福建省福州市福清市高二上學(xué)期期中考試物理試題（含答案解析）

2024—2025學(xué)年第一學(xué)期高二年級(jí)期中質(zhì)量檢測(cè)物理學(xué)科試卷（完卷時(shí)間75分鐘，滿分100分）第Ⅰ卷（選擇題共40分）一、單項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求。）1.我國(guó)東漢時(shí)期，王充《論衡》一書中所提到的“頓牟掇芥”等問題，描述了摩擦琥珀能吸引輕小物體。關(guān)于物體帶電，下列說法正確的是（）A.物體通常呈現(xiàn)電中性，是因?yàn)槲矬w內(nèi)不存在電荷B.電荷在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量是不變的C.單個(gè)物體所帶的電量總是守恒的，電荷守恒定律指帶電體和外界沒有電荷交換D.利用摩擦起電可使物體帶電，質(zhì)子和電子所帶電荷量相等，比荷也相等【答案】B【解析】【詳解】A．物體通常呈現(xiàn)電中性，是因?yàn)槲矬w內(nèi)正、負(fù)電荷數(shù)量相等，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)電荷守恒定律，電荷在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量是不變的，故B正確；C．在與外界沒有電荷交換情況下，一個(gè)系統(tǒng)所帶的電量總是守恒的，電荷守恒定律并不意味著帶電系統(tǒng)一定和外界沒有電荷交換，故C錯(cuò)誤；D．利用摩擦起電可使物體帶電，質(zhì)子和電子所帶電荷量相等，但它們的質(zhì)量不相等，比荷不相等，故D錯(cuò)誤。故選B。2.一橫截面積為的鋁導(dǎo)線，導(dǎo)線單位體積內(nèi)含有的自由電子數(shù)為，電子的電荷量為，若電子定向移動(dòng)的速度為時(shí)，則導(dǎo)線中的電流為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】時(shí)間通過導(dǎo)線電量為導(dǎo)線中的電流為故選C。3.某金屬導(dǎo)線的電阻率為，電阻為，常溫下現(xiàn)將它均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的兩倍，則該導(dǎo)線的（）A.電阻率變?yōu)?B.電阻率變?yōu)?C.電阻變?yōu)?D.電阻變?yōu)椤敬鸢浮緿【解析】【詳解】AB．金屬絲的電阻率由材料自身的性質(zhì)決定，所以不會(huì)隨著金屬絲的長(zhǎng)度改變而改變，AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)電阻的公式依題意，金屬絲長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)2倍，其體積不變則橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的，可得C錯(cuò)誤，D正確。故選D。4.有研究表明，當(dāng)興奮情緒傳播時(shí)，在人的體表可以測(cè)出與之對(duì)應(yīng)的電勢(shì)變化。某一瞬間人體表面的電勢(shì)分布圖如圖所示，圖中實(shí)線為等差等勢(shì)面，標(biāo)在等勢(shì)面上的數(shù)值分別表示該等勢(shì)面的電勢(shì)，、、、為等勢(shì)面上的點(diǎn)，該電場(chǎng)可等效為兩等量異種電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，、為兩電荷連線上對(duì)稱的兩點(diǎn)，、為兩電荷連線中垂線上對(duì)稱的兩點(diǎn)。下列說法中正確的是（）A.若同一試探電荷在、兩點(diǎn)只受電場(chǎng)力作用，則加速度不相同B.點(diǎn)的電勢(shì)大于點(diǎn)的電勢(shì)C.將質(zhì)子從點(diǎn)移到點(diǎn)，其電勢(shì)能增加1.5emVD.正電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能大于在點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】C【解析】【詳解】A.根據(jù)等量異種電荷的電場(chǎng)的特點(diǎn)，可以判斷、這兩個(gè)對(duì)稱點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向都是由b指向a，根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度相同，故A錯(cuò)誤；B．點(diǎn)和點(diǎn)在同一等勢(shì)線上，兩點(diǎn)的電勢(shì)相同，故B錯(cuò)誤；C．如圖所示，點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì)，故將質(zhì)子從點(diǎn)移到點(diǎn)，根據(jù)可知，其電勢(shì)能增加1.5emV，故C正確；D．點(diǎn)的電勢(shì)低于點(diǎn)的電勢(shì)，故正電荷在點(diǎn)的電勢(shì)能大于在點(diǎn)的電勢(shì)能，故D錯(cuò)誤。故選C。二、雙項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題6分，共24分，全部選對(duì)得6分，選不全得3分，有選錯(cuò)或不答得0分。）5.如圖所示，，，，A、B兩端接在輸出電壓恒定的電源上，則（）A.斷開時(shí)，R1與R2兩端的電壓之比為B.閉合時(shí)，通過R1與R2的電流之比為C.閉合時(shí)，R1與R2兩端的電壓之比為D.斷開與閉合兩種情況下，電阻R1兩端的電壓之比為【答案】AB【解析】【分析】【詳解】A．?dāng)嚅_時(shí)，R1與R2串聯(lián)，則由串聯(lián)分壓可得，電壓之比等于電阻之比，即1:5，故A符合題意；BC．閉合時(shí)，R2與R3并聯(lián)，由并聯(lián)分流可得，電流之比等于電阻的反比，即1:1，電阻R1位于干路，則通過R1與R2的電流之比為2:1，由歐姆定律變形得U=IR，則電壓之比為2:5，故B符合題意，C不符合題意；D．設(shè)A、B兩端所接電源為U，則當(dāng)斷開時(shí)，電阻R1兩端的電壓為閉合時(shí)，R2與R3總電阻為電阻R1兩端的電壓為則兩次電壓之比為故D不符合題意。故選AB。6.如圖所示，大量程電壓表、電流表都是由靈敏電流表G和變阻箱改裝而成。已知靈敏電流表G的滿偏電流為，內(nèi)阻為，變阻箱接入電路的阻值為。下列說法正確的是（）A.甲表是電流表，增大時(shí)量程減小B.乙表是電壓表，增大時(shí)量程減小C.在甲圖中，若改裝成的電流表的量程為0.6A，則D.改裝為量程15V的電壓表，選擇圖乙，【答案】AD【解析】【詳解】A．甲表中靈敏電流表與電阻并聯(lián)，由于電阻的分流作用使總電流增大，故甲是電流表，增大時(shí)分流變小，則量程減小，故A正確；B．乙表中靈敏電流表與電阻串聯(lián)，由于電阻的分壓作用使總電壓增大，故乙是電壓表，增大時(shí)分壓增大，則量程增大，故B錯(cuò)誤；C．在甲圖中，若改裝成的電流表的量程為0.6A，則故C錯(cuò)誤；D．改裝為量程15V的電壓表，選擇圖乙，則故D正確。故選AD。7.如圖所示，平行板電容器的金屬板A、B水平放置，始終與電源兩極相連，電路中接有電流計(jì)G，極板B接地。極板間有一帶電液滴靜止在點(diǎn)，現(xiàn)將某極板沿豎直方向平移一小段距離，發(fā)現(xiàn)電流表中有從到的電流，則下列判斷正確的是（）A.液滴油滴仍然靜止 B.電容器正在放電C.一定是下極板向下移動(dòng) D.點(diǎn)電勢(shì)可能增大【答案】BD【解析】【詳解】BC．將某極板沿豎直方向平移一小段距離，發(fā)現(xiàn)電流表中有從到的電流，由題圖可知，下極板B帶負(fù)電，所以電容器正在放電，電容器所帶電荷量減小，平行板電容器的金屬板A、B水平放置，始終與電源兩極相連，故不變，根據(jù)知電容減小，根據(jù)知兩板間距增大，故可能是下極板向下移動(dòng)或上極板向上移動(dòng)，故B正確，C錯(cuò)誤；A．根據(jù)由于板間距離增大，電壓保持不變，所以板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小，液滴受到的電場(chǎng)力減小，液滴向下運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；D．板間距離增大，有可能是下極板向下運(yùn)動(dòng)，則P點(diǎn)與上極板距離不變，根據(jù)由于板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小，A板電勢(shì)不變，則P點(diǎn)電勢(shì)可能增大，或者上極板向上移動(dòng)，則P點(diǎn)與下極板距離不變，根據(jù)由于板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小，B板電勢(shì)不變，則P點(diǎn)電勢(shì)可能減小，故D正確。故選BD。8.一種電子透鏡的部分電場(chǎng)分布如圖所示，虛線為等差等勢(shì)面。電子槍發(fā)射的電子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，、、是軌跡上的三個(gè)點(diǎn)，取點(diǎn)電勢(shì)為0V，電子從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)電勢(shì)能變化了10eV，則（）A.點(diǎn)電勢(shì)為15V B.點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比點(diǎn)的大C.電子在點(diǎn)的電勢(shì)能為-5eV D.電子的運(yùn)動(dòng)軌跡與其中的一條電場(chǎng)線重合【答案】AC【解析】【詳解】AC．電場(chǎng)線和等勢(shì)線垂直可知c點(diǎn)的電場(chǎng)方向約為水平方向，電場(chǎng)力指向軌跡內(nèi)側(cè)水平向左，電子帶負(fù)電因此電場(chǎng)線水平向右，因此從a到c電勢(shì)降低，電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能變化了10eV，可知可得因?yàn)樘摼€為等差等勢(shì)面，則有取c點(diǎn)電勢(shì)為0V，可得則電子在b點(diǎn)的電勢(shì)能為故AC正確；B．根據(jù)等差等勢(shì)面越密集的地方場(chǎng)強(qiáng)越大，則a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比c點(diǎn)的小，故B錯(cuò)誤；D．根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，可知電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能與其中的一條電場(chǎng)線重合，故D錯(cuò)誤。故選AC。第Ⅱ卷（非選擇題，共60分）三、非選擇題（本大題8小題，共60分）9.如圖所示，真空中帶電小球由絕緣細(xì)繩懸掛于天花板上，球保持靜止。形狀、大小與球完全相同的另一帶電小球恰能懸停在球的正下方。已知小球和帶電荷量大小均為，、質(zhì)量均為，靜電力常量為，小球均可視為點(diǎn)電荷。則小球所受繩子的拉力為_________，小球和之間的距離為__________（用題中所給的符號(hào)表示，重力加速度為）【答案】①.②.【解析】【詳解】[1]小球和靜止，以小球和為整體，受力分析可知繩子拉力與小球和的總重力平衡，根據(jù)平衡條件可得小球所受繩子的拉力為[2]小球靜止，根據(jù)平衡條件可得小球和之間的距離為10.如圖所示，一絕緣細(xì)線上端固定，下端拴一質(zhì)量為m、電荷量為-q的小球。將它置于水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)細(xì)線離開豎直位置的偏角為α?xí)r，小球處于平衡狀態(tài)。求勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小和方向?！敬鸢浮侩妶?chǎng)力方向向左；大小【解析】【分析】【詳解】根據(jù)題意，小球處于平衡狀態(tài)，所以小球的所受合外力為零，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，電場(chǎng)力必須水平向右，又小球帶負(fù)電，電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相反，所以電場(chǎng)的方向水平向左對(duì)小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)矢量三角形法則，有又得11.如圖所示，在兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，將一個(gè)帶正電的試探電荷由點(diǎn)沿兩點(diǎn)電荷連線移到中點(diǎn)，再由點(diǎn)沿直線移到點(diǎn)。在該過程中，試探電荷所受的電場(chǎng)力大小如何變化？____________________，電勢(shì)能如何變化？_____________________.【答案】①.電場(chǎng)力大小逐漸減?、?電勢(shì)能先減小，后不變【解析】【詳解】[1]根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)的分布特征，從A到O點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)逐漸減小，從O點(diǎn)B點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)逐漸減小。所以正的試探電荷從A到O再到B點(diǎn)，電場(chǎng)力大小逐漸減?。籟2]從A到O沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低，根據(jù)可知，電勢(shì)能逐漸減小，OB直線是等勢(shì)線，正電荷從O點(diǎn)B點(diǎn)，電勢(shì)能不變。12.某物理興趣小組利用下圖裝置來(lái)探究影響電荷間靜電力的因素。圖甲中，A是一個(gè)帶正電的小球，系在絕緣絲線上帶正電的小球B會(huì)在靜電力的作用下發(fā)生偏離，靜電力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度顯示出來(lái)。（1）他們分別進(jìn)行了以下操作。①把系在絲線上的帶電小球B先后掛在如圖甲中橫桿上的、、等位置，小球B平衡后絲線偏離豎直方向的夾角依次減小，由此可得，兩小球所帶電量不變時(shí)，距離增大，兩小球間靜電力__________。（填“增大”、“減小”或“不變”）②系在絲線上的帶電小球B掛在橫桿上的位置，增大小球A所帶的電荷量，小球B平衡時(shí)絲線偏離豎直方向的夾角增大，由此可得，兩小球距離不變時(shí)，電荷量增大，兩小球間靜電力________。（填“增大”、“減小”或“不變”）（2）以上實(shí)驗(yàn)采用的方法是________（填正確選項(xiàng)前的字母）。A等效替代法 B.理想實(shí)驗(yàn)法 C.控制變量法 D.微小量放大法（3）在閱讀教材后，該同學(xué)知道了庫(kù)侖定律的表達(dá)式，并知道了均勻分布的帶電球體可以等效為電荷量全部集中在球心處的一個(gè)點(diǎn)電荷.它將兩個(gè)半徑為的金屬小球分別帶上了和的正電，并使其球心相距，應(yīng)用庫(kù)侖定律，計(jì)算了兩球之間的庫(kù)侖力，則該同學(xué)的計(jì)算結(jié)果__________（選填“偏大”“偏小”“正確”），原因是：____________________?！敬鸢浮浚?）①.減?、?增大（2）C（3）①.偏大②.由電荷間的相互作用可知，同種電荷相互排斥，故實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)帶正電小球在排斥力作用下，正電荷分別集中在球的兩外側(cè)，故實(shí)際電荷間距r>3R，由可知，兩電荷電荷量不變時(shí)，r越大F越小，故計(jì)算結(jié)果偏大?！窘馕觥俊拘?詳解】[1]在絲線上的帶電小球B先后掛在如圖甲中橫桿上的P1、P2、P3位置，小球B平衡后絲線偏離豎直方向的夾角依次減小，由此可得，兩小球所帶電量不變時(shí)，距離增大，兩小球間靜電力減小；[2]使小球B處于同一位置，增大小球A所帶的電荷量，小球B平衡時(shí)絲線偏離豎直方向的夾角增大，由此可得，兩小球距離不變時(shí)，電荷量增大，兩小球間靜電力增大；【小問2詳解】圖甲中先保持帶電小球的電荷量不變，把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的P1、P2、P3位置，改變兩個(gè)小球之間的距離，比較庫(kù)侖力的大?。缓髞?lái)保持小球之間的距離不變，改變小球所帶的電荷量大小，分析小球之間的庫(kù)侖力，所以實(shí)驗(yàn)采用的方法是控制受量法，故C正確，ABD錯(cuò)誤；【小問3詳解】[1]則該同學(xué)的計(jì)算結(jié)果偏大;[2]由電荷間的相互作用可知，同種電荷相互排斥，故實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)帶正電小球在排斥力作用下，正電荷分別集中在球的兩外側(cè)，故實(shí)際電荷間距r>3R大，由可知，兩電荷電荷量不變時(shí)，r越大F越小，故計(jì)算結(jié)果偏大。13.“探究電容器充、放電”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示。（1）將開關(guān)S與“”接觸時(shí)，電容器的上極板會(huì)帶_________（選填“正”或“負(fù)”）電；將開關(guān)S與“”接觸時(shí)，電容器兩極板間所帶電荷量_________（選填“增大”或“減小”）。（2）已知靈敏電流計(jì)“0”刻度在表盤中央位置，經(jīng)判斷：當(dāng)電流從左接線柱流入時(shí)指針左偏；當(dāng)電流從右接線柱流入時(shí)指針右偏。請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問題：①電容器充電結(jié)束后，將開關(guān)S扳到放電的過程中，靈敏電流計(jì)指針會(huì)________偏（選填“左”或“右”）。②將開關(guān)S扳到，讓電源給電容器充電結(jié)束后，保持開關(guān)位置不變。若將電容器中間插入一層有機(jī)玻璃板，則在插入過程中靈敏電流計(jì)指_______偏（選填“左”或“右”）?！敬鸢浮浚?）①.正②.減小（2）①左②.右【解析】【小問1詳解】[1]開關(guān)S與“”接觸時(shí)，電容器接通電源，在電場(chǎng)力的作用下，自由電子從上極板經(jīng)過電源向下極板移動(dòng)，上極板因失去電子而帶正電；[2]開關(guān)S與“”接觸時(shí)，電容器開始放電，兩極板所帶的電荷量逐漸減小。小問2詳解】[1]電容器充電結(jié)束后，將開關(guān)S扳到放電的過程中，電路中的電流恰好從靈敏電流計(jì)的左接線柱流入，根據(jù)題意可知，此時(shí)電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)；[2]根據(jù)插入一層有機(jī)玻璃板，變大，電容C變大，又因?yàn)榻獾糜捎趦蓸O板間的電勢(shì)差U不變，電容C變大，所以Q變大，電容器充電，電流從右接線柱流入電流表，所以靈敏電流計(jì)指針會(huì)右偏。14.在真空中點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷，直線通過點(diǎn)，的距離，點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷（）如圖所示，求：（1）點(diǎn)電荷在點(diǎn)受到的庫(kù)侖力大小；（2）點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度；（3）拿走后點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小。【答案】（1）（2），方向由O點(diǎn)指向M點(diǎn)（3）【解析】【小問1詳解】根據(jù)庫(kù)倫定律可得，點(diǎn)電荷在點(diǎn)受到的庫(kù)侖力大小代入數(shù)據(jù)即得【小問2詳解】根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義，可得M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度代入數(shù)據(jù)解得方向由O指向M；【小問3詳解】電場(chǎng)強(qiáng)度是由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定的，與試探電荷無(wú)關(guān)，故拿走后點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小不變，仍為15.日前，2024年世界機(jī)器人大會(huì)在京舉辦，宇樹科技人形機(jī)器人G1不僅能靈活蹲下、起立，還能靈巧地用雙手砸核桃。現(xiàn)將機(jī)器人內(nèi)部部分電路簡(jiǎn)化為如圖電路，該部分電路正常工作時(shí)，輸入電壓為，定值電阻的阻值為，電動(dòng)機(jī)額定電流為，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為，求：（1）機(jī)器人電動(dòng)機(jī)的額定電壓；（2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率；【答案】（1）（2）【解析】【小問1詳解】由于電動(dòng)機(jī)與定值電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，