广东深圳宝安中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试卷含答案.pdf

宝安中学高二 1 12 2 月月考物理试卷一、单项选择题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。每小题只有一项符合题目要求）1.用国际单位制基本单位表示电场强度的单位，下列正确的是A.N/CB.V/mC.kg m/(A s3)D.kg m/(C s2)2.某型号扫地机器人的铭牌信息如表，已知扫地机器人剩余电量为 480mA h 时，机器人自动停止扫地并返回充电基座充电，则该型号扫地机器人A.扫地时额定电流为 5AB.内部电路的总电阻为 2.5C.可以连续扫地的时间为 0.6hD.每次扫地释放的电能最多约为 6.9 104J3.近年来，纺织服装作为汕头“三新两特一大”产业中的特色产业之一，已经形成了完整的产业链，织布是其中重要的一环。现代纺纱织布采用的是静电技术，即利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场分布简图，下列说法正确的是A.虚线可能是等势线B.电场强度CBAEEEC.在C点静止释放一电子，它将在电场力作用下沿着虚线CD运动D.负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能4.在 x 轴上自左向右分别放置电荷量为 q1、q2的点电荷，两电荷连线上的电势随 x 变化的关系如图所示，其中 A、B 两点的电势为零，BD 段中 C 点电势最大，则下列判断正确的是A点 C 应该有一个带正电的点电荷B|q1|q2|CC 点的电场强度大于 A 点的电场强度D将一带负电的检验电荷从 B 点移到 D 点，其电势能先增大后减小5当前智能手机普遍采用了指纹识别，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同。此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据。根据文中信息，下列说法正确的是（）A峪处形成的电容器电容较小B在峪处形成的电容器放电较慢C充电后在嵴处形成的电容器的电荷量小D湿的手指头对指纹识别也绝对没有影响额定工作电压10V额定功率40W电池容量2400mA h#QQABaYSQogAIABJAABhCAQE6CkKQkBCACAoOBAAAsAABARFABAA=#6电源路端电压与电流关系的函数图象，把此电源接在图 2 示的电路中，其中 R11，R2R32则下列正确的是A此电源电动势为 3V，内阻为 3B若在 C、D 间连一个理想电流表，其读数是 0.75 AC若在 C、D 间连一个理想电压表，其读数是 1.2 VD若在 C、D 间连一电容为 20F 的电容器，则电容器所带电荷量是 1.5105C7有些力学问题，可假想一个“虚设过程”使问题得以简化和解决。举例如下：如图所示，四根质量都是m的均匀等长木棒，用铰链连成框架，铰链P固定在天花板上，框架竖直悬挂在空中；现在铰链Q上施一竖直向上的力F使框架保持静止，不计一切摩擦，若要求出作用力F的大小，可设想力F使铰链Q缓慢上移一微小的距离h，则框架的重心将上升2h，因为F做的功等于框架重力势能的增加量，所以42hFhmg，可得2Fmg。请参照上面解决问题的方法，尝试完成以下问题：有一均匀带电薄球壳，电荷量为Q、半径为R，球壳表面的电荷之间将互相排斥；已知此带电球壳体系储存的静电能为22QEkR（k为静电力常量），则球壳单位面积上受到的排斥力为（球的表面积为24SR）A.248QkRB.228QkRC.244QkRD.224QkR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，选对但不全得 3 分，有选错或不选得 0 分）8.下列说法正确的是（）A“元电荷”是最小的电荷量，用 e 表示，则 e1.601019C，质子和电子都是元电荷B电场是库仑首先提出来的，电荷 A 对电荷 B 的作用就是电荷 A 的电场对 B 的作用C若放入正电荷时，电场中某点的电场强度方向向右，则放入负电荷时，该点的电场强度方向仍向右D在高大的建筑物上安装避雷针的目的是通过尖端放电将雷电引入地下，从而保护建筑物的安全#QQABaYSQogAIABJAABhCAQE6CkKQkBCACAoOBAAAsAABARFABAA=#9.某一网络电路中的部分电路如图所示，已知I3 A，I11 A，R15，R210，R330，则下列结论正确的是()A.通过R3的电流为 0.5 A，方向从abB.通过R3的电流为 1.5 A，方向从baC.通过电流表的电流为 2.5 A，电流从左向右流过电流表D.通过电流表的电流为 0.5 A，电流从右向左流过电流表10.电路中电源电动势为 E，内阻为 r，C 为电容器，L 为小灯泡，定值电阻 Rr，闭合开关，小灯泡能正常发光。现将滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离，滑动前后理想电压表 V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为U1、U2、U3，理想电流表 A 示数变化量的绝对值为I，则（）A电源的输出功率一定减小B灯泡的功率逐渐变大C、均保持不变D当电路稳定后，断开开关，小灯泡会立刻熄灭三、实验题（本题共 2 小题，共 16 分）11.（6 分）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。（1）用电压表（内阻约为 3k）和电流表（内阻约为 0.1）测量一个电阻的阻值（约为5）。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图 1 中的（选填“甲”或“乙”）。（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约 20k电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为（填各实验步骤前的字母）。A.将选择开关置于“1k”位置B.将选择开关置于“OFF”位置C.将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开D.将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”（3）图 2 是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其它连接不变的情况下，他将电压表连接 a 位置的导线端分别试触 b、c、d 三个位置，发现试触 b、c 时，电压表有示数；试触 d 时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则（选填选项前的字母）。A.导线 ab 断路B.滑动变阻器断路C.导线 cd 断路D.滑动变阻器短路#QQABaYSQogAIABJAABhCAQE6CkKQkBCACAoOBAAAsAABARFABAA=#12.（10 分）如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以 O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器 R 上，R 的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准（0.15kg）的大苹果经过托盘秤时，杠杆对 R 的压力为 1N。调节可调电阻 R0，可改变 R、R0两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫做放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。（1）当大苹果通过托盘秤时，R 所受的压力较大，电阻（填“较大”“较小”）。（2）自动分拣装置正常工作时，大苹果通过（填“通道 A”、“通道 B”）。（3）若电源电动势为 5V，内阻不计，放大电路的激励电压为 2V：为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值等于k。（结果保留两位有效数字）某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹若要提高分拣标准到 0.33kg，仅将 R0的阻值调果的质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻 （填“R”、“R0”或“电源”）两端。为k即可实现。（结果保留两位有效数字）（提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比）#QQABaYSQogAIABJAABhCAQE6CkKQkBCACAoOBAAAsAABARFABAA=#四、计算题（本题共 3 小题，其中第 13 题 10 分，第 14 题 12 分，第 15 题 16 分，共 38 分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分）13.（10 分）随着全球能源危机加剧，电动汽车逐渐成为家庭购车的首选，电动汽车比传统汽车更环保、更节能。中国的汽车电池企业“宁德时代”，和整车企业“比亚迪”，在全球新能源汽车领域处于领先地位。小任同学和爸爸晚上开车回家，小任同学坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为 10.5V，内阻为 0.05，电动机线圈电阻为 0.01。车灯接通，电动机未启动时，电流表示数为 10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到 50A，电流表为理想电表，车灯的电阻认为不变。求：（1）车灯电阻 R；（2）电动机启动后，车灯的功率减少了多少；（3）电动机启动后，电动机的输出功率。14.（12 分）如图所示，a、b、c三点处在某一匀强电场中，该电场方向与a、b、c三点所在平面平行，已知ab的长度为5cm，ac的长为12cm，ab与ac间的夹角=120。现把带电荷量为814 10 Cq 的点电荷从a点移到b点，电场力做功为72 10 J，把带电荷量为825 10 Cq 的点电荷从a点移到c点，电场力做功为73 10 J。求：（1）b、c两点间的电势差bcU；（2）电场强度的大小和方向；（3）若在a点垂直ab向下射出一个初速度为406 10 m/sv 的带正电粒子（不计重力），恰能经过c点，求该粒子的比荷。#QQABaYSQogAIABJAABhCAQE6CkKQkBCACAoOBAAAsAABARFABAA=#15.（16 分）如图所示，金属板AB和CD水平放置，中间开有小孔O1、O2，两板之间加有加速电压0U。金属板EF和GH均是以O点为圆心，半径为 3R和R的14同心圆弧板，O3O4也是以O点为圆心的圆弧，且到两金属板距离相等，两板之间加有电压。长 2R的金属板MN、PQ水平放置，点M、P分别和点F、H对齐，两板之间加有偏转电压。质量为m、电荷量为q的粒子从粒子源中无初速度漂进加速电场，恰好能沿图示O1O2O3O4O5K虚线轨迹运动，最后到达PQ板的中点K。不考虑场的边界效应，不计粒子的重力。求：（1）圆弧O3O4处电场强度的大小；（2）为使粒子恰好能到达PQ板的中点K，金属板MN、PQ之间加的偏转电压U的值；（3）从粒子进入金属板MN、PQ开始计时，经多长时间粒子运动到距直线MQ最近，最近距离是多少。#QQABaYSQogAIABJAABhCAQE6CkKQkBCACAoOBAAAsAABARFABAA=#12 月月考参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D B A C A CD AC AC 1.C 2.D 3.【解析】【详解】A电极是等势体，其表面是等势面，根据电场线与等势面垂直可知虚线应是电场线，故 A 错误；B由电场线的疏密表示电场强度的大小可知 EAEBEC 故 B 错误；C电场线是曲线，在C点静止释放一电子，在电场力作用下不会沿着虚线CD运动，故 C错误；D电场线由高压电源的正极到负极，所以A点的电势高，C点的电势低，由电势能公式 Ep=q 可知，电子在C点的电势能大于其在A点的电势能，故 D 正确。故选 D。4.【解答】解：A、由图知从 O 到 B 电势先不断降低后先升高再降低，则两个点电荷必定是异种电荷，且 P 点电势为最低，可知该放置的是负的点电荷，故 A 错误；BC、根据 x 图像切线的斜率等于电场强度，可知 C 点合场强为零，A 点的合场强不等于零，则 A 点的场强比 C 点的大，由于 C 点与点电荷 q2的的距离较 q1近，根据，可知 电荷量 q1q2 故 B 正确，C 错误；D、将一负点电荷从 B 移到 D 点，电势先升高后降低，根据 Epq 可知，电势能先减小后增大，故 D 错误。故选：B。5.【详解】A在嵴处皮肤表面和小极板之间的距离较小，在峪处皮肤表面与小极板之间的距离较大，根据电容的决定式 r4SCkd 知，在峪处形成的电容器电容较小，在嵴处形成的电容器电容较大，故 A 正确；B充电后在峪处形成的电容器电容器小，带电量少，放电时间短，故 B 错误；C在嵴处形成的电容器电容较大，充电后 QCU 带电量大，故 C 错误；D潮湿的手指头影响了皮肤表面与小极板之间的相对介电常数r，从而影响电容，所以潮湿的手指头对指纹的识别有一定的影响，故 D 错误。故选 A。6.【解答】解：A、由甲图可得：电源的电动势 E3V，内阻为：r2，故 A 正确；#QQABaYSQogAIABJAABhCAQE6CkKQkBCACAoOBAAAsAABARFABAA=#B、若在 C、D 间连一个理想电流表，则外电路的连接关系是：R2与 R3后与 R1串联，电路中总电流为：I0.75A 电流表的读数为：I0.375A，故 B 错误。C、若在 C、D 间连一个理想电压表，其读数是：U1.2V故 C 正确。D、若 CD 间连一电容为 C20F 的电容器，则电容器板间电压为：U1.2V 电容器所带电量是：QCU21051.2C2.4105C，故 D 错误。故选：C。7.A 【解析】若总排斥力使均匀带电薄球壳半径稍微增大R，则带电球壳体系储存的静电能减小222222kQkQkQRERRRR RR，总排斥力做功等于静电能减小量，故F RE，解得22kQFR RR，当R趋近于零时，则有222kQFR，球壳单位面积上受到的排斥力202448FkQFRR，故选 A。8.【解答】解：A.“元电荷”是最小的电荷量，用 e 表示，则 e1.601019C，质子和电子的电荷量数值都等于元电荷，但质子和电子是实物粒子，不是元电荷，故 A 错误；B.电场是法拉第首先提出来的，电荷 A 对电荷 B 的作用就是电荷 A 的电场对 B 的作用，故 B 错误；C.空间中某点的场强由电场本身决定，与放入电荷无关；若放入正电荷时，电场中某点的电场强度方向向右，则放入负电荷时，该点的电场强度方向仍向右，故 C 正确；D.当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于静电防止，故 D 正确。故选：CD。9.【解析】R1两端电压为：U1I1R115 V5 V，R2两端电压为：U2I2R2210 V20 V，R3两端电压为：U3(205)V15 V，且电流从a流向b，大小为：I3 A0.5 A，通过电流表的电流为I2+I32.5 A，方向从左到右，故 A、C 正确 10.【解答】解：A、将滑动变阻器的滑片向左移动时，其接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，电路中电流减小。因为 Rr，外电路总电阻大于电源的内阻，所以当外电阻变大时，内外电阻的差值增大，电源的输出功率一定减小，故 A 正确；B、通过灯泡的电流减小，则灯泡功率变小，故 B 错误；C、R 是定值电阻，则，不变。根据闭合电路欧姆定律得：U2EIr，U3EI#QQABaYSQogAIABJAABhCAQE6CkKQkBCACAoOBAAAsAABARFABAA=#（R+r），则，不变。，不变，故 C 正确；D、断开开关，电容器放电，有放电电流流过灯泡，灯泡不会立刻熄灭，故 D 错误。故选：AC。11.【解答】解：（1）因为，则待测电阻属于小电阻，要用电流表外测法，为了尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图 1 中的甲；（2）正确的使用步骤如下：先将选择开关置于“1k”位置，将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0，然后将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开，最后将选择开关置于“OFF”位置，故正确的操作顺序是 ADCB；（3）同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数，说明在电路中有断路的地方。在其它连接不变的情况下，他将电压表连接 a 位置的导线端分别试触 b、c、d 三个位置，发现试触 b、c 时，电压表有示数；试触 d 时，电压表没有示数，则说明导线 cd 断路，故 C 正确，ABD 错误；故选：C。故答案为：（1）甲；（2）ADCB；（3）C 12.【解答】解：（1）由图乙可知当大苹果通过托盘秤时，R 所受的压力较大，电阻较小。（2）大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道 B。（3）杠杆对 R 的压力为 1 N，R 阻值为 30 k，为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值需满足：代入数据得：R020k 随着苹果质量增大，R 阻值减小，分压减小，电源电动势不变，R0分压增大，为了满足电压表的示数随苹果质量的增大而增大，需要将电压表并联在 R0两端。根据题中提示：可知，分拣标准到 0.33 kg 时，压力为 2.2 N，此时 R 的阻值为 24 k，根据分析 R0的阻值应该调至 16 k。故答案为：（1）较小；（2）通道 B；（3）20；R0；16。13.【解答】解：（1）车灯接通，电动机未启动时，由全电路欧姆定律 EIR+Ir（1 分）代入数据解得：R1（1 分）（2）车灯接通，电动机未启动时，车灯功率为：（1 分）电动机启动后，路端电压 UEI2r10.5V500.05V8V（1 分）车灯功率（1 分）车灯的功率减少了PP1P2100W64W36W（1 分）（3）电动机启动后，通过电动机的电流为：#QQABaYSQogAIABJAABhCAQE6CkKQkBCACAoOBAAAsAABARFABAA=#（1 分）电动机的功率 P3UI3842W336W（1 分）电动机线圈消耗的热功率为：（1 分）电动机的输出功率 P5P3P4336W17.64W318.36W（1 分）答：（1）车灯电阻为 1；（2）电动机启动后，车灯的功率减少了 36W；（3）电动机启动后，电动机的输出功率为 318.36W。14.【解析】【详解】（1）把带电荷量为814 10 Cq 的点电荷从a点移到b点，电场力做功为72 10 J，则 15VababWUq（2 分）把带电荷量为825 10 Cq 的点电荷从a点移到c点，电场力做功为73 10 J，则 26VacacWUq（1 分）根据bcacabUUU可得，b、c两点间的电势差为 11VbcU（1 分）（2）根据匀强电场中，沿同一方向相同距离电势降落相同，可知，作ad垂直dc，如图 则 sin3065cdacababUlUl 所以 6VcdU （以上通过画图或文字交代清楚了的都给 2 分）所以a点和d点电势相等，所以ad为等势线，电场强度垂直等势线，由b指向a。（1 分）#QQABaYSQogAIABJAABhCAQE6CkKQkBCACAoOBAAAsAABARFABAA=#其大小为 100V/mbabaUEl（1 分）（3）若在a点垂直ab向下射出一个初速度为406 10 m/sv 的带正电粒子，粒子做类平抛运动 21sin302aclat（1 分），0cos30aclv t（1 分）其中 Eqam（1 分）解得，该粒子的比荷为 84 10 C/kgqm（1 分）15.【解析】（1）粒子从O1运动到O2的过程中，由动能定理有 20012qUmv（2 分）粒子从O3运动到O4的过程中，由牛顿第二定律有得 202vqEmR（2 分）联立以上两式得 0UER（1 分）（2）粒子在金属板MN、PQ之间做类平抛运动，对O5K过程分析，粒子在水平方向有 0Rtv（1 分）竖直方向有 212Rat（1 分）根据牛顿第二定律有 Eqma（1 分）其中 2UER（1 分）联立以上各式解得 08UU（1 分）（3）把电场中的运动分解成平行于MQ和垂直于MQ两个方向的分运动，则垂直MQ方向，粒子速度减为 0 的过程中粒子做匀减速的直线运动，对于垂直于MQ方向的分运动有 00cos452sin454vRmtaqU（2 分）#QQABaYSQogAIABJAABhCAQE6CkKQkBCACAoOBAAAsAABARFABAA=#由速度与位移的关系可得 202 sin45cos450ayv（2 分）解得 28yR（1 分）所以粒子运动过程中距离MQ最近为 223 2288dRRR（1 分）#QQABaYSQogAIABJAABhCAQE6CkKQkBCACAoOBAAAsAABARFABAA=#