黑龙江省齐齐哈尔市龙西北高中名校联盟2023-2024学年高二上学期9月月考物理试题（原卷版+解析版）

龙西北高中名校联盟2023-2024学年高二上学期9月月考
物理试题
本试卷共3页，满分100分，考试用时75分钟
第Ⅰ卷（共46分）
一、选择题（本题共10小题，共46分。其中1~7题为单选，每小题4分，8~10题为多选，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不选得0分）
1. 放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度E，即E=，下列说法正确的是（ ）
A. 若将放入该点的电荷从电场中移出，则该点的电场强度变为0
B. 若将放入该点的电荷量增加一倍，则该点的电场强度将减少一半
C. 放入该点的正点电荷所受的静电力的方向就是该点的电场强度的方向
D. 电场强度的国际单位是安培
2. 将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为P．若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接入该电源．则它的功率为
A. 4P B. 0.25P
C. 16P D. 0.125P
3. 已知某一表头G，内阻Rg＝30Ω，满偏电流Ig＝5mA，要将它改装为量程0～3A的电流表，所做的操作是（　　）
A. 串联一个570Ω的电阻
B. 并联一个570Ω的电阻
C. 串联一个0.05Ω的电阻
D. 并联一个0.05Ω的电阻
4. 用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素。如图所示，设两极板的正对面积为S，极板间的距离为，静电计指针偏角为。实验中，极板所带电荷量不变，若（　　）
A. 保持S不变，增大，则变小 B. 保持S不变，增大，则不变
C. 保持不变，减小S，则变大 D. 保持不变，减小S，则不变
5. 汽车胎压监测的简化电路如图所示，R1、R2为定值电阻，R0为压敏电阻，胎内气压越大其电阻越小，监测R0两端的电压可判断胎压是否正常。如果轮胎漏气，则（　　）
A. 电压表的示数增大
B. 路端电压减小
C. R1中的电流增大
D. R2中的电流减小
6. 如图所示，电源电动势为E，电源内阻为r=1Ω，定值电阻R1=4Ω，滑动变阻器R2变化范围是0～10Ω，下列说法正确的是（）
A. 当R2=3Ω时，电源输出功率最大
B. 当R2=3Ω时，R1上获得的功率最大
C. 当R2=0时，电源的效率最大
D. 当R2=0时，R1上获得的功率最大
7. 如图所示的电路，已知电源电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，电表均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时（　　）
A. 电压表V的示数变大
B. 电流表A的示数变大
C 灯泡L1变亮
D 灯泡L2变亮
8. 在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻的图像用该电源与电阻组成闭合电路。由图像判断正确的是（　　）
A. 电源的电动势为3V，内阻为 B. 电阻的阻值为
C. 电源的效率为80％ D. 电源的输出功率为4W
9. 空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有
A. 的大小大于的大小
B. 的方向沿轴正方向
C. 电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大
D. 负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功
10. 如图所示，一质量为m、电荷量为q（）的粒子以速度从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN连线上的某点时（ ）
A. 所用时间为 B. 速度大小为
C. 与P点的距离为 D. 速度方向与竖直方向的夹角为30°
第Ⅱ卷（共54分）
二、实验题（11题每空2分，12题前两空每空2分，电路图及实物连接每个3分，共16分）
11. 某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率”实验。
先用螺旋测微器测其直径，如图甲所示，其直径为__________ mm；再用游标卡尺测其长度，如图乙所示，其长度为__________ cm；最后用多用表粗测其电阻，如图丙所示，其电阻为__________ Ω。
12. 欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属丝的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A．电池组（3V，内阻1Ω）
B．电流表（0~3A，内阻约为0.0125Ω）
C．电流表（0~0.6A，内阻约为0.125Ω）
D．电压表（0~3V，内阻约为3kΩ）
E．电压表（0~15V，内阻约为15kΩ）
F．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A）
G．滑动变阻器（0~200Ω，额定电流03A）
H．开关、导线
（1）上述器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选________。（填写字母代号）
（2）为使待测电阻两端的电压能从零开始变化，请按要求在下面方框中画出实验原理图________，然后根据你设计的电路图将图中给定的器材连线________。
三、解答题（本题共3个小题，共38分，13题12分，14题12分，15题14分。答案要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，M为一线圈电阻的电动机，，电源电动势。当S断开时，理想电流表的示数，当开关S闭合时，理想电流表的示数为，求：
（1）电源内阻r；
（2）开关S闭合时，通过电阻R的电流；
（3）开关S闭合时，电动机输入功率和输出功率。
14. 如图所示，内表面光滑绝缘半径为的圆形轨道处于竖直平面内，有竖直向下的匀强电场，场强大小为有一质量为、带负电的小球，电荷量大小为，小球在圆轨道内壁做圆周运动，当运动到最低点A时，小球与轨道压力恰好为零，g取，求：
小球在A点处的速度大小；
小球运动到最高点B时对轨道的压力．
15. 如图所示，一电荷量q=3×10-4C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°。已知两板相距d=0.1m，电源电动势E=12 V，内阻r=2Ω，电阻R1=4Ω，R2=R3=R4=12Ω。g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.求：
（1）通过电源的电流；
（2）两板间的电场强度的大小；
（3）小球的质量。
龙西北高中名校联盟2023-2024学年高二上学期9月月考
物理试题 答案解析
本试卷共3页，满分100分，考试用时75分钟
第Ⅰ卷（共46分）
一、选择题（本题共10小题，共46分。其中1~7题为单选，每小题4分，8~10题为多选，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不选得0分）
1. 放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度E，即E=，下列说法正确的是（ ）
A. 若将放入该点的电荷从电场中移出，则该点的电场强度变为0
B. 若将放入该点的电荷量增加一倍，则该点的电场强度将减少一半
C. 放入该点的正点电荷所受的静电力的方向就是该点的电场强度的方向
D. 电场强度的国际单位是安培
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.若将放入该点的电荷从电场中移出，则电场力随之而消失，但电场强度受到电场的性质决定，所以依然存在,故A错误；
B.若将放入该点的电荷量增加一倍，则电场力也将会增大一倍，而该处的电场强度却不变，故B错误；
C.放入该点正电荷所受的静电力的方向就是该点的电场强度的方向，若是负电荷则受力的反方向为电场强度的方向,故C正确；
D.由公式E=，可知国际单位是N/C，而安培是电流的单位,故D错误；
故选C。
2. 将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为P．若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接入该电源．则它的功率为
A. 4P B. 0.25P
C. 16P D. 0.125P
【答案】B
【解析】
【详解】电阻丝拉长后，材料不变，均匀地拉长为原来的两倍，可知其横截面积变为原来的二分之一倍，根据导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，所以其阻值变为原来的4倍，根据可知，电源电压不变时，功率变为原来的0.25倍。
故选B。
3. 已知某一表头G，内阻Rg＝30Ω，满偏电流Ig＝5mA，要将它改装为量程0～3A的电流表，所做的操作是（　　）
A. 串联一个570Ω的电阻
B. 并联一个570Ω的电阻
C. 串联一个0.05Ω的电阻
D. 并联一个0.05Ω的电阻
【答案】D
【解析】
【分析】把电流表改装成大量程电流表需要并联分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律可以求出并联电阻阻值．
【详解】把电流表改装成3A电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值．
【点睛】本题考查了电流表的改装，知道电流表改装原理、应用并联电路特点与欧姆定律即可正确解题．
4. 用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素。如图所示，设两极板的正对面积为S，极板间的距离为，静电计指针偏角为。实验中，极板所带电荷量不变，若（　　）
A. 保持S不变，增大，则变小 B. 保持S不变，增大，则不变
C. 保持不变，减小S，则变大 D. 保持不变，减小S，则不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．根据电容的决定式可知，电容与极板间的距离成反比，当保持不变，增大时，电容减小，而电容器的电荷量不变，由电容的定义式可知，极板间电势差增大，则静电计指针的偏角变大，选项AB错误；
CD．根据电容的决定式可知，电容与两极板的正对面积成正比，当保持不变，减小S时，电容减小，而电容器的电荷量不变，由电容的定义式可知，极板间电势差增大，则静电计指针的偏角变大，选项C正确，D错误。
故选C。
5. 汽车胎压监测的简化电路如图所示，R1、R2为定值电阻，R0为压敏电阻，胎内气压越大其电阻越小，监测R0两端的电压可判断胎压是否正常。如果轮胎漏气，则（　　）
A. 电压表的示数增大
B. 路端电压减小
C. R1中的电流增大
D. R2中的电流减小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】AD．如果轮胎漏气，轮胎内气体的压强减小，压敏电阻的阻值增大，根据串反并同规律，与压敏电阻并联的电压表的读数增大，与压敏电阻并联的R2的电流增大，A正确，D错误；
C．如果轮胎漏气，轮胎内气体的压强减小，压敏电阻的阻值增大，根据串反并同规律，与压敏电阻串联的R1的电流减小，C错误；
B．根据闭合电路欧姆定律
如果轮胎漏气，轮胎内气体的压强减小，压敏电阻的阻值增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，B错误。
故选A。
6. 如图所示，电源电动势为E，电源内阻为r=1Ω，定值电阻R1=4Ω，滑动变阻器R2变化范围是0～10Ω，下列说法正确的是（）
A. 当R2=3Ω时，电源的输出功率最大
B. 当R2=3Ω时，R1上获得功率最大
C. 当R2=0时，电源的效率最大
D. 当R2=0时，R1上获得的功率最大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．当时，随着外电阻阻值增大，电源输出功率减小，所以当R2=0时，电源的输出功率最大，故A错误；
BD．当滑动变阻器的阻值为0时，电路中电流最大，定值电阻R1的功率最大，故B错误，D正确；
C．电源的效率
当滑动变阻器的阻值为0时，电路中电流最大，电源的效率最小，故C错误。
故选D。
7. 如图所示的电路，已知电源电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，电表均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时（　　）
A. 电压表V的示数变大
B. 电流表A的示数变大
C. 灯泡L1变亮
D 灯泡L2变亮
【答案】BD
【解析】
【详解】当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，R阻值减小，则总电阻减小，总电流变大，电流表A的示数变大，则路端电压减小，电压表V的示数变小，R0上电压变大，则灯泡L1两端电压减小，则亮度变暗；总电流变大，而L1电流减小，则L2电流变大，则灯泡L2变亮，则AC错误，BD正确。
故选BD。
8. 在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻的图像用该电源与电阻组成闭合电路。由图像判断正确的是（　　）
A. 电源的电动势为3V，内阻为 B. 电阻的阻值为
C. 电源的效率为80％ D. 电源的输出功率为4W
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得
分析图象可知，当I=0时，U=E，读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则
故A正确；
B．根据欧姆定律可知，伏安特性曲线的斜率表示电阻值，则电阻
故B正确；
C．电源的效率
故C错误；
D．图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为
故D正确。
故选ABD。
9. 空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有
A. 的大小大于的大小
B. 的方向沿轴正方向
C. 电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大
D. 负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功
【答案】AD
【解析】
【详解】A．本题的入手点在于如何判断和的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强磁场，用匀强磁场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法；需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解．在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于
C点段对应的电势差，看做匀强电场有，可见，A正确；
BD．沿电场方向电势降低，在O点左侧，的方向沿x轴负方向，在O点右侧，的方向沿x轴正方向，负电荷从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功，B错误D正确．
C．由图可知，O点处图象的斜率为零，故说明该点水平方向的场强最小，故电场力在水平方向上的分量最小，C错误；
10. 如图所示，一质量为m、电荷量为q（）的粒子以速度从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN连线上的某点时（ ）
A. 所用时间为 B. 速度大小为
C. 与P点的距离为 D. 速度方向与竖直方向的夹角为30°
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．粒子做类平抛运动可知，水平方向
竖直方向
又
牛顿第二定律可知
解得
故A正确；
B．由于
合速度为
故B正确；
C．由几何关系可知
故C正确；
D．根据平抛运动推论
可知
速度方向与竖直方向的夹角小于30。，故D错误。
故选ABC。
【点睛】本题考查带电粒子在匀强电场中的运动，同学们应熟悉掌握类平抛运动的特点进行求解。
第Ⅱ卷（共54分）
二、实验题（11题每空2分，12题前两空每空2分，电路图及实物连接每个3分，共16分）
11. 某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率”实验。
先用螺旋测微器测其直径，如图甲所示，其直径为__________ mm；再用游标卡尺测其长度，如图乙所示，其长度为__________ cm；最后用多用表粗测其电阻，如图丙所示，其电阻为__________ Ω。
【答案】 ①. 1.845（1.843~1.847均可） ②. 4.225 ③. 6
【解析】
【详解】[1][2][3]螺旋测微器测其直径为
1.5 mm＋34.5×0.01 mm＝1.845 mm
游标卡尺测长度为
42 mm＋5×0.05 mm＝42.25 mm＝4.225 cm
多用电表测其电阻
R＝6×1 Ω＝6 Ω
12. 欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属丝的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A．电池组（3V，内阻1Ω）
B．电流表（0~3A，内阻约为0.0125Ω）
C．电流表（0~0.6A，内阻约为0.125Ω）
D．电压表（0~3V，内阻约为3kΩ）
E．电压表（0~15V，内阻约为15kΩ）
F．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A）
G．滑动变阻器（0~200Ω，额定电流0.3A）
H．开关、导线
（1）上述器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选________。（填写字母代号）
（2）为使待测电阻两端的电压能从零开始变化，请按要求在下面方框中画出实验原理图________，然后根据你设计的电路图将图中给定的器材连线________。
【答案】 ①. C ②. F ③. 见解析 ④. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]由于
可知电流表应选择量程为0~0.6A，即选择C；
[2]由于金属丝的电阻大约为，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择F。
（2）[3]为使待测电阻两端的电压能从零开始变化，滑动变阻器采用分压接法，由于待测电阻的阻值远小于电压表的电阻，故应选择电流表外接法，如图所示
[4]根据电路图，器材连线如图
三、解答题（本题共3个小题，共38分，13题12分，14题12分，15题14分。答案要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，M为一线圈电阻的电动机，，电源电动势。当S断开时，理想电流表的示数，当开关S闭合时，理想电流表的示数为，求：
（1）电源内阻r；
（2）开关S闭合时，通过电阻R的电流；
（3）开关S闭合时，电动机输入功率和输出功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当S断开时，理想电流表的示数，由闭合电路欧姆定律有
解得
（2）当开关S闭合时，理想电流表的示数为，由闭合电路欧姆定律有
解得
又
解得
（3）开关S闭合时，电动机输入功率为
解得
电动机的热功率为
电动机的输出功率为
14. 如图所示，内表面光滑绝缘的半径为的圆形轨道处于竖直平面内，有竖直向下的匀强电场，场强大小为有一质量为、带负电的小球，电荷量大小为，小球在圆轨道内壁做圆周运动，当运动到最低点A时，小球与轨道压力恰好为零，g取，求：
小球在A点处的速度大小；
小球运动到最高点B时对轨道的压力．
【答案】；
【解析】
【详解】（1）重力：G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N
电场力：F=qE=1.6×10﹣6C×3×106V/m=4.8N
在A点，有：qE﹣mg=m
代入数据解得：v1=6m/s
（2）设球在B点的速度大小为v2，从A到B，由动能定理有：
（qE﹣mg）×（2R）=mv22﹣mv12
在B点，设轨道对小球弹力为FN，则有：
FN+mg﹣qE=mv22
由牛顿第三定律有：FN′=FN
代入数据解得：FN′=21.6N
【点睛】本题关键是明确小球的受力情况和运动情况，结合动能定理和向心力公式列式分析，可以将重力和电场力合成为“等效重力”，然后就能够结合竖直平面内的圆周运动模型进行分析．
15. 如图所示，一电荷量q=3×10-4C带正电小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°。已知两板相距d=0.1m，电源电动势E=12 V，内阻r=2Ω，电阻R1=4Ω，R2=R3=R4=12Ω。g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.求：
（1）通过电源电流；
（2）两板间的电场强度的大小；
（3）小球的质量。
【答案】（1）1 A；（2）100 N/C；（3）4×10-3 kg
【解析】
【分析】
【详解】（1）根据电阻并联关系可得，R2与R3并联后的电阻值为
R23=6Ω
由闭合电路欧姆定律得
I=1 A
（2）电容器两板间的电压
电容器两板间的电场强度
（3）小球处于静止状态，所受静电力为F，由平衡条件得：
又有
F=qE
代入数据，解得
m=4×10-3kg