安徽省宿州市省、市示范高中2024-2025学年高二上学期期中教学质量检测物理试卷

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一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1. 防静电瓷砖是理想的防静电与装饰兼备的材料，适用于计算机房、石油化工车间、医院手术室等需要防尘、防静电的场所，其中架空型的防静电瓷砖如图所示，瓷砖的支架下面还要铺设铜箔（图中未展示），铜箔铺设需连接到接地装置，下列说法正确的是（ ）
A. 防静电瓷砖必须是绝缘材料，以防止导电B. 铜箔的主要作用是防潮
C. 防静电瓷砖是可以导电的D. 瓷砖与铜箔之间的支架必须使用绝缘材料
【答案】C
【解析】
【详解】AC．防静电瓷砖是可以导电的，不是绝缘材料，故A错误，C正确；
B．铜箔的主要作用是导电，不是防潮，故B错误；
D．瓷砖与铜箔之间的支架必须使用导电材料，确保瓷砖中的电荷导入大地，故D错误。
故选C。
2. 真空中，在与带电荷量为+q1的点电荷相距r的M点放一个带电荷量为−q2的试探电荷，此时试探电荷−q2受到的电场力大小为F，方向如图所示。已知静电力常量为k，则（ ）
A. M点的电场强度方向与F方向相同B. M点的电场强度大小为
C. M点的电场强度大小为D. 取走试探电荷−q2，M点电场强度变为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于试探电荷带负电，故电场强度方向与电场力方向相反，故A错误；
B．根据点电荷电场强度公式可得M点的场强大小为
故B错误；
C．根据电场强度的定义式可得M点的电场强度大小为
故C正确；
D．电场强度是电场本身的性质，与放不放电荷，放什么电荷均无关，故D错误。
故选C。
3. 为了方便在医院输液的病人及时监控药液是否即将滴完，有人发明了一种利用电容器原理实现的输液报警装置，实物图和电路原理如图所示。闭合开关，当药液液面降低时，夹在输液管两侧的电容器C的两极板之间介质由液体改变为气体，蜂鸣器B就会因通过特定方向的电流而发出声音，电路中电表均为理想电表。根据以上说明，下列选项分析正确的是（ ）
A. 液面下降后，电容器两端电压变大
B. 液面下降后，电容器所带电量减少
C. 液面下降时蜂鸣器电流由a流向b
D. 输液管较粗时，电容器容值会变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．开关闭合稳定时，电容器两端电压等于电源电动势，即液面下降稳定后，电容器两端电压不变，故A错误；
B．根据
，
液面下降，极板之间的介电常数减小，则电容减小，极板之间电压不变，则电容器所带电量减少，故B正确；
C．根据图示可知，电容器右侧极板带负电，结合上述，液面下降时，极板所带电荷量减少，即右侧极板失去电子，电子从a向b运动，则蜂鸣器电流由b流向a，故C错误；
D．结合上述可知，输液管较粗时，极板之间间距增大，则电容器容值会变小，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，有一平行于abc平面的匀强电场，其中a、b、c三点电势分别为2 V、12 V、6 V，ab = 5 cm，，ac和ab的夹角为45°。下列说法正确的是（ ）
A. 电子从a点移动到b点的过程中，电场力做负功
B. 电子从a点移动到c点的过程中，电势能增大
C. 电场强度的方向从c点指向a点
D. 电场强度的大小为200 V/m
【答案】D
【解析】
【详解】A．电子从a点移动到b点的过程中，电场力做功为
电场力做正功，故A错误；
B．电子从a点移动到c点的过程中，电场力做功为
电场力做正功，电势能减小，故B错误；
C．将ab段均分成5等份，如图所示
由图可得d点与c点电势相同，电场方向垂直于等势线，且沿电场方向电势逐渐降低，因此电场方向从b点指向a点，故C错误；
D．由题知
电场强度大小为
故D正确。
故选D。
5. 如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和电阻箱R改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流为Ig = 300 mA，内阻为Rg = 10 Ω，电阻箱R接入电路的阻值为R0。下列说法正确的是（ ）
A. 改装为0 ~ 15 V量程的电压表，选择图乙，R0 = 40 Ω
B. 改装为0 ~ 15 V量程的电压表，选择图甲，R0 = 20 Ω
C. 改装为0 ~ 0.6 A量程的电流表，选择图甲，R0 = 5 Ω
D. 改装为0 ~ 0.6 A量程的电流表，选择图乙，R0 = 10 Ω
【答案】A
【解析】
【详解】AB．改装为15 V量程的电压表，需串联一个电阻，选择图乙，根据欧姆定律有
解得
故A正确，B错误；
CD．改装为0.6 A量程的电流表，需要并联一个电阻，选择图甲，根据欧姆定律有
解得
故CD错误
故选A。
6. 雷雨天，高层建筑顶部的引雷针起到主动吸引闪电的作用，叫“接闪”，以此保护周边建筑和行人的安全。某次电视塔“接闪”前积雨云层与避雷针附近产生的电场的等差等势面如图所示，积雨云的底部积聚负电荷，取大地为零势面，以下说法正确的是（ ）
A. 避雷针的针尖由于静电感应而带负电
B. A、B、C三个位置中A点处的电场强度最大
C. B、A两点间的电势差大于B、C两点间的电势差
D 空气中一电子由B点运动到C点，其电势能增加
【答案】B
【解析】
【详解】A．积雨云的底部积聚负电荷，根据静电感应可知避雷针带正电，故A错误；
B．等势面疏密程度表示电场强度大小，则A、B、C中A点处的电场强度最大，故B正确；
C．图中的虚线为等差等势面，则B、A两点间的电势差等于B、C两点间的电势差，故C错误；
D．等势面与电场线垂直，且从正电荷指向带负电的云层，沿着电场线方向电势逐渐降低，又电子带负电，所以电子在B点的电势能大于C点的电势能，电子由B点运动到C点，电势能减小，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，图线甲、乙分别为某电源和某金属导体的U − I图线，当该导体直接与该电源相连时，下列说法正确的是（ ）
A. 该导体的电阻为10 ΩB. 电源电动势E = 50 V，内阻r = 2.5 Ω
C. 电源内部消耗的功率为20 WD. 电路消耗的总功率为80 W
【答案】C
【解析】
【详解】A．当该导体直接与该电源相连时，图线甲、乙交点的纵坐标表示路端电压，也表示该导体两端的电压
横坐标表示电路中的电流
则该导体的电阻
A错误；
B．甲图线的纵轴截距表示电源电动势，图线斜率的绝对值表示电源内阻，由题图可知电源电动势
内阻
B错误；
C．当该导体直接与该电源相连时，电源内部消耗的功率为
C正确；
D．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率
D错误。
故选C。
8. 反射式速调管是常用的微波器件之一，其内部真空，有一个静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示。一个带负电粒子（重力不计）从x = 3 cm处由静止释放，下列说法中正确的是（ ）
A. 该静电场可以由两个负电荷产生
B. x = −2 cm处的电场强度等于x = 2 cm处的电场强度
C. 该粒子在x = 0处的电势能最大
D. 释放时粒子沿x轴负方向运动，运动到的最远位置为x = −4.5 cm
【答案】D
【解析】
【详解】AB．φ − x图像的斜率表示电场强度，由图可知−6 cm < x < 0区域的电场强度大小为
方向沿着x轴负方向
0 < x < 4 cm区域的电场强度大小为
方向沿着x轴正方向
可知x = −2 cm的电场强度小于x = 2 cm处的电场强度，且此静电场不可能由两个负电荷产生，AB错误；
C．x = 0处电势最高，根据Ep = qφ可知带负电粒子在x = 0处的电势能最小，C错误；
D．带负电粒子（重力不计）从x = 3 cm处由静止释放，受到向x轴负方向的电场力，当运动到x < 0区域后，受到x轴正方向的电场力，根据动能定理
可得
则该粒子将沿x轴负方向运动，运动到的最远位置为
D正确。
故选D。
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 电偶极子是由一对等量异种电荷组成的。如图，固定在x轴上、带等量异种电荷的带电体M、N，它们连线的中点为O，a、b是过O点的中垂线上与O点对称的两点，c、d是x轴上关于O点对称的两点。下列说法正确的是（ ）
A. a、b两点的电场强度大小相等，方向相同
B. a、b两点的电场强度大小相等，方向不同
C. 电子在c点的电势能小于其在d点的电势能
D. 若将电子d点由静止释放，当电子只受电场力作用时，将在c、d间来回运动
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据等量异种电荷的电场线分布的特点可知，a、b两点的电场强度大小相等，方向相同，故A正确，B错误；
C．由于沿着电场线的方向电势是降低的，c点的电势高于d点的电势，电子带负电，所以电子在c点的电势能小于电子在d点的电势能，故C正确；
D．若将电子在d点由静止释放，当电子只受电场力作用时，电子将越过c点向左加速，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，电源的电动势不变，内阻不计，、、、均为电阻箱，设灯泡的电阻保持不变，闭合开关S，调节电阻箱，灯泡、均正常发光，若仅改变某一个电阻箱接入电路中的阻值，发现灯泡、变暗，灯泡变亮，则可能是（ ）
A. 仅将电阻箱的阻值变大B. 仅将电阻箱的阻值变大
C. 仅将电阻箱阻值减小D. 仅将电阻箱与外电路断开
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由电路结构可知，电阻箱与灯泡并联，电阻箱、并联与电阻箱串联后与灯泡并联，当电阻箱的阻值增大时，根据“串反并同”可知，变亮，变暗，故A错误；
B．同理，当电阻箱的阻值增大时，根据“串反并同”可知，变暗，变亮，故B正确；
C．若将电阻箱的电阻减小，则变亮，变暗，故C错误；
D．当仅将电阻箱与外电路断开，电路的总电阻增大，电路的总电流减小，灯上分流减小，灯变暗，由于电阻上电压变小，电源的路端电压不变，灯上的电压变大，变亮，故D正确。
故选BD。
三、非选择题：共5题，共58分。
11. 某同学在实验室测量一根粗细均匀的电阻丝的电阻率ρ。
（1）该同学首先测得电阻丝长为L，用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图甲所示，该电阻丝直径为D = _____mm；
（2）然后将电阻丝绕制在一个玻璃管上，接入如图乙所示的实验电路，正确连接电路后闭合开关，将电阻箱示数调至5 Ω，多次调节滑动变阻器滑片，并读取相应电压表的示数U和电流表的示数I，得到多组测量数据，并绘制出如图丙所示的U − I图像，则这段电阻丝的电阻Rx = ________Ω；（电表均为理想电表）
（3）最后可由表达式ρ = ________（用D、L、Rx、π表示）得到电阻丝的电阻率。
【答案】（1）0.990
（2）2.5 （3）
【解析】
【小问1详解】
如题图甲所示，螺旋测微器测量电阻丝直径读数为
【小问2详解】
由U − I图像的斜率表示被测电阻的电阻值可得
因此电阻丝的电阻为
【小问3详解】
由电阻定律、可得，电阻丝的电阻率表达式为
12. 在做“测定一节干电池电动势和内阻”的实验时，实验室给出下列器材：
A．一节待测干电池
B．电流表，量程，内阻左右
C．电压表，量程，内阻左右
D．滑动变阻器a，最大阻值为
E．滑动变阻器b，最大阻值为
F．开关一个、导线若干
（1）实验中选择滑动变阻器________（填器材前面字母序号）更加合理；
（2）图甲为某同学连接好的实物图，请在虚线框中画出对应的电路图；
（3）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到最________（填“左”或“右”）端；该同学多次移动变阻器滑片，并读出对应的电压表和电流表示数U、I，根据测出的数据绘制出图线如图乙所示，根据图线计算一节干电池的电动势为________V，内阻为________。（结果均保留2位小数）
【答案】（1）E （2）
（3） ①. 左 ②. ③. 0.67
【解析】
【小问1详解】
由于干电池的内阻较小，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值较小的E。
【小问2详解】
【小问3详解】
闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到最左端，使变阻器接入电路的阻值最大从而保护电流表。
根据闭合电路欧姆定律，则有
即
可知图像的纵轴截距等于电动势，可解得
图像的斜率绝对值等于内阻，可解得
13. 如图所示，带等量同种正电荷的绝缘体甲、乙固定在一条水平直线上，两者之间的距离为，两者连线的中点为O，O点的电势为。虚线为竖直平面内过O点的中垂线，M为中垂线上一点，。质量为m、电荷量为的带负电的小球丙从M点由静止释放，释放时受到电场力的大小为F，小球运动到O点的动能为E。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g。求：
（1）绝缘体甲的带电量Q；
（2）小球丙在M点的电势能。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
甲乙对小球丙产生的吸引力为
所以小球丙所受到的合力为
可解得
【小问2详解】
小球丙从M到O过程中，根据动能定理，则有
又因
可解得
14. 如图甲所示，单刀双掷开关S原来跟2相连，从t = 0开始开关改接到1，得到电流传感器中的电流随时间变化的i − t图像如图乙所示，图中I0已知，电源的内阻为r，定值电阻R的阻值为9r，不考虑传感器的电阻。已知电容器储存的电场能公式为（其中C为电容器的电容，U为电容器极板间电压，C、U均未知）。求：
（1）t = 0时，电源的输出功率P；
（2）当电容器上电压为电源电动势的三分之一时，电路中的电流I；
（3）已知i − t图像与时间轴所围的总面积为S，如果电源提供的总能量全部转化为电容器中的电场能和电路中的焦耳热，求电阻R产生的最大焦耳热QR。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
t = 0时，电路中的电流为I0，则电源的输出功率为
解得
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律有，电源电动势
当电容器上电压为电源电动势的三分之一时，电路中电流为
解得
【小问3详解】
电容器上的最大电压为
由题意可知，电容器上的最大带电量为
又
根据能量的转化与守恒有
其中
解得
15. 如图甲所示，电子加速器的加速电压为（未知），偏转电场的板长均为。大量电子由静止加速后，不断地从两板正中间沿水平方向射入偏转电场。两板不带电时，电子通过两板的时间为，当在两板间加如图乙所示的周期为、最大值为的变化电压时，偏移量最大的电子恰从两极板右边缘射出。电子的电荷量为，质量为，不计电子重力和它们之间相互作用力，求：
（1）加速电场的电压；
（2）偏转电场板间距离和电子刚进入偏转电场时的加速度的大小；
（3）何时从左侧进入的电子从平行板右侧距离中线上方处飞出？
【答案】（1）
（2）；
（3），（n=0，1，2，…）
【解析】
【小问1详解】
电子出离加速电场时的速度
则在加速电场中
解得
【小问2详解】
当
t = nt0（n = 0，1，2，…）
时刻射入偏转电场的电子出离电场时的偏转距离最大，则
解得
【小问3详解】
设tx时刻进入偏转电场的电子，会从中线上方处飞出偏转电场，由运动公式可得
解得
所以在，（n=0，1，2，…）时刻进入偏转电场的电子，会从中线上方飞出偏转电场；
同理可得在，（n=1，2，3，…）时刻进入偏转电场的电子，也会从中线上方飞出偏转电场。