精品解析：河南省郑州市中牟县第三高级中学2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试卷

中牟三高高二第一次月考物理试卷 时间：75分钟 满分：100分 一、单选题（47=28分） 1. 在物理学发展过程中因为物理量间的关系或单位制的原因，产生了很多的常数，下面关于高中物理中所学到的一些常数的单位表达正确的是（　　） A. 导体电阻率的单位： B. 重力加速度g的单位： C. 静电力常数k的单位： D. 弹簧的劲度系数k的单位： 2. 如图所示，真空环境中相距为d的A、B两点分别固定有电荷量均为Q的点电荷，O为AB的中点，C为AB中垂线上的点，且到A、B两点的距离均为d。静电力常量为k。下列分析正确的是（　　） A. 若A、B两点的电荷为异种电荷，则O点的电场强度大小为 B. 若A、B两点的电荷为同种电荷，则C点的电场强度大小为 C. 若A、B两点的电荷为异种电荷，则O点的电势比C点的电势低 D. 若A、B两点的电荷为同种电荷，则O点的电势比C点的电势高 3. 空间内有一电场，其电势在x轴上分布如图所示。在该电场中一负电荷的电势能随x变化的图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 4. 如图，实线为电场中的电场线，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，一个带正电荷的粒子（不计重力）在等势面A处时的动能为，运动到等势面C处时的动能为零，现取B等势面为零电势面，则当此电荷的电势能为时的动能是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，无穷远处电势为0，下列说法不正确的是（　　） A. 感应电荷在O点处产生的场强大小等于 B. 金属小球激发的电场在防护服内不存在 C. 防护服内金属网带电是因为其电子的转移 D. 防护服内金属网左侧外表面带负电，大地的无限远处带正电 6. 如图（a），有四个相同的金属板M、N、P、Q，M与N平行、P与Q平行，O点到各板的距离相等。两对金属板上的电势差及随时间按图（b）规律做周期性变化，和均为已知。在时将电子从O点由静止释放，不计电子所受重力，忽略边缘效应，经过一段时间（大于）后电子将到达（ ） A. M板 B. N板 C. P板 D. Q板 7. 某条电场线是一条直线，上边依次有O、A、B、C四个点，相邻两点间距离均为d，以O点为坐标原点，沿电场强度方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示。一个带电荷量为+q的粒子，从O点由静止释放，仅受电场力作用。则（　　） A. 若O点的电势为零，则B点的电势为 B. 粒子从O到A做匀变速直线运动 C. 粒子在OA段电势能减少量等于BC段电势能减少量 D. 粒子运动到B点时动能为 二、多选题（63=18分） 8. 图中A、B两点放有电荷量+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC=CD=BD，将一正电荷从C点沿直线移到D点，则（　　） A. C点场强小于D点场强 B. 电场力先做正功，再做负功 C. C点电势小于D点电势 D. 电场力先做负功再做正功 9. 如图所示，真空中有一电子以速度沿着与电场强度垂直的方向自O点进入匀强电场。以O为坐标原点建立直角坐标系，轴垂直于电场方向，轴平行于电场方向，在轴上取，分别自A、B、C点作与轴平行的线，跟电子的径迹交于M、N、P三点。忽略电子重力的影响，下列说法正确的是（　　） A. 电子做平抛运动 B. 电子在OM、ON、OP三段运动的时间比为 C. 电子经过M、N、P三点的瞬时速度之比为 D. 电子在OM、MN、NP三段动能增量之比为 10. 如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边长，当A与B之间接入的电压为15V时，通过金属片的电流为3.0A。当C与D之间接入的电压为15V时，下列说法正确的是（  ） A. 通过金属片的电流为0.75A B. 通过金属片的电流为12.0A C. A、B之间接入电路时与C、D之间接入电路时，矩形金属片的电阻率之比为1:1 D. A、B之间接入电路时与C、D之间接入电路时，矩形金属片的电阻率之比为1:4 三、实验题（2918分） 11. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中： （1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径d，其中一次测量结果如图示，则图中读数为d=______。 （2）用电压表测得金属丝两端的电压U，用电流表测得通过金属丝中的电流I，测得的数据如图1（使用量程）、图2（使用量程）所示。 （3）由图中读出的数据计算出金属丝的电阻为______Ω。 （4）若实验测得金属丝的长度为L，则计算金属丝的电阻率的表达式为______（用d、L，表示）。 12. 某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。图丙所示实验装置是用来探究影响平行板电容器的因素，其中电容器左侧极板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。使电容器带电后与电源断开。 （1）图甲当开关S接“1”达到稳定后，电容器上极板带__________（选填“正”或“负”）电。 （2）图甲开关S接“2”前，将电流传感器串联在左侧电路中，接着将开关S接“？”，与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流I随时间t变化的I-t图像如图，丙所示，通过分析可知，图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是__________。不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将__________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。 （3）已知电源电压为3V，通过数格子的方法测得I-t曲线与横轴围成的面积为2.5mA·s，则电容器的电容C=__________F（结果保留两位有效数字）。 （4）图丙中，静电计是测量下列哪一个物理量的仪器__________。 A. 电荷量 B. 电容 C. 电势差 （5）保持两极板所带的电荷量Q不变，极板间的正对面积S不变，让带有绝缘手柄的A板向左移动增大两极板间的距离d，发现静电计指针偏角变大，得出的结论是：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 四、解答题（8分+12分+16分=36分） 13. 如图，真空中存在一水平向右的匀强电场，两个带等量异种电荷的小球A和B用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好竖直，此时A、B间的距离为。两小球都可视为点电荷，所带电荷量的绝对值都为，静电力常量为。求： （1）两球之间的库仑力大小； （2）匀强电场的电场强度大小。 14. 如图所示，A、B两点固定有电量相等且带正电的小球，两小球到其连线中点O的距离均为 。现用两根长度均为 的绝缘细线由A、B两点系一带电小球C，静止时，细线张力恰好为零。已知小球C的质量 ，电荷量 ，取重力加速度大小 ，静电力常量 ，不计空气阻力。 （1）求小球C所处位置的电场强度大小和方向； （2）求A、B两小球的电荷量Q。 15. 如图所示，质量为m、电荷量为q的带正电的小球用长为L的绝缘细线悬挂在天花板上，空间存在水平向右的匀强电场，小球静止时位于P点，此时细线与竖直方向的夹角，不计小球的大小，重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度大小； （2）若把小球向右移到与O点等高的位置且细线刚好拉直，由静止释放小球，当小球运动到P点时速度多大，此时细线的拉力多大； （3）若在（2）问中，小球运动到P点时细线刚好断开，求从细线断开到小球运动到P点正下方所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 中牟三高高二第一次月考物理试卷 时间：75分钟 满分：100分 一、单选题（47=28分） 1. 在物理学发展过程中因为物理量间的关系或单位制的原因，产生了很多的常数，下面关于高中物理中所学到的一些常数的单位表达正确的是（　　） A. 导体电阻率的单位： B. 重力加速度g的单位： C. 静电力常数k的单位： D. 弹簧的劲度系数k的单位： 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电阻定律 得电阻率 推导出其国际单位是，故A错误； B．由重力的表达式得重力加速度 推导出其国际单位是，故B错误； C．由库仑定律 得静电力常量表达式 推导出其国际单位是，故C错误； D．由胡克定律的劲度系数的表达式 推导出其国际单位是，故D正确； 故选D。 2. 如图所示，真空环境中相距为d的A、B两点分别固定有电荷量均为Q的点电荷，O为AB的中点，C为AB中垂线上的点，且到A、B两点的距离均为d。静电力常量为k。下列分析正确的是（　　） A. 若A、B两点的电荷为异种电荷，则O点的电场强度大小为 B. 若A、B两点的电荷为同种电荷，则C点的电场强度大小为 C. 若A、B两点的电荷为异种电荷，则O点的电势比C点的电势低 D. 若A、B两点的电荷为同种电荷，则O点的电势比C点的电势高 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．若AB两点的电荷为异种电荷，则两处电荷在O点的电场强度大小相等，方向相同，即为 故A正确； B．若AB两点的电荷为同种电荷，则AB两处电荷在C点的电场强度均为 夹角为，所以 故B错误； C．若AB两点的电荷为异种电荷，则OC为等势线，O点的电势与C点的电势相等，故C错误； D．若AB两点的电荷为同种电荷，因不知道AB电荷的电性，所以无法判断O点与C点的电势高低，故D错误； 故选A。 3. 空间内有一电场，其电势在x轴上分布如图所示。在该电场中一负电荷的电势能随x变化的图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设负电荷带电量的绝对值为q，根据电势与电势能的关系可知当时电势能为负值，随着x值的增大电势在减小，电势能在增大。 故选C。 4. 如图，实线为电场中的电场线，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，一个带正电荷的粒子（不计重力）在等势面A处时的动能为，运动到等势面C处时的动能为零，现取B等势面为零电势面，则当此电荷的电势能为时的动能是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意可知相邻等势面间电势差相等，则从等势面A到等势面B与从等势面B到等势面C，粒子克服电场力做的功相等；由于从等势面A处到等势面C处，粒子动能减少，则从等势面A处到等势面B处，粒子动能减少，而粒子在等势面A处时的动能为，所以粒子在等势面B处时的动能为；现取B等势面为零电势面，则粒子的动能和电势能之和为，且动能和电势能之和保持不变，所以当此电荷的电势能为时的动能是。 故选D。 5. 如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，无穷远处电势为0，下列说法不正确的是（　　） A. 感应电荷在O点处产生的场强大小等于 B. 金属小球激发的电场在防护服内不存在 C. 防护服内金属网带电是因为其电子的转移 D. 防护服内金属网左侧外表面带负电，大地的无限远处带正电 【答案】B 【解析】 【详解】A．金属小球和防护服在防护服内产生的合场强为零，金属小球+Q在O点产生的场强与感应电荷在该处产生的电场强度大小相等方向相反，感应电荷在O点产生的场强大小为 故A正确，不符合题意； B．金属小球激发的电场存在于防护服内，与防护服上感应电荷的电场大小相等方向相反，故B错误，符合题意； C．物体带电的实质都是电子的转移，故C正确，不符合题意； D．防护服接地，由静电感应原理可以知道，防护服内金属网左侧外表面带负电，大地的无限远处带正电，故D正确，不符合题意。 故选B。 6. 如图（a），有四个相同的金属板M、N、P、Q，M与N平行、P与Q平行，O点到各板的距离相等。两对金属板上的电势差及随时间按图（b）规律做周期性变化，和均为已知。在时将电子从O点由静止释放，不计电子所受重力，忽略边缘效应，经过一段时间（大于）后电子将到达（ ） A. M板 B. N板 C. P板 D. Q板 【答案】A 【解析】 【详解】根据图（b）可知，在时间内，电子向M板做初速度为0匀加速直线运动；在时间内，电子其中一个分运动向M板做匀速直线运动，同时另一分运动开始向P板做初速度为0匀加速直线运动；在时间内，电子其中一个分运动向M板做匀减速直线运动到速度减为0，另一分运动向P板做匀速直线运动；在时间内，电子向P板做匀减速直线运动到速度减为0；之后重复以上运动，则经过一段时间（大于）后电子将先到达M板。 故选A。 7. 某条电场线是一条直线，上边依次有O、A、B、C四个点，相邻两点间距离均为d，以O点为坐标原点，沿电场强度方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示。一个带电荷量为+q的粒子，从O点由静止释放，仅受电场力作用。则（　　） A. 若O点的电势为零，则B点的电势为 B. 粒子从O到A做匀变速直线运动 C. 粒子在OA段电势能减少量等于BC段电势能减少量 D. 粒子运动到B点时动能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知E − x图像所包围的面积表示两点间的电势差大小，则 由于，解得，故A错误； B．粒子由O到A过程电场力一直做正功，则带正电粒子一直加速运动，在该过程电场强度增大，由牛顿第二定律可得带电粒子做加速度增大的加速直线运动，故B错误； C．从OA段和BC段图像包围的面积分析可知UOA > UBC，根据电场力做功公式W = qU可知OA段的电场力做功大于BC段电场力做功，根据W = − ΔEp可知粒子在OA段电势能的变化量大于BC段变化量，故C错误； D．从O到B点过程由动能定理，则有 可得，故D正确。 故选D。 二、多选题（63=18分） 8. 图中A、B两点放有电荷量+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC=CD=BD，将一正电荷从C点沿直线移到D点，则（　　） A. C点场强小于D点场强 B. 电场力先做正功，再做负功 C. C点电势小于D点电势 D. 电场力先做负功再做正功 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据点电荷电场公式可得C点电场强度大小为 方向向右； D点场强大小为 方向向左。 可见 选项A正确； BD．从C点沿直线移到D点，场强方向先向右后向左，所以正电荷受电场力的方向也是先向右后向左，所以电场力先做正功再做负功，选项B正确，D错误； C．如果AB两点放置的是等量同种电荷，则由于对称性可知C点电势和D点电势相同，但现在右边的电荷量大，所以右边的电势降落的快，所以C点的电势大于D点的电势，选项C错误。 故选AB。 【点睛】AB连线上每一点的场强是由+Q和+2Q的点电荷共同叠加产生的。正电荷从C点沿直线移到D点，根据电场强度的叠加判断电场力的方向，再去判断做功的正负情况。 9. 如图所示，真空中有一电子以速度沿着与电场强度垂直的方向自O点进入匀强电场。以O为坐标原点建立直角坐标系，轴垂直于电场方向，轴平行于电场方向，在轴上取，分别自A、B、C点作与轴平行的线，跟电子的径迹交于M、N、P三点。忽略电子重力的影响，下列说法正确的是（　　） A. 电子做平抛运动 B. 电子在OM、ON、OP三段运动的时间比为 C. 电子经过M、N、P三点的瞬时速度之比为 D. 电子在OM、MN、NP三段动能增量之比为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电子在电场力作用下做类平抛运动，不是做平抛运动，A错误； B．电子做类平抛运动，设电子的初速度为，沿轴方向做匀速直线运动，则有 由于 可得 可得电子在OM、ON、OP三段运动的时间比为 B正确； C．电子沿轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有 电子经过M、N、P三点沿轴方向的分速度之比为 电子经过M、N、P三点的瞬时速度之比为 C错误； D．电子沿轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有 可知 则有 根据动能定理可得 电子在OM、MN、NP三段动能增量之比为 D正确。 故选BD。 10. 如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边长，当A与B之间接入的电压为15V时，通过金属片的电流为3.0A。当C与D之间接入的电压为15V时，下列说法正确的是（  ） A. 通过金属片的电流为0.75A B. 通过金属片的电流为12.0A C. A、B之间接入电路时与C、D之间接入电路时，矩形金属片的电阻率之比为1:1 D. A、B之间接入电路时与C、D之间接入电路时，矩形金属片的电阻率之比为1:4 【答案】BC 【解析】 【详解】CD．电阻率是导体材料的属性，与接入电路的情况无关，故C正确，D错误； AB．根据电阻定律可知，A、B之间接入电路时与C，D之间接入电路时，矩形金属片电阻之比为4:1，结合欧姆定律可知，C与D之间接入的电压为15V时，通过导体的电流为12.0A，故A错误，B正确。 故选BC。 三、实验题（2918分） 11. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中： （1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径d，其中一次测量结果如图示，则图中读数为d=______。 （2）用电压表测得金属丝两端的电压U，用电流表测得通过金属丝中的电流I，测得的数据如图1（使用量程）、图2（使用量程）所示。 （3）由图中读出的数据计算出金属丝的电阻为______Ω。 （4）若实验测得金属丝的长度为L，则计算金属丝的电阻率的表达式为______（用d、L，表示）。 【答案】 ①. 0.860 ②. 5.00 ③. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]图中示数为 （3）[2]依题意，图1中电压表读数为2.50V，图2中电流表读数为0.50A，根据欧姆定律可得该电阻阻值为 （4）[3]若实验测得金属丝的长度为L，根据电阻定律 又 联立可得该金属丝的电阻率的表达式为 12. 某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。图丙所示实验装置是用来探究影响平行板电容器的因素，其中电容器左侧极板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。使电容器带电后与电源断开。 （1）图甲当开关S接“1”达到稳定后，电容器上极板带__________（选填“正”或“负”）电。 （2）图甲开关S接“2”前，将电流传感器串联在左侧电路中，接着将开关S接“？”，与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流I随时间t变化的I-t图像如图，丙所示，通过分析可知，图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是__________。不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将__________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。 （3）已知电源电压为3V，通过数格子的方法测得I-t曲线与横轴围成的面积为2.5mA·s，则电容器的电容C=__________F（结果保留两位有效数字）。 （4）图丙中，静电计是测量下列哪一个物理量的仪器__________。 A. 电荷量 B. 电容 C. 电势差 （5）保持两极板所带的电荷量Q不变，极板间的正对面积S不变，让带有绝缘手柄的A板向左移动增大两极板间的距离d，发现静电计指针偏角变大，得出的结论是：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）正 （2） ①. 电荷量 ②. 不变 （3） （4）C （5）减小 【解析】 【小问1详解】 当开关S接“1”后，电源给电容器充电，根据充电电流方向可知，电容器上极板带正电，下极板带负电。 【小问2详解】 [1]当开关S接“2”，电容器进行放电，I-t图像与横轴围成的面积表示的物理量是电荷量； [2]只增大电阻R的阻值，只是使得放电过程变慢，而放电的电荷量不变，则I-t曲线与横轴围成的面积将不变。 【小问3详解】 根据电容的定义式可得 【小问4详解】 静电计是测量电势差的仪器。 故选C。 【小问5详解】 静电计指针偏角变大，则电压变大，根据 可知，电容变小，得出的结论是：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而减小。 四、解答题（8分+12分+16分=36分） 13. 如图，真空中存在一水平向右的匀强电场，两个带等量异种电荷的小球A和B用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好竖直，此时A、B间的距离为。两小球都可视为点电荷，所带电荷量的绝对值都为，静电力常量为。求： （1）两球之间的库仑力大小； （2）匀强电场的电场强度大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】解：（1）由库仑定律得A、B之间的库仑力为 （2）设匀强电场的电场强度大小为，则A、B在水平方向受力平衡，则有 整理可得 14. 如图所示，A、B两点固定有电量相等且带正电的小球，两小球到其连线中点O的距离均为 。现用两根长度均为 的绝缘细线由A、B两点系一带电小球C，静止时，细线张力恰好为零。已知小球C的质量 ，电荷量 ，取重力加速度大小 ，静电力常量 ，不计空气阻力。 （1）求小球C所处位置的电场强度大小和方向； （2）求A、B两小球的电荷量Q。 【答案】（1），方向竖直向下 （2） 【解析】 【小问1详解】 设小球C所处位置的电场强度大小为E，根据小球C静止时，细线张力恰好为零，对小球C受力分析可知 解得 方向竖直向下 【小问2详解】 因A、B两点固定有电量相等且带正电的小球，则两个点电荷在小球C所处位置产生的电场强度的大小相等，设一个带正电小球在C所处位置产生的电场强度的大小为 ，AC与AB连线的夹角为α，由已知条件可知 ，根据电场的叠加原理可知小球C所处位置的电场强度 解得 根据点电荷电场强度公式 解得 15. 如图所示，质量为m、电荷量为q的带正电的小球用长为L的绝缘细线悬挂在天花板上，空间存在水平向右的匀强电场，小球静止时位于P点，此时细线与竖直方向的夹角，不计小球的大小，重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度大小； （2）若把小球向右移到与O点等高的位置且细线刚好拉直，由静止释放小球，当小球运动到P点时速度多大，此时细线的拉力多大； （3）若在（2）问中，小球运动到P点时细线刚好断开，求从细线断开到小球运动到P点正下方所用的时间。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球进行受力分析如图 可知 解得 【小问2详解】 从释放到运动到P点，由动能定理得 又 解得 由牛顿第二定律得 解得 【小问3详解】 小球运动到P点时水平方向的分速度大小 水平方向的加速度大小 方向水平向右。 从细线断开到小球运动到P点正下方，水平方向的位移为零，则 代入数据得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $