【文档说明】四川省成都市盐道街中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题 Word版含解析.docx,共(22)页,854.220 KB,由小赞的店铺上传
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成都市盐道街中学2024-2025学年上期10月月考高2023级物理学科试题第Ⅰ卷选择题(满分44分)一、单项选择题:本题共8个小题,每小题3分,共24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。1.公式:①FE
q=,②2kQEr=,③pEq=,④ABABWqU=,⑤UEd=,⑥QCU=,⑦4SCkd=。关于以上公式下列说法错误的是()A.①③④适用任何静电场,②适用点电荷电场,⑤只适用匀强电场定量计算B.E由F和q决定,由Ep和q决定,UAB由WAB和q决定C.⑥QCU
=适用于任何电容器,⑦4SCkd=是平行板电容器的决定式D.Ep由和q决定,WAB和q有关【答案】B【解析】【详解】A.①③④适用任何静电场,②适用点电荷电场,⑤只适用匀强电场定量计算,A正确;B.公式FEq=,pEq=,
ABABWUq=都是比值定义,场强的大小,电势的高低以及电场中AB之间的电势差是由电场本身的性质决定的,与检验电荷无关,B错误;C.公式QCU=是电容器的定义式,适用于任何电容器;而4SCkd=是平行板电容器的决定式,C
正确;D.电势能Ep由和q共同决定的,电场力做功WAB与AB间电势差以及电荷量q都有关,D正确。故错误的选B。2.以下说法正确的是()A.电势与电势差都和零电势点的选取有关B.电场强度大的地方电势高
,电场强度小的地方电势低C.当某带电体的体积很小时,我们就可以将其看成点电荷来研究问题D.电荷在某点的电势能等于将它从该点移到无穷远处电场力做的功【答案】D【解析】【详解】A.电场中任意两点之间的电势差与零电势点的选取无关,故A错误;B.电场强度
大小和电势大小没有关系,电势是人为规定的,而电场强度大小和电场本身的性质有关,故B错误;C.当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体才可以看作点电荷,与带电体的自身体积大小无关,故C错误D.物理学规定,电荷在某点的电势能,等于把它从该点移到零电势位置(无穷远)电场力
做的功,故D正确;故选D。3.电场中某区域的电场线分布如图1所示。a、b是电场中的两点,分别用aE、bE表示a、b两点电场强度的大小,用aF、bF表示点电荷q分别处于a、b两点时受到电场力的大小。图2则是放在电场中a、b处试探电荷所受电场力的大小与其电
荷量间的函数关系图像,下列判断中正确的是()A.aE、aF都和q成正比B.a点的电场强度比b点的大C.图2中P图线与位于b点的试探电荷相对应D.若在b点放置负电荷,则b点的电场强度方向从b指向a【答案】C【解析】【详解】A.某
点电场强度决定于电场本身,而与检验电荷无关,故A错误;B.电场线的疏密表示电场强度的大小,由此可知a点的电场强度比b点的小,故B错误;C.图2中Fq−图线的斜率表示电场强度的大小,图2中P图线与位于b点的试探电荷相对应,故C正确;D.电场中某点电场强度大小和
方向由电场本身决定,与检验电荷的存在与否无关,因此若在b点放置负电荷,b点的电场强度方向不变,仍是从a指向b,故D错误。故选C。4.如图所示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是O,最低点是P,直径MN水平,a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电
荷),b固定在M点,a从N点静止释放,沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。则小球a()A.从N到P的过程中,速率一直增大B.从N到Q的过程中,电势能一直增加C.从N到Q的过程中,机械能一直增大D.
从N到Q的过程中,库仑力先增大后减小【答案】B【解析】【详解】A.从N到P的过程中,在其中间某个位置存在一个三力平衡的位置,此位置的合力为零,加速度为零,速度最大,则从N到P的过程中,a球速率必先增大后减小,选项A错误;BC.在a球在从N到Q的过程中,a、b两小球距离逐渐变小,电场力(库
仑斥力)一直做负功,a球电势能一直增加,除了重力之外的其他力做负功,则机械能一直减小,选项B正确,C错误;D.从N到Q的过程中,a、b两小球距离逐渐变小,根据库伦定律122QQFkr=可知库仑力一直增大,故D错误。故选B。5.如图所示,M和N为两平行金属板,板间电压恒为
U,在N板附近由静止释放一不计重力的带正电粒子。下列说法中正确的是()A.若仅减小两板间距离,粒子受到的电场力不变的B.若仅增大两板间距离,粒子到达M板时的速度将变大C.若仅增大两板间距离,回路中会出现逆时针方向的瞬时电流D.若仅减小两板的正对面积,回路中会出现顺时针方向的瞬时电
流【答案】C【解析】【详解】A.极板之间的电场强度UEd=板间电压U不变,仅减小两板间距离时,极板间电场强度增大,则粒子受到的电场力增大,故A错误;B.根据动能定理有212qUmv=解得2qUvm=可知,仅增大两板间距离,粒子到达M板时的速度不变,故B错误;C.根据电容的定义式有
QCU=,4SCkd=解得4USQkd=若仅增大两板间距离,电容器极板所带的的电荷量减少,即电容器将放电,此时回路出现逆时针方向的瞬时电流,故C正确;D.结合上述可知,仅减小两板的正对面积,电容器所带的的电荷量减少,电容器将放电,此时回路出现逆时针方向的瞬时电流,故D错误。
故选C。6.如图所示,在正方形ABCD区域内有平行于AB边的匀强电场,E、F、G、H是各边中点,其连线构成正方形,其中P点是EH的中点,一个带正电的粒子(不计重力)从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出
,以下说法正确的是()A.粒子的运动轨迹一定经过P点B.粒子运动轨迹一定经过PH之间某点C.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子会由ED之间某点从AD边射出D.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子恰好由E点从AD边射出【答案】D【解析】【详解】AB.
由题意知,粒子的初速度方向垂直于电场方向,故粒子做类平抛运动,根据平抛运动推理:速度反向延长线过水平位移的中点,O为FH中点,即DO为轨迹的切线,因P在DO线上,所以运动轨迹一定不经过P点,一定经过EP之间点,故AB错误;CD.若将粒子的初速度变为原来一半,在电场力的方向运动
不变,即离开矩形区域的时间不变,又初速度方向做匀速直线运动,所以位移是原来的一半,恰好由E点射出,故C错误,D正确。故选D。7.在甲、乙电场中,试探电荷-q(0q)具有的电势能PE沿x方向的变化分别如图甲、乙所示,则下列说
法正确的是()A.图甲中,试探电荷在O点受到的电场力为零的B.图甲中,电场强度沿x轴负方向C.图乙中,1x处的电场强度小于2x处的电场强度D.图乙中,1x处的电势高于2x处的电势【答案】D【解析】【详解】A.根据电势能定义式可得
pEqqEx==由图甲可知,试探电荷在O点的电势能为零,即甲电场中O点的电势为零,电场力为图像的斜率,不为零,故A错误;B.在图甲中沿x轴正方向负试探电荷的电势能在增大,可知沿x轴正方向电势是降低的,所以场强可能沿x轴
正方向,也可能与x轴正方夹锐角,故B错误;C.因为pEqUqEx==因为电荷量一定,所以图乙的斜率大小绝对电场强度的大小,由图乙分析可知,1x的斜率比2x处的斜率大,故1x处的电场强度大于2x处的电场强度。故C错误。D.因为电荷为负电荷,所以图乙图像中电势能
越靠下的电势越高,所以图乙中,1x处的电势高于2x处的电势。故D正确。故选D。8.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,坐标系内有A、B、C三点,坐标分别为(0,1cm),(2cm,2cm),(2cm,0),O、A、B三
点的电势分别为24V、20V、8V,现有一重力不计的电荷量为e的带电粒子从坐标原点O处以平行于坐标平面的速度v0垂直电场方向射入电场,恰好通过C点。下列说法正确的是()A.粒子带正电B.C点电势为12
VC.粒子从O到C电势能增加了8eVD.电场强度大小为400V/m【答案】A【解析】【详解】B.连接对角线交于O′,如图所示根据图中几何关系可知2BCOA=由于匀强电场中平行等距离的两点间电势差相等,则2()CBOA−=−解得16VC=同理CBOD
−=−可得16VD=则CD为等势线,OB为电场线,方向由O指向B,故B错误;A.重力不计的电荷量为e的带电粒子,从坐标原点处以平行于坐标平面的速度垂直电场方向射入电场,恰好通过C点,说明沿电场线方向移动一段距离,粒子带正电,故A正确;C.粒子从
O到C,电场力做正功,电势能减小,电势能减少量为p8eVOCEeU==故C错误;D.电场强度大小为216V/m4002V/m2210OBUEOB−===故D错误。故选A。二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项
符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。9.如图为某电子透镜中电场的等势面(虚线)的分布图,相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动,其轨迹如图中实线所示,电子先后经过A、B、C三点,则电子从A点到C点的过程中,下列说法正确的是
()A.加速度一直减小B.速度先减小后增大C.在A点电势能比在C点电势能大D.从A点到B点电场力做功是从B点到C点电场力做功的2倍【答案】AD【解析】【详解】A.由等差等势面越密集的地方电场线也越密集,电场强度越大可知,电子先后经过A、B、C三点,可知电场强度逐渐减小,电子受到的电场
力逐渐减小,则电子的加速度一直减小,A正确;BC.电子受到的电场力方向指向轨迹的凹侧,则电场强度方向背离轨迹凹侧,并且垂直等势面,即电子受电场力方向与电场强度方向相反,可知电子从A点到C点的过程中,电场力方向与运动方向间的夹角
是钝角,即电场力做负功,电子的动能减小,电势能增大,则速度一直减小,在A点电势能比在C点电势能小,BC错误;D.从A点到B点电子经过两个等差等势面,从B点到C点电子经过一个等差等势面,由电场力做功与电势差关系公式WqU=可知,从A点到B点电场力做功是从B点到C点电场力做功的2倍,D正确。故
选AD。10.如图甲所示,平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力),两板间距离足够大。当两板间加上如图乙所示的交变电压后,在图中,反映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律可能正确的是()A.B.C.D.【答案】BC【解析】【详解】分析电子一个周期内的运动情况:0
~4T时间内,电子从静止开始向B板做匀加速直线运动,4T~2T时间内沿原方向做匀减速直线运动,2T时刻速度为零。2T~34T时间内向A板做匀加速直线运动,34T~T时间内做匀减速直线运动。接着周而复始。A.电子做匀变速直线运动时x-t图象应是抛物线,故A错误。BD.根据匀变速运动速度图象是倾斜的
直线可知,B图符合电子的运动情况。故B正确,D错误。C.根据电子的运动情况:匀加速运动和匀减速运动交替产生,而匀变速运动的加速度大小不变,a-t图象应平行于横轴,故C正确。故选BC。11.如图所示,电荷量
为q的两个正点电荷放置于正方体的顶点A、C,正方体的边长为a,静电力常量为k,则下列说法正确的是()A.顶点B和D的电场强度相等B.顶点B和D′的电势相等C.顶点B的电场强度大小为22kqaD.顶点B′的电场强
度大小为222kqa【答案】C【解析】【详解】A.根据等量同种点电荷的电场分布特点可知,顶点B和D的电场强度大小相等,反向相反,故A错误;B.顶点B到两个正点电荷的距离都为a,顶点D′到两个正点电荷的距离都为2a,故顶点B的电势比顶点D′电势高,故B错误;
CD.根据点电荷的场强公式和场强的叠加法则可知顶点B的电场强度大小为22BkqEa=顶点B′的电场强度大小为2232cos302(2)BkqkqEaa==故C正确,D错误。故选C。12.如图所示,倾角为37°的绝缘粗糙斜面固定在水平面上,斜面上方有平行斜面向
上的匀强电场。一质量为m=lkg的带正电小物块(视为质点)自斜面底端以06m/sv=的初速度沿斜面向上运动,加速度大小为23m/s,方向沿斜面向下,小物块与斜面间的动摩擦因数0.5=,g取210m/s,则在小物块沿斜面向上滑行到最大距离的过程
中,小物块的()A.重力势能增加36JB.电势能增加42JC.机械能增加18JD.机械能减少24J【答案】AC【解析】详解】物块沿斜面向上运动,对物块受力分析,根据牛顿第二定律得sincosmgmgEqma+−=解得
【7NEq=物块沿斜面运动的位移为2006m2vxa−==−A.重力势能增加了psin36JEmghmgx===A正确;B.电场力做正功,电势能减小p'42JEEqx=−=−B错误;CD.机械能的变化量为221118J2
EEEmghmv=−=−=C正确,D错误。故选AC。13.反射式速调管:是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴,其电势φ随x的分布如图
所示。一质量201.010kgm−=,电荷量91.010Cq−=的带负电的粒子从(-1cm,0)点由静止开始,仅在电场力作用下在x轴上往返运动。则()A.坐标原点左侧和右侧场强大小之比为1∶2B.该粒子在一
个周期内运动距离为6cmC.该粒子运动过程中的最大动能为82.010J−D.该粒子运动的周期83.010sT−=【答案】ACD【解析】【详解】A.根据UEdd==结合图像可得,坐标原点左侧的场强为1402Ed==V/cm=2000V/m
坐标原点右侧的场强为2401Ed==V/cm=4000V/m坐标原点左侧和右侧场强大小之比为1∶2,故A正确;B.带负电的粒子在原点左侧受向右的电场力,匀加速运动,在原点右侧受向左的电场力,匀减速运动到速度为0,后匀加速至原点,再匀减速到初始位置,设在原点左侧运动的位移大小为1x,在原点
右侧运动的位移大小为2x,根据动能定理,有11220qExqEx−=解得20.5x=cm所以该粒子在一个周期内运动距离为12223sxx=+=cm故B错误;C.该粒子在原点有最大速度,根据动能定理,有
11kqExE=解得8k2.010E−=J故C正确;D.根据2k12Emv=可得,粒子运动到原点的速度为6210v=m/s设在原点左侧的加速时间为1t,在原点右侧的加速时间为2t,有11qEvtm=22qEvtm=周期为122()Ttt=+联立解得83.010sT−=故D正确。故选
ACD。第Ⅱ卷非选择题部分(满分56分)三、实验探究题(2题共14分)14.某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图甲中,A是一个带正电的小球,系在绝缘丝线上带正电的小球B会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过
丝线偏离竖直方向的角度显示出来。(1)他们分别进行了以下操作。①把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的P1、P2、P3等位置,小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小,由此可得,两小球所带电荷量不变时,距离增大,两小球间静电力______(选填“增大”“减小”
或“不变”)。②使小球B处于同一位置,增大小球A所带的电荷量,小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大,由此可得,两小球距离不变时,电荷量增大,两小球间静电力______(选填“增大”“减小”或“不变”)。(2)
接着该组同学又进行了如下实验,如图乙所示,悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球B,在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A,当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上,B受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度
为θ,若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°,则12qq为______。【答案】(1)①.减小②.增大(2)36【解析】【小问1详解】[1]设丝线与竖直方向夹角为θ,根据平衡条件有tanmgF=由图甲可得,两小球所带电荷量不变时,距
离增大,丝线与竖直方向夹角减小,静电力减小。[2]使小球B处于同一位置,增大小球A所带电荷量,小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大,则两小球间静电力增大。【小问2详解】对小球B受力分析,根据库仑定律结合平衡条件有()AB2tansink
qqmgL=解得22ABtansinmgLqkq=可得两次实验中A的电荷量之比为2122tan30sin303tan45sin456qq==15.电容器是一种重要的电学元件,在电工、电子技术中应用广泛,使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电
流传感器可以捕捉瞬时的电流变化,它与计算机相连,可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势8VE=、内阻不计,充电前电容器带电量为零。先使S与“1”端相连,电源向电容器充电。充电结束后,使S与“2”端相连,直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的I-t曲
线如图乙所示。的(1)放电时,通过0R的电流方向________(选填“向左”或“向右”);(2)乙图中阴影部分的面积1S________2S(选填“>”、“<”或“=”);(3)已知11233mAsS=,则该电容器的电容值约为________法拉(计算结果保留两位有效数字);(4)由甲、乙
两图可判断阻值1R________2R(选填“>”或“<”)。【答案】(1)向右(2)=(3)0.15(4)<【解析】【小问1详解】由图甲可知,电容器充电时,通过电阻R0的电流方向向左,放电时通过R0的电流方向向右。【小问2详解】I-t曲线图像与对应时间轴所围成的面积表
示电荷量,充电和放电电荷量相等,所以乙图中阴影部分的面积相等。【小问3详解】由于电源内阻不计,可知电容器两端电压等于电源电动势,则该电容器的电容值为10.15SQCUE===F【小问4详解】由图乙可知,充电时的最大电流
大于放电时的最大电流,则可知1R<2R四、计算题(本题共4小题,共42分。解答应当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。有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)16.如图所示,在光滑绝缘水平面上A、B两点分别固定着两正点电荷,O为AB连线上的点
,且OA=2L、OB=L。一质量为m、电荷量为+q的小滑块(视为点电荷)从AB连线上的C点由静止释放,过O点到达D点时速度恰好为零,滑块经过O点时速度最大且速度大小为v0。(1)求A、B两点处固定的点电荷的电荷量之比12QQ;(2)求C、O两点间的电势差UCO。【答案】(1)4(2)20
2mvq【解析】【小问1详解】固定在A点的点电荷在O点产生的电场强度大小为211(2)kQEL=固定在B点的点电荷在O点产生的电场强度大小为222kQEL=根据矢量合成有12EE=解得124QQ=【小问2详解】滑块从C点到O点的过程中,根据动能定理有2012COWqUmv==解
得202COmvUq=17.如图所示,粒子发射器发射出一束质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力),从静止经加速电压1U加速后,沿极板方向射入两平行板中央,受偏转电压2U作用后,以某一速度离开偏转电场。已知平行板长为L,两板间
距离为d,求:(1)粒子进入偏转电场速率0v;(2)粒子在离开偏转电场时的纵向偏移量y的大小;(3)粒子在离开偏转电场时的速度偏转角的正切值tanθ。【答案】(1)102qUvm=(2)2214ULyUd=(3)212ULUd【解析】【小问1详
解】由动能定理得21012qUmv=解得102qUvm=【小问2详解】粒子在偏转电场中水平方向做匀速直线运动,则有L=v0t212yat=根据牛顿第二定律有2qUamd=联立解得的2214ULyUd=【小问3详解】根据速度方向反向延长线过水平位移的中点,可得速度方向偏转角的
正切值21tan22ULyLUd==18.如图所示,质量为0.4kgm=的带电物体(可视为质点)用绝缘轻绳拴接置于高为1.8mh=的绝缘水平桌面上,整个空间加上水平向右的匀强电场后,物体与桌面间刚好没有压力,轻绳与竖直方
向的夹角为37=,物体到桌面右边缘的距离为2.5mx=,某时刻将轻绳剪断,经过一段时间物体落在水平地面上。已知物体与桌面间的动摩擦因数为14=,物体所带的电荷量为21.510Cq−=,重力加速度210m/sg=,sin370.6=
°,不计空气阻力。求:(1)电场强度的大小;(2)物体到达桌面右边缘时的速度大小;(3)物体的落地点到桌面右边缘的水平间距【答案】(1)200N/CE=(2)5m/sv=(3)04.35mx=【解析】【小问1详解】物体刚好静止在桌面上时,受力分析,如图所示由力的平衡条件可得tanEqmg
=则tan200N/CmgEq==【小问2详解】轻绳剪断后,物体先沿水平桌面向右做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得f1EqFma−=又fFmg=解得215m/sa=物体运动到桌面边缘的速度为v,则由212vax=
解得5m/sv=【小问3详解】物体离开桌面后,水平方向做匀加速直线运动,竖直方向做自由落体运动,物体从离开桌面到落地的时间为t,则由212hgt=解得0.6st=水平方向上有2Eqma=解得227.5m/sa=所以有20212xvt
at=+解得04.35mx=19.如图所示,竖直平面直角坐标系xOy,第Ⅲ象限内固定有半径为R的四分之一光滑绝缘圆弧轨道BC,轨道的圆心在坐标原点O,B端在x轴上,C端在y轴上,同时存在大小为134mgE
q=,方向水平向右的匀强电场。第Ⅳ象限0x=与3xR=之间有大小为22mgEq=,方向竖直向下的匀强电场。现将一质量为m,电荷量为q的带负电小球从B点正上方高2R处的A点由静止释放,并从B点进入圆弧轨道,重力加速度用g表示,求:
(1)小球经过C点时的速度大小Cv;(2)小球在第Ⅲ象限受到轨道支持力的最大值;(3)小球运动到y轴右侧后与x轴的交点坐标。【答案】(1)322gR(2)254mg(3)(3R,0)和(9R,0)【解析】【小问1详解】带负电小
球从A点由静止释放到C点过程,根据动能定理可得211302CmgRqERmv−=−解得小球经过C点时的速度大小为322CgRv=【小问2详解】在电场1E中,带负电小球受到的重力和电场力的合力大小为2215()()4FqEmgm
g=+=合设重力和电场力的合力与竖直方向的夹角为,则有3tan4qEmg==可得37=则当小球在第Ⅲ象限圆弧轨道BC上运动到D点与圆心连线沿重力和电场力的合力方向时,小球的速度最大,受到轨道的支持力最大,从A点由静止释放到D点过程,根据动能定理可得211(2co
s)(sin)02DmgRRqERRmv+−−=−解得5DvgR=在D点根据牛顿第二定律可得2max54DvNmgmR−=联立解得小球受到轨道支持力的最大值为max254Nmg=【小问3详解】在第四象限电场中,小球受到的电场力竖直向
上,大小为22qEmg=小球从C点以322CgRv=的速度进入第四象限内的电场2E中做类平抛运动,加速度大小为2qEmgagm−==方向竖直向上;设小球在电场2E中经过x轴,则有212Rat=,Cxvt=解得2Rtg=,3xR=可知小球刚好从电
场2E的右边界经过x轴,此时小球竖直向上的分速度为2yvatgR==小球进入第一象限后做斜抛运动,之后再次经过x轴,根据斜抛运动规律有222yvRtgg==,6CxvtR==则小球运动到y轴右侧后与x轴的交点坐标为(3R,0)和(9R,0)。