资源简介

江苏省南通中学2024-2025学年高一下学期第二次月考物理试卷
一、单选题
1．如图甲所示，Robot是一种智能机器人。图乙为其内部电动机的工作原理简图，线圈电阻为R的电动机直接接在电动势为E、内阻未知的直流电源两端。当电动机两端的电压为U，电流为I时，电动机恰好能正常工作，下列说法中正确的是( )
A.电源的内阻为 B.电源的输出功率为
C.电动机消耗的总功率为 D.电动机的输出功率为
2．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是( )
A.A、B两点电场强度相等，且都不为零
B.感应电荷产生的附加电场的电场强度大小
C.当开关闭合时，电子从大地沿导线向导体移动
D.当开关闭合时，电子沿导线向大地移动
3．如图为一款“乒乓球训练神器”，整个系统由金属底座、支撑杆、高弹性软杆以及固定在软杆一端的乒乓球构成，自然状态时小球位于B点。在某次击球之后，乒乓球从A点以某一初速度开始运动，经过最高点B之后向右运动到最远处C点，A点离底座的竖直高度比C点的高，不计空气阻力，则乒乓球从A点到C点过程中( )
A.乒乓球的机械能先增加再减小
B.乒乓球的机械能守恒
C.乒乓球在C点时，加速度为零
D.地面对座始终无摩擦力
4．如图所示，相距为d的两平行金属板的电容为C，带电量为Q。有一长为L的绝缘轻杆，两端各固定电荷量分别为q和＋q的小球，不计两球的重力和两球间的库仑力。现将杆从平行于极板的位置I缓慢移动到垂直于极板的位置II，再从位置II缓慢移动到无穷远处。则( )
A.从位置I移到位置II的过程中，电场力对两球做功为零
B.从位置I移到位置II的过程中，两球与电容的总电势能减小
C.从位置II移到无穷远处的过程中，两球与电容的总电势能不变
D.从位置I移到无穷远处的过程中，克服电场力做功
5．如图甲是某款儿童电动车。某小朋友在水平的水泥地面上驾驶电动车以额定功率P沿直线行驶，某时刻驶入水平草地，对应的图像如图乙所示。小朋友和车的总质量为m。下列关于电动车说法正确的是( )
A.在草地上行驶时受到的阻力为
B.在草地上行驶时受到的牵引力不断减小
C.时刻加速度为
D.时间行驶的距离为
6．太极图形象地表达了阴阳相互转化、相互统一的形式美与和谐美。图为由绝缘框架构成的太极图形，O为大圆圆心，为上侧阳半圆的圆心，为下侧阴半圆的圆心，O、、在同一竖直线上，A、B为大圆水平直径的两个顶点，C、D为大圆竖直直径的两个顶点，P、Q分别是AO和BO的中点。整个框架单位长度所带电荷量均相等，其中圆弧O—D—B—C带正电，圆弧O—C—A—D带负电，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是( )
A.O点的电场强度为0
B.、两点的电场强度相等
C.、两点的电势相等
D.P、Q两点的电势相等
7．如图所示，质量为m小球（可视为质点）用长为L的细线悬挂于O点，自由静止在A位置。现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止，细线与竖直方向夹角为，此时细线的拉力为，然后撤去水平力F，小球从B返回到A点时细线的拉力为，则( )
A.
B.从A到B，拉力F做功为
C.从B到A的过程中，小球受到细线的拉力大小不变
D.从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率先增大后减小
8．如图所示为一倾角为的固定斜面，将斜面分成3等份，从下到上依次为AB、BC、CD。质量为m的小球从A点以初速度v向上运动，斜面光滑时，刚好到达D点。若只有AB间有摩擦（AB间的动摩擦因数为一定值），小球仍以初速度v上滑，刚好到达C点，然后下滑到A点，在此过程中下列说法正确的是( )
A.整个过程中克服摩擦力做功等于
B.小球到达C点后再次下滑，动能先增加后减小
C.在上滑过程中重力、滑动摩擦力对小球做的总功为
D.小球从B运动到A的过程中只有重力势能与内能之间的相互转化
9．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。两极板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示。以C表示电容器的电容、E表示两极板间的电场强度、表示P点的电势，Ep表示正电荷在P点的电势能。若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是( )
A. B. C. D.
10．在图甲电路中，电表均为理想电表，、两端分别接上元件A、B时移动滑片P以改变滑动变阻器R（量程（0~100Ω）的阻值，测得元件A和B的伏安特性曲线分别如图乙中图线A、B所示，倾斜虚线为曲线B的切线；a、b两端接上导线时，测得电源的伏安特性曲线如图乙中图线C所示。若改变滑动变阻器R的阻值，电压表和电流表A的示数变化分别表示为、和，则下列说法中错误的是( )
A.当a、b两端接上元件A时，
B.当a、b两端接上元件A时，滑动变阻器R消耗的最大功率为0.9W
C.当电压表的示数为9V时，元件B的电阻为30Ω
D.当a、b两端接上元件B，滑动变阻器R的滑片P从左向右滑动时，不变
11．如图所示，水平面OA段粗糙，AB段光滑，。一原长为、劲度系数为的轻弹簧右端固定，左端连接一质量为m的物块。物块从O点由静止释放。已知物块与OA段间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则物块在向右运动过程中，其加速度大小a、动能、弹簧的弹性势能、系统的机械能E随位移x变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、实验题
12．某学习小组设计实验测量某合金丝的电阻率p，他们进入实验室，找到如下器材：
A.一节干电池（电动势为E）
B.毫安表A（量程为，内阻）
C.定值电阻
D.电阻箱
E.刻度尺、螺旋测微器、接线夹、开关、导线
(1)该组同学用螺旋测微器测量合金丝的直径，测量结果如图1所示，则合金丝直径___mm。
(2)基于以上器材，为了测量该合金丝的电阻率，设计了如图2所示的实验电路图，将电阻箱阻值调到。某次测量时，电流表的示数为0.50mA，则流经电源的电流___A
(3)改变接入电路的合金丝的长度，记录多组流经电源的电流的倒数和l的数值，绘出如图3所示的图线。已知图线的斜率为，则金属丝的电阻率______（用含E、d、k的表达式表示）。
(4)有两种金属直导线，横截面积均为S，长度分别为、，电阻率分别为、，且。现将它们串联在一稳恒直流电路中，如图4所示。已知导线中稳恒电场的基本性质与静电场相同。请通过推导比较两金属导线中沿导线方向的稳恒电场和的大小关系v；小明猜想与的大小关系是两导线接触面处有“净余电荷”所致。请根据这个猜想判断“净余电荷”的电性______。
三、计算题
13．如图所示的电路中，电源电动势为、内阻为，电阻、，电容，求：
(1)闭合开关S，电路稳定后流过电阻的电流；
(2)某时刻将开关S断开，此后至电路再次稳定流过的电荷量。
14．如图所示，一光滑绝缘细直杆MN，长为L，水平固定在匀强电场中，电场强度大小为E，方向与竖直方向夹角为。杆的M端固定一个带负电小球A，电荷量大小为Q；另一带负电的小球B穿在杆上，可自由滑动，电荷量大小为q，质量为m，现将小球B从杆的N端由静止释放，小球B开始向右端运动，已知k为静电力常量，g为重力加速度，求：
（1）小球B对细杆的压力的大小；
（2）小球B开始运动时加速度的大小；
（3）小球B速度最大时，离M端的距离。
15．如图甲所示，两平行金属板水平放置，间距为d，金属板长为，两金属板间加如图乙所示的电压（初始时上金属板带正电），其中。一粒子源射出的带电粒子恰好从上金属板左端的下边缘水平进入两金属板间。该粒子源能随时间均匀发射质量为m、电荷量为＋q的带电粒子（初速度，重力忽略不计）。
（1）求能从板间飞出的粒子在板间运动的时间；
（2）若时刻进入两极板之间，粒子飞出极板时的偏移量y是多少；
（3）若发射时间足够长，则能够从两金属板间飞出的粒子占总入射粒子数的比例为多少。
16．如图所示，左、右两个光滑半圆轨道半径分别为3R和R，它们和足够长的光滑水平直轨道AB、CD平滑相连并竖直放置。将质量分别为2m和m的两个小环a、b用长为3R的轻质杆连接，并穿在轨道上。初始时，a、b两环具有一定的初速度，a环恰能运动到直导轨CD上。已知重力加速度为g，求：
（1）a环的初速度大小；
（2）a环在右半圆轨道上运动过程中机械能最大时的速度大小；
（3）a、b两环均在左半圆轨道上运动的过程中，a环机械能最小时的速度大小v2。
参考答案
1．答案：A
解析：A.电源的内阻为
选项A正确；
B.设电源内阻为r，则电源的输出功率为
选项B错误；
C.电动机消耗的总功率为
选项C错误；
D.电动机的输出功率为
选项D错误。
故选A。
2．答案：C
解析：A.导体处于静电平衡状态，导体是一个等势体，导体内部场强处处为零，A、B两点电场强度都为零，故A错误；
B.在导体内部，感应电荷产生的附加电场与正电荷在同一点产生的场强等值反向，正电荷在点产生的场强较大，故
故B错误；
C.当电键闭合时，电子从大地沿导线向导体移动，故C正确；
D.当开关闭合时，电子仍从大地沿导线向导体移动，故D错误。
故选C。
3．答案：A
解析：AB.根据题意可知，乒乓球在A点的机械能大于C点的机械能，所以机械能不守恒，软杆对小球的弹力对小球先做正功后做负功，则乒乓球的机械能先增加再减小，故A正确，B错误；
C.在C点时，乒乓球速度为零，但是会立刻返回向A处运动，即速度还是会变化，加速度不为零，故C错误；
D.由于乒乓球在水平方向做变速运动，因此杆对乒乓球在水平方向的力不为零，再对底座进行受力分析可知，地面对底座的摩擦力也不会始终为零，故D错误；
故选A。
4．答案：B
解析：AB.由于不计两球的重力和两球间的库仑力，则从位置I移到位置II的过程中，只有电场力做功，对于两球组成的系统，则有
对于平行板电容器有
联立有
且从位置I移到位置II，，则系统电势能减小，且减少了，A错误、B正确；
C.在位置II，由于＋q、－q所在位置的电势不同，则在位置II系统的电势能，则从位置II移到无穷远处的过程中，两球与电容的总电势能将发生改变，C错误；
D.在位置I，由于＋q、－q所在位置的电势相同，则在位置I系统的电势能，则从位置I移到无穷远处的过程中，电场力做的总功为0，D错误。
故选B。
5．答案：C
解析：A.在草地上行驶时，匀速时牵引力等于阻力大小，则受到的阻力为
故A错误；
B.根据
可知电动车以额定功率P沿直线在草地上行驶时，速度先减小后不变，在草地上行驶时受到的牵引力先增大后不变，故B错误；
C.时刻牵引力为
时刻加速度为
故C正确；
D.根据动能定理
又
时间行驶的距离为
故D错误。
故选C。
6．答案：B
解析：A.把太极图沿竖直直径分成左右两部分，根据对称性，左右两部分在O点产生的场强大小相等，但方向并非相反（因为左右部分电荷分布关于竖直直径不对称） ，故O点合场强不为0，故A错误；
B.电场线从正电荷出发终止于负电荷，画出该图电场线，由对称性可知，、两点的电场强度大小相等，方向相同，即、两点的电场强度相等，故B正确；
C.靠近负电荷电势低，靠近正电荷电势高。点靠近负电荷，点靠近正电荷，所以点电势低于点电势，故C错误；
D.P靠近负电荷，Q靠近正电荷，故Q点电势高于P点电势，故D错误。
故选B。
7．答案：D
解析：A.小球在B位置时受到向下的重力mg、水平向右的拉力F、沿BO方向的拉力，根据平衡条件有
解得
小球返回到A时，根据牛顿第二定律有
从B到A由动能定理可得
联立可得
则
故A错误；
B.从A到B，根据动能定理有
解得
故B错误；
C.从B到A的过程中，小球做圆周运动，设运动过程中细线与竖直方向的夹角为，根据牛顿第二定律有
根据动能定理有
解得
故从B到A的过程中，小球受到细线的拉力大小逐渐增大，故C错误；
D.小球重力的瞬时功率
小球在B点时的速度为0，则小球在B点时重力的瞬时功率为0，小球在A点时竖直方向的速度为0，则小球在A点时重力的瞬时功率也为0，故小球从B到A的过程中，重力的瞬时功率应先增大后减小，故D正确。
故选D。
8．答案：D
解析：A.设将斜面分成3等份后每一份的长度为L，斜面光滑时，根据机械能守恒有
只有AB间有摩擦时，根据动能定理
联立解得
故A错误；
B.根据以上分析可知
故
因此滑块在AB间做匀速运动，小球到达C点后再次下滑，动能先增加后不变，故B错误；
C.在上滑过程中重力、滑动摩擦力对小球做的功为负功，应为，故C错误；
D. 小球从B运动到A的过程中做匀速运动，动能不变，则只有重力势能与内能之间的相互转化，故D正确。
故选D。
9．答案：C
解析：A.由平行板电容器的电容
可知d减小时，C变大，但不是一次函数，即C－x图像不可能为直线，故A错误；
B.在电容器两极板所带电荷量一定的情况下，，
E与d无关，即与x无关，图像为平行于横轴的直线，故B错误；
C.在负极板接地的情况下，设P点最初到负极板的距离为l，则平移后P点的电势为
即图像为向下倾斜的直线，故C正确；
D.正电荷在P点的电势能
即Ep－x图像为向下倾斜的直线，故D错误。
故选C。
10．答案：D
解析：A.根据闭合电路欧姆定律有
变形得
结合图乙有，
解得，
由于
可知，故A正确，不符合题意；
B.元件A的电阻
当a、b两端接上元件A时，将A与电源等效为一个新电源，则滑动变阻器消耗的功率
根据对勾函数的规律可知，当有
滑动变阻器消耗功率达到最大值，解得，故B正确，不符合题意；
C.B图线上某点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，则有当电压表V2的示数为9V时，
解得，故C正确，不符合题意；
D.当a、b两端接上元件B时，图线B为一条曲线，根据极限法可知，当趋近于0时，表示图线上某点切线斜率的倒数，根据图线可知，随电压增大，图线切线斜率发生变化，则随电压的增大发生变化，即当a、b两端接上元件B，滑动变阻器R的滑片P从左向右滑动时，发生变化，故D错误，符合题意。
故选D。
11．答案：B
解析：A.由题意可知，A点处，物块受到的弹力大小为
可知物块从O到A过程，一直做加速运动，动能一直增加，根据牛顿第二定律可得
（）
可知物块从O到A过程，图像应为一条斜率为负的倾斜直线，故A错误；
B.物块从O到A过程（），由于弹簧弹力一直大于滑动摩擦力，物块一直做加速运动，动能一直增加，但随着弹力的减小，物块受到的合力逐渐减小，根据动能定理可知，图像的切线斜率逐渐减小；物块到A点瞬间，合力突变等于弹簧弹力，则图像的切线斜率突变变大，接着物块从A到弹簧恢复原长过程（），物块继续做加速运动，物块的动能继续增大，随着弹力的减小，图像的切线斜率逐渐减小；当弹簧恢复原长时，物块的动能达到最大，接着弹簧处于压缩状态，物块开始做减速运动，物块的动能逐渐减小到0，该过程，随着弹力的增大，图像的切线斜率逐渐增大；故B正确；
C.根据弹性势能表达式可得
可知图像为开口向上的抛物线，顶点在处，故C错误；
D.物块从O到A过程（），摩擦力对系统做负功，系统的机械能逐渐减少，根据
可知从O到A过程，图像为一条斜率为负的斜率直线；物块到达A点后，由于A点右侧光滑，则物块继续向右运动过程，系统机械能守恒，即保持不变，故D错误。
故选B。
12．答案：(1)0.630
(2)0.1505
(3)
(4) ； 负
解析：（1）螺旋测微器的读数为
（2）电流表的示数为0.50mA，则流经电源的电流
代入数据可得
（3）设电路中除了电阻丝电阻外，其他电阻阻值之和为，根据闭合电路欧姆定律
整理变形可得
可知图像斜率
解得
（4）设回路中经过两导线的电流大小为I，则根据，，
联立可得
同理得
所以
导线中的稳恒电场是由电路中稳定分布的电荷叠加产生的，已知导线中的稳恒电场沿导线方向，又因为，必然在界面处积累负的“净余电荷”。
13．答案：(1)
(2)
解析：（1）闭合开关S，稳定后电容器相当于开关断开，根据闭合电路欧姆定律得
（2）闭合开关S时，电容器两端的电压即两端的电压，为
开关S断开后，电容器两端的电压等于电源的电动势，为；则通过的电荷量为
14．答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）小球B在垂直于杆的方向上合力为零，则有
由牛顿第三定律知小球B对细杆的压力
（2）在水平方向上，小球所受合力向右，由牛顿第二定律得
解得
（3）当小球B的速度最大时，加速度为零，有
解得
15．答案：（1）；（2）d；（3）
解析：（1）能从板间飞出的粒子，平行于板方向做匀速直线运动，在板间运动的时间
（2）设带电粒子在两金属板间运动时的加速度大小为a，则
带电粒子在时刻进入两极板之间，则它在竖直方向上先加速向下，有
经过时间后电场反向，开始在竖直方向上减速向下，又经过时间，竖直分速度减为零
飞出极板时的偏移量
（3）假设时刻进入两金属板间的粒子不碰到金属板而能够飞出两金属板间，则飞出两金属板间时的偏移量为
则假设不成立，时刻进入两金属板间的粒子将打在金属板上。
在第一个周期内，设带电粒子在时刻进入两金属板间，它在竖直方向上先加速向下，经过时间后电场反向，开始在竖直方向上减速向下，又经过时间，竖直分速度减为零，恰好从下金属板右端飞出，画出其运动轨迹，如图所示：
可知
解得
所以
在第一个周期内，设带电粒子在时刻进入两金属板间，它在竖直方向上先加速向下，经过时间后电场反向，开始在竖直方向上减速向下，又经过时间，竖直分速度减为零，然后加速向上直到恰好从上金属板右端飞出，画出其运动轨迹，如图所示：
可知
解得
所以
在第一个周期内，带电粒子不碰到金属板而能够飞出两金属板间的时刻满足
则能够从两金属板间飞出的粒子占总入射粒子数的比例为
16．答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）由题意知，a、b两环的初速度大小相等，a环恰能运动到直导轨CD上，两环的末速度为0，由动能定理得
解得
（2）a、b两环的系统机械能守恒，a环在右半圆轨道上运动过程中机械能最大时，b环机械能最小，当a的速度与杆垂直时，b环速度为0，机械能最小，根据几何关系可得a的高度为
由机械能守恒有
解得
（3）当轻杆在左边轨道竖直时a环机械能最小，此时两环速度大小相等，由机械能守恒定律
得

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