精品解析：内蒙古包头市第四中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

包头四中2024-2025学年度第一学期12月月考 高二年级物理试题 满分：100分 时间：75分钟 一、选择题：（本题共10个小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。） 1. 一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，介质中处的质点P此刻沿y轴正方向运动，质点P的振动周期，则该波（ ） A. 波长为4m B. 振幅为12cm C. 波速为20m/s D. 沿x轴负方向传播 2. 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的P点出现亮斑，如图所示。则此时（　　） A. 电极X和Y应带正电 B. 电极X′和Y应带正电 C. 电极X′和Y′应带正电 D. 电极X和Y′应带正电 3. 雷雨中某时刻，一古塔顶端附近产生电场，其等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，粒子运动过程中，恰好与等势面相切于点，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电荷 B. 、、、四点中电场强度最大的是点 C. 粒子运动过程中，经过点的电势能最大 D. 粒子运动过程中，经过点的动能最大 4. 如图所示，质子（H）和粒子（He），以相同的初动能垂直射入偏转电场（不计粒子重力），则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为（　　） A. 4：1 B. 1：2 C. 2：1 D. 1：4 5. 两个等量正点电荷固定于同一水平面上，、、、是其连线的中垂线上位于竖直方向上的四点，如图甲所示。一个电荷量为，质量为的小球（可视为质点）从点以某一初速度竖直向下运动，到点速度恰好为零，其运动的图像如图乙所示，其中点处为整条图线切线（图中标出了该切线）斜率最大的位置，运动过程中小球电荷量保持不变，，则下列说法正确的是（　　） A. 由到的过程中小球的电势能先增大后减小 B. 两点电势差 C. 在两电荷中垂线上，点的电场强度最小，电势最低 D. 小球下落到点时加速度最大，点场强大小 6. 如图为某辐向电场示意图，电场强度大小可表示为，a为常量，两粒子仅在辐向电场的静电力作用下，以O为圆心做半径不同的圆周运动。不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A. 电荷量大的粒子动能一定大 B. 轨道半径小的粒子角速度一定小 C. 速度大的粒子轨道半径一定大 D. 质量大的粒子轨道半径一定大 7. 空间存在着平行纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现在纸面内建立直角坐标系xOy，用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势φ与横、纵坐标的函数关系如图所示。关于该电场的电场强度E，下列说法正确的是（　　） A. E＝3V/m，方向沿x轴正方向 B. E＝5V/m，方向指向第一象限 C. E＝400V/m，方向沿y轴负方向 D E＝500V/m，方向指向第三象限 8. 如图所示，绝缘斜面体处在一个水平向右的匀强电场中，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端，已知在金属块下滑的过程中动能增加了，克服电场力做功为，重力势能减少了，则以下说法正确的是（　　） A. 金属块带负电荷 B 电势能减少 C. 金属块克服摩擦力做功 D. 金属块的机械能减少 9. 如图所示，A、B两块平行金属板，充电后始终与电源相连，B板与地连接，有一带电微粒悬浮在两板间P点处静止不动。现将B板上移到虚线处，则下列说法中正确的是（　　） A. 平行板电容器所带电荷量将增大 B. 该带电微粒将保持静止状态 C. P点的电势将降低 D. 该带电微粒在P点的电势能将变小 10. 如图甲所示，真空中水平放置两块长度为的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为且周期性变化的电压，在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自时刻开始连续释放初速度大小为、方向平行于金属板的相同带电粒子，时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期，粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力，则（ ） A. 在时刻进入的粒子离开电场时速度大小为 B. 粒子的电荷量为 C. 在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了 D. 在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场 二、实验题：（本大题共2小题，共12分。第11题6分，第12题6分。） 11. 某同学测量导体的电阻率。 （1）某次用游标卡尺测金属丝的长度L，用螺旋测微器测金属丝直径d。如图所示，则金属丝的长度L为______cm，金属丝的直径d为______mm。 （2）该同学用电流表和电压表分别测得金属丝的电流和电压为I和U，则该金属丝的电阻率的表达式______（用U、I、d、L表示） 12. 一根轻绳一端系一小球，另一端固定在O点，制成单摆装置．在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器，让小球绕O点在竖直平面内做简谐运动，由传感器测出的拉力F随时间t的变化关系如图所示．（重力加速度g取，取） （1）小球振动的周期为__________s； （2）单摆的摆长为__________m； （3）小球动能变化的周期为__________s． 三、计算题（本题3小题，共42分，第13题14分，第14题12分，第15题16分。解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位） 13. 如图，为一组未知方向的匀强电场的电场线，把电荷量为1×10-6C的负电荷从A点沿水平线移至B点，静电力做了2×10-6J的功，A、B间的距离为2cm，求： （1）电势差UBA； （2）电场强度E； （3）若B点电势为1V，求A点的电势及电子位于B时的电势能。 14. 如图，在平面的第一象限内，存在沿轴正方向的匀强电场，第二象限内存在沿轴正方向的匀强电场，一电子从坐标为的点由静止释放。已知两匀强电场的电场强度大小均为，电子的电荷量为、质量为，不计电子的重力。求： （1）电子到达轴时的速度大小； （2）电子通过轴时的横坐标。 15. 如图所示，长度为L的轻绳一端固定在О点，另一端系一质量为m、电荷量为+q的小球，整个装置处于水平向右的匀强电场中。小球静止在A处，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ=37°。现把小球拉到О点正右方的B处，此时轻绳处于拉直状态，将小球从B处无初速度释放，不计小球受到的空气阻力，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）小球通过最低点时的速度大小； （3）小球运动过程中，轻绳对小球最大拉力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 包头四中2024-2025学年度第一学期12月月考 高二年级物理试题 满分：100分 时间：75分钟 一、选择题：（本题共10个小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。） 1. 一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，介质中处的质点P此刻沿y轴正方向运动，质点P的振动周期，则该波（ ） A. 波长为4m B. 振幅为12cm C. 波速为20m/s D. 沿x轴负方向传播 【答案】C 【解析】 【详解】B．由图可知，振幅为，故B错误； A．由图可知，波长为，故A错误； C．该波的波速为 故C正确； D．质点P此刻沿y轴正方向运动，根据“同侧法”可知，该波沿x轴正方向传播，故D错误。 故选C。 2. 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的P点出现亮斑，如图所示。则此时（　　） A. 电极X和Y应带正电 B. 电极X′和Y应带正电 C. 电极X′和Y′应带正电 D. 电极X和Y′应带正电 【答案】A 【解析】 【详解】根据亮斑的位置可以推断电子在电极Y和Y′之间应受到指向Y的电场力，在电极X和X′之间应受到指向X的电场力，因此电极X和Y应带正电。 故选A 3. 雷雨中某时刻，一古塔顶端附近产生电场，其等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，粒子运动过程中，恰好与等势面相切于点，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电荷 B. 、、、四点中电场强度最大的是点 C. 粒子运动过程中，经过点的电势能最大 D. 粒子运动过程中，经过点的动能最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由轨迹可分析出，在点受到的电场力的方向如图所示： 又电场强度的方向由高电势指向低电势，即受力方向与电场强度的方向相反，粒子带负电荷，A错误； B．在静电场中，等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小。图中、、、四点中点的等差等势线相对最密集，故该点的电场强度最大，B错误； CD．负电荷在电势越低的地方电势能越大，即在点电势能最大，又由能量守恒知，点的动能最小，C正确，D错误。 故选C 4. 如图所示，质子（H）和粒子（He），以相同的初动能垂直射入偏转电场（不计粒子重力），则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为（　　） A. 4：1 B. 1：2 C. 2：1 D. 1：4 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】两粒子进入电场后，做类平抛运动，根据牛顿第二定律有 粒子射出电场时的侧位移y为 电场中水平方向有 联立，可得 依题意两粒子的初动能相同，电场强度E和极板长度L相同，则y与q成正比，质子和粒子电荷量之比为1：2，则侧位移y之比为1：2。 故选B。 5. 两个等量正点电荷固定于同一水平面上，、、、是其连线的中垂线上位于竖直方向上的四点，如图甲所示。一个电荷量为，质量为的小球（可视为质点）从点以某一初速度竖直向下运动，到点速度恰好为零，其运动的图像如图乙所示，其中点处为整条图线切线（图中标出了该切线）斜率最大的位置，运动过程中小球电荷量保持不变，，则下列说法正确的是（　　） A. 由到的过程中小球的电势能先增大后减小 B 两点电势差 C. 在两电荷的中垂线上，点的电场强度最小，电势最低 D. 小球下落到点时加速度最大，点场强大小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图知，由到的过程中，电场力一直做负功，故物块的电势能一直增大，故A错误； B．从到点，由动能定理得 由于间高度差未知，故两点电势差无法确定，故B错误； C．等量同种电荷在点的场强等大反向，故两点电荷在点的合电场强度为0，沿电场线方向电势降低，点的电势最高，故C错误； D．由图可知，点切线斜率最大，故运动时加速度最大。在点 由牛顿第二定律得 解得 故D正确； 故选D。 6. 如图为某辐向电场示意图，电场强度大小可表示为，a为常量，两粒子仅在辐向电场静电力作用下，以O为圆心做半径不同的圆周运动。不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A. 电荷量大的粒子动能一定大 B. 轨道半径小的粒子角速度一定小 C. 速度大的粒子轨道半径一定大 D. 质量大的粒子轨道半径一定大 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题意，粒子在电场中匀速圆周运动，有 把代入上式，可得粒子动能为 显然，电荷量大的粒子动能一定大，故A正确； B．根据 可得 显然，轨道半径小的粒子角速度不一定小，角速度还与粒子的比荷有关，故B错误； C．由题意，根据 可得 显然与粒子的质量、速度均无关，可推知粒子轨道半径与粒子质量，速度均无关，故CD错误； 故选A 。 7. 空间存在着平行纸面匀强电场，但电场的具体方向未知，现在纸面内建立直角坐标系xOy，用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势φ与横、纵坐标的函数关系如图所示。关于该电场的电场强度E，下列说法正确的是（　　） A. E＝3V/m，方向沿x轴正方向 B. E＝5V/m，方向指向第一象限 C. E＝400V/m，方向沿y轴负方向 D. E＝500V/m，方向指向第三象限 【答案】D 【解析】 【详解】从题中的图像可以得到，坐标为和的A、B两点为等势点，如图所示，则电场强度的方向垂直于AB且指向第三象限，由几何关系可知 故选D。 8. 如图所示，绝缘的斜面体处在一个水平向右的匀强电场中，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端，已知在金属块下滑的过程中动能增加了，克服电场力做功为，重力势能减少了，则以下说法正确的是（　　） A. 金属块带负电荷 B. 电势能减少 C. 金属块克服摩擦力做功 D. 金属块的机械能减少 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．在下滑过程中金属块需克服电场力做功为0.5J，电势能增加0.5J，电场力水平向左，故金属块带负电，故A正确，B错误； C．在金属块滑下的过程中动能增加了0.3J，重力势能减少了1.5J，故重力做功1.5J，电场力做功为，根据动能定理得 代入数据，解得 故C正确； D．金属块除重力之外其他力做功为 故机械能减少1.2J，故D正确。 故选ACD。 9. 如图所示，A、B两块平行金属板，充电后始终与电源相连，B板与地连接，有一带电微粒悬浮在两板间P点处静止不动。现将B板上移到虚线处，则下列说法中正确的是（　　） A. 平行板电容器所带电荷量将增大 B. 该带电微粒将保持静止状态 C. P点的电势将降低 D. 该带电微粒在P点的电势能将变小 【答案】AC 【解析】 【详解】AB． 根据电容的决定式可知，板间距离减小，则电容增大；由于电容器保持跟电源连接，所以板间电压不变，板间场强公式 可知变大，所以该带电微粒将向上运动；由公式 可知平行板电容器所带电荷量将增大。故A正确，B错误； CD．变大，所以 变大，而不变，则变小，即点电势降低，由于平衡条件知带电微粒受到向上的电场力，所以微粒带负电，由公式 可知该带电微粒在P点的电势能将变大，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，真空中水平放置两块长度为的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为且周期性变化的电压，在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自时刻开始连续释放初速度大小为、方向平行于金属板的相同带电粒子，时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期，粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力，则（ ） A. 在时刻进入的粒子离开电场时速度大小为 B. 粒子的电荷量为 C. 在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了 D. 在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场 【答案】BD 【解析】 【详解】A．粒子进入电场后，水平方向做匀速运动，则t＝0时刻进入电场的粒子在电场中运动间 此时间正好是交变电压的一个周期，粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动，经过一个周期，粒子的竖直速度为零，故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度v0，A错误； B．在竖直方向，根据牛顿第二定律 t=0时刻进入电场的粒子在时间内的位移为，则有 解得 B正确； C．在时刻进入电场的粒子，在竖直方向先从静止开始向下加速运动，静电力做正功，然后向下减速运动，静电力做等量的负功，再向上加速，静电力做正功，然后再向上减速，静电力做等量的负功，离开电场，故静电力做的总功为零，电势能不变，C错误； D．时刻进入的粒子，在竖直方向先向下加速运动，然后向下减速运动，再向上加速，然后再向上减速，由对称可以知道，此时竖直方向的位移为零，故粒子从P板右侧边缘离开电场，D正确。 故选BD。 二、实验题：（本大题共2小题，共12分。第11题6分，第12题6分。） 11. 某同学测量导体的电阻率。 （1）某次用游标卡尺测金属丝的长度L，用螺旋测微器测金属丝直径d。如图所示，则金属丝的长度L为______cm，金属丝的直径d为______mm。 （2）该同学用电流表和电压表分别测得金属丝的电流和电压为I和U，则该金属丝的电阻率的表达式______（用U、I、d、L表示） 【答案】（1） ①. 10.230 ②. 0.520 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]金属丝的长度L为 [2]直径为 【小问2详解】 该金属丝电阻为 根据 金属丝的电阻率为 12. 一根轻绳一端系一小球，另一端固定在O点，制成单摆装置．在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器，让小球绕O点在竖直平面内做简谐运动，由传感器测出的拉力F随时间t的变化关系如图所示．（重力加速度g取，取） （1）小球振动的周期为__________s； （2）单摆的摆长为__________m； （3）小球动能变化的周期为__________s． 【答案】（1）2 （2）1 （3）1 【解析】 【小问1详解】 因为一个周期内小球两次经过平衡位置，经过平衡位置时拉力最大，可知小球振动的周期为。 【小问2详解】 根据 解得摆长为 【小问3详解】 小球从某点开始，经过半个周期运动到关于平衡位置对称的点，在这两点时小球速度大小相等，方向相反，因为动能没有方向，所以动能的变化周期等于小球做简谐运动的半个周期，为。 三、计算题（本题3小题，共42分，第13题14分，第14题12分，第15题16分。解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位） 13. 如图，为一组未知方向的匀强电场的电场线，把电荷量为1×10-6C的负电荷从A点沿水平线移至B点，静电力做了2×10-6J的功，A、B间的距离为2cm，求： （1）电势差UBA； （2）电场强度E； （3）若B点电势为1V，求A点的电势及电子位于B时的电势能。 【答案】（1）2V （2）200V/m，方向沿电场线向下 （3）-1eV 【解析】 【小问1详解】 根据电场力做功与电势关系可知，负电荷从A点沿水平线移至B点时有 得 则 【小问2详解】 几何关系可知，AB沿电场线距离为d=1cm，根据 解得 以上分析可知，A点电势低于B点电势，故电场线沿电场线向下； 【小问3详解】 因为 解得 根据 解得 14. 如图，在平面的第一象限内，存在沿轴正方向的匀强电场，第二象限内存在沿轴正方向的匀强电场，一电子从坐标为的点由静止释放。已知两匀强电场的电场强度大小均为，电子的电荷量为、质量为，不计电子的重力。求： （1）电子到达轴时的速度大小； （2）电子通过轴时的横坐标。 【答案】（1）；（2）-L 【解析】 【详解】（1）电子在第一象限的电场中向左加速运动，由动能定理有 解得 （2）电子通过第二象限的过程中，加速度沿轴负方向，做类平抛运动，根据牛顿第二定律和运动学规律得： 竖直方向 水平位移： 解得 所以电子通过轴时的横坐标为 15. 如图所示，长度为L的轻绳一端固定在О点，另一端系一质量为m、电荷量为+q的小球，整个装置处于水平向右的匀强电场中。小球静止在A处，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ=37°。现把小球拉到О点正右方的B处，此时轻绳处于拉直状态，将小球从B处无初速度释放，不计小球受到的空气阻力，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）小球通过最低点时的速度大小； （3）小球运动过程中，轻绳对小球的最大拉力。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球在A点时受力分析，根据平衡条件有 解得 【小问2详解】 小球从B到最低点，根据动能定理有 解得 【小问3详解】 对小球受力分析可知，小球运动到A点时，轻绳对小球的拉力最大，小球从B到A，根据动能定理有 小球在A点，由牛顿第二定律得 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $