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)期高二年級期中質(zhì)量檢測物理學(xué)科試卷（完卷時間75分鐘，滿分100分）第Ⅰ卷（選擇題共40分）一、單項選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分，在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。）1.我國東漢時期，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，是因為物體內(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，是因為物體內(nèi)正、負電荷數(shù)量相等，故A錯誤；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，若電子定向移動的速度為時，則導(dǎo)線中的電流為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】時間通過導(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)將它均勻拉長到原來的兩倍，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，所以不會隨著金屬絲的長度改變而改變，AB錯誤；CD．根據(jù)電阻的公式依題意，金屬絲長度變?yōu)樵瓉?倍，其體積不變則橫截面積變?yōu)樵瓉淼?，可得C錯誤，D正確。故選D。4.有研究表明，當(dāng)興奮情緒傳播時，在人的體表可以測出與之對應(yīng)的電勢變化。某一瞬間人體表面的電勢分布圖如圖所示，圖中實線為等差等勢面，標(biāo)在等勢面上的數(shù)值分別表示該等勢面的電勢，、、、為等勢面上的點，該電場可等效為兩等量異種電荷產(chǎn)生的電場，、為兩電荷連線上對稱的兩點，、為兩電荷連線中垂線上對稱的兩點。下列說法中正確的是（）A.若同一試探電荷在、兩點只受電場力作用，則加速度不相同B.點的電勢大于點的電勢C.將質(zhì)子從點移到點，其電勢能增加1.5emVD.正電荷在點的電勢能大于在點的電勢能【答案】C【解析】【詳解】A.根據(jù)等量異種電荷的電場的特點，可以判斷、這兩個對稱點的電場強度大小相等，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錯誤；B．點和點在同一等勢線上，兩點的電勢相同，故B錯誤；C．如圖所示，點電勢高于點電勢，故將質(zhì)子從點移到點，根據(jù)可知，其電勢能增加1.5emV，故C正確；D．點的電勢低于點的電勢，故正電荷在點的電勢能大于在點的電勢能，故D錯誤。故選C。二、雙項選擇題（本題共4小題，每小題6分，共24分，全部選對得6分，選不全得3分，有選錯或不答得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，R1與R2兩端的電壓之比為B.閉合時，通過R1與R2的電流之比為C.閉合時，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，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，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，電阻R1兩端的電壓為閉合時，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，增大時量程減小B.乙表是電壓表，增大時量程減小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，增大時分壓增大，則量程增大，故B錯誤；C．在甲圖中，若改裝成的電流表的量程為0.6A，則故C錯誤；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G，極板B接地。極板間有一帶電液滴靜止在點，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 D.點電勢可能增大【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或上極板向上移動，故B正確，C錯誤；A．根據(jù)由于板間距離增大，電壓保持不變，所以板間電場強度減小，液滴受到的電場力減小，液滴向下運動，故A錯誤；D．板間距離增大，有可能是下極板向下運動，則P點與上極板距離不變，根據(jù)由于板間電場強度減小，A板電勢不變，則P點電勢可能增大，或者上極板向上移動，則P點與下極板距離不變，根據(jù)由于板間電場強度減小，B板電勢不變，則P點電勢可能減小，故D正確。故選BD。8.一種電子透鏡的部分電場分布如圖所示，虛線為等差等勢面。電子槍發(fā)射的電子僅在電場力作用下的運動軌跡如圖中實線所示，、、是軌跡上的三個點，取點電勢為0V，電子從點運動到點電勢能變化了10eV，則（）A.點電勢為15V B.點的電場強度比點的大C.電子在點的電勢能為-5eV D.電子的運動軌跡與其中的一條電場線重合【答案】AC【解析】【詳解】AC．電場線和等勢線垂直可知c點的電場方向約為水平方向，電場力指向軌跡內(nèi)側(cè)水平向左，電子帶負電因此電場線水平向右，因此從a到c電勢降低，電子從a點運動到b點電場力做負功，電勢能變化了10eV，可知可得因為虛線為等差等勢面，則有取c點電勢為0V，可得則電子在b點的電勢能為故AC正確；B．根據(jù)等差等勢面越密集的地方場強越大，則a點的電場強度比c點的小，故B錯誤；D．根據(jù)電場線與等勢面垂直，可知電子的運動軌跡不可能與其中的一條電場線重合，故D錯誤。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電場中，當(dāng)細線離開豎直位置的偏角為α?xí)r，小球處于平衡狀態(tài)。求勻強電場的大小和方向?！敬鸢浮侩妶隽Ψ较蛳蜃螅淮笮　窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻扛鶕?jù)題意，小球處于平衡狀態(tài)，所以小球的所受合外力為零，對小球進行受力分析，電場力必須水平向右，又小球帶負電，電場力方向與電場方向相反，所以電場的方向水平向左對小球進行受力分析，根據(jù)矢量三角形法則，有又得11.如圖所示，在兩個等量異種點電荷的電場中，將一個帶正電的試探電荷由點沿兩點電荷連線移到中點，再由點沿直線移到點。在該過程中，試探電荷所受的電場力大小如何變化？____________________，電勢能如何變化？_____________________.【答案】①.電場力大小逐漸減小②.電勢能先減小，后不變【解析】【詳解】[1]根據(jù)等量異種點電荷電場的分布特征，從A到O點，場強逐漸減小，從O點B點，場強逐漸減小。所以正的試探電荷從A到O再到B點，電場力大小逐漸減??；[2]從A到O沿著電場線方向，電勢逐漸降低，根據(jù)可知，電勢能逐漸減小，OB直線是等勢線，正電荷從O點B點，電勢能不變。12.某物理興趣小組利用下圖裝置來探究影響電荷間靜電力的因素。圖甲中，A是一個帶正電的小球，系在絕緣絲線上帶正電的小球B會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。（1）他們分別進行了以下操作。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，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，電荷量增大，兩小球間靜電力________。（填“增大”、“減小”或“不變”）（2）以上實驗采用的方法是________（填正確選項前的字母）。A等效替代法 B.理想實驗法 C.控制變量法 D.微小量放大法（3）在閱讀教材后，該同學(xué)知道了庫侖定律的表達式，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點電荷.它將兩個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)用庫侖定律，計算了兩球之間的庫侖力，則該同學(xué)的計算結(jié)果__________（選填“偏大”“偏小”“正確”），原因是：____________________。【答案】（1）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，故實驗中兩個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)，故實際電荷間距r>3R，由可知，兩電荷電荷量不變時，r越大F越小，故計算結(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，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，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，改變兩個小球之間的距離，比較庫侖力的大??；后來保持小球之間的距離不變，改變小球所帶的電荷量大小，分析小球之間的庫侖力，所以實驗采用的方法是控制受量法，故C正確，ABD錯誤；【小問3詳解】[1]則該同學(xué)的計算結(jié)果偏大;[2]由電荷間的相互作用可知，同種電荷相互排斥，故實驗中兩個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)，故實際電荷間距r>3R大，由可知，兩電荷電荷量不變時，r越大F越小，故計算結(jié)果偏大。13.“探究電容器充、放電”的實驗裝置示意圖如圖所示。（1）將開關(guān)S與“”接觸時，電容器的上極板會帶_________（選填“正”或“負”）電；將開關(guān)S與“”接觸時，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“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指針左偏；當(dāng)電流從右接線柱流入時指針右偏。請根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題：①電容器充電結(jié)束后，將開關(guān)S扳到放電的過程中，靈敏電流計指針會________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玻璃板，則在插入過程中靈敏電流計指_______偏（選填“左”或“右”）?！敬鸢浮浚?）①.正②.減?。?）①左②.右【解析】【小問1詳解】[1]開關(guān)S與“”接觸時，電容器接通電源，在電場力的作用下，自由電子從上極板經(jīng)過電源向下極板移動，上極板因失去電子而帶正電；[2]開關(guān)S與“”接觸時，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的左接線柱流入，根據(jù)題意可知，此時電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)；[2]根據(jù)插入一層有機玻璃板，變大，電容C變大，又因為解得由于兩極板間的電勢差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，所以靈敏電流計指針會右偏。14.在真空中點放一個點電荷，直線通過點，的距離，點放一個點電荷（）如圖所示，求：（1）點電荷在點受到的庫侖力大??；（2）點的電場強度；（3）拿走后點的場強大小?！敬鸢浮浚?）（2），方向由O點指向M點（3）【解析】【小問1詳解】根據(jù)庫倫定律可得，點電荷在點受到的庫侖力大小代入數(shù)據(jù)即得【小問2詳解】根據(jù)電場強度的定義，可得M點的電場強度代入數(shù)據(jù)解得方向由O指向M；【小問3詳解】電場強度是由電場本身的性質(zhì)決定的，與試探電荷無關(guān)，故拿走后點的場強大小不變，仍為15.日前，2024年世界機器人大會在京舉辦，宇樹科技人形機器人G1不僅能靈活蹲下、起立，還能靈巧地用雙手砸核桃?，F(xiàn)將機器人內(nèi)部部分電路簡化為如圖電路，該部分電路正常工作時，輸入電壓為，定值電阻的阻值為，電動機額定電流為，電動機線圈電阻為，求：（1）機器人電動機的額定電壓；（2）電動機的輸出功率；【答案】（1）（2）【解析】【小問1詳解】由于電動機與定值電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路特點可知，