精品解析：四川省眉山市仁寿县华达综合高中学校2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

2023级高二上学期期末考试 物理试题 一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题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，有选错或不答的得0分。 1. 2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即。下列说法正确的是（　　） A. 材料的电导率越小，其导电性能越强 B. 材料的电导率与材料的形状有关 C. 电导率的单位是Ω－1·m－1 D. 电导率大小与温度无关 【答案】C 【解析】 【详解】A．电导率越小，材料的电阻率越大，其导电性能越差，A错误； BD．材料的电导率与材料的形状无关，由材料本身的性质决定，受温度的影响，当温度发生变化时，电导率的大小会改变，BD错误； C．根据电阻定律可知，电阻率的单位是Ω·m，则电导率的单位是Ω－1·m－1，C正确。 故选C。 2. 如图，真空中O点有一负点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为，方向与ab连线成30°．关于a、b两点场强、及电势、的关系，正确的是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】a点到O点的距离 b点到O点距离 根据点电荷的场强公式 可得： 通过电场强度的方向可知，O点的电荷为负电荷，因沿着电场线方向电势逐渐降低，离负电荷越远电势越高，故有 φa＜φb A. 与分析不符，故A错误． B. 与分析相符，故B正确． C. 与分析不符，故C错误． D. 与分析不符，故D错误． 3. 如图所示，两极板间距为d的平行板电容器与一电源连接，电键S闭合，电容器两极间有一质量为m、带电荷量为q的微粒静止不动，下列叙述正确的是（ ） A. 微粒带正电 B. 电容器两板之间的电压大小为 C. 断开电键S，微粒将向下做加速运动 D. 保持电键S闭合，把电容器两极板距离增大，微粒将向下做加速运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，带电荷量为q的微粒静止不动，则微粒受到向上的电场力，平行板电容器板间场强方向竖直向下，则微粒带负电，故A错误； B．由平衡条件得 解得电容器两板之间的电压大小为，故B错误； C．断开电键S，电容器所带电荷量不变，由于电容的决定因素都没有改变，所以电容不变；则电容器板间电压不变，板间场强不变，微粒所受的电场力不变，则微粒仍静止不动，故C错误； 保持电键S闭合，板间电压不变，把电容器两极板距离增大，根据可知，板间场强减小，微粒所受电场力减小，则微粒将向下做加速运动，故D正确。 故选D。 4. 图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点，再经过N点可以判定（　　） A. M点的电势小于N点的电势 B. 粒子在M点的电势能小于N点的电势能 C. 粒子在M点的加速度大于在N点的加速度 D. 粒子在M点的速度小于在N点的速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据顺着电场线方向，电势降低，可知，M点的电势大于N点的电势，故A错误； BD．粒子从M到N的过程中，电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，粒子在M点的速度小于在N点的速度，故B错误，D正确； C．根据电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密场强越大，则知M点场强小于N点的场强，由 F=qE 可知，粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，则粒子在M点的加速度小于在N点的加速度，故C错误。 故选D。 5. 用图示的电路可以测量电阻的阻值，图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP=l1，PN=l2，，则Rx的阻值为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】当通过灵敏电流表的电流为零时，电流表两端电势相等，即两端电压与PN段电压相等，串联电路电压与阻值成正比，且由 可知，阻值与长度成正比，可得 可得 故选C。 6. 如图所示的电路中，是两金属板构成的平行板电容器，先将开关S闭合，等电路稳定后再将S断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A板的距离不变，则下列说法正确的是（　　） A. 电容器的电容变小 B. 电容器内部电场强度变大 C. 电容器内部电场强度变小 D. P点电势升高 【答案】AD 【解析】 【详解】当平行板电容器充电稳定后，两板间存在匀强电场，当开关断开后，两极板的电量不变 A．将B板向下平移一小段距离，由可知电容器的电容变小，故A正确； BC．由 联立可得 只改变极板间距，板间场强不变，故BC错误； D．板间场强不变，则 即P点与地间的电势差增大，即P点电势升高，故D正确。 故选AD。 7. 图中虚线为电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则（　　） A. M带负电荷，N带正电荷 B. N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 C. N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 D. M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于O点电势高于c点．电场强度方向向下，根据MN粒子的运动轨迹可知N受到的电场力向上，M受到的电场力向下，N带负电，M带正电，A错误； B．根据题意可知，而且电场力都做的是正功，而且电荷和质量大小相等，根据动能定理得，N在a点的速度与M在c点的速度大小不等，B错误； C．N在从O点运动至a点的过程中受到的电场力向上，轨迹运动方向也向上，故电场力做正功，C错误 D．图中的虚线为等势线，即O点和b点的电势相等，所以M点从O点到b点的过程中电场力对粒子做功等于零，D正确。 故选D。 8. 如图所示，三个质量相同，带电荷量分别为＋q、－q和0的小液滴a、b、c，从竖直放置的两板中间上方由静止释放，最后从两板间穿过，轨迹如图所示，则在穿过极板的过程中(　　) A. 电场力对液滴a、b做的功相同 B. 三者动能的增量相同 C. 液滴a电势能的增加量等于液滴b电势能的减小量 D. 重力对三者做的功相同 【答案】AD 【解析】 【详解】A项：因为液滴a、b的电荷量大小相等，则液滴所受的电场力大小相等，由静止释放，穿过两板的时间相等，则偏转位移大小相等，电场力做功相等，故A正确； B项：电场力对a、b两液滴做功相等，重力做功相等，则动能的增量相等，对于c液滴，只有重力做功，小于a、b动能的增量，故B错误； C项：对于液滴a和液滴b，电场力均做正功，电势能均减小．故C错误； D项：根据公式，液滴进入电场后竖直方向都做自由落体运动，运动位移相机，则重力对三者做功相同，故D正确． 点晴：解决本题的关键知道电场力做功与电势能的关系，以及会通过等时性比较偏转位移的大小，本题根据等时性，比较出a、b液滴的运动时间，从而比较出偏转位移，得知电场力做功情况，电场力做功等于电势能的减小量． 三、非选择题：每个试题考生都必须做答（共62分）。 9. 某研究性学习小组在探究电荷间的相互作用力与哪些因素有关时，设计了以下实验： （1）如图甲所示，将一个带正电的球体A固定在水平绝缘支座上。把系在绝缘细线上的带正电的小球B（图中未画出）先后挂在图中P1、P2、P3位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。根据力学知识分析得出细线偏离竖直方向的角度越小，小球B所受带电球体A的作用力___________（选填“越大”或“越小”或“不变”）。实验发现小球B在___________（选填“P1”或“P2”或“P3”）位置时，细线偏离竖直方向的角度最大。 （2）如图乙所示，悬挂在P1点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球B。缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P1的正下方且与B在同一水平线上B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为θ。若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则为___________。 【答案】（1） ①. 越小 ②. P1 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]对小球B受力分析，受到重力、细线拉力、库仑力，根据平衡条件可得 为细线偏离竖直方向的角度，因此越小，库仑力越小，即小球B所受带电球体A的作用力越小； [2]根据点电荷间库仑力的规律，在电荷量不变时，电荷间距越小，库仑力越大；三个位置中P1​距离带电球体A最近，B受到的库仑力最大，因此细线偏离竖直方向的角度最大。 【小问2详解】 设细线长度为L，A、B间距为r，由几何关系可得 以B为对象，根据平衡条件可得 结合库仑定律可得 联立可得 若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则有 10. 要测绘额定电压为2 V的小灯泡的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择： A．电源E（电动势3.0 V，内阻不计） B．电压表V1（量程0~3.0 V，内阻约2 kΩ） C．电压表V2（量程0~15.0 V，内阻约6 kΩ） D．电流表A1（量程0~0.6 A，内阻约1 Ω） E．电流表A2（量程0~100 mA，内阻约2 Ω） F．滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω） G．滑动变阻器R2（最大阻值2 kΩ） （1）为了减小实验误差，实验中电压表应选择________，电流表应选择_______，滑动变阻器应选择_________________．（填写各器材的序号） （2）为提高实验精度，请你设计实验电路图，并画在下面的虚线框中． （ ） （3）实验中测得一组数据如下表所示，根据表格中的数据在图中坐标系中作出小灯泡的伏安特性曲线． I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U/V 0 0.20 0.40 0.6 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 （ ） （4）该小灯泡的额定功率是_________ W．（保留两位小数） （5）由图象可知，小灯泡电阻的变化特点是_________________． 【答案】 ①. B ②. D ③. F ④. ⑤. ⑥. 1.00 ⑦. 灯泡电阻随电压（温度）的增大而增大 【解析】 【详解】(1)[1][2][3] 由题意小灯泡额定电压为2V，实验测量的数据，电压为2V时，电流为0.5A，故电压表应选B，电流表应选D，又描绘伏安特性曲线要求电流从零调节，故变阻器应用分压式接法，应选阻值小的变阻器F． (2) [4]由于小电珠电阻较小，为了减小实验测量误差，电流表应用外接法，同时本实验中电压由零开始变化，故变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示： (3)[5] 据所给数据得伏安特性曲线如图： (4)[6] 电压为2V时的电流为0.5A，则额定功率为： P=UI=2×0.50=1.00W (5)[7] I-U图象中的斜率表示电阻的倒数，故由图可知，灯泡电阻随电压（温度）的增大而增大； 11. 如图所示：一段横截面积为S、长为l的金属电阻丝，单位体积内有n个自由电子，每一个电子电量为e、该电阻丝通有恒定电流时，两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v。 （1）试推导导线中电流I的微观表达式； （2）为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量。若已知该导线中的电流密度为，导线的电阻率为，试证明：。 【答案】（1） （2）电流密度的定义式 欧姆定律 电阻定律 ∴ 则有 【解析】 【小问1详解】 电流的定义式 在t时间内，流过导体横截面的电荷量为 电流I的微观表达式为 【小问2详解】 电流密度的定义式 欧姆定律 电阻定律 ∴ 则有 12. 如图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B，板距d=0.4m，两板间的电压U=400V，板间有一匀强电场。在A、B两板上端连线的中点Q的正上方，距Q为h=0.2m的P点处有一带正电的小球，已知小球的质量，电荷量。设A、B板足够长，g取。试求： （1）带正电的小球从P点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰； （2）相碰时，离金属板上端的距离多大。 【答案】（1）0.4s （2）0.6m 【解析】 【小问1详解】 设小球从P到Q所用时间为，由 解得 小球进入电场后，水平方向根据牛顿第二定律可得， 解得 水平方向根据运动学公式可得 解得 则小球由静止下落到与金属板相碰所用时间为 【小问2详解】 小球由静止下落到与金属板相碰，在竖直方向有 则相碰时，与金属板上端的距离为 13. 如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两处分别固定着两个带相等电荷量的正电荷，a、b是AB连线上的两点，其中，O为AB连线的中点，一质量为m、带电荷量为＋q的小滑块（可以看作质点）以初动能E0从a点出发，沿直线AB向b点运动，其中小滑块第一次经过O点的动能为初动能的n倍（n>1），到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求： （1）a、b两点间的电势差Uab； （2）小滑块与水平面间的动摩擦因数； （3）O、b两点间的电势差UOb； （4）小滑块运动的总路程。 【答案】（1）0 （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 因为A、B两处分别固定着两个带相等电荷量的正电荷，a、b以中点O对称，根据对称性可知a、b两点电势相等，则有 【小问2详解】 滑块由a到b的过程，根据动能定理可知 解得 【小问3详解】 对小滑块由O到b的过程，根据动能定理可得 解得 【小问4详解】 小滑块从a点开始，最终停在O点，全过程根据动能定理可得 其中 联立解得小滑块运动的总路程为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023级高二上学期期末考试 物理试题 一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题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，有选错或不答的得0分。 1. 2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即。下列说法正确的是（　　） A. 材料的电导率越小，其导电性能越强 B. 材料的电导率与材料的形状有关 C. 电导率的单位是Ω－1·m－1 D. 电导率大小与温度无关 2. 如图，真空中O点有一负点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为，方向与ab连线成30°．关于a、b两点场强、及电势、的关系，正确的是 A. B. C. D. 3. 如图所示，两极板间距为d的平行板电容器与一电源连接，电键S闭合，电容器两极间有一质量为m、带电荷量为q的微粒静止不动，下列叙述正确的是（ ） A. 微粒带正电 B. 电容器两板之间的电压大小为 C. 断开电键S，微粒将向下做加速运动 D. 保持电键S闭合，把电容器两极板距离增大，微粒将向下做加速运动 4. 图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点，再经过N点可以判定（　　） A. M点的电势小于N点的电势 B. 粒子在M点的电势能小于N点的电势能 C. 粒子在M点的加速度大于在N点的加速度 D. 粒子在M点的速度小于在N点的速度 5. 用图示的电路可以测量电阻的阻值，图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP=l1，PN=l2，，则Rx的阻值为（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示的电路中，是两金属板构成的平行板电容器，先将开关S闭合，等电路稳定后再将S断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A板的距离不变，则下列说法正确的是（　　） A. 电容器的电容变小 B. 电容器内部电场强度变大 C. 电容器内部电场强度变小 D. P点电势升高 7. 图中虚线为电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则（　　） A. M带负电荷，N带正电荷 B. N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 C. N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 D. M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零 8. 如图所示，三个质量相同，带电荷量分别为＋q、－q和0的小液滴a、b、c，从竖直放置的两板中间上方由静止释放，最后从两板间穿过，轨迹如图所示，则在穿过极板的过程中(　　) A. 电场力对液滴a、b做的功相同 B. 三者动能的增量相同 C. 液滴a电势能的增加量等于液滴b电势能的减小量 D. 重力对三者做的功相同 三、非选择题：每个试题考生都必须做答（共62分）。 9. 某研究性学习小组在探究电荷间的相互作用力与哪些因素有关时，设计了以下实验： （1）如图甲所示，将一个带正电的球体A固定在水平绝缘支座上。把系在绝缘细线上的带正电的小球B（图中未画出）先后挂在图中P1、P2、P3位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。根据力学知识分析得出细线偏离竖直方向的角度越小，小球B所受带电球体A的作用力___________（选填“越大”或“越小”或“不变”）。实验发现小球B在___________（选填“P1”或“P2”或“P3”）位置时，细线偏离竖直方向的角度最大。 （2）如图乙所示，悬挂在P1点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球B。缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P1的正下方且与B在同一水平线上B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为θ。若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则为___________。 10. 要测绘额定电压为2 V的小灯泡的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择： A．电源E（电动势3.0 V，内阻不计） B．电压表V1（量程0~3.0 V，内阻约2 kΩ） C．电压表V2（量程0~15.0 V，内阻约6 kΩ） D．电流表A1（量程0~0.6 A，内阻约1 Ω） E．电流表A2（量程0~100 mA，内阻约2 Ω） F．滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω） G．滑动变阻器R2（最大阻值2 kΩ） （1）为了减小实验误差，实验中电压表应选择________，电流表应选择_______，滑动变阻器应选择_________________．（填写各器材的序号） （2）为提高实验精度，请你设计实验电路图，并画在下面的虚线框中． （ ） （3）实验中测得一组数据如下表所示，根据表格中的数据在图中坐标系中作出小灯泡的伏安特性曲线． I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U/V 0 0.20 0.40 0.6 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 （ ） （4）该小灯泡的额定功率是_________ W．（保留两位小数） （5）由图象可知，小灯泡电阻的变化特点是_________________． 11. 如图所示：一段横截面积为S、长为l的金属电阻丝，单位体积内有n个自由电子，每一个电子电量为e、该电阻丝通有恒定电流时，两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v。 （1）试推导导线中电流I的微观表达式； （2）为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量。若已知该导线中的电流密度为，导线的电阻率为，试证明：。 12. 如图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B，板距d=0.4m，两板间的电压U=400V，板间有一匀强电场。在A、B两板上端连线的中点Q的正上方，距Q为h=0.2m的P点处有一带正电的小球，已知小球的质量，电荷量。设A、B板足够长，g取。试求： （1）带正电的小球从P点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰； （2）相碰时，离金属板上端的距离多大。 13. 如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两处分别固定着两个带相等电荷量的正电荷，a、b是AB连线上的两点，其中，O为AB连线的中点，一质量为m、带电荷量为＋q的小滑块（可以看作质点）以初动能E0从a点出发，沿直线AB向b点运动，其中小滑块第一次经过O点的动能为初动能的n倍（n>1），到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求： （1）a、b两点间的电势差Uab； （2）小滑块与水平面间的动摩擦因数； （3）O、b两点间的电势差UOb； （4）小滑块运动的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $