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湖南省怀化市2025-2026学年高二上学期期中考前物理仿真试卷B
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．[4分]物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列表述正确的是（　　）
A．牛顿发现了万有引力定律，并通过实验较准确地测出了引力常量
B．库仑利用扭秤实验发现了库仑定律，并测定了电子的电荷量
C．英国物理学家卡文迪什利用扭秤实验首先较准确地测定了静电力常量
D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推广到高速领域
2．[4分]下列关于电场线的说法中错误的是（　　）
A．电场线是为了表示电场的强弱和方向而人为引入的假想曲线
B．电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大
C．正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动
D．静电场的电场线是不闭合的
3．[4分]一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，具有良好的导电性能，该新材料通过材料内部的自由电子导电，自由电子的电荷量为，每平方米自由电子数为。如图所示，长为、宽为的新材料两端的电压为，流过导体中的电流为，则该新材料内自由电子定向移动的速率为（ ）
A． B． C． D．
4．[4分]如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°。若P点处的电场强度为零，q＞0，则三个点电荷的电荷量可能为(　　)
A． Q1＝q，Q2＝q，Q3＝q
B． Q1＝－q，Q2＝－q，Q3＝－4q
C． Q1＝－q，Q2＝q，Q3＝－q
D． Q1＝q，Q2＝－q，Q3＝4q
5．[4分]发光二极管简称为“LED”，它被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长和体积小等特点，如图为某白光“LED”的伏安特性曲线；另据媒体消息称，中国的贝塔伏科技公司开发出了一种核电池，假设该核电池的电动势为3 V，内阻为12 Ω。下列有关说法正确的是（　　）
A．当“LED”两端电压为2.0 V以下时，“LED”的电阻几乎为零
B．如果把发光二极管和核电池组成闭合回路，则发光二极管两端的电压约为2.5 V
C．如果把发光二极管和核电池组成闭合回路，则发光二极管中的工作电流约为250 mA
D．如果把发光二极管和核电池组成闭合回路，则发光二极管的功率约为150 mW
6．[4分]图1的平行金属板M、N间加有图2所示的交变电压，是M、N板间的中线，当电压稳定时，板间为匀强电场。时，比荷为k的带电粒子甲从O点沿方向、以的速率进入板间，时飞离电场，期间恰好不与极板相碰。若在时刻，带电粒子乙以的速率沿从O点进入板间，已知乙粒子在运动过程中也恰好不与极板碰撞，不计粒子受到的重力，则下列说法中正确的是（　　）
A．时刻，乙粒子离开电场
B．乙粒子的比荷为
C．甲粒子离开电场时的速度大小为
D．甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．[5分]如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为+q的点电荷固定在A点．先将一电荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为-W．再将Q1从C点沿CB移到B点并固定．最后将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点．下列说法正确的有
A．Q1移入之前，C点的电势为
B．Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0
C．Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2W
D．Q2在移到C点后的电势能为-4W
8．[5分]某带电体产生电场的等势布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、别是运动轨迹与等势面b、a的交点，下列说法正确的是(　　)
A．粒子带负电荷
B．M点的电场强度比N点的小
C．粒子在运动轨迹上存在动能最小的点
D．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
9．[5分]如图所示，M、N为两个等量同号正电荷Q，在其连线的中垂线上任意一点P自由释放一个负点电荷q，不计重力影响，下列关于点电荷q的运动的说法正确的是（　　）
A．从P→O的过程中，加速度可能越来越大，速度也越来越大
B．从P→O的过程中，加速度可能越来越小，而速度越来越大
C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达到最大值
D．点电荷越过O点后，速度越来越小，而加速度可能越来越大，直到速度为零
10．[5分]如图所示，空间中有一匀强电场区域（电场线未画出），圆心为O，半径为的圆平行于电场方向，AB为过圆心的直径的两端点，C为圆弧上一点。已知A点电势为 5V，B点电势为7V，C点电势为1V，BC连线长度也为。电子从A点垂直电场线方向以不同大小的初速度射入电场。下列说法正确的是（　　）
A．匀强电场中的电场线方向垂直于OC连线
B．电场强度大小为5V/m
C．打到C点的电子的初速度小于打到B点的电子的初速度
D．打到C点的电子与打到O点的电子的运动时间相等
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．[8分]某实验小组探究不同电压下红光和蓝光发光元件的电阻变化规律，并设计一款彩光电路.所用器材有：红光和蓝光发光元件各一个、电流表量程、电压表量程、滑动变阻器最大阻值 ，额定电流、5号电池电动势两节、开关、导线若干.
图（a） 图（b）
图（c） 图（d）
（1）图（a）为发光元件的电阻测量电路图，按图接好电路；
（2） 滑动变阻器滑片先置于______（填“”或“”）端，再接通开关，多次改变滑动变阻器滑片的位置，记录对应的电流表示数和电压表示数；
（3） 某次电流表示数为时，电压表示数如图（b）所示，示数为____________________________________，此时发光元件的电阻为________________________________ （结果保留3位有效数字）；
（4） 测得红光和蓝光发光元件的伏安特性曲线如图（c）中的Ⅰ和Ⅱ所示.从曲线可知，电流在范围内，两个发光元件的电阻随电压变化的关系均是：__________________________；
（5） 根据所测伏安特性曲线，实验小组设计一款电路，可使红光和蓝光发光元件同时在的电流下工作.在图（d）中补充两条导线完成电路设计.
12．[12分]某同学用图(a)所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有:电源、电压传感器、电解电容器C(4．7 μF,10 V),定值电阻R(阻值2．0 kΩ)、开关S、导线若干。
(1)电解电容器有正、负电极的区别。根据图(a),将图(b)中的实物连线补充完整;
图(a)　图(b)
(2)设置电源,让电源输出图(c)所示的矩形波,该矩形波的频率为　　　　Hz;
图(c)
图(d)
(3)闭合开关S,一段时间后,通过电压传感器可观测到电容器两端的电压UC随时间周期性变化,结果如图(d)所示,A、B为实验图线上的两个点。在B点时,电容器处于　　　　(填“充电”或“放电”)状态;在　　　　(填“A”或“B”)点时,通过电阻R的电流更大;
(4)保持矩形波的峰值电压不变,调节其频率,测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况,并在坐标纸上作出电容器上最大电压Um与频率f关系图像,如图(e)所示。当f=45 Hz时电容器所带电荷量的最大值Qm=　　　　C(结果保留两位有效数字);
图(e)
(5)根据实验结果可知,电容器在充放电过程中,其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变,而后随着频率的增大逐渐减小。
13．[8分]如图所示，在电场强度大小、竖直向上的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道与一水平绝缘轨道在点相切，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径为半圆形轨道最低点，为圆弧的中点。一电荷量、质量带负电的滑块（视为质点）与水平轨道间的动摩擦因数，位于点右侧的处，取重力加速度大小，不计空气阻力。
（1）若滑块刚好能到处，求其初速度大小；
（2）若滑块恰能运动到半圆轨道的最高点，求其在水平轨道上的落点到点的距离；
（3）求满足（2）条件的滑块通过点时对轨道的压力大小。
14．[12分]如图所示，虚线左侧有一场强为E1=E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2 =2E的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量为m，重力不计）无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧的屏上，A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：
(1)电子从释放到打到屏上所用的时间；
(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值；
(3)电子打到屏上的点到点O的距离x。
15．[16分]如图1所示，在平面直角坐标系第三象限存在竖直向上的匀强电场，场强大小为；第二象限存在水平向右的匀强电场，场强大小也为；第一象限存在水平向左的匀强电场，场强大小为.一质量为、电荷量为的正离子从点由静止释放，点位置坐标为，不计该离子的重力.
图1 图2
（1） 求离子第一次通过轴时的速度大小；
（2） 求离子第二次通过轴时的位置坐标；
（3） 若从离子第一次进入第一象限后开始计时，第一象限中的电场按图2规律变化图中，忽略电场变化引起的电磁感应现象，求离子第四次通过轴时的位置坐标.
物理仿真试卷B参考答案
1．【答案】D
【详解】
A．通过实验较准确地测出了引力常量的科学家是卡文迪什，A错误；
B．测定了电子的电荷量的是密立根，B错误；
C．英国物理学家卡文迪什利用扭秤实验首先较准确地测定了万有引力常量，C错误；
D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推到高速领域，D正确。
故选D。
2．【答案】C
【详解】A．电场线是为了表示电场的强弱和方向而人为引入的假想曲线，A正确，不符合题意；
B．电场线越密的地方场强越大，同一电荷所受电场力越大，B正确，不符合题意；
C．正电荷只在电场力作用下，只有当电场线是直线且从静止开始运动时才会沿电场线运动， C错误，符合题意；
D．静电场的电场线是不闭合的，D正确，不符合题意。选C。
3．【答案】B
【详解】由电流定义式可得，又，联立可得
4．【答案】D
【详解】以P点为坐标原点，AP方向为y轴正方向，垂直y轴向右为x轴正方向，建立直角坐标系，如图所示，根据矢量合成和几何关系可知，Q1和Q3电性相同，且与Q2电性相反，才可以保证P点处电场强度为零，A、B错误；设PA的长度为d，则PB＝d，PC＝2d，根据正交分解可知，在x轴方向上有·cos 30°＝·cos 60°，在y轴方向有＋·sin 30°＝·sin 60°，联立解得｜Q2｜＝｜Q1｜，｜Q3｜＝4｜Q1｜，若Q1＝q，则Q2＝－q，Q3＝4q，若Q1＝－q，则Q2＝q，Q3＝－4q，C错误，D正确。
【一题多解】　验证法
设电荷量为Q1的点电荷在P点产生的场强大小为E1，电荷量为Q2的点电荷在P点产生的场强大小为E2，电荷量为Q3的点电荷在P点产生的场强大小为E3，把E2、E3沿x轴、y轴方向正交分解，在x轴方向，有E3·cos 30°＝E2·cos 60°，若Q1＝－q，Q3＝－q，则·＝·，解得｜Q2｜＝q，C错误；若Q1＝q，Q3＝4q，则·＝·，解得｜Q2｜＝q，且Q2带负电，D正确。
5．【答案】B
【详解】A．根据题图可知，当“LED”两端电压为2.0 V以下时，“LED”的电流几乎为零，“LED”的电阻几乎无穷大，A错误；
BCD．如果把发光二极管和核电池组成闭合回路，设发光二极管的电压和电流分别为和，根据闭合电路的欧姆定律可得，可得，在“LED”的伏安特性曲线中作出对应的关系图线，如图所示，
由图中交点可知，发光二极管两端的电压约为2.5 V，发光二极管中的工作电流约为42 mA，则发光二极管的功率约为，B正确，CD错误。选B。
6．【答案】BD
【详解】A．设板长为L，粒子甲带负电，则甲运动时间为
粒子乙因入射速度为甲的两倍，则运动时间为
因乙在时刻飞入板间，则在T时刻飞出板间，A错误；
CD．设两板间距离为d，则有
则在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据竖直方向位移和时间关系，可得
作出竖直方向上速度与时间图像，如图。
则图线与时间轴围成的面积代表竖直方向上的位移，设板间距为d，若恰好不与极板碰撞，则表示粒子在电场中竖直方向的最大位移大小刚好为，根据图像可知在时刻粒子甲会恰好不碰到极板，该时刻会达到最大位移的大小，而在时刻，粒子出电场，此时位移是最大位移的一半，为，即甲在竖直方向上的位移为；同理，对粒子乙，其轨迹为的形状，因乙粒子在运动过程中也恰好不与极板碰撞，根据图像可知在T时刻会恰好不与极板相撞，此时乙刚好飞出电场，即乙在竖直方向上的位移为，则偏转位移之比为，时刻，甲粒子离开电场时已具有竖直向上的分速度，C错误，D正确；
B．对乙有
对甲有
因
则有
可得
又
可得
B正确。
选BD。
7．【答案】ABD
【详解】A.由题意可知，C点的电势为，A正确；
B.由于B、C两点到A点()的距离相等，所以B、C两点的电势相等，所以从C点移到B点的过程中，电场力先做负功再做正功，总功为0，B正确；
C.由于B、C两点的电势相等，所以当在B点固定后，C点的电势为,所以 从无穷远移到C点过程中，电场力做功为：，C错误；
D.由于C点的电势为，所以电势能为，D正确．
8．【答案】BCD
【详解】根据粒子所受静电力与等势面垂直且指向曲线轨迹的凹侧可知，粒子带正电荷，故A错误；等差等势面越密集的地方电场强度越大，故M点的电场强度比N点的小，故B正确；粒子带正电，因为M点的电势大于N点的电势，故粒子在M点的电势能大于在N点的电势能；由于带电粒子仅在静电力作用下运动，电势能与动能总和不变，故可知当电势能最大时动能最小，故粒子在运动轨迹上到达最大电势处时动能最小，故C、D正确。
9．【答案】BCD
【详解】等量同种正电荷周围的电场线如图所示
点电荷在从P→O的过程中，所受的电场力方向竖直向下，点电荷做加速运动，所以速度越来越大，因为从O点向上到无穷远，电场强度先增大后减小，从P→O的过程中，电场强度大小变化可能越来越小，也可能先增大再减小，加速度的变化也是如此，A错误，B正确；点电荷运动到O点时，所受的电场力为零，加速度为零，然后向下做减速运动，所以O点的速度达到最大值，C正确；根据电场线的对称性可知，越过O点后，负电荷做减速运动，加速度可能越来越大，也可能先增大后减小，D正确。
10．【答案】AD
【详解】由于，解得，可知，OC连线为等势线，由于电场线垂直于等势线且由高电势点指向低电势点，则匀强电场中的电场线方向垂直于OC连线，斜向左上方，A正确；结合上述可知，电场强度大小，B错误；电子从A点垂直电场线方向以不同大小的初速度射入电场做类平抛运动，结合上述可知，打到C点的电子有，，打到B点的电子有，，根据上述表达式可知，打到C点的电子沿电场方向的分位移小，经历时间短，而其垂直于电场方向的分位移大，即打到C点的电子的初速度大于打到B点的电子的初速度，C错误；电子做类平抛运动，电场垂直于OC连线，打到C点的电子与打到O点的电子在沿电场方向的分位移相等，结合上述可知，打到C点的电子与打到O点的电子的运动时间相等，D正确。
11．【答案】（2）
（3） 均可；均可
（4） 电阻随电压增大而减小
（5） 见解析
【详解】
（2） 实验电路中滑动变阻器采用分压式接法,为了保护用电器,开关闭合前应将滑动变阻器的滑片置于端,使测量部分电路两端电压为0.
（3） 电压表量程为,分度值为,所以题图（b）所示电压表示数为；发光元件的电阻为 .
（4） 根据题图（c）和知,电流在范围内,两个发光元件的电阻随电压增大而减小.
（5） 由题图（c）知,电流为时蓝光发光元件两端电压大于红光发光元件两端电压,故可将滑动变阻器与红光发光元件串联后再与蓝光发光元件并联接入电路,如图所示.
12．【答案】(1)见解析(2分)　(2)40(1分)
(3)充电(1分)　B(1分)　(4)1.8×10-5(1分)
【命题点】电容器性质+电路动态分析
【详解】(1) 根据题图 (a),补充题图 (b) 中的实物连线如图所示;
(2)由题图(c)可知该矩形波的周期为T=2.5×10-4 s,所以该矩形波的频率为f==40 Hz;
(3)由题图(d) 所示的电压—时间图像可知,在B点时,电容器两端的电压在增大,根据Q=CU可知电容器所带的电荷量增大,所以电容器处于充电状态;
由题图(d) 所示的电压—时间图像可知,在B点时图像的斜率大于在A点时图像的斜率的绝对值,根据I==可知,在B点时通过电阻R的电流更大;
(4)由题图(e)可知, f=45 Hz时电容器两端的电压最大值约为Um=3.75 V,根据Q=CU可知电容器所带电荷量的最大值约为Q=CUm=4.7×10-6×3.75 C=1.8×10-5 C。
13．【答案】（1）；（2）；（2）
【详解】（1）由动能定理，解得。
（2）设滑块到达点时的速度大小为，由牛顿第二定律，解得
。
滑块过点后做类平抛运动，竖直方向，其中，水平方向，联立解得。
（3）设滑块到达点时的速度大小为，由动能定理，在点，根据牛顿第二定律，解得，根据牛顿第三定律可得滑块通过点时对轨道的压力大小。
14．【答案】(1)；(2)2；(3)3L
【详解】
(1)从A点到MN的过程中，由动能定理得
解得
电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，时间为t1，由牛顿第二定律和运动学公式得
则时间t1为
从MN到屏的过程中运动的时间为
运动的总时间为
(2)设电子射出电场E2时沿平行电场线方向的速度为vy，根据牛顿第二定律得，电子在电场中的加速度为
运动时间为
则竖直方向速度为
所以夹角为
(3)如图
电子离开电场E2后，将速度方向反向延长交于E2场的中点，由几何关系知
解得
15．【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
（1） 设离子第一次通过轴时的速度大小为,在第三象限的电场中,由动能定理得,解得.
（2） 离子在第二象限做类平抛运动,竖直方向有,水平方向有,联立解得,,故离子第一次通过轴时的位置坐标为.因第一象限电场强度为第二象限的一半,因此离子在第一象限的加速度大小为第二象限的一半,且方向相反,因此离子在第一象限内水平方向需要用时间先匀减速为0,再通过时间反向匀加速回到轴,由此离子在第一象限内运动的时间,竖直方向的速度不受影响,一直是,有,最后有,则离子第二次通过轴时的位置坐标为.
（3） 由第（2）问可知,离子第一次经过轴时的位置坐标为,用时为,此时离子进入第一象限,在水平方向上,离子在的时间内减速为0,~的时间内水平速度为0,在~的时间内在水平方向上向左匀加速,再次回到轴,总时间为,有,此时离子离开第一象限进入第二象限,该时刻为.进入第二象限后,离子在水平方向上经过的时间先匀减速至水平速度为0,再次反向匀加速时间回到轴.因此有,此时离子第三次经过轴,该时刻为.在~时间内,由于此时间内第一象限内不存在电场,离子在水平方向上匀速向右运动.在时间内出现电场,离子匀减速至水平速度为0.在的时间内,第一象限不存在电场,同时离子在水平方向的速度也为0,在水平方向不运动.在~的时间内,离子受到向左的电场力,向左匀加速,和匀减速的水平位移相互抵消.在的时间内,第一象限不存在电场,离子再次在水平方向上做匀速运动,与~时间内的水平位移相互抵消,再次回到轴.此时离子第四次回到轴,此次用时总时间为,因此有,最后有,离子第四次通过轴的位置坐标.
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