2024-2025學年北京二十中高二（上）月考物理試卷（10月份）（選考）（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2024-2025學年北京二十中高二（上）月考物理試卷（10月份）（選考）一、單選題：本大題共10小題，共30分。1.在靜電場中有a、b兩點，試探電荷在兩點的靜電力F與電荷量q滿足如圖所示的關系，請問a、b兩點的場強大小關系是(

)A.Ea=Eb

B.Ea=22.有兩段粗細均勻的電阻絲是由同種材料制成的。它們的質量相同，它們的長度之比L1：L2=2：3。將它們串聯(lián)在電路中，則它們兩端的電壓之比U1：UA.2：3 B.4：9 C.9：4 D.3：23.如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經漏斗落入水平勻強電場后，分落在收集板中央的兩側。對礦粉分離的過程，下列表述正確的有(

)A.帶正電的礦粉落在右側

B.電場力對礦粉做負功

C.帶負電的礦粉電勢能變大

D.帶正電的礦粉電勢能變小4.如圖所示，用金屬網把不帶電的驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近金屬網，則下列說法正確的是(

)A.驗電器的箔片張開

B.金屬球帶電荷足夠多時驗電器的箔片才會張開

C.金屬網罩內部電場強度為零

D.金屬網罩不帶電5.研究與平行板電容器電容有關因素的實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是(

)A.實驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變小

B.實驗前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電

C.實驗中，只在極板間插入有機玻璃板，靜電計指針的張角變大

D.實驗中，只增加極板帶電荷量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大

6.均勻帶電絕緣圓環(huán)電荷量為Q，半徑為R。現(xiàn)使圓環(huán)繞如圖所示過圓心的軸以線速度v勻速轉動，則圓環(huán)轉動產生的等效電流為(

)A.Qv

B.QRv

C.2πQvR

D.7.超級電容器是指介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置。與傳統(tǒng)電容器相比，它具有充電時間短、儲存電能多、放電功率大、使用壽命長等特點。如圖為一款超級電容器，其標有“2.7V?3000F”。關于它的說法中正確的是(

)A.電容器可以儲存電荷，且電荷量越多電容越大

B.加在這個電容器兩端的電壓低于2.7V時它就不能工作

C.這個電容器充電時，兩極板間的電場強度增大

D.若這個電容器兩端的電壓變化1V，則它所帶的電荷量變化3C8.如圖所示，實線表示電場線，虛線表示只受電場力作用的帶電粒子的運動軌跡。粒子先經過M點，再經過N點，以下正確的是(

)A.粒子在N點的加速度大于在M點的加速度

B.該帶電粒子應該帶負電

C.M點的電勢低于在N點的電勢

D.粒子在M點的電勢能小于在N點的電勢能9.如圖所示，甲、乙兩個電路都是由一個靈敏電流表G和一個變阻器組成的，已知靈敏電流表的滿偏電流Ig=2mA，內電阻RgA.甲表是安培表，R增大時量程增大

B.乙表是安培表，R增大時量程增大

C.在甲圖中，若改裝成的安培表的量程為0.6A，則R=0.5Ω

D.在乙圖中，若改裝成的電壓表的量程為3V，則R=1200Ω10.某種負離子空氣凈化原理如圖所示。由空氣和帶負電的灰塵顆粒物(視為小球)組成的混合氣流進入由一對平行金屬板構成的收集器。在收集器中，空氣和帶電顆粒沿板方向的速度保持不變。在勻強電場作用下，帶電顆粒打到金屬板上被收集，不考慮重力影響和顆粒間相互作用。顆粒在垂直板方向所受阻力與其相對于空氣的速度v方向相反，大小為f=krv，其中r為顆粒的半徑，k為常量。假設顆粒在金屬板間經極短時間加速達到最大速度。已知顆粒的電荷量與其半徑的二次方成正比，進入收集器的均勻混合氣流包含了直徑為20μm和9μm的兩種顆粒，若20μm的顆粒恰好100%被收集，則9μm的顆粒被收集的百分比為(

)A.75% B.55% C.45% D.15%二、多選題：本大題共5小題，共15分。11.如圖中實線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面。1、2和3點處電場強度大小分別為E1、E2和E3，電勢分別為φ1、φ2和A.E1>E2>E3B.12.導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一個電荷量為+q的點電荷放在棒的中心軸線上，它距離導體棒的中心O為L，如圖3所示。靜電力常量為k，當導體棒達到靜電平衡后，下列說法正確的是(

)A.棒上感應電荷只分布在其表面

B.棒左、右兩端的電勢相等

C.點電荷在O點產生的電場強度為0

D.棒上感應電荷在O點產生的電場強度大小為kqL13.如圖所示，a、b兩點間的電壓為9V，三個電阻的阻值分別為R1=R2=6Ω、A.R1、R2、R3兩端的電壓之比為1：1：1

B.R1、R2、R3消耗的電功率之比為1：1：2

C.在相等的時間內，通過R1、R2、R3的電荷量之比為2：2：1

D.在相等的時間內，R1、14.掃地機器人是智能家用電器的一種，它利用自身攜帶的小型吸塵部件進行吸塵清掃，如圖表所示為某款掃地機器人的銘牌標有的數(shù)據，則該掃地機器人(

)A.工作額定電流為2A

B.以額定功率工作時，每分鐘消耗電能為2400J

C.以額定電壓工作時，電機的內阻為10Ω

D.電池充滿電后儲存的總電荷量為5000C15.金屬自由電子氣理論認為金屬中的自由電子好像氣體分子一樣，總是在不停地做無規(guī)則熱運動，由于自由電子會與金屬離子發(fā)生碰撞，其在金屬中的運動軌跡是“曲折”的路線。當存在外加電場E時，自由電子在雜亂無章的熱運動基礎上會疊加一個沿電場力方向的定向移動，如圖所示。大量自由電子沿同一方向的定向移動形成了宏觀的電流，通常情況下，電流穩(wěn)定時，自由電子定向移動的速率約為10?4m/s，自由電子熱運動的速率約為105m/s.可以將金屬導電問題簡化為下述過程：自由電子每次與金屬離子碰撞后，定向移動速率變?yōu)?；接著自由電子在電場力的作用下重新加速獲得定向移動速度，直到再次與金屬離子發(fā)生碰撞。根據以上信息，下列說法正確的是A.相較于自由電子的定向移動速率，熱運動速率對碰撞頻率影響更大

B.相較于自由電子的熱運動速率，定向移動速率對碰撞頻率影響更大

C.E恒定時，若碰撞頻率升高，金屬中自由電子定向移動形成的電流不變

D.E恒定時，若碰撞頻率升高，金屬中自由電子定向移動形成的電流變小三、實驗題：本大題共2小題，共15分。16.某同學用電流傳感器和電壓傳感器研究電容器的放電情況，按圖1連接電路。實驗時，先將開關S與1端相連，待電路穩(wěn)定后，將開關擲向2端，傳感器將信息傳入計算機，屏幕上可以顯示出電流、電壓隨時間變化的i?t圖線、u?t圖線。

(1)由圖1可知，傳感器2應為______傳感器(選填“電流”或“電壓”)。

(2)計算機屏幕上顯示的i?t圖線可能為圖2中的______，u?t圖線可能為圖2中的______。

(3)結合屏幕顯示的i?t圖線、u?t圖線信息，可以估算出______。

A.電容器的電容

B.電容器儲存的電荷量17.在“測量金屬絲的電阻率”的實驗中，實驗小組的同學測量一段阻值約為5Ω、粗細均勻金屬絲的電阻率。

(1)用螺旋測微器分別在三個不同的位置測量金屬絲的直徑，某次示數(shù)如圖1所示，該次測量值為______mm。

(2)實驗小組的同學采用圖2所示的電路圖，用伏安法測金屬絲的電阻Rx，現(xiàn)有電源(電動勢為3.0V，內阻可忽略不計)，開關導線若干，以及下列器材：

A.電壓表V1(量程0～3V，內阻約3kΩ)

B.電壓表V2(量程0～15V，內阻約15kΩ)

C.電流表A1(量程0～3A，內阻約0.025Ω)

D.電流表A2(量程0～0.6A，內阻約0.125Ω)

E.滑動變阻器R1(0～5Ω,3A)

F.滑動變阻器R2(0～1000Ω,0.5A)

①為減小測量誤差，在實驗中，電壓表應選用______，電流表應選用______，滑動變阻器應選用______。(選填各器材前的字母)

②圖3是測量R的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線。請根據圖2的電路圖，補充完成圖3中實物間的連線。

(3)測量出金屬絲直徑為d、長度為L，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則該金屬絲電阻率測量值的表達式ρ=______。考慮電流表和電壓表內阻引起的誤差，該測量值______真實值(選填“大于”或“小于”)。

(4)在測量另一根阻值未知的金屬絲電阻率時，實驗小組的同學將電流表換成了量程為0～100mA的毫安表，依據圖2連接了電路，調整滑動變阻器R接M點接N點U/V0.80.9I/mA8483四、簡答題：本大題共2小題，共16分。18.如圖所示是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖。電動機內電阻r=1Ω，電路中另一電阻R=20Ω，直流電壓U=200V，電壓表示數(shù)UV=100V。試求：

(1)通過電動機的電流；

(2)輸入電動機的電功率；

(3)電動機輸出的機械功率。

19.如圖所示，粒子發(fā)射器發(fā)射出一束質量為m，電荷量為q的粒子(不計重力)，從靜止經加速電壓U1加速后，沿垂直于電場方向射入兩平行板中央，受偏轉電壓U2作用后，以某一速度離開電場。已知平行板長為L，兩板間距離為d，求：

(1)粒子進入偏轉電場速度v0；

(2)粒子在離開偏轉電場時的縱向偏移量y；

(3)粒子在離開偏轉電場時的動能Ek五、計算題：本大題共3小題，共24分。20.如圖所示，在勻強電場中，A、B為同一條電場線上的兩點。已知電場的電場強度大小E=1.0×104V/m，A、B兩點之間的距離d=0.20m。

(1)求A、B兩點之間的電勢差UAB；

(2)將電荷量q=+1.0×10?8C的試探電荷沿電場線由A點移至21.如圖所示，電源電壓恒為U=6V，定值電阻R阻值20Ω，小燈泡L的額定電壓UL=4V；閉合開關后，小燈泡L正常發(fā)光，求：

(1)定值電阻R兩端的電壓UR；

(2)電路的電流I；

(3)L的額定功率PL

22.金屬導體的兩端加上恒定電壓，導體內部會形成由穩(wěn)定分布的電荷所產生的穩(wěn)定的電場，它的基本性質與靜電場相同。金屬中的自由電子除了做無規(guī)則熱運動外，還要在電場力的作用下定向移動，從而形成電流，所以金屬導體的電流跟自由電子定向移動的速率有關。這些獲得附加定向運動速度的電子不可避免的會與晶格上的正離子頻繁地發(fā)生碰撞，這些碰撞的宏觀表現(xiàn)可以用“電阻”衡量。為了從微觀的角度研究電流和電阻，我們設某一金屬導體的橫截面積為S，自由電子數(shù)密度(單位體積內的自由電子數(shù))為n，自由電子的質量為m，所帶電荷量為e。

(1)在該金屬導體中，若自由電子定向移動的平均速率為v，試推導電流I和自由電子定向移動平均速率v的關系。

(2)經典統(tǒng)計理論認為：沒有電場時，金屬導體中的自由電子都以很大的速度做無規(guī)則熱運動，自由電子沿導線方向的速度平均值為零。在導體兩端加電壓之后，該段導體內的電場可視為勻強電場，金屬中的自由電子受到電場力的驅動，在原熱運動基礎上疊加定向加速運動。在定向加速運動過程中自由電子與導體內的金屬離子不斷碰撞，碰撞后電子的速度發(fā)生改變，沿各方向速度均可出現(xiàn)，因此可以認為這些自由電子沿導線方向的平均速度又變?yōu)榱恪Ｄ芰康霓D移引起晶格振動加劇，金屬溫度升高。碰撞阻礙了自由電子的定向運動，結果是大量自由電子定向移動的平均速度不隨時間變化，這就是電阻形成的原因。

如圖所示，截取長度為L的金屬導體，兩端所加電壓為U，平均一個電子從某一次碰撞后到下一次碰撞前經過的時間為t0。試求：

a.單個電子在電場力的作用下加速一次能夠獲得的最大速度vm；

b.請利用電阻的比值定義式和金屬導體的電阻定律推導該金屬材料的電阻率ρ。

(各小題的結果用題目敘述中出現(xiàn)的物理量符號表示)

參考答案1.D

2.B

3.D

4.C

5.B

6.D

7.C

8.A

9.D

10.C

11.AC

12.ABD

13.AB

14.AB

15.AD

16.電壓

B

D

AB

17.0.550

A

D

E

Uπd24IL18.解：(1)電動機和電阻R串聯(lián)，通過它們的電流相等，則通過電動機的電流為I=U?UVR=200?10020A=5A

(2)輸入電動機的功率為P=UVI=100×5W=500W

(3)電動機輸出的機械功率為P機=P?I2r=500W?5219.解：(1)粒子在加速電場中，由動能定理得：qU1=12mv02

變形整理解得：v0=2qU1m

(2)粒子在偏轉電場中做類平拋運動

水平方向上有：L=v0t

變形得：t=Lv0

豎直方向上有：y=12at2

又根據牛頓第二定律有：a=qU2md

聯(lián)立解得：y=U220.解：(1)由U=Ed可知，A、B兩點間的電勢差為：

UAB=Ed=1.0×104×0.20V=2.0×103V；

(2)由W=qU可知，靜電力所做的功為：

W=qUAB=1.0×10?8×2.0×103J=2.0×10?5J。

答：(1)A、21.解：(1)根據串聯(lián)電路電壓關系，定值電阻R兩端電壓UR=U?UL=6V?4V=2V

(2)對于R，根據歐姆定律看電流I=URR=2V20Ω=0.1A

(3)根據串聯(lián)電路電流處處相等，L的電流I=0.1A，電阻RL=ULI=4V0.1A=40Ω

L的額定功率22.解：(1)設t時間內通過截