2024-2025学年广东省广州市增城三中、四中三校高二（上）期中物理试卷（含答案）.docx

2024-2025学年广东省广州市增城三中、四中三校高二（上）期中物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分1.如图所示，指纹采集装置中的半导体基板上有大量相同的小极板，外表面绝缘当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凸凹不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成一个个正对面积相同的电容器，若每个电容器的电压保持不变，则在指纹采集过程中，下列说法正确的是(    )A. 指纹的凹点处与对应的小极板距离远，该位置的电容大B. 指纹的凸点处与对应的小极板距离近，该位置的电容小C. 由于指纹的凸点处与对应的小极板距离较近，小极板的带电量较小D. 由于指纹的凸点处与对应的小极板距离较近，小极板的带电量较大2.有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为1×10−8F的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从−70mV变为30mV，则该过程中跨膜电流的平均值为(    )A. 1.5×10−7A B. 2×10−7A C. 3.5×10−7A D. 5×10−7A3.水平桌面上有两个柱形导体，它们的横截面均为正方形，柱体高均为ℎ，较大的柱体横截面边长为a，较小的柱体横截面边长为b，如图所示，垂直柱体侧面通入电流，关于较大的柱体与较小的柱体，下列说法正确的是(    )A. 若两导体电阻率相同，则电阻之比为a：bB. 若两导体电阻率相同，则电阻之比为b：aC. 若两导体电阻相同，则两导体电阻率也相同D. 若将电流方向改为竖直向下且两导体电阻率相同，则电阻之比为a2：b24.两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上O、D两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示(OB>BD)，取无穷远处电势为零，由图可知(    )A. B点的电场强度为零B. Q1为负电荷，Q2为正电荷C. 电子从D点移到B点电势降低，电势能也降低D. 将电子沿x轴从A点移到C点，电场力一直做负功5.如图所示，一根长为l的绝缘轻质细绳，一端固定于O点，另一端系着一带电小球，小球所带电荷量为−q，整个装置处在水平方向的匀强电场中，电场强度为E，小球在竖直平面内做圆周运动，a、b为圆周的最高点与最低点，c、d为圆周上与O点等高的两点。

若不计空气阻力，下列说法正确的是(    )A. 小球在d点时机械能最大 B. 小球在c点时机械能最大C. 小球从a点到d点过程中电场力做功Eql D. 小球从a点到b点过程中电场力做正功6.如图所示，电路两端加恒定电压U，电路稳定后，灯泡L正常发光，然后向右移动滑动变阻器R的滑片，在此过程中(    )A. 灯泡L逐渐变暗B. 定值电阻R1两端电压逐渐减小C. 电容器C所带的电荷量逐渐增大D. 定值电阻R0中有水平向右的电流7.如图所示，是某同学自制的简易电磁锁原理图闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁下列说法正确的是(    )A. 通电后电磁铁a端为S极 B. 滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强C. 条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力 D. 条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小二、多选题：本大题共3小题，共18分8.如图所示，某扫地机器人电池容量为2000mA⋅ℎ，额定工作电压为15V，额定功率为30W，则下列说法正确的是(    )A. 扫地机器人正常工作时的电流是2AB. 扫地机器人的电阻是7.5ΩC. 题中mA⋅ℎ是能量的单位D. 扫地机器人充满电后能正常工作的时间约为1ℎ9.心脏细胞兴奋时，在细胞膜内外产生等量异种电荷，将人体的心脏理想化为如图甲所示的模型，当心脏细胞规律性兴奋时，产生的电荷量为正常值，当心脏发生房颤时产生的电荷量减少而不能达到所需的电压值，在没有及时抢救的情况下，通常患者会在10min内死亡。

如图乙，AED(自动体外除颤器)通过贴片产生强电场，使兴奋无序的心肌细胞快速回归到有序状态，使心脏兴奋时的电荷量恢复正常值，实现抢救下列说法正确的是(    )A. 贴片1为正极，贴片2为负极B. 实施抢救过程中，电子从人体的左侧移动到右侧C. 实施抢救过程中，人体心脏的电场对移动电荷做负功D. 抢救成功后，人体心脏的电场强度变弱10.交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，且R0=r当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是(    )A. 电流表的示数减小B. 电压表的示数减小C. 电源对外输出功率增大D. 电压表示数变化量ΔU与电流表示数变化量ΔI的绝对值之比减小三、实验题：本大题共2小题，共16分11.某实验小组要测量由新型合金材料制成的圆柱形金属丝的电阻率，已知其长度为L (1)用螺旋测微器测量其直径d，示数如图甲所示，其值为d= ______mm；(2)先用多用电表欧姆挡的“×1”倍率粗测金属丝的电阻，示数如图乙所示，其电阻值为R= ______Ω；(3)实验电路如图丙所示，根据电路图完成如图丁中的实物连线。

4)如果测得的金属丝长度为l，直径为d，电阻为R，都采用国际单位制单位，则它的电阻率ρ= ______(用l、d、R表示)5)由于电表内阻的存在，待测电阻测量值______(填“大于”、“小于”或“等于”)其真实值12.某同学用铜片和锌片分别插在橙子两端，做成了橙子电池，他发现如下现象：(1)先后用指针式电压表和数字多用电表(其内阻远大于电压表的内阻)分别测量了单个橙子电池两端电压，则______(填“指针式电压表”或“数字多用电表”)测量的值更接近于橙子电池电动势的真实值2)现测得单个橙子电池两端的电压约为1V，可是将四个橙子电池串联，却不能让额定电压为3V的小灯泡发光，原因可能是______3)为了测量这四个橙子电池串联后的电动势和内阻，现将橙子接在如图1所示电路中，其中电流表G1(量程为2mA，内阻为15Ω) 电流表G2(量程为10mA，内阻约为3Ω) 滑动变阻器R(0～1000Ω) 电阻箱R(0～9999.9Ω) 实验中用电流表G1与电阻箱R2改装成量程为4V的电压表，电阻箱的阻值应调整为______Ω (4)闭合开关，调节滑动变阻器，读取电流表G2的示数I和对应的电压表示数U，记录了6组数据，描点连线得到如图2所示得U−I图线，则四个橙子电池串联后的电动势E= ______V，内阻r= ______Ω。

结果均保留两位有效数字)四、计算题：本大题共3小题，共38分13.如图所示，一电荷量q=3×10−5C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点，电键S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°；已知两板相距d=0.1m，电源电动势E=15V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=3Ω，R2=R3=R4=8Ωg取10m/s2已知：sin37°=0.6，cos37°=0.81)求平行金属板左右板间的电势差U？(2)求出带电小球的质量m？14.如图所示，电子枪对准空间长方体abcd−a′b′c′d′的ad边射出电子流，电子的质量为m、带电量大小为e，电子枪的加速电压U大小可以调整，长方体边长ab=aa′=L，ad= 3L，忽略电子离开灯丝时的初速度，不计电子的重力1)U=U0时，在长方体空间内加上沿ba边向上、电场强度为E的匀强电场，电子经电场偏转后打到c点，求E的值；(2)调整加速电压U′并在长方体空间内沿b′a方向加一恒定电场E′，使得粒子从a点到达c′的时间为t0=πL6 m2eU0，求加速电压U以及所加电场的电场强度E′大小15.如图为某同学设计的弹射装置光滑竖直细管AB段高ℎ=0.6m；四分之一光滑圆弧弯管BC的半径R=0.4m；DE光滑竖直圆弧轨道的半径也为R，其对应的圆心角θ=60°；E点在圆弧轨道DE圆心O的正下方，并与水平地面上长L=1.0m的粗糙平直轨道EF平滑连接；EF处于方向水平向右、电场强度E=500N/C的匀强电场中。

现在AB管中有一质量m=1kg，带电量+q=5×10−3C的小物块，压缩弹簧后被锁扣K锁在A点打开锁扣K，小物块被弹出后，从管口C水平飞出，并恰好从D点沿切线方向进入DE轨道已知小物块到达管口C时对管壁的作用力恰好为零设小物块在运动过程中带电量始终保持不变，空气阻力忽略不计，g取10m/s2试求：(1)小物块到达管口C时的速度大小vC；(2)弹簧被锁扣K锁住时所储存的弹性势能EP；(3)设小物块与右端竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，则若要小物块能与右墙碰撞且只会与其发生一次碰撞，并最终停在轨道EF间，那么小物块与轨道EF之间的动摩擦因数μ应满足什么条件？结果保留2位小数参考答案1.D 2.D 3.C 4.B 5.B 6.D 7.B 8.AD 9.ABC 10.BC 11.0.399  8 πd2R4l  小于 12.数字多用电表  串联后小灯泡的电阻远小于电池的内阻，小灯泡得到的电压远小于额定电压，所以小灯泡不发光  1985.0  3.8  4.7×102 13.解：(1)R2和R3并联以后的电阻为R23=R2R3R2+R3=8×88+8Ω=4Ω 则U=ER1+R23+r(R1+R23) 代入数据解得U=14V (2)对小球受力分析，如下图示 根据平衡条件有mgtanα=qE 其中E=Ud 代入数据解得m=5.6×10−4kg 答：(1)平行金属板左右板间的电势差U为14V (2)带电小球的质量m为5.6×10−4kg。

 14.解：(1)在加速电场中，由动能定理，eU0=12mvx2，在长方体的平面上，水平方向： 3L=vxt，竖直方向：L=12×eEmt2，联立解得：E=2U03L；(2)在加速电场中，由动能定理，eU′=12mv02，在长方体内，沿水平方向： 3L=v0t0，在b′a方向，由几何关系可知：xb′a= L2+L2= 2L， 2L=12×eE′m×t02，联立解得：U′=108U0π2，E′=144 2U0π2L答：(1)电场强度大小为2U03L；(2)加速电压为108U0π2，电场强度大小为144 2U0π2L 15.解：(1)小物块到达管口C时对管壁的作用力恰好为零，根据牛顿第二定律mg=mvC2R 解得：vC=2m/s (2)打开锁扣K，小物块被弹出后，从A运动到管口C过程中弹簧和小球系统机械能守恒，则有EP=mg(ℎ+R)+12mvC2 解得EP=12J (3)物块经过D点的速度为vD=vCcosθ=2cos60∘m/s=4m/s 若小物块碰撞后恰好停在F点，设此时摩擦因数为μ1则有mg(R−Rcosθ)−μ1mgL+EqL=−12mvD2 解得μ1=1.25>μ 若小物块碰撞后反弹恰好不从D点飞出，设此时摩擦因数为μ2。

则根据动能定理有−2μ2mgL=−12mvD2 解得μ2=0.40≤μ 若小物块碰撞后刚好不发生第二次碰撞，再次恰好停在F点，设此时摩擦因数为μ3则根据动能定理有mg(R−Rcosθ)−μ3mg⋅3L+EqL=−12mvD2 解得μ3=0.25<μ 综上所述0.40≤μ<1.25 答：(1)小物块到达管口C时的速度大小为2m/s；(2)弹簧被锁扣K锁住时所储存的弹性势能为12J；(3)小物块与轨道EF之间的动摩擦因数μ应满足0.40≤μ<1.25 第9页，共9页。