河南省郑州市桃园中学2023-2024学年高二上学期第一次月考物理试题

这是一份河南省郑州市桃园中学2023-2024学年高二上学期第一次月考物理试题，共10页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

第Ⅰ卷（12题 共48分）
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得，有选错或不答的得0分）
1. 下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）
A. 根据公式可知，电容器的电容与电容器所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
B. 根据公式可知，金属电阻率与导体的电阻成正比
C. 电场线是人们假想的，用以表示电场的强弱和方向，实际并不存在
D. 根据公式可知，E与F成正比，与q成反比
【答案】C
【解析】
【详解】A．电容器的电容的大小是由电容器自身结构决定的，与其所带电荷量的多少以及两极板间的电压高低无关，此公式是电容的定义式，是一种检测手段，故A错误；
B．金属电阻率取决于材料的本身，与导体电阻无关，此公式是电阻率的一种检测手段，故B错误；
C．电场线是人们假想的，用来表示电场的强弱和方向，实际并不存在，故C正确；
D．电场强度的大小是由电场本身性质决定的，与试探电荷所受电场力大小以及试探电荷所带电荷量的多少无关，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，哪些图满足a、b两点的电势相等，a、b两点电场强度相同的情况（ ）
A. 甲图为等量同种点电荷的电场，a、b两点关于两点电荷的中垂线对称
B. 乙图为等量异种点电荷的电场，a、b两点关于两点电荷的中垂线对称
C. 丙图为两彼此靠近带电金属板间的电场，a、b两点处于两金属板间
D. 丁图为金属导体处于外电场中，a、b两点处于金属导体内
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲图中a、b两点电场强度大小相等，方向相反，故A错误；
B．顺着电场线方向电势降低，故乙图中a点电势高于b点，故B错误；
C．丙图a、b两点处于匀强电场，电场强度相等，方向相同，但电势不同，故C错误；
D．丁图中金属导体处于静电平衡状态，整体是一个等势体，因此a、b两点的电势相等，导体内部合场强为零，因此a、b两点电场强度均为零，故D正确。
故选D。
3. 如图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移到P点，则O点的场强大小变为E2，则E1与E2之比为（ ）
A. 1∶2B. 2∶1C. 2∶3D. 4∶3
【答案】B
【解析】
【详解】电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1为
若将N点处的点电荷移到P点，O点的场强如图所示
则O点的场强大小E2为
则E1与E2之比为
故选B。
4. 如图所示，将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内不与C的内壁接触，在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，则（ ）
A. A，B两球均不偏离竖直方向
B. A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
C. A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向
D. A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
【答案】B
【解析】
【详解】CD．由于静电屏蔽，小球B的电场对A无影响，小球A不会偏离竖直方向，选项CD错误；
AB．由于静电感应空心球C的内表面带负电，外表面带正电，小球B和空心球C之间异种电荷相吸引，小球B会偏离竖直方向向右靠近C球，选项A错误，B正确。
故选B。
5. 图中虚线是某电场中的一簇等势线。两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。若粒子仅受电场力的作用，下列说法中正确的是（ ）
A. 两粒子的电性不同
B. a点的电势高于b点的电势
C. 粒子从P运动到a的过程中，电势能增大
D. 粒子从P运动到b的过程中，电场力做负功
【答案】A
【解析】
【详解】A．由题图可知两个粒子轨迹的凹侧相反，说明所受的指向凹侧的电场力方向相反，所以粒子电性相反，故A正确；
B．由于电场方向未知，所以无法判断a、b两点的电势高低，故B错误；
CD．粒子初速度方向与电场线垂直，仅在电场力的作用下加速，电场力均做正功，电势能减小，动能增大，故CD错误。
故选A。
6. 如图所示，正方形ABCD处在一个匀强电场中，电场线与正方形所在平面平行，A、B、C三点的电势依次为6V、4V、2V。下列说法中正确的是（ ）
A. D点的电势为0VB. D点的电势为2V
C. 电场线的方向与AC的连线垂直D. 电场线的方向与BD的连线垂直
【答案】D
【解析】
【详解】AB．匀强电场中同一方向上相同距离的两点间电势差绝对值相等，则
解得
故AB错误；
CD．B与D电势相同，则BD连线为等势线，电场线方向与BD连线即等势线垂直，故C错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示，地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场，一个质量为m的带负电的小球以水平方向的初速度由O点射入该区域，刚好通过竖直平面中的P点，已知连线OP与初速度方向的夹角为，则此带电小球通过P点时的动能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动；已知连线OP与初速度方向的夹角为45°，小球到P点时，水平位移和竖直位移相等，即有
合速度为
则有
故选B。
8. 某同学通过实验，描绘出了两个电阻、的伏安特性曲线，如图所示，两条图线交于点P，的图像在P点的切线与纵轴的交点值为0.4。下列说法正确的是（ ）
A. 的电阻为B. 的电阻为
C. 的电阻随电压的增大而减小D. 当时，与的电阻相等
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．当时，、阻值均为
故AB错误，D正确；
C．由图知，的电阻随电压的增大而增大，故C错误。
故选D。
9. 一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线示。不计粒子所受重力，则下列说法正确的是（ ）

A. 粒子带正电荷B. 粒子加速度逐渐减小
C. A点的速度大于B点的速度D. 粒子的初速度不为零
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．粒子做曲线运动，受到的电场力与电场线共线且指向轨迹凹侧，故电场力的方向如图所示

由于电场力方向与场强方向相反，故粒子带负电，故A错误；
B．从A点到B点，电场线变疏，场强变小，由
可知，粒子加速度变小，故B正确；
C．从A点运动到B点电场力做负功，速度减小，故在A点的速度大于在B点的速度，故C正确；
D．由图可知，粒子从A点运动到B点，速度逐渐减小，故粒子在A点速度不为零，故D正确。
故选BCD
10. 如图（a），、是一条电场线上的两点，将一个电子从点处由静止释放，电子从运动到过程中，它运动的图线如图（b）所示，则以下判断正确的是（ ）
A. 该电场可能是匀强电场
B. 电子在点受到的电场力大于电子在点受到的电场力
C. 点的电势低于点的电势
D. 从运动到，电子的电势能逐渐增大
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．图线的斜率表示加速度的大小，由图（b）可知，图线斜率在减小，则加速度在减小，根据牛顿第二定律可知，电场力变小，即电子在点受到的电场力大于电子在点受到的电场力，根据可知，电场强度变小，即，故A错误B正确；
C．根据题意，由图（b）可知，电子从a到b做加速运动，则电场力方向从，则场强方向由，沿场强方向电势降低，故b点电势较大，即，故C正确；
D．由图（b）可知，电子的动能增大，则电场力做正功，电势能减小，即从a到b电势能减小，故D错误。
故选BC。
11. 某电场线分布如图所示，P、Q为其中的两点，其中P点处电场线更密集，关于带负电的试探电荷，下列说法正确的是
A. 在P点所受电场力大于在Q点所受电场力
B. 从P点移动到Q点，电场力做正功
C. 在P点的电势能小于在Q点的电势能
D. 从P点由静止释放后沿电场线运动到Q点
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由电场线的分布可知，P点的电场线分布较Q点密集，则P点的场强较大，在P点所受电场力大于在Q点所受电场力，选项A正确；
B．负电荷从P点移动到Q点，电场力做负功，选项B错误；
C．P点电势高于Q点，则负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能，选项C正确；
D．电场线方向从P到Q，但是由于电场线是曲线，故负电荷从 P点由静止释放后不可能沿电场线运动到Q点，选项D错误；
故选AC．
【名师点睛】电场强度、电势、电势能、电场力做功等概念是本章的重点和难点，要弄清它们之间的区别和联系，并能在实际电场中或者电荷运动过程中弄清它们的变化．
12. 某静电场在x轴上的电势随x的变化关系如图所示，带正电的点电荷仅在电场力作用下沿x轴运动，则（ ）
A. 和处电场强度均为零B. 由运动到的过程中电场力一直做正功
C. 由运动到的过程中电场力先减小后增大D. 电荷在处处的动能相等
【答案】CD
【解析】
【详解】A．因为图像的斜率表示场强，处电场场强不为零，处电场强度为零。故A错误；
B．带正电的点电荷由运动到的过程中电势在降低，电势能在减小，电场力做正功。由运动到的过程中电势在升高，电势能在增大，电场力做负功。故B错误；
C．正电荷由运动到的过程中场强先减小后增大，电场力先减小后增大。故C正确；
D．和两处电势相等，正电荷在这两处电势能相等。根据动能定理可知，在这两处动能相等。故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷（6题 共5）
二、实验题（本题共2小题，每一小问，共14分）
13. 如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。

（1）该实验使用的科学方法是___________。
A.类比法 B.控制变量法 C.假设法 D.微小量放大法
（2）影响平行板电容器电容的因素有___________。
A.极板的材料 B.两极板间距离和两极板的正对面积 C.电容器储存的电荷量
（3）在实验中观察到现象是___________。
A.将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小
B.向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大
C.将左极板右移，静电计指针的张角变小
D.将左极板拿走，静电计指针的张角变为零
【答案】 ①. B ②. B ③. C
【解析】
【详解】（1）[1] 本实验中，若研究电容与两极板正对面积的关系时，需要保持极板间距、电介质等其他量保持不变，所以采用的科学方法是控制变量法，故B正确。
故选B。
（2）[2] 由平行板电容器的决定式
可知影响平行板电容器电容的因素有两极板间距离、两极板的正对面积和两极板之间的电介质，故B正确。
故选B。
（3）[3] A．本实验中，将左极板向上移动一段距离，即两极板的正对面积减小，平行板电容器的电容减小。由于电容器的带电荷量不变，根据电容的定义式
即
可知，两极板之间的电势差增大，故静电计指针的张角变大，故A错误；
B．向两板间插入陶瓷片时，平行板电容器两极板间的介电系数增大，故平行板电容器的电容增大。由于电容器的带电荷量不变，故两极板之间的电势差减小，静电计指针的张角变小，故B错误；
C．将左极板右移，两极板间的距离减小，故平行板电容器的电容增大。由于电容器的带电荷量不变，故两极板之间的电势差减小，静电计指针的张角变小，故C正确；
D．将左极板拿走，相当于两极板间的距离很大，则平行板电容器的电容变得很小。由于电容器的带电荷量不变，则两极板之间的电势差变大，静电计指针的张角会变大，故D错误。
故选C。
14. 某实验小组为测量某种合金丝的电阻率，进行了如下操作：
（1）用刻度尺测得合金丝的长度为，用螺旋测微器测量合金丝的直径，示数如图1所示，则合金丝的直径为__________；

（2）设计如图2所示的实验电路，用电流表和电压表测量金属丝的电阻值。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图3实物电路中的正确位置__________；

（3）正确连接电路后，某次测量时电压表（量程）和电流表（量程）指针的位置分别如图4、图5所示，则电压__________V，电流__________A；

（4）由题给数据和测量数据计算该合金丝的电阻率为__________。（保留两位有效数字）
【答案】 ①. 0.628##0.626##0.627##0.629 ②. ③. 1.20 ④. 0.50 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1] 合金丝的直径为
（2）[2]根据电路图连接如图所示：

（3）[3]由图4知，电压表（量程）的示数为
[4]由图5知，电流表（量程）的示数为
（4）[5]由欧姆定律可得，合金丝的电阻为
根据电阻定律可得
带入数据解得
三、计算题（本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 如图所示，真空中带电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距r。Q=2.0×10-6C，r=2.0m，已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，求：
（1）两点电荷连线的中点O的场强的大小和方向；
（2）在两电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的点的场强大小和方向。

【答案】（1）3.6×104N/C，方向由A指向B；（2），方向平行于AB指向B
【解析】
【详解】（1）根据电场强度的叠加原则可知，两点电荷连线的中点O的场强如图

可得
方向由A指向B；
（2）在处产生的场强为
方向水平方向成斜向上；
在处产生的场强为
方向与水平方向成斜向下，与大小相等，成角，如图

根据电场强度的叠加原则可知， 点的场强
方向平行于AB指向B。
由对称性可知当在AB连线的下方时，电场强度的大小和方向与在AB连线上方时相同。
16. 如图所示，匀强电场的电场强度E=3.0×104N/C，电场中A、B两点间的距离d=0.20m．A、B两点连线与水平方向的夹角θ=60°，将电荷量q=+2.0×10−8C的点电荷从A点移至B点．求：
（1）电荷从A点移至B点的过程中，电场力做功的W.
（2）若将A点的电势为φ A=1.0×103V，则电荷在B点的电势能是多少？
【答案】（1） （2）
【解析】
【详解】（1）电荷从A点移至B点的过程中，电场力做功
（2）因为

因为φA=1.0×103V，则
Φ B=-2.0×103V
电荷在B点电势能
17. 一个初速度为零的电子在经的电压加速后，垂直平行板间的匀强电场从距两极板等距处射入，如图所示，若两板间距，板长，两板间的电压；已知电子的带电量为，质量，不计重力，求：
（1）电子经加速电压加速后以多大速度进入偏转电场；
（2）电子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y；
（3）电子射出偏转电场后经过下极板所在平面上的P点，如图所示，则P点到下极板右端的距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）电子经加速电压加速后有
代入数据解得
（2）在偏转电场中有
联立解得
（3）电子射出偏转电场后有
联立解得
18. 如图所示，在竖直平面内有水平向右的匀强电场，长度为的绝缘细线一端固定在点，另一端系一质量为、电荷量为的带正电小球（可视为点电荷），小球恰好能在点保持静止，此时细线与竖直方向的夹角重力加速度大小为，不计空气阻力。
（1）求匀强电场的电场强度大小；
（2）将小球拉至最低点使细线竖直绷直后由静止释放小球，求小球通过与点等高的时细线对小球的拉力大小；
（3）要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，求小球通过最低点时的最小速度。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，对小球受力分析，如图所示

由几何关系可得
解得
（2）根据题意，小球由C点运动到A点，由动能定理有
小球运动到A点时，由细线拉力和电场力的合力提供向心力，有
解得
（3）对小球受力分析可知，小球运动过程中始终受到电场力和重力，两者的合力大小
方向与竖直方向的夹角为，将其等效为重力，可知，点为等效最低点，则要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，应确保小球能够通过圆周上的点关于点对称的等效最高点，应有
小球从C点运动到等效最高点，由动能定理有
解得