宁德第一中学2023-2024学年高二上学期第二次月考
物理试题
一、单选题（共24分）
1．（本题6分）下列关于电流的说法中，正确的是（ ）
A．金属导体中，电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率
B．通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率等于光速
C．电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能到达用电器
D．在电路不变的条件下金属导体温度升高时，导体中自由电子热运动加快，电流也就随之加大
2．（本题6分）空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，电荷量大小相等，其中P处为正电荷。P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，相邻等势面间电势差相等，a、b、c、d为电场中的4个点。下列说法正确的是（ ）
A．a点电场强度大于b点电场强度
B．c、d两点电场强度大小相等、方向相反
C．一负电荷在a点处电势能大于在b点处电势能
D．从a到b移动单位正电荷，沿移动和沿ab连线移动，电场力做功相等
3．（本题6分）两个所带电荷量相等的点电荷固定在x轴上A、B两点，A、B与坐标原点O的距离相等，以无穷远处为电势零点，轴上各点电势随坐标分布的图像如图所示，M、N是轴上两点，其中M点比N点距离O点远，将一带负电的试探电荷沿轴从M点移动到N点的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．试探电荷在M点受到的电场力比在N点大
B．试探电荷在M点具有的电势能比在N点大
C．试探电荷在M、N两点受到的电场力方向相同
D．电场力先做正功后做负功
4．（本题6分）如图所示，电容为C、带电量为Q的平行板电容器水平放置，两板之问的距离为d，上极板带正电，下极板接地，一带电量为q的小球（视为质点）恰好静止在两板的中央P点，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球带正电 B．P点的电势为
C．小球的质量为
D．若把上极板向上平移一小段距离，则小球向下运动
二、多选题（共32分）
5．（本题8分）一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U0时，通过导线的电流为I0，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压4U0，则（ ）
A．通过导线的电流为 B．通过导线的电流为
C．导线中自由电子定向移动的平均速率为
D．导线中自由电子定向移动的平均速率为
6．（本题8分）将四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表、和两个电压表、．已知电流表的量程大于的量程，电压表的量程大于的量程，改装好后将它们按图示接法连入电路，则（ ）
A．电流表的读数大于电流表的读数
B．电流表的指针偏转角大于电流表的指针偏转角
C．电压表的读数小于电压表的读数
D．电压表的指针偏转角等于电压表的指针偏转角
7．（本题8分）我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯。假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则（ ）
A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tan β
C．在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0
D．在A点，白炽灯的电阻可表示为
8．（本题8分）如图甲所示，，为一对平行金属板，它们分别接在交流电源的两端，其两端电压随时间变化的关系如图乙所示，不计重力的带电粒子刚开始时静止在，正中间位置处，下列说法中正确的是（ ）
A．若在时释放粒子，则粒子一定会打到某一金属板上
B．若在时释放粒子，则粒子一定会打到某一金属板上
C．若在时释放粒子，则粒子一定会打到某一金属板上
D．若在时释放粒子，则粒子一定会打到某一金属板上
三、填空题（共8分）
9．（本题4分）如图所示，以为圆心半径为的圆，与坐标轴的交点分别为，空间有沿轴正方向的匀强电场，同时在点固定一个电荷量为的点电荷。如果把试探电荷放在点恰好平衡，那么匀强电场的场强大小为 ，点的实际场强大小为 。（已知静电力常量为）
10．（本题4分）如图电源电压不变，变阻器规格为“20Ω，2A”，a、b为其两端点。闭合开关，当变阻器滑片分别在b端和ab中点时，电流表的示数之比为3∶4，电压表的示数之差为2V，则R的阻值为 Ω，滑片在ab中点时，电流表示数为 A。
四、实验题（共10分）
11．（本题10分）某课外实验兴趣小组用如图甲所示的电路通过控制开关的闭合和断开将电流表改装成电压表，改装后的电压表有两个量程，分别为（0~1V）和（0~6V），其中表头的满偏电流，内阻。请回答下列问题：
（1）甲图电路中，定值电阻 ，定值电阻 。
（2）该小组将改装后量程为6V的电压表接入如图乙所示的电路中，电压表用表示，来测量某电池的电动势和内阻。当电阻箱R阻值为12时，电压表示数为4.5V；当电阻箱R阻值为44时，电压表示数为5.5V，则该电池电动势 V，内阻 （结果保留2位有效数字）。
（3）该小组设计了如图丙所示电路对改装后的电压表进行校对，V为标准表。校对过程中发现，改装后的电压表的示数总小于标准电压表V的示数，则应该采取的最佳措施是 。
五、解答题（共26分）
12．（本题10分）某一用直流电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1 Ω，电动机两端电压恒为5 V，物体A重20 N。某时刻电路中的电流为1 A，不计摩擦力。
（1）此时电动机的输出功率是多少？
（2）电动机对该重物的最大提升速度是多少？
（3）若电动机因故不能转动，这时通过它的电流强度多大？电动机实际消耗的电功率多大？
13．（本题16分）如图所示，真空中存在空间范围足 大的、方向水平向左的匀强电场，在电场中，圆心为、半径为的圆弧形光滑绝缘轨道固定在竖直平面内，恰好处于同一竖直线上，，与竖直方向之间的夹角。水平虚线上有一点A，点的连线恰好与圆弧轨道相切于点，。现有一质量为、电荷量为的带电小球（可视为质点）从A点以一定的初速度沿做直线运动，带电小球从点进入圆弧轨道后，恰好能沿圆弧轨道运动并从点射出。已知，重力加速度大小g取。求：
（1）带电小球在A点时的初速度大小；
（2）带电小球从点射出后经过水平虚线上的点（图中未画出）到A点的距离。（结果保留根式）
参考答案：
1．B
【详解】AB．电流的传播速率等于光速，与自由电子定向移动的速率不同。同时，自由电子也参与热运动，A错误，B正确；
C．电路接通后，电子不是从电源出发，而是整个电路内的自由电子均同时运动，C错误；
D．电子热运动与电流无关，D错误。
故选B。
2．D
【详解】A．等势面越密集，电场强度越大，a点电场强度小于b点电场强度，故A错误；
B．由等势面可知，P、Q为等量异种电荷，故c、d两点电场强度均垂直cd等势面向右，电场强度大小相等、方向相同，故B错误；
C．由P为正电荷、Q为负电荷可知，a点电势高于b点电势，故负电荷在a点电势能小于在b点电势能，故C错误；
D．电场力为保守力，做功与路径无关，从a到b移动单位正电荷，沿移动和沿ab连线移动，电场力做功相等，故D正确。
故选D。
3．A
【详解】A．-x图线上某点斜率表示该点场强，由图像可知M点场强大小大于N点场强大小，则试探电荷在M点受到的电场力比在N点大，故A正确；
B．两点电荷所带电量相等，关于O点对称，M点比N点距离O点远，M点电势高于N点，则负试探电荷在M点具有的电势能比在N点小，故B错误；
C．M、N两点场强方向相反，试探电荷在M、N两点受到的电场力方向相反，故C错误；
D．由图可知从M到O电势降低，从O到N电势升高，将一带负电的试探电荷沿x轴从M点移动到N点的过程中，电场力对试探电荷先做负功，后做正功，故D错误。
故选A。
4．B
【详解】A．小球处于二力平衡状态，电场力竖直向上，电场强度竖直向下，则小球带负电，故A错误；
B．由电容的定义式
解得上下两极板间的电势差为
P点处在两极板的正中央，则P点与下极板间的电势差为
因为下极板接地电势为0，所以P点的电势为
故B正确；
C．根据小球在电场中平衡有
可得
故C错误；
D．根据电容的决定式和定义式有
可得
则电场强度与两极板间的距离无关，若把上极板向上平移一小段距离，两极板间的电场强度不变，小球受到的电场力不变，仍处于静止状态，不会向下运动，故D错误。
故选B。
5．AC
【详解】AB．导线拉长前
导线拉长后
拉长前后体积不变
根据欧姆定律有
解得
故A正确，B错误；
CD．根据电流的微观定义式有
解得
故C正确，D错误。
故选AC。
6．AD
【详解】AB．对于电流表和，两个表头并联，电压相同．故流过两个表头的电流相同，则电流表的指针偏转角等于电流表的指针偏转角，而电流表的量程大于的量程，则电流表的读数大于电流表的读数，故A正确，B错误；
CD．对于电压表和，两个表头串联，故流过两个表头的电流相同，则电压表的指针偏转角等于电压表的指针偏转角，而电压表的量程大于的量程，则电压表的读数大于电压表的读数，故C错误，D正确。
故选AD。
7．CD
【详解】A．白炽灯的电阻随电压的增大而增大，故A错误；
BD．在A点，白炽灯的电阻可表示为，不能表示为tan β或tan α，故B错误，D正确；
C．在A点，白炽灯的功率可表示为，故C正确。
故选CD。
8．ABD
【详解】A．若时刻释放该电荷，粒子在前半个周期内向某极板做加速直线运动；后半个周期内向该极板做减速直线运动，直至速度减小至零；以后周而复始重复上个周期的运动，粒子一定能打到某一金属板上，故A正确；
B．若在时释放粒子，则粒子每个周期内的前内向某方向加速，接着内向相同方向减速至速度为零。接着的内的前内反向加速，最后的内同方向减速至零。这样每个周期内，粒子前内前进的位移小于后内后退的位移，所以从总的效果来看，粒子一直向同一方向运动，所以粒子一定会打到某一金属板上，故B正确；
C．若在时释放粒子，粒子每个周期内的第一个内向某方向开始加速，接着内向相同方向减速至速度为零。接着第三个内反向加速，最后的内同方向减速至零。因为对称性，这样粒子每个周期内，粒子前内前进的位移等于后内后退的位移，所以从总的效果来看，粒子只是在极板某两点间往复运动。若极板足够宽，则粒子就会在极板的两点之间做往复运动。所以粒子不一定会打到某一金属板上，故C错误；
D．若在时释放粒子，粒子在前半个周期内向某极板做加速直线运动；后半个周期内向该极板做减速直线运动，直至速度减小至零；以后周而复始重复上个周期的运动，所以一定会打到另一金属板上，故D正确。
故选ABD。
9．
【详解】[1]根据题意，由点电荷场强公式可得，点电荷在点产生的电场为
设匀强电场的电场强度为，由于试探电荷放在点恰好平衡，则有
[2]根据题意可知，点电荷在点产生的电场大小为，方向竖直向上，由电场的叠加原理可得，点的实际场强大小为
10． 20 0.8
【详解】[1][2]设总电压为U，接在b点时得电流为I1，接在变阻器中点时电流为I2，根据总电压不变可得
又
代入解得
电压表之差为4V，所以
解得
11． 5800 928 6.0 4.0 在分压电阻两端并联一个阻值远大于的电阻
【详解】（1）[1][2]由电路相关知识易知，断开开关时，电表量程为6V，闭合开关时，电表量程为1V，则有
解得
（2）[3][4]电阻箱阻值远小于电压表内阻，此处计算时可忽略电压表分流，则有
解得
（3）[5]电压表示数偏小，即实际流过表头电流偏小，分压电阻偏大，只需让分压电阻减小一点，可在分压电阻两端并联一个阻值远大于的电阻。
12．（1）4W；（2）0.2m/s；（3）5A，25W
【详解】（1）电动机的输入功率为
电动机线圈产生的热功率为
输出功率为
（2）当牵引力等于重力时，速度最大，则有
解得
（3）电动机不转时看作纯电阻元件，由于电动机两端电压恒为5 V，根据欧姆定律，这时通过电动机的电流为
实际消耗的电功率为
13．（1）；（2）
【详解】（1）根据带电小球沿做直线运动可知，带电小球所受的电场力与重力的合力沿方向，则带电小球所受电场力与重力的合力大小为
根据带电小球恰好能沿圆弧轨道运动并从点射出可知，带电小球在圆弧轨道上经过等效最高点时速度有最小值，如图所示，此时带电小球所受电场力与重力的合力提供向心力，即
解得
设带电小球在A点时的初速度大小为，小球从A点运动到点的过程中，根据动能定理有
解得
（2）带电小球从点运动到点的过程中，根据动能定理有
解得
带电小球从点水平飞出后，在水平方向上做初速度为的匀加速运动，加速度大小为
带电小球在竖直方向上做自由落体运动，设小球从点飞出到经过水平虚线上的点的时间为，则
解得
带电小球在经过水平虚线上的点到点的水平距离为
带电小球在经过水平虚线上的点到点点的距离为
