2024-2025学年安徽省卓越县中联盟和皖豫名校联盟高二（上）期中物理试卷（含答案）

2024-2025学年安徽省卓越县中联盟和皖豫名校联盟高二（上）期中
物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.马克思说：“任何事物都是历史与逻辑的统一”。关于物理学史，下列说法正确的是( )
A. 物理学家密立根最早利用油滴实验测出元电荷的值
B. 库仑最早提出电场的概念，但是法拉第提出用电场线的方法来描述电场
C. 伽利略指出物体的运动需要力来维持
D. 英国科学家吉尔伯特提出了正电荷、负电荷的概念
2.如图所示，虚线为等差等势线，实线为一个带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，下列判断正确的是( )
A. 粒子的加速度先减小后增大
B. 粒子经过、两点时的速度相同
C. 粒子的电势能先增大后减小
D. 改变粒子初速度的大小及方向，该粒子可能做匀速圆周运动
3.一灯泡的电流与其两端电压的关系如图中实线所示，虚线是电压为时曲线的切线，下列判断错误的是( )
A. 灯泡的电阻率随温度的升高而增大
B. 电压为时，灯泡的电阻为
C. 电压为时，灯泡的功率为
D. 将该灯泡与电动势为、内阻为的电源连接，灯泡的功率为
4.如图所示，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的点，下端分别系有带等量异种电荷的小球、。两小球处在某一水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角相等，两小球均视为点电荷，则( )
A. 两绳中的张力大小一定相等
B. 的质量一定大于的质量
C. 可能带负电荷
D. 同时剪断细绳，将一直沿图中的延长线运动
5.如图所示，虚线的右侧有竖直向下的匀强电场，一个带正电的物块在虚线左侧刚好沿绝缘固定斜面匀速下滑，当物块滑入匀强电场后( )
A. 物块将减速下滑
B. 物块一定匀速下滑
C. 物块可能加速下滑
D. 若物块滑入电场前是加速下滑，则物块滑入电场后将继续加速下滑且加速度不变
6.年月我国科学家狄增峰团队成功研制出一种人造蓝宝石作为绝缘介质的晶圆。这种材料具有卓越的绝缘性能，即使在厚度仅为纳米时也能有效阻止电流泄露，为开发低功耗芯片提供了重要的技术支撑。如图所示，直流电源与一平行板电容器、理想二极管连接，电容器板接地。闭合开关，电路稳定后，一带电油滴位于电容器中的点恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 若两板间插入人造蓝宝石，则电容器的电容减小
B. 若两板间插入一块金属板，则电容器的电容减小
C. 减小极板间的正对面积，油滴将继续保持静止状态
D. 板上移，油滴将继续保持静止状态，油滴的电势能增大
7.如图所示，平行金属板、间为加速电场，平行金属板、间为偏转电场，为荧光屏。一质量为、电荷量为的质子，从板附近由静止出发，经过加速电场加速后，沿中线水平射入偏转电场，最终打在荧光屏上的点。不计粒子重力，则下列说法正确的是( )
A. 质子从、间射出电场后做抛体运动
B. 若氦原子核质量为，电荷量为从同一位置由静止释放，在两电场中的运动总时间更长
C. 若氦原子核质量为，电荷量为从同一位置由静止释放，最终打在点与点之间的某点
D. 若电子从同一位置由静止释放，将打在荧光屏上点以下的位置
8.在方向平行于纸面的匀强电场中有一个非直角坐标系如图所示，两坐标轴的夹角为。带电量为的粒子沿两坐标轴运动时电势能的变化分别如图、所示，那么该匀强电场的电场强度为( )
A. 电场强度大小为，方向沿轴正方向
B. 电场强度大小为，方向沿轴正方向
C. 电场强度大小为，方向垂直于轴向下
D. 电场强度大小为，方向垂直于轴斜向右下方
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示的电路，电源电动势为，内阻不可忽略，、分别表示电压表和的示数，为电压表示数变化量的绝对值，表示电流表的示数，为电流表示数变化量的绝对值，电表均为理想电表。当滑片向右移时，以下说法正确的是( )
A. 电压表示数增大 B. 增大
C. 不变 D. 电阻消耗的功率变大
10.如图所示，六根绝缘棒构成一个正四面体，每根棒都均匀带有等量的负电荷。规定无穷远处电势为，每根棒在正四面体中心点产生的电场强度大小为、电势为。则( )
A. 点的电场强度大小为
B. 点的电势为
C. 撤掉一根绝缘棒后，点的电场强度大小增加
D. 撤掉一根绝缘棒后，点的电势降低
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.某同学要测量一圆柱形新材料的尺寸：
用游标卡尺测量其长度如图所示，由图可知其长度_____。
用螺旋测微器测量其直径如图所示，由图可知其直径_____。
多用电表是实验室常用的仪器之一，现在该同学用如图所示的多用电表粗测新材料的电阻，选择欧姆挡“”挡测量时，规范操作后，发现指针偏转过大，接下来的正确操作顺序应该是_____。
A.欧姆调零 选择开关旋至“”挡
C.选择开关旋至“”挡 再次测量新材料电阻的阻值
在测量过程中发现该多用电表的电池组使用时间过长，电池组的电动势不变但内阻增大，导致新材料电阻的测量值与真实值相比_____填“偏大”“偏小”或“相等”。
12.某同学要测定实验室一干电池组的电动势和内阻，利用现有器材设计了如图所示的实验电路图，选用器材如下：
A.待测干电池组电动势约，内阻约；
B.电压表量程，内阻约；
C.电压表量程，内阻约；
D.电流表量程，内阻为；
E.电流表量程，内阻为；
F.滑动变阻器；
G.开关、导线若干。
闭合开关，该同学通过改变滑动变阻器滑片的位置得到多组关于电压表和电流表的数据，描绘了如图所示的图像，根据上述条件回答以下问题。

电压表应选择_____，电流表应选择_____填选项前的字母。
根据图像和已知数据可算出，电池组电动势_____，内阻_____结果均保留位有效数字。与真实值相比，电动势测量值_____填“偏大”“偏小”或“相等”，内阻测量值_____填“偏大”“偏小”或“相等”。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示为直流电动机提升重物的装置示意图。其中电源，内阻；电源，内阻未知；电流表为理想电流表。只有开关闭合时，电路接通，但电动机不转，此时电流表示数为；只有开关闭合时，刚好能使质量的重物以的速度匀速提升，此时电流表示数仍为，重力加速度取。求：
电动机的线圈电阻；
提升该重物时，电动机的工作效率保留位有效数字以及电源内阻的阻值。
14.如图所示，在光滑绝缘的水平面上有三个孤立带电小球，已知和的质量分别为、。此时三个小球恰好位于同一直线，球位于点且处于静止状态，和恰好以相同的角速度绕做匀速圆周运动。若将小球拿掉，使带上与原来电性相反但电量相等的电荷，此时、两球仍能以原来的角速度绕点做匀速圆周运动。三个小球均视为点电荷，求：
和做圆周运动的半径之比；
、的电荷量之比。
15.空间存在如图所示的电场，在区域有竖直向下的匀强电场Ⅰ，场强大小；在的区域，存在平行于轴、垂直于轴的平行板电容器，其下极板位于轴，上极板的纵坐标为，且电容器内所加电场Ⅱ随时间周期性的变化情况如图所示以竖直向上为电场的正方向，其中周期。一带电小球，其质量为、电荷量为，从点以大小的速度沿与轴成方向飞出，恰好经过坐标原点，小球可视为质点，重力加速度为。
求该小球从点运动至点所需的时间，以及的距离；
若点有一小球发射源，能向点右侧的第二象限内各个方向均匀发射小球，且发射速度大小均为。
若小球恰好经过上极板左边缘，求经过左边缘时的速度大小及发射时速度方向与水平方向夹角的正切值；
若时刻，某小球恰好从上极板左边缘水平进入电容器，求此小球仍能沿水平方向射出电容器时极板长度应满足的条件。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
不变

12.
相等 偏大

13.依题意，电动机不转时，为纯电阻，根据闭合电路欧姆定律
解得
电动机正常工作时，由能量守恒定律可得
解得
电动机的工作效率

14.设和做圆周运动的半径分别为 、 ，根据库仑力提供向心力
联立解得和做圆周运动的半径之比
小球拿掉前，对，根据牛顿第二定律
小球拿掉后，对，根据牛顿第二定律
又
，
联立解得、的电荷量之比

15.对小球进行分析，根据牛顿第二定律有
小球在重力场与电场中做类斜抛运动，在水平方向上有
在竖直方向上有
解得
小球发射源能向点右侧的第二象限内各个方向均匀发射小球，即小球在 范围内均匀发射带电小球，令出射方向为 的小球恰好经过上极板左边缘，则水平方向上有
解得
竖直方向上有
解得
或
将 代入竖直分速度
结合上述解得
则小球经过左边缘时的速度大小
结合上述解得
根据功能关系可知，当 时，小球所受合外力做功相同，根据动能定理可知，小球经过左边缘时的速度大小也为 。综合上述可知，小球经过左边缘时的速度大小为 ，发射时速度方向与水平方向夹角的正切值或；
结合上述可知，发射方向 的小球恰能水平射入电容器， 小球所受合力方向向下，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，加速度
小球所受合力方向向上，水平方向做匀速直线运动，竖直方向向下做匀减速直线运动，且有
解得
即竖直方向前后的加速度大小相等，方向相反，根据运动的对称性可知，在 时刻，小球的速度恰好沿水平方向，此时小球的位置坐标
可知，此时小球刚好到达下极板处。 ，小球在竖直方向先向上做匀加速直线运动，后向上做匀减速直线运动，结合上述可知，时刻小球刚好到达上极板处，根据运动的对称性可知
以此类推，小球水平射出电场时，电容器的极板长度应满足


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