2024-2025学年广东省广州市增城三中、四中三校高二（上）期中物理试卷（含答案）

2024-2025学年广东省广州市增城三中、四中三校高二（上）期中
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，指纹采集装置中的半导体基板上有大量相同的小极板，外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凸凹不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成一个个正对面积相同的电容器，若每个电容器的电压保持不变，则在指纹采集过程中，下列说法正确的是( )
A. 指纹的凹点处与对应的小极板距离远，该位置的电容大
B. 指纹的凸点处与对应的小极板距离近，该位置的电容小
C. 由于指纹的凸点处与对应的小极板距离较近，小极板的带电量较小
D. 由于指纹的凸点处与对应的小极板距离较近，小极板的带电量较大
2.有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为( )
A. B. C. D.
3.水平桌面上有两个柱形导体，它们的横截面均为正方形，柱体高均为，较大的柱体横截面边长为，较小的柱体横截面边长为，如图所示，垂直柱体侧面通入电流，关于较大的柱体与较小的柱体，下列说法正确的是( )
A. 若两导体电阻率相同，则电阻之比为：
B. 若两导体电阻率相同，则电阻之比为：
C. 若两导体电阻相同，则两导体电阻率也相同
D. 若将电流方向改为竖直向下且两导体电阻率相同，则电阻之比为：
4.两个点电荷和固定在轴上、两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示，取无穷远处电势为零，由图可知( )
A. 点的电场强度为零
B. 为负电荷，为正电荷
C. 电子从点移到点电势降低，电势能也降低
D. 将电子沿轴从点移到点，电场力一直做负功
5.如图所示，一根长为的绝缘轻质细绳，一端固定于点，另一端系着一带电小球，小球所带电荷量为，整个装置处在水平方向的匀强电场中，电场强度为，小球在竖直平面内做圆周运动，、为圆周的最高点与最低点，、为圆周上与点等高的两点。若不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 小球在点时机械能最大 B. 小球在点时机械能最大
C. 小球从点到点过程中电场力做功 D. 小球从点到点过程中电场力做正功
6.如图所示，电路两端加恒定电压，电路稳定后，灯泡正常发光，然后向右移动滑动变阻器的滑片，在此过程中( )
A. 灯泡逐渐变暗
B. 定值电阻两端电压逐渐减小
C. 电容器所带的电荷量逐渐增大
D. 定值电阻中有水平向右的电流
7.如图所示，是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关，滑片向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的是( )
A. 通电后电磁铁端为极 B. 滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强
C. 条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力 D. 条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，某扫地机器人电池容量为，额定工作电压为，额定功率为，则下列说法正确的是( )
A. 扫地机器人正常工作时的电流是
B. 扫地机器人的电阻是
C. 题中是能量的单位
D. 扫地机器人充满电后能正常工作的时间约为
9.心脏细胞兴奋时，在细胞膜内外产生等量异种电荷，将人体的心脏理想化为如图甲所示的模型，当心脏细胞规律性兴奋时，产生的电荷量为正常值，当心脏发生房颤时产生的电荷量减少而不能达到所需的电压值，在没有及时抢救的情况下，通常患者会在内死亡。如图乙，自动体外除颤器通过贴片产生强电场，使兴奋无序的心肌细胞快速回归到有序状态，使心脏兴奋时的电荷量恢复正常值，实现抢救。下列说法正确的是( )
A. 贴片为正极，贴片为负极
B. 实施抢救过程中，电子从人体的左侧移动到右侧
C. 实施抢救过程中，人体心脏的电场对移动电荷做负功
D. 抢救成功后，人体心脏的电场强度变弱
10.交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为、内阻为，电路中的电表均为理想电表，且。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是( )
A. 电流表的示数减小
B. 电压表的示数减小
C. 电源对外输出功率增大
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比减小
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某实验小组要测量由新型合金材料制成的圆柱形金属丝的电阻率，已知其长度为。
用螺旋测微器测量其直径，示数如图甲所示，其值为 ______；
先用多用电表欧姆挡的“”倍率粗测金属丝的电阻，示数如图乙所示，其电阻值为 ______；
实验电路如图丙所示，根据电路图完成如图丁中的实物连线。
如果测得的金属丝长度为，直径为，电阻为，都采用国际单位制单位，则它的电阻率 ______用、、表示。
由于电表内阻的存在，待测电阻测量值______填“大于”、“小于”或“等于”其真实值。
12.某同学用铜片和锌片分别插在橙子两端，做成了橙子电池，他发现如下现象：
先后用指针式电压表和数字多用电表其内阻远大于电压表的内阻分别测量了单个橙子电池两端电压，则______填“指针式电压表”或“数字多用电表”测量的值更接近于橙子电池电动势的真实值。
现测得单个橙子电池两端的电压约为，可是将四个橙子电池串联，却不能让额定电压为的小灯泡发光，原因可能是______。
为了测量这四个橙子电池串联后的电动势和内阻，现将橙子接在如图所示电路中，其中
电流表量程为，内阻为
电流表量程为，内阻约为
滑动变阻器
电阻箱
实验中用电流表与电阻箱改装成量程为的电压表，电阻箱的阻值应调整为______。
闭合开关，调节滑动变阻器，读取电流表的示数和对应的电压表示数，记录了组数据，描点连线得到如图所示得图线，则四个橙子电池串联后的电动势 ______，内阻 ______。结果均保留两位有效数字
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，一电荷量带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的点，电键合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角；已知两板相距，电源电动势，内阻，电阻，。取。已知：，。
求平行金属板左右板间的电势差？
求出带电小球的质量？
14.如图所示，电子枪对准空间长方体的边射出电子流，电子的质量为、带电量大小为，电子枪的加速电压大小可以调整，长方体边长，，忽略电子离开灯丝时的初速度，不计电子的重力。
时，在长方体空间内加上沿边向上、电场强度为的匀强电场，电子经电场偏转后打到点，求的值；
调整加速电压并在长方体空间内沿方向加一恒定电场，使得粒子从点到达的时间为，求加速电压以及所加电场的电场强度大小。
15.如图为某同学设计的弹射装置。光滑竖直细管段高；四分之一光滑圆弧弯管的半径；光滑竖直圆弧轨道的半径也为，其对应的圆心角；点在圆弧轨道圆心的正下方，并与水平地面上长的粗糙平直轨道平滑连接；处于方向水平向右、电场强度的匀强电场中。现在管中有一质量，带电量的小物块，压缩弹簧后被锁扣锁在点。打开锁扣，小物块被弹出后，从管口水平飞出，并恰好从点沿切线方向进入轨道。已知小物块到达管口时对管壁的作用力恰好为零。设小物块在运动过程中带电量始终保持不变，空气阻力忽略不计，取。试求：
小物块到达管口时的速度大小；
弹簧被锁扣锁住时所储存的弹性势能；
设小物块与右端竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，则若要小物块能与右墙碰撞且只会与其发生一次碰撞，并最终停在轨道间，那么小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足什么条件？结果保留位小数。
参考答案
1.
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9.
10.
11. 小于
12.数字多用电表 串联后小灯泡的电阻远小于电池的内阻，小灯泡得到的电压远小于额定电压，所以小灯泡不发光
13.解：和并联以后的电阻为
则
代入数据解得
对小球受力分析，如下图示
根据平衡条件有
其中
代入数据解得
答：平行金属板左右板间的电势差为
带电小球的质量为。
14.解：在加速电场中，由动能定理，，
在长方体的平面上，水平方向：，竖直方向：，
联立解得：；
在加速电场中，由动能定理，，
在长方体内，沿水平方向：，在方向，由几何关系可知：，，
联立解得：，。
答：电场强度大小为；
加速电压为，电场强度大小为。
15.解：小物块到达管口时对管壁的作用力恰好为零，根据牛顿第二定律
解得：
打开锁扣，小物块被弹出后，从运动到管口过程中弹簧和小球系统机械能守恒，则有
解得
物块经过点的速度为
若小物块碰撞后恰好停在点，设此时摩擦因数为。则有
解得
若小物块碰撞后反弹恰好不从点飞出，设此时摩擦因数为。则根据动能定理有
解得
若小物块碰撞后刚好不发生第二次碰撞，再次恰好停在点，设此时摩擦因数为。则根据动能定理有
解得
综上所述
答：小物块到达管口时的速度大小为；
弹簧被锁扣锁住时所储存的弹性势能为；
小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足。
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