2024~2025学年河南省高二(上)第三次月考物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年河南省高二(上)第三次月考物理试卷(解析版)，共18页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第三册第十章至第十二章。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 2022年12月20日，金沙江白鹤滩水电站全部机组投产发电，这标志着我国在长江上全面建成世界最大“清洁能源走廊”，水电站安装16台中国自主研制、全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组，总装机容量1600万千瓦，每年平均发电量约624.43亿千瓦·时。下列说法正确的是（ ）
A. 千瓦是能量单位
B. 水电站是利用水能的重要形式，水能是可再生能源
C. 风能、太阳能、地热能等均属于不可再生能源
D. 水能是可再生能源，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达100%
【答案】B
【解析】A．千瓦是功率单位，故A错误；
B．水能是可再生能源，水电站是利用水能的重要形式，故B正确；
C．风能、太阳能、地热能可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，故C错误；
D．虽然水能是可再生能源，但不论科技如何发展，利用水能的机器，效率不可能达到100%，故D错误。
2. 如图所示的是某电场的等势面分布情况，相邻等势面电势差相等，如果把电子从b等势面移到等势面，则静电力做的功为（ ）
A. 15eVB. －15eVC. 15JD. －15J
【答案】A
【解析】
详解】由静电力做功表达式得
代入数据得
故选A。
3. 图为一有两个量程的电压表的内部电路，当使用A、B两个端点时，量程为0~10 V；当使用A、C两个端点时，量程为0~100 V。已知表头的内阻Rg=500Ω，满偏电流Ig=1mA，电阻R1、R2的值分别为（ ）
A. 950Ω、9000ΩB. 9500Ω、90000Ω
C. 99500Ω、9500ΩD. 90000Ω、9500Ω
【答案】D
【解析】当使用A、B两个端点时，有
代入数据解得
当使用A、C两个端点时，有
代入数据解得
故选D。
4. 如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是某金属元件的曲线，若把该元件分别与电源1、电源2 单独连接，则下列说法正确的是（ ）
A. 电源1与电源2的内阻之比是7：11
B. 电源1与电源2的电动势不同
C. 在这两种连接状态下，该元件消耗的功率之比是1：2
D. 在这两种连接状态下，该元件的电阻之比是1：2
【答案】C
【解析】AB．根据电源的U-I图线知两电源的电动势相等为
内阻等于图像斜率的绝对值，分别为
电源1与电源2的内阻之比
故AB错误；
CD．灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态，则小灯泡与电源1连接时电压为，电流为，小灯泡消耗的功率为
小灯泡的电阻
小灯泡与电源2连接时电压为，电流为，小灯泡消耗的功率为
小灯泡的电阻
因此，
，
故C正确，D错误。
故选C。
5. 图甲为电荷均匀分布、半径为R的固定大圆环，A点在B点上方，B、C两点关于圆心O对称。以圆心O为坐标原点、竖直向上为x轴正方向建立坐标系（未画出），大圆环产生的电场的电场强度在x轴上的分布如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 沿A→B→O方向电势逐渐降低
B. 大圆环带正电，电场强度沿轴线向外先增大后减小
C. 若把带负电的点电荷依次放在B、C两点，则它所受电场力相同
D. 若把带负电的点电荷依次放在A、B两点，则它在B点具有的电势能比在A点的小
【答案】A
【解析】A．根据题意可知，A点、B点均在x轴正方向上，由图乙可知B点电场强度方向为负值，说明电场强度的方向沿A→B→O方向，根据沿电场线方向电势逐渐降低，则沿A→B→O方向电势逐渐降低，故A正确；
B．由图乙可知B点电场强度方向为负值，与规定正方向相反，说明电场强度的方向沿A→B→O方向；C点电场强度方向为正值，与规定正方向相同，说明电场强度的方向沿C→O方向，可得大圆环带负电，而电场强度沿轴线向外先增大后减小，故B错误；
C．由图乙可知，在B、C两点电场强度大小相等、方向相反，根据
若把带负电的点电荷依次放在B、C两点，则它所受电场力大小相同，方向相反，故C错误；
D．根据A选项分析可知A点电势比B点高，由于负电荷在电势低的地方具有的电势能大，则它在B点具有的电势能比在A点的大，故D错误。
故选A。
6. 在如图所示的电路中，电源电动势 E=12 V，电源内阻：r=1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻r0=0.5Ω，电流表内阻不计。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数I=2.0A，则以下判断正确的是（ ）
A. 电动机两端的电压为7.0 VB. 电动机的输出功率为14 W
C. 电动机的热功率为3.0 WD. 电源输出的电功率为25 W
【答案】A
【解析】A．分析电路结构，根据闭合电路欧姆定律可知
电路中电流表的示数为，所以电动机的电压为
故A正确；
BC．电动机的总功率为
电动机的发热功率为
所以电动机的输出功率为
故BC错误；
D． 电源输出的电功率为
故D错误。
故选 A。
7. 图为竖直面内两个固定在同一水平线上的点电荷，距离为d，电荷量分别为和。静电力常量为k。在它们的中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为的带电小球以初速度从管口射入，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球的速度先增大再减小
B. 小球对管壁的作用力先变小后变大
C. 电场力对小球先做正功再做负功
D. 管壁对小球的弹力的最大值为
【答案】D
【解析】A．根据等量异种电荷的电场分布可知，小球受到的库仑力的合力水平向右，与管壁对小球的弹力大小相等，方向相反，水平方向上的合力为零，所以小球受到的合外力为重力，故小球做匀加速直线运动，速度逐渐增大，故A错误；
B．根据等量异种电荷的电场分布可知，小球受到的库仑力的合力水平向右，根据可知，电场力正比于电场强度，因为电场先变大后变小，所以电场力先变大后变小，小球对管壁的作用力先变大后变小，故B错误；
C．带电荷量为+q的小球受到+Q的排斥力和−Q的吸引力，库仑力的合力水平向右，带电小球是竖直向下运动的，所以库仑力对小球不做功，故C错误；
D．小球受到的库仑力的合力水平向右，与管壁对小球的弹力大小相等，方向相反，库仑力的合力最大时，管壁对小球的弹力也就最大，根据库仑定律可得，+Q对小球的库仑力沿两者连线背离+Q，−Q对小球的库仑力沿两者连线指向−Q，又小球到两电荷距离相等，所以点电荷+Q和−Q到小球的最小距离均为，根据库仑定律可得，两点电荷对小球的库仑力大小相等，故库仑力的合力水平向右，最大值的大小为
故D正确。
8. 下面是某同学对一些公式的理解，其中正确的是（ ）
A. 仅适用于匀强电场
B. 电势差的比值定义式适用于任何电场，且Uab跟Wab、q无关
C. 由公式可知，电场中某点电势φ与q成反比
D. 由可知，电场中任意两点a、b间距离越大，两点间电势差也一定越大
【答案】AB
【解析】A．仅适用于匀强电场，故A正确；
B．电势差的比值定义式适用于任何电场，且Uab跟Wab、q无关，故B正确；
C．电势的比值定义式为，但电场中某点的电势φ与q无关，故C错误；
D．Uab = Ed中的d指的是a、b两点沿场强方向的距离，所以电场中任意两点a、b间的距离越大，a、b两点沿场强方向的距离不一定越大，则两点间电势差不一定越大，故D错误。
9. 如图所示的电路中，各电表为理想电表，为定值电阻，电源内阻为r且，在滑动变阻器的滑片从某位置向左移动一小段距离的过程中，设电压表V1、电压表V2、电流表A的示数分别是U1、U2、I，电压表V1、电压表V2、电流表A示数的变化量的绝对值分别为，、，则下列说法正确的是（ ）
A. 电流表示数增大，电压表V1示数增大
B. U1与I 的比值不变
C. 与的比值小于与的比值
D. 电源的输出功率一定增大
【答案】ABD
【解析】A．由图可知与串联，V1测两端的电压，V2测两端的电压，若滑片向左端移动，则滑动变阻器接入电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流I增大，即电流表示数增大，则内电压增大，两端的电压U1增大，即电压表示数增大，故两端的电压U2减小，因路端电压减小，V1示数增大，V2示数减小，而两电表之和等于路端电压，故可知V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值，故A正确；
B．根据欧姆定律可知U1与I 的比值不变，故B正确；
C．由以上分析可知，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值，所以与的比值大于与的比值，故C错误；
D．根据电功率公式
得
当时，最大，由于，所以的滑片从某位置向左移动一小段距离的过程中电源的输出功率增大，故D正确。
故选ABD。
10. 如图所示，在竖直平面内固定着一根光滑绝缘细杆点和点的高度差为，细杆左侧点处固定着一个带正电的点电荷，以为圆心、为半径的圆周与细杆交于、两点，圆心在点正上方，点为的中点，现将一质量为、电荷量为的小球（可视为质点）套在杆上从点由静止释放，小球滑到点时的速度大小为，为重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A. 、间的电势差
B. 小球从点到点的过程中，电场力做的功为
C. 若在此装置中加一水平方向的匀强电场，小球在点平衡且恰好对无压力，则所加电场的电场强度大小为
D. 的长度为
【答案】CD
【解析】A．从M到N由动能定理
、间的电势差
选项A错误；
B．因NP两点的电势相等，则小球从点到点的过程中，电场力做的功为0，选项B错误；
C．设ON与水平方向的夹角为，则
解得
若在此装置中加一水平方向的匀强电场，小球在点平衡且恰好对无压力，则对小球受力分析可知
解得所加电场的电场强度大小为
选项C正确；
D．设MP与竖直方向夹角为α，则
解得
选项D正确。
故选CD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. “祖冲之”研究小组用伏安法测量电阻R 的阻值，进而求出电阻率ρ，其测出了6组电压、电流值，并在U—I图像中进行描点，如图甲所示。
（1）阻值R=________Ω。（结果保留三位有效数字）
（2）待测电阻是由均匀材料制成的圆柱体，用50分度的游标卡尺测量其长度与直径，结果分别如图乙、丙所示。由图可知其长度为________cm，直径为________ cm。
（3）由以上数据可求出ρ=________Ω·m。（结果保留一位有效数字）
【答案】（1）229（） （2）0.800 0.190 （3）（或其他正确答案）
【解析】（1）作图线，图线应为过原点的直线，使直线过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离较远的点（从左边数第2个点）应舍弃，如图所示
图线的斜率即为电阻阻值，则有
（2）[1]由图乙读数
[2]由图丙读数
（3）根据
解得
12. 某同学用普通的干电池（电动势，内阻）、直流电流表（量程，内阻）、定值电阻和电阻箱等组装成一个简单的欧姆表，电路如图所示，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“”和“”两种倍率。
（1）图中的端应与_____________（选填“红”或“黑”）表笔连接。
（2）当开关断开时，将两表笔短接，调节电阻箱，使电流表达到满偏，此时_____________，欧姆表的倍率是_____________（填“”或“”。
（3）闭合开关，调节电阻箱，当_____________时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱使电流表再次满偏，此时就改装成了另一倍率的欧姆表。
（4）欧姆表使用一段时间后，电池的电动势变为，内阻变为，但此表仍能进行欧姆调零。若用此表规范操作，测量某待测电阻得到的测量值为，则该电阻的真实值为_____________。
【答案】（1）黑 （2）148 （3）150 （4）144
【解析】（1）由“红入黑出”可知，端应与黑表笔连接。
（2）[1]由闭合电路的欧姆定律得
上式代入数据得
[2]开关断开与闭合时相比较断开时欧姆表的内阻大，即中值电阻大，所以开关断开时欧姆表的倍率是“”。
（3）设开关闭合时电阻箱的电阻变为，开关断开时欧姆表的倍率是“”，欧姆表的内阻大小为
因为开关闭合时欧姆表的倍率是“”，而欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，所以此种情况欧姆表的内阻为。
由题意及闭合电路欧姆定律得
综合以上两式可得
（4）结合上一小问可知待测电阻得到的测量值为时，刚好电流表指针在中值电阻处，实际的外电路电阻应等于此时欧姆表的内阻，进行欧姆调零时，不变，设电阻箱阻值变为，，。由闭合电路欧姆定律得
将数据代入上式解得
欧姆表内阻
因为此时刚好是中值电阻，所以所测电阻刚好等于内阻，真实值大小为。
13. 如图所示，电源电动势E=5V，内阻不计，R=2Ω，，电容器的电容C=1×10-5F，当开关闭合，电路稳定后，求：
（1）电容器上下两极板电势差△；
（2）电容器的电荷量Q。
【答案】（1）-2V （2）
【解析】（1）电路总电阻为
总电流为
因两之路电阻相等，所以两支路电流相等，为，左端比右端的电势高
左端比右端的电势高
所以电容器下极板的电势比上极板的电势高，上下两极板的电势差为
（2）由公式
得
电容器的电荷量
14. 如图甲所示，粗糙程度不同的水平绝缘轨道与光滑的竖直半圆绝缘轨道BCD相切于B点，半圆轨道的半径为R，空间中存在方向水平向右的匀强电场，电场强度大小，将质量为m、电荷量为+q的滑块（可视为质点）在距B点为L=5R处的P点由静止释放，滑块在PB间运动的图像如图乙所示，A是PB间的一个点，滑块经B点后恰能沿半圆轨道运动到D点，重力加速度大小为g，求：
（1）滑块在A点与水平轨道的动摩擦因数；
（2）水平轨道上摩擦力对滑块做的功及图像中纵坐标a的值；
（3）滑块在半圆轨道上运动的最大速度。
【答案】（1） （2）， （3）
【解析】（1）由题图乙可知，在A处滑块的加速度为零，则
解得
（2）由于滑块恰能到达D点，由牛顿第二定律有
滑块从B点到D点，由机械能守恒定律有
解得
则
由动能定理可知
解得
（3）滑块在半圆轨道上等效最低点Q的速度最大，OQ与竖直方向的夹角为，如图所示，则
由动能定理有
解得
15. 如图所示，倾角为30°的斜面固定在竖直向下的匀强电场中，电场强度大小为 E，一个质量为m、带电荷量为+q（q>0）的小球从斜面上的 A 点以初速度v0水平抛出，落在斜v0面上的B 点。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力。
（1）求小球从抛出到离斜面距离最大时所用的时间t；
（2）求小球离斜面的最大距离h；
（3）取另外一个质量为m、带电荷量为-q（q>0）的小球，仍然从斜面上的 A 点以初速度v0水平抛出，落在斜面上的B'点（未画出）。求带电荷量为+q的小球从A 点到B 点过程所用的时间t1与带电荷量为-q 的小球从A点到B'点过程所用的时间t2的比值。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）小球做类平抛运动，根据牛顿第二定律有
解得
当小球离斜面最远时，其速度方向与斜面平行，则有
又
解得
（2）沿斜面和垂直斜面方向建立直角坐标系，如图所示
则有
，
由（1）知经过时间，小球离斜面最远，y轴方向有
解得
（3）带电荷量+q的小球从A点到B点过程中，有
，，
解得
带电荷量-q的小球从A点到点过程中，根据牛顿第二定律有
解得
根据类平抛运动规律有
，，
联立解得
故时间比值为