河南省郑州外国语学校2023-2024学年高二上学期第一次月考物理试题

郑州外国语学校2023-2024学年高二上期月考1试卷物理一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1. 电梯轿厢、电梯门都为金属材质，对手机信号的衰减极大，这是封闭的金属轿厢静电屏蔽作用导致的。下列情景中不是利用静电屏蔽的选项是（　　）A. 高楼大厦的顶端装有避雷针B. 优质话筒线外面有一层金属网将导线包围，以防止干扰信号侵入C. 超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成D. 高压输电线线塔上有三根较粗的输电线，其上方还有两条较细的电线，它们与大地相连形成一个稀疏的金属“网”【答案】A【解析】【详解】A．高楼大厦的顶端装有避雷针，是静电的防止，不是利用静电屏蔽，故A满足题意要求；B．优质话筒线外面有一层金属网将导线包围，以防止干扰信号侵入，是静电屏蔽的利用，故B不满足题意要求；C．超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成，工作服就像一个金属网罩，可以起到静电屏蔽的作用，保护工人的安全，故C不满足题意要求；D．高压输电线线塔上有三根较粗的输电线，其上方还有两条较细的电线，它们与大地相连形成一个稀疏的金属“网”，利用的是静电屏蔽的原理，故D不满足题意要求。故选A。2. 某次雷雨天气，带电云层和建筑物上的避雷针之间形成电场，图中虚线为该电场的三条等势线，实线为某带电粒子从A运动到B的轨迹，A、B为运动轨迹上的两点。带电粒子的重力不计，避雷针带正电。则（　　） A. 带电粒子带正电B. 避雷针尖端附近电势较低C. 带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能D. 带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度【答案】C【解析】【详解】A．带电粒子的轨迹向下弯曲，带电粒子与带正电的避雷针之间为吸引力，带电粒子带负电，A错误；B．避雷针带正电，电场线是发散的，离避雷针越近电势越高，所以避雷针尖端附近电势较高，B错误；C．带电粒子从A点向B点运动，库仑引力做正功，电势能减小，所以，带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能，C正确；D．离避雷针越近，电场越强，粒子所受的电场力越大，加速度越大，所以，带电粒子在A点的加速度小于在B点的加速度，D错误。故选C。3. 如图甲所示，在轴上固定两个电量分别为+3q、-q的点电荷，其中负电荷固定在坐标原点，两电荷的间距为L。如图乙所示是两电荷所形成的电场的电势在轴上的分布图像，规定无限远处电势为0，则轴上电势最高为的点距离坐标原点的距离为（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】图像上任意一点切线斜率的绝对值都表示电场强度的大小，由图乙可知轴上电势为的点，对应的切线斜率为零，则此点处的电场强度为零。设该点到坐标原点的距离为，则的点电荷在该点产生的电场强度的大小为的点电荷在该点处产生的电场强度的大小为该点的场强为零，所以可知正负电荷在该点产生的场强大小相等、方向相反，合场强为零，则有解得故选A。4. 如图，G为灵敏电流计，V为理想电压表，R1、R2为定值电阻，R3是一根盐水柱（封于橡皮管内，与电路导通），平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，电容器两板间的带电油滴恰好静止。则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中（忽略温度对电阻的影响）（　　） A. 电阻R3的阻值减小 B. V表示数减小C. 油滴向上运动 D. G表中有从a到c的电流【答案】C【解析】【详解】A．握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸过程中，盐水柱变长，横截面积变小，根据电阻定律可知电阻R3的阻值增大，故A错误；BC．R3增大，则电路总电阻增大，总电流减小，所以R1功率减小，电源内电压减小，路端电压增大，根据串联电路分压规律可知R2两端电压增大，即电压表示数增大，且电容器两端电压增大，两极板间电场强度增大，油滴所受电场力增大，将向上运动，故B错误，C正确；D．根据Q=CUR2两端电压增大，可知电容器所带电荷量增大，因为电容器上极板带正电，所以G表中有从c到a的电流，故D错误。故选C。5. 平板电脑触摸屏原理如图甲所示，屏幕内均匀涂上了ITO涂层。在ITO涂层两端加上电压，涂层间会形成了匀强电场。当我们按压屏幕时，平板电脑电路与ITO涂层接触，可以测出按压点的电势，继而算出按压点到两端的距离。某品牌平板电脑屏幕有效触摸精度（高宽/mm）为，当按压屏幕上某点P时，电路分别给上下两端和左右两端加上5V电压（图乙），测出P的电势依次为3V和。则按压点P所在的位置对应的是图丙中的（　　） A. 点① B. 点② C. 点③ D. 点④【答案】B【解析】【详解】由题意可知屏幕上下两边间的电势差为5V且上边的电势为5V，下边的电势为0V；屏幕左右两边的电势差为5V且左边的电势为5V，右边的电势为0V。屏幕两边之间的电场为匀强电场，根据匀强电场的性质有因为P点的电势一次为3V和1.5V，所以其距离上边较近，距离左边较远，所以其位置对应图中的②。故选B。6. 如图所示，电流计的内阻R g=100Ω，满偏电流I g=1mA，R1=900Ω，R2=100/999Ω，则下列说法正确的是：A. 当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是1AB. 当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是10VC. 当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是0.1VD. 当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是1A【答案】D【解析】【详解】AB：当S1和S2均断开时，表头与R1串联，所以虚线框中可等效为电压表．最大量程．故AB两项错误．CD：当S1和S2均闭合时，R1被短路，R2与表头并联，所以虚线框中可等效为电流表，最大量程．故C项错误，D项正确．【点睛】表头与电阻串联，可等效为电压表；表头与电阻并联，可等效为电流表．再根据串并联关系求出最大量程．7. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图所示，电容M极板固定，N极板可运动，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是（ ） A. 静止时，电流表示数为零，且电容器两极板不带电B. 保持向前匀加速运动时，电路中存在恒定电流C. 由静止突然向后加速时，电流由a向b流过电流表D. 由向前加速突然停下时，电流由b向a流过电流表【答案】C【解析】【详解】A．静止时，N板不动，电容器的电容不变，则电容器电量不变，则电流表示数为零，电容器保持与电源相连，两极板带电，故A错误；B．保持向前匀加速运动时，加速度恒定不变，则N板的位置在某位置不动，电容器电容不变，电容器保持与电源相连电压不变，由知电量不变，电路中无电流，故B正确；C．由静止突然向后加速时，N板相对向前移动，则板间距减小，根据知电容C增大，则电容器电量增大，电容器充电，电流由a向b流过电流表，故C正确；D．由前加速突然停下时，N板相对向前移动，则板间距减小，根据知电容C减增大，电压不变，由知电容器电量增大，电容器充电，电流由a向b流过电流表，故D错误；故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8. 如图所示，一绝缘圆环水平放置，圆心为O，其上放置四个电荷量相等的点电荷，这四个点电荷处于互相垂直的两直径的两端，一直径两端的电荷均为正电荷，另一直径两端的电荷均为负电荷。直线为圆环的中轴线，且两点关于O点对称。下列说法中正确的是（　　）A. 两点的场强相等B. 将某一试探电荷沿中轴线从O点移到点，所受电场力可能先增大后减小C. 图中相邻两点电荷间的圆弧中点处电势均相同D. 两正电荷所在直径上以O为对称中心的两个点的场强相同、电势相等【答案】AC【解析】【详解】AB．根据对称性及电场的矢量叠加可知中轴线的电场强度为0，将某一试探电荷沿中轴线从O点移到点，所受电场力均为0，两点的场强都为0，故A正确，B错误；C．根据对称性分析可知图中相邻两点电荷间的圆弧中点处电势均相同，故C正确；D．两正电荷所在直径上以O为对称中心的两个点的场强大小相等，方向相反、电势相等，故D错误；故选AC。9. 如图所示，直线A为某电源的图线，曲线B为某小灯泡的图线的一部分，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，灯泡恰好能正常发光，则下列说法中正确的是（　　）A. 此电源的内阻约为0.67ΩB. 灯泡额定电压为3V，额定功率为6WC. 把灯泡换成阻值为1Ω的定值电阻，电源的输出功率将变大D. 把和“3V，20W”的灯泡并联后接在电源上，两灯泡仍能正常发【答案】AB【解析】【详解】A．由图读出电源电动势为E=4V斜率表示内阻，即为故A正确；B．由图可知灯泡D1的额定电压为U=3V额定电流为I=2A则额定功率为故B正确；C．把灯泡D1换成阻值为1Ω的定值电阻，根据闭合电路欧姆定律电源的输出功率为故C错误；D．把D1和“3V，20W”的灯泡D2并联后接在电源上，外电路总电阻减小，路端电压减小，两灯泡的电压将小于3V，不能正常发光，故D错误。故选AB。10. 如图所示为某静电除尘装置的简化原理图。矩形通道的上下两平行金属板长为L，间距为d，后面板为绝缘材料，分布均匀的带负电的尘埃质量为m、电荷量为q、以水平速度v进入通道，单位时间内进入通道的带电尘埃数为n。已知两金属板极之间的电压恒为，带电埃碰到极板立即被收集中和，不计尘埃重力及尘埃间的相互作用，下列说法正确的是（　　）A. 带电尘埃被收集到上极板B. 除尘装置对带电尘埃收集率为75%C. 未被收集的带电尘埃出电场时速度都相同D 若电压增大到1.5U，则带电尘埃能被全部收集【答案】AC【解析】【详解】A．尘埃带负电，上极板与电源正极相连，上极板带正电，带电尘埃被收集到上极板，故A正确；B．带电尘埃在极板间最大偏转距离，最长运动时间为，根据牛顿第二定律可知，尘埃的加速度为根据题意可知，收集效率为η=%故B错误；C．未被收集带电尘埃出电场时，水平速度v不变，根据知未被收集的带电尘埃出电场时速度都相同，故C正确；D．若电压增大到，带电尘埃在极板间最大偏转距离，最长运动时间为，根据牛顿第二定律可知，尘埃的加速度为则收集效率为 =%若电压增大到，则带电尘埃仍不能被全部收集，故D错误。故选AC。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11. （1）请读出如图四种仪器所显示数值，并将读数填写于对应的横线上。①螺旋测微器的读数为______mm；②游标卡尺的读数为______mm；③电压表的读数为______V；④电流表的读数为______A。（2）某同学利用多用电表对电流表的内阻进行了粗测，该同学首先将欧姆调零旋钮置于“”的挡位，然后将多用电表的______（填“红”或“黑”）表笔与电流表的正极相连接。接通电路后发现多用电表的偏转角度过大，应将旋钮置于______（填“”或“”）的挡位，重新换挡调零后，多用电表的示数如图所示，则电流表的内阻约为______Ω。【答案】 ①. 0.315 ②. 13.45 ③. 2.25 ④. 0.42 ⑤. 黑 ⑥. ×1 ⑦. 11【解析】【详解】（1）①[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm，读数=0mm+31.5×0.01mm=0.315mm；②[2]游标卡尺的精确度为0.05mm，读数=13mm+9×0.05mm=13.45mm③[3]电压表量程为3V时，每小格为0.1V，读数为2.25V；④[4]电流表量程为0.6A，每小格为0.02V，读数为0.42A；（2）[5][6][7]粗测时，该小组的同学首先将欧姆调零旋钮置于“×10”的挡位，然后将多用电表的黑表笔与电流表的正极相连接，接通电路后发现多用电表的偏转角度过大，说明倍率挡选择过高，应将旋钮置于“×1”的挡位，重新换挡调零后，多用电表的示数如图所示，则电流表的内阻约为11Ω。12. 一个实验小组用“伏安法”测量某材料的电阻，做实验之前，小组成员先在网上查阅资料，发现该材料的电阻大约在6Ω左右，并设计出用伏安法测电阻的a图、b图两幅原理图，实验室中除了直流电源（电动势为3V，内阻约0.5Ω）、滑动变阻器（最大阻值为5Ω）、开关、导线外还有以下实验器材：A. 电压表（量程3V，内阻约为2kΩ）B. 电压表（量程15V，内阻约为10kΩ）C. 电流表（量程0.6A，内阻为1Ω）D. 电流表（量程100mA，内阻为0.5Ω）（1）该实验小组在选择电压表时应选用________（填写器材前面的字母），在选择电流表时应选用________（填写器材前面的字母）。（2）实验时，分别利用a图和b图，改变滑动变阻器阻值，分别得到两组U和I，利用计算机拟合成如图甲和乙两条直线，请分析乙直线对应的原理图为_______（填“a图”或“b图”） （3）在c图中，和分别表示甲、乙两直线的函数关系，比较甲、乙两种情况误差后，利用误差较小的一组数据，可得被测电阻的测量值为_______Ω（保留两位有效数字） 【答案】 ①. A ②. C ③. b图 ④. 5.9【解析】【详解】（1）[1]电源的电动势为，且该实验采用的是分压式接法，结合电表的选取原则可知，应选择最大量程为3V的电压表，即选择电压表；[2]当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时，待测电阻两端的电压最大，根据直除法，粗略估算可得即电流表应选择最大量程为0.6A的。（2）[3]可知c图中图线的斜率表示电阻的倒数，即斜率越大，表示的电阻越小，因此可知，乙图线表示的电阻更大，而分析可知，电流表的内阻为，待测电阻的阻值约为，阻值相差不大，因此若要测量误差小，应选择电流表的外接法，避免因电流表分压而使得测量误差增加，显然a电路图测量结果更准确，而b电路图测量结果偏大，因此c图中的乙图线应该对应的是电路图b。（3）[4]根据以上分析可知，在c图所表示的两条图线中，甲图线所对应的测量结果更准确，而甲图线对应的函数关系为即该图新的斜率为而据之前分析可知，图线的斜率表示电阻的倒数，由此可知待测电阻的阻值为13. 无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，它具有体积小、造价低、使用方便等优点，随着民用无人机的快速发展，广告、影视、婚礼视频记录等正越来越多地出现无人机的身影，如图所示是我国新研究生产的一款航拍器无人机。该款无人机内置电动势E＝15.2V、容量A＝4500mA·h的智能电池，其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出稳定的电流为I＝4.5A，飞行时电动机工作效率η＝80％，其他设施正常工作时的电功率为。求：（1）充满一次电，该款无人机理论上正常工作的最长时间t；（2）电动机1s内输出的机械能；（3）已知该款无人机总质量为m＝2.0kg，假设无人机飞行时所受到空气阻力恒为f＝4N，g取，求该款无人机竖直上升飞行时的最大速度。 【答案】（1）1h；（2）48J；（3）2m/s【解析】【详解】（1）由题可得理论上正常工作的最长时间（2）由能量守恒定律得所以（3）当加速度a＝0时速度最大，即由，解得14. 如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷，a、b是AB连线上两点，其中A a=B b=，O为AB的中点，一质量为m带电量为+q的小滑块（可视为质点）以初动能从a点出发，沿AB直线向b点运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍（n＞1），到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：(1)小滑块与水平面间的滑动摩擦因数；(2)Ob两点间的电势差；(3)小滑块运动的总路程为多少。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】（1）对小滑块受力分析，如下图所示各点的电势和动能，如下图所示由，O为AB连线的中点得a、b关于 O点对称，则设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f ，对于滑块从a→b过程，由动能定理得联立求得（2）对于滑块从O→b过程，由动能定理得联立解得（3）对于小滑块从a开始运动到最终在О点停下的整个过程，由动能定理得联立解得15. 在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。如图甲所示的装置由加速区、静电分析器和偏转电场三部分组成。在发射源S处静止释放质量为m，电荷量为q的正离子，经竖直放置的A、B板间的加速电压加速后进入电场均匀辐射方向分布的静电分析器，从C点射入沿半径为R的圆心角为53°的圆弧做匀速圆周运动，且从D点射出，经DP从偏转电场的P点射入，水平放置的G、H板间距为d，两板间加上如图乙的变化电压，G为正极板，该变化电压的最大值也为，且周期T远远大于离子在偏转电场中的运动时间，G、H板足够长，离子重力不计。已知，。求：（1）离子到达C点速度v的大小；（2）圆弧虚线CD所在处电场强度E的大小；（3）若离子源S在T时间内均匀发射N个正离子，则T时间内在G板上收集到的离子数n。 【答案】（1）；（2）；（3）0.64N【解析】【详解】（1）离子在加速电场中，由动能定理得从而求得（2）离子在辐射电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，由牛顿第二定律得联立（1）中结果得到（3）离子在偏转电场中做类斜抛运动，设电压为U c时，设离子的轨迹刚好与G板相切，则加速度为竖直速度为竖直速度减小为零时联立可得即恰好打到板上的粒子的出发时刻为那么打到G板的粒子的出发时刻范围为0~t，而U与t成线性关系。则T内在G板上收集到的离子数为