广东省六校2024-2025学年高二上学期12月联合考试物理试卷(含答案)

这是一份广东省六校2024-2025学年高二上学期12月联合考试物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．电的世界错综复杂，关于电荷和电场，下列说法正确的是( )
A.任何带电体所带的电荷量都只能是元电荷的整数倍
B.点电荷是带电荷量很小的带电体
C.电场是假想的，不是客观存在的物质
D.电场中某点的电场强度方向就是试探电荷在该点的受力方向
2．如图所示，先将的阻值调为零，闭合S，调节的滑动触头，使电压表读数等于；然后保持的滑动触头不动，调节，当的阻值为时，电压表读数等于，已知电压表内阻远大于，用这种方法可测得电压表内阻为( )
A.B.3C.D.4
3．如图，电动势E、内阻r的电源与定值电阻和可变电阻串联，下列说法正确的是( )
A.当时，定值电阻消耗的功率最大
B.当时，可变电阻消耗的功率最大
C.当时，电源的效率最大
D.若，则电源输出功率一定随的增大而增大
4．一灯泡和一电源的U-I图线如图，两线交点为（0.6A，0.5V），下列说法不正确的是( )
A.电源的电动势为1.5V
B.电源的内阻为2Ω
C.小灯泡的电阻随着电流的增大而增大
D.把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W
5．人体中的神经细胞通过电脉冲的形式传递信息。神经细胞的细胞膜可视为平行板电容器，内膜和外膜分别为电容器的两极，间距为d。当电脉冲在神经细胞间传递时，细胞膜两侧电压可从-10mV变为10mV，下列说法正确的是( )
A.细胞膜的面积越大，其电容越小
B.细胞膜两侧电压越大，其电容越大
C.若膜两端电压不变，当细胞吸水膨胀导致细胞膜变薄时，细胞膜所带电荷量将增加
D.细胞膜两端电压由-10mV变为10mV的过程中，膜所带电荷量一直增加
6．如图所示，平面内有一水平向右的匀强电场，电场强度为E，在电场中竖直放置一光滑绝缘圆环，AB和BC为光滑绝缘细杆，AB方向竖直，BC为圆环的一条直径，。有两个相同的带正电的小圆环分别套在两细杆上（不计小圆环间的相互作用力），已知小圆环带电量为，现将A、C处的小圆环依次释放，小圆环到达B点所用时间分别为和，则其大小关系为( )
A.B.C.D.无法确定
7．发光二极管（LED）是一种能够将电能转化为可见光的固态半导体器件。已知某种型号的LED灯在不同电压下发出不同颜色的光：当两端电压为1.4V时，发红光；当两端电压为1.8V时，发黄光；当两端电压为3.2V时，发蓝光。将此LED灯接入如图所示的电路中，电源电动势，内阻，C为电容器，电容为1μF，R为滑动变阻器，最大阻值为10Ω，电流表内阻忽略不计。开关闭合后，下列判断正确的是( )
A.与LED灯发黄光时相比，LED灯发红光时，两端的电压更大
B.稳定时电流表读数越大，电容器所带电荷量越大
C.当滑动变阻器的滑片位于最右端，LED灯发黄光时，电流表读数为0.32A
D.当滑动变阻器的滑片位于正中间，电流表读数为0.30A时，LED灯发蓝光
二、多选题
8．关于恒定电流，下列说法正确的是( )
A.电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功
B.某些金属、合金在温度特别低时电阻可以减小到零，这种现象叫作超导现象
C.若通过六个灯泡的电流相等，那么这六个灯泡一定是串联连接
D.电动机上标有“48V，480W”，用欧姆表测量其电阻一定等于4.8Ω
9．电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类，它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。某电鳗体中的起电斑并排成250行，每行串有5000个起电斑，沿着身体延伸分布。已知每个起电斑的内阻为0.25Ω，并能产生0.15V的电动势。该起电斑阵列一端在电鳗的头部而另一端接近其尾部，与电鳗周围的水形成回路。电鳗的起电斑阵列构成了一个串、并联电池组，已知n个相同电池串联时，电池组的电动势为每个电池电动势之和，内阻等于每个电池内阻之和；n个相同电池并联时，电池组的电动势等于一个支路的电动势，内阻等于一个支路内阻的n分之一。假设回路中水的等效电阻为745Ω，当电鳗放电时，下列说法正确的是( )
A.该起电斑阵列的等效电动势为3VB.该起电斑阵列的等效内阻为5Ω
C.电鳗首尾间的输出电压为5VD.电鳗首尾间的输出电功率为745W
10．在真空中固定两个相同的点电荷A、B，它们均位于y轴上且关于坐标原点O对称，在x轴上的电场强度E与坐标位置x的关系图像如图所示。若在坐标原点O处释放一个点电荷C，其初速度沿x轴正方向，大小为，点电荷C将沿x轴做往返运动。规定沿x轴正方向为电场强度的正方向，认为点电荷C运动过程中只受电场力，下列说法正确的是( )
A.点电荷C带负电
B.点电荷C在坐标原点O处动能最小
C.点电荷C在处动能最大
D.坐标原点O处的电势比处的电势高约2.48V
三、实验题
11．为了探究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系，某兴趣小组设计了如下电路，分别将四段金属丝与规格完全相同的电流表串联后再并联到电路中，其中a和b仅长度不同，a和c仅横截面积（粗细）不同，a和d仅材料不同。
(1)该兴趣小组在设计实验时采用了_______的实验方法；
(2)闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片滑到最_______（填“左”或“右”）端。
(3)该实验设计中，将四个支路并联在一起的目的是：_______。
12．某小组想要测量多用电表内部欧姆表的电源电动势E和“×1”挡位下的内阻。他们设计了图甲的电路，使用的器材有：多用电表，毫安表（量程100mA，内阻为），滑动变阻器，导线若干。请你结合他们的电路，完成下列问题：
（1）将多用电表挡位调到电阻“×1”挡，红表笔和黑表笔短接，完成欧姆调零；
（2）将滑动变阻器的阻值调到最大，再将图甲中多用电表的红表笔和_______（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端；
（3）调节滑动变阻器，记下多组毫安表的示数I和对应的多用电表的读数R，其中一组读数如下图所示，则电流I=_______mA，电阻R=_______Ω；
（4）根据以上测量数据，他们以IR为纵坐标，以_______为横坐标描点作图，可以得到如图乙所示的一条直线。若该直线的斜率为k，截距为b，则多用电表内电源的电动势E=_______，电阻“×1”挡的内阻_______。（以上各空均用题目中所给的字母表示）
（5）从实验原理上看，用此方法测得的欧姆表电源电动势E的结果_______（填“大于”、“小于”或者“等于”）真实值，电阻“×1”挡位下的内阻的结果_______（填“大于”、“小于”或者“等于”）真实值。
四、计算题
13．如图所示，把一个带正电荷Q的小球甲用绝缘支座固定在O点正下方的A点上，用绝缘细线将另一个质量为m带电量为q的小球乙悬于O点。乙静止时位于B点，细线与水平方向的夹角。两球均视为点电荷，已知，Q远大于q，静电力常数为k，重力加速度为g，求：
(1)小球乙所受到的库仑力大小F及AB之间的距离r；
(2)剪断细线，小球乙第一次经过与A在同一水平线上的C点时速度为v，求在A球产生的电场中B、C之间的电势差。
14．如图所示，光滑绝缘水平面上有带同种电荷的A、B两金属小球，其中A球质量为、B球质量为，A、B两球均视为点电荷。在时刻给A球水平向右的初速度，同时由静止释放B球，在库仑力的作用下，两球在时刻相距最近（未接触）。规定两球相距无穷远时，A、B组成的系统电势能为0；时刻A、B组成的系统电势能为24J，求：
(1)时刻，A、B两球的速度大小；
(2)时刻，A、B两球组成的系统的电势能；
(3)最终，A、B两球的速度大小。
15．如图所示，水平线段AB上均匀分布有粒子源，能持续不断地产生带负电的粒子，粒子初速度为零、质量为m、带电量为q。粒子经过竖直平行放置的两极板加速后进入偏转电场，加速电压为，偏转电场由两片相同的正三角形金属板平行正对放置，边长为a，板间距为d，偏转电压为（上极板电势高于下极板）。Q、E分别为AB和CD的中点，AB和CD长度相等且相互平行，轴线OQ与EF平行且在同一竖直面内，OQ到两三角形金属板的距离相等。在O处有一足够大的荧光屏竖直放置，F点到荧光屏的距离为a，在屏上以O为坐标原点建立直角坐标系，x轴平行AB。忽略金属板的边缘效应以及粒子间的相互作用，粒子重力不计，假设所有粒子均能通过偏转电场，求：
(1)带电粒子刚离开加速电场时的速度大小；
(2)AB上Q点发出的粒子刚离开偏转电场时在竖直方向上的偏移量；
(3)AB上距Q点x处发出的粒子打在光屏上的位置纵坐标Y。
参考答案
1．答案：A
解析：A.任何带电体所带的电荷量都只能是元电荷的整数倍，选项A正确；
B.点电荷是一种理想化的物理模型，当电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略，电荷量对原来的电场不会产生影响的时候，该电荷就可以看作点电荷，则带电荷量很小的带电体不一定能看做点电荷，选项B错误；
C.电场是真实存在的客观物质，电场线是假想的，不是客观存在的物质，选项C错误；
D.电场中某点的电场强度方向就是正的试探电荷在该点的受力方向，选项D错误。
故选A。
2．答案：B
解析：本题是由半偏法的原理测电压表的内阻，因电压表内阻远大于，可认为第二次调节时并联部分的总电压不变，则利用串联分压有
解得
故选B。
3．答案：C
解析：A.根据可知当电流最大时，定值电阻消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律
可知当时，电路电流最大，定值电阻消耗的功率最大，故A错误；
B.根据可知
故当时，可变电阻消耗的功率最大，B正确。
C.电源的效率为
当闭合电路的外电路电阻越大，电源的效率越大，故C错误；
D.根据可知
故当时，电源输出功率越大，由于，则电源输出功率随的增大而先增大后减小，故D错误。
故选B。
4．答案：B
解析：AB.根据可知电源的电动势为
电源的内阻为
选项A正确，B错误；
C.根据可知，随电流变大，小灯泡上各点与原点连线的斜率变大，可知小灯泡的电阻随着电流的增大而增大，选项C正确；
D.把电源和小灯泡组成闭合回路，则两图像的交点为电路的工作点，则此时小灯泡两端电压和电流分别为0.5V和0.6A，则小灯泡的功率约为
选项D正确。
此题选择不正确的，故选B。
5．答案：C
解析：AB.根据
所以细胞膜的面积越大，其电容越大，电容大小与细胞膜两侧电压无关，故AB错误；
C.根据
可知，若膜两端电压不变，当细胞吸水膨胀导致细胞膜变薄时，则d减小，C增大，细胞膜所带电荷量将增大，故C正确；
D.细胞膜两端电压由-10mV变为10mV的过程中，则电容器中电荷量先中和后反向充电，但膜所带电荷量不变，故D错误。
故选C。
6．答案：A
解析：设圆环半径为r，根据电场力
代入题中数据得
对C处小球受力可知，电场力F与重力的合力大小为
因为，几何关系可得，方向恰好沿CB方向，对小球，由牛顿第二定律得
由匀变速直线运动规律可得
联立解得
对于A处小球，电场力与杆给球的弹力平衡，故释放后小球合力为重力，加速度为重力加速度，即
几何关系可知
由匀变速直线运动规律可得
联立以上解得
故
故选A。
7．答案：D
解析：A.无论是LED灯发黄光还是发红光，电阻两端的电压都是零，选项A错误；
B.稳定时电流表读数越大，则路端电压
越小，可知电容器两板间电压越小，电容器所带电荷量越小，选项B错误；
C.当滑动变阻器的滑片位于最右端时，LED灯发黄光时两端电压为1.8V，电流表读数为
选项C错误；
D.当滑动变阻器的滑片位于正中间时，电流表读数为0.30A时，则
解得
可知LED灯发蓝光，选项D正确。
故选D。
8．答案：AB
解析：A.电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，故A正确；
B.某些金属、合金在温度特别低时电阻可以减小到零，这种现象叫作超导现象，故B正确；
C.若通过六个灯泡的电流相等，那么这六个灯泡可能是串联连接，也可能是并联连接，故C错误；
D.电动机上标有“48V，480W”，由于电动机是非纯电阻电路，用欧姆表测量其电阻一定不等于4.8Ω，故D错误。
故选AB。
9．答案：BD
解析：A.该起电斑阵列的等效电动势为
选项A错误；
B.该起电斑阵列的等效内阻为
选项B正确；
C.电鳗首尾间的输出电压为
选项C错误；
D.电鳗首尾间的输出电功率为
选项D正确。
故选BD。
10．答案：AD
解析：A.由图可知，区域，电场强度为正方向，区域，电场强度为负方向，所以点电荷A、B均带正电，在坐标原点O处释放一个点电荷C，其初速度沿x轴正方向，大小为，点电荷C将沿x轴做往返运动，说明点电荷C沿x轴正方向运动时，受到沿x轴负方向的电场力，则点电荷C带负电，故A正确；
BC.点电荷C在坐标原点O处所受电场力为零，加速度为零，则速度最大，动能最大，故BC错误；
D.沿电场方向电势降低，所以坐标原点O处的电势高于处的电势，且图线与坐标轴所围区域的面积表示电势差，所以
即原点O处的电势比处的电势高约2.48V，故D正确。
故选AD。
11．答案：(1)控制变量
(2)右
(3)四个支路并联时电压相等，只需观察四个电流表的示数关系即可反映各支路导体电阻之间的关系。
解析：（1）该兴趣小组在设计实验时采用了控制变量的实验方法；
（2）为了保护电路，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大的位置，即最右端；
（3）该实验设计中，将四个支路并联在一起的目的是：四个支路并联时电压相等，只需观察四个电流表的示数关系即可反映各支路导体电阻之间的关系。
12．答案：（2）2（3）66；19.0/19（4）I；b；（5）等于；等于
解析：多用电表电流方向“红进黑出”，故图甲中多用电表的红表笔和2端相连，黑表笔连接1端。
电流表读数为
欧姆表读数为
实验中多用电表测量的是外阻值，电流表测量的是流过多用电表的电流，由闭合电路欧姆定律
整理可得
故根据以上测量数据，他们以IR为纵坐标，以I为横坐标描点作图，可以得到如图乙所示的一条直线。
由该直线的截距为b可得
由该直线的斜率为k可得
从实验原理上看，实验中多用电表测量的是外阻值，电流表测量的是流过多用电表的电流，二者均无系统误差，故用此方法测得的欧姆表电源电动势E的结果等于真实值。
从实验原理上看，实验中多用电表测量的是外阻值，电流表测量的是流过多用电表的电流，二者均无系统误差，故用此方法测得的电阻“×1”挡位下的内阻的结果等于真实值。
13．答案：(1)mg；
(2)
解析：（1））题意知，，则为正三角形，，小球乙受到库仑力F、绳子拉力T和自身重力而平衡，如下图
几何关系可知库仑力方向与水平方向夹角为，则小球乙在水平方向受力平衡
分析可得小球乙在竖直方向受力平衡
解得
由库仑定律
联立解得
（2）小球乙从初始位置B到C的过程，设电场力做功为，由动能定理
解得
所以
14．答案：(1)1m/s
(2)27J
(3)5m/s，4m/s
解析：（1）设向右为正方向，该过程中A、B两球组成的系统动量守恒，且在时刻A、B两球共速有
解得
（2）根据能量守恒，有
解得
（3）最终，A、B两球会相距无穷远，此时系统的电势能为0，整个过程系统能量守恒且动量守恒，根据能量守恒，有
根据动量守恒，有
联立解得
，或，
前一组解不符合实际，舍去。最终，A球速度向左，B球速度向右，故A球速度为5m/s，B球速度为4m/s。
15．答案：(1)
(2)
(3)
解析：（1）加速电场中运动过程，由动能定理
解得
（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，设运动时间为，加速度为，有
水平方向
竖直方向
解得
（3）如图为金属板的俯视图
设粒子进入偏转电场时经过P点正下方，离开偏转电场时速度与水平方向的夹角为θ。在偏转电场中，粒子在偏转电场中运动的水平位移为
水平位移
竖直位移为
粒子离开偏转电场后打在荧光屏的过程中运动的水平位移
竖直总位移为
解得
（）
当时，应为
综上