精品解析：四川省成都市石室中学2023-2024学年高二上学期半期考试复习（2）物理试卷（解析版）

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1. 关于下列物理公式的理解，正确的是（ ）
A. 由可知，电场强度与电场力成正比，与试探电荷电量成反比
B. 由可知，r趋近于无穷大时，电荷间的库仑力趋近于零
C. 由可知，平行板电容器的电容随极板间的电压增大而减小
D. 由可知，通电导线在磁场中所受安培力为零，则磁感应强度为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．是电场强度的定义式，电场强度只由电场自身决定，与电场力和试探电荷电量均无关，故A错误；
B．由可知，r趋近于无穷大时，电荷间的库仑力趋近于零，故B正确；
C．是电容的定义式，电容只由电容器自身决定，与电容器所带电荷量和极板间的电压均无关，故C错误；
D．通电导线在磁场中所受安培力为零，可能是电流方向与磁场方向平行，磁感应强度不一定为零，故D错误。
故选B。
2. 如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流和，且；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线中间，b、d的连线与导线所在平面垂直。下列说法正确的是（ ）
A. d点磁场的方向为d指向b
B. b点磁感应强度为零
C. a点磁感应强度可能为零
D. c点磁感应强度可能为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据安培定则可知在点处的磁感应强度方向垂直于和点的连线斜向右下方，在点处的磁感应强度方向垂直于和点的连线斜向左下方，两导线到点距离相等，且，则，可知两个磁场叠加后点处磁感应强度的方向偏左下方，而不是由d指向b，故A错误；
B．根据安培定则，在点处的磁感应强度方向竖直向下，在点处的磁感应强度方向也竖直向下，磁场叠加，b点磁感应强度向下，不可能为零，故B错误；
C．根据安培定则，在点处的磁感应强度方向竖直向上，在点处的磁感应强度方向竖直向下，但与点距离更近，则a点磁感应强度可能为零，故C正确；
D．根据安培定则，在点处的磁感应强度方向竖直向下，在点处的磁感应强度方向竖直向上，且与点距离更近，则a点磁感应强度不可能为零，磁感应强度方向向上，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，同一直线上的三个点电荷、、，恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用。已知、间的距离是、间距离的2倍。下列说法错误的是（ ）
A. 若、正电荷，则为负电荷
B. 若、为负电荷，则为正电荷
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB．三个自由电荷在同一直线上处于平衡状态，则一定满足“两同夹异，近小远大”原理，即两边的电荷电性相同和中间的电性相反，则q1、q3电性一定相同，q2电性一定与前两者相反，故AB正确，不符合题意；
CD．根据库仑定律，根据平衡，对
解得
对于
解得
所以
故C错误，符合题意；D正确，不符合题意。
故选C。
4. 如图所示，定值电阻R0=2Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为30Ω，电源电动势E=40V，电源内阻r=10Ω，以下说法中正确的是（ ）

A. 当R1=8Ω时，电源的效率最大
B. 当R1=8Ω时，R0的功率最大
C. 当电源输出功率为P=30W时，R1一定为28Ω
D. 当R1=12Ω时，滑动变阻器R1的功率最大
【答案】D
【解析】
【详解】A．电源的输出效率为
可知越大，效率越大，故当R1=30Ω时，电源的效率最大。故A错误；
B．R0的功率为
可知时，R0的功率最大。故B错误；
C．电源的输出功率
可知当R1为28Ω或R1为时电源输出功率均为。故C错误；
D．滑动变阻器R1的功率
当
时，滑动变阻器R1的功率取得最大值。故D正确。
故选D。
5. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，一质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程（ ）

A. 重力势能增加mv2B. 电势能减小2mv2
C. 动能增加2mv2D. 机械能减小2mv2
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球在竖直方向上受重力作用，做匀减速直线运动，到最高点，竖直方向速度为0，根据匀变速直线运动规律可得，竖直方向的位移为
重力势能增加量为
A错误；
B．小球在水平方向上只受电场力作用，做匀加速直线运动，速度由0增加到，设小球带电量大小为，则小球水平方向加速度为
水平位移为
电场力做功为
因为电场力做功等于电势能的减小量，所以电势能减小，B正确；
C．动能变化量为
C错误；
D．机械能的变化量等于除重力外其他力做功，即机械能变化量等于电场力做的功，由于电场力做正功为，所以机械能增加量为，D错误。
故选B。
6. 如图所示，在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷、，虚线是以所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中 a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是（ ）
A. b、d两点处的电场强度相同
B. a点电场强度大于c点电场强度
C. 将一试探电荷沿圆周从b点移至d点，电场力做功为零
D. 将一试探电荷沿圆周由a点移至c点，的电势能增加
【答案】C
【解析】
【详解】等量异种点电荷的电场线与等势面分布如图所示
A．b、d两点关于x轴对称，由点电荷的场强公式与电场叠加原理可知，b、d两点电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；
B．根据对称性可知，正点电荷在a、c两点产生的场强大小相等，在a点产生的场强方向向左，在c点产生的场强方向向右；负点电荷在a、c两点产生的场强方向均向右，根据电场叠加原理可知，a点电场强度小于c点电场强度，故B错误；
C．根据对称性可知，b、d两点电势相等，则将一试探电荷沿圆周从b点移至d点，电场力做功为零，故C正确；
D．正点电荷产生电场在a、c两点的电势相等，负点电荷产生电场在a点的电势大于c点的电势，则两点电荷产生电场在a点的电势大于c点的电势，将一试探电荷沿圆周由a点移至c点，电场力做正功，的电势能减少，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，电源电动势E=1.5V，内电阻r=0.5Ω，变阻器Rl的最大电阻Rm=5.0Ω，R2=2.0Ω，R3=1000Ω，平行板电容器C的电容为3μF。则下列说法正确的是（ ）
A. 开关接a电路稳定时，R3上c点电势高于d点
B. 开关接b电路稳定时，Rl的滑片下滑，R3上有从d到c的电流
C. 若Rl=2.5Ω，开关接b电路稳定时，电容器上的电荷量为1.8×10-6C
D. 若R1=2.5Ω，开关一开始接于a处，现将其接于b，待稳定后，电容器上的电荷量变化了4.5×10-7C
【答案】C
【解析】
【详解】A．开关接a电路稳定时，R3所在支路为断路，R3两端电压为零，R3上c点电势等于d点，故A错误；
B．开关接b电路稳定时，Rl的滑片下滑，接入电路的电阻减小，总电流增大，R2两端的电压增大，电容器两端电压等于R2两端的电压，电容器充电，与R3相连的极板为电容器正极板，故R3上有从c到d的电流，故B错误；
C．若Rl=2.5Ω，开关接b电路稳定时，电容器两端的电压为
电容器上的电荷量为
故C正确；
D．开关一开始接于a处，待稳定后，电容器两端的电压为
与R3相连的极板为电容器负极板，电容器上的电荷量变化了
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，长为l、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一电荷量为+q（q>0）、质量为m的带电小球以初速度v0从斜面底端A点开始沿斜面向上运动，当到达斜面顶端B点时，速度仍为v0，则（ ）
A.
B. 小球在B点时的电势能大于在A点时的电势能
C. 若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正点电荷
D. 若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最小值为
【答案】D
【解析】
【详解】AD．带电小球由A运动到B的过程中动能的增量为零，由功能关系可知，重力的功与电场力的功的总量为零，即
可得A、B间的电压
若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最小值为
故A错误，D正确；
B．由于在此过程中电场力做正功，电势能减小，所以小球在B点时所具有的电势能将小于在A点时所具有的电势能，故B错误；
C．小球沿着斜面向上运动时，动能没有增量，由功能关系可知，重力和电场力做的总功必须为零，在这过程中重力做负功，故电场力一定是做正功而不可能做负功，若该电场是斜面中点正上方某点的正点电荷+Q产生的，如图
可知，A、B两处的电势关系定是
注意到小球是带正电的，它从A向B运动时，电场力和重力做的都是负功，不可能保持速度不变，故C错误。
故选D
二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分，在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错得0分）
9. 直流电动机在生产生活中有着广泛的应用。如图甲所示，一直流电动机M 和电灯L 并联之后接在直流电源上，电动机内阻r1=0.5Ω，电灯灯丝电阻 R=8Ω（阻值认为保持不变），电源电动势 E=10V，内阻r2=1Ω。开关S闭合，电压表读数为8 V，电动机正常工作，可用于提升物体，如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 流过电动机的电流为16A
B. 该电源的效率为80%
C. 电源的输出功率为20W
D. 用该电动机可将重为7.5N的物体以1m/s的速度匀速提升
【答案】BD
【解析】
【详解】A．电源的输出电压为则有
对灯泡
则流过电动机的电流为
故A错误；
B．电源的总功率为
电源的输出功率为
电源的效率为
故B正确；
C．电源的输出功率为
故C错误；
D．根据能量转化和守恒定律得，电动机的输出功率为
用该电动机可将重为7.5N的物体向上匀速提升的速度为
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，两带有等量异种电荷的平行金属板M、N水平放置，a、b为同一条电场线上的两点。若将一质量为m、电荷量为-q（q>0）的带电粒子分别置于a、b两点，则粒子在a点的电势能大于其在b点的电势能。若将该粒子从b点以初速度v0竖直向上抛出，则粒子到达a点时的速度恰好为零。已知a、b两点间的距离为d，金属板M、N间的距离为L，金属板M、N所带电荷量始终不变，不计带电粒子的重力，则下列判断中正确的是（ ）

A. a点电势一定低于b点电势
B. a、b两点间的电势差为
C. 平行金属板间的电势差
D. 若将M、N两板间的距离稍微增大一些，则a、b两点间的电势差变小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由于粒子在a点时的电势能大于其在b点时的电势能，则粒子从b运动到a过程电场力做负功，所以电场力方向由a指向b，则场强方向由b指向a，根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知，a点电势一定低于b点电势，故A正确；
B．粒子从b以初速度v0竖直向上抛出，运动到a过程，根据动能定理可得
解得
故a、b两点间的电势差为
故B错误；
C．金属板M、N间的距离为L，故平行金属板间的电势差
故C正确；
D．根据平行板电容器的定义式及决定式有


又
联立解得
若将M、N两板间的距离稍微增大一些，两板间的电场强度保持不变，根据
则a、b两点间的电势差也保持不变，故D错误。
故选AC。
11. 简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示．则
A. 质点Q开始振动的方向沿y轴正方向
B. 该波从P传到Q的时间可能为7 s
C. 该波的传播速度可能为2 m/s
D. 该波的波长可能为6 m
【答案】AD
【解析】
【详解】A、由图象可知，质点P的振动图象为虚线，质点Q的振动图象为实线，从0时刻开始，质点Q的起振方向沿y轴正方向，所以选项A正确．
B、由题可知，简谐横波的传播方向从P到Q，由图可知，周期T＝6s，质点Q的振动图象向左4s、后与P点的振动重合，意味着Q点比P点振动滞后了4s，即P传到Q的时间△t可能为4s，同时由周期性可知，从P传到Q的时间△t为（4+nT）s，n＝0、1、2、3…，即△t＝4s，10s，16s…，不可能为7s，所以选项B错误．
C、由v，考虑到波的周期性，当△t＝4s，10s，16s…时，速度v可能为2.5m/s，1m/s，0.625m/s…，不可能为2m/s，选项C错误．
D、同理，考虑到周期性，由λ＝vT可知，波长可能为15m、6m、3.75m…，所以选项D正确．
故选AD．
【点睛】此题是对振动图像及机械波传播问题的考查；首先要掌握已知振动图像判断质点振动方向的基本方法以及波速、波长及周期的关系；此题中要考虑波形传播的重复性及多解问题，这是题目的难点所在．
12. 如图所示电路中，合上开关S后，电压表和电流表的读数分别为U、I，定值电阻R2消耗的功率为P，电容器所带的电荷量为Q，两电表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列有关物理量之间变化关系图像正确的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】BD
【解析】
【详解】A．当滑动变阻器的滑片向右移动，则R1减小，电流I变大，根据
可知图形是开口向上的抛物线的一部分，故A错误；
Ｂ．电容器所带的电荷量为
所以图像为一次函数，故B正确；
C．电压表的示数为
所以图像为一次函数，图像为正比例函数，故C错误，D正确；
故选BD。
13. 如图所示，A、B、C、D为一匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，其中AB=4cm，AC=cm，电场线与矩形所在平面平行。已知将q为2.0×10-9C的负电荷从A点移到B点，静电力做功8.0×10-9J；将这个电荷从B点移到C点电势能增加了ΔEpBC＝3.2×10-8J。设A点电势为零，则（ ）
A. B点的电势为-4V
B. 若将该电荷从A点移到D点，该电荷电势能增加1.6×10-8J
C. 匀强电场的电场强度大小为200V/m
D. 匀强电场的电场强度方向沿BC连线有C指向B
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由
可得
故A错误；
B．由
可得
在匀强电场中的一条直线或者两条平行线上距离相等的点之间的电势差相等，电势差之比等于距离之比，所以有
可得
所以若将该电荷从A点移到D点，该电荷电势能增加
故B正确；
CD．如图所示
将BC四等分，则由
可知
既O点电势为零，AO为等势面，且
由几何关系可知
则电场强度
如图，匀强电场的电场强度方向沿BC连线由B指向C，故C正确，D错误。
故选BC。
第Ⅰ卷（56分）
三、实验探究题（本题共3小题，共24分；把答案填在答题纸相应的横线上）
14. 某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图甲中电压表V的最大量程为3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。
（1）已知电流计G的满偏电流IG＝200 mA、内阻rG＝0.60 Ω，电路中已将它改装成量程为600 mA的电流表，则R1＝________Ω。
（2）通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数I，作出如图乙的图像。某次测量时，电压表V如图丙所示，则电压表示数为________V。
（3）请根据图乙求出电源的电动势E等于________V，电源内阻等于________Ω（此空保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 0.30 ②. 2.60 ③. 2.92##2.93##2.94##2.95 ④. 0.88##0.89##0.90
【解析】
【详解】（1）[1]已知电流计G的满偏电流IG＝200 mA、内阻rG＝0.60 Ω，电路中已将它改装成量程为600 mA的电流表，则
（2）[2]电压表最小刻度为0.1V，则示数为2.60V。
（3）[3][4]根据图乙求出电源的电动势
E=2.93 V
改装后的电流表内阻
电源内阻等于
15. 高2025届学生通过对《直流电路》学习后，想利用所学知识组装如图所示的简易多用电表，实验室老师提供了以下器材，组装时要求只能用以下给定仪器且仪器不得重复使用。

A.电流计（0~100μA，180Ω）
B.电阻箱（0~999Ω）
C.电阻箱（0~9999Ω）
D.定值电阻R2（1000Ω）
E.变阻器（0~100Ω）
F.变阻器（0~1000Ω）
G.干电池（1.5V，r内阻很小）
H.导线若干；
该多用电表需设置0、1为量程0~1mA的电流档，0、3为量程0~3V的电压挡，0、2为欧姆挡。该同学通过计算并选择器材（器材选择只填器材前的字母）。
（1）量程0~1mA的电流挡中电阻箱R1应该选择___，若将改装后的电流表与标准电流表串联在电路中，发现改装后的电流表示数总是略偏大标准电流表示数，则应适当____R1（填“增加”或“减小”）。
（2）量程0~3V的电压挡中电阻箱R4应该选择________，将其阻值调节为________ Ω。
（3）0、2的欧姆挡中变阻器R3应该选择________。
（4）该同学用上述简易多用电表的欧姆挡测量某一未知电阻，他首先进行了欧姆挡调零，然后将电阻接在0、2之间，发现电流计读数为40.0μA，由此可求得未知电阻为________ Ω。
【答案】 ①. B ②. 减小 ③. C ④. 2982 ⑤. F ⑥. 2250
【解析】
【详解】（1）[1] 量程0～1mA的电流挡中电阻箱阻值为
R1＝
则R1应该选择B，将其调节为20；
[2]由于发现改装后电流表的示数总是略大于标准电流表的示数，说明改装后电流表的总阻值偏大，应适当减小R1。
（2）[3] [4]量程0～3V的电压挡中电阻箱阻值
R4＝
则R4应该选择C，将其调节为2982。
（3）[5]0、2的欧姆挡中电源为一节1.5V干电池，当欧姆挡短接时，根据闭合电路欧姆定律，有
则
R3=482
变阻器R3应该选择F。
（4）[6]电流表示数为，此时电路中的电流为
根据闭合电路欧姆定律有
由此可求得未知电阻为
Rx＝2250Ω
16. 如图甲所示，P是一根表面均匀地镀有薄层的电阻膜的PVC管，其电阻Rx约20 Ω，长度为L，直径为D，镀膜材料电阻率为ρ（ρ已知），管的两端有导电金属圈M、N。某同学根据提供的实验器材，设计了一个测定膜层厚度d的实验方案。实验器材如下：
电流表A1：量程3.0A，内阻约为0.1Ω；
电流表A2：量程0.6A，内阻约为0.2Ω；
电压表V：量程2.0V，内阻RV＝2.0kΩ；
定值电阻R0：阻值4.0Ω；
定值电阻R1：阻值1.0kΩ；
定值电阻R2：阻值4.0kΩ；
滑动变阻器R：阻值范围0~10Ω；
电源E：电动势6.0V，内阻不计；
毫米刻度尺、开关S及导线若干
（1）为了测定膜层厚度d，该同学用刻度尺测出镀膜部分长度L，用游标卡尺测得PVC管的直径如图乙所示，则直径D为______ cm（游标卡尺主尺上最小刻度为1mm）

（2）该同学先测量出电阻膜的电阻，电流表应选择________（选填“A1”或“A2”）。
（3）设计实验电路时要求在测量电阻时通过电阻的电流从零开始，且电表读指针应偏转达到一半以上，请在方框中画出测量电路图。并在图中标明选用器材的符号_______。

（3）计算膜层厚度d＝_______（用L、D、ρ、Rx等符号表示）。
【答案】 ①. 10.355 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]题中主尺读数，游标尺读数
故最终读数为
（2）[2]通过待测电阻的最大电流约为
故电流表应选择A2；
（3）[3]电源电动势6.0V，电压表V量程2.0V，可以把定值电阻R2与电压表串联扩大电压表量程，题中要求在测量电阻时通过电阻的电流从零开始，滑动变阻器应采用分压式接法，电压表内阻远大于待测电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图

（4）[4]由电阻定律可知
故膜的厚度为
四、计算题（本题共3小题，共32分；把答案填在答题纸相应位置）
17. 如图，一固定的绝缘轨道由水平轨道和竖直面内的光滑半圆环轨道在B点相切构成，半圆环轨道的半径为R，水平轨道足够长；在水平轨道上方、半圆环轨道的直径BC 左侧存在方向水平向左的匀强电场。一电荷量为q（q > 0）、质量为m的小球从A点以水平向右的初速度向右运动，经B点后，恰好能通过轨道的最高点C。已知场强大小为，小球与水平轨道间的动摩擦因素为，重力加速度为g，小环通过B点时速率不变。求：
（1）水平轨道上A、B两点间的距离；
（2）带电小球回到水平轨道上的落点与B点间的距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）小球刚好能通过最高点C，说明轨道对小球的弹力为零。有

从A到B由动能定理有

解得

（2）小球离开C点后在水平方向做匀加速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，有



联立解得
18. 如图所示，在平面直角坐标系的第Ⅰ﹑Ⅱ象限内有平行纸面的匀强电场。将比荷为=1×103C/kg的带正电粒子从坐标原点O由静止释放，粒子到达P点时的速度大小为v0=1×102m/s，已知Р点坐标为（4cm，3cm），不计粒子重力。
（1）求该匀强电场场强E；
（2）若将该粒子以速度大小v0从坐标原点О沿垂直电场方向射入第Ⅱ象限，求粒子经过y轴时的坐标。
【答案】（1）；（2）（0，18.75）
【解析】
【详解】（1） 粒子由坐标原点静止释放后能经过P点，由此可判断出该匀强电场的方向为由O指向P，由几何关系
由动能定理
解得
（2） 设、连线与轴正方向之间的夹角为，粒子经过轴时的坐标为（0，），由类平抛运动
同时有
由几何关系
联立解得
故粒子经过y轴的坐标为（0，18.75）
19. 如图所示，一直立的绝缘轻杆长为，在其上端固定一质量为的物块B，其下端紧套一个质量分别为圆环状物块A（可视为质点）。A与轻杆间的最大摩擦力为重力的0.5倍，且滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。A带电荷量为，B不带电。杆下方某区域存在有理想边界的匀强电场，电场强度方向竖直向上，、是该区域上下水平边界，高度差为h。现让杆的下端从距离上边界高h处由静止释放，重力加速度为。
（1）求A到达电场上边界时的速度大小；
（2）为使A、B间无相对运动，求匀强电场的电场强度满足的条件；
（3）若在物块A进入电场之前，仅将匀强电场的电场强度大小变为，求物块A到达下边界时A、B间的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据
得A到达电场上边界时的速度大小
（2）当A、B间恰好无相对运动，对整体
对A
又
得
所以
（3）匀强电场的电场强度大小变为
时，对A
得
物块A到达下边界时，根据
得到达下边界速度
所用时间
对B
A、B间的距离