2024-2025學(xué)年河南省鄭州第四高級中學(xué)高二（上）第一次月考物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2024-2025學(xué)年河南省鄭州第四高級中學(xué)高二（上）第一次月考物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.以下情景描述不符合物理實際的是(

)A.處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場強度處處為0

B.火車拐彎時規(guī)定行駛速率為v，若速率大于v，則輪緣擠壓外軌

C.在平直的公路上，汽車以加速度a由靜止啟動，行駛過程中阻力不變。當(dāng)速度增加到v時，汽車的功率剛好達(dá)到額定功率P，則汽車的阻力為Pv

D.2.物理學(xué)家在研究帶電粒子在特殊電場中運動規(guī)律時，設(shè)計了一種特殊的電場：在正方形四個頂點固定等量同種電荷，電場線如圖，則正方形內(nèi)部電場強度為零的點個數(shù)是(

)A.4個 B.5個 C.6個 D.7個3.沿空間某直線建立x軸，該直線上的靜電場方向沿x軸，某點電勢的φ隨位置x變化的圖像如圖所示，一電荷量為e帶負(fù)電的試探電荷，經(jīng)過x2點時動能為1.5eV，速度沿x軸正方向，若該電荷僅受電場力，則其將(

)A.不能通過x3點 B.在x3點兩側(cè)往復(fù)運動

C.能通過x0D.在x14.均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球頂點與球心O的軸線，在軸線上有M，N兩點，OM=ON=2R，已知M點的場強大小為E，則N點的場強大小為(

)A.kq4R2 B.kq2R25.如圖所示，沿紙面方向的勻強電場內(nèi)有一長方形區(qū)域ABCD，A點有一質(zhì)子源，以相同大小的初速度v0沿各個方向射入電場，其中到達(dá)B、D兩處的質(zhì)子具有相同大小的速度v=2v0。已知AB=L，BC=3L，質(zhì)子電荷量為q，質(zhì)量為mA.電場方向由指向D

B.電場強度大小為3mv02qL

C.長方形區(qū)域內(nèi)兩點間電勢差的最大值為3m6.質(zhì)量1kg的帶正電滑塊，輕輕放在傳送帶底端。傳送帶與水平方向夾角為θ=37°，與滑塊間動摩擦因數(shù)為μ=0.5，電動機帶動傳送帶以3m/s速度順時針勻速轉(zhuǎn)動?；瑝K受到沿斜面向上的4N恒定電場力作用，則1s內(nèi)(

)A.滑塊動能增加4J B.滑塊機械能增加12J

C.由于放上滑塊電機多消耗電能為12J D.滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)熱為4J7.《刑法修正案(八)》將醉駕入刑。我國法律規(guī)定當(dāng)每100ml的氣體中酒精濃度大于或等于20mg小于80mg為酒駕，大于或等于80mg為醉駕。圖甲是便攜式酒精測試儀的原理圖，ab兩端電壓9V，RP是酒精氣體傳感器，其阻值隨酒精氣體濃度變化的規(guī)律如圖乙所示，R是報警器，其電阻值恒定為16Ω。在對某司機的檢測中，電壓表的示數(shù)為4.5V，則該司機(

)

A.醉駕 B.酒駕

C.喝酒但不到酒駕標(biāo)準(zhǔn) D.沒喝酒二、多選題：本大題共5小題，共25分。8.如圖所示，絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號電荷的小球(不計重力)。開始時，兩小球分別靜止在A、B位置?，F(xiàn)外加一勻強電場E，在靜電力作用下，小球繞輕桿中點O轉(zhuǎn)到水平位置。取O點的電勢為0.下列說法正確的有(

)A.電場E中A點電勢低于B點 B.轉(zhuǎn)動中兩小球的電勢能始終相等

C.該過程靜電力對兩小球均做負(fù)功 D.該過程兩小球的總電勢能增加9.如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定著一根光滑絕緣細(xì)桿MP，細(xì)桿左側(cè)O點處固定著一個帶正電的點電荷，以O(shè)為圓心、r為半徑的圓周與細(xì)桿交于N、P兩點，N點為MP的中點。現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為?q的小球(可視為質(zhì)點)套在桿上從M點由靜止釋放，小球滑到N點時的速度大小為6gr。已知重力加速度為g，M點和P點的高度差為3r，取P為零電勢點，則下列說法正確的是(

)A.M、N兩點的電勢差為?2mgr3q

B.小球從N點到P點過程電場力做的功為?3mgr2

C.小球滑至P點時的速度大小為310.如圖(a)，水平放置長為l的平行金屬板右側(cè)有一豎直擋板。金屬板間的電場強度大小為E0，其方向隨時間變化的規(guī)律如圖(b)所示，其余區(qū)域的電場忽略不計。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子任意時刻沿金屬板中心線OO′射入電場，均能通過平行金屬板，并打在豎直擋板上。已知粒子在電場中的運動時間與電場強度變化的周期T相同，不計粒子重力，則(

)

A.金屬板間距離的最小值為qE0T22m B.金屬板間距離的最小值為qE0T11.如圖，質(zhì)量均為2kg的兩小物塊A、B放置在絕緣光滑的無限長水平面上，帶電量均為+1.0×10?4C，初始距離為3m。某時刻給物塊A水平向右4m/s的初速度，之后兩物塊均沿直線運動，且未發(fā)生碰撞。g取10m/s2。靜電力常量取A.A釋放時加速度大小為5m/s2 B.兩物塊運動過程中機械能守恒

C.運動過程中兩物塊電勢能先增大后減小 D.末狀態(tài)B12.小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示，圖(b)中電源E0(電動勢4V，內(nèi)阻1.00Ω)滑動變阻器R(阻值0～9.0Ω)。閉合開關(guān)S，在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的功率可能為(

)

A.0.05W B.0.50W C.1.05W D.2.50W三、實驗題：本大題共2小題，共18分。13.探究電容器充放電規(guī)律，實驗裝置如圖甲所示，有電源E，定值電阻R0，電容器C，單刀雙擲開關(guān)S。

(1)為測量電容器充放電過程電壓U和電流I變化，需在①、②處接入測量儀器，位置②應(yīng)該接入測______(電流、電壓)儀器。

(2)接通電路并接通開關(guān)，當(dāng)電壓表示數(shù)最大時，電流表示數(shù)為______。

(3)根據(jù)測到數(shù)據(jù)，某過程中電容器兩端電壓U與電流I的關(guān)系圖如圖乙所示。該過程為______(充電、放電)。放電過程中電容器兩端電壓U隨時間t變化關(guān)系如圖丙所示。0.2s時R0消耗的功率______W。14.為了測量某待測電阻Rx的阻值，約為30Ω，提供了以下器材：

電壓表V1(量程0?3V，內(nèi)阻很大)；

電壓表V2(量程0?15V，內(nèi)阻很大)；

電流表A1(量程0?50mA，內(nèi)阻約10Ω)；

電流表A2(量程0?3A，內(nèi)阻約0.12Ω)；

電源E(電動勢約為3V，內(nèi)阻約為0.2Ω)；

定值電阻R(20Ω，允許最大電流1.0A)；

滑動變阻器R1(0～10Ω)，允許最大電流2.0A；

滑動變阻器R2(0～1kΩ)，允許最大電流0.5A；

單刀單擲開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。

(1)為了使測量范圍盡可能大，電壓表應(yīng)選______，電流表應(yīng)選______，滑動變阻器應(yīng)選______。(填字母代號)

(2)請在虛線框內(nèi)畫出測量電阻Rx的實驗電路圖。

(3)四、計算題：本大題共3小題，共29分。15.如圖為一簡單調(diào)光電路，電源兩端電壓U=10V，燈泡L額定電壓UL=6V，電阻RL=6Ω，定值保護(hù)電阻R0=2Ω，調(diào)光電阻R1的最大阻值為12Ω。求：

(1)燈泡正常發(fā)光時，通過定值電阻R0電流的大??；

(2)16.如圖，豎直平面內(nèi)有一邊長為5cm的正方形ABCD，CD邊水平，將質(zhì)量m=0.1kg、電荷量q=1×10?3C的帶正電小球自A點沿AB方向拋出，恰好通過C點，重力加速度g=10m/s2。

(1)求小球拋出時的速度大??；

(2)若只增加一個平行ABCD平面的勻強電場E1(大小未知)，將小球自A點由靜止釋放，恰好沿AC運動，求電場強度E1的最小值；

(3)若只在ABCD平面內(nèi)增加一個方向平行AC的勻強電場E2(大小未知)，將小球自A點沿某方向(未知)拋出，恰好能先后通過B、C兩點，且從A到B17.如圖所示，在xOy平面直角坐標(biāo)系中，第一象限中有沿y軸負(fù)方向的勻強電場，第三象限中有沿y軸正方向的勻強電場，電場強度大小均為E，第四象限中有沿y軸正方向的勻強電場(圖中未畫出)，在x=4l處垂直x軸放置一足夠長的擋板。質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子從A點沿x軸正方向開始運動，經(jīng)O點進(jìn)入第一象限，最終垂直打在擋板上，A點坐標(biāo)為(?l,?l2)。離子重力不計。求：

(1)離子第一次經(jīng)過x軸時的速度大小及方向；

(2)離子第二次經(jīng)過x軸時的橫坐標(biāo)；

(3)

答案解析1.C

【解析】解：A.處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場強度處處為0，故A正確；

B.火車拐彎時規(guī)定行駛速率為v，若速率大于v，重力和支持力的合力不足以提供向心力，外軌對輪緣有擠壓，根據(jù)牛頓第三定律知輪緣擠壓外軌，故B正確；

C.在平直的公路上，汽車以加速度a由靜止啟動，行駛過程中阻力不變。當(dāng)速度增加到v時，汽車的功率剛好達(dá)到額定功率P，則汽車的牽引力為Pv，故C錯誤；

D.離心機利用離心現(xiàn)象分離血液，故D正確。

本題選擇不正確的

故選：C。

處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場強度處處為0；火車轉(zhuǎn)彎時靠重力和鐵軌對火車支持力的合力提供向心力；牽引力等于功率與速度的比值；根據(jù)離心現(xiàn)象的應(yīng)用分析。

2.B

【解析】解：由點電荷場強公式E=kQr2可知，四個等量同種電荷在正方形中心O點產(chǎn)生的合場強為零。在正方形內(nèi)部取A、B、C、D四個點，AOC所在直線、BOD所在直線與正形的邊平行。

上方兩個點電荷在A點產(chǎn)生的合場強豎直向下，下方兩個點電荷在A點產(chǎn)生的合場強豎直向上，又因為AO間的電場線方向向下，A點上方的電場線方向向上，則A點的場強應(yīng)該為零，同理B、C、D三點的合場強也為零，則正方形內(nèi)部電場強度為零的點個數(shù)是5個，故ACD錯誤，B正確；

故選：B。

根據(jù)電場線的分布特點結(jié)合電場關(guān)于兩電荷的連線對稱分析解答。3.B

【解析】解：在?φ?x圖像中，圖像的斜率表示?電場強度的大小，因此在x3處，場強為零。

A.假設(shè)試探電荷能到達(dá)x3，電場力做功W1=?e(1?2)V=+1eV

根據(jù)動能定理W1=Ek3?Ek2

代入數(shù)據(jù)解得Ek3=2.5eV，假設(shè)成立，故A錯誤；

BCD.當(dāng)x>x3，場強方向沿x軸正方向，試探電荷所受電場力沿x軸負(fù)方向，試探電荷做減速運動至速度為零，再向左做加速運動，重新回到x2處時，動能為1.5eV，速度方向沿x軸負(fù)方向；

在x1<x<x3范圍，場強方向沿x軸負(fù)方向，電場力方向沿x軸正方向，試探電荷做減速運動；

設(shè)動能減為零時的電勢為φ，根據(jù)動能定理?e(1?φ)V=0?1.5eV

解得φ=?0.5V

因此，試探電荷還未運動到x1處，速度減速至零；

當(dāng)試探電荷減速至零后，試探電荷又向右做加速運動，再次到達(dá)x3處速度達(dá)到最大，在4.B

【解析】解：若將帶電量為2q的球面放在O處，均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。

則在M、N點所產(chǎn)生的電場為E0=k?2q4R2=kq2R2，

由題知當(dāng)半球面如圖所示M點的場強大小為為E，則N點的場強為：E′=kq2R2?E，

故選：B。

5.C

【解析】解：A、質(zhì)子在B、D兩點具有相同動能，故B、D為等勢點，勻強電場的電場線垂直于等勢線BD，而質(zhì)子由A點運動到B、D兩點過程中動能增加，電場力做正功，且質(zhì)子帶正電，故電場方向如圖所示，故A錯誤；

B、由A到B，由動能定理得：qE?32L=12mv2?12mv02

解得：E=3mv02qL

故B錯誤；

C、由以上分析可知，A、C兩點間電勢差最大，為UAC=3LE=3mv02q

故C正確；

D、質(zhì)子由C點出電場時電場力做功最多，速度最大，由A到C6.C

【解析】解：A.設(shè)滑塊開始在傳動帶上的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有

Eq+μmgcosθ?mgsinθ=ma

解得

a=2m/s2

1s末，滑塊末速度為

v1=at=2×1m/s=2m/s

位移為

x1=12at2=12×2×12m=1m

傳送帶位移為

x2=vt=3×1m=3m

則，滑塊動能為

Ek=12mv12=12×1×22J=2J

故A錯誤；

B.7.A

【解析】解：由圖甲可知，RP和R是串聯(lián)關(guān)系，則流過RP和R的電流大小相同，可知當(dāng)電壓表的示數(shù)為4.5V時，RP兩端的電壓為9V?4.5V=4.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓之比等于電阻之比特點，可得RP此時的電阻值也為16Ω，對應(yīng)乙圖，該駕駛員氣體酒精濃度大約為110mg，屬于醉駕，故A正確，BCD錯誤；

故選：A。8.AB

【解析】本題考查了帶電小球在電場中運動過程中做功及電勢能的變化，一定要掌握電場力做功與電勢能變化的關(guān)系，知道電場力做正功，電勢能減小。

解答：

A、根據(jù)順著電場線電勢降低，可得電場E中A點電勢低于B點，故A正確；

B、設(shè)OA=OB=L，開始狀態(tài)輕桿與電場線方向的夾角為θ，根據(jù)勻強電場中電勢差與場強的關(guān)系得：UOA=Ed=ELcosθ

取O點的電勢為0，則有：UOA=φO?φA

解得：φA=?ELcosθ

同理可得：φB=ELcosθ

又根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系得A小球的電勢能為：EpA=q9.CD

【解析】解：A、小球從M點到N點過程，受重力和電場力的作用，由動能定理可得

mg?3r2?qUMN=12mvN2

又vN=6gr

解得M、N兩點的電勢差為UMN=?3mgr2q，故A錯誤；

B、根據(jù)點電荷的電場特征可知，N、P兩點所在的圓是一個等勢面，小球從N點到P點過程中電場力做的功為零，故B錯誤；

C、由幾何關(guān)系可得NP段的豎直高度為?NP=32r

小球從N點到P點過程，根據(jù)動能定理可得

mg?32r=12mvP2?12mvN2

解得小球滑至P點時的速度大小vP=3gr，故C正確；

D、以10.AD

【解析】解：AB.在t=nT(n=0、1、2……)時刻進(jìn)入電場的粒子在電場中的豎直位移最大，粒子在電場中運動的時間為T，則豎直方向先做勻加速運動后做勻減速運動，由對稱性，則沿豎直方向受到電場力的作用，做初速度為零的勻加速運動，所以豎直方向的位移為

y=2×12a(T2)2=14×qE0mT2=qE0T24m

金屬板間距離的最小值為

d=2y=qE0T22m

故A正確，B錯誤；

CD.粒子出離電場時的水平速度均為

v0=lT11.ACD

【解析】解：A、A物塊釋放時，在水平方向上受到向左的庫侖力：F=kQqr2=10N，結(jié)合牛頓第二定律：F=ma，得出加速度大小為5m/s2，故A正確；

B、兩物塊運動過程中有電場力做功，則機械能不守恒，故B錯誤；

C、運動過程中兩物塊之間的距離先減小后增加，則電場力先做負(fù)功后做正功，則電勢能先增大后減小，故C正確；

D、當(dāng)兩者距離再次達(dá)到3m時，設(shè)兩者速度分別為v1、v2，由動量守恒mv0=mv1+mv2，12mv02=112.BC

【解析】解：利用作圖法，將滑動變阻器等效為電源內(nèi)阻，作出電源的I?U圖像，可知滑動變阻器接入電路的阻值為9.0Ω時，P1=U1I1=1.75×0.22

W=0.39

W，滑動變阻器接入電路的阻值為0Ω時，P2=U2I2=3.67×0.318

W=1.17W．

故燈泡功率：0.39W≤P≤1.17W．

故AD錯誤，BC13.電壓

60mA

放電

0.32

【解析】解：(1)①處把原電路斷開串聯(lián)接入測量儀器，應(yīng)該是電流表，②處與電容器并聯(lián)連接，應(yīng)該是測電壓的儀器；

(2)接通電路并接通開關(guān)，當(dāng)電壓表示數(shù)最大為12V時，根據(jù)圖乙電流表示數(shù)為60mA；

(3)電容器充電時電壓低，充電電流強，放電時電流隨電壓的降低而減小，所以圖乙對應(yīng)放電過程，根據(jù)圖丙，當(dāng)t=0.2s時，對應(yīng)的電壓為8V，結(jié)合圖乙，此時的放電電流為40mA，電路中只有R0消耗電功率，所以R0消耗的功率為P=UI=8×40×10?3W=0.32W。

故答案為：(1)電壓；(2)60mA；(3)放電，0.32W。

(1)根據(jù)兩個位置接入電路是串聯(lián)還是并聯(lián)結(jié)合電流表串聯(lián)與電壓表并聯(lián)特點進(jìn)行判斷；

(2)根據(jù)圖乙最大電壓讀數(shù)最大電流；14.V1

A1

R1【解析】解：(1)因為電源電動勢為3V，所以被測電阻兩端電壓不會超過3V，所以電壓表選擇V1；

電源電壓為3V，所以電路中的最大電流不會超過

I=ER=330A=0.1A

故電流表選擇A1；

本實驗要求測量范圍盡可能大，所以應(yīng)該選用滑動變阻器的分壓式，故滑動變阻器應(yīng)該選用R1。

(2)因題目要求所測量的值的變化范圍盡可能大一些，故可知應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法；由于電流表量程只有0?50mA，若只接待測電阻，電路中電流過大損壞電流表，故可將定值電阻接入與待測電阻串聯(lián)；由于電壓表的內(nèi)阻很大，則有

RVRx>RxRA

故電壓表分流較小，故應(yīng)采用電流表外接法；故電路如下圖所示

(3)由歐姆定律可知

R+Rx=U0I0

解得

Rx=15.解：(1)燈泡正常發(fā)光時，燈泡L的電壓UL=6V，則定值電阻R0的電壓為

UR0=U?UL

定值電阻R0的電流為

I=UR0R0

解得

I=2A

(2)調(diào)光電阻R1阻值調(diào)至最大值時，外電路總電阻為

R總=R0+R1RLR1+【解析】(1)燈泡正常發(fā)光時，先確定R0的電壓，再由歐姆定律求通過定值電阻R0電流的大??；

(2)調(diào)光電阻R116.解：(1)小球做平拋運動通過C點，設(shè)水平和豎直方向的位移分別為s、?，則

s=v0t

?=12gt2

代入數(shù)據(jù)解得小球拋出時的速度大小為

v0=0.5m/s

(2)如圖1所示

圖1

電場力與重力的合力應(yīng)沿AC方向，且當(dāng)電場力與AC垂直時電場強度最小，由圖1可知

sinθ=qE1mg

解得電場強度E1的最小值為

E1=52×102N/C

(3)以AC方向為