福建省福九联盟2025-2026学年高二上学期期中联考物理试卷（含解析）

福建省福州市福九联盟2025-2026学年高二上学期期中考试物理试卷
一、单选题
1．以下关于物理概念和规律的理解，说法正确的是（　　）
A．由可知电场中某点的电场强度E与F成正比
B．电场强度公式E，任何电场都适用
C．由公式可知电场中某点的电势与成反比
D．公式中，电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关
2．2020年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面s蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，其中虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，其轨迹如图中实线所示，a、b、c是轨迹上的三点，且b点的动能大于a点的动能，则下列说法正确的是（　　）
A．a点的电势高于b点的电势
B．电子在b点的加速度小于在a点的加速度
C．从a点至c点的运动过程中，电子的电势能一直减小
D．从a点至c点的运动过程中，电子的动能先增大后减小
3．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I变化的关系图像电池电动势不变，内阻不是定值，图线b是某电阻的U─I图像，当两者串联时，下列说法中正确的是（　　）
A．硅光电池的内阻为12Ω
B．硅光电池的总功率为1.08W
C．硅光电池的内阻随着输出电压的减小而增大
D．若将R换成阻值更大的电阻，硅光电池的输出功率一定增大
4．如图甲，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离比为2∶1，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，在t=0时刻，一不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，粒子射入电场时的速度为v0，t=T时刻粒子刚好沿MN板右边缘射出电场。则正确的是（　　）
A．在时刻，该粒子的速度大小为
B．该粒子射出电场时的速度方向与电场方向不垂直
C．若该粒子在时刻以速度v0进入电场，则粒子会打在板上
D．若该粒子的入射速度变为，则该粒子在t=2T时刻射出电场
二、多选题
5．电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。例如电容式麦克风如图所示，它通过声音引起电容极板上的振动膜振动，从而导致电容极板间的距离变化，板间的距离变化会导致电容量的变化，从而产生了感应电流，这就把声音信号转换成了电信号。以下有说法正确的是（　　）
A．当振动膜随声波向右振动时，该电容器电容增大
B．当振动膜随声波向右振动时，电阻上有从b到a的电流
C．当振动膜随声波向左振动时，振动膜所带的电荷量增大
D．当振动膜随声波向左振动时，图中a点电势低于b点电势
6．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻（阻值均大于电源内阻r），电压表和电流表均可视为理想电表。开关S闭合时，一带电油滴P恰好能静止在平行金属板之间，若将滑动变阻器R的滑片向a端移动，则下列说法正确的是（　　）
A．油滴向下运动
B．电压表V1、V2示数均变大，电流表A的示数变小
C．电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量的比值不变
D．电源的输出功率逐渐减小，电源的效率逐渐减小
7．某平行于x轴的静电场，其电势随x的分布可简化为如图所示的曲线。一质量为m、带电荷量为+q的粒子（不计重力），以初速度v0从O点进入电场，沿x轴正方向运动。下列叙述正确的是（　　）
A．若带电粒子能够到达x4，在0~x1做加速度减小的变减速运动
B．若带电粒子能够到达x4，从x1向右运动到x3运动的过程中先做加速直线运动再做减速直线运动
C．带电粒子从0~x4的过程中，若v0=，则最大速度为
D．若v0=，带电粒子运动到x2的速度大小仍为
8．竖直平面内如图O、N、P为直角三角形的三个顶点，∠NOP=37°，OP中点处固定一电量为q1=2.0×10-8C的正点电荷，M点固定一轻质弹簧，MN是一光滑绝缘杆，其中ON长为a=1m，杆上穿有一带正电的小球可视为点电荷，小球的质量m=1×10-3kg，电量q2=2.56×10-6C，将弹簧压缩到O点由静止释放，小球离开弹簧后到达N点的速度为零。静电力恒量k=9.0×109N·m2/C2，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．小球从O点到N点过程中，小球和弹簧构成的系统弹性势能全部转化为小球的重力势能
B．小球从O点到N点过程中，小球和弹簧的系统机械能先减小再增加
C．小球运动到离O点距离为x1=0.32m，小球与杆间的弹力恰好为零
D．若小球运动到离O点距离为x1=0.5m处刚好弹簧恢复到原长，此时小球加速度沿ON方向向上
三、填空题
9．某电流表内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，如按图改装成量程为0~0.1A和0~1A的两个量程的电流表，若R1>R2，则S打在 （填“1”或“2”）量程更大，R2= Ω
10．图甲为一辆玩具车，其内部电路图如图乙所示。电源电动势E=12V，内阻r=0.5Ω，R1=1.5Ω，灯泡L的电阻RL=6Ω，电动机的额定电压U=6V，线圈的电阻rM=2Ω。只闭合开关S1，通过R1的电流为 A；再闭合开关S2，电动机刚好正常工作，电动机正常工作时的输出功率为 W。
11．如图，匀强电场内有一矩形区域ABCD，矩形区域ABCD所在平面与电场线（图中未画出）平行，电荷量大小为e的某带电粒子，从B点沿BD方向以8eV的动能射入该区域，粒子运动轨迹恰好从A点射出。已知矩形区域的边长AB=8cm，BC=6cm，A、B、C三点的电势分别为-6V、12V、30V，不计粒子重力，匀强电场的场强大小为 V/m，粒子运动经过A点时的动能为 eV。
四、实验题
12．某实验小组探究电容器充、放电过程。器材如下：电容器，电源E（电动势6V，内阻不计），电阻箱R，电阻，电阻，电流表G，电流传感器，单刀双掷开关S、单刀单掷开关、，导线若干。一位同学设计了如图甲所示的电路
实验步骤如下：
①闭合S1，电容器开始充电，直至充电结束，得到充电过程的I─t曲线如图乙。
②保持S1闭合，再闭合S2，电容器开始放电，直至放电结束，则放电结束后电容器两极板间电压为 V；
③实验得到放电过程的I ─t曲线如图丙，I ─t曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0180C，则电容器的电容C为 μF。（结果保留2位有效数字）
13．随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少不合格样品的电导率（电导率是电阻率的倒数）比合格的纯净水电导率偏大。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水，玻璃管长为L，玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。
(1)你认为不合格的纯净水的电阻率是 （填“偏大”或“偏小”）；
(2)注水前，用20分度的游标卡尺测得玻璃管内径d如图1所示，则d= mm；并测得玻璃管长度为L。
(3)为了测量所取纯净水的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：
A．电流表（量程，内阻约） B．电流表（量程0~3mA，电阻约为5Ω）
C．电压表（量程0~6V，电阻约为10kΩ） D．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A）
E.电源（能提供6V的恒定电压） F.开关一只、导线若干
①要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选 。只填代号字母。
②请设计好电路，将图3电路中有两条连接错误的线条打“×”，并连接好正确的线路 ；
③图2为根据电流表和电压表的实验数据所画的U─I图像。根据U─I图像，求出该纯净水的电阻R= Ω（保留2位有效数字）。
(4)计算纯净水的电导率表达式σ= （用符号π、R、d、L表示），通过代入数据可以判定此纯净水是否合格。
五、解答题
14．两个完全相同的质量都为m、带等量电荷的小球、（可看成点电荷）分别用长度都为的绝缘细线悬挂在同一水平面上的M、N两点，平衡时小球、的位置如图甲所示，此时两球相距为l，细线与竖直方向夹角均为，若外加水平向左的匀强电场，两小球平衡时位置如图乙所示，细线刚好沿竖直方向，已知静电力常量为k，重力加速度为g，求：
(1)A球的电性及所带的电荷量Q；
(2)外加匀强电场的场强E的大小；
(3)外加水平向左的匀强电场后、中点的场强。
15．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两极板的长度L=40cm，两板间的距离d=10cm。电源电动势E=12V，内电阻r=1Ω，电阻R=5Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从A、B两金属板左端正中间位置M处以初速度v0=4m/s水平向右射入两板间，恰能沿直线MN射出。若小球带电量为q，质量为m，不考虑空气阻力，重力加速度g=10m/s2求此时：
(1)滑动变阻器接入电路的阻值；
(2)当滑动变阻器阻值多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？此时滑动变阻器消耗的功率是多少？
(3)若使小球能从距离中线MN为d处射出，则滑动变阻器接入电路的阻值为多大？
16．如图所示，竖直虚线的左右两侧区域Ⅰ、Ⅱ分别存在竖直向下和水平向左的匀强电场，两个区域彼此隔离，区域Ⅰ的电场强度为E1（大小未知），区域Ⅱ的电场强度大小为E2=30N/C，紧靠虚线的右侧沿竖直方向固定一光滑绝缘的圆弧形轨道BCD，O为弧形轨道的圆心，CD为竖直方向的直径，BO与CD的夹角为，质量为、电荷量为，可视为质点的小球由区域Ⅰ中的A点以水平向右的速度v0=12m/s进入电场，经过一段时间小球恰好沿切线方向从B点进入弧形轨道，此时在圆心O点固定一负点电荷，电量Q=，已知A、B两点的高度差为y=0.9m，重力加速度g=10m/s2，，，求：
(1)A、B两点的水平间距x以及E1的大小；
(2)若轨道半径R=12m，小球到B点时对轨道的压力大小；
(3)小球沿弧形轨道BCD段运动的过程中，欲使小球恰好不脱离轨道，则轨道半径R的取值范围是多少？
1．D
2．C
3．C
4．A
5．AD
6．BC
7．AC
8．BC
9． 2 0.40
【详解】[1]电流表与分流电阻并联，并联的电阻越小，则分流越大，量程越大，则S打在“2”量程更大，为0~1A量程；
[2]由电路可知
10． 1.5 4
【详解】[1] 只闭合开关，根据闭合电路欧姆定律可得
[2] 再闭合开关，电动机刚好正常工作，电动机的额定电压，电动机和灯泡并联，故灯泡电压也为，据闭合电路欧姆定律
通过灯泡的电流
通过电动机的电流
电动机的输出功率
11． 375 26
【详解】[1]连接AC，O为AC中点；因此O点的电势，则BD为等势面，电场线与等势面垂直，如图所示：
由几何关系得：BD=10cm，
根据匀强电场场强与电势差的关系，可得场强
[2]粒子从A点射出，则粒子带正电，从B到A由动能定理
解得EkA=26eV
12． 2
【解析】【小题1】[1]电容器放电结束时，电容器两端电压与电阻R2两端电压相同，。
[2] 电容器放电之前两端电压为电源电动势
电容器的电容
13．(1)偏小
(2)6.20
(3) B
(4)
【详解】（1）不合格样品的电导率比合格的纯净水电导率偏大，电导率是电阻率的倒数，所以电阻率偏小。
（2）游标卡尺读数
（3）[1]根据题干图像可知，电流小于3mA，为了减小读数误差，所以电流表选择B。
[2]因为纯净水电阻较大，接近电压表内阻，远大于电流表内阻，所以电压表分流影响大，应采取内接法。图中开关不起控制电路作用，应该改正，如下图
[3] 根据欧姆定律可得
（4）根据电阻定律可得，
所以
14．(1)带正电，
(2)
(3)，方向水平向右
【详解】（1）由甲图可知小球A与B为异种电荷，由乙图A球受力分析可知A球带正电；
由甲图A球受力分析，由平衡条件得
解得
（2）由乙图可知，A球所受匀强电场的电场力与AB间库仑力平衡，AB间距离由几何关系可知
对A球有
解得
（3）设AB间中点为O，O场强由A、B点电荷和匀强电场在该处叠加。
A、B点电荷在O处产生的电场强度方向向右，大小为
由场强叠加原理
解得
方向水平向右。
15．(1)
(2)，
(3)1.2Ω≤R滑≤6Ω
【详解】（1）小球在板间受力平衡可得
而
联立可得
电路电流为
变阻器接入电路的阻值为
（2）将R于电源等效成新电源，当滑动变阻器阻值等于新电源内阻时，新电源输出功率最大，滑动变阻器消耗功率最大，此时
最大功率为
（3）小球在极板间做类平抛运动水平方向
竖直方向
代入数据解得
第一种情况：小球从MN上方射出，根据牛顿第二定律有
即q
两极板间的电压为
电路电流为
此时，变阻器接入电路的阻值为
第二种情况：小球从MN下方射出，根据牛顿第二定律有
即
两极板间的电压为
电路电流为
此时，变阻器接入电路的阻值为
所以变阻器接入电路的阻值为1.2Ω≤R滑≤6Ω
16．(1)2.4m，
(2)9.5N
(3)或
【详解】（1）设小球在区域Ⅰ中运动的加速度大小为a，则由牛顿第二定律得
由题意可知，小球运动到B点时的速度与圆轨道相切，即速度与水平方向的夹角为
在水平方向上有
竖直方向上有
又tanα= =
由以上解得，
（2）小球在B点的速度大小为
小球在区域Ⅱ中运动时，电场力大小为
重力为
则电场力与重力的合力大小为
方向斜向左下方与竖直方向的夹角为
在B点FN ＋ －F =
代入数据得FN= 9.5N
由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力FN'=FN= 9.5N
（3）①小球刚好过等效最高点H点则轨道对小球的支持力N=0
此时＋F=
从B到H，由动能定理得
解得R1 = m
所以欲使小球恰好能不脱离轨道，则轨道半径R1的取值范围是0 ≤ R1 ≤ m
② 若小球运动到与M点时速度减为0，此时刚轨道对小球弹力为0，设∠BOM=ɑ
则 = Fcosɑ
则对小球由B到M的过程中，由动能定理得
解得R2= 22.5m
所以欲使小球恰好能不脱离轨道，则轨道半径R2的取值范围是R2 ≧ 22.5m