精品解析：福建省福州市长乐第一中学2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试题

2024—2025学年第一学期长乐一中阶段一考试 高中二年物理科试卷 一、单项选择题 1. 核酸检测采样时使用的“采样拭子”，其顶端是如图所示的植绒拭子，安全、无毒。有一种植绒方式是：植绒机产生数万伏的高压静电，通过电子转移让喷头中的绒毛带上负电荷，然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂，移动喷头靠近被植绒物体，绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面，呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴含了许多科学知识，下列描述不合理的是（　　） A. 喷头中的绒毛带上负电荷，是由于绒毛得到了电子 B. 以移动喷头为参照物，被植绒物体是运动的 C. 绒毛能在高压静电作用下运动，是由于能量可以创生 D. 绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面后，采样拭子之间存在斥力 2. 如图，某圆柱形金属导线，长为L，横截面积为S，它的图如图，则下面说法正确的是（　　） A. 它的电阻为 B. 它电阻为 C. 将它拉长为2L，则截面积变为原来，电阻变为1Ω D. 将它拉长，使半径变为原来一半，则截面积变为原来，长度为4L，电阻变为64Ω 3. 为避免发生雷击，高大的建筑物顶端均需安装避雷针。如图是某避雷针放电时空间电场线的分布图。a、b、c三点在同一电场线上。空间电场分布关于直线ac对称。图中的虚线是一带电粒子只在电场力作用下在电场中的运动轨迹。已知、下列说法正确的是（　　） A. 粒子一定带负电 B. 粒子的速率一直在增加 C. 粒子在图中A点的电势能一定小于在B点的电势能 D. ab两点的电势差等于bc两点的电势差 4. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法错误的是（　　） A. 电场强度的大小为2.5 V/cm B. 坐标原点处的电势为1 V C. 电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D. 电子从b点运动到c点，静电力做功为9 eV 二、双项选择题 5. 如图所示为某电场电场强度E随时间t变化的图象．当t=0时，在此电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法正确的是（ ） A 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 3s末带电粒子回到原出发点 C 4s末带电粒子速度最大 D. 0～4s末，电场力做的总功为0 6. 如图为监测水位变化的电容式传感器的原理简图，两块平行金属板的表面已进行绝缘处理。当水位发生变化时，可通过信号输出端进行监测。若观测到输出端a的电势低于b的电势，即电容器在放电，则可判断（　　） A. 电容器电容变大 B. 水位正在下降 C. 电容器电压变大 D. 两金属板间的电场强度不变 7. 如图所示，将一锥形导体放入电荷量为Q的负点电荷电场中，导体内有A、B两点，A点到电荷的距离为d，下列说法正确的是（　　） A. 锥形导体右端带负电 B. A点电场强度比B点大 C. 图中所示两条实线1和2来表示锥形导体周围的电场线是错误的 D. 导体表面的感应电荷在A点产生的电场强度大小为 8. 在地面附近存在一个有界电场，边界MN将空间分成上、下两个区域Ⅰ、Ⅱ，在区域Ⅱ中有竖直向上的匀强电场．在区域Ⅰ中离边界某一高度处由静止释放一个质量为m的带电小球A，如图甲所示，小球运动的图像如图乙所示，不计空气阻力，则（ ） A. 小球受到的重力与电场力大小之比为3：5 B. 在时，小球经过边界MN C. 在小球向下运动的整个过程中，重力做的功大于克服电场力做的功 D. 在1～4s过程中，小球的机械能先减小后增大 三、填空题、实验题 9. 在一点电荷Q的电场中有一点P。现将另一点电荷库从无穷远处移至P点，电场力做了焦的功。设无穷远处电势为零，则P点的电势为_________伏，场源电荷Q的电性为__________电荷。 10. 如图所示，两个等量同种正点电荷固定在真空中同一水平线上（水平线在纸面内），电荷量为Q，两电荷相距r，O为两者连线的中点，过O点沿竖直方向做水平线的垂线MN，M到两个点电荷的距离均为r，一个带负电的粒子P以垂直于纸面的速度v从M点射入，恰好做匀速圆周运动，已知静电力常量为k，带电粒子的质量为m、电荷量为q，重力忽略不计，则M点的场强为____________,粒子的速度v大小为___________________ 11. 在电场中放置一光滑绝缘水平桌面，沿桌面上x轴方向电势分布如图中实线所示。桌面上有一质量、电量的带负电小球，以的初速度在处沿x轴正方向运动，且小球始终在x轴上运动。则小球从开始运动到动能最大时电场力所做的功为________J；当小球第一次速度为零时其位置坐标为________m。 12. 随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及，小乐同学用电流传感器做“观察电容器的充、放电现象”，电路如图甲所示。 （1）先使开关S与2相连，电源对电容器充电，这个过程可在短时间内完成，充满电的电容器左极板带______电（填“正”或“负”）。 （2）然后把开关S掷向1端，K断开，电容器通过电阻放电，传感器将电流传入计算机，屏幕上显示出电容器充放电过程电流随时间变化的i-t图像如图乙所示。 （3）根据i-t图像可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为_____C。（结果保留两位有效数字） （4）已知直流电源的电动势为8V，内阻忽略不计，则电容器的电容为_______F。（结果保留两位有效数字） （5）如果不改变电路其他参数，闭合开关K，重复上述实验，则充电时i-t曲线与横轴所围成的面积将_____（填“变大”、“不变”或“变小”）；充电时间将______（填“变长”、“不变”或“变短”）。 四、计算题 13. 一台直流电动机线圈电阻，与一阻值的电阻串联，当所加电压，电动机正常工作时电压表示数100V，求： （1）电动机正常工作时电阻R的电压和电流； （2）电动机正常工作时电动机消耗的电功率及输出的机械功率； （3）当电动机转子突然被卡住，此时电动机的发热功率。 14. 如图所示，在竖直平面内有方向水平向右的匀强电场，有一根长L=2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量m=0.32kg，电量q=+8.0×10-5C的小球，小球静止时轻绳与竖直方向成37°角．现使小球获得某一初动能，恰好能让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动．取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，g取10m/s2．求： （1）匀强电场的场强E； （2）小球的初动能Ek0； （3）求小球在圆周运动过程中电势能与重力势能之和的最大值？ 15. 如图甲，在xOy平面直角坐标系第一象限存在竖直向下的匀强电场，场强大小为E；第二象限存在水平向右的匀强电场，场强大小也为E；第四象限存在竖直向上的匀强电场，场强大小也为E。一质量为m、电荷量为q的正离子从A点静止释放，A点位置坐标为。不计该离子的重力。 （1）求离子第一次通过y轴时的速度大小； （2）求离子第二次通过x轴时的位置坐标； （3）若离子第一次进入第四象限后开始计时，第四象限中的电场按图乙规律变化（图中），忽略电场变化引起的电磁感应现象，求离子第4次通过x轴时的位置坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年第一学期长乐一中阶段一考试 高中二年物理科试卷 一、单项选择题 1. 核酸检测采样时使用的“采样拭子”，其顶端是如图所示的植绒拭子，安全、无毒。有一种植绒方式是：植绒机产生数万伏的高压静电，通过电子转移让喷头中的绒毛带上负电荷，然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂，移动喷头靠近被植绒物体，绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面，呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴含了许多科学知识，下列描述不合理的是（　　） A. 喷头中绒毛带上负电荷，是由于绒毛得到了电子 B. 以移动的喷头为参照物，被植绒物体是运动的 C. 绒毛能在高压静电作用下运动，是由于能量可以创生 D. 绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面后，采样拭子之间存在斥力 【答案】C 【解析】 【详解】A．喷头中绒毛带上负电荷，是由于绒毛得到了电子，合理，但不符合题意，故A错误； B．以移动的喷头为参照物，被植绒物体与喷头的位置产生了变化，被植绒物体相对喷头是运动的，合理，但不符合题意，故B错误； C．能量不能被创生，也不能被消灭，能量是守恒的，总量不变，不合理，符合题意，故C正确； D．绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面后，采样拭子带负电，同种电荷相排斥，所以存在斥力，合理，但不符合题意。故D错误。 故选C。 2. 如图，某圆柱形金属导线，长为L，横截面积为S，它的图如图，则下面说法正确的是（　　） A. 它的电阻为 B. 它的电阻为 C. 将它拉长为2L，则截面积变为原来，电阻变为1Ω D. 将它拉长，使半径变为原来一半，则截面积变为原来，长度为4L，电阻变为64Ω 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由欧姆定律可知电阻为 故AB错误； C．根据电阻定律 可知将金属导线拉长为2L，则截面积变为原来，电阻变为16Ω，故C错误； D．将金属导线拉长，使半径变为原来一半，根据电阻定律可知截面积变为原来，长度为4L，电阻变为64Ω，故D正确。 故选D。 3. 为避免发生雷击，高大的建筑物顶端均需安装避雷针。如图是某避雷针放电时空间电场线的分布图。a、b、c三点在同一电场线上。空间电场分布关于直线ac对称。图中的虚线是一带电粒子只在电场力作用下在电场中的运动轨迹。已知、下列说法正确的是（　　） A. 粒子一定带负电 B. 粒子的速率一直在增加 C. 粒子在图中A点的电势能一定小于在B点的电势能 D. ab两点的电势差等于bc两点的电势差 【答案】B 【解析】 【详解】AB．带电粒子仅在电场力作用下运动，带电粒子受到电场力指向其轨迹的内侧，粒子是从A点向B点运动，由于只在电场力作用下在电场中运动，则粒子的速率一直在增加，粒子的带正电，故A错误，B正确； C．粒子带正电，电场力做正功，电势能减小。粒子在图中A点的电势能一定大于在B点的电势能，故C错误； D．，若电场为匀强电场，则ab两点的电势差等于bc两点的电势差，但此电场非匀强电场，故D错误。 故选B。 4. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法错误的是（　　） A. 电场强度的大小为2.5 V/cm B. 坐标原点处的电势为1 V C. 电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D. 电子从b点运动到c点，静电力做功为9 eV 【答案】C 【解析】 【详解】A．如图所示，在ac连线上，确定一b′点，电势为17 V，将bb′连线，即为等势线，那么垂直bb′连线，则为电场线，再依据沿着电场线方向，电势降低，则电场线方向如图 因为此电场为匀强电场，则有 依据几何关系，则有 因此电场强度大小为 A正确； B．根据φc－φa＝φb－φO，因a、b、c三点电势分别为 φa＝10 V φb＝17 V φc＝26 V 解得坐标原点处的电势为 φO＝1 V B正确； C．因 Uab＝φa－φb＝10 V－17 V＝－7 V 电子从a点到b点静电力做功为 W＝qUab＝7 eV 因静电力做正功，则电势能减小，那么电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，C错误； D．同理有 Ubc＝φb－φc＝17 V－26 V＝－9 V 电子从b点运动到c点，静电力做功为 W＝qUbc＝9 eV D正确。 本题选择错误的，故选C。 二、双项选择题 5. 如图所示为某电场的电场强度E随时间t变化的图象．当t=0时，在此电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法正确的是（ ） A. 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 3s末带电粒子回到原出发点 C. 4s末带电粒子速度最大 D. 0～4s末，电场力做的总功为0 【答案】BC 【解析】 【详解】由牛顿第二定律可知，带电粒子在第1s内的加速度大小为 在第2s内加速度大小为 因此带电粒子先匀加速1s再匀减速0.5s时速度为零，接下来的0.5s将反向加速，v-t图象如图所示 A．带电粒子在第1s内做匀加速直线运动，在第2s内先做匀减速后反向做匀加速运动，所以不是始终向一方向运动，故A错误； B．根据速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移，可知，在t=3s时，带电粒子的位移为0，回到出发点，故B正确； C．由图可知，粒子在1s末与4s末带电粒子的速度大小相等，方向相同，且为最大，故C正确； D．因为第3s末粒子的速度刚好减为0，根据动能定理知粒子只受电场力作用，前3s内动能变化为0，即电场力做的总功为零，则0～4s末，电场力做的总功不为0，故D错误． 6. 如图为监测水位变化的电容式传感器的原理简图，两块平行金属板的表面已进行绝缘处理。当水位发生变化时，可通过信号输出端进行监测。若观测到输出端a的电势低于b的电势，即电容器在放电，则可判断（　　） A. 电容器电容变大 B. 水位正在下降 C. 电容器电压变大 D. 两金属板间电场强度不变 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．当水位下降时，根据 可知，介电质常数减小，故电容器的电容减小，由于电容器始终与电源相连，电容器两端的电压不变，根据 可知，电容器电荷量在减小，处于放电状态，符合题意，故AC错误，B正确； D．根据 可知，电容器两极板间的电势差没变，极板间的距离不变，电场强度不变，D正确。 故选BD。 7. 如图所示，将一锥形导体放入电荷量为Q的负点电荷电场中，导体内有A、B两点，A点到电荷的距离为d，下列说法正确的是（　　） A. 锥形导体右端带负电 B. A点电场强度比B点大 C. 图中所示两条实线1和2来表示锥形导体周围的电场线是错误的 D. 导体表面的感应电荷在A点产生的电场强度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由于锥形导体右端靠近负电荷，则锥形导体右端带正电，故A错误； B．导体处于静电平衡状态，所以A、B两点电场强度均为零，故B错误； C．由于导体处于静电平衡状态，则图中所示两条实线1和2来表示锥形导体周围的电场线是错误的，故C正确； D．导体表面的感应电荷在A点产生的电场强度大小与负点电荷在A点产生的电场强度大小相等，所以 故D正确。 故选CD。 8. 在地面附近存在一个有界电场，边界MN将空间分成上、下两个区域Ⅰ、Ⅱ，在区域Ⅱ中有竖直向上的匀强电场．在区域Ⅰ中离边界某一高度处由静止释放一个质量为m的带电小球A，如图甲所示，小球运动的图像如图乙所示，不计空气阻力，则（ ） A. 小球受到的重力与电场力大小之比为3：5 B. 在时，小球经过边界MN C. 在小球向下运动的整个过程中，重力做的功大于克服电场力做的功 D. 在1～4s过程中，小球的机械能先减小后增大 【答案】AD 【解析】 【详解】B．小球进入电场前做自由落体运动，进入电场后受到电场力作用而做减速运动，由图可以看出，小球经过边界MN的时刻是或者时，故B错误． A．由图象的斜率等于加速度得小球进入电场前的加速度为 进入电场后的加速度大小为 由牛顿第二定律得 …① 得电场力 …② 由①②得重力mg与电场力F之比为3：5．故A正确； C．小球向下运动的整个过程中，动能变化量为零，根据动能定理，整个过程中重力做的功与克服电场力做的功大小相等，故C错误． D．整个过程中，由图可得，小球在0-2.5s内向下运动，在2.5s-5s内向上运动，在1s～4s过程中，电场力先做负功，后做正功，根据功能关系可知1～4s过程中小球的机械能先减小后增大，故D正确。 故选AD。 三、填空题、实验题 9. 在一点电荷Q的电场中有一点P。现将另一点电荷库从无穷远处移至P点，电场力做了焦的功。设无穷远处电势为零，则P点的电势为_________伏，场源电荷Q的电性为__________电荷。 【答案】 ①. 100 ②. 正 【解析】 【详解】[1]设P点的电势为，根据电场力做功与电势差关系可得 解得 [2]由于将试探电荷从无穷远处移至P点，电场力做正功，可知场源电荷Q与试探电荷q之间为库仑引力，试探电荷带负电，则场源电荷Q的电性为正电荷。 10. 如图所示，两个等量同种正点电荷固定在真空中同一水平线上（水平线在纸面内），电荷量为Q，两电荷相距r，O为两者连线的中点，过O点沿竖直方向做水平线的垂线MN，M到两个点电荷的距离均为r，一个带负电的粒子P以垂直于纸面的速度v从M点射入，恰好做匀速圆周运动，已知静电力常量为k，带电粒子的质量为m、电荷量为q，重力忽略不计，则M点的场强为____________,粒子的速度v大小为___________________ 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]根据电场的叠加原理可得，M点的场强为 [2]对带电粒子受力分析，根据牛顿第二定律可得 结合上式可得 11. 在电场中放置一光滑绝缘水平桌面，沿桌面上x轴方向电势分布如图中实线所示。桌面上有一质量、电量的带负电小球，以的初速度在处沿x轴正方向运动，且小球始终在x轴上运动。则小球从开始运动到动能最大时电场力所做的功为________J；当小球第一次速度为零时其位置坐标为________m。 【答案】 ①. 0.04 ②. 2 【解析】 【详解】[1]根据题意可知，x0=-1m处，电势 φ-1=2×104V 当电势到 φ0=4×104V 时，动能最大，此时电场力做功 W=qU=q（φ0-φ-1） 解得 W=0.04J [2]设小球速度为零时其位置坐标为x，根据动能定理得 可得 φx=-2V 对应的位置为 x=2m 根据对称性知，小球速度第一次为零时另一个位置坐标为2m。 12. 随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及，小乐同学用电流传感器做“观察电容器的充、放电现象”，电路如图甲所示。 （1）先使开关S与2相连，电源对电容器充电，这个过程可在短时间内完成，充满电的电容器左极板带______电（填“正”或“负”）。 （2）然后把开关S掷向1端，K断开，电容器通过电阻放电，传感器将电流传入计算机，屏幕上显示出电容器充放电过程电流随时间变化的i-t图像如图乙所示。 （3）根据i-t图像可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为_____C。（结果保留两位有效数字） （4）已知直流电源的电动势为8V，内阻忽略不计，则电容器的电容为_______F。（结果保留两位有效数字） （5）如果不改变电路其他参数，闭合开关K，重复上述实验，则充电时i-t曲线与横轴所围成的面积将_____（填“变大”、“不变”或“变小”）；充电时间将______（填“变长”、“不变”或“变短”）。 【答案】 ①. 负 ②. 9.5×10-4 ③. 1.2×10-4 ④. 不变 ⑤. 变短 【解析】 【详解】（1）[1]电容器左极板与电源负极相连，充满电的电容器左极板带负电。。 （3）[2]i-t图像与横轴所围的面积表示电容存储的电荷量，一小格的面积为 总共约19格，故电容器在全部放电过程中释放的电荷量为 （4）[3]已知直流电源的电动势为8V，内阻忽略不计，则电容器的电容为 （5）[4]由于电容存储的电荷量不变，如果不改变电路其他参数，闭合开关K，重复上述实验，则充电时i-t曲线与横轴所围成的面积将不变。 [5]闭合开关K，电容器串联的电阻值减小，充电电流变大，充电时间将变短。 四、计算题 13. 一台直流电动机线圈电阻，与一阻值电阻串联，当所加电压，电动机正常工作时电压表示数100V，求： （1）电动机正常工作时电阻R的电压和电流； （2）电动机正常工作时电动机消耗的电功率及输出的机械功率； （3）当电动机转子突然被卡住，此时电动机的发热功率。 【答案】（1），；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）电动机正常工作时电阻R的电压 根据欧姆定律得 （2）电动机与电阻R串联，则通过电动机的电流为5A．电动机的输入功率 电机输出的机械功率 （3）当电动机转子突然被卡住，电机为纯电阻电路，电机的热功率 14. 如图所示，在竖直平面内有方向水平向右的匀强电场，有一根长L=2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量m=0.32kg，电量q=+8.0×10-5C的小球，小球静止时轻绳与竖直方向成37°角．现使小球获得某一初动能，恰好能让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动．取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，g取10m/s2．求： （1）匀强电场的场强E； （2）小球的初动能Ek0； （3）求小球在圆周运动过程中电势能与重力势能之和的最大值？ 【答案】(1)3.0×104N/C(2)20J(3)16J 【解析】 【详解】(1)对小球进行受力分析如图所示： 静止时由平衡关系有： ， 场强: E==3.0×104N/C； (2)小球恰好完成圆周运动，在等效最高点N，小球受到重力和电场力，其合力作为小球做圆周运动的向心力，而绳的拉力恰为零， 由向心力公式： F合=， 得： vN=5m/s， 从M到N列动能定理： -F合·2L= 代入数据，解之得： Ek0=20J； (3)小球只有电场力和重力做功，其机械能加电势能守恒，在M点，电势能为零，重力势能为零， 则 E机+Ep电=20J， 最小速度处在N点， EkN=4J 故在N点： Ep重+Ep电=20J-4J=16J 15. 如图甲，在xOy平面直角坐标系第一象限存在竖直向下的匀强电场，场强大小为E；第二象限存在水平向右的匀强电场，场强大小也为E；第四象限存在竖直向上的匀强电场，场强大小也为E。一质量为m、电荷量为q的正离子从A点静止释放，A点位置坐标为。不计该离子的重力。 （1）求离子第一次通过y轴时的速度大小； （2）求离子第二次通过x轴时的位置坐标； （3）若离子第一次进入第四象限后开始计时，第四象限中的电场按图乙规律变化（图中），忽略电场变化引起的电磁感应现象，求离子第4次通过x轴时的位置坐标。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据动能定理 解得离子第一次通过y轴时的速度大小为 （2）离子在第一象限做类平抛运动，水平方向有 竖直方向有 联立解得 故离子第一次通过x轴时的位置坐标为，因 则 此时粒子的速度方向与x轴正向的夹角 则 进入第4象限的电场时粒子沿方向先做匀减速，速度减到零后反向加速，第二次回到x轴，则 沿x轴方向的位移 离子第二次通过x轴时的位置坐标。 （3）若离子第一次进入第四象限后开始计时，则在 时间内竖直方向向下做减速运动，在时刻，沿竖直方向的分速度 经过后竖直方向继续向下做减速运动，则在时刻，沿竖直方向的分速度 经过后竖直方向向上做加速运动，则在时刻，沿竖直方向的分速度 经过后竖直方向继续向上做加速运动，则在时刻，沿竖直方向的分速度 此时第2次回到x轴，粒子以与x轴成的方向斜射入第一象限，再经过 时间后，第3次回到x轴，此时对应时刻为，第四象限的电场变化刚好完成一个周期。此时电场正处于向上的E，则经过后粒子速度减为零，再经过后粒子第4次经过x轴，此时从计时开始粒子已经经过的时间为 则沿x方向的位移为 则此时的位置坐标为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $