郑州市2023-2024学年高二上学期10月联考
物理
考生注意：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.日常生活中，用手碰触一下带静电的物体，物体所带的静电就会通过这条“人体导线”流入大地。如果工厂流水线上的产品需要除静电，挨个摸一下显然不现实，于是一种适合流水线上除静电的设备——除静电风扇就应运而生了。这种风扇出风口有一层金属丝网，含有大量正负电荷宏观上呈电中性的气流从金属丝网吹向流水线上的产品，产品所带的静电就被除去了。这种静电风扇简单可靠，因而获得了普遍应用。关于这种除静电风扇，下面说法正确的是（ ）
A.除静电风扇只能除去流水线上产品所带的正电荷
B.除静电风扇只能除去流水线上产品所带的负电荷
C.除静电风扇使用过程中金属丝网必须可靠接地
D.除静电风扇使用过程中金属丝网不用接地
2.如图所示，闭合开关S的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。不考虑灯泡电阻随温度的变化，以下哪种措施可以让电子沿完整的电路运动的平均速率变为原来的
A.调整滑动变阻器的阻值变为原来的一半
B.调整滑动变阻器使得灯泡的功率变为原来的一半
C.调整滑动变阻器使得灯泡的功率变为原来的一半
D.调整滑动变阻器使得电路总功率变为原来的一半
3.两块长为L的平行金属板AB、CD相距正对竖直放置，平行金属板之间为匀强电场。某时刻一个带电小球由C点进入电场，小球在电场中沿垂直于BD的直线运动，最远能够到达直线BD上。已知重力加速度为g，则小球进入电场时的初速度的大小为（ ）
A. B. C. D.
4.平行板电容器内部固定一个绝缘斜面，斜面上放一个带负电的滑块，闭合开关S，电路稳定后，滑块有沿着斜面向上滑动的运动趋势，以下哪种操作可以让滑块所受的静摩擦力先减小后增大（ ）
A.断开开关S，减小两极板之间的距离 B.断开开关S，增大两极板之间的距离
C.保持开关S闭合，减小两极板之间的距离 D.保持开关S闭合，增大两极板之间的距离
5.如图所示，虚线可能是静电场的电场线，也可能是等差等势线，实线是一个带正电的粒子在静电场中从M点运动到N点的轨迹，不计重力，下列说法正确的是（ ）
A.若虚线是电场线，带电粒子的电势能增加
B.若虚线是等差等势线，带电粒子的动能增加
C.无论虚线是电场线还是等差等势线，带电粒子的动能都增加
D.无论虚线是电场线还是等差等势线，带电粒子的加速度都减小
6.如图所示的电路由电源U、电容器C、定值电阻、、、开关S以及灵敏电流计A构成。灵敏电流计的零刻度位于表盘中央。团合开关S，电路稳定后，电流表指针指向表盘中央零位置。若断开开关S，电流表指针的摆动情况正确的是（ ）
A.指针停留在原位置不动
B.指针向一侧摆开一个角度后静止不动
C.指针向一侧偏转一个角度然后返回中央零位置
D.指针以中央零位置为中心左右摆动然后返回中央零位置
7.在xOy坐标系中有三个电荷量相同的带正电小球A、B、C位于原点O，时刻在外力和库仑力共同作用下，三个小球同时由静止开始运动。如图所示，小球A、B分别沿着、方向以相等的加速度做匀加速运动，小球C沿着方向做匀加速运动，关于小球C受到小球A、B库仑力的合力F随时间t的变化规律，下面四幅图像正确的是（ ）
A. B. C. D.
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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图所示，正三角形ABC的三个顶点分别放置三个电荷量相等的点电荷，其中A、B带正电，C带负电，a、b、c分别是AB、BC、CA三条边的中点，O是三条中线的交点。下面说法正确的是（ ）
A.a、b、c三点场强大小关系是 B.a、b、c三点场强大小关系是
C.b、c两点电势关系是 D.O、a两点电势关系是
9.如图所示，半径为的圆处在匀强电场中，电场线与圆所在的平面平行。AB和CD是圆的两个直径，O为圆心，两直径的夹角为。沿直线从A到B，每过电势降，沿直线从C到D，每过电势降，则下列判断正确的是（ ）
A.B点电势比D点电势高
B.匀强电场的电场强度大小为
C.电场方向与AB垂直
D.将一个带负电的粒子从C沿圆弧顺时针移动到D，电势能不断增大
10.一束初速度很小的带电粒子进入加速电场后被加速，沿着偏转电场的中心线进入偏转电场。偏转电场两板之间的电压变化周期为。带电粒子在时刻射入偏转电场，时刻刚好从极板A的右边缘射出。已知带电粒子质量为m，电荷量为，偏转电场两极板的板长为L，极板间距为d。带电粒子的重力、粒子间相互作用及带电粒子进人加速电场的初速度忽略不计。下面说法正确的是（ ）
图1 图2
A.加速电场极板间的电压为
B.偏转电场极板间的电压为
C.时刻进入偏转电场的粒子与A板的最小距离为
D.时刻进入偏转电场的粒子垂直极板方向的最大速度为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（5分）利用“充放电”法可以测量电容器的电容，实验电路如图1所示，充电时单刀双掷开关S置于“1”，放电时单刀双掷开关S置于“2”，放电时每隔相等时间记录一次电流表的读数I。
图1
（1）为了便于记录多组放电时电流表数据与对应的时间，与电流表串联的电阻应该尽量选用______电阻（填“高阻值”或“低阻值”）。
（2）根据实验记录的数据在坐标纸上作出了图像如图2所示，然后根据图像计算出曲线与坐标轴围成的“面积”，由于纵轴为电流（A），横轴为时间（s），曲线与坐标轴围成的“面积”单位应该是，这个面积的物理意义是：“面积”表示______。
图2
（3）已知电源电压，图像与坐标轴围成的“面积”为，则被测电容器的电容______F（保留2位有效数字）。
12.（10分）某实验兴趣小组要测量一阻值未知的定值电阻，他们先用多用电表的欧姆挡粗测被测电阻的阻值。
（1）选用欧姆表“”欧姆挡调零后测的电阻，发现欧姆表指针接近欧姆表的“0”刻度，这表明欧姆表的倍率选择不够合理，应将选择开关改为______（填“”或“”），表盘示数如图1所示，其读数是______。
图1 图2
（2）为了较精确地测量的阻值，同学们设计了如图2所示的电路，图中是被测电阻，电流表和的内电阻分别为和，与电流表串联的电阻是阻值为的标准电阻，闭合开关S后，调整滑动变阻器的触头，使得电流表和的读数分别为和，则被测电阻______（用、、、或表示）。
（3）为了减小偶然误差，同学们测量了多组数据，然后用图像法处理数据，以为横坐标，为纵坐标，根据实验数据作出图像，发现图像为一条过原点的直线，测得直线的斜率为k，则被测电阻______（用k、、或表示）。
13.（10分）在如图所示电路中，电阻，电阻。闭合开关，在开关断开的情况下，理想电压表的读数为；在开关闭合的情况下，电压表的读数为。电源电压，求：
（1）在开关断开的情况下，电阻消耗的功率；
（2）在开关闭合的情况下，电阻和消耗的功率分别是多大。
14.（12分）如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为。一比荷为、带正电微粒从O点以的初速度沿着方向竖直向上射入电场，重力加速度g取。求：
（1）带电微粒在方向的最大位移；
（2）O点与带电微粒落回x轴时的坐标点间的电势差；
（3）经多长时间带电微粒的速度达到最小值以及速度的最小值是多少。
15.（17分）如图所示，半径为R的光滑绝缘扇形圆弧轨道AB被固定在竖直平面内，A是圆弧轨道最高点，C为圆心。O是水平面上一点，O与B点相距，OB连线刚好与圆弧在B点相切，且与水平方向夹角，整个装置处于水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量绝对值为q的带负电小球从O点沿OB方向以某一初速度开始运动，沿着直线OB从B点进入圆弧轨道，小球刚好能完整通过圆弧轨道，重力加速度为g。求：
（1）电场强度大小以及小球沿圆弧运动过程中速度的最小值；
（2）小球从O点开始运动时的初速度大小；
（3）小球从A点离开后下落时，水平方向与A的距离。
郑州市2023-2024学年高二上学期10月联考
物理（专版）答案
1~7题每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。8~10小题每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.C 2.D 3.B 4.D 5.D 6.C 7.D 8.AC 9.ABD 10.ACD
11.（1）高阻值（1分）
（2）电容器所带电荷量（2分）
（3）（2分）
12.（1）（2分） 18（2分）
（2）（3分）
（3）（3分）
13.（1）在开关断开的情况下，根据欧姆定律
电路中的电流为：（1分）
因为（1分）
（1分）
消耗的功率（1分）
（2）电阻并联在电阻两端后，电路中的总电流
（1分）
并联部分的电压（1分）
并联部分的电阻（1分）
根据电阻并联规律
解得（1分）
电阻消耗的功率（1分）
电阻消耗的功率（1分）
14.（1）设最高点为A，在方向上，速度减为零的时间为
由（1分）解得（1分）
方向最大位移（1分）
（2）设带电的微粒落回x轴时轨迹与x交点为B
根据对称性，带电的微粒从O到B的时间为
在x方向加速度（1分）
x方向位移为（1分）
O、B两点之间的电势差为（1分）
代入数据解得（1分）
（3）带电微粒x方向速度（1分）
带电微粒y方向速度（1分）
带电微粒的速度（1分）
代入数据
数学知识可得当时，速度v具有最小值（1分）
解得速度v的最小值（1分）
15.（1）由小球沿OB做直线运动可知，小球所受的静电力与重力的合力方向沿BO方向，受力分析如图1所示
图1
则（1分）
电场强度（2分）
由小球恰好能沿圆弧运动可知，小球在圆弧轨道上经过“等效最高点D”时速度最小，如图2所示，直线CD与OB平行
图2
此时小球所受的静电力与重力的合力提供向心力，则（1分）
小球沿圆弧轨道运动过程中速度的最小值（2分）
（2）小球从O点运动到D点的过程中
根据动能定理得：（1分）
其中s为沿着CD和OB方向的位移：
（1分）
解得：（2分）
（3）小球从D点运动到A点的过程中，根据动能定理得：
（1分）
解得：（1分）
小球从A水平飞出后，在水平方向上做初速度为的匀加速运动，在竖直方向上做自由落体运动，设小球从A飞出后下落2R的距离所用时间为1，则
竖直方向上：（1分）
解得：（1分）
水平方向上的加速度大小为（1分）
小球从A点离开后下落2R时，水平方向与A的距离（1分）
解得：（1分）