2024-2025學(xué)年北京二十中高二（上）月考物理試卷（10月份）（選考）（含答案）

第=page11頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)2024-2025學(xué)年北京二十中高二（上）月考物理試卷（10月份）（選考）一、單選題：本大題共10小題，共30分。1.在靜電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn)，試探電荷在兩點(diǎn)的靜電力F與電荷量q滿足如圖所示的關(guān)系，請(qǐng)問a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是(

)A.Ea=Eb

B.Ea=22.有兩段粗細(xì)均勻的電阻絲是由同種材料制成的。它們的質(zhì)量相同，它們的長(zhǎng)度之比L1：L2=2：3。將它們串聯(lián)在電路中，則它們兩端的電壓之比U1：UA.2：3 B.4：9 C.9：4 D.3：23.如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)后，分落在收集板中央的兩側(cè)。對(duì)礦粉分離的過程，下列表述正確的有(

)A.帶正電的礦粉落在右側(cè)

B.電場(chǎng)力對(duì)礦粉做負(fù)功

C.帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大

D.帶正電的礦粉電勢(shì)能變小4.如圖所示，用金屬網(wǎng)把不帶電的驗(yàn)電器罩起來(lái)，再使帶電金屬球靠近金屬網(wǎng)，則下列說(shuō)法正確的是(

)A.驗(yàn)電器的箔片張開

B.金屬球帶電荷足夠多時(shí)驗(yàn)電器的箔片才會(huì)張開

C.金屬網(wǎng)罩內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零

D.金屬網(wǎng)罩不帶電5.研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A.實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小

B.實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電

C.實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大

D.實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電荷量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大

6.均勻帶電絕緣圓環(huán)電荷量為Q，半徑為R?，F(xiàn)使圓環(huán)繞如圖所示過圓心的軸以線速度v勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的等效電流為(

)A.Qv

B.QRv

C.2πQvR

D.7.超級(jí)電容器是指介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲(chǔ)能裝置。與傳統(tǒng)電容器相比，它具有充電時(shí)間短、儲(chǔ)存電能多、放電功率大、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。如圖為一款超級(jí)電容器，其標(biāo)有“2.7V?3000F”。關(guān)于它的說(shuō)法中正確的是(

)A.電容器可以儲(chǔ)存電荷，且電荷量越多電容越大

B.加在這個(gè)電容器兩端的電壓低于2.7V時(shí)它就不能工作

C.這個(gè)電容器充電時(shí)，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大

D.若這個(gè)電容器兩端的電壓變化1V，則它所帶的電荷量變化3C8.如圖所示，實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。粒子先經(jīng)過M點(diǎn)，再經(jīng)過N點(diǎn)，以下正確的是(

)A.粒子在N點(diǎn)的加速度大于在M點(diǎn)的加速度

B.該帶電粒子應(yīng)該帶負(fù)電

C.M點(diǎn)的電勢(shì)低于在N點(diǎn)的電勢(shì)

D.粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能9.如圖所示，甲、乙兩個(gè)電路都是由一個(gè)靈敏電流表G和一個(gè)變阻器組成的，已知靈敏電流表的滿偏電流Ig=2mA，內(nèi)電阻RgA.甲表是安培表，R增大時(shí)量程增大

B.乙表是安培表，R增大時(shí)量程增大

C.在甲圖中，若改裝成的安培表的量程為0.6A，則R=0.5Ω

D.在乙圖中，若改裝成的電壓表的量程為3V，則R=1200Ω10.某種負(fù)離子空氣凈化原理如圖所示。由空氣和帶負(fù)電的灰塵顆粒物(視為小球)組成的混合氣流進(jìn)入由一對(duì)平行金屬板構(gòu)成的收集器。在收集器中，空氣和帶電顆粒沿板方向的速度保持不變。在勻強(qiáng)電場(chǎng)作用下，帶電顆粒打到金屬板上被收集，不考慮重力影響和顆粒間相互作用。顆粒在垂直板方向所受阻力與其相對(duì)于空氣的速度v方向相反，大小為f=krv，其中r為顆粒的半徑，k為常量。假設(shè)顆粒在金屬板間經(jīng)極短時(shí)間加速達(dá)到最大速度。已知顆粒的電荷量與其半徑的二次方成正比，進(jìn)入收集器的均勻混合氣流包含了直徑為20μm和9μm的兩種顆粒，若20μm的顆粒恰好100%被收集，則9μm的顆粒被收集的百分比為(

)A.75% B.55% C.45% D.15%二、多選題：本大題共5小題，共15分。11.如圖中實(shí)線表示某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面。1、2和3點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為E1、E2和E3，電勢(shì)分別為φ1、φ2和A.E1>E2>E3B.12.導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一個(gè)電荷量為+q的點(diǎn)電荷放在棒的中心軸線上，它距離導(dǎo)體棒的中心O為L(zhǎng)，如圖3所示。靜電力常量為k，當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到靜電平衡后，下列說(shuō)法正確的是(

)A.棒上感應(yīng)電荷只分布在其表面

B.棒左、右兩端的電勢(shì)相等

C.點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為0

D.棒上感應(yīng)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為kqL13.如圖所示，a、b兩點(diǎn)間的電壓為9V，三個(gè)電阻的阻值分別為R1=R2=6Ω、A.R1、R2、R3兩端的電壓之比為1：1：1

B.R1、R2、R3消耗的電功率之比為1：1：2

C.在相等的時(shí)間內(nèi)，通過R1、R2、R3的電荷量之比為2：2：1

D.在相等的時(shí)間內(nèi)，R1、14.掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種，它利用自身攜帶的小型吸塵部件進(jìn)行吸塵清掃，如圖表所示為某款掃地機(jī)器人的銘牌標(biāo)有的數(shù)據(jù)，則該掃地機(jī)器人(

)A.工作額定電流為2A

B.以額定功率工作時(shí)，每分鐘消耗電能為2400J

C.以額定電壓工作時(shí)，電機(jī)的內(nèi)阻為10Ω

D.電池充滿電后儲(chǔ)存的總電荷量為5000C15.金屬自由電子氣理論認(rèn)為金屬中的自由電子好像氣體分子一樣，總是在不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，由于自由電子會(huì)與金屬離子發(fā)生碰撞，其在金屬中的運(yùn)動(dòng)軌跡是“曲折”的路線。當(dāng)存在外加電場(chǎng)E時(shí)，自由電子在雜亂無(wú)章的熱運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上會(huì)疊加一個(gè)沿電場(chǎng)力方向的定向移動(dòng)，如圖所示。大量自由電子沿同一方向的定向移動(dòng)形成了宏觀的電流，通常情況下，電流穩(wěn)定時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的速率約為10?4m/s，自由電子熱運(yùn)動(dòng)的速率約為105m/s.可以將金屬導(dǎo)電問題簡(jiǎn)化為下述過程：自由電子每次與金屬離子碰撞后，定向移動(dòng)速率變?yōu)?；接著自由電子在電場(chǎng)力的作用下重新加速獲得定向移動(dòng)速度，直到再次與金屬離子發(fā)生碰撞。根據(jù)以上信息，下列說(shuō)法正確的是A.相較于自由電子的定向移動(dòng)速率，熱運(yùn)動(dòng)速率對(duì)碰撞頻率影響更大

B.相較于自由電子的熱運(yùn)動(dòng)速率，定向移動(dòng)速率對(duì)碰撞頻率影響更大

C.E恒定時(shí)，若碰撞頻率升高，金屬中自由電子定向移動(dòng)形成的電流不變

D.E恒定時(shí)，若碰撞頻率升高，金屬中自由電子定向移動(dòng)形成的電流變小三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共15分。16.某同學(xué)用電流傳感器和電壓傳感器研究電容器的放電情況，按圖1連接電路。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將開關(guān)S與1端相連，待電路穩(wěn)定后，將開關(guān)擲向2端，傳感器將信息傳入計(jì)算機(jī)，屏幕上可以顯示出電流、電壓隨時(shí)間變化的i?t圖線、u?t圖線。

(1)由圖1可知，傳感器2應(yīng)為______傳感器(選填“電流”或“電壓”)。

(2)計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的i?t圖線可能為圖2中的______，u?t圖線可能為圖2中的______。

(3)結(jié)合屏幕顯示的i?t圖線、u?t圖線信息，可以估算出______。

A.電容器的電容

B.電容器儲(chǔ)存的電荷量17.在“測(cè)量金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)測(cè)量一段阻值約為5Ω、粗細(xì)均勻金屬絲的電阻率。

(1)用螺旋測(cè)微器分別在三個(gè)不同的位置測(cè)量金屬絲的直徑，某次示數(shù)如圖1所示，該次測(cè)量值為______mm。

(2)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)采用圖2所示的電路圖，用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx，現(xiàn)有電源(電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻可忽略不計(jì))，開關(guān)導(dǎo)線若干，以及下列器材：

A.電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)

B.電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)

C.電流表A1(量程0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω)

D.電流表A2(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)

E.滑動(dòng)變阻器R1(0～5Ω,3A)

F.滑動(dòng)變阻器R2(0～1000Ω,0.5A)

①為減小測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)中，電壓表應(yīng)選用______，電流表應(yīng)選用______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______。(選填各器材前的字母)

②圖3是測(cè)量R的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線。請(qǐng)根據(jù)圖2的電路圖，補(bǔ)充完成圖3中實(shí)物間的連線。

(3)測(cè)量出金屬絲直徑為d、長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則該金屬絲電阻率測(cè)量值的表達(dá)式ρ=______?？紤]電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差，該測(cè)量值______真實(shí)值(選填“大于”或“小于”)。

(4)在測(cè)量另一根阻值未知的金屬絲電阻率時(shí)，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)將電流表?yè)Q成了量程為0～100mA的毫安表，依據(jù)圖2連接了電路，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R接M點(diǎn)接N點(diǎn)U/V0.80.9I/mA8483四、簡(jiǎn)答題：本大題共2小題，共16分。18.如圖所示是一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖。電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻r=1Ω，電路中另一電阻R=20Ω，直流電壓U=200V，電壓表示數(shù)UV=100V。試求：

(1)通過電動(dòng)機(jī)的電流；

(2)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率；

(3)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率。

19.如圖所示，粒子發(fā)射器發(fā)射出一束質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)，從靜止經(jīng)加速電壓U1加速后，沿垂直于電場(chǎng)方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓U2作用后，以某一速度離開電場(chǎng)。已知平行板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板間距離為d，求：

(1)粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)速度v0；

(2)粒子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的縱向偏移量y；

(3)粒子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能Ek五、計(jì)算題：本大題共3小題，共24分。20.如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B為同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)。已知電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=1.0×104V/m，A、B兩點(diǎn)之間的距離d=0.20m。

(1)求A、B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差UAB；

(2)將電荷量q=+1.0×10?8C的試探電荷沿電場(chǎng)線由A點(diǎn)移至21.如圖所示，電源電壓恒為U=6V，定值電阻R阻值20Ω，小燈泡L的額定電壓UL=4V；閉合開關(guān)后，小燈泡L正常發(fā)光，求：

(1)定值電阻R兩端的電壓UR；

(2)電路的電流I；

(3)L的額定功率PL

22.金屬導(dǎo)體的兩端加上恒定電壓，導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)形成由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng)，它的基本性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同。金屬中的自由電子除了做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)外，還要在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)，從而形成電流，所以金屬導(dǎo)體的電流跟自由電子定向移動(dòng)的速率有關(guān)。這些獲得附加定向運(yùn)動(dòng)速度的電子不可避免的會(huì)與晶格上的正離子頻繁地發(fā)生碰撞，這些碰撞的宏觀表現(xiàn)可以用“電阻”衡量。為了從微觀的角度研究電流和電阻，我們?cè)O(shè)某一金屬導(dǎo)體的橫截面積為S，自由電子數(shù)密度(單位體積內(nèi)的自由電子數(shù))為n，自由電子的質(zhì)量為m，所帶電荷量為e。

(1)在該金屬導(dǎo)體中，若自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v，試推導(dǎo)電流I和自由電子定向移動(dòng)平均速率v的關(guān)系。

(2)經(jīng)典統(tǒng)計(jì)理論認(rèn)為：沒有電場(chǎng)時(shí)，金屬導(dǎo)體中的自由電子都以很大的速度做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，自由電子沿導(dǎo)線方向的速度平均值為零。在導(dǎo)體兩端加電壓之后，該段導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，金屬中的自由電子受到電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)，在原熱運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上疊加定向加速運(yùn)動(dòng)。在定向加速運(yùn)動(dòng)過程中自由電子與導(dǎo)體內(nèi)的金屬離子不斷碰撞，碰撞后電子的速度發(fā)生改變，沿各方向速度均可出現(xiàn)，因此可以認(rèn)為這些自由電子沿導(dǎo)線方向的平均速度又變?yōu)榱?。能量的轉(zhuǎn)移引起晶格振動(dòng)加劇，金屬溫度升高。碰撞阻礙了自由電子的定向運(yùn)動(dòng)，結(jié)果是大量自由電子定向移動(dòng)的平均速度不隨時(shí)間變化，這就是電阻形成的原因。

如圖所示，截取長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)體，兩端所加電壓為U，平均一個(gè)電子從某一次碰撞后到下一次碰撞前經(jīng)過的時(shí)間為t0。試求：

a.單個(gè)電子在電場(chǎng)力的作用下加速一次能夠獲得的最大速度vm；

b.請(qǐng)利用電阻的比值定義式和金屬導(dǎo)體的電阻定律推導(dǎo)該金屬材料的電阻率ρ。

(各小題的結(jié)果用題目敘述中出現(xiàn)的物理量符號(hào)表示)

參考答案1.D

2.B

3.D

4.C

5.B

6.D

7.C

8.A

9.D

10.C

11.AC

12.ABD

13.AB

14.AB

15.AD

16.電壓

B

D

AB

17.0.550

A

D

E

Uπd24IL18.解：(1)電動(dòng)機(jī)和電阻R串聯(lián)，通過它們的電流相等，則通過電動(dòng)機(jī)的電流為I=U?UVR=200?10020A=5A

(2)輸入電動(dòng)機(jī)的功率為P=UVI=100×5W=500W

(3)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為P機(jī)=P?I2r=500W?5219.解：(1)粒子在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得：qU1=12mv02

變形整理解得：v0=2qU1m

(2)粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)

水平方向上有：L=v0t

變形得：t=Lv0

豎直方向上有：y=12at2

又根據(jù)牛頓第二定律有：a=qU2md

聯(lián)立解得：y=U220.解：(1)由U=Ed可知，A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為：

UAB=Ed=1.0×104×0.20V=2.0×103V；

(2)由W=qU可知，靜電力所做的功為：

W=qUAB=1.0×10?8×2.0×103J=2.0×10?5J。

答：(1)A、21.解：(1)根據(jù)串聯(lián)電路電壓關(guān)系，定值電阻R兩端電壓UR=U?UL=6V?4V=2V

(2)對(duì)于R，根據(jù)歐姆定律看電流I=URR=2V20Ω=0.1A

(3)根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，L的電流I=0.1A，電阻RL=ULI=4V0.1A=40Ω

L的額定功率22.解：(1)設(shè)t時(shí)間內(nèi)通過截