精品解析：北京市第二十中学2025-2026学年高二上学期10月月考物理试题

2025北京二十中高二10月月考 物理 一、单选题（本部分共10题，每题3分，共30分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 关于电荷，下列说法正确的是（　　） A. 物体带电的本质是得失电子，因此自然界实际只存在负电荷一种电荷 B. 元电荷就是最小的电荷，大小为1C C. 点电荷就是体积极小的电荷，体积较大的带电体不能被看作点电荷 D. 两个点电荷之间作用力的规律是法国科学家库仑通过扭秤实验找到的 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体带电的本质是电子的转移（得失电子），但自然界中存在正电荷（如质子）和负电荷（如电子），故A错误； B．元电荷是电荷量的最小单位，其值为，而非1C，故B错误； C．点电荷是理想化模型，能否看作点电荷取决于研究问题中带电体的体积是否可忽略，而非实际体积大小，故C错误； D．库仑通过扭秤实验总结出点电荷间作用力的规律（库仑定律），故D正确。 故选D。 2. 由如图所示的两导体a、b的特性曲线可以断定（　　） A. 导体a的电阻比b大 B. 导体b的电阻比a大 C. 导体a的电阻率一定比b大 D. 导体b的电阻率一定比a大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．U-I图线的斜率表示导体的电阻，由此可知 Ra＞Rb 故A正确，B错误； CD．根据 可知，不能比较电阻率的大小关系，选项CD错误。 故选A。 3. 如图所示，一对用绝缘柱支撑的金属导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两金属箔是闭合的。现将一个带正电的导体球C靠近导体A，如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 导体A下面的金属箔张开，导体B下面的金属箔仍闭合 B. 导体A的部分正电荷转移到导体B上，导体A带负电 C. 导体A的电势升高，导体B的电势降低 D. 将导体A、B分开后，再移走C，则A带负电 【答案】D 【解析】 【详解】A．将一个带正电的导体球C靠近导体A，由于静电感应，导体A带负电，导体B带正电，故导体A、B下面的金属箔均张开，故A错误； B．将一个带正电的导体球C靠近导体A，由于静电感应，导体B的部分电子转移到导体A上，导体A带负电，故B错误； C．达到静电平衡状态后，导体A、B组成的导体是等势体，故A、B的电势相等，故C错误； D．将导体A、B分开后，再移走C，此时导体A、B不接触，电荷不发生转移，则A带负电，故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示，真空中坐标轴上的某点有一个点电荷（未画出），坐标轴上、两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在点放一个带正电的试探电荷，在点放一个带负电的试探电荷，、两点的试探电荷受到静电力的方向都跟轴正方向相同，静电力的大小跟试探电荷量的关系分别如图乙中直线、所示。忽略、间的作用力。下列说法正确的是（　　） A. 点的电场强度大小为0.25N/C B. 点的电场强度的方向沿轴负方向 C. 点电荷的位置坐标为0.3m D. 点电荷是正电荷 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由A处试探电荷的图像可得，该处的场强大小为 方向沿轴正方向 同理可得，B处的场强大小为 方向沿轴负方向，故AB错误； CD．由A、B的分析可知，点电荷应为负电荷，且在A、B之间，设到A点的距离为，由点电荷的场强公式可得， 联立解得 故点电荷的位置坐标为，故C正确，D错误。 故选C。 5. 截至2017年底，我国自主研发了各类用途的数百款纯电动汽车，保有量以百万计。纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题。下表是某款电动汽车的蓄电池参数，据此下列说法正确的是（　　） 电池只数 100只 电池容量/只 1200mAh 充电参数（电压/电流） 420V，20A 放电时平均电压/只 3.3V A. 电池组从完全没电到充满电所需时间为12h B. 电池容量的单位mAh就是能量单位 C. 该电池组充电时的功率为8.4×103W D. 该电池组充满电时的能量约为8.4×103J 【答案】C 【解析】 【详解】A．充电时间，故A错误； B．mAh（毫安时）是电荷量单位，表示电流与时间的乘积，故B错误； C．充电功率，故C正确； D．该电池组充满电时的能量约为，故D错误。 故选C。 6. 一横截面积为的铜导线，流过电流为，设单位体积的导线中有个自由电子，电子的电量为，此时电子的定向移动速度为，则在时间内，通过电线的横截面积的自由电子数为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在时间内，以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为，由于铜导线的横截面积为S，则在时间内，电子经过的导线体积为 又由于单位体积的导线有n个自由电子，则在时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为 由于流经导线的电流为I，则在时间内，流经导线的电荷量为 而电子的电荷量为q，则时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为 故选A。 7. 某同学将多用电表选择开关旋转到“直流500mA”挡作为图中的电流表A，设计了如图所示的电路进行电表的改装。已知电流表A的内阻，，。关于改装表的下列说法正确的是（　　） A. 若将接线柱1、3接入电路，可以测量的最大电压为3.0V B. 若将接线柱1、3接入电路，可以测量的最大电压为1.5V C. 若将接线柱1、2接入电路，可以测量的最大电流为0.5A D. 若将接线柱1、2接入电路，可以测量的最大电流为2.0A 【答案】A 【解析】 【详解】AB．将接线柱1、3接入电路时，电压表量程为 代入题中数据解得 故A正确，B错误; CD．将接线柱1、2接入电路时，电流表量程为 代入题中数据解得 故CD错误。 故选 A。 8. 如图甲所示，电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. A点的电势高于B点的电势 B. 电子在A点的速度大于在B点的速度 C. A点的电场强度小于B点的电场强度 D. 电子从A到B的过程中静电力做的功大于从B到C的过程中静电力做的功 【答案】D 【解析】 【详解】A．电子从A到C电势能逐渐减小，可知电势逐渐升高，则电场在x坐标轴上电场强度方向沿x轴负方向，而沿电场方向电势逐渐降低，可知A点电势低于B点电势，故A错误； B．电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,只有电场力做功，因电势能逐渐减小，则动能逐渐增大，即电子在A点的速度小于在B点的速度，故B错误； C．图像的斜率等于电场力，可知从A到B电子受电场力逐渐减小，场强逐渐减小，可知A点电场强度大于B点电场强度，故C错误； D．因从A到B的电场力大于从B到C的电场力，根据W=Fx可知，电子从A运动到B静电力做的功大于从B运动到C静电力做的功，故D正确。 故选D。 9. 如图甲所示为用伏安法测量某合金丝电阻的实验电路。实验中分别用最大阻值是5、50、500的三种滑动变阻器做限流电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电流表读数I随（指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c，如图乙所示。则图乙中的图线a对应的滑动变阻器及最适合本实验的滑动变阻器是（　　） A. 最大阻值为5的滑动变阻器∶图线a对应的滑动变阻器 B. 最大阻值为50的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器 C. 最大阻值为500的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器 D. 最大阻值为500的滑动变阻器；图线c对应的滑动变阻器 【答案】C 【解析】 【详解】从图乙中可以看出a曲线在滑片移动很小距离，就产生了很大的电流变化，说明该滑动变阻器阻值远大于被测量电阻阻值，所以a图对应500Ω滑动变阻器，c图线电流几乎不随着距离x变化，说明该滑动变阻器是小电阻，所以对应是5Ω的图像，本实验采用的是伏安法测量电阻，为了减小实验误差，应该要保证被测电阻中的电流变化范围适当大一些，所以选择图中b所对应的滑动变阻器，故ABD错误，C正确。 故选C。 10. 具有相同质子数和不同中子数的原子称为同位素。让氢的三种同位素原子核（、和）以相同的速度从带电平行板间的点沿垂直于电场的方向射入电场，其中氘核（）恰好能离开电场，轨迹如图所示。不计粒子的重力，则（　　） A. 不能离开电场 B. 在电场中受到的电场力最大 C. 在电场中运动的时间最短 D. 在电场中运动的过程中电场力对做功最少 【答案】D 【解析】 【详解】A．三种粒子在电场中均做类平抛运动，设金属板的长度为L，P点到下极板的距离为h，则竖直方向有 水平方向有 联立解得 分析可知，能否离开电场与比荷有关，氘核恰好能离开电场，的比荷比的大，相同水平位移时，偏转距离更大，所以不能离开电场；的比荷比的小，相同水平位移时，偏转距离更小，所以能离开电场，故A错误； B．电场力大小为，同一匀强电场，E相同，三种粒子所带电荷量相同，所以三种粒子在电场中所受电场力大小相等，故B错误； C．三种粒子的初速度相同，不能离开电场，水平位移最小，由x=vt可知，在电场中运动的时间最短，和都能离开电场，它们在电场中运动的时间相同，故C错误； D．电场力做功为W=Eqd，电荷量相同，电场强度相同，分析可知、在电场中运动的竖直位移相等，而在电场中运动的竖直位移最小，因此在电场中运动的过程中电场力对做功最少，故D正确。 故选D。 二﹑多选题（本部分共5题，每题3分，共15分。在每题给出的四个选项中，至少两个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，错选不得分） 11. 已知电场线分布如下图，则以下说法正确的是（　　） A. 场强 B. 电势 C. 把一正电荷从A移到B，电场力做正功 D. 同一负电荷在两点受的电场力 【答案】BCD 【解析】 【详解】AD．电场线的疏密表示场强大小，则 根据 可知同一负电荷在两点受的电场力 故A错误，D正确； B．顺着电场线电势降低，则 故B正确； C．把一正电荷从A移到B，电场力的方向与位移同向，则电场力做正功，故C正确； 故选BCD。 12. 如图所示为某金属导体的伏安特性曲线，MN是曲线上的两点，过M点的切线和M、N两点对应坐标图中已标出，下列说法正确的是（　　） A. 该金属导体的电阻是 B. 该金属导体两端的电压是2.0V时对应的电阻是 C. 该金属导体的电阻随电压的增大而增大 D. 该金属导体在M点和N点对应的电阻之比是 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】A．由于伏安特性曲线不是直线，所以该金属导体的电阻是变化的，A项错误； B．该金属导体M点对应的电压是2.0V，对应的电流是0.3A，根据欧姆定律 得电阻 B项错误； C．根据欧姆定律 由图可知该金属导体的电阻随电压的增大而增大，C项正确； D．根据欧姆定律 得N点对应电阻是 金属导体在M点和N点对应的电阻之比是 D项正确。 故选CD。 13. 如图所示，A、B为水平正对放置的平行板电容器的两极板，B极板接地，电容器接在电压恒定的电源两端，闭合开关S，一带电的小球静止在两极板间的P点。现将A极板缓慢向下移动一小段距离（未碰到小球），下列说法正确的是（　　） A. 小球带正电 B. 小球将向上运动 C. 小球的电势能将减小 D. 电容器所带的电荷量减少 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图可知，A极板带正电，B极板带负电，故两极板间的场强竖直向下，由小球受力平衡可知，小球所受电场力竖直向上，故小球带负电，故A错误； B．两极板始终与电源两极相连，故两极板间电压不变，因两极板间的距离减小，根据可知，两极板间场强增大，小球所受的电场力增大，合力向上，小球将向上运动，故B正确； C．因小球所受电场力方向与运动方向相同，故电场力做正功，电势能减小，故C正确； D．因两极板间的距离减小，根据可知，电容器的电容增大，又因两极板间电压不变，根据可知，电容器所带的电荷量增大，故D错误。 故选BC。 14. 在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中（　　） A. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 B. 电容器C所带电荷量减小 C. R1的电功率增大 D. 电源的输出功率可能先增大后减小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，R2阻值变大，总电阻变大，总电流减小，电流表的示数减小，R1两端的电压和电源内电压均变小，可知电压表读数变大，故A正确； B．电容器C两端的电压变大，根据Q=CU可知，电容器所带电荷量变大，故B错误； C．R1的电流变小，根据P=I2R1可知，其电功率减小，故C错误； D．当外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，则当R2阻值变大时，外电阻可能先小于电源内阻，后大于电源内阻，则此时电源的输出功率先增大后减小，故D正确。 故选AD。 15. 如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内阻为r。闭合开关，调节滑动变阻器R的滑片的位置，可以改变外电路的电阻，电压表的示数U、电流表的示数I、电源的总功率P都将随之改变。若电表均为理想电表，以下四幅图中能正确反映、关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电源的总功率表示为 可知图像是过原点的倾斜直线，AB错误； CD．电源的总功率为 可知图像是斜向下的倾斜直线，C正确，D错误。 故选C。 三、实验题（共2题，共15分） 16. 某校高二677班物理兴趣实验小组的同学利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，S为单刀双掷开关，R为定值电阻，C为电容器，A为理想电流表，V为理想电压表。 （1）开关S掷向1对电容器充电，此过程通过电流表A的电流方向为______（填“从左到右”或“从右到左”）。 （2）图乙为电容器放电时的图像，已知电容器放电之前的电压为1.5V，乙图中图像与坐标轴围成的面积约41小格，该电容器的实测电容值为______F（结果保留2位有效数字）。 （3）若不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时曲线与坐标轴所围成的面积将______（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1）从右到左 （2） （3）不变 【解析】 【小问1详解】 开关S掷向1对电容器充电，此过程通过电流表A的电流方向为从右到左。 【小问2详解】 乙图中图像与横轴围成的面积约41格，分析I-t图像可知，每个方格代表的电荷量为 电容器放出的电荷量为 则电容器的电容为F=F 【小问3详解】 不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，导致曲线的最大电流值将减小，放电时间将变长，而放电时曲线与坐标轴所围面积不变。 17. 某学习小组拟测量一根圆柱形金属丝的电阻率。 （1）该小组用螺旋测微器测量该金属丝的直径D，示数如图a所示，其直径为________mm；再用游标卡尺测其长度L，示数如图b所示，其长度为________mm。 （2）该小组用多用电表初步测量金属丝的电阻。金属丝的电阻约几欧姆，测量步骤如下： ①先调节指针定位螺丝，使指针对准“直流电流、电压”的0刻线。 ②将选择开关转到电阻挡的________（填“×1”、“ ×10”或“×100”）的位置。 ③将红、黑表笔插入“+”、“-”插孔，再短接两表笔，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻”的________（选填“0刻线”或“∞刻线”）。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，电表的示数如图c所示，则合金丝的阻值为________Ω。 （3）该小组再用伏安法精确测量金属丝的电阻，除电源（电动势3.0V，内阻不计）、电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）、开关、导线若干外，还有以下实验器材： A．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω） B．电流表（量程0～3A，内阻约0.02Ω） C．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A） D．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A） ①为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________（填实验器材前对应的字母）。 ②测量电路如图d所示，某同学按电路图连接器材，如图e所示。图e中的连线________（填“①”、“②”或“③”）是错误的。 ③小组正确地完成了实验操作，在U-I坐标系中标出了测量数据的坐标点，如图f所示。请你在答题卡的图中描绘出U-I图线________，并根据图线算出该金属丝的电阻值________Ω（结果保留两位有效数字） （4）在各项测量都规范准确的情况下，利用上述方法测算出的电阻率与真实值相比是偏大还是偏小？请说明理由_______。 【答案】（1） ①. 3.700 ②. 131.4 （2） ①. ×1 ②. 0刻线 ③. 6 （3） ①. A ②. C ③. ① ④. ⑤. 4.5##4.4##4.6 （4）偏小 【解析】 【小问1详解】 [1]螺旋测微器的精确值为，由图a可知金属丝的直径为 [2]10分度游标卡尺的精确值为，由图b可知，金属丝的长度为 【小问2详解】 ②[1]金属丝的电阻约几欧姆，则将选择开关转到电阻挡的×1的位置。 ③[2]将红、黑表笔插入“+”、“-”插孔，再短接两表笔，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻”的0刻线。 ④[3]将两表笔分别与待测电阻相接，电表的示数如图c所示，则合金丝的阻值为 【小问3详解】 ①[1]由于电动势为3V，金属丝的电阻约为，根据 则电流表应选用A； [2]为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值较小的C； ②[3]图e中连线①错误地接在了滑动变阻器上端，应改接其下端。 ③[4]连线时要使线条通过尽量多的点，不在线上的点均匀分布在线的两侧，明显偏离线的点应舍去，连线如图所示 [5]由图像可得该金属丝的电阻值为 【小问4详解】 由于电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流，使得电流表示数大于通过金属丝的真实电流，则金属丝电阻测量值与真实值相比偏小；根据电阻定律可得 可知电阻率的测量值与真实值相比偏小。 四、计算题（本部分共5题，共40分） 18. 如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为-q的小球（可视为质点）。现将此装置放在水平的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成37°角。已知电场的范围足够大，空气阻力可忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）请判断电场强度的方向，并求电场强度E的大小； （2）求AO两点间的电势差UAO； （3）若在A点对小球施加一个拉力，将小球从A点拉起至与O点处于同一水平高度释放，求小球运动至O点正下方时的速度大小。 【答案】（1），方向水平向右 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球静止在A点，则小球受到竖直向下的重力，沿绳向上的拉力，水平向左的电场力，由于小球带负电，则电场强度的方向水平向右，根据平衡条件可得 所以 【小问2详解】 AO两点间的电势差为 【小问3详解】 若在A点对小球施加一个拉力，将小球从A点拉起至与O点处于同一水平高度释放，根据动能定理可得 解得小球运动至O点正下方时的速度大小为 19. 如图所示，一直流电动机与阻值R＝4Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝20V，内阻r=1Ω，闭合开关S后，用理想电压表测出电动机两端电压U＝5V，已知电动机线圈电阻RM=1Ω。试求： （1）通过电动机的电流是多少？ （2）电动机的发热功率是多少？ （3）电动机的机械效率是多少？ 【答案】（1）3A；（2）9W；（3）40% 【解析】 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可得 解得通过电动机的电流为 （2）电动机的发热功率为 （3）电动机的输入功率为 电动机的机械功率为 电动机的机械效率为 20. 如图所示，电子从灯丝K发出（初速度不计），在KA间经加速电压U1加速后，从A板中心小孔射出，进入由M、N两个水平极板构成的偏转电场，M、N两板间的距离为d，电压为U2，板长为L，电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，射出时没有与极板相碰。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力及它们之间的相互作用力。求： （1）电子穿过A板小孔时的速度大小v0； （2）电子从偏转电场射出时垂直板方向偏移的距离y； （3）若在M、N两板间加一恒定电压，为使电子从右侧离开偏转电场，求所加电压的最大值Um，以及此时电子射出电场时的动能Eₖ。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 电子在电场中加速，根据动能定理得 解得 【小问2详解】 电子进入偏转电场，做类平抛运动，水平方向有 竖直方向有 联立得 【小问3详解】 当电子刚好从极板右侧离开时电压最大，此时 联立解得 根据动能定理 解得 21. 如图1所示，A为某电源的U-I图像，B为某定值电阻的U-I图像，上述电源和电阻组成闭合回路。（1）求该电源的电动势E和内电阻及该定值电阻的阻值R； （2）如图2所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。 （3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电压之和。 【答案】（1）E=6V，r=1.5Ω，R=1.5Ω；（2）6W；（3）动势的定义式，证明见解析。 【解析】 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律 由U-I的图像中的A可知 E=6V r=1.5Ω 由U-I的图像中的B可知 （2）由闭合电路欧姆定律 电源的输出功率 可得 由此可知，当R = r=1.5Ω时，电源的输出功率最大 （3）电动势的定义式 根据能量守恒，在图1中，非静电力做功为W产生的电能等于外电路和内电路产生的电热，即 所以 解得 22. 导体内存在大量可以自由移动的自由电荷，由于恒定电场的作用，这些自由电荷定向运动形成电流，但是，导体中自由电荷定向运动的速率是增加的，而运动过程中它们会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。一段横截面积为S的金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子的质量为m，电子的电荷量为e。该导线通有电流时，电子定向运动的平均速度用表示。 （1）求导线中的电流I。 （2）按照经典理论，电子在金属中运动的情形是这样的；在外加电场（可通过加电压实现）的作用下，自由电子发生定向运动，便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞，将动能交给金属离子，而自己的动能降为零，然后在电场的作用下重新开始加速运动（为简化问题，我们假定：电子沿电流方向做匀加速直线运动），经加速运动一段距离后，再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程，用L表示。请从宏观和微观相联系的角度，结合能量转化的相关规律，说明金属导体的电阻率与哪些因素有关。 （3）以下对直导线内部做进一步分析：设导线单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为。现将导线中电流I与导线横截面积S的比值定义为电流密度，其大小用f表示。 a．请建立微观模型，利用电流的定义式，推导 b．从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流，从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动。设导体的电阻率为，电导率就是电阻率的倒数，即，导体内场强为E，请推导出j、、E三者间满足的关系式。 【答案】（1） （2）自由电子定向运动的平均速度，单位体积的自由电子数，自由程的长度 （3）a．在直导线内任选一个横截面，在时间内以为底，为高的柱体内的自由电子都将从此截面通过，由电流及电流密度的定义知 其中 代入上式可得 b. 【解析】 【小问1详解】 因为通有电流时，导体中的自由电子定向移动的平均速度为，所以时间t内，自由电子运动的长度为，在导体中的体积为，即通过某一横截面的自由电子数为，这些自由电子的电荷量为 由电流的定义式可得，导体中的电流 【小问2详解】 设每个自由程之间的电压为U，自由电子碰撞前的速度为v，则有 从宏观角度来看，由电阻定律可得一个自由程长度的导体电阻大小为 再由欧姆定律可得，该导体内的电流大小为，从微观角度来看，电流的微观表达式为 又因为自由电子在一个自由程内做初速度为0的匀加速直线运动，所以有 以上各式联立可得 所以金属导体电阻率的影响影响因素有：自由电子定向运动的平均速度，单位体积的自由电子数，自由程的长度。 【小问3详解】 a．略 b．（猜想：j与E成正比）设横截面积为S，长为l的导线两端电压为U，则 电流密度的定义为 将代入，得 ； 导线的电阻，代入上式，可得三者间满足的关系式为 由 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025北京二十中高二10月月考 物理 一、单选题（本部分共10题，每题3分，共30分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 关于电荷，下列说法正确的是（　　） A. 物体带电的本质是得失电子，因此自然界实际只存在负电荷一种电荷 B. 元电荷就是最小的电荷，大小为1C C. 点电荷就是体积极小的电荷，体积较大的带电体不能被看作点电荷 D. 两个点电荷之间作用力的规律是法国科学家库仑通过扭秤实验找到的 2. 由如图所示的两导体a、b的特性曲线可以断定（　　） A. 导体a的电阻比b大 B. 导体b的电阻比a大 C. 导体a的电阻率一定比b大 D. 导体b的电阻率一定比a大 3. 如图所示，一对用绝缘柱支撑的金属导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两金属箔是闭合的。现将一个带正电的导体球C靠近导体A，如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 导体A下面的金属箔张开，导体B下面的金属箔仍闭合 B. 导体A的部分正电荷转移到导体B上，导体A带负电 C. 导体A的电势升高，导体B的电势降低 D. 将导体A、B分开后，再移走C，则A带负电 4. 如图甲所示，真空中坐标轴上的某点有一个点电荷（未画出），坐标轴上、两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在点放一个带正电的试探电荷，在点放一个带负电的试探电荷，、两点的试探电荷受到静电力的方向都跟轴正方向相同，静电力的大小跟试探电荷量的关系分别如图乙中直线、所示。忽略、间的作用力。下列说法正确的是（　　） A. 点的电场强度大小为0.25N/C B. 点的电场强度的方向沿轴负方向 C. 点电荷的位置坐标为0.3m D. 点电荷是正电荷 5. 截至2017年底，我国自主研发了各类用途的数百款纯电动汽车，保有量以百万计。纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题。下表是某款电动汽车的蓄电池参数，据此下列说法正确的是（　　） 电池只数 100只 电池容量/只 1200mAh 充电参数（电压/电流） 420V，20A 放电时平均电压/只 3.3V A. 电池组从完全没电到充满电所需时间为12h B. 电池容量的单位mAh就是能量单位 C. 该电池组充电时的功率为8.4×103W D. 该电池组充满电时的能量约为8.4×103J 6. 一横截面积为的铜导线，流过电流为，设单位体积的导线中有个自由电子，电子的电量为，此时电子的定向移动速度为，则在时间内，通过电线的横截面积的自由电子数为（　　） A. B. C. D. 7. 某同学将多用电表选择开关旋转到“直流500mA”挡作为图中的电流表A，设计了如图所示的电路进行电表的改装。已知电流表A的内阻，，。关于改装表的下列说法正确的是（　　） A. 若将接线柱1、3接入电路，可以测量的最大电压为3.0V B. 若将接线柱1、3接入电路，可以测量的最大电压为1.5V C. 若将接线柱1、2接入电路，可以测量的最大电流为0.5A D. 若将接线柱1、2接入电路，可以测量的最大电流为2.0A 8. 如图甲所示，电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. A点的电势高于B点的电势 B. 电子在A点的速度大于在B点的速度 C. A点的电场强度小于B点的电场强度 D. 电子从A到B的过程中静电力做的功大于从B到C的过程中静电力做的功 9. 如图甲所示为用伏安法测量某合金丝电阻的实验电路。实验中分别用最大阻值是5、50、500的三种滑动变阻器做限流电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电流表读数I随（指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c，如图乙所示。则图乙中的图线a对应的滑动变阻器及最适合本实验的滑动变阻器是（　　） A. 最大阻值为5的滑动变阻器∶图线a对应的滑动变阻器 B. 最大阻值为50的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器 C. 最大阻值为500的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器 D. 最大阻值为500的滑动变阻器；图线c对应的滑动变阻器 10. 具有相同质子数和不同中子数的原子称为同位素。让氢的三种同位素原子核（、和）以相同的速度从带电平行板间的点沿垂直于电场的方向射入电场，其中氘核（）恰好能离开电场，轨迹如图所示。不计粒子的重力，则（　　） A. 不能离开电场 B. 在电场中受到的电场力最大 C. 在电场中运动的时间最短 D. 在电场中运动的过程中电场力对做功最少 二﹑多选题（本部分共5题，每题3分，共15分。在每题给出的四个选项中，至少两个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，错选不得分） 11. 已知电场线分布如下图，则以下说法正确的是（　　） A. 场强 B. 电势 C. 把一正电荷从A移到B，电场力做正功 D. 同一负电荷在两点受的电场力 12. 如图所示为某金属导体的伏安特性曲线，MN是曲线上的两点，过M点的切线和M、N两点对应坐标图中已标出，下列说法正确的是（　　） A. 该金属导体的电阻是 B. 该金属导体两端的电压是2.0V时对应的电阻是 C. 该金属导体的电阻随电压的增大而增大 D. 该金属导体在M点和N点对应的电阻之比是 13. 如图所示，A、B为水平正对放置的平行板电容器的两极板，B极板接地，电容器接在电压恒定的电源两端，闭合开关S，一带电的小球静止在两极板间的P点。现将A极板缓慢向下移动一小段距离（未碰到小球），下列说法正确的是（　　） A. 小球带正电 B. 小球将向上运动 C. 小球的电势能将减小 D. 电容器所带的电荷量减少 14. 在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中（　　） A. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 B. 电容器C所带电荷量减小 C. R1的电功率增大 D. 电源的输出功率可能先增大后减小 15. 如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内阻为r。闭合开关，调节滑动变阻器R的滑片的位置，可以改变外电路的电阻，电压表的示数U、电流表的示数I、电源的总功率P都将随之改变。若电表均为理想电表，以下四幅图中能正确反映、关系的是（　　） A. B. C. D. 三、实验题（共2题，共15分） 16. 某校高二677班物理兴趣实验小组的同学利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，S为单刀双掷开关，R为定值电阻，C为电容器，A为理想电流表，V为理想电压表。 （1）开关S掷向1对电容器充电，此过程通过电流表A的电流方向为______（填“从左到右”或“从右到左”）。 （2）图乙为电容器放电时的图像，已知电容器放电之前的电压为1.5V，乙图中图像与坐标轴围成的面积约41小格，该电容器的实测电容值为______F（结果保留2位有效数字）。 （3）若不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时曲线与坐标轴所围成的面积将______（填“变大”“变小”或“不变”）。 17. 某学习小组拟测量一根圆柱形金属丝的电阻率。 （1）该小组用螺旋测微器测量该金属丝的直径D，示数如图a所示，其直径为________mm；再用游标卡尺测其长度L，示数如图b所示，其长度为________mm。 （2）该小组用多用电表初步测量金属丝的电阻。金属丝的电阻约几欧姆，测量步骤如下： ①先调节指针定位螺丝，使指针对准“直流电流、电压”的0刻线。 ②将选择开关转到电阻挡的________（填“×1”、“ ×10”或“×100”）的位置。 ③将红、黑表笔插入“+”、“-”插孔，再短接两表笔，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻”的________（选填“0刻线”或“∞刻线”）。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，电表的示数如图c所示，则合金丝的阻值为________Ω。 （3）该小组再用伏安法精确测量金属丝的电阻，除电源（电动势3.0V，内阻不计）、电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）、开关、导线若干外，还有以下实验器材： A．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω） B．电流表（量程0～3A，内阻约0.02Ω） C．滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A） D．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A） ①为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________（填实验器材前对应的字母）。 ②测量电路如图d所示，某同学按电路图连接器材，如图e所示。图e中的连线________（填“①”、“②”或“③”）是错误的。 ③小组正确地完成了实验操作，在U-I坐标系中标出了测量数据的坐标点，如图f所示。请你在答题卡的图中描绘出U-I图线________，并根据图线算出该金属丝的电阻值________Ω（结果保留两位有效数字） （4）在各项测量都规范准确的情况下，利用上述方法测算出的电阻率与真实值相比是偏大还是偏小？请说明理由_______。 四、计算题（本部分共5题，共40分） 18. 如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为-q的小球（可视为质点）。现将此装置放在水平的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成37°角。已知电场的范围足够大，空气阻力可忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）请判断电场强度的方向，并求电场强度E的大小； （2）求AO两点间的电势差UAO； （3）若在A点对小球施加一个拉力，将小球从A点拉起至与O点处于同一水平高度释放，求小球运动至O点正下方时的速度大小。 19. 如图所示，一直流电动机与阻值R＝4Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝20V，内阻r=1Ω，闭合开关S后，用理想电压表测出电动机两端电压U＝5V，已知电动机线圈电阻RM=1Ω。试求： （1）通过电动机的电流是多少？ （2）电动机的发热功率是多少？ （3）电动机的机械效率是多少？ 20. 如图所示，电子从灯丝K发出（初速度不计），在KA间经加速电压U1加速后，从A板中心小孔射出，进入由M、N两个水平极板构成的偏转电场，M、N两板间的距离为d，电压为U2，板长为L，电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，射出时没有与极板相碰。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力及它们之间的相互作用力。求： （1）电子穿过A板小孔时的速度大小v0； （2）电子从偏转电场射出时垂直板方向偏移的距离y； （3）若在M、N两板间加一恒定电压，为使电子从右侧离开偏转电场，求所加电压的最大值Um，以及此时电子射出电场时的动能Eₖ。 21. 如图1所示，A为某电源的U-I图像，B为某定值电阻的U-I图像，上述电源和电阻组成闭合回路。（1）求该电源的电动势E和内电阻及该定值电阻的阻值R； （2）如图2所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。 （3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电压之和。 22. 导体内存在大量可以自由移动的自由电荷，由于恒定电场的作用，这些自由电荷定向运动形成电流，但是，导体中自由电荷定向运动的速率是增加的，而运动过程中它们会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。一段横截面积为S的金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子的质量为m，电子的电荷量为e。该导线通有电流时，电子定向运动的平均速度用表示。 （1）求导线中的电流I。 （2）按照经典理论，电子在金属中运动的情形是这样的；在外加电场（可通过加电压实现）的作用下，自由电子发生定向运动，便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞，将动能交给金属离子，而自己的动能降为零，然后在电场的作用下重新开始加速运动（为简化问题，我们假定：电子沿电流方向做匀加速直线运动），经加速运动一段距离后，再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程，用L表示。请从宏观和微观相联系的角度，结合能量转化的相关规律，说明金属导体的电阻率与哪些因素有关。 （3）以下对直导线内部做进一步分析：设导线单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为。现将导线中电流I与导线横截面积S的比值定义为电流密度，其大小用f表示。 a．请建立微观模型，利用电流的定义式，推导 b．从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流，从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动。设导体的电阻率为，电导率就是电阻率的倒数，即，导体内场强为E，请推导出j、、E三者间满足的关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $