福建省福州十校2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题（解析版）-A4

这是一份福建省福州十校2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题（解析版）-A4，共14页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
（完卷时间：75分钟；满分：100分）
班级：___________姓名：___________座号___________
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 对静电场有关知识的理解，下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷的电荷量一定很小
B. 电场强度较大的地方电场线一定较密集
C. 电场中某点的电场强度方向一定与试探电荷在该点受到的电场力方向相同
D. 电场中某点的电势为零，则该点的电场强度一定也为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，物体能不能简化为点，不是看物体的体积大小和电量大小，而是看物体的大小对于两个电荷的间距能不能忽略不计，即两个带电体的形状对它的相互作用力的影响能不能忽略，故A错误；
B．电场线的密集程度代表电场强度的大小，电场线越密集，电场强度越大，故B正确；
C．电场中某点的电场强度方向一定与正试探电荷在该点受到的电场力方向相同，故C错误；
D．在电场中某点的电势为零，该点的电场强度不一定为零，例如等量异种电荷的中间位置，故D错误；
故选B
2. 真空中两个点电荷相互作用力为F，若将每个电荷带电量都加倍，同时使它们之间距离减半，则它们之间的相互作用力变为（ ）
A. B. FC. 8FD. 16F
【答案】D
【解析】
【详解】设两个点电荷的电荷量分别为和，距离为r，则
若将每个电荷带电量都加倍，同时使它们之间的距离减半，它们之间的相互作用力为
故选D。
3. 某粗细均匀的金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长到原来长度的2倍，在温度不变的情况下，则该导线的电阻率和电阻分别变为（ ）
A. ρ和4RB. ρ和16RC. 4ρ和4RD. 4ρ和16R
【答案】A
【解析】
【详解】由于材料未变，则电阻率不变，将导线均匀拉长一倍，由于体积不变，则横截面积变为原来的二分之一，根据电阻定律
知电阻变为原来的4倍。
故选A。
4. 有一个负点电荷只受电场力的作用，从电场中的a点由静止释放，在它沿直线运动到b点的过程中，动能随位移变化的关系图像如图所示，则电场线分布图是下图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A． 因为电荷为负所以点电荷不可能从静止开始从a点沿直线运动到b点。故A错误；
BCD．由动能定理得，在短距离内
解得
即图像斜率为，因为斜率逐渐增大，即点电荷从静止开始从a点沿直线运动到b点运动过程中电场强度逐渐增大。
故BD错误，C正确；
故选C。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 利用图示电路可以检测司机是否酒驾。图中R0为定值电阻，R是一个“气敏传感器”，它的电阻值会随着其周围酒精气体浓度的增大而减小。若检测时司机喝了酒（ ）
A. 电路的总电阻减小
B. 电压表的示数减小
C. 电路消耗的总功率变小
D. 电压表和电流表示数的比值不变
【答案】AD
【解析】
【详解】若检测时司机喝了酒，则R减小，电路总电阻减小，电流变大，即电流表示数变大，两端的电压变大，电压表的示数变大，电路消耗的总功率变大；根据
可知电压表和电流表示数的比值不变。
故选AD。
6. 如图所示为一简易的静电除尘器，静电高压电源的负极与矿泉水瓶中的铜丝连接，正极连接铝片，充入烟尘，通电后烟尘在电场中通过某种机制带电，被吸附在了铝片上，达到除尘效果。则（ ）
A. 烟尘在电场中带上的是负电
B. 矿泉水瓶内部形成的电场是匀强电场
C. 矿泉水瓶内越靠近铜丝，电势越低
D. 带电后，向铝片运动的过程中，电场力越来越大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由于带电烟尘颗粒被吸附在了铝片上，即高压电源的正极，所以烟尘应受到指向正极的电场力，说明烟尘颗粒带负电，故A正确；
BD．矿泉水瓶内的电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场，并非匀强电场，烟尘带电后，向铝片运动的过程中，电场力越来越小，故BD错误；
C．矿泉水瓶内电场线方向由铝片指向铜丝，沿着电场线方向电势逐渐降低，则越靠近铜丝，电势越低，故C正确。
故选AC。
7. 电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（ ）
A. 电子由K到A做匀加速直线运动
B. M点电势低于N点电势
C. 电子到达A极板时的动能大于
D. 电子由K运动到A，其电势能减小了eU
【答案】BD
【解析】
【详解】A．电场线越密集电场强度越大，则电子由K到A过程中，电场力变大，则根据牛顿第二定律可得加速度大小变大，不是匀加速直线运动，故A错误；
B．沿电场线方向电势降低，可知M点电势低于N点电势，故B正确；
CD．根据动能定理可得，电子到达A板时动能等于电场力所做的功，则动能等于；电子由K运动到A，电场力做正功，电势能减小，电势能减小了，故D正确，C错误。
故选BD
8. 喷墨打印机的简化模型如图所示。重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上。则微滴在极板间电场中（ ）
A. 向负极板偏转
B. 电势能逐渐减小
C. 运动时间与匀强电场的电场强度大小无关
D. 若增大两极板间的电场，微粒仍会到达纸上同一位置
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由于墨汁微滴带负电，由左手定则可知受力方向向正极板；故微滴在极板间电场中向正极板偏转，故A错误；
B．由于电场对带负电墨汁微滴做正功，故微滴在极板间电场中电势能减少，故B正确；
C．由于墨汁微滴在电场中做类平抛运动，水平方向速度保持不变，故墨汁微滴在板间的运动时间由水平方向的运动决定，与电场强度无关；故C正确；
D．由侧向位移
若增大两极板间的电场，墨汁微滴的侧向位移变大；墨汁微滴偏转角的正切值
若增大两极板间的电场，墨汁微滴偏转角增大，射出电场后做匀速直线运动，所以若增大两极板间的电场，微粒不会到达纸上同一位置，故D错误。
故选BC。
三、非选择题：共60分，其中9~11为填空题，12、13为实验题，14~16为计算题。考生根据要求作答。
9. 如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径AB与弦BC间的夹角为30°。A、B两点分别放有电荷量大小为qA、qB的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，qA、qB为___________（选填“同种”或“异种”）电荷，则等于___________。
【答案】 ①. 异种 ②.
【解析】
【详解】[1][2]根据题意可知两电荷为异种电荷，假设qA为正电荷，qB为负电荷，两电荷在C点的场强如下图
设圆的半径为r，根据几何知识可得
，
同时有
，
联立解得
10. 如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60°，ab=0.2m，cd与电场方向平行，a、b两点的电势差Uab=20V。电子在a点的电势能________（选填“大于”、“小于”或“等于”）在c点的电势能；将电子从c点移到d点，电场力做功为________eV。
【答案】 ①. 大于 ②.
【解析】
【详解】[1]根据沿着电场线方向电势逐渐降低，由题图可知
结合
可知电子在a点的电势能大于c点的电势能；
[2]由题意，可得该匀强电场的电场强度大小为
则
可得将电子从c点移到d点，电场力做功为
11. 如果把Ig = 10 mA，Rg = 100 Ω的灵敏电流计和电阻箱（0 ~ 999.9 Ω）改装成量程为3 V的电压表，需要把电阻箱调成___________Ω的阻值，并与灵敏电流计___________（填“串联”、“并联”或“混联”）在电路中。
【答案】 ①. 200 ②. 串联
【解析】
【详解】[1][2]灵敏电流计，内阻100 Ω，满偏电流Ig = 10 mA，把它改装成量程为3 V的电压表时，需要串联一个分压电阻，阻值为
12. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。电源电动势为6.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2.实验中使用了传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的曲线如图乙所示。
（1）实验选用的电容器外壳上标有“25V 4700μF”，则该电容（ ）
A. 击穿电压为25V
B. 正常工作时电压不应超过25V
C. 只有接在25V的电压两端时，电容才能正常工作
D. 此电容器在20V电压下工作时，电容为3760μF
（2）开关S接1时，电容器的a极板带___________电（选填“正”或“负”）。
（3）通过分析可知，图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是___________。不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】（1）B （2）正
（3） ①. 电荷量 ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
实验选用的电容器外壳上标有“25V 4700μF”，则该电容正常工作时电压不应超过25V，电容为4700μF。
故选B。
【小问2详解】
开关S接1时，电容器充电，a极板带正电。
【小问3详解】
[1]根据可知，图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是电荷量。
[2] 只增大电阻R，并不能改变电容器的充好电时的电荷量，故此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变。
13. 现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。
（1）螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示，由图读得圆柱体的直径为________mm，长度为________mm。
（2）该圆柱体电阻约为10Ω，为了更准确测定其电阻率，实验室中有以下供选择的器材：
A．电池组（3V，内阻约1Ω）
B．电流表（0-3A，内阻0.0125Ω）
C．电流表（0-0.6A，内阻约为0.125Ω）
D．电压表（0-3V，内阻4kΩ）
E．电压表（0-15V，内阻15kΩ）
F．滑动变阻器R1（0-20Ω，允许最大电流1A）
G．滑动变阻器R2（0-2000Ω，允许最大电流0.3A）
H．开关，导线若干
要求电表调节范围尽可能大一点，尽可能减小误差，操作方便，应选择的器材为（只需填器材前面的字母即可）：电流表_________，电压表________，滑动变阻器________。
（3）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为________。
【答案】（1） ①. 1.050 ②. 11.4
（2） ①. C ②. D ③. F
（3）
【解析】
【13题详解】
[1]根据螺旋测微器读数规则，可得图甲所示圆柱体直径为
[2]根据游标卡尺读数规则可得，图乙中所示长度为
【14题详解】
[1][2][3]该合金导体电阻约为10Ω，电池组电压为3V，则电压表应选择D；流经该电阻的最大电流为
故电流表应选择C；为了方便调节和读数，滑动变阻器应选择接近待测电阻阻值的F。
【15题详解】
根据欧姆定律可得待测电阻
结合电阻定律
其中，联立可得
14. 如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B（可视为点电荷），电荷量大小均为。A固定在竖直放置的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘的倾角为的斜面上且恰与A等高，若B的质量为40g，整个装置处于真空中，重力加速度为g取，；；。求：
（1）B球受到的静电力大小；
（2）带电小球A在图中B球静止位置处产生的电场强度；
（3）A、B两球间的距离。
【答案】（1）0.3N
（2）3×105N/kg，水平向左
（3）
【解析】
【小问1详解】
对B进行受力分析如图所示
根据受力平衡可得
【小问2详解】
带电小球A在图中B球静止位置处产生的电场强度为
方向水平向左。
【小问3详解】
根据可得A、B两球间的距离
15. 小明同学利用所学知识，设计了一个用电动机提升重物的装置。如图是利用电动机提升重物的示意图。其中D是线圈电阻R=1Ω的直流电动机，P是一个质量为2kg的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。电源电动势E=6V，闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=1.0A和U=5.0V，不计电流表、电压表内阻，不计各处的摩擦，g取10m/s2.求：
（1）电源的内阻r；
（2）电动机对该重物的最大提升速度vm；
（3）闭合开关S，若电动机因故不能转动，这时电动机实际消耗的电功率。
【答案】（1）1Ω （2）0.2m/s
（3）9W
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路的欧姆定律可得
E = U＋Ir
电源内阻
【小问2详解】
电动机的输入功率为
电动机线圈产生的热功率为
输出功率为
当牵引力等于重力时，速度最大，则有
解得
【小问3详解】
电动机不转时看作纯电阻元件，根据闭合电路的欧姆定律，
通过电动机的电流为
实际消耗的电功率为
另解：
根据闭合电路的欧姆定律，通过电动机的电流为
电动机两端的电压为
实际消耗的电功率为
16. 有一种电子仪器叫示波器，它的核心部件是示波管，其内部抽成真空，由电子枪、加速电场、两水平放置的平行金属板形成的偏转电场和竖直放置的荧光屏组成，如图是它内部结构的简化原理图。炽热的灯丝K可以连续发射电子，发出的电子（初速度可忽略不计）经灯丝与金属板A板间的加速电场加速后，从A板中心孔沿极板中心轴线OO′射出后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后恰好从M板边缘飞出电场并打在荧光屏上。已知加速电压为U0，M、N板长是板间距离的倍，电子质量为m，电荷量为e、不计电子受到的重力和电子之间的相互作用。求：
（1）求电子穿过A板时的速度大小v0；
（2）M、N金属板间电势差U；
（3）电子束射出偏转场时速度偏转角度的正切值；
（4）在偏转电场中，若单位电压引起的偏转距离（即）称为示波管的灵敏度，该值越大表示示波管的灵敏度越高。在示波管结构确定的情况下，为了提高示波管的灵敏度，请分析说明可采取的措施。
【答案】（1）
（2）
（3）
（4）减小加速电场电压U0
【解析】
【小问1详解】
电子经过加速电场过程，根据动能定理可得
解得电子穿过A板时的速度大小为
【小问2详解】
设M、N金属板的板长为L，板间距离为d，则有，电子在偏转电场中做类平抛运动，恰好从M板边缘飞出电场，则有
，，
联立解得M、N金属板间电势差为
【小问3详解】
电子离开偏转电场时，竖直方向的分速度为
速度偏转角度的正切值
联立解得
【小问4详解】
电子偏转电场中做类平抛运动，偏转位移
联立解得
示波管的灵敏度