2024-2025学年河南省郑州第四高级中学高二（上）第一次月考物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2024-2025学年河南省郑州第四高级中学高二（上）第一次月考物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.以下情景描述不符合物理实际的是(

)A.处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0

B.火车拐弯时规定行驶速率为v，若速率大于v，则轮缘挤压外轨

C.在平直的公路上，汽车以加速度a由静止启动，行驶过程中阻力不变。当速度增加到v时，汽车的功率刚好达到额定功率P，则汽车的阻力为Pv

D.2.物理学家在研究带电粒子在特殊电场中运动规律时，设计了一种特殊的电场：在正方形四个顶点固定等量同种电荷，电场线如图，则正方形内部电场强度为零的点个数是(

)A.4个 B.5个 C.6个 D.7个3.沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，某点电势的φ随位置x变化的图像如图所示，一电荷量为e带负电的试探电荷，经过x2点时动能为1.5eV，速度沿x轴正方向，若该电荷仅受电场力，则其将(

)A.不能通过x3点 B.在x3点两侧往复运动

C.能通过x0D.在x14.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M，N两点，OM=ON=2R，已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为(

)A.kq4R2 B.kq2R25.如图所示，沿纸面方向的匀强电场内有一长方形区域ABCD，A点有一质子源，以相同大小的初速度v0沿各个方向射入电场，其中到达B、D两处的质子具有相同大小的速度v=2v0。已知AB=L，BC=3L，质子电荷量为q，质量为mA.电场方向由指向D

B.电场强度大小为3mv02qL

C.长方形区域内两点间电势差的最大值为3m6.质量1kg的带正电滑块，轻轻放在传送带底端。传送带与水平方向夹角为θ=37°，与滑块间动摩擦因数为μ=0.5，电动机带动传送带以3m/s速度顺时针匀速转动。滑块受到沿斜面向上的4N恒定电场力作用，则1s内(

)A.滑块动能增加4J B.滑块机械能增加12J

C.由于放上滑块电机多消耗电能为12J D.滑块与传送带间摩擦产热为4J7.《刑法修正案(八)》将醉驾入刑。我国法律规定当每100ml的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾，大于或等于80mg为醉驾。图甲是便携式酒精测试仪的原理图，ab两端电压9V，RP是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图乙所示，R是报警器，其电阻值恒定为16Ω。在对某司机的检测中，电压表的示数为4.5V，则该司机(

)

A.醉驾 B.酒驾

C.喝酒但不到酒驾标准 D.没喝酒二、多选题：本大题共5小题，共25分。8.如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球(不计重力)。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0.下列说法正确的有(

)A.电场E中A点电势低于B点 B.转动中两小球的电势能始终相等

C.该过程静电力对两小球均做负功 D.该过程两小球的总电势能增加9.如图所示，在竖直平面内固定着一根光滑绝缘细杆MP，细杆左侧O点处固定着一个带正电的点电荷，以O为圆心、r为半径的圆周与细杆交于N、P两点，N点为MP的中点。现将一质量为m、电荷量为−q的小球(可视为质点)套在杆上从M点由静止释放，小球滑到N点时的速度大小为6gr。已知重力加速度为g，M点和P点的高度差为3r，取P为零电势点，则下列说法正确的是(

)A.M、N两点的电势差为−2mgr3q

B.小球从N点到P点过程电场力做的功为−3mgr2

C.小球滑至P点时的速度大小为310.如图(a)，水平放置长为l的平行金属板右侧有一竖直挡板。金属板间的电场强度大小为E0，其方向随时间变化的规律如图(b)所示，其余区域的电场忽略不计。质量为m、电荷量为q的带电粒子任意时刻沿金属板中心线OO′射入电场，均能通过平行金属板，并打在竖直挡板上。已知粒子在电场中的运动时间与电场强度变化的周期T相同，不计粒子重力，则(

)

A.金属板间距离的最小值为qE0T22m B.金属板间距离的最小值为qE0T11.如图，质量均为2kg的两小物块A、B放置在绝缘光滑的无限长水平面上，带电量均为+1.0×10−4C，初始距离为3m。某时刻给物块A水平向右4m/s的初速度，之后两物块均沿直线运动，且未发生碰撞。g取10m/s2。静电力常量取A.A释放时加速度大小为5m/s2 B.两物块运动过程中机械能守恒

C.运动过程中两物块电势能先增大后减小 D.末状态B12.小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示，图(b)中电源E0(电动势4V，内阻1.00Ω)滑动变阻器R(阻值0～9.0Ω)。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的功率可能为(

)

A.0.05W B.0.50W C.1.05W D.2.50W三、实验题：本大题共2小题，共18分。13.探究电容器充放电规律，实验装置如图甲所示，有电源E，定值电阻R0，电容器C，单刀双掷开关S。

(1)为测量电容器充放电过程电压U和电流I变化，需在①、②处接入测量仪器，位置②应该接入测______(电流、电压)仪器。

(2)接通电路并接通开关，当电压表示数最大时，电流表示数为______。

(3)根据测到数据，某过程中电容器两端电压U与电流I的关系图如图乙所示。该过程为______(充电、放电)。放电过程中电容器两端电压U随时间t变化关系如图丙所示。0.2s时R0消耗的功率______W。14.为了测量某待测电阻Rx的阻值，约为30Ω，提供了以下器材：

电压表V1(量程0−3V，内阻很大)；

电压表V2(量程0−15V，内阻很大)；

电流表A1(量程0−50mA，内阻约10Ω)；

电流表A2(量程0−3A，内阻约0.12Ω)；

电源E(电动势约为3V，内阻约为0.2Ω)；

定值电阻R(20Ω，允许最大电流1.0A)；

滑动变阻器R1(0～10Ω)，允许最大电流2.0A；

滑动变阻器R2(0～1kΩ)，允许最大电流0.5A；

单刀单掷开关S一个，导线若干。

(1)为了使测量范围尽可能大，电压表应选______，电流表应选______，滑动变阻器应选______。(填字母代号)

(2)请在虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图。

(3)四、计算题：本大题共3小题，共29分。15.如图为一简单调光电路，电源两端电压U=10V，灯泡L额定电压UL=6V，电阻RL=6Ω，定值保护电阻R0=2Ω，调光电阻R1的最大阻值为12Ω。求：

(1)灯泡正常发光时，通过定值电阻R0电流的大小；

(2)16.如图，竖直平面内有一边长为5cm的正方形ABCD，CD边水平，将质量m=0.1kg、电荷量q=1×10−3C的带正电小球自A点沿AB方向抛出，恰好通过C点，重力加速度g=10m/s2。

(1)求小球抛出时的速度大小；

(2)若只增加一个平行ABCD平面的匀强电场E1(大小未知)，将小球自A点由静止释放，恰好沿AC运动，求电场强度E1的最小值；

(3)若只在ABCD平面内增加一个方向平行AC的匀强电场E2(大小未知)，将小球自A点沿某方向(未知)抛出，恰好能先后通过B、C两点，且从A到B17.如图所示，在xOy平面直角坐标系中，第一象限中有沿y轴负方向的匀强电场，第三象限中有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小均为E，第四象限中有沿y轴正方向的匀强电场(图中未画出)，在x=4l处垂直x轴放置一足够长的挡板。质量为m、电荷量为q的正离子从A点沿x轴正方向开始运动，经O点进入第一象限，最终垂直打在挡板上，A点坐标为(−l,−l2)。离子重力不计。求：

(1)离子第一次经过x轴时的速度大小及方向；

(2)离子第二次经过x轴时的横坐标；

(3)

答案解析1.C

【解析】解：A.处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0，故A正确；

B.火车拐弯时规定行驶速率为v，若速率大于v，重力和支持力的合力不足以提供向心力，外轨对轮缘有挤压，根据牛顿第三定律知轮缘挤压外轨，故B正确；

C.在平直的公路上，汽车以加速度a由静止启动，行驶过程中阻力不变。当速度增加到v时，汽车的功率刚好达到额定功率P，则汽车的牵引力为Pv，故C错误；

D.离心机利用离心现象分离血液，故D正确。

本题选择不正确的

故选：C。

处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0；火车转弯时靠重力和铁轨对火车支持力的合力提供向心力；牵引力等于功率与速度的比值；根据离心现象的应用分析。

2.B

【解析】解：由点电荷场强公式E=kQr2可知，四个等量同种电荷在正方形中心O点产生的合场强为零。在正方形内部取A、B、C、D四个点，AOC所在直线、BOD所在直线与正形的边平行。

上方两个点电荷在A点产生的合场强竖直向下，下方两个点电荷在A点产生的合场强竖直向上，又因为AO间的电场线方向向下，A点上方的电场线方向向上，则A点的场强应该为零，同理B、C、D三点的合场强也为零，则正方形内部电场强度为零的点个数是5个，故ACD错误，B正确；

故选：B。

根据电场线的分布特点结合电场关于两电荷的连线对称分析解答。3.B

【解析】解：在‌φ−x图像中，图像的斜率表示‌电场强度的大小，因此在x3处，场强为零。

A.假设试探电荷能到达x3，电场力做功W1=−e(1−2)V=+1eV

根据动能定理W1=Ek3−Ek2

代入数据解得Ek3=2.5eV，假设成立，故A错误；

BCD.当x>x3，场强方向沿x轴正方向，试探电荷所受电场力沿x轴负方向，试探电荷做减速运动至速度为零，再向左做加速运动，重新回到x2处时，动能为1.5eV，速度方向沿x轴负方向；

在x1<x<x3范围，场强方向沿x轴负方向，电场力方向沿x轴正方向，试探电荷做减速运动；

设动能减为零时的电势为φ，根据动能定理−e(1−φ)V=0−1.5eV

解得φ=−0.5V

因此，试探电荷还未运动到x1处，速度减速至零；

当试探电荷减速至零后，试探电荷又向右做加速运动，再次到达x3处速度达到最大，在4.B

【解析】解：若将带电量为2q的球面放在O处，均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。

则在M、N点所产生的电场为E0=k⋅2q4R2=kq2R2，

由题知当半球面如图所示M点的场强大小为为E，则N点的场强为：E′=kq2R2−E，

故选：B。

5.C

【解析】解：A、质子在B、D两点具有相同动能，故B、D为等势点，匀强电场的电场线垂直于等势线BD，而质子由A点运动到B、D两点过程中动能增加，电场力做正功，且质子带正电，故电场方向如图所示，故A错误；

B、由A到B，由动能定理得：qE⋅32L=12mv2−12mv02

解得：E=3mv02qL

故B错误；

C、由以上分析可知，A、C两点间电势差最大，为UAC=3LE=3mv02q

故C正确；

D、质子由C点出电场时电场力做功最多，速度最大，由A到C6.C

【解析】解：A.设滑块开始在传动带上的加速度为a，根据牛顿第二定律有

Eq+μmgcosθ−mgsinθ=ma

解得

a=2m/s2

1s末，滑块末速度为

v1=at=2×1m/s=2m/s

位移为

x1=12at2=12×2×12m=1m

传送带位移为

x2=vt=3×1m=3m

则，滑块动能为

Ek=12mv12=12×1×22J=2J

故A错误；

B.7.A

【解析】解：由图甲可知，RP和R是串联关系，则流过RP和R的电流大小相同，可知当电压表的示数为4.5V时，RP两端的电压为9V−4.5V=4.5V，根据串联电路电压之比等于电阻之比特点，可得RP此时的电阻值也为16Ω，对应乙图，该驾驶员气体酒精浓度大约为110mg，属于醉驾，故A正确，BCD错误；

故选：A。8.AB

【解析】本题考查了带电小球在电场中运动过程中做功及电势能的变化，一定要掌握电场力做功与电势能变化的关系，知道电场力做正功，电势能减小。

解答：

A、根据顺着电场线电势降低，可得电场E中A点电势低于B点，故A正确；

B、设OA=OB=L，开始状态轻杆与电场线方向的夹角为θ，根据匀强电场中电势差与场强的关系得：UOA=Ed=ELcosθ

取O点的电势为0，则有：UOA=φO−φA

解得：φA=−ELcosθ

同理可得：φB=ELcosθ

又根据电势能与电势的关系得A小球的电势能为：EpA=q9.CD

【解析】解：A、小球从M点到N点过程，受重力和电场力的作用，由动能定理可得

mg⋅3r2−qUMN=12mvN2

又vN=6gr

解得M、N两点的电势差为UMN=−3mgr2q，故A错误；

B、根据点电荷的电场特征可知，N、P两点所在的圆是一个等势面，小球从N点到P点过程中电场力做的功为零，故B错误；

C、由几何关系可得NP段的竖直高度为ℎNP=32r

小球从N点到P点过程，根据动能定理可得

mg⋅32r=12mvP2−12mvN2

解得小球滑至P点时的速度大小vP=3gr，故C正确；

D、以10.AD

【解析】解：AB.在t=nT(n=0、1、2……)时刻进入电场的粒子在电场中的竖直位移最大，粒子在电场中运动的时间为T，则竖直方向先做匀加速运动后做匀减速运动，由对称性，则沿竖直方向受到电场力的作用，做初速度为零的匀加速运动，所以竖直方向的位移为

y=2×12a(T2)2=14×qE0mT2=qE0T24m

金属板间距离的最小值为

d=2y=qE0T22m

故A正确，B错误；

CD.粒子出离电场时的水平速度均为

v0=lT11.ACD

【解析】解：A、A物块释放时，在水平方向上受到向左的库仑力：F=kQqr2=10N，结合牛顿第二定律：F=ma，得出加速度大小为5m/s2，故A正确；

B、两物块运动过程中有电场力做功，则机械能不守恒，故B错误；

C、运动过程中两物块之间的距离先减小后增加，则电场力先做负功后做正功，则电势能先增大后减小，故C正确；

D、当两者距离再次达到3m时，设两者速度分别为v1、v2，由动量守恒mv0=mv1+mv2，12mv02=112.BC

【解析】解：利用作图法，将滑动变阻器等效为电源内阻，作出电源的I−U图像，可知滑动变阻器接入电路的阻值为9.0Ω时，P1=U1I1=1.75×0.22

W=0.39

W，滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω时，P2=U2I2=3.67×0.318

W=1.17W．

故灯泡功率：0.39W≤P≤1.17W．

故AD错误，BC13.电压

60mA

放电

0.32

【解析】解：(1)①处把原电路断开串联接入测量仪器，应该是电流表，②处与电容器并联连接，应该是测电压的仪器；

(2)接通电路并接通开关，当电压表示数最大为12V时，根据图乙电流表示数为60mA；

(3)电容器充电时电压低，充电电流强，放电时电流随电压的降低而减小，所以图乙对应放电过程，根据图丙，当t=0.2s时，对应的电压为8V，结合图乙，此时的放电电流为40mA，电路中只有R0消耗电功率，所以R0消耗的功率为P=UI=8×40×10−3W=0.32W。

故答案为：(1)电压；(2)60mA；(3)放电，0.32W。

(1)根据两个位置接入电路是串联还是并联结合电流表串联与电压表并联特点进行判断；

(2)根据图乙最大电压读数最大电流；14.V1

A1

R1【解析】解：(1)因为电源电动势为3V，所以被测电阻两端电压不会超过3V，所以电压表选择V1；

电源电压为3V，所以电路中的最大电流不会超过

I=ER=330A=0.1A

故电流表选择A1；

本实验要求测量范围尽可能大，所以应该选用滑动变阻器的分压式，故滑动变阻器应该选用R1。

(2)因题目要求所测量的值的变化范围尽可能大一些，故可知应采用滑动变阻器分压接法；由于电流表量程只有0−50mA，若只接待测电阻，电路中电流过大损坏电流表，故可将定值电阻接入与待测电阻串联；由于电压表的内阻很大，则有

RVRx>RxRA

故电压表分流较小，故应采用电流表外接法；故电路如下图所示

(3)由欧姆定律可知

R+Rx=U0I0

解得

Rx=15.解：(1)灯泡正常发光时，灯泡L的电压UL=6V，则定值电阻R0的电压为

UR0=U−UL

定值电阻R0的电流为

I=UR0R0

解得

I=2A

(2)调光电阻R1阻值调至最大值时，外电路总电阻为

R总=R0+R1RLR1+【解析】(1)灯泡正常发光时，先确定R0的电压，再由欧姆定律求通过定值电阻R0电流的大小；

(2)调光电阻R116.解：(1)小球做平抛运动通过C点，设水平和竖直方向的位移分别为s、ℎ，则

s=v0t

ℎ=12gt2

代入数据解得小球抛出时的速度大小为

v0=0.5m/s

(2)如图1所示

图1

电场力与重力的合力应沿AC方向，且当电场力与AC垂直时电场强度最小，由图1可知

sinθ=qE1mg

解得电场强度E1的最小值为

E1=52×102N/C

(3)以AC方向为