河南省新乡市获嘉县第一中学2023-2024学年高二上学期第一次月考物理试卷

这是一份河南省新乡市获嘉县第一中学2023-2024学年高二上学期第一次月考物理试卷，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1.（本题5分）如图所示，静电场中有三条虚线a、b、c，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（ ）
A.若三条虚线是电场线，则带电质点在P点具有的电势能比在Q点的小
B.若三条虚线是等差等势面，则带电质点在P点具有的动能比在Q点的大
C.若三条虚线是电场线，带电质点在P时的加速度比Q点时小
D.若三条虚线是等差等势面，带电质点一定是从P点向Q点运动
2.（本题5分）如图所示，电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0，静电力常量为k，则图中B点的电场强度大小为（ ）
A.B.C.D.
3.（本题5分）如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略.一带负电油滴被固定于电容器中的P点.现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（ ）
A.平行板电容器的电容将变大
B.静电计指针张角变小
C.带电油滴的电势能将增加
D.若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴静止不动
4.（本题5分）A、B两电阻的伏安特性曲线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.电阻A和电阻B均为线性元件
B.电阻A的阻值随电流的增大而减小
C.电阻B的阻值不变，图中的斜率等于其阻值
D.在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻B的阻值
5.（本题5分）如图所示的电解液接入电路后，在时间内有个一价正离子通过溶液内截面，有个二价负离子通过溶液内截面，设为元电荷，则以下关于通过该截面的电流的说法中，正确的是（ ）
A.当时，电流大小为零
B.当时，电源外部电流方向由指向，电流
C.当时，电源内部电流方向由指向，电流
D.电源外部电流方向由指向，电流
6.（本题5分）让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，最后都从偏转电场右侧离开，图中画出了其中一种粒子的运动轨迹，下列说法正确的是（ ）
A.在加速电场中运动时间最长的是一价氢离子
B.经加速电场加速度后动能最小的是二价氦离子
C.在偏转电场中三种离子的加速度之比为1：4：2
D.在加速和偏转过程中三种离子的轨迹都重合
7.（本题5分）如图所示，一根不可伸长的绝缘细线一端固定于点，另一端系一带正电小球，置于水平向右的匀强电场中。现把细线水平拉直，小球从点由静止释放，经最低点后，小球摆到点时速度为零，其中，则小球（ ）
A.所受电场力是重力的倍B.从到过程机械能先减小后增大
C.在处绳子的拉力大小等于重力的3倍D.在处绳子的拉力大小等于电场力
二、多选题（共18分，每道题选对部分选项得3分，选错一个0分）
8.（本题6分）两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图所示，关于电子的运动速度图像可能正确的是（ ）
A.B.C.D.
9.（本题6分）如图所示，匀强电场的方向水平向右，一质量为的带电粒子在匀强电场所在的竖直平面内运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该带电粒子在点的速度大小为，方向与竖直方向的夹角为，它运动到点时速度方向与竖直方向的夹角变为。不计带电粒子受到的重力，若点电势为零，则下列说法正确的是（ ）
A.带电粒子带正电
B.带电粒子在点的速度大小为
C.带电粒子从点运动到点的过程中，电势能减少了
D.带电粒子在点的电势能为
10.（本题6分）有一带电量为的粒子仅在静电力作用下，以某一初速度沿电场中的一条电场线从处开始运动，该粒子运动的动能一位移图像如图所示，在处图线的切线如虚线所示，图线与纵轴交点位置坐标是。下列说法正确的是（ ）
A.粒子向场强增大的方向运动
B.粒子从0运动到0.5m，电场力对粒子做0.2J的正功
C.在1.0m处的场强大小为125V/m
D.若该电场是点电荷电场，则场源电荷可能在1.2m以内的位置
三、实验题（11题6分，12题8分）
11.（本题6分）现有一合金制成的圆柱体.为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端的电阻，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，游标卡尺和螺旋测微器的示数如图甲和乙所示。
甲 乙
（1）由图读得圆柱体的长度为__________cm，直径为__________mm；
（2）若流经圆柱体的电流为，圆柱体两端的电压为，圆柱体的直径和长度分别用、表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为__________。
12.（本题8分）我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关。进一步研究表明，在温度不变时，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，这个规律叫作电阻定律，用公式表示为，其中R、l、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积。而是反映材料导电性能的物理量，我们把它叫作材料的电阻率。材料电阻率的大小与什么有关?小红提出如下猜想：
猜想1：电阻率与材料的长度有关；
猜想2：电阻率与材料的横截面积有关；
猜想3：电阻率与材料的种类有关。
于是小红找来不同规格的导线进行测量，实验数据见表：
（1）你认为下面哪一个是电阻率的单位_________。
A.B.C.D.
（2）分析比较实验序号1、2的数据，可以初步确定猜想1是_________（选填“正确”或“错误”）的。
（3）分析比较实验序号_________的数据，可以初步确定猜想2是错误的。
（4）分析比较实验序号1、4、5的数据，可得到的初步结论是_________。
（5）根据表中的数据，如果要制作一个滑动变阻器，电阻丝的材料应选用_________，这是因为相同规格的这种材料做成的电阻阻值较_________（选填“大”或“小”），可以调节的阻值范围较大。
（6）根据表中的数据求出一段长10m、横截面积为2的铁导线的电阻是_________。
（7）我们知道导体的电阻还与温度有关，有些导体的电阻随温度升高而增大，有些导体的电阻随温度升高而减小。你认为导体的电阻随温度变化是因为_________.
A.不成立B.发生变化C.发生变化D.发生变化
五、解答题（共33分）
13.（本题9分）如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，一个质量为、电荷量为的带电粒子在点竖直向上以速度射入电场，一段时间后，粒子运动到点，速度水平向右。、连线与水平方向的夹角为，重力加速度为，不计空气阻力，。求：
（1）粒子从运动到所用时间为多少；
（2）匀强电场的电场强度多大；
（3）、间的电势差为多少。
14.（本题9分）如图所示，在水平地面上有水平向右的匀强电场，其电场强度的大小为E，在地面上O点处有一足够大的绝缘平板，平板与水平地面成角，在地面上离O点为d的P点处有带一电小球，已知小球的质量为m，当给小球以垂直于方向、大小为（大小未知）的初速度时，小球恰好沿垂线运动到绝缘平板。
（1）求小球所带的电荷量和初速度的大小；
（2）若给小球一个垂直于地面竖直向上的初速度v，要求小球能打到绝缘平板上，求初速度v应满足的条件。
15.（本题15分）如图，长、宽、间距均为的正对平行板电容器水平放置，两极板间加上连续变化的电压。在电容器两极板左侧连线中点处有一长为的线状粒子源。粒子源能连续不断地沿极板中心平面水平向右向整个电容器射入质量为、电量为初速度相同带电粒子。在与电容器极板右边缘相距处有一与极板垂直的足够大光当平行板电容器两极板间电压为时，粒子均与水平成击中光屏。每个粒子通过电容器的时间都远小于电压变化的时间，两极板间电场可视为有理想边界的匀强电场，不计粒子重力。求：
（1）粒子的初速度；
（2）电容器两极板间电压时，粒子从射出到击中光屏时间；
（3）粒子打在光屏上的区域面积。
参考答案
1.A
【详解】AC.若三条虚线是电场线，假设带正电的质点是从Q到P，根据曲线运动的特点，可知，带正电的质点受到的电场力方向，大致向右，故电场线方向也大致向右，根据沿着电场线方向电势不断降低，可知P点电势比Q点低，所以带正电质点在P点具有的电势能比在Q点的小；根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小，可知，P点的电场线更密，故带正电质点在P点的加速度比Q点的大，故A正确，C错误；
BD.若三条虚线是等差等势面，假设带正电的质点是从Q到P，根据电场线垂直等势面和曲线运动的特点，可知，带正电的质点受到的电场力方向，大致向下，故电场线方向也大致向下，根据沿着电场线方向电势不断降低，可知Q点电势比P点低，则带正电的质点在Q点的电势能比P点小，动能比P点大；由题意无法确定粒子是从P到Q，还是Q到P，故BD错误。
故选A。
2.D
【详解】图中A点的电场强度为0，表明薄板带负电，且薄板在A点的电场强度大小为
根据对称性，薄板在B点的电场强度大小与薄板在A点的相等，方向相反，图中B点的电场强度大小为
故选D。
3.D
【详解】A.现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，导致极板间距增大，根据知，d增大，则电容减小，A错误；
B.静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，B错误；
C.电势差不变，d增大，则电场强度减小，P点与上极板的电势差减小，则P点的电势增大，因为该油滴带负电荷，则电势能减小，C错误；
D.若先将电容器上极板与电源正极的导线断开，则电荷量不变，d改变，根据知电场强度不变，则油滴所受电场力不变，D正确。
故选D。
4.D
【详解】A.电阻A是非线性元件，电阻B为线性元件，A错误；
B.电阻A的阻值随电流的增大而增大，B错误；
C.电阻B的阻值不变，图中的斜率等于其阻值的倒数，C错误；
D.在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻B的阻值，D正确。
故选D。
5.D
【详解】电流的方向就是正电荷定向移动的方向，在电源外部电流方向由A指向B，在电源内部电流方向由B指向A，与、的大小无关，由题意可知，流过溶液截面上的电量
则电流
故选D。
6.D
【详解】
B.设加速电压为，加速过程根据动能定理有
可得
知加速后动能最小的离子是一价离子，故B错误；
A.设加速电板间距离为L，在加速电场中运动时间
根据荷质比可知，加速时间最长的是一价氦离子，故A错误；
C.设偏转电板间距离为d，偏转过程做平抛运动，则有
知三种离子加速度之比为
故C错误；
D.在加速电场中，受力方向相同，做直线运动，轨迹相同；在偏转电场中，当水平位移为x时偏转轨迹为
可知偏转轨迹与q、m无关，三种离子轨迹重合，故D正确。
故选D。
7.D
【详解】A.设绳子长度为L，对小球从A到C过程，根据动能定理
可得，可得
故A错误；
B.从A到C过程电场力一直对小球做负功，小球的机械能一直减小，故B错误；
C.从A到B过程，根据动能定理
在B点，根据牛顿第二定律
联立可得
故C错误；
D.在C点，如图所示
绳子拉力
故D正确。
故选D。
8.AB
【详解】AB.在等量同种正电荷连线中点处的场强为零，无穷远处的电场强度为零，所以从在中垂线上从中点到无穷远处电场强度是先增大后减小，方向从O点沿中垂线指向无穷远处，而场强最大处可能在a点上方，也可能在a点下方，也可能在a点，所以电子从a点向O点运动的过程中，加速度可能先增大后减小，也可能一直增大，但速度都在增大。O点场强为零，电子所受电场力为零，加速度为零，图像的斜率为零。过O点后，所受静电力的合力与速度方向相反，做减速运动，加速度可能一直增大，也可能先增大后减小。故AB正确；
C.速度最大时，加速为零，图像的斜率应为零。故C错误；
D.电子过O点后，会做减速运动，不是一直做加速运动。故D错误。
故选AB。
9.AD
【详解】A.由带电粒子的运动轨迹可得，带电粒子带正电，故A正确；
B.带电粒子在竖直方向的速度不变，设带电粒子在B点的速度大小为v，有
解得
故B错误；
C.带电粒子的电势能减少量为
故C错误；
D.B点的电势为零，带电粒子在B点的电势能也为零，在A点的电势能为，故D正确。
故选AD。
10.AC
【详解】A.电场力做功为
得
图线斜率逐渐增大，则电场强度逐渐增大，粒子向场强增大的方向运动，A正确；
B.粒子从0运动到，电场力对粒子做功为，B错误；
C.在处的场强大小为，C正确；
D.若粒子运动到场源电荷处动能的最小值不为零，粒子越过场源电荷位置，粒子动能会增大。根据图像可知，粒子运动位移为1.5m时，动能减小到0。此时还未到达场源电荷的位置，故可知场源电荷不可能在1.2m以内，D错误。
故选AC。
11.（均可）
【详解】（1）[1]游标卡尺的主尺读数为，
游标尺读数为
所以最终读数为
[2]螺旋测微器的固定刻度读数为，
可动刻度读数为
所以最终读数为
（2）[3]由欧姆定律
和电阻定律
解得
12.A错误1、3/3、1电阻率与材料的种类有关
镍铬合金大0.5B
【详解】（1）[1]已知的单位是、的单位是、的单位是，由电阻定律公式，根据等式两边的单位相同，可知的单位是，故选A。
（2）[2]分析比较实验序号1、2的数据，其他条件相同、长度不同时，电阻率相同，故猜想1是错误的。
（3）[3]分析比较实验序号1、3的数据，其他条件相同、横截面积不同时，电阻率相同，可以确定猜想2是错误的，故答案为1、3。
（4）[4]分析比较实验序号1、4、5的数据，长度、横截面积相同，而材料不同时，电阻率不同，可得到的初步结论是电阻率与材料的种类有关。
（5）[5]根据表中的数据，如果要制作一个滑动变阻器，电阻丝的材料应选用镍铬合金，这是因为这种材料的电阻率大，相同规格的这种材料做成的电阻阻值较大。
（6）[6]根据表中的数据可求得此铁导线的电阻
（7）[7]导体材料、长度和横截面积都确定的情况下，温度变化，电阻值发生变化，原因是此时的电阻率发生变化。
13.（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在竖直方向上做竖直上抛运动，因此粒子从P运动到Q点所用的时间为
（2）从P运动到Q点上升的高度为
从P运动到Q点水平运动的位移
其中
根据几何关系得
联立解得，匀强电场的电场强度大小为
（3）P、Q间的电势差为
14.（1），；（2）
【详解】（1）由题意可知，带电小球所受合力与小球速度方向相反，如图所示，可知小球带正电
可得，
解得
根据动能定理可得
联立解得
（2）将竖直向上的初速度v沿PN方向和垂直于PN方向进行分解，则
要求小球能打到绝缘平板上，应满足
解得
15.（1）；（2）；（3）
【详解】（1）水平方向
竖直方向，
打在荧光屏角度关系得，
（2）电容器两极板间电压时，粒子一定能射出电场，
故在水平方向上匀速运动，
（3）当电压为0时，粒子匀速直线打在荧光屏上
当电压为U时，在电场中，水平方向
竖直方向
由类平抛运动规律，射出电场速度方向的反向延长线过水平位移的中点，
由相似三角形得
打在荧光屏上区域高度为
粒子打在光屏上的区域面积实验序号
材料
长度l/m
横截面积S/
电阻
电阻率
1
铜
1.0
0.17
2
铜
2.0
0.34
3
铜
1.0
0.34
4
铁
1.0
1.0
5
镍铬合金
1.0
11.0