广东省清远市清新区四校联考2024-2025学年高二年级上册12月期末模拟 物理试题（含解析）

清新区2024〜2025学年高二12月期末四校联考

物理试题

满分100分，考试用时75分钟。

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证

号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和

答题卡上的非答题区域均无效。

一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分）

1.如图所示，真空中两点电荷固定在〃、N两点，在连线上有关于中点。点对称的两点a、c,在

"N连线的中垂线上有关于O点对称的两点b、d,则（）

U

a

I

Ma\cN

•---.:■----•

O\

id

I

I

I（

I

A.若两点电荷为等量同种点电荷，则6点与d点电场强度大小相等

B.若两点电荷为等量同种点电荷，则。点与c点电场强度相同

C.若两点电荷为等量异种点电荷，一正点电荷从6点到4点，受到电场力先减小后增大

D.若两点电荷为等量异种点电荷，一正点电荷从。点移到c点电势能先减小后增大

【答案】A

【解析】

【详解】A.若两点电荷为等量同种电荷，因6d关于。点对称，所以6点与d点的电场强度大小相等，

故A正确；

B.若两点电荷为等量同种电荷，则。点与c点的电场强度大小相等，方向相反，故B错误；

C.若两点电荷为等量异种电荷，则中垂线上的。点电场线最密场强最大，往外电场线线变疏，则一正点

电荷从6点到d点，受到电场力先增大后减小，选项C错误；

D.若两点电荷为等量异种电荷，若N点为正电荷时，则。点的电势低于c点，一正点电荷在。点时的电

势能小于放在c点时的电势能，故D错误；

故选Ao

2.在如图所示电路中有一处发生故障，接通S时，灯泡L1和L2均不亮，用电压表测得，b=0，瓯c=0,

Gd=4V,因此可判断电路发生的故障是

A.灯泡Li短路B.灯泡L2断路

C.滑动变阻器断路D.不能确定

【答案】C

【解析】

【详解】A.若灯泡J短路，则L2不会不亮，选项A错误；

B.若灯泡L2的灯丝断了，电路中电流为零，灯泡L2两端电压等于电源的电压，即Ube不等于零，选项B

错误；

CD.若滑动变阻器7?电阻丝断了，电路中电流为零，根据欧姆定律得知，%b=0,Ubc=O,Qd=4V,故

C正确，D错误；

故选C。

【点睛】本题是电路中故障分析问题，用一只电压表就可以检测故障所在，当所测量的元件的电压等于电

源的电压时，这个元件断路。

3.下列关于生活中的一些电路，判断正确的是（）

A.路灯同时亮同时灭，它们是串联的

B.英语听力时，教室里各个广播是并联的

C.交通路口的红、黄、绿三色指示灯是串联的

D.楼道里的声控开关和光控开关是并联的

【答案】B

【解析】

【详解】A.路灯同时亮同时灭，但如果一个损坏，其余的仍能正常工作，它们是并联的，A错误；

B.英语听力时，教室里各个广播工作时互不影响，它们是并联的，B正确；

C.交通路口的红、黄、绿三色指示灯可以独立工作，它们是并联的，C错误；

D.楼道里的声控开关和光控开关共同控制电灯的通断，是串联的，D错误。

故选B。

4.下列说法中正确的是（）

A.伽利略通过实验验证了力是维持物体运动的原因

B.牛顿进行了“月一地检验”，说明天上和地上的物体都遵从万有引力定律

C.库仑扭秤实验是一个假想的实验，因为当时无法测量物体所带的电荷量

D.法拉第认为必须要有运动才能产生感应电流

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A.伽利略没有通过实验直接验证了力不是维持物体运动的原因，而是经过推理得出的力是改变

物体运动状态的原因的结论，故A错误；

B.牛顿进行了“月一地检验”，说明天上和地上的物体都遵从万有引力定律，故B正确；

C.在库仑那个年代，人们还不知道怎样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，但是库仑

采用了一种巧妙的实验方法-“倍减法”，通过扭秤实验定量研究了电荷间相互作用规律，故C错误；

D.法拉第认为必须要穿过闭合回路的磁通量变化才能产生感应电流，故D错误。

故选B。

5.当温度从低到高变化时，通常物质会经历固体、液体和气体三种状态，当温度进一步升高，气体中的原

子、分子将出现电离，形成电子、离子组成的体系，这种由大量带电粒子（有时还有中性粒子）组成的体

系便是等离子体。等离子体在宏观上具有强烈保持电中性的趋势，如果由于某种原因引起局部的电荷分

离，就会产生等离子体振荡现象。其原理如图，考虑原来宏观电中性的、厚度为/的等离子体薄层，其中

电子受到扰动整体向上移动一小段距离（%«/）,这样在上、下表面就可分别形成厚度均为x的负、正电薄

层，从而在中间宏观电中性区域形成匀强电场E,其方向已在图中示出。设电子电量为-e（e>0）、质量

为加、数密度（即单位体积内的电子数目）为"，等离子体上下底面积为S.电荷运动及电场变化所激发

的磁场及磁相互作用均可忽略不计。（平行板电容器公式。=4—,其中如为真空介电常量，S为电容器

d

极板面积，4为极板间距）结合以上材料，下列说法正确的是（

原等离子体

薄层位置

A.上表面电荷宏观电量为0=〃exB.上表面电荷宏观电量为。=〃e

HCX

C.该匀强电场的大小为E=——'D.该匀强电场的大小为E=—

£o£0

【答案】D

【解析】

【详解】AB.由于单位体积内的电子数目为小上表面的体积

V^Sx

所以电荷宏观电量为

V^—ncxS

故AB错误；

CD.根据题意可知平行板电容器公式

S

C=e0—

又由于

C=F

解得

JJ_QI_nexSl_next

该匀强电场的大小为

「Unex

E=——二----

I，

故C错误、D正确。

故选D。

6.如图所示，一平行板电容器两极板水平正对，上极板M固定，下极板N放在一个绝缘的温度敏感材料

上，温度敏感材料会因为温度的变化而出现明显的热胀冷缩，给电容器充电后，N板带有正电，一带电微

粒恰好静止在两极板间的尸点。使极板与电源断开，当温度升高时，下列说法正确的是（）

M।~I

•P

温度敏感材料

A.极板间的距离增大B,电容器的电容减小

C.两板间的电场强度减小D.带电微粒仍然静止

【答案】D

【解析】

【详解】AB.当温度升高时，温度敏感材料由于热胀冷缩，使得电容器两极板间距离减小，根据

C=-^-

4兀kd

可知，电容器的电容增大。故AB错误；

CD.由于电容器与电源断开，所以电容器所带电荷量不变，根据

Q

E=U=c=Q_4―0

dd4.S3s

4兀kd

可知，电场强度不变，粒子所受电场力不变，所以带电粒子仍处于静止状态。故C错误；D正确。

故选D。

7.随着科技的发展，一种新型的储能器件越来越被广泛使用，即用电容器储能，现对给定电容为C的电容

器充电，充电时两极板间的电势差。随电荷量。的变化图象如图所示，类比直线运动中由V-/图象求位

移的方法，可以求两极板间电压为4时电容器所储存的电能与等于（）

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】电压为之时，电容器带电。，图线和横轴围成的面积为所储存的电能与，则有

Ep=；QU。

又

Q=cu0

所以

1

与=2慧9

ABC错误，D正确。

故选D。

二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多项符合题目要求，全部选

对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

8.如图所示，圆形虚线表示固定于0点的某点电荷电场中的部分等势线，实线为某个电子的该电场中由

。点经6点和c点的运动轨迹，该轨迹与其中一条等势线相切于6点。若电子只受该电场的作用，则下列

说法正确的是（）

A.0点的电电荷带正电

B.a点的电势高于c点的电势

C.电子在a点的加速度大于在c点的加速度

D.电子运动过程中，在6点的电势能最大

【答案】BD

【解析】

【详解】A.由图可知电子受力方向远离场源电荷，故电子受到排斥力，所以场源电荷带负电，故A选项

错误；

B.场源负电荷周围电场线由无穷远指向。点，沿电场线方向电势逐渐降低，所以a点的电势高于c点的

电势，故B选项正确；

C.离场源电荷越近场强越大，电子在。点所受电场力小于c点所受电场力，由牛顿第二定律知电子在。

点的加速度小于在c点的加速度，故C选项错误；

D.电子从。到6电场力做负功电势能增大，从6到c电场力做正功电势能减小，所以在6点电势能最

大，故D选项正确。

故选BD。

9.初速度为0的电子经电压5加速后，垂直射入偏转电场，离开电场时的偏移量是匕偏转板间距d,偏

转电压为5,板长为为了提高偏转的灵敏度(每单位偏转电压引起的偏移量)，可采用下列哪些办法

()

A.增大偏转电压U2B.尽可能使板长工长一些

C.尽可能使"小一些D.使加速电压5变小一些

【答案】BCD

【解析】

【详解】电子在加速电场中加速，根据动能定理有

1

eU〃,--mv2

12

电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向有

L=vt

竖直方向上有

121eU

v=-at=-------2t2

"22md

联立以上式子求得：每单位偏转电压引起的偏移量

y=F

U2-4dq

显然，要提高偏转的灵敏度，尽可能使板长乙长一些，或尽可能使d小一些，或使加速电压变小一

些，与。2大小无关。

故选BCD。

10.如图所示，倾角为9=30。的光滑绝缘斜面处于电场中，斜面N3长为3—带电量为+4质量为加的小

球，以初速度%由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为%,重力加速度为g,贝底)

A.小球在8点的电势能一定小于小球在4点的电势能

B.4、5两点的电势差一定为幽

q

mg

c.若电场是匀强电场，则该电场场强的最小值是T

2q

D.若该电场是由NC边中垂线上某点的点电荷0产生的，则。一定是正电荷

【答案】AC

【解析】

【详解】A.小球从/运动到8的过程中，重力势能增加，电势能减小，则小球在8点的电势能一定小于

小球在4点的电势能。故A正确；

B.根据动能定理得

=wv

-mgLsmd+qUAB|o

得到

2q

故B错误；

C.若电场力与重力、支持力的合力为零时，小球做匀速直线运动，到达2点时小球速度仍为零，小球的

重力沿斜面向下的分力为加gsin。，则当电场力沿斜面向上，大小为

F=mgsin0

时，电场力最小，场强最小，根据

F=Eq

则该电场的场强的最小值一定是

E.=蟹

min2cq

故C正确；

D.小球从/到2的过程中，重力做负功，由于小球到达到2点的速度仍然等于%,所以电场力一定做正

功，贝I

(PA>(PB

若该电场是NC边中垂线上某点的点电荷。产生的，如果。是正电荷，则应距离N较近，因此0在NC中

垂线上下方区域，如果0是负电荷，则应距离8较近，0位于N2上方区域。故D错误。

故选ACo

三、非选择题（本题共5小题，共54分。）

11.某同学在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，选用的小灯泡规格为“3.8V,0.3A”。

（1）除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

电流表：Ai（量程3A,内阻约0.1Q）、A2（量程0.6A,内阻约0.3。）

电压表：V（量程5V,内阻约5k。）

滑动变阻器：Ri（阻值范围0〜10。）、尺2（阻值范围0〜2kQ）

电源：£（电动势为4V,内阻约为0.04。）

为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表,滑动变阻器（填器材的符号）

（2）在小灯泡接入电路前，该同学使用多用电表测量小灯泡的电阻，则应将选择开关旋至（填选

项前的字母）

A.直流电压10V挡

B.直流电流2.5mA挡

C.欧姆“xl”挡

D.欧姆“xio”挡

（3）该同学用图1所示的电路进行测量，记录了多组数据，并且将这些数据的对应点标在了图2的坐标纸

上，请根据这些点在图2中画出/—U图线；

（4）若将该灯泡接在E=4V,尸10。的另一电源两端，其实际功率是W（保留两位有效数字）

③④⑤

【答案】0.A2②.RI.C..0.40

图2

（0.38〜0.40均可）

【解析】

【详解】⑴臼小灯泡的额定电压为3.8V,小灯泡的额定电流为0.3A,从安全和精确度方面考虑，所以电

流表量程选0.6A的A2

[2]由图2可知电流电压示数从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，为了调节方便应选择阻值较小的

滑动变阻器必

(2)[3]由于灯泡的电阻约为

TT4区

氏=±=±2。712.67。

I0.3

为测量精确，应将选择开关旋至欧姆“xl”挡，故选C；

图2

(4)[5]由闭合电路欧姆定律有

0=4—10/

将此图线画入图2如图，则有

P=0.22x1,8W»0.40W

由于误差0.38-0.40均正确

12.某实验小组设计了如图甲所示的电路，用于测量一金属丝的电阻率。其中电流表Ai(量程为

0-100mA,内阻为n=4。）、电流表A2（量程为0〜0.6A,内阻为「2=120）、电阻箱R（阻值范围为

0〜99.9Q）、定值电阻凡。

（1）图甲中虚线框可视为一个量程为0〜3V的电压表，则定值电阻&=Q（结果保留两位有效数

字）。

（2）实验操作步骤如下:

a.如图乙所示，用螺旋测微器测得金属丝直径d=mm；

b.将该金属丝正确接入图甲电路，测得接入电路的金属丝长度Z=68.00cm；

c.合上开关，调节电阻箱，记录对应的电流表Ai的示数为、电流表A2的示数A，并根据多组测量数据,

作出如图丙所示的人一七图像。

（3）根据图丙，可知该金属丝的电阻为Q,电阻率为Q-mo（结果均保留两位有效数

字）

【答案】①.26②.0.680##0.681##0.679③.2.0(4).l.lxlO-6

【解析】

【详解】（1）[1]图甲中虚线框可视为一个量程为0〜3V的电压表，则定值电阻

U3

Rn=-------r,=—Q—4Q=26Q

九0」

（2）a.[2]用螺旋测微器测得金属丝直径

6Z=0.5mm+0.01mmxl8.0=0.680mm

（3）[3]由图可知

/1（八+&）=/2（&+-2）

即

/=a+1.2

1302

由图像可知

4+1.2_60x10-3

300.56

解得

R®2.0Q

[4]根据

R-

'S7Td2

解得

7id2R

p=-------x

4L

代入数据可知

p«l.lxlO-6Qm

13.在一个点电荷。的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m

和0.6m。在A、B两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线

〃、b所示。求:

（1）A点和B点的电场强度的大小和方向;

（2）点电荷。的电性和所在位置的坐标是多少？

AB

x

O

图1图2

【答案】（l）40N/C,%轴正方向，2.5N/C,x轴正方向；（2）正电荷，0.2m

【解析】

【详解】（1）由题图可得N点电场强度的大小

F4

E.=—=——=40N/C

'q0.1

3点电场强度的大小

F1

E=—=——=2.5N/C

Bq0.4

AB两点场强的方向均沿x轴的正方向。

(2)由以上分析可知，点电荷0带正电，设点电荷0的坐标为无，则

E=k—

A4(0.3-x)2

EB=k—团

11(0.6-%)2

解得

x=0.2m

14.用一条长为乙的绝缘轻绳从O点悬挂一个带电小球，小球质量为加，所带电荷量为衣现加一水平方

向的匀强电场，平衡时小球静止于C点，此时绝缘绳与铅垂线成Q30。夹角，重力加速度为g,求：

(1)所加电场的电场强度E;

(2)小球从5点由静止释放的过程中，小球的最大速度多大？此时绳中拉力多大？

【解析】

【详解】(1)根据题意小球平衡时静止于C点，对小球在C点进行受力分析，根据平衡条件有

qE=mgtan0

解得

斤_y/3mg

c-

3q

(2)根据题中情景描述可知，。点为等效物理最低点，小球从5到C过程，在。点的速度达到最大值,

根据动能定理有

12

mgLcos0-qELQ-sin0)=—rnvmax

解得

小球在C点，根据牛顿第二定律有