甘肅省白銀市靖遠(yuǎn)縣2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試卷（解析版）

這是一份甘肅省白銀市靖遠(yuǎn)縣2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試卷（解析版），共19頁。試卷主要包含了請(qǐng)將答案正確填寫在答題卡上， 下列說法中，正確的是等內(nèi)容，歡迎下載使用。
滿分100分 考試時(shí)間：75分鐘
注意事項(xiàng)：
1.答題前填寫好自己的姓名、班級(jí)、考號(hào)等信息
2.請(qǐng)將答案正確填寫在答題卡上
第I卷（選擇題）
一、單選題（每小題4分，共28分）
1. 在一個(gè)點(diǎn)電荷的電場中，讓x軸與它的一條電場線重合，x軸上A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)如圖甲所示。在A、B兩點(diǎn)分別多次放置試探電荷，規(guī)定沿x軸正方向的靜電力方向?yàn)檎较?，試探電荷受到的靜電力跟試探電荷的電荷量的關(guān)系如圖乙所示，下列說法正確的是（ ）
A. A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為3N/C
B. 點(diǎn)電荷是負(fù)電荷
C. 點(diǎn)電荷恰好位于x軸原點(diǎn)
D. B點(diǎn)的電場強(qiáng)度是A點(diǎn)電場強(qiáng)度的
【答案】D
【解析】A．根據(jù)靜電力公式
可知圖像斜率表示電場強(qiáng)度
故A錯(cuò)誤；
B．圖像B的斜率為正，表示電場強(qiáng)度的方向沿x軸正方向，帶電量相同的電荷在A點(diǎn)靜電力比B點(diǎn)大，說明A點(diǎn)靠近點(diǎn)電荷，所以點(diǎn)電荷為正電荷，故B錯(cuò)誤；
C．設(shè)點(diǎn)電荷的位置為x，根據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式有
，
根據(jù)圖像可知
聯(lián)立解得
故C錯(cuò)誤；
D．由上述可得
故D正確。
故選D。
2. 圖中畫了四個(gè)電場的電場線，其中圖A和圖C中小圓圈表示一個(gè)點(diǎn)電荷，圖A中虛線是一個(gè)圓，圖B中幾條直線間距相等且互相平行，則在圖A、B、C、D中M、N兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．該圖中M、N兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相同，但是方向不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．該圖中M、N兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小和方向均相同，場強(qiáng)相同，選項(xiàng)B正確；
C．該圖中M、N兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小不相同，但是方向相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．該圖中M、N兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小不相同，方向也不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選B。
3. 如圖所示，O點(diǎn)為等邊三角形ABC中心。在A、B兩點(diǎn)放置兩電荷量相等的點(diǎn)電荷，若兩點(diǎn)電荷是同種電荷，則O點(diǎn)場強(qiáng)大小為；若兩點(diǎn)電荷是異種電荷，則O點(diǎn)場強(qiáng)大小為，與的比值為（ ）
A. B. C. 3D.
【答案】A
【解析】設(shè)O、A間的距離為r，點(diǎn)電荷的電量為q，當(dāng)兩點(diǎn)電荷為同種電荷，則有
當(dāng)兩點(diǎn)電荷為異種電荷，則有
可得
故選A。
4. 如圖所示，平行板電容器與一直流電源連接，下極板接地，靜電計(jì)金屬球與電容器上極板連接，靜電計(jì)開始時(shí)所帶電荷量很少，可忽略。開關(guān)閉合，穩(wěn)定時(shí)一帶電的油滴靜止于兩極板間的P點(diǎn)。若斷開開關(guān)K，將平行板電容器的下極板豎直向下平移一小段距離，則下列說法正確的是（ ）
A. 帶電油滴仍保持靜止B. 靜電計(jì)指針的張角保持不變
C. P點(diǎn)電勢變小D. 帶電油滴的電勢能變大
【答案】A
【解析】B．若斷開開關(guān)K，由于靜電計(jì)所帶電荷量很少，可忽略不計(jì)，故可認(rèn)為電容器所帶電荷量保持不變，將平行板電容器的下極板豎直向下平移一小段距離，根據(jù)
，
由于變大，可知電容器電容變小，電容器極板間電壓增大，靜電計(jì)指針的張角變大，故B錯(cuò)誤；
A．根據(jù)
可知板間電場強(qiáng)度不變，帶電油滴受力保持不變，帶電油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，故A正確；
BD．根據(jù)
由于板間電場強(qiáng)度不變，P點(diǎn)與下極板距離變大，又下極板接地，電勢為零，可知P點(diǎn)電勢變大；根據(jù)受力平衡可知，帶電油滴受到的電場力豎直向上，則帶電油滴帶負(fù)電，根據(jù)，可知帶電油滴在P點(diǎn)電勢能變小，故BD錯(cuò)誤。
故選A。
5. 一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢能，隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中段是關(guān)于直線對(duì)稱的曲線，段是直線，則下列說法正確的是（ ）
A. 處電場強(qiáng)度最小，但不為零
B. 粒子在段做勻變速運(yùn)動(dòng)，段做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C. 若、處電勢為、，則
D. 段的電場強(qiáng)度大小、方向均不變
【答案】D
【解析】A．圖像的斜率表示粒子所受電場力F，根據(jù)可知處電場強(qiáng)度最小且為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．粒子在段切線的斜率發(fā)生變化，電場力發(fā)生變化，所以加速度也在變化，不是做勻變速運(yùn)動(dòng)，段斜率不變，所以做的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．帶負(fù)電的粒子從到的過程中電勢能增加，說明電勢降低，即
選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．段斜率不變，所以這段電場強(qiáng)度大小、方向均不變，選項(xiàng)D正確。
故選D。
6. 下列說法中，正確的是（ ）
A. 由公式可知電場中某點(diǎn)的電勢與成反比
B. 公式，其中電容器的電容與電容器兩極板間電勢差無關(guān)
C. 試探電荷在電場中所受的電場力與其電量q無關(guān)
D. 電容器電容越大，電容器所帶的電荷量就越多
【答案】B
【解析】A．公式為比值定義式，電勢與試探電荷沒有本質(zhì)上的決定關(guān)系，不能夠認(rèn)為電勢與成反比，故A錯(cuò)誤；
B．公式為比值定義式，電容與電荷量、電壓沒有本質(zhì)上的決定關(guān)系，即電容器的電容與電容器兩極板間電勢差無關(guān)，故B正確；
C．根據(jù)
可知，試探電荷在電場中所受的電場力與其電量q有關(guān)，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)
解得
可知，電容器所帶的電荷量與電容、極板之間的電壓有關(guān)，即電容器電容越大，電容器所帶的電荷量不一定越多，故D錯(cuò)誤。
故選B。
7. 兩個(gè)電阻、的伏安特性曲線如圖所示，由圖可知（ ）
A. 的電阻
B. 的電阻隨電壓的增大而減小
C. 當(dāng)U=1V時(shí)，的電阻等于的電阻
D. 的電阻隨電壓的增大而增大
【答案】C
【解析】A．R1的電阻為
故A錯(cuò)誤；
B．I－U圖像上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由題圖可知R2的電阻隨電壓的增大而增大，故B錯(cuò)誤；
C．由題圖可知，當(dāng)U＝1 V時(shí)，I－U圖像上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率相等，故R2的電阻等于R1的電阻，都為2 Ω，故C正確；
D．圖像上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率不變，故的電阻隨電壓的增大而保持不變，故D錯(cuò)誤。
故選C
二、多選題（每小題5分，共20分，全選對(duì)得5分，選對(duì)但不全對(duì)得3分，有選錯(cuò)的得0分）
8. 兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如圖甲所示，一個(gè)電荷量為2×10-3C、質(zhì)量為0.1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從C點(diǎn)靜止釋放，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示，其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置（圖中標(biāo)出了該切線）。則下列說法正確的是（ ）
A. 由C到A的過程中物塊的電勢能先減小后增大
B. B點(diǎn)為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點(diǎn)，電場強(qiáng)度大小
C. 由C點(diǎn)到A點(diǎn)電勢逐漸降低
D. A、B兩點(diǎn)間的電勢差
【答案】BC
【解析】A．從速度一時(shí)間圖像可知，由C到A的過程中，物塊的速度一直增大，靜電力對(duì)物塊做正功，電勢能一直減小，A錯(cuò)誤；
B．物塊在B點(diǎn)的加速度最大，為
所受的靜電力最大為
則電場強(qiáng)度最大值為
B正確；
C．根據(jù)兩個(gè)等量同種正電荷其連線中垂線上電場強(qiáng)度方向由O點(diǎn)沿中垂線指向外側(cè)，所以由C點(diǎn)到A點(diǎn)過程中電勢逐漸降低，C正確；
D．從速度-時(shí)間圖像可知，A、B兩點(diǎn)的速度分別為，，再根據(jù)動(dòng)能定理得
解得，D錯(cuò)誤。
故選BC。
9. 如圖所示a、b、c、d分別是一個(gè)菱形（豎直放置）的四個(gè)頂點(diǎn)，∠abc＝120°。O點(diǎn)為菱形對(duì)角線的交點(diǎn)，現(xiàn)將三個(gè)電荷量均為＋Q的點(diǎn)電荷分別固定在a、b、c三個(gè)頂點(diǎn)上。下列說法正確的是（ ）

A. d點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由O指向d
B. O點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向由d指向O
C. d點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于O點(diǎn)的電場強(qiáng)度
D. d點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于O點(diǎn)的電場強(qiáng)度
【答案】AC
【解析】A．根據(jù)電場疊加原理可知，a、c兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷在d點(diǎn)疊加的電場強(qiáng)度的方向是豎直向下的，b點(diǎn)的點(diǎn)電荷在d點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向也是豎直向下的，所以d點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向由O指向d，故A正確；
B．a(chǎn)、c兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷在O點(diǎn)疊加的電場強(qiáng)度為零，b點(diǎn)的點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向豎直向下，所以O(shè)點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向是豎直向下的，故B錯(cuò)誤；
CD．設(shè)菱形的邊長為L，a點(diǎn)的點(diǎn)電荷在d點(diǎn)產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)在豎直方向的分量為
由對(duì)稱性及電場疊加原理知d點(diǎn)的電場強(qiáng)度
同理易得O點(diǎn)的場強(qiáng)為
所以
故C正確，D錯(cuò)誤。
10. 水平地面上方有水平向右的勻強(qiáng)電場，從地面上的A點(diǎn)斜向右上方以速度拋出一個(gè)帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的小球，速度方向與水平地面的夾角，軌跡如圖所示，點(diǎn)B為軌跡最高點(diǎn)，D、E兩點(diǎn)高度相等，小球落在水平地面的C點(diǎn)，忽略空氣阻力的影響，g取10m/s2，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為，則（ ）
A. 小球在空中速度的最小值位于B點(diǎn)的右側(cè)
B. 小球在B點(diǎn)的速度為10m/s
C. 小球落地時(shí)與水平方向的夾角大于53°
D. A、C兩點(diǎn)的距離為16 m
【答案】BD
【解析】A．小球從A到C做曲線運(yùn)動(dòng)，受豎直方向重力和水平方向的電場力作用，在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)力合成的平行四邊形定則，可得小球受合力為
當(dāng)速度的方向與合力方向垂直時(shí)速度最小，由此可知小球在空中速度的最小值位于B點(diǎn)的左側(cè)，故A錯(cuò)誤；
B．小球在豎直方向與水平方向的初速度為，
點(diǎn)B為軌跡最高點(diǎn)，所以在B點(diǎn)豎直方向速度是0，由，，
聯(lián)立解得，即小球在B點(diǎn)的速度為10m/s，故B正確；
C．小球從A到C的時(shí)間為從A到B的時(shí)間的兩倍，則到C點(diǎn)時(shí)，水平速度為
則小球落地時(shí)與水平方向的夾角正切為，故C錯(cuò)誤；
D．A、C兩點(diǎn)距離為，故D正確。
11. 如圖所示，在電場強(qiáng)度為的勻強(qiáng)電場中有A、、三個(gè)點(diǎn)，長，長，其中沿電場方向，和電場方向的夾角為。下列說法正確的是（ ）
A. 將電荷量為的正電荷從A點(diǎn)移到點(diǎn)，再從點(diǎn)移到點(diǎn)，靜電力做的功為
B. A點(diǎn)和點(diǎn)的電勢差為
C. A點(diǎn)和點(diǎn)的電勢差為
D. 將電荷量為的正電荷沿直線由A點(diǎn)移到點(diǎn)，靜電力做的功為
【答案】CD
【解析】AD．將電荷量為的正電荷從A點(diǎn)移到點(diǎn)，靜電力做的功為
再從點(diǎn)移到點(diǎn)，靜電力做的功為
則靜電力做的總功為
因電場力做功與路徑無關(guān)，若將該電荷沿直線由A點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做的功仍為
故A錯(cuò)誤，D正確；
BC．根據(jù)
代入數(shù)據(jù)解得
故B錯(cuò)誤，C正確。
故選CD。
第II卷（非選擇題）
三、實(shí)驗(yàn)題（共15分）
12. 某同學(xué)想設(shè)計(jì)一個(gè)測量金屬棒電阻率的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：
A.電流表（內(nèi)阻，滿偏電流）
B.電流表（內(nèi)阻約為，量程為）
C.定值電阻
D.滑動(dòng)變阻器
E.滑動(dòng)變阻器
F.干電池組（，，允許通過的最大電流為）
G.一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干
H.螺旋測微器，游標(biāo)卡尺
（1）如圖甲，用螺旋測微器測金屬棒直徑為______；如圖乙，用20分度游標(biāo)卡尺測金屬棒長度為______。
（2）用多用電表粗測金屬棒的阻值：用“”擋，指針靜止時(shí)如圖丙所示，則金屬棒的阻值約為______。
（3）該同學(xué)根據(jù)提供的器材，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)電路。為了保證實(shí)驗(yàn)電路的安全及操作方便，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是______（填“”或“”）。請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖______。
（4）該同學(xué)測得電流表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，則金屬棒電阻______（保留三位有效數(shù)字）。
【答案】（1）5.660 12.425 （2）17.0 （3）R2 （4）17.6
【解析】（1）[1]金屬棒的直徑
[2]金屬棒的長度
（2）[3]金屬棒的阻值約為
（3）[4] [5]由于題目沒有給電壓表，需要用電流表進(jìn)行改裝，只有內(nèi)阻已知，選擇和串聯(lián)組成電壓表，為了操作簡單節(jié)能，選擇限流接法，滑動(dòng)變阻器選擇比待測電阻大點(diǎn)的，又因?yàn)楦难b電壓表電流可以讀出，選擇電流表外接，因此電路圖為
（4）[6]根據(jù)電路連接及歐姆定律得
13. 下圖是某實(shí)驗(yàn)小組為了定性探究平行板電容器的電容與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系裝置圖。充電后與電源斷開的平行板電容器的A板與靜電計(jì)相連，B板和靜電計(jì)金屬殼都接地，A板通過絕緣柄固定在鐵架臺(tái)上，人手通過絕緣柄控制B板的移動(dòng)。請(qǐng)回答下列問題：
（1）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是______
A. 理想實(shí)驗(yàn)法B. 等效替代法
C. 控制變量法D. 建立物理模型法
（2）在該實(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)的作用是______
A. 測定該電容器的電荷量B. 測定該電容器兩極的電勢差
C. 測定該電容器的電容D. 測定A、B兩板之間的電場強(qiáng)度
（3）在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是______
A. 甲圖中的手水平向左移動(dòng)時(shí)，靜電計(jì)指針的張角變大
B. 甲圖中的手水平向左移動(dòng)時(shí)，靜電計(jì)指針的張角不變
C. 乙圖中的手豎直向上移動(dòng)時(shí)，靜電計(jì)指針的張角變大
D. 丙圖中的手不動(dòng)，而向兩板間插入陶瓷片時(shí)，靜電計(jì)指針的張角變小
【答案】（1）C （2）B （3）ACD
【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是控制變量法。
故選C。
（2）該實(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)的作用是測定電容器兩極之間的電勢差。
故選B。
（3）根據(jù)
，
AB．甲圖中的手水平向左移動(dòng)時(shí)，板間距離增大，電容器電容減小，由于靜電計(jì)所帶電荷量遠(yuǎn)小于電容器電荷量，可認(rèn)為電容器電荷量保持不變，則電容器電壓增大，所以靜電計(jì)指針的張角變大，故A正確，B錯(cuò)誤；
C．乙圖中的手豎直向上移動(dòng)時(shí)，極板正對(duì)面積減小，電容器電容減小，電容器電荷量保持不變，則電容器電壓增大，所以靜電計(jì)指針的張角變大，故C正確；
D．丙圖中的手不動(dòng)，而向兩板間插入陶瓷片時(shí)，可知電容器電容增大，電容器電荷量保持不變，則電容器電壓減小，所以靜電計(jì)指針的張角變小，故D正確。
四、解答題（共37分）
14. 密立根油滴實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：兩塊間距為的平行金屬板A、B分別與電源正、負(fù)極相接。當(dāng)兩極板間不加電壓時(shí)，帶電油滴最后以速度勻速豎直下落；當(dāng)兩板間加上電壓時(shí)，該帶電油滴最后以速度勻速豎直上升。已知油滴所受阻力大小與速度大小成正比，即，其中比例系數(shù)已知，取重力加速度為。求：
（1）判斷該帶電油滴所帶電性；
（2）兩塊平行金屬板之間的場強(qiáng)；
（3）油滴的質(zhì)量；
（4）求該油滴所帶電荷量。
【答案】（1）帶負(fù)電 （2） （3） （4）
【解析】（1）兩板間加電壓時(shí)帶電油滴向上運(yùn)動(dòng)，說明電場力豎直向上，而電場方向豎直向下，故油滴帶負(fù)電。
（2）在極板間加上電壓，極板間的電場強(qiáng)度為
（3）不加電壓時(shí)，根據(jù)平衡條件有
解得
（4）在極板間加上電壓，極板間的電場強(qiáng)度為
油滴向上勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件有
解得
15. 如圖所示，圖中P、Q之間的加速電壓，M、N兩板之間的偏轉(zhuǎn)電壓，電子從電子槍中逸出后沿圖中虛線射入，經(jīng)加速電場，偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域后，打到水平靶臺(tái)的中心點(diǎn)C，虛線與靶臺(tái)ACB在同一豎直面內(nèi)，且AB的長度為10cm。已知電子質(zhì)量，電荷量，偏轉(zhuǎn)極板M，N長L＝20cm，間距d＝16cm，虛線距離靶臺(tái)的豎直高度h＝30cm，不考慮電子的重力、電子間相互作用力及電子從電子槍中逸出時(shí)的初速度大小，不計(jì)空氣阻力。
（1）求電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域時(shí)速度的大小；
（2）求靶臺(tái)中心點(diǎn)C離N板右側(cè)的水平距離；
（3）若使電子打在靶臺(tái)ACB上，求M、N兩板之間的電壓范圍（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）對(duì)電子在加速電場中的加速過程用動(dòng)能定理有
解得
代入數(shù)據(jù)得
（2）電子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有
在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有
其中加速度
解得
電子離開偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由幾何關(guān)系可知，如圖
代入數(shù)據(jù)后得
（3）由題可知，兩點(diǎn)離N板右側(cè)的水平距離分別為
若電子剛好到達(dá)A點(diǎn)，由幾何關(guān)系有
解得
所以電子不能打到A點(diǎn)，所以有
可得
電子剛好到達(dá)點(diǎn)時(shí)，由幾何關(guān)系有
解得
當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為，電子離開電場時(shí)的側(cè)移量為，
可得
綜上得
16. 如圖所示，一帶電荷量為－q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為的足夠長的光滑絕緣斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置處于一水平向左的勻強(qiáng)電場中時(shí)，小物塊恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度為g，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。則
（1）求電場強(qiáng)度的大??；
（2）若將小物塊沿斜面下移距離為d，求小物塊電勢能的變化。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）小物塊受力分析，如圖
由受力平衡得
得
（2）電場力做功
電勢能變化量為