新乡市重点中学2023-2024学年高二上学期第一次月考
物理试卷
(满分:100分)
一、选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．关于匀强电场中电势差与电场强度的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．电势减小最快的方向，必定是电场强度的方向
B．公式对匀强电场和非匀强电场都适用
C．在相同距离的两点上，电势差大的其电场强度也必定大
D．任意两点间的电势差等于电场强度和这两点距离的乘积
2.如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q，则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，形成的等效电流为( )
A.qv B.
C.qvS D.
3.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的电场强弱和方向。图甲是等量异种点电荷形成的电场的电场线,图乙是该静电场中的一些点,O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D分别相对O点左右对称。则下列说法不正确的是( )
A.B、C两点电场强度大小和方向都相同
B.A、D两点电场强度大小相等,方向相反
C.E、O、F三点相比较,O点电场强度最大
D.B、O、C三点相比较,O点电场强度最小
4. 如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点，下列说法中正确的是（ ）
A. 三个等势面中，等势面a的电势最高
B. 带电质点一定是从P点向Q点运动
C. 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小
D. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小
5.如图所示,a、b两个带正电的粒子,以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后,a粒子打在B板的a'点,b粒子打在B板的b'点,若不计重力,（为带电粒子的比荷）则 ( )
A.a的电荷量一定大于b的电荷量
B.b的质量一定大于a的质量
C.a的比荷一定大于b的比荷
D.b的比荷一定大于a的比荷
6. 在某个电场中，x轴上各点的电场强度E随x坐标变化的图线如图所示，图线关于原点O中心对称。一质量为m、电荷量为q的粒子只在电场力作用下沿x轴做直线运动，x轴上x=x1和x=－x1是粒子运动轨迹上的两点，下列说法中正确的是（ ）
A. x轴上x=x1和x=－x1两点电场强度和电势都相同
B. 粒子从x=－x1点到x=x1点的运动过程中，经过x=x1和x=－x1两点时速度一定相同
C. 粒子运动过程中，经过x=x1点的加速度与经过x=－x1点的加速度相同
D. 粒子从x=－x1点到x=x1点的运动过程中电势能先增大后减小
7.在如图甲所示的平行板电容器A、B两极板上加上如图乙所示的电压,开始B板的电势比A板高,这时两极板中间原来静止的电子在静电力作用下开始运动,设电子在运动中不与极板发生碰撞,则下述说法正确的是(不计电子重力)( )
A.电子先向A板运动,然后向B板运动,再返回A板做周期性来回运动
B.电子一直向A板运动
C.电子一直向B板运动
D.电子先向B板运动,然后向A板运动,再返回B板做周期性来回运动
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8．一小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线．则下列说法中正确的是（ ）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
C．对应P点，小灯泡的电阻为
D．对应P点，小灯泡的电阻为
9.某静电场中的一条电场线与x轴重合,其电势的变化规律如图所示。在O点由静止释放一电子,电子仅受静电力的作用,则在-x0~x0区间内( )
A.该静电场是匀强电场
B.该静电场是非匀强电场
C.电子将沿x轴正方向运动,加速度逐渐减小
D.电子将沿x轴正方向运动,加速度逐渐增大
10．如图所示，水平面内存在匀强电场，菱形ABCD位于水平面内，已知A点电势为16V，B点电势为，C点电势为4V，菱形的边长，对角线AC的长度为4cm。下列说法正确的是（ ）
A．该电场强度的大小为3V/cm B．该电场强度的大小为6V/cm
C．点的电势为28V D．电子在O点的电势能为8eV
三、填空题(本题共2小题,共12分)
11.（6分）美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止。
（1）若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有________。
A．油滴质量m B．两板间的电压U C．两板间的距离d D．两板的长度L
（2）用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=________（已知重力加速度为g）。
（3）若要使原本静止的油滴落到下极板，则下列做法可以达到目的的有________。
A．保持两极板电压不变，把下极板向下移 B．断开电源，把下极板向右移
C．断开电源，在两极板间插入电介质 D．断开电源，把下极板向上移
12.（6分）某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用米尺测出接入电路部分的金属丝长度为l＝0.720 m，用螺旋测微器测出金属丝直径为d=0.6mm，用伏安法测出金属丝的电阻，然后计算出该金属材料的电阻率。(计算结果均保留两位有效数字)
(1)若电压表示数为2.0V，电流表示数为0.5A，根据伏安法测出金属丝的阻值为Rx＝ 。
(2)金属丝的电阻率的计算式为 （用d、l、Rx等符号表示），这种金属材料的电阻率为________ Ω·m。
三、非选择题(本题共3小题,共42分)
13．（12分）如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们间距为4cm，两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为-2×10-5C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.1J，求：
(1)B、A两点的电势差UBA；
(2)匀强电场的场强大小。
14.(15分)如图所示,在绝缘粗糙的水平面上,相距为l的A、B两点处分别固定着两个等电荷量的正电荷,a、b是AB连线上的两点,其中Aa=Bb=,O为AB连线的中点,一质量为m、电荷量为+q的小滑块(可以看成质点)以初动能Ek0从a点出发,沿AB直线向b运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的3倍,到达b点时动能恰好为零,小滑块最终停在O点,求:
(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数;
(2)O、b两点间的电势差;
(3)小滑块运动的总路程。
15．（15分）如图所示，CD左侧存在场强大小，方向水平向左的匀强电场，一个质量为、电荷量为的光滑绝缘小球，从底边BC长为、倾角的光滑直角三角形斜面顶端A点由静止开始下滑，运动到斜面底端C点后进入一光滑竖直半圆形细圆管内（C处为一小段长度可忽略的光滑圆弧，圆管内径略大于小球直径，半圆直径CD在竖直线上），恰能到达细圆管最高点D点，随后从D点离开后落回斜面上某点P，（重力加速度为g，，）求：
（1）小球到达C点时的速度；
（2）C点对轨道的正压力
（3）小球从D点运动到P点的时间t。
新乡市重点中学2023-2024学年高二上学期第一次月考
物理试卷 答案解析
(满分:100分)
一、选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．关于匀强电场中电势差与电场强度的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．电势减小最快的方向，必定是电场强度的方向
B．公式对匀强电场和非匀强电场都适用
C．在相同距离的两点上，电势差大的其电场强度也必定大
D．任意两点间的电势差等于电场强度和这两点距离的乘积
【答案】A
【详解】A．电势降低最快的方向，必定是电场强度的方向，故A正确；
B．公式对匀强电场适用，故B错误；
C．在相同距离的两点上，电势差大的其电场强度不一定大；若两点沿电场线方向相同距离上的两点，电势差大的其场强才必定大，故C错误；
D．任意两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向距离的乘积，故D错误。
故选A。
2.如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q，则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，形成的等效电流为( )
A.qv B.
C.qvS D.
解析：选A。橡胶棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，Δt内通过的距离为v·Δt，Δt内通过某横截面的电荷量Q＝qvΔt，根据电流的定义式I＝，得到等效电流I＝qv，A正确。
3.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的电场强弱和方向。图甲是等量异种点电荷形成的电场的电场线,图乙是该静电场中的一些点,O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D分别相对O点左右对称。则下列说法不正确的是( )
A.B、C两点电场强度大小和方向都相同
B.A、D两点电场强度大小相等,方向相反
C.E、O、F三点相比较,O点电场强度最大
D.B、O、C三点相比较,O点电场强度最小
答案:B
解析:根据对称性看出,B、C两处电场线疏密程度相同,则B、C两点电场强度大小相等,这两点电场强度的方向均由B→C,方向相同,故A正确。根据对称性看出,A、D两处电场线疏密程度相同,则A、D两点电场强度大小相等,由题图看出,A、D两点电场强度方向相同,故B错误。E、O、F三点中,O处电场线最密,O点电场强度最大,故C正确。B、O、C三点比较,O处电场线最疏,O点电场强度最小,故D正确。
4. 如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点，下列说法中正确的是（ ）
A. 三个等势面中，等势面a的电势最高
B. 带电质点一定是从P点向Q点运动
C. 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小
D. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由等势面画出电场线如图所示，根据轨迹判断受力方向指向曲线内侧，由于是正电荷，可判断出c的电势最高，故A错误；
B．带电质点运动方向无法判断，故B错误；
C．等差等势面密集处场强大，带电质点在P点的场强大于在Q点的场强，在P点的加速度大于在Q点的加速度，故C错误；
D．从P向Q运动，电场力做正功，，若从Q向P运动，电场力做负功，，故D正确。
故选D。
5.如图所示,a、b两个带正电的粒子,以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后,a粒子打在B板的a'点,b粒子打在B板的b'点,若不计重力,则 ( )
A.a的电荷量一定大于b的电荷量
B.b的质量一定大于a的质量
C.a的比荷一定大于b的比荷
D.b的比荷一定大于a的比荷
答案:C
解析:粒子在电场中做类平抛运动,由h=,得x=v0。
由v0
A. x轴上x=x1和x=－x1两点电场强度和电势都相同
B. 粒子从x=－x1点到x=x1点的运动过程中，经过x=x1和x=－x1两点时速度一定相同
C. 粒子运动过程中，经过x=x1点的加速度与经过x=－x1点的加速度相同
D. 粒子从x=－x1点到x=x1点的运动过程中电势能先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．由E－x图象可知，x=x1和x=－x1两点电场强度大小相等、方向相反，故A错误；
B．E－x图象中图线与横轴所围的面积表示电势差，因此粒子由x=－x1运动到x=0的过程和由x=0运动到x=x1的过程电场力分别做的功满足
W1=－W2
根据动能定理可知，粒子经过x=x1和x=－x1两点时速度一定相同，故B正确；
C．粒子在这两点所受电场力也大小相等、方向相反，由于粒子只在电场力作用下运动，根据牛顿第二定律可知，粒子在这两点的加速度大小相等、方向相反，故C错误；
D．题中未能说明粒子的电性或运动状态，因此粒子从x=－x1点到x=x1点的运动过程中电势能可能先增大后减小，也可能先减小后增大，故D错误。
故选B。
7.在如图甲所示的平行板电容器A、B两极板上加上如图乙所示的电压,开始B板的电势比A板高,这时两极板中间原来静止的电子在静电力作用下开始运动,设电子在运动中不与极板发生碰撞,则下述说法正确的是(不计电子重力)( )
A.电子先向A板运动,然后向B板运动,再返回A板做周期性来回运动
B.电子一直向A板运动
C.电子一直向B板运动
D.电子先向B板运动,然后向A板运动,再返回B板做周期性来回运动
答案:C
解析:由运动学和动力学规律画出如图所示的v-t图像可知,电子一直向B板运动,C正确。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8．一小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线．则下列说法中正确的是（ ）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
C．对应P点，小灯泡的电阻为
D．对应P点，小灯泡的电阻为
【答案】AD
【详解】AB．根据电阻的定义
电阻等于图线上的点与原点连线的斜率的倒数，图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，故A正确，B错误；
CD．对应P点，由图可知，小灯泡两端的电压是U1，流过小灯泡的电流是I2，所以电阻
故C错误，D正确。
故选AD。
9.某静电场中的一条电场线与x轴重合,其电势的变化规律如图所示。在O点由静止释放一电子,电子仅受静电力的作用,则在-x0~x0区间内( )
A.该静电场是匀强电场
B.该静电场是非匀强电场
C.电子将沿x轴正方向运动,加速度逐渐减小
D.电子将沿x轴正方向运动,加速度逐渐增大
答案:BC
解析:由于电势φ随x的变化不是均匀的,即不是常数,所以该静电场一定是非匀强电场,且O点电场强度最大,x0处电场强度最小,选项A错误,B正确;由电势变化规律可知,电场线方向指向x轴负方向,在O点由静止释放一电子,电子所受静电力的方向指向x轴正方向,电子将沿x轴正方向运动,且加速度逐渐减小,选项C正确,D错误。
10．如图所示，水平面内存在匀强电场，菱形ABCD位于水平面内，已知A点电势为16V，B点电势为，C点电势为4V，菱形的边长，对角线AC的长度为4cm。下列说法正确的是（ ）
A．该电场强度的大小为3V/cm B．该电场强度的大小为6V/cm
C．点的电势为28V D．电子在O点的电势能为8eV
【答案】BC
【详解】C．根据匀强电场的特点得
解得
根据
解得
C正确；
D．电子在O点的电势能为-10eV，D错误；
AB．如图所示，设，则
A、E在同一个等势面上。 根据直角三角形得
过O点作AE的垂线，交点为F
电场强度为
解得
A错误，B正确。
故选BC。
三、填空题(本题共2小题,共12分)
11.（6分）美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止。
（1）若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有________。
A．油滴质量m B．两板间的电压U C．两板间的距离d D．两板的长度L
（2）用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=________（已知重力加速度为g）。
（3）若要使原本静止的油滴落到下极板，则下列做法可以达到目的的有________。
A．保持两极板电压不变，把下极板向下移 B．断开电源，把下极板向右移
C．断开电源，在两极板间插入电介质 D．断开电源，把下极板向上移
【答案】 ①. ABC##ACB##BCA##BAC##CAB##CBA ②. ③. AC##CA
【解析】
【详解】（1）[1]平行金属板板间存在匀强电场，油滴恰好处于静止状态，电场力与重力平衡，则有
所以需要测出的物理量有油滴质量m，两板间的电压U，两板间的距离d。
故选ABC；
（2）[2]根据平衡条件可得
则油滴的电荷量为
（3）[3]若要使原本静止的油滴落到下极板，减小电场力即可。
A．保持两极板间电压U不变，把下极板向下移，则增大极板间距，根据可知，电场强度减小，则电场力减小，因此油滴可落到下极板，A正确；
BCD．断开电源，金属板所带电荷量Q不变，根据
可得
则把下极板向上移，两板间距离变化，但两板间电场强度不变，油滴仍处于静止状态；把下极板向右移，S减小了，两板间电场强度增大，油滴会上升；在两极板间插入电介质，则增大，所以两板间电场强度减小，油滴可落到下极板，故C正确，BD错误。
12.（6分）某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用米尺测出接入电路部分的金属丝长度为l＝0.720 m，用螺旋测微器测出金属丝直径为d=0.6mm，用伏安法测出金属丝的电阻，然后计算出该金属材料的电阻率。(计算结果均保留两位有效数字)
(1)若电压表示数为2.0V，电流表示数为0.5A，根据伏安法测出金属丝的阻值为Rx＝ 。
(2)金属丝的电阻率的计算式为（用d、l、Rx等符号表示），这种金属材料的电阻率为________ Ω·m。
解析：(1)4.0 Ω
(2)1.6×10－6
解析：由R＝＝4.0ΩR＝ρ得ρ＝＝，将Rx＝4.0 Ω、l＝0.720 m、d＝0.600 mm＝0.600×10－3 m代入得ρ≈1.6×10－6Ω·m。
三、非选择题(本题共3小题,共42分)
13．（12分）如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们间距为4cm，两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为-2×10-5C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.1J，求：
(1)B、A两点的电势差UBA；
(2)匀强电场的场强大小。
【答案】(1)-5×103V；(2)
【详解】(1)因为电势能增加0.1J即电场力做功为W=-0.1J；A→B电场力做负功0.1J；
则
所以
UBA=-UAB=-5×103V
(2)根据
U=Ed
得
代入数据解得
14.(15分)如图所示,在绝缘粗糙的水平面上,相距为l的A、B两点处分别固定着两个等电荷量的正电荷,a、b是AB连线上的两点,其中Aa=Bb=,O为AB连线的中点,一质量为m、电荷量为+q的小滑块(可以看成质点)以初动能Ek0从a点出发,沿AB直线向b运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的3倍,到达b点时动能恰好为零,小滑块最终停在O点,求:
(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数;
(2)O、b两点间的电势差;
(3)小滑块运动的总路程。
答案:(1) (2)- (3)l
解析:(1)a、b是AB连线上的两点,其中Aa=Bb=,可知a、b两点关于O点对称,则a、b点电势相等,即Uab=0。
设滑块与水平面间的摩擦力大小为Ff。
对滑块从a到b的过程中,由动能定理得
-Ff=0-Ek0,摩擦力Ff=μmg,
解得μ=。
(2)对于滑块从O到b的过程中,由动能定理得
qUOb-μmg·=0-3Ek0,
解得UOb=-。
(3)对于滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过程,由动能定理得
qUaO-μmgs=0-Ek0,
解得s=l。
15．（15分）如图所示，CD左侧存在场强大小，方向水平向左的匀强电场，一个质量为、电荷量为的光滑绝缘小球，从底边BC长为、倾角的光滑直角三角形斜面顶端A点由静止开始下滑，运动到斜面底端C点后进入一光滑竖直半圆形细圆管内（C处为一小段长度可忽略的光滑圆弧，圆管内径略大于小球直径，半圆直径CD在竖直线上），恰能到达细圆管最高点D点，随后从D点离开后落回斜面上某点P，（重力加速度为g，，）求：
（1）小球到达C点时的速度；
（2）C点对轨道的正压力
（3）小球从D点运动到P点的时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意，小球从运动到过程中，由动能定理有
解得
（2）根据题意可知，小球恰能到达细圆管最高点D点，即小球到达点时速度为0，由动能定理有
解得
在点，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知，C点对轨道的正压力为
（3）根据题意可知，小球离开点后，运动轨迹，如图所示
由于
可知
水平方向上有
，
竖直方向上有
由几何关系可得
联立解得
