天津市紅橋區(qū)2024-2025學(xué)年高二年級上冊期中考試物理試題（解析版）

高二物理

本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分共100分

第I卷（選擇題，共40分）

一、單選題（本題共6小題，每小題4分共24分）

1.如圖所示，半徑為『的兩個相同金屬球，兩球心相距4廠，若它們所帶電荷量分別為+q、—q,則它們之間

相互作用的靜電力F的大小為（）

22

C.F>kqD.F<kq

16r216r2

【答案】C

【解析】

【詳解】它們所帶電荷是異種電荷，則相互吸引，電荷間距小于4廠，因此庫侖力

F>k

16r2

故選Co

2.如圖所示為一對電荷量分別為+2q（q>0）和-q的點(diǎn)電荷的電場線分布，M、N、P、0為電場中的四點(diǎn)。

A.。兩點(diǎn)場強(qiáng)大小關(guān)系為E”<

B.M,P兩點(diǎn)電勢關(guān)系為"“<如

C.同一帶負(fù)電的試探電荷，其在M點(diǎn)的電勢能比在N點(diǎn)的電勢能小

D.若P、。兩點(diǎn)關(guān)于兩點(diǎn)電荷連線對稱，則尸、。兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同

【答案】C

【解析】

【詳解】A.電場線越密，電場強(qiáng)度越大，M處電場線較密，M、。兩點(diǎn)場強(qiáng)大小關(guān)系為

EM>EQ

故A錯誤;

B.根據(jù)沿電場線電勢逐漸降低，P兩點(diǎn)電勢關(guān)系為

(PM>(PP

故B錯誤；

C.因（PM><PN，由Ep=q?？芍粠ж?fù)電的試探電荷，其在M點(diǎn)的電勢能比在N點(diǎn)的電勢能小，故

C正確；

D.若P、。兩點(diǎn)關(guān)于兩點(diǎn)電荷連線對稱，根據(jù)對稱性可知兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，方向不同，則電場強(qiáng)

度不相同，故D錯誤。

故選C

3.如圖所示，虛線。、氏c代表電場中的三條電場線，實線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)

域時的運(yùn)動軌跡，P、。是這條軌跡上的兩點(diǎn)，由此可知（）

一—7

A.該電場有可能由負(fù)點(diǎn)電荷形成

B.帶電粒子在尸點(diǎn)時的加速度小于在Q點(diǎn)時的加速度

C.帶電粒子在P點(diǎn)時的速度小于在。點(diǎn)時的速度

D.帶電粒子在尸點(diǎn)時的電勢能小于在。點(diǎn)時的電勢能

【答案】D

【解析】

【詳解】A.帶負(fù)電粒子做曲線運(yùn)動，電場力指向曲線的內(nèi)側(cè)，所以電場力的方向向右，電場線方向向左,

故該電場有可能由正點(diǎn)電荷形成，故A錯誤；

B.由電場線疏密可知，P點(diǎn)場強(qiáng)比。場強(qiáng)點(diǎn)大，所以帶電粒子在尸點(diǎn)的電場力大，則帶電粒子在P點(diǎn)的加

速度大，故B錯誤；

CD.若帶電粒子從尸運(yùn)動到。，電場力做負(fù)功，帶電粒子的電勢能增大，動能減小，即帶電粒子在P點(diǎn)時

的速度大于在Q點(diǎn)時的速度，帶電粒子在P點(diǎn)時的電勢能比在。點(diǎn)時的電勢能小，故C錯誤、故D正確。

故選D。

4.如圖為探究平行板電容器電容決定因素的實驗裝置，P為兩極板間的一點(diǎn)。在某次實驗中，保持極板上

的電荷量。和兩極板的正對面積S不變，將左極板向左平移一小段距離，則下列說法中正確的是（）

C.靜電計指針的偏角會減小D.P點(diǎn)的電勢保持不變

【答案】B

【解析】

【詳解】ABC.保持極板上的電荷量。和兩極板的正對面積S不變，把左板向左平移一小段距離后，極板

間距d變大，由

C=-^-

4兀kd

可知，電容。變小，由

c=2

u

可知，電壓U變大，靜電計指針偏轉(zhuǎn)角表示的就是極板間電壓，故可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角變大。故

AC錯誤；B正確；

D.極板間的電場強(qiáng)度可表示為

E_U_Q_。4成。

一~d一司一J

4兀kd

故場強(qiáng)與d無關(guān)，場強(qiáng)不變。由題意可知，左側(cè)極板接地，即左側(cè)極板的電勢不變?yōu)榱?，?/p>

Up左=%一。左=Edp左

左極板電勢不變?yōu)榱?，尸點(diǎn)到左極板的距離增加，所以P點(diǎn)電勢升高。故D錯誤。

故選B。

5.如圖所示的U-/圖像中，直線。表示某電源路端電壓與電流的關(guān)系圖線，圖線b為電阻R的U-/圖

線。用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，以下說法正確的是（）

A.此狀態(tài)下R的阻值為2。B.該電源電動勢為4V,內(nèi)阻為

C.此狀態(tài)下R的功率為6WD.此狀態(tài)下電源的總功率為8W

【答案】A

【解析】

【詳解】A.由圖像交點(diǎn)坐標(biāo)，可得此狀態(tài)下R阻值為

R=》2.0。

故A正確;

B.根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

U=E—h

根據(jù)圖像可得，電源電動勢為縱截距6.0V,內(nèi)阻為

0-6.0

r=冏==L5C

4.0

故B錯誤;

C.此狀態(tài)下R的功率為

P=UI=8W

故C錯誤;

D.此狀態(tài)下電源的總功率為

尸a=E/=12W

故D錯誤。

故選A?

6.火警報警器的電路示意圖如圖所示。其中，國為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，這種半導(dǎo)體熱敏材

料的電阻率隨溫度的升高而減小。電流表為值班室的顯示器，電源兩極之間接一報警器。當(dāng)傳感器&所

在處出現(xiàn)火情時，通過顯示器的電流/、報警器兩端的電壓。的變化情況是（）

C./變小，U變小D./變小，U變大

【答案】C

【解析】

【詳解】當(dāng)傳感器&所在處出現(xiàn)火情時，溫度升高，&的電阻減小，則電路中的總電阻R總減小，根據(jù)

閉合電路歐姆定律可知，電路中的總電流/總變大，路端電壓變小，則報警器兩端的電壓。減小，電阻與

兩端的電壓增大，根據(jù)分壓原理可知，電阻與兩端的電壓4變小，則流過&的電流減小，即電流表

示數(shù)/變小。

故選C。

二、多選題.（本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中有多個選

項符合題意，全部選對的得4分，選不全的得2分，有錯選或不答的得0分）

7.如圖甲所示的電路，其中電源電動勢石=6V,內(nèi)阻廠=20,定值電阻尺=4。，已知滑動變阻器消耗

的功率尸與其接入電路的阻值RP的關(guān)系如圖乙所示。則下列說法中正確的是（）

A.圖乙中滑動變阻器的最大功率鳥=L5W

B.圖乙中R]=6Q,7?2=12Q

C.滑動變阻器消耗功率P最大時，定值電阻R消耗的功率也最大

D.調(diào)整滑動變阻器&的阻值從最右端滑到最左端，電源的效率先增大后減小

【答案】AB

【解析】

【詳解】A.根據(jù)電路圖，把定值電阻R等效看成電源內(nèi)阻的一部分，即

r等=R+r=6Q

由閉合電路歐姆定律的推論可知，當(dāng)電源外電阻等于內(nèi)阻時，電源輸出功率最大，即

Rp=隰=6Q

時，滑動變阻器此時消耗的功率最大，為

匕=旦=旦-=1.5W

4圖4x6

故A正確；

B.由選項A分析可知圖乙中

R]=隰=6c

時，滑動變阻器此時消耗的功率達(dá)最大。根據(jù)圖乙，可知當(dāng)&=3。時，滑動變阻器消耗的功率等于4

時消耗的功率，根據(jù)

有

￡2E2

--------7X3=---------7X用

（3+6）~（與+6）--

解得

凡=12。

故B正確；

C.對于定值電阻電流越大功率越大，因此滑動變阻器的阻值為零時，此時滑動變阻器的功率為零，定值

電阻R消耗的功率最大，故C錯誤；

D.電源的效率為

練一下時R外1

//——o——

P0〃（%+「）%+r1+上_

R外

調(diào)整滑動變阻器的阻值從最右端滑到最左端時，&變大，則R外變大，電源的效率一直增大，故D錯誤。

故選AB?

8.如圖所示，在等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中，。是兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，從廠是連線中垂線上相對。

對稱的兩點(diǎn)，B、C和A、。也相對。點(diǎn)對稱，則（）

\E

+q；-q

-----——(+)--------?-"y-?---V->----?

ABO\CD

?

A.B、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向都相同

B.A、。兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，方向相反

C.E、0、/三點(diǎn)比較，。的場強(qiáng)最大

D.8、。、C三點(diǎn)比較，。點(diǎn)場強(qiáng)最大

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.等量異種點(diǎn)電荷的電場分布如圖所示

由對稱性可知，8、C兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向均向右，A正確；

B.A、。兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等、方向均向左，B錯誤；

CD.在兩點(diǎn)電電荷連線的中垂線上，。點(diǎn)場強(qiáng)最大，在兩點(diǎn)電荷連線上，O點(diǎn)場強(qiáng)最小，C正確，D錯

誤。

故選AC?

9.電場中有A、B兩點(diǎn)，一個點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢能為1.2X10-8J,在2點(diǎn)的電勢能為8.0xl0-9j。已知人、

8兩點(diǎn)在同一條電場線上，如圖所示該點(diǎn)電荷的電荷量為1.0x10-9。那么（）

AB

A.該電荷為負(fù)電荷B.該電荷為正電荷

C.A、8兩點(diǎn)的電勢差UAB=-4.0VD.把電荷從A移到2,電場力做功為W=4.0J

【答案】AC

【解析】

【詳解】點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能，從A到8靜電力做正功，所以該電荷一定為負(fù)電荷,

且

99

WAB=￡P(guān)A-EPB=1.2X10^-8.0xl0-J=4.0xl0-J

則有

%4.0x109

UABV=-4.0V

q—1.0x10-9

故選ACo

10.下列關(guān)于電源電動勢的說法正確的是（）

A,電源是通過靜電力把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置

B.在電源內(nèi)部正電荷從低電勢處向高電勢處移動

C.電源電動勢反映了電源內(nèi)部非靜電力做功的本領(lǐng)

D.把同一電源接在不同的電路中，電源的電動勢也將變化

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.電源是通過非靜電力把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故A錯誤；

B.在電源內(nèi)部正電荷從低電勢處向高電勢處移動，故B正確；

C.根據(jù)電源電動勢的物理意義可知，電動勢反映了電源內(nèi)部非靜電力做功的本領(lǐng)，把同一電源接在不同

的電路中，電源的電動勢不會變化，故C正確，D錯誤；

故選BC。

第II卷（非選擇題，共60分）

三、實驗題（本題滿分16分，每空2分）

11.某同學(xué)想把一量程為2mA、內(nèi)阻未知的毫安表改成量程為0.6A的電流表，該同學(xué)先用多用電表測量此

毫安表的內(nèi)阻，進(jìn)行了如下操作：

A—V—Q

甲乙

（I）將多用電表擋位調(diào)到電阻“X10”擋，再將紅表筆和黑表筆短接，調(diào)零點(diǎn)。

（2）將圖甲中多用電表的紅表筆和（填“1”或“2”）端相連，黑表筆連接另一端。

（3）測量電阻時發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)角度過小，需要將多用電表擋位調(diào)到電阻（填“XI”或

“X100”）擋。

（4）將紅表筆和黑表筆短接，調(diào)零點(diǎn)。

（5）如果需要改成量程為0.6A的電流表，需要（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）Q（結(jié)果

保留2位有效數(shù)字）的電阻。

【答案】①.1X100③.并聯(lián)④.5.0

【解析】

【詳解】（2）［1］因為多用電表選擇的是歐姆擋，則電流從紅表筆流入多用電表、黑表筆流出多用電表，從

待測毫安表正接線柱流入、負(fù)接線柱流出，所以應(yīng)將圖甲中多用電表的紅表筆和1端相連，黑表筆與2端

相連。

（3）［2］測量電阻時發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)角度過小，說明讀數(shù)過大，需要換用更高倍率擋位，所以需要

將多用電表擋位調(diào)到電阻“X100”擋。

（5）［引［4］由圖乙可知毫安表的內(nèi)阻為

4=15.0xl00Q=1500C

如果需要將毫安表改成量程為0.6A的電流表，則需要并聯(lián)分流電阻的阻值符合

44=%（/"）

整理并代入數(shù)據(jù)解得

R并聆

g

12.某研究小組設(shè)計了一個實驗方案，粗測滑動變阻器電阻絲的電阻率，實驗步驟如下：

（1）如圖甲所示，滑動變阻器瓷筒上緊密纏繞著單層電阻絲，測量出瓷筒外管直徑D及瓷筒上電阻絲

纏繞的總寬度/;

(2)測得〃匝電阻絲纏繞后的寬度為x,則電阻絲直徑上；

(3)由于［<<￡),可算出電阻絲總長度￡=,萬。；

d

(4)已知該滑動變阻器阻值較小，但銘牌模糊，通過如圖乙所示電路來測量其最大電阻。為了減小誤

差，電壓表的。端應(yīng)該與(選填或“6”)連接；

圖甲圖乙

(5)閉合開關(guān)得到電壓表示數(shù)U,電流表示數(shù)/；

(6)可以估算出電阻絲的電阻率夕=(用無，n,D,U,I,/表示)；

(7)電阻絲表層涂有絕緣漆，則因絕緣漆的存在使得電阻率的測量值________真實值(選填“大

于”“小于”或“等于”)o

3

【答案】①.2x②.a③.-U^x―④.大于

【解析】

【詳解】(2)匝電阻絲纏繞后的寬度為x,所以1匝電阻絲的直徑為二；

n

(4)因為滑動變阻器的阻值較小，故根據(jù)“內(nèi)大外小”原則，電流表應(yīng)該選用外接法，故應(yīng)該連接a；

(6)根據(jù)電阻決定式

R=p—

s

由閉合電路歐姆定律

R=U

I

由幾何知識

聯(lián)立可得

Ux3

P~4IlDn3

（7）[4]因絕緣漆的存在使得半徑測量值變大，因此電阻率的測量值大于真實值。

四、計算題：（本題共3個小題，共44分，13題12分，14題14分，15題18分。寫出必要的

文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必

須明確寫出數(shù)值和單位）

13.豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場，其電場強(qiáng)度為E。在該勻強(qiáng)電場中，用輕質(zhì)絲線

懸掛質(zhì)量為機(jī)的帶電小球，絲線跟豎直方向成e角時小球恰好平衡，如圖所示。重力加速度為g,求：

（1）小球所帶電荷量多少？

（2）若剪斷絲線，小球碰到金屬板需多長時間？

.,、mgtan0

【rA答案】（1）------

E

,、I2b

（2）J------

丫gtan8

【解析】

【小問1詳解】

小球處于平衡狀態(tài)，小球所受電場力方向水平向右，與電場方向相同，則小球帶正電，對小球進(jìn)行受力分

根據(jù)平衡條件有

Frsin0-qE,4cos0^mg

解得

mgtan0

q=-------

E

【小問2詳解】

結(jié)合上述有

cos。

剪斷絲線后小球所受電場力和重力的合力與未剪斷絲線時絲線對小球的拉力大小相等、方向相反，故剪斷

絲線后小球所受重力、電場力的合力等于」蟹，即有

cos6*

F

合COS0

根據(jù)牛頓第二定律有

小球由靜止開始沿著絲線拉力的反方向做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)碰到金屬板時，它的位移為

b

x=---

sin。

根據(jù)位移公式有

x——1at2

2

解得

丫gtan。

-19

14.銅的電阻率P=1.75x10-8。.m,單位體積的自由電子數(shù)"=8.4x1028個.m-3,e=1,6x10C?

一根長￡=3.2m、橫截面積S=1.6x107n?的銅棒，兩端電勢差。=7.0x10-2v,求：

（1）銅棒的電阻；

（2）通過銅棒的電流；

（3）銅棒內(nèi)的電場強(qiáng)度大??；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，下同）

（4）自由電子定向移動的速率。

【答案】（1）3.5義103。；（2）2.0X103A；（3）2.2xlO^V/m；（4）9.3x105m/s

【解析】

【詳解】（1）由電阻定律得，銅棒的電阻為

7?=p-=3.5xl05Q

S

（2）由歐姆定律得，通過銅棒的電流為

U[

/=—=2.0X103A

R

(3)由。=&/得，銅棒內(nèi)電場強(qiáng)度大小為

E=—=—?2.2x102V/m

dL

(4)由/=得，電子的定向移動速率為

v=-----p9.3xIO"m/s

neS

15.如圖所示，一質(zhì)量加=2.0xl()T8kg、電荷量q=1.0xl()T2c的帶正電的粒子由靜止經(jīng)加速電場加速

后，又沿極板中心軸線從。點(diǎn)垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，并從另一側(cè)射出打在豎直熒光屏上的P點(diǎn)(圖中未畫出)。

。點(diǎn)是熒光屏的中心，已知加速電場電壓Uo=25OOV,偏轉(zhuǎn)電場電壓U=1QOV,偏轉(zhuǎn)電場極板的長度

h=6.0cm,板間距離d=2.0cm,極板的右端到熒光屏的距離4=3.0cm。不計粒子重力，求:

______；_______

O1......