甘肅省天水實(shí)驗(yàn)中學(xué)2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期中試題含解析

PAGEPAGE15甘肅省天水試驗(yàn)中學(xué)2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期中試題（含解析）選修（3-1）一、選擇題（共48分）1.關(guān)于點(diǎn)電荷、元電荷、檢驗(yàn)電荷，下列說法正確的是()A.點(diǎn)電荷是體積很小的帶電體，是一種志向化的物理模型B.點(diǎn)電荷所帶電荷量肯定是元電荷的整數(shù)倍C.點(diǎn)電荷所帶電荷量肯定很小D.點(diǎn)電荷、元電荷、檢驗(yàn)電荷是同一種物理模型【答案】B【解析】【詳解】A．點(diǎn)電荷是一種志向模型，由帶電體看作點(diǎn)電荷的條件，當(dāng)帶電體的形態(tài)對(duì)它們間相互作用力的影響可忽視時(shí)，這個(gè)帶電體可看作點(diǎn)電荷，帶電體能否看作點(diǎn)電荷是由探討問題的性質(zhì)確定，與自身大小形態(tài)無詳細(xì)關(guān)系，故A錯(cuò)誤；B．帶電體的電量肯定是元電荷的整數(shù)倍，故B正確；C．只要滿意條件即可以看作點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷的電量不肯定小，故C錯(cuò)誤；D．元電荷是指最小電荷量，檢驗(yàn)電荷是指用來檢驗(yàn)電場(chǎng)的電荷均不是物理模型，故D錯(cuò)誤。故選B。（2024·全國(guó)卷Ⅰ）2.如圖，三個(gè)固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm．小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a、b的連線．設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的肯定值為k，則（）A.a、b的電荷同號(hào)，B.a、b的電荷異號(hào)，C.a、b的電荷同號(hào)，D.a、b的電荷異號(hào)，【答案】D【解析】【詳解】依據(jù)同種電荷相斥，異種電荷相吸，且小球c所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a，b的連線，可知，a、b的電荷異號(hào)，對(duì)小球c受力分析，如下圖所示因ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，因此ac⊥bc，那么兩力的合成構(gòu)成矩形，依據(jù)相像三角形之比，則有依據(jù)庫(kù)侖定律有，綜上所得故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。3.如圖所示，一個(gè)原來不帶電的半徑為r的空心金屬球放在絕緣支架上，右側(cè)放置一個(gè)電荷量為+Q的點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷到金屬球表面的最近距離為2r，則下列說法中正確的是：A.金屬球在達(dá)到靜電平衡后左側(cè)感應(yīng)出的電荷帶正電B.由于靜電感應(yīng)而在金屬球上出現(xiàn)感應(yīng)電荷，這些感應(yīng)電荷在球心處所激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向水平向右C.假如用導(dǎo)線的一端接觸金屬球的左側(cè)，另一端接觸金屬球的右側(cè)，金屬球兩側(cè)的電荷將被中和D.假如用導(dǎo)線一端接觸金屬球的右側(cè)，另一端與大地相連，則右側(cè)的感應(yīng)電荷將流入大地【答案】AB【解析】A、金屬球在達(dá)到靜電平衡后左側(cè)感應(yīng)出正電荷，故A正確；B、發(fā)生靜電感應(yīng)時(shí)，內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零，所以感應(yīng)電荷在內(nèi)部產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)可以利用外部點(diǎn)電荷Q在內(nèi)部產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)來求，兩者大小相等，方向相反，所以這些感應(yīng)電荷在球心處所激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向水平向右，故B正確；C、假如用導(dǎo)線的一端接觸金屬球的左側(cè)，另一端接觸金屬球的右側(cè)，則導(dǎo)線和金屬球合成為一個(gè)導(dǎo)體，發(fā)生靜電感應(yīng)時(shí)依舊是左側(cè)感應(yīng)正電荷右側(cè)感應(yīng)負(fù)電荷，故C錯(cuò)；D、假如用導(dǎo)線的一端接觸金屬球的右側(cè)，另一端與大地相連，則金屬球和大地相當(dāng)于一個(gè)新的大導(dǎo)體，在靠近場(chǎng)源電荷的一端即右端感應(yīng)出負(fù)電荷，在遠(yuǎn)離場(chǎng)源電荷的一端即大地感應(yīng)出正電荷，故D錯(cuò)誤；綜上所述本題答案是：B4.兩根由同種材料制成的勻稱電阻絲A、B串聯(lián)在電路中，A的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為d；B的長(zhǎng)度為2L，直徑為2dA.QA∶QB＝1∶1 B.QA∶QB＝2∶1C.QA∶QB＝1∶2 D.QA∶QB＝4∶1【答案】B【解析】【詳解】由電阻定律可得電阻絲A的電阻電阻絲B的電阻所以由焦耳定律可得代入數(shù)值可得QA∶QB＝2∶1故選B。5.如圖所示，A燈與B燈電阻相同，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)片向下滑動(dòng)時(shí)，兩燈的改變是()A.A燈變亮，B燈變亮B.A燈變暗，B燈變亮C.A燈變暗，B燈變暗D.A燈變亮，B燈變暗【答案】C【解析】【詳解】由圖可知，燈泡A與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)后與電阻R0串聯(lián)，然后再與B燈并聯(lián)；滑動(dòng)變阻器向下移動(dòng)的過程中電阻減小，由串反并同的原理可知A燈和B燈都變暗，C正確，ABD錯(cuò)誤6.下列關(guān)于電源和電源的電動(dòng)勢(shì)、路端電壓說法錯(cuò)誤的是（）A.鉛蓄電池能夠?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷.電源電動(dòng)勢(shì)等于路端電壓與內(nèi)電壓之和C.電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓D.純電阻電路中，若外電路總電阻增加，路端電壓則減小【答案】D【解析】【詳解】A.鉛蓄電池能夠?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，此說法正確，選項(xiàng)A不符合題意；B.電源的電動(dòng)勢(shì)等于路端電壓與內(nèi)電壓之和，此說法正確，選項(xiàng)B不符合題意；C.電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓，此說法正確，選項(xiàng)C不符合題意；D.純電阻電路中，若外電路總電阻增加，則電路的總電阻增加，總電流減小，依據(jù)U=E-Ir可知，路端電壓增大，則選項(xiàng)D符合題意．7.一帶正電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能Ep隨位移x改變的關(guān)系如圖所示，其中O~x2段是關(guān)于直線x＝x1對(duì)稱的曲線，x2~x3段是直線，則下列說法正確的是（）A.x1處電場(chǎng)強(qiáng)度最大B.x2~x3段是勻強(qiáng)電場(chǎng)C.x1、x2、x3處電勢(shì)φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ1>φ2>φ3D.粒子在O~x2段做勻變速運(yùn)動(dòng)，x2~x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】【詳解】A．依據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系Ep=qφ?qǐng)鰪?qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系E=得由數(shù)學(xué)學(xué)問可知Ep-x圖象切線的斜率等于Eq，x1處切線斜率為零，則x1處電場(chǎng)強(qiáng)度為零，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；BD．x2～x3段斜率不變，場(chǎng)強(qiáng)不變，即電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向均不變，是勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子所受的電場(chǎng)力不變，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確，D錯(cuò)誤；C．因?yàn)閺膞1到x3區(qū)域正電荷電勢(shì)能漸漸增加，可知電勢(shì)上升，所以有φ1<φ2<φ3故C錯(cuò)誤。故選B。8.如圖所示，豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止．現(xiàn)撤去F，小球從靜止起先運(yùn)動(dòng)到離開彈簧的過程中，重力、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功分別為W1和W2，小球離開彈簧時(shí)速度為v，不計(jì)空氣阻力，則上述過程中（）A.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.小球的重力勢(shì)能增加W1C.小球的機(jī)械能增加W1+mv2D.小球的電勢(shì)能削減W2【答案】D【解析】【詳解】A．由于電場(chǎng)力做正功，故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加，機(jī)械能不守恒，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．重力做功是重力勢(shì)能改變的量度，由題意知重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加﹣W1，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．小球增加的機(jī)械能在數(shù)值上等于重力勢(shì)能和動(dòng)能的增量，即﹣W1+mv2，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．依據(jù)電場(chǎng)力做功是電勢(shì)能改變量度，電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能削減，則小球的電勢(shì)能削減W2，故D選項(xiàng)正確；故選D．9.如圖所示，兩塊平行金屬板正對(duì)著水平放置，兩板分別與電源正、負(fù)極相連。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，一帶電液滴恰好靜止在兩板間的M點(diǎn)，則（）A.當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，若減小兩板間距，液滴仍靜止B.當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，若增大兩板間距，液滴將下降C.開關(guān)再斷開后，若減小兩板間距，液滴仍靜止D.開關(guān)再斷開后，若增大兩板間距，液滴將下降【答案】BC【解析】【詳解】AB．帶電液滴受重力和向上的電場(chǎng)力而平衡，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，兩極板間的電壓U保持不變，若減小兩板間距d，由可知，兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，則帶電液滴受到的電場(chǎng)力增大，液滴將向上運(yùn)動(dòng)，反之，若增大兩板間距，液滴將下降，故A錯(cuò)誤B正確；CD．開關(guān)再斷開后，極板帶電量Q保持不變，由聯(lián)立，可得即場(chǎng)強(qiáng)E與板間距離d無關(guān)，因此液滴仍保持靜止，故C正確D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖所示，虛線同心圓是一簇某靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面，其電勢(shì)分別是φa、φb和φc，一帶正電粒子射入電場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線KLMN所示。由圖可知（）A.粒子從K到L的過程中，靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加B.粒子從L到M的過程中，靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加C.φa>φb>φcD.φa<φb<φc【答案】AD【解析】【詳解】ACD．正電荷受到的是斥力，所以是正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，電勢(shì)關(guān)系為φa＜φb＜φc粒子從K到L的過程，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)增加。故AD正確，C錯(cuò)誤；

B．從L到M的過程中，電場(chǎng)力先做負(fù)功，后做正功，電勢(shì)能先增加后減小。故B錯(cuò)誤；

故選AD。11.如圖所示，M、N是豎直放置的兩平行金屬板，分別帶等量異種電荷，兩板間產(chǎn)生一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的微粒，以初速度v0豎直向上從兩極正中間的A點(diǎn)射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，微粒垂直打到N板上的C點(diǎn)．已知AB＝BC.不計(jì)空氣阻力，則可知A.微粒在電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.微粒打到C點(diǎn)時(shí)的速率與射入電場(chǎng)時(shí)的速率相等C.MN板間的電勢(shì)差為D.MN板間的電勢(shì)差為【答案】ABD【解析】【詳解】A．因電場(chǎng)力和重力均為恒力，其合力亦為恒力，且與v0有肯定夾角，故微粒做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A正確；B．粒子水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻減速度直線運(yùn)動(dòng)，因AB=BC，即水平方向與豎直方向位移相等，則有所以故B正確；CD．由動(dòng)能定理，得即所以由于且AB=BC，由公式可知，水平方向和豎直方向加速度大小相等，所以mg=qE綜合解得：所以故C錯(cuò)誤，D正確．12.內(nèi)壁光滑、由絕緣材料制成圓軌道固定在傾角為θ=37°的斜面上，與斜面的交點(diǎn)是A，直徑AB垂直于斜面，直徑CD和MN分別在水平和豎直方向上，它們處在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。質(zhì)量為m，電荷量為q的小球（可視為點(diǎn)電荷）剛好能靜止于圓軌道內(nèi)的A點(diǎn)?，F(xiàn)對(duì)在A點(diǎn)的該小球施加一沿圓環(huán)切線方向的瞬時(shí)沖量，使其恰能繞圓環(huán)完成圓周運(yùn)動(dòng)。下列對(duì)該小球運(yùn)動(dòng)的分析，正確的是（）A.小球肯定帶負(fù)電B.小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小C.小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小D.小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最小【答案】ABD【解析】【詳解】A．小球原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析受力可知，小球所受的電場(chǎng)力方向向左，與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，所以小球帶負(fù)電，故A正確；BC．小球靜止時(shí)，受到重力、電場(chǎng)力和軌道的支持力作用，由平衡條件得知，重力與電場(chǎng)力的合力方向與支持力方向相反，與斜面垂直向下，則小球從A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，此合力做負(fù)功，動(dòng)能減小，所以小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小，故B正確，C錯(cuò)誤；D．依據(jù)功能關(guān)系可知，電場(chǎng)力做負(fù)功越多，小球的機(jī)械能減小越大，可知，小球從A運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功最多，所以小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最小．故D正確。故選ABD。二、試驗(yàn)題（每空3分，共18分）13.（1）在測(cè)定一根粗細(xì)勻稱合金絲電阻率的試驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過程如圖1所示，校零時(shí)的讀數(shù)為_____mm，合金絲的直徑為_____mm。（2）為了精確測(cè)量合金絲的電阻Rx，設(shè)計(jì)出如圖2所示的試驗(yàn)電路圖，依據(jù)該電路圖完成圖3中的實(shí)物電路連接。___【答案】(1).0.007(2).0.638(3).【解析】【詳解】（1）[1]圖1中，旋測(cè)微器的固定刻度為0，可動(dòng)刻度為001×0.7mm=0.007mm所以最終讀數(shù)為0.007mm；[2]圖2旋測(cè)微器的固定刻度為0.5mm，可動(dòng)刻度為0.01×14.5mm=0.145mm所以最終讀數(shù)為0.645mm；故合金絲的直徑為0.645mm﹣0.007mm=0.638mm（2）[3]依據(jù)電路圖可知，電流表是外接法，滑動(dòng)變阻器是分壓式接法，連線實(shí)物圖如圖．【點(diǎn)評(píng)】（1）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀；（2）連接實(shí)物圖時(shí)一般是從電源的正極動(dòng)身依次連接，留意變阻器分壓式的連接方法，連接測(cè)量電路時(shí)，先連主干路，最終再連解并聯(lián)電路，留意電表正負(fù)極和量程。14.某同學(xué)利用伏安法測(cè)量某未知電阻Rx的精確電阻值（阻值恒定），進(jìn)行了如下試驗(yàn)：(1)他先用萬(wàn)用電表歐姆擋測(cè)該未知電阻的阻值。將開關(guān)置于“×10”A．將兩表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零B.將兩表筆短接進(jìn)行機(jī)械調(diào)零C.將開關(guān)置于“×100”D.將兩表筆接未知電阻兩端，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)(2)若多用電表測(cè)得待測(cè)電阻在1000Ω左右，利用以下器材用伏安法盡可能精確地測(cè)量該電阻：A.直流電源E：電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻忽視B.電流表A1：量程0.3A，內(nèi)阻約為0.1ΩC.電流表A2：量程3mA，內(nèi)阻約為10ΩD.電壓表V1：量程3V，內(nèi)阻約為3kΩE.滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值10ΩF.開關(guān)S，導(dǎo)線若干①為較精確測(cè)量該電阻的阻值，要求各電表指針能有較大的改變范圍，以上器材中電流表應(yīng)選________（選填“B”或“C”）；②請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵鲈囼?yàn)電路原理圖________?！敬鸢浮?1).CAD(2).C(3).【解析】【詳解】(1)[1]將開關(guān)置于“×10”擋位，指針偏角過小，說明倍率檔選擇的過低，應(yīng)當(dāng)換“×100”擋位；正確步驟是：先換擋，再歐姆調(diào)零，最終進(jìn)行測(cè)量；正確步驟是：(2)[2]依據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)和待測(cè)電阻的阻值大致估算電路中的最大電流所以按要求電流表選量程為3mA的C；

(3)[3]由于所以電流表采納內(nèi)接法，為使電流表的改變范圍大，滑動(dòng)變阻器采納分壓接法，設(shè)計(jì)電路如圖所示三、計(jì)算題（34分）15.如圖所示，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B，電荷量分別為﹣Q和+2Q，它們相距L．假如在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O有一個(gè)半徑為r（2r＜L）的空心金屬球，且球心位于O點(diǎn)，則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小________方向________．【答案】(1).(2).B指向A【解析】由于靜電感應(yīng)，球心O處合場(chǎng)強(qiáng)為零，即空心金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與點(diǎn)電荷A和B產(chǎn)生的電場(chǎng)大小相等方向相反．點(diǎn)電荷A在球心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)大小為k=4kQ/L2，方向由B指向A；點(diǎn)電荷B在