安徽省铜陵市枞阳县2024-2025学年学高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.如图所示，是半径为的正六边形外接圆的圆心，在正六边形的一个顶点放置一电荷量为的点电荷，其余顶点分别放置电荷量均为的点电荷。则圆心处的场强大小为( )
A. B. C. D.
2.如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可忽略。开关闭合时一带电的油滴静止于两极板间的点，若断开开关，将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是( )
A. 带电油滴带正电 B. 带电油滴向下运动
C. 静电计指针的张角不变 D. 带电油滴的电势能变小
3.扫地机器人是智能家电的一种，借助人工智能技术，可以自动在房间内完成地板的吸尘清扫工作。如图所示为某品牌扫地机器人，由主机和充电座两部分组成，使用说明书上关于主机的一些信息如表所示。当电池剩余电荷量为额定容量的时，主机会自动返回充电座充电。下列说法正确的是( )
主机
电池 额定容量
产品质量 约
无线连接
额定电压
额定功率
A. 将额定功率和额定电压代入公式可以计算出主机工作时的电阻
B. 主机正常工作时，每秒钟可以将电能全部转化为机械能
C. 电池充满电后，储存的总电荷量为
D. 主机从满电量开始工作，至其自动返回前清扫时间为
4.如图所示，带正电小球静止在光滑水平面上点，为竖直放置的光滑圆弧，圆弧与水平面相切，空间内加上水平向左的匀强电场图中未画出。已知小球所受电场力大小等于重力大小，均为，圆弧半径，两点间的距离，不计空气阻力，重力加速度。小球从静止出发到再次回到水平面的过程中
A. 从点到点速率一直增加 B. 圆弧上动能最大值为
C. 距水平面的最大高度为 D. 再次回到水平面时与点相距
5.某静电场中轴上各点的电场强度方向均与轴重合，以轴负方向为电场强度的正方向，电场强度随的变化规律如图所示。间的图象关于对称。下图分别表示轴上各点的电势随变化的图象，其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.在图甲所示的电路中，电源的电动势为，内阻不计，灯、、为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是( )
A. 灯泡的电流为灯泡电流的倍 B. 灯泡的电阻为
C. 灯泡的电阻为 D. 通过电源的电流为
7.在如图所示的电路中，和为定值电阻，电表均为理想电表。电源电动势和内电阻不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向下移动时( )
A. 电压表示数变小，电流表示数变小 B. 电压表示数变大，电流表示数变大
C. 电阻的电功率变大 D. 电源的输出功率一定增大
8.如图所示，是四分之一圆弧，为圆心，为圆弧中点，、、处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向垂直纸面向里，整个空间还存在一个大小为的匀强磁场，处的磁感应强度恰好为零．如果将处电流反向，其他条件都不变，则处的磁感应强度大小为
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图，质量为、电荷量为的质子不计重力在匀强电场中运动，先后经过水平虚线上、两点时的速度大小分别为、，方向分别与成斜向上、斜向下，已知，则( )
A. 质子从到的运动为匀变速运动 B. 场强大小为
C. 质子从点运动到点所用时间为 D. 质子的最小速度为
10.如图甲所示，电源的电动势，内阻为，闭合开关，滑动变阻器的滑片从端滑至端的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示：图描述电源的输出功率随端电压的变化规律，图描述端电压随电流的变化规律、图描述电源的效率随外电阻的变化规律，电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是( )
A. 电源的内阻为 B. 滑动变阻器最大阻值
C. 图上点的坐标 D. 图上点的坐标
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下：
用分度的游标卡尺测量其长度如图甲，可知其长度为
用螺旋测微器测量其直径如图乙，可知其直径为
因电表内阻未知，用如图丙所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关，将滑动变阻器的滑片移至合适位置。单刀双掷开关掷到，电压表的读数，电流表的示数如图丁所示，其读数 ；将掷到，电压表和电流表的读数分别为，。由此可知应采用电流表 填“内”或“外”接法，测得的值比真实值 填“偏大”、“偏小”或“一样”
根据上面的数据，算得该材料的电阻率为 保留三位有效数字
12.某实验小组使用多用电表测量电学中的物理量。
甲同学用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示。若所选挡位为直流挡，则示数为_____；若所选挡位为“”挡，则示数为_____。
乙同学用该表正确测量了一个约的电阻后，需要继续测量一个阻值约的电阻。在测量这个电阻之前，请选择以下必须的操作步骤，其合理的顺序是______填字母代号。
A.将红表笔和黑表笔短接
B.把选择开关旋转到“”挡
C.把选择开关旋转到“”挡
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
在测量电源电动势和内电阻的实验中，有电压表量程为，内阻约；电流表量程为，内阻约为；滑动变阻器。为了更准确地测出电源电动势和内阻设计了如图所示的电路图。
在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的图线，由图可得该电源电动势_____，内阻_____。结果保留两位有效数字
一位同学对以上实验进行了误差分析。其中正确的是_____。
A.实验产生的系统误差，主要是由于电压表的分流作用
B.实验产生的系统误差，主要是由于电流表的分压作用
C.实验测出的电动势小于真实值
D.实验测出的内阻大于真实值
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，一半径为、内表面光滑、且绝缘的半球面开口竖直向上，固定在水平面上。在过球心的竖直位置处固定一个点电荷。一电荷量为、质量为的小球在球面内做水平的匀速圆周运动，圆心刚好为，球心到小球运动轨道上任一点的连线与竖直方向的夹角为。已知重力加速度为，静电力常量为。试求
半球面对小球的支持力大小；
小球在半球面上做圆周运动的线速度大小。
14.如图所示电路中，，，，，当开关闭合、断开电路稳定时，电源消耗的总功率为，当开关、都闭合电路稳定时，电源消耗的总功率为，求：
电源电动势和内阻；
当闭合，断开，电路稳定后，电容器所带的电量为多少；
当、都闭合电路稳定时，电源的输出功率及电容器所带的电量各为多少？
15.如图甲所示，长为、板间距离也为的平行金属板水平固定放置，两板间加有如图乙所示的交流电压，图中未知、已知，在两板中线左端点有一个粒子源，不断地从点沿两板中线向右均匀地射出质量为、电荷量为的带正电粒子，粒子穿过两板所用的时间为，从时刻射入两板间的粒子刚好从下板右端边缘射出，在两板右侧竖直虚线的右侧有竖直向下的匀强电场，电场中有一长为、水平放置的荧光屏，荧光屏的上表面与平行板下板的上表面在同一水平面上，荧光屏的左端离的距离为，在时刻射出的粒子最终恰好打在荧光屏的中点，不计粒子重力，不计粒子间的相互作用，求：
粒子从点射出的初速度大小及两板间电压的大小；
竖直虚线右侧匀强电场的场强大小；
屏上能接收到的粒子从两极板间射出的位置范围．
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
外
偏小
12.【答案】；； ；；；。
13.【答案】设半球面对小球的支持力大小为，据题意可知：受到竖直向下的重力、半球面对它的指向球心方向的支持力和水平指向方向的电场力。
在竖直方向上：，解得；
小球做水平面上的匀速圆周运动，若线速度大小为，轨道半径为。
则沿方向：，又，
解得：。
答：半球面对小球的支持力大小；
小球在半球面上做圆周运动的线速度大小。
14.【答案】【分析】当开关闭合、断开电路稳定时，和串联，当开关、都闭合电路稳定时，和并联，再与串联，结合闭合电路欧姆定律以及功率的公式求出电源的电动势和内电阻；
当开关闭合、断开电路稳定时，电容器与并联在两端，电容器板间电压等于两端的电压，由求出电容器所带的电量；
当、闭合时，根据 求出输出功率．当开关、都闭合电路稳定时，电容器两端的电势差为零，结合求出电容器所带的电荷量；
【详解】 闭合、 断开电路稳定时，电源消耗的总功率为
、 都闭合电路稳定时，
电源消耗的总功率
联立解得电源的电动势 ，内电阻 ；
当 闭合、 断开，电路稳定后，外部总电阻
干路上总电流
电容器两端电压和电阻 两端电压相同，
电容器所带的电荷量为
当 、 都闭合时，外部总电阻
干路上总电流
电源的输出功率
当 、 闭合时，电容器两端电压为，电容器所带的电荷量为 ．
【点睛】解决本题的关键理清电路的串并联，结合闭合电路欧姆定律进行求解，关键确定电容器两极板间的电压，要明确电容器的电压等于与之并联的电路两端的电压．
15.【答案】解：根据题可知，粒子从点射出的初速度大小为，
从时刻射进电场的粒子，刚好从下板右端边缘射出，则
粒子在电场运动的加速度大小为，
，
解得。
由于所有粒子穿过电场的时间均为，因此所有粒子出电场时沿电场方向的速度为零，即所有粒子射出电场时速度大小为，方向水平向右，根据对称性，从时刻进入电场的粒子刚好从上板右边缘水平向右射出，即所有粒子射出两板间的区域在两板右端间长为的区域内，时刻射出的粒子刚好沿两板中线射出，经右侧电场偏转后打在荧光屏的中点，设该电场的电场强度大小为，则，
，
解得。
设打在荧光屏左端的粒子在右侧电场中的侧移为，则
，
，
解得，
设打在荧光屏右端的粒子在右侧电场中的侧移为，则
，
，
解得，因此从上板附近射出的粒子也能打在荧光屏上，
屏上能接收到的粒子从两极板间射出的位置范围是：从距下极板右边缘距离为的位置到从上极板右边缘位置射出的粒子均能打在荧光屏上。
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