福建省龙岩市12校2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题（解析版）-A4

这是一份福建省龙岩市12校2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题（解析版）-A4，共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：75分钟 总分：100分）
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. 下列关于物理学史及物理定律的表述，正确的是（ ）
A. 库仑通过扭称实验发现了库仑定律，并通过油滴实验测定了元电荷的数值
B. 相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间相互作用的库仑力大小一定相等
C. 若两个点电荷的电荷量各减为原来的一半，彼此间的距离减半，则它们之间的库仑力大小减为原来的二分之一
D. 摩擦起电的过程中产生了电荷，所以不遵循电荷守恒定律
【答案】B
【解析】
【详解】A．库仑通过扭称实验发现了库仑定律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故A错误；
B．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间相互作用的库仑力大小一定相等，为作用力与反作用力的关系，故B正确；
C．根据库仑定律有
可知，若两个点电荷的电荷量各减为原来的一半，彼此间的距离减半，则它们之间的库仑力大小不变，故C错误；
D．摩擦起电的过程，是电荷的转移和重新分配的结果，没有产生新电荷，遵循电荷守恒定律，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，水平直线上有A、O、B三点，，空间存在着水平向左的匀强电场E。若将一个带正电的点电荷放在A点，则O点的场强大小为；若将这个点电荷放在B点，则O点的场强为（ ）
A. 向右B. 向左C. 向左D. 向右
【答案】B
【解析】
【详解】当带正电的点电荷放在A点，电场向左，根据点电荷产生的电场公式
又O点的场强大小为，所以
若将这个点电荷放在B点，则电场向右，大小为
所以，此时O点的场强为
方向水平向左。
故选B。
3. 科学家研究发现，蜘蛛在没有风的情况下也能向上“起飞”。如图，当地球表面带有负电荷，空气中有正电荷时，蜘蛛在其尾部吐出带电的蛛丝，在电场力的作用下实现向上“起飞”。下列说法正确的是（ ）
A. 蜘蛛往电势高处运动B. 电场力对蛛丝做负功
C. 蛛丝的电势能增大D. 蛛丝带的是正电荷
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知，蛛丝受到空气中正电荷的吸引力和地球负电荷的排斥力，则蛛丝带的是负电荷；离正电荷越近电势越高，则蜘蛛往电势高处运动，运动过程电场力对蛛丝做正功，蛛丝的电势能减小。
故选A。
4. 点电荷A、B分别固定在x轴上和处，规定无穷远处电势为零，x轴正半轴上电势与位置坐标的关系图像如图所示。则（ ）
A. 点电荷A、B为同种电荷
B. 点电荷A、B带电荷量大小之比为
C. 除无穷远处，x轴上只有2处场强为零的点
D. 从处静止释放的负试探电荷能再次经过该点
【答案】B
【解析】
【详解】AB．图线上某点切线的斜率表示该点的电场强度，结合题图可知，处的合场强为零，且点电荷A带负电，点电荷B带正电，设点电荷A、B带电荷量分别为和，结合点电荷场强公式和矢量合成有
可得
故B正确，A错误；
C．根据图线上某点切线的斜率表示该点的电场强度可知除无穷远处，x轴上只有1处场强为零的点，故C错误；
D．处场强沿x轴负方向，负试探电荷释放后沿x轴正方向运动，运动到处时动能最大，之后动能减小，根据能量守恒可知电荷速度减为零时，电势为零，即试探电荷将一直沿x轴正方向运动到无穷远处，故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题只有二个选项符合题目要，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. 如图所示，电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，它与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时，振动膜随声波左右振动。当振动膜向右运动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器的电容减小B. 电阻上有从a到b的电流
C. 电容器放电D. 振动膜所带的电荷量增大
【答案】BD
【解析】
【详解】振动膜向右运动时，根据
可知，d减小，电容器的电容增大，根据
可知，U不变，C增大，Q增大，则电容器充电，电阻上有从a到b的电流。
故选BD。
6. 为了保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，其工作原理如图乙所示，电源电动势为E，内阻为r，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小，为定值电阻，电路中的电表均为理想电表，电压表示数为，示数变化量的绝对值为，电流表示数为I，示数变化量的绝对值为，闭合开关，当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表示数I变大，电压表的示数变小
B. 电源的效率减小
C. 电压表与电流表示数变化的绝对值的比值变小
D. 电源的输出功率一定变大
【答案】AB
【解析】
【详解】A．酒后对着测试仪吹气，酒精气体的浓度增大，气敏电阻R阻值减小，则总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，路端电压减小；则电流表的示数I变大，定值电阻两端电压变大，则气敏电阻R两端电压变小，即电压表的示数变小，故A正确；
B．电源的效率为
酒后对着测试仪吹气，酒精气体的浓度增大，气敏电阻R阻值减小，外电阻减小，则电源的效率减小，故B正确；
C．根据闭合电路欧姆定律有
可得电压表与电流表示数变化的绝对值的比值为
则电压表与电流表示数变化的绝对值的比值不变，故C错误；
D．电源的输出功率为
可知当时，电源的输出功率最大；由于题干信息无法确定外电阻与内阻的关系，所以无法判断电源输出功率的变化，故D错误。
故选AB。
7. 扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，并能根据红外感应绕开障碍物。某扫地机器人正常工作时电动机的电压为、电流为、线圈电阻为。则下列有关它的说法正确的是（ ）
A. 正常工作时，电动机的总功率为
B. 正常工作时，电动机的发热功率为
C. 正常工作时，电动机的输出功率为
D. 电动机被杂物卡住无法运转（不考虑保护电路的作用）时，电动机的发热功率为
【答案】BC
【解析】
【详解】正常工作时，电动机输入的总功率、热功率及输出功率分别为
电动机被杂物卡住无法运转（不考虑保护电路的作用）时，电动机的发热功率为
故选BC。
8. 如图甲所示，真空中水平放置两块长度为的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为且周期性变化的电压，在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自时刻开始连续释放初速度大小为、方向平行于金属板的相同带电粒子，时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期，粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力，则（ ）
A. 在时刻进入的粒子离开电场时速度大小为
B. 粒子的电荷量为
C. 在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了
D. 在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场
【答案】BD
【解析】
【详解】A．粒子进入电场后，水平方向做匀速运动，则t＝0时刻进入电场的粒子在电场中运动间
此时间正好是交变电压的一个周期，粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动，经过一个周期，粒子的竖直速度为零，故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度v0，A错误；
B．在竖直方向，根据牛顿第二定律
t=0时刻进入电场的粒子在时间内的位移为，则有
解得
B正确；
C．在时刻进入电场的粒子，在竖直方向先从静止开始向下加速运动，静电力做正功，然后向下减速运动，静电力做等量的负功，再向上加速，静电力做正功，然后再向上减速，静电力做等量的负功，离开电场，故静电力做的总功为零，电势能不变，C错误；
D．时刻进入的粒子，在竖直方向先向下加速运动，然后向下减速运动，再向上加速，然后再向上减速，由对称可以知道，此时竖直方向的位移为零，故粒子从P板右侧边缘离开电场，D正确。
故选BD。
三、非选择题：共60分，其中9、10、11为填空题，12、13为实验题，14～16为计算题。
9. 示波管应用了______（填“电场”或“磁场”）使电子束偏转的原理；它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，如图所示。给电子枪通电后，如果偏转电极和上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的极板X应带______电，极板Y应带______电。
【答案】 ①. 电场 ②. 负 ③. 负
【解析】
【详解】[1]示波管应用了电场使电子束偏转的原理。
[2]电子受力方向与电场方向相反，因电子向极板向偏转，可知电场方向为到，则极板应带负电。
[3]电子受力方向与电场方向相反，因电子向极板向偏转，可知电场方向为到，则极板应带负电。
10. 某同学要将一小量程电流表（满偏电流为，内阻为）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图所示，其中定值电阻，。
（1）该电流表的满偏电压为______V；
（2）当开关S接A端时，该电流表的量程为0～______；
（3）当开关S接B端时，该电流表的量程为0～______。
【答案】（1）2 （2）10
（3）50
【解析】
【小问1详解】
该电流表的满偏电压为
【小问2详解】
当开关S接A端时，与串联，再并联小量程电流表，有
该电流表的量程为0～10mA。
【小问3详解】
当开关S接B端时，小量程电流表串联，再并联，有
该电流表的量程为0～50mA。
11. “场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O，玻璃泡内壁有一层均匀导电膜：在钨针和导电膜间加上高电压后，玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场，如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点，是一段以O为圆心的圆弧，d为的中点。a、d两点场强大小分别为、，O、a、c、d四点电势分别为、、、，则：______、______，______。（填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】 ①. 等于 ②. 大于 ③. 小于
【解析】
【详解】[1][2]根据电场线及等势线的分布情况可知，a、b、c三点位于同一等势面上，故有
沿电场线的方向电势逐渐降低，故有
[3]根据电场线分布情况可知，电场线密集的地方电场强度大，电场线稀疏的地方电场强度小，故有
12. 某探究小组要测量某电池的电动势，可利用的器材有：待测电池、粗细均匀的金属丝、金属夹、刻度尺、电流表（内阻极小）、电阻箱、开关S、导线若干等。他们设计了如图甲所示的实验电路，主要实验步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图乙所示，则金属丝直径______；
（2）将金属丝拉直固定，按照图甲连接电路，金属夹A固定于金属丝左端，金属夹B置于金属丝的右端，电阻箱调至最大阻值；
（3）闭合开关S，将电阻箱阻值调节为0，快速滑动金属夹B至适当位置并记录电流表示数I（在电流表量程内），断开开关S，记录金属夹B与金属丝左端的距离L，多次重复实验，记录多组I、L的值；
（4）将电阻箱阻值调节为R，改变L的长度并多次重复实验，记录多组I、L值；
（5）分别作出电阻箱阻值为0和电阻箱阻值为R时的图象如图丙所示，图中图线______（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）是电阻箱阻值为0时的图象；
（6）由图线得出纵轴截距分别为、，则待测电池的电动势大小为______（用、、R表示）。
【答案】 ①. 2.164##2.165##2.166 ②. I ③.
【解析】
【详解】（1）[1]金属丝直径
（5）[2]电阻箱阻值为0时，根据闭合电路的欧姆定律
根据电阻定律
整理得
电阻箱阻值为R时，根据闭合电路的欧姆定律
整理得
可知电阻箱阻值为0时，图象的纵截距较小，故图中图线I是电阻箱阻值为0时的图象。
（6）[3]图象的纵轴截距为
联立可得待测电池的电动势大小为
13. 用如图a所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源E、电容器C、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关、开关、导线若干
（1）闭合开关，将接1，电压表示数增大，最后稳定在。在此过程中，电流表的示数______（填选项标号）。
A. 一直稳定在某一数值
B. 先增大，后稳定在某一非零数值
C. 先增大，后逐渐减小为零
（2）先后断开开关、，将电流表更换成电流传感器，再将接2，此时通过定值电阻R的电流方向______（选填“”或“”），通过传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的图像，如图b，时，，图中M、N区域面积比为，可求出______。
【答案】（1）C （2） ①. ②. 5.0
【解析】
【小问1详解】
电容器充电过程中，当电路刚接通后，电流表示数从0增大某一最大值，后随着电容器的不断充电，电路中的充电电流在减小，当充电结束电路稳定后，此时电路相当于开路，电流为0。
故选C。
【小问2详解】
[1]根据电路图可知充电结束后电容器上极板带正电，将接2，电容器放电，此时通过定值电阻R的电流方向；
[2]时可知此时电容器两端的电压为
电容器开始放电前两端电压为，根据图像与横轴围成的面积表示放电量可得间的放电量为
后到放电结束间放电量为
根据题意，解得
14. 如图表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表（实际上是由量程为的电流表改装而成，不计内阻），滑动变阻器R的最大值为，金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。电源电动势E为，内阻r为，为起保护作用的定值电阻，当油面下降时，油量表的示数将变小。油箱装满汽油时，油量表示数为最大值（即电流表达到最大值，此时滑动变阻器的触头在最下端）。求：
（1）的阻值为多少？
（2）当油箱中的汽油用完时（此时滑动变阻器的触头在最上端），电路中的电流为多少？
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
油箱装满汽油时，油量表（电流表）示数为最大值，此时，滑动变阻器的触头在电阻最小值一端，根据闭合电路的欧姆定律
则有
【小问2详解】
当油箱中的汽油用完时（此时滑动变阻器的触头在电阻最大值一端），此时滑动变阻器和电阻串联，总电阻
电路中的电流
15. 将两个等量异种点电荷固定在边长为L的正方形的A、C两个顶点处，它们所带电荷量分别为和，用长为L的不可伸长的绝缘细线与一个质量为m、带电荷量为的带电小球拴接，线的另一端悬挂在A点。现将小球从B点由静止释放，小球从B点沿着圆弧运动到D点。整个装置处于竖直向下的匀强电场中，电场强度。已知小球可视为质点，静电力常量为k，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）小球刚释放时的加速度大小；
（2）经过D点时，小球的速度大小；
（3）小球经过D点时，细线的拉力大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
小问1详解】
小球刚释放时，沿切线方向运动，对小球在竖直方向受力分析有
解得
小问2详解】
B、D是处点电荷形成静电场的等势点，所以小球在B、D位置时处静电荷形成的电场的电势能相等，小球从B点运动到D点的过程中，根据动能定理
解得
【小问3详解】
当小球经过D点时在竖直方向上对小球受力分析
解得
16. 如图，在平面直角坐标系中，矩形区域放置在第二象限，对角线以上的区域有方向平行于向下的匀强电场，边长为L，边长为，，P点为对角线的中点，一带电粒子以某一初速度从D点出发经P点进入电场，从C点以水平向右、大小为v的速度进入第一象限内的静电分析器，分析器中存在电场线沿半径方向指向圆心O的均匀辐向电场，粒子恰好在分析器内做匀速圆周运动，运动轨迹处的场强大小为。不计粒子所受重力，忽略金属板的边缘效应。求：
（1）带电粒子的比荷：
（2）匀强电场的电场强度大小E；
（3）粒子从D点出发时初速度；
（4）粒子从D到Q运动过程的平均速度大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
（4）
【解析】
小问1详解】
设带电粒子质量为m，电量为q，粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力
解得
【小问2详解】
粒子从P到C做类斜抛运动，C点是最高点，水平方向
竖直方向
可得粒子从P到C的时间
由牛顿第二定律得
【小问3详解】
粒子在匀强电场中
解得
【小问4详解】
粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，周期为
从C到Q的时间为
粒子从D到P做匀速直线运动
粒子从D到Q运动过程的时间t
粒子从D到Q位移
平均速度