对电路的影响不能忽略;闭合时,与并联,减少了分得电压,与并联,减少了分得电压,因此与分别小于只是两个固定电阻串联分别分得的电压,即
故B正确;
A.设两电压表的电阻为,与并联后的电阻
得
同理,与并联后的电阻
因为
得
因此得
得
根据串联分压特点可知
故A正确;
C D.设电压表电阻为,只合上时,电压表与并联后再与串联,则
只合上时,电压表与并联后再与串联,则
故
故C正确、D错误。
故选ABC。
三、实验题(本题共2小题,每小题8分,每空2分,共16分)
10. 某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧如图甲所示的部件________(选填“”“”或“”)。从图中的示数可读出电阻丝的直径为________。
(2)用多用电表“”倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值,如图乙所示,示数为________。
(3)将不同长度的电阻丝接入如图丙所示电路中,根据电压表示数和电流表示数,作出了图像,如图丁所示,若电流表的内阻不可忽略,符合实验结果的图线是________(选填“”“”或“”)。
【答案】(1) ①. A ②. 2.820
(2)70 (3)a
【解析】
【小问1详解】
[1]为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧如图甲所示的部件A;
[2]螺旋测微器的转动刻度50格共0.5mm长,精确度为0.01mm,格数要估读到0.1格,则电阻丝的直径为D=2.5mm+0.01×32.0mm=2.820mm
【小问2详解】
欧姆表读电阻,由表盘上的数字乘以倍率得到阻值,可得示数为7×10Ω=70Ω
【小问3详解】
根据欧姆定律
根据电阻定律
可得
故测量图线不过原点,而有纵截距;故选a图线;
11. 在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中,某同学猜测电容可能与极板间的距离、极板的正对面积及插入极板间的介质有关。他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接如图所示。实验时保持电容器极板所带的电量不变,且电容器B板位置不动。
(1)下列说法正确的是( )
A. 使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
B. 使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况
(2)将A板向左平移,静电计指针张角________;将A板竖直向上平移且保持接地良好,则静电计指针张角________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)在某次实验过程中,将A、B板间的电介质由陶瓷片换为云母片时,观察到静电计的指针偏转角度变小,本次实验说明陶瓷的相对介电常数________云母的相对介电常数。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】(1)A (2) ①. 变大 ②. 变大
(3)小于
【解析】
【小问1详解】
静电计测量电容器极板间电势差,根据指针张角的大小,观察电容器电压的变化情况,但无法判断电容器的电量变化情况;所以使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况。
故选A。
【小问2详解】
[1]将A板向左平移,可知板间距离变大,根据可知,电容器的电容C减小;由于静电计所带电荷量很小,可认为电容器所带电荷量不变,根据可知,极板间电势差U增大,则静电计指针张角将变大;
[2]将A板竖直向上平移且保持接地良好,可知极板间正对面积S减小,根据可知,电容器的电容C减小;电容器所带电荷量不变,根据可知,极板间电势差U增大,则静电计指针张角将变大;
【小问3详解】
将A、B板间的电介质由陶瓷片换为云母片时,观察到静电计的指针偏转角度变小,说明电容器两极板间的电压减小,电荷量不变,则电容增大,其它条件不变,则说明陶瓷的相对介电常数小于云母的相对介电常数。
四、解答题(本题共3小题,共38分。其中第13题10分,第14题10分,第15题18分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
12. 如图为短道速滑接力比赛的交接过程,接力前甲在前、乙在后,甲的质量,乙的质量,两人均以的速度水平向前滑行。接力时乙从后面用力水平推甲,两人分开瞬间,乙的速度变为,方向仍水平向前。不计两人所受冰面的摩擦力,且交接前后两人均在同一条直线上运动,求:
(1)两人分开瞬间甲的速度大小;
(2)若乙推甲的过程用时,求乙对甲的平均作用力的大小F。
【答案】(1)20m/s
(2)750N
【解析】
【小问1详解】
取初速度方向为正方向,根据动量守恒定律有
解得甲的速度大小为
【小问2详解】
对甲,根据动量定理有
解得
13. 如图所示,一根长为L的细绝缘线,上端固定,下端系一个质量为m的带电小球,将整个装置放入一匀强电场当中,电场强度大小为E,方向为水平向右,已知:当细线偏离竖直方向为θ角时,小球处于平衡状态,重力加速度为g,试求:
(1)小球带何种电荷,带电量为多少;
(2)若将小球拉至最低点无初速度释放,当小球运动到图示位置时的速度大小;
【答案】(1)正电,;(2)
【解析】
【详解】(1)由题图可知,小球所受电场力水平向右,故小球带正电。设小球带电量为q,则根据平衡条件有
解得
(2)设小球运动到图示位置时的速度大小为v,对于小球的运动过程由动能定理有
解得
14. 如图甲,在xOy平面直角坐标系第一象限存在竖直向下的匀强电场,场强大小为E;第二象限存在水平向右的匀强电场,场强大小也为E;第四象限存在竖直向上的匀强电场,场强大小也为E。一质量为m、电荷量为q的正离子从A点静止释放,A点位置坐标为。不计该离子的重力。
(1)求离子第一次通过y轴时的速度大小;
(2)求离子第二次通过x轴时的位置坐标;
(3)若离子第一次进入第四象限后开始计时,第四象限中的电场按图乙规律变化(图中),忽略电场变化引起的电磁感应现象,求离子第4次通过x轴时的位置坐标。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据动能定理
解得离子第一次通过y轴时的速度大小为
(2)离子在第一象限做类平抛运动,水平方向有
竖直方向有
联立解得
故离子第一次通过x轴时的位置坐标为,因
则
此时粒子的速度方向与x轴正向的夹角
则
进入第4象限的电场时粒子沿方向先做匀减速,速度减到零后反向加速,第二次回到x轴,则
沿x轴方向的位移
离子第二次通过x轴时的位置坐标。
(3)若离子第一次进入第四象限后开始计时,则在
时间内竖直方向向下做减速运动,在时刻,沿竖直方向的分速度
经过后竖直方向继续向下做减速运动,则在时刻,沿竖直方向的分速度
经过后竖直方向向上做加速运动,则在时刻,沿竖直方向的分速度
经过后竖直方向继续向上做加速运动,则在时刻,沿竖直方向的分速度
此时第2次回到x轴,粒子以与x轴成的方向斜射入第一象限,再经过
时间后,第3次回到x轴,此时对应时刻为,第四象限的电场变化刚好完成一个周期。此时电场正处于向上的E,则经过后粒子速度减为零,再经过后粒子第4次经过x轴,此时从计时开始粒子已经经过的时间为
则沿x方向的位移为
则此时的位置坐标为。
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