内蒙古乌海市第一中学2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试卷

这是一份内蒙古乌海市第一中学2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试卷，共16页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题（1-7题为单选题，每题只有一个正确答案，选对得4分，选错或不选得0分）
1．如图所示，不带电的导体B在靠近带正电的导体A后，P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确的是（ ）
A．若用导线将Q端接地，然后断开，再取走A，则导体B将带负电
B．若用导线将Q端接地，然后断开，再取走A，则导体B将带正电
C．若用导线将Q端接地，然后断开，再取走A，则导体B将不带电
D．若用导线将P端接地，然后断开，再取走A，则导体B将带正电
2．如图所示，在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球a、b和c分别固定于正三角形顶点上。已知a、b带电量均为，c带电量为，则（ ）
A．ab连线中点场强为零B．三角形中心处场强为零
C．b所受库仑力方向垂直于ab连线D．a、b、c所受库仑力大小之比为
3．电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子枪发射电子束，通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势线。一电子仅在电场力作用下运动，运动轨迹如图实线所示，a、b、c、d是轨迹上的四个点，下列说法正确的是（ ）
A．电子从a到d一直做加速运动
B．电子从a到b和从c到d电场力做功相同
C．电子在a点和在d点速度大小相同
D．电子从b到c电势能先增大后减小
4．如图所示，将一不带电的枕形导体放在一个点电荷+Q（）的右侧，C、D为枕形导体内部的两点，沿过D点的竖直虚线将导体视为左、右两部分，当达到静电平衡时，下列说法正确的是（ ）
A．枕形导体左边部分带正电
B．枕形导体左边部分的电荷量大于右边部分的电荷量
C．C、D两点的电场强度相等
D．将点电荷缓慢靠近枕形导体，C点的电场强度逐渐增大
5．某半导体PN结中存在电场，取电场强度E的方向为x轴正方向，其E-x关系如图所示，ON=OP，OA=OB。取O点的电势为零，则（ ）
A．A、B的电势相等
B．从N到O的过程中，电势一直增大
C．电子从N移到P的过程中，电势能先增大后减小
D．电子从N移到O和从O移到P的过程中，电场力做功相等
6．一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（ ）
A．B．C．ρnevD．
7．如图所示，一平行板电容器的两极板 A、B水平放置， A极板接地，电容器、二极管、开关S与电源相连，已知二极管具有单向导电性。现将开关S闭合，在 P点有一带电液滴恰好处于静止状态。保持开关S闭合，下列说法正确的是（ ）
A．将A板向上移动一小段距离， 电容器将放电
B．将A板向上移动一小段距离， 液滴在P点的电势能不变
C．将B板向上移动一小段距离，电容器将充电
D．将B板向上移动一小段距离， 液滴在P点的电势能减小
二、多选题（8-10题，每题6分，选对但不全得3分，选错不得分）
8．高压电线落地可能导致行人跨步触电。如图所示，设人的两脚M、N间的最大跨步距离为d，电线在触地点O流入大地的电流为I，大地的电阻率为，O、N间的距离为R，电流在以O点为圆心、r为半径的半球面上均匀分布，其电流密度为，若电流密度乘以电阻率等于电场强度，该电场强度可以等效成把点电荷Q放在真空中的O点处产生的电场强度，已知静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A．若电流方向从O到N，越靠近O点，电势越高
B．当两脚间的距离最大时，两脚间电压一定不为零
C．等效点电荷Q的电荷量为
D．若M，N、O三点在一条直线上，图中两脚M、N间的跨步电压等于
9．如图所示，匀强电场所在的空间中有一正方体区域，正方体边长为。已知四个顶点的电势分别为。只考虑电场力的作用，下列说法正确的是（ ）
A．三点位于同一等势面上
B．匀强电场的电场强度大小为
C．若电子经过点时速度指向点，则电子有可能运动到点
D．若电子先后经过点与点，其电势能一定先增加后减少
10．如图甲所示，长为L的两块正对金属板A、B水平放置，两板接上如图乙所示随时间变化的交变电压UAB，电子流沿中心线OO′从O点以初速度射入板间，电子都不会碰到极板已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力及电子间相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．两板间距
B．电子在t=0时刻从O点射入时一定从中心线离开电场
C．电子在时刻从O点射入时偏离中心线距离离开电场
D．电子无论在哪一时刻从O点射入，离开电场时的速率一定为v0
三、实验题（11题每空2分，12题前两空2分，后两空3分，共18分）
11．如图1所示，在探究影响平行板电容器电容的因素的实验中，使电容器带电后与电源断开。电容器左侧极板A和静电计外壳接地，电容器右极板B与静电计金属球相连。现请回答下列问题：

（1）此时静电计直接测量的是 。
A．电容C B．电荷量Q C．两板间的电势差U D．两板间场强E
（2） 保持B板不动，将A板向右移动，静电计指针张角 （选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）改变相关因素使电容器电容发生变化，从而可以测量某些物理量，因此可制作电容式传感器。保持B板不动，将A板上下移动会使静电计指针的偏角变化。下列传感器电容变化和此原理相同的是 ；

（4）该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图2中①②所示，其中对应电容为的电容器充电过程图像的是 （选填①或②）。

12．在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L、直径D和电阻R。某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：
（1）该同学分别用游标卡尺和螺旋测微器测量该导体的长度和直径，测量结果分别如图甲和图乙所示，则该导体的长度为L= cm，直径D= mm。
（2）该同学采用如图丙所示电路测此合金材料的电阻。将此合金材料接人电路后，电压表示数为U，电流表示数为I，则该合金材料的电阻率的表达式为ρ= 。（用U、I、L、D等表示，各物理量均为基本单位）
（3）若图丙中的电压表不能视为理想电表，不考虑偶然误差的情况下，则该同学得到的电阻率与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“相同”）。
第II卷（非选择题）
四、解答题（写出必要的文字说明，13题10分，14题12分，15题14分）
13．如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点。现有一质量为、电荷量为、套在杆上的带负电小球（可视为质点）从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为，A点距过C点的水平面的竖直高度为，小球滑到B点时的速度大小为。求：
（1）A、B两点的电势差；
（2）小球滑至C点时的速度的大小；
（3）若以C点为参考点（零电势点），试确定A点的电势。
14．如图，M、N两极板间加速电压为。一个质量为m、电量为q的带电粒子在M板边缘的点静止释放后，沿着虚线进入电压为的偏转电场，偏转电场两极板长和两极板间的距离均为L，偏转电场右边有一长也为L的接收屏AB靠着极板右端放置，为AB的中点。已知该粒子刚好打在的中点。忽略粒子的相对论效应和场的边缘效应。
（1）求与的比值n；
（2）若将加速电压改为，其他保持不变，要让粒子刚好打在NB的中点，求k的大小。
15．如图所示，在方向水平向左、范围足够大的匀强电场中，固定一光滑绝缘的圆弧轨道，轨道圆心为O，竖直半径，B点和地面上A点的连线与地面成角，。一质量为m、电荷量为q的小球（可视为质点）从地面上A点以某一初速度沿方向做直线运动，恰好无碰撞地从B点沿切线方向进入轨道内，到达轨道某处C（图中未标出）时恰好与轨道间无作用力并沿轨道从D点射出．已知重力加速度大小为g，，。求：
（1）匀强电场的场强大小E；
（2）小球到达D处时的速度大小；
（3）若小球从轨道D处飞出时电场反向（大小不变），求小球从轨道D处飞出后向左运动距离D处的最大水平距离。
参考答案：
1．A
【详解】试题分析：如图枕型导体在带正电的小球附近时，枕型导体上的自由电子会向金属棒的左边运动，金属棒的左端因有了多余的电子而带负电，右端因缺少电子而带正电；而用导线接地，接导体的任何部位，右端的正电荷被中和，因此导体将带负电；故A正确，BCD错误；
考点：静电场中的导体
【名师点睛】本题考查电荷的转移，有一定的难度，关键知道由于异种电荷相互吸引，大地的负电荷（自由电子）会转移到导体上．
2．D
【详解】A．在ab连线的中点处，a、b两电荷在该点的合场强为零，则该点的场强等于c电荷在该点形成的场强，大小不为零，故A错误；
B．在三角形的中心处，a、b两电荷在该点的场强大小相等，方向之间的夹角为120°角，则合场强竖直向上；c电荷在该点的场强也是竖直向上，则三角形中心处场强不为零，故B错误；
C．b受到a的库仑斥力沿ab方向，b受到c的库仑引力沿bc方向，且库仑斥力与库仑引力大小相等，则b所受库仑力方向斜向右下方与ab连线成60°角，故C错误；
D．设正三角形边长为l，根据对称性可知，a、b受到库仑力大小相等，均为
c受到库仑力大小为
则 a、b、c所受库仑力大小之比为，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】AB．根据题意电子从a到b时电势能减小电场力做正功，从c到d电势能增大电场力做负功，所以电子从a到d电势能先减小后增大，动能先增大后减小，即先加速运动后减速运动，A、B错误；
C．ad之间的电势差为零，电场力做功为零，所以电子在a点和在d点速度大小相同，C正确
D．电场力方向与等势线垂直，同时根据图中电子的运动轨迹可知在b点时，电场力做正功，在c点时电场力做负功，所以电子从b到c电势能先减小后增大，D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引可知，当达到静电平衡时，枕形导体左边部分带负电、右边部分带正电，故A错误；
B．因为枕形导体整体为电中性，则左边部分的电荷量等于右边部分的电荷量，故B错误；
C．枕形导体处于静电平衡，其内部电场强度处处为零，即C、D两点的电场强度均为零，故C正确；
D．将点电荷缓慢靠近枕形导体，导体内部电场强度仍处处为零，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】A．由于场强为正值则电场强度E的方向为x轴正方向，沿着电场线方向电势逐渐降低，所以A点电势高于B点的电势，故A错误；
B．由上知从N到O的过程中，电势一直减小，故B错误；
C．电子从N移到P的过程中，电场力一直做负功，电势能逐渐增大，故C错误；
D．由图像可知，图形的面积表示电势差，则有
再根据
可知，则电子从N移到O和从O移到P的过程中，电场力做功相等，故D正确。
故选D。
6．C
【分析】考查电路和电场知识
【详解】，I=neSv，，，联立得E=ρnev，故选C。
7．C
【详解】AB．在 P点有一带电液滴恰好处于静止状态，根据受力平衡可知，电场力竖直向上，与场强方向相反，则带电液滴带负电；保持开关S闭合，将A板向上移动一小段距离，板间距离增大，根据
，
可知电容减小，由于二极管具有单向导电性，所以不能放电，电容器储存的电荷量不变，根据
可知场强不变，AP间电压增大，P点电势降低，则液滴在P点的电势能增大，故AB错误；
CD．保持开关闭合，将B板向上移动一小段距离，根据
，，
由于板间距离减小，可知电容增大，电容器充电，两极板电压不变，场强增大，AP间电压增大，P点电势降低，则液滴在P点的电势能增大，故C正确，D错误。
故选C。
8．AC
【详解】A．高压电线落地，电线触地电流从O点流入大地的，O点电势最高，越靠近O点，电势越高，故A正确；
B．当两脚位于同一等势线上时即两脚到O点的距离相等时，跨步电压为零，故B错误；
C．根据题意有
解得
故C正确；
D．N点处电流密度为，由于MN间的电场是非匀强电场，电场强度越靠近O点越大，则知MN间的场强大于，两脚MN间跨步电压大于，故D错误。
故选AC。
9．ABD
【详解】AB．带正电的小球静止于轨道上的A点，根据受力平衡可知，小球受到水平向左的电场力，则电场强度方向水平向左，电场力大小为
解得
根据受力平衡可得支持力大小为
可知小球静止于A点时对轨道的压力大小为，故AB正确；
C．轨道内侧任意两点间的电势差最大值等于沿电场方向圆轨道直径两端的电势差，则有
故C错误；
D．当小球运动到AO反向延长线与圆轨道交点位置时，速度最小，此时电场力和重力的合力刚好提供向心力，则有
解得运动过程中速度的最小值为
故D正确。
故选ABD。
10．D
【详解】A．电子在电场中的运动时间为
解得
两板间距满足
解得
A错误；
B．电子在t=0时刻从O点射入时，离开电场时偏离中心线距离最大，B错误；
C．电子在时刻从O点射入时，沿电场方向，电子的运动分四段
第一阶段向正方向运动，位移为
第二阶段先正方向减速运动，位移为
速度减为零；
第三阶段先负方向做加速运动，位移
第四阶段先负方向做减速运动，由对称可知，位移
则粒子的总位移为

即粒子偏离中心线距离
C错误；
D．依题意，电子在电场中的运动时间为T，无论在哪一时刻从O点射入电场，正向电场和反向电场对电子的作用时间都是 ，沿电场方向根据动量定理
解得
即出离电场时沿电场方向的速度为零，D正确。
故选D。
11． C CD/DC 减小 CD/DC ②
【详解】（1）[1]根据题意，由图可知，此时静电计直接测量的是两板间的电势差U。
故选C。
（2）[2]
ABD．电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故AB错误，D正确；
C．由可知，电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比，即图像为一条过原点的倾斜直线，故C正确。
故选CD。
（3）[3]保持B板不动，将A板向右移动，根据得电容变大，根据知，电量不变，电势差减小，静电计指针张角减小。
（4）[4]保持B板不动，将A板上下移动，目的是改变两极板的正对面积。CD图是通过改变两极板的正对面积来改变电容的大小，而A图是通过改变介电常数来改变电容的大小，B图是通过改变两极板间距来改变电容的大小。
故选CD。
（5）[5]用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，则充电完成后，两电容器两端电压相同，根据可知，电容器的电容小则其带电量小，而图像面积代表带电量，所以对应电容为的电容器充电过程图像的是②。
12． 5.020 3.778/3.776/3.777/3.779 偏小
【详解】（1）[1]该导体的长度为
[2]直径为
（2）[3]根据欧姆定律以及电阻定律可得
解得该合金材料的电阻率为
（3）[4]若图丙中的电压表不能视为理想电表，则电压表示数是导体两端电压的真实值，但由于电压表分流的缘故，电流表示数略微大于通过导体的电流的真实值，所以该同学得到的电阻率与真实值相比偏小。
13．(1)100V/m；方向垂直等势面与AD夹60°角向左上；(2)-0.3V；(3)4.8×10-18J
【详解】(1)如下图所示，电场线和等势面是垂直的关系，而且从高电势指向低电势。从示意图读出任意相邻两点间的电势差，沿电场线方向的距离
所以匀强电场的强度
方向与AD成60°角斜向左上方。
(2)由于
带入数据即
整理得
(3)电子在P点的电势能
14．（1）；（2）1；（3）
【详解】（1）在加速电场中，由动能定理得
得粒子进入偏转电场时初速度
（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，设运动时间为，加速度为，粒子刚好打在的中点，则
解得与的比值
（3）加速电压改为，粒子进入偏转电场时初速度，由动能定理得
得
粒子刚好打在NB的中点，设在偏转电场中运动时间为,则
解得
15．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）小球做直线运动时的受力情况如图所示
小球带正电，则
得
（2）小球到达C处时电场力与重力的合力恰好提供小球做圆周运动的向心力，如图所示
满足
则
得
小球“恰好无碰撞地从B进入，说明，则小球从C处运动到D处的过程，根据动能定理有
得
（3）小球水平飞出后，在水平方向上做初速度为的匀变速运动，竖直方向上做自由落体运动，则水平方向上的加速度
，
得
小球从D飞出到落地所用的时间设为t，则
得
由于
说明小球在水平方向上速度为0时，小球尚未落地，则飞出后距离D处的最大水平距离
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
C
C
D
C
C
AC
ABD
D