2025---2026年湖南省武冈市第二中学高二上学期期中考试物理练习试卷2【人教版必修第三册9--12章】（含解析）

2025---2026年湖南省武冈市第二中学高二上学期期中考试物理练习试卷2【人教版必修第三册9--12章】
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题（本大题共6小题，共24分）
1．[4分]空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则 (　　)
A．e点的电势大于0B．a点和b点的电场强度相同
C．b点的电势低于d点的电势D．负电荷从a点移动到c点时电势能增加
2．[4分]如图所示，电源内阻等于灯泡的电阻，当开关闭合．滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动，则（ ）
A．灯泡将变亮，R中有电流流过，方向竖直向上
B．液滴带正电，在滑片滑动过程中液滴将向下做匀加速运动
C．电源的路端电压增大，输出功率也增大
D．滑片滑动过程中，带电液滴电势能将减小
3．[4分]如图甲所示的电路，电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．图乙中滑动变阻器的最大功率
B．图乙中
C．滑动变阻器消耗功率最大时，定值电阻R也消耗功率最大
D．调整滑动变阻器RP的阻值，可以使电源的输出电流达到2A
4．[4分]如图，矩形ABCD位于匀强电场中，电场方向平行于矩形平面。已知，P是CD的中点。A、B、C的电势分别为8 V、6 V、4 V。用外力将一个电子从A点移动到P点，已知元电荷电量为e，下列说法正确的是（　　）
A．该过程中，电子的电势能增加5 eV
B．该过程中，电子的电势能减少3 eV
C．该过程中，电场力对电子做正功5 eV
D．该匀强电场的场强大小为，方向垂直BD斜向右上方
5．[4分]如图所示，在图甲的电路中，是可变电阻，是定值电阻，其阻值为4 。实验时调节的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中AB所示。a和b分别为的滑片在不同位置时，其接入电路的电阻的图像。电压表和电流表均看作理想电表。下列说法中正确的是（　　）
A．该电源电动势为2.5V，内阻5Ω
B．的值为1Ω
C．A、B状态对应的电源的效率
D．当电流为0.25A时，滑动变阻器R的功率为
6．[4分]两个固定的点电荷P、Q所形成电场的等势线如图中的虚线所示，一带电粒子以某一初速度从图中的d点进入电场，仅在静电力的作用下运动，运动轨迹如图中的实线所示。下列说法正确的是（　　）
A．点电荷P、Q带有等量同种电荷，粒子带负电
B．点电荷P、Q带有等量同种电荷，粒子带正电
C．粒子从d点到a点运动的过程中，电势能先减小后增大
D．粒子经过a点时的速度大于经过d点时的速度
二、多选题（本大题共4小题，共20分）
7．[5分]如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为，开关闭合后，平行板电容器中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，则（　　）
A．带电液滴P一定带正电
B．的滑片向上端移动时，电流表示数减小，电压表示数增大
C．若仅将电容器下极板稍微向上平移，带电液滴将向上极板运动
D．若将开关S断开，带电液滴P将向下极板运动
8．[5分]如图所示,正六棱柱上下底面的中心为O和O',A、D两点分别固定等量异号的点电荷,下列说法正确的是 (　　)
A．F'点与C'点的电场强度大小相等
B．B'点与E'点的电场强度方向相同
C．A'点与F'点的电势差小于O'点与D'点的电势差
D．将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点,其电势能先增大后减小
9．[5分]某静电场中轴上电场强度随变化的关系如图所示，设轴正方向为电场强度的正方向。一带电荷量大小为的粒子从坐标原点沿轴正方向运动，结果粒子运动到处恰好速度变为零。假设粒子仅受电场力作用，和已知，则（　　）
A．粒子一定带正电
B．原点比处的电势高
C．粒子运动到时的动能为
D．粒子沿轴正方向运动过程中电势能先减小后增大
10．[5分]在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化。 电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，下列说法正确的是（　　）
A．电源效率增大 B．电源输出功率可能减小
C．不变，变小，变小 D．不变，不变，不变
三、非选择题（本大题共5小题，共56分）
11．[8分]实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路,由测得的实验数据绘制成的U-I图像如图2所示。
图1　图2
①图1的电路图为下图中的　　　　。(填“A”或“B”)
A　　　　B
②如果实验中所用电表均视为理想电表,根据图2得到该电池的电动势 E=　　　　V,内阻r=　　　　Ω。
③实验后进行反思,发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响,对测得的实验数据进行修正,在图2中重新绘制U-I图线,与原图线比较,新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将　　　　,与纵坐标轴交点的数值将　　　　。(两空均填“变大”“变小”或“不变”)
12．[8分]某同学欲用下列器材测量电源的电动势E与内阻r。
A．待测电源（电动势E约为9V，内阻r未知）
B．电流表A（量程0.6A，内阻未知）
C．电阻箱
D．定值电阻
E.定值电阻
F.开关开关，导线若干
该同学将器材连接成图甲所示的电路。
(1)该同学先利用图甲电路测量电流表的内阻。闭合开关，将开关先后掷向a和b，并调节电阻箱，反复操作后发现当，将开关掷向a和b时，电流表示数相同，则电流表的内阻 。若忽略偶然误差，从理论上分析，实验测得电流表的内阻值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
(2)该同学再利用图甲电路测量电源的电动势和内阻。闭合开关，将开关掷向触点c，多次调节电阻箱，记录下电阻箱的阻值R和电流表的示数I；利用R、I数据绘制图像如图乙所示，则电源的电动势 V，内阻 （结果均保留两位有效数字）。
13．[12分]（18分）如图甲所示电路，电源电压保持不变。灯L标有“4V　2W”字样，电流表的量程为，电压表的量程为，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片P，电流表的示数与电压表的示数变化关系图像如图乙所示。求：
（1）灯L正常工作时的电阻；
（2）电源电压及定值电阻R2的阻值；
（3）只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片P，灯L的图像如图丙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。

14．[12分]如图所示，A、B两端接直流稳压电源，U＝70 V，R0＝40 Ω，C＝30 μF，滑动变阻器总电阻R＝60 Ω，当滑片处于滑动变阻器中点时，求：
（1）电路中的等效电阻；
（2）C、D两端的电压；
（3）电容器C所带的电荷量。
15．[16分]在如图所示的电路中，电源两端电压不变，的阻值为20Ω，滑动变阻器的最大阻值为；当开关S闭合，、断开时，将滑动变阻器的滑片置于b端，此时电压表的示数为，流过的电流为，消耗的功率为为6.4W；当开关S、闭合，断开时，电流表的示数为，电压表的示数为；当开关S、、都闭合时，将滑动变阻器的滑片置于中点，电流表的示数为，已知，，求：
（1）的大小；
（2）阻值的大小；
（3）当只闭合S，滑片调至某位置时，变阻器消耗的电功率为42W，求此时电路的总功率。
参考答案
1．【答案】D
【详解】本题考查等量异种点电荷电场的性质。由题图可知，图中的等势线并未相交，且二者连线的中垂线可以延伸到无穷远处，故该图为等量异种点电荷的等势线分布图。已知无穷远处电势为0，则正点电荷形成的电场，在点电荷附近电势大于0，负点电荷形成的电场，在点电荷附近电势小于0，已知Q点处为正电荷，则e点所在直线左侧电势大于0，右侧电势小于0，两电荷连线上电势从左向右降低，a、b两点在同一等势线上，电势相等且大于0，e点的电势为0，b点的电势高于d点的电势，故A、C错误；由电场的叠加原理可知，a、b两点电场强度大小相等，方向不同，故B错误；a点的电势高于c点，由Ep=φq可知，负电荷从a点移到c点时电势能增加，故D正确。
【知识拓展】等量同种点电荷与等量异种点电荷的电场线和等势线立体分布如图所示。等量异种点电荷电场中，正电荷到负电荷的连线上电场强度方向不变，大小先减小后增大，电势一直减小，两电荷连线中垂线上电势为零；等量同种点电荷电场中，两电荷连线上电场强度先减小后增大，中间位置电场强度为零，两侧对称位置场强大小相等，两电荷连线上电势先降低后升高(同为正电荷)或先升高后降低(同为负电荷)，连线中垂线上电势向两侧降低(同为正电荷)或向两侧升高(同为负电荷)。
2．【答案】D
【详解】A：滑动变阻器滑片向a端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值增加，流过灯泡的电流减小，灯泡变暗；电源内电压降低，灯泡两端的电压降低，滑动变阻器两端的电压升高，电容器与滑动变阻器并联，加在电容器两端的电压升高，电容器继续充电，R中有电流流过，方向竖直向上，A错误；
BD：液滴受电场力竖直向上，电容器下极板带正电，因此液滴带正电，由于电容器两端的电压升高，内部电场强度增加，液滴加速向上运动，电场力做正功，电势能减小，B错误，D正确；
C：由于外电阻大于内电阻，当外电阻增加时，电源的输出功率减小，C错误。选D。
3．【答案】B
【详解】由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻等于内阻时，输出功率最大，把定值电阻看成电源内阻的一部分，由图乙可知，当，时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为，故A错误；由A可知，滑动变阻器的阻值为时与阻值为时消耗的功率相等，有，解得，故B正确；当回路中电流最大时，即时定值电阻R消耗的功率最大，故滑动变阻器消耗功率最大时，定值电阻R消耗功率不是最大，故C错误；当滑动变阻器的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为，则调整滑动变阻器RP的阻值，不可以使电源的输出电流达到2A，故D错误。
4．【答案】D
【详解】C．根据匀强电场强度与电势差的关系可得，解得D的电势为
，P是CD的中点，P点电势为，一个电子从A点移动到P点电场力做功为，可知该过程中，电子的电场力做负功3 eV，C错误；
AB．根据功能关系可知该过程中，电子的电势能增加3 eV，AB错误；
D．B点和D点电势为6 V，故BD为等势线，等势线与电场线垂直，故电场线方向与BD垂直，沿电场线方向电势降低，故电场强度方向垂直BD斜向右上方，则电场强度大小为
，D正确。选D。
5．【答案】D
【详解】A．根据闭合电路的欧姆定律可得，由图可知，当时，，当时，，代入上式解得，，A错误；
B．结合上述可知，B错误；
C．电源的效率：，代入数据可知，，则有，C错误；
D．当电流为0.25A时，根据图像可知，则有，D正确。选D。
6．【答案】A
【详解】AB．图中关于两点电荷连线左右对称，由于电场线垂直于等势线，由高电势点指向低电势点，可知，点电荷P、Q带有等量同种正电荷，由于粒子所受电场力为其合力，则电场力指向轨迹内侧，根据图像可知，粒子所受电场力方向与电场方向相反，则粒子带负电，A正确，B错误；
C．结合上述可知，粒子从d点到a点运动的过程中，电场力先做负功，后做正功，则电势能先增大后减小，C错误；
D．根据图像可知，粒子从d点到a点运动的过程中，根据动能定理有
，解得，D错误。选A。
【关键点拨】
电场方向：电场线从高电势指向低电势，根据等势线分布判断电荷类型。
电势能与动能的转换：电场力做功引起电势能和动能的变化，通过动能与电势能变化的关系分析粒子运动情况。
电场力作用方向：根据粒子运动轨迹判断电场力方向，从而确定粒子的电荷性质。
7．【答案】BC
【详解】带电液滴处于静止状态，由平衡条件得，电场力竖直向上，与场强方向相反，带负电，A错误；的滑片向上端移动时，电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，外电路电压随着减小而增大，又由，可知变大，流过和电流分别为，根据并联电路电流关系，因为变大，所以变大，减小，即电流表示数减小，由并联电路电压关系可知，可知变大，即电压表示数增大， B正确；若仅将电容器下极板稍微向上平移，板间电压不变，电场强度变大，电场力会大于重力，带电液滴将向上极板运动，C正确；若将开关断开，电容器板间电压变大，带电液滴将向上极板运动，D错误。
8．【答案】ACD
【命题点】等量异号的点电荷的场强+电势差+电势能
【详解】等量异号的点电荷在F'点和C'点产生的电场强度分别如图甲、乙所示(关键:利用平行四边形定则作出合场强的大小和方向),
　　　　　　　　 甲　　　　　　 乙
丙
正点电荷在C'点产生的场强大小E'+==E-,负点电荷在B'点产生的场强大小E'-==E+,根据几何关系和电场分布的对称性可知EF'=EC',则F'点与C'点的场强大小相等,方向不同,A正确;同理可得,B'点和E'点的电场强度方向不同,B错误;作出ABCDEF平面上的电场线和等势线示意图,如图丙所示,可知试探电荷+q由F沿直线移动到O点,电势先升高后降低,所以电势能先增大后减小,D正确;六棱柱下底面各点处的电势与对应的上底面各点处的电势相等,A点与F点间的电势差小于O点与D点间的电势差,则A'点与F'点间的电势差小于O'点与D'点间的电势差,C正确。
9．【答案】AD
【详解】如果粒子带负电，粒子在电场中先沿场强方向运动，后逆着场强方向运动，则一定先做减速运动后做加速运动，因此粒子在处的速度不可能为零，粒子一定带正电，正确；原点与处的电势差等于图像与坐标轴围成的面积，，所以原点比处的电势低，B错误；粒子从开始到的过程，由动能定理得，从原点到处由动能定理，解得，C错误；粒子向右运动的过程中，电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小后增大，D正确。
10．【答案】BCD
【详解】
A．电源的效率为
当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R2减小，电路外电阻R减小，减小，故A错误；
B．电源的输出功率为
根据数学知识可知当R=r时，P最大；当R＜r时，P随R的增大而增大；当R＞r时，P随R的增大而减小。由于不知道开始时R与r的关系，所以当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电源输出功率可能减小，故B正确；
C．根据部分电路欧姆定律可得
当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R2减小，则不变，和均变小，故C正确；
D．根据闭合电路欧姆定律可得
所以
而
所以当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，、 和 均不变，故D正确。
故选BCD。
11．【答案】①B(1分)　②4.5(1分)　1.8(1分)　③不变(2分)　变大(2分)
【命题点】测量电源电动势和内阻+数据处理+误差分析
【详解】 ①观察题图可知,相对于电源,电流表采用外接法,故电路图为B。
②根据闭合电路欧姆定律有E=U+Ir,整理得U=-Ir+E,则U-I图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E,斜率是电池的内阻r,根据图像可知,纵轴截距为4.5 V,横轴截距为2.5 A,则电池的电动势E=4.5 V,内阻r= Ω=1.8 Ω。
③分析电路可知误差来源于电压表的分流作用,电流表的示数小于实际流过电池的电流,考虑电压表内阻RV的影响,流过电压表的电流为IV=,可知流过电池的电流为I=I测+,I>I测,因电压表内阻RV不变,
随着电压值U测减小,流过电压表的电流IV减小,当U测趋于0时,I趋于I测,重新绘制的U-I图线如图所示。
故新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将不变,与纵坐标轴交点的数值将变大。
12．【答案】(1)1.0/1；等于，(2)9.1；2.3
【详解】（1）[1][2]闭合开关，将开关掷向，当开关掷向和掷向电流表示数相同，说明掷向时没有电流通过开关，则有，可得，该同学用电桥法测电流表的内阻，从理论上分析，是没有系统误差的，实验测得的电流表内阻值等于真实值。
（2）[1][2]由闭合电路的欧姆定律有，变形可得，代入已知量有，结合图乙有，，解得，
13．【答案】（1） （2）5V （3）
【详解】（1）灯泡的额定电压为4V，额定功率为2W，正常工作时的电阻
（2）只闭合开关S、S1，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量两端的电压，根据串联电路分压的特点和欧姆定律可得
联立解得电源电压
电阻R2的阻值
（3）只闭合开关S和S2，灯泡L和滑动变阻器串联，当电压表示数最大为3V时，接入电路的电阻最大，此时灯泡两端的电压为
电路中电流最小为0.4A，则接入电路的最大电阻
灯泡L正常工作时的电流
即灯泡L正常工作时电流表安全，灯泡正常工作时的电压为4V，此时滑动变阻器两端的电压为1V，则接入电路的最小电阻
即滑动变阻器R1允许的取值范围为
14．【答案】（1）21 Ω　（2）40 V　（3）1.2×10－3 C
【详解】（1）当滑片处于滑动变阻器中点时，则有滑动变阻器R的上半部分与R0串联，再与滑动变阻器R的下半部分并联，则有电路中的等效电阻
R等效＝＝Ω＝21 Ω
（2）当滑片处于滑动变阻器中点时，则有滑动变阻器R的上半部分与R0串联，再与滑动变阻器R的下半部分并联，则串联电路总电阻为
R′＝R＋R0＝×60 Ω＋40 Ω＝70 Ω
由欧姆定律可得流经R0的电流
I0＝＝ A＝1 A
C、D两端的电压
UCD＝I0R0＝1×40 V＝40 V
（3）由电容器电容的定义式C＝，可得电容器C所带的电荷量
Q＝CUCD＝30×10－6×40 C＝1.2×10－3 C。
15．【答案】（1）2∶9；（2）10Ω；（3）72W或100.8W
【详解】（1）当开关S闭合，、断开，将滑动变阻器的滑片置于b端时，滑动变阻器和电阻、串联，滑动变阻器完全接入电路中，电压表测量电阻两端电压，示数为，等效电路如图所示
、、串联，流过的电流为
当S、闭合，断开时，滑动变阻器和电阻短路，电阻单独接入电路中，电压表测量电阻两端电压，示数为，电流表测量电路中的电流，示数为，等效电路如图乙所示
电阻单独接入电路中，电阻两端电压等于电源电压U，图中电流表的示数
（2）当S、、都闭合时，将滑动变阻器的滑片置于中点，滑动变阻器和电阻、并联，滑动变阻器接入电路中的电阻为最大阻值的一半，电流表测量通过电阻和滑动变阻器的总电流，示数为，等效电路如图所示
通过的电流
通过滑动变阻器的电流
根据并联电路的电流规律可知，电流表示数
数据代入得
解得
由串联电路的电流规律可知，甲图中电路中的电流
，
代入数据得
解得
（3）因为
消耗的功率为6.4W
所以
由图甲得电源电压
当只闭合S，滑片调至某位置时，滑动变阻器接入电路的电阻为，变阻器消耗的电功率为42W，则由
有
解得
或
当时，电路的总功率为
当时，电路的总功率为
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