精品解析：湖北省黄冈市麻城市博达学校2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷

2024年春麻城博达学校高一年级5月月考 物理试题 命题：高一物理组 时长：75分钟 满分：100分 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 关于电场，下列说法正确的是（　　） A. 电场强度公式表明，若电荷量减半，则该处的电场强度变为原来的2倍 B. 点电荷电场强度的公式表明，点电荷周围电场强度的大小与电荷量成正比 C. 等量同种电荷连线中点位置的电场强度为零，电势也为零 D. 匀强电场中各点的场强和电势都相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，故A错误； B．点电荷电场强度的公式表明，点电荷周围某点的电场强度的大小与电荷量成正比，故B正确； C．等量同种电荷连线中点位置的电场强度为零，但电场强度的大小与电势的高低没有必然的联系，另外电场中某一点的电势的高低与零电势点的选取有关，若选取无穷远处电势为零，则等量同种电荷连线中点位置的电势不为零，故C错误； D．匀强电场中各点的场强，但沿着电场线电势降低，故D错误。 故选B。 2. 如图，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷后，恰好D的电场强度等于0。则放在B点的电荷电性和电荷量为（　　） A. 负电荷 电荷量为 B. 负电荷 电荷量为 C. 正电荷 电荷量为 D. 正电荷 电荷量为 【答案】B 【解析】 【详解】设正方向边长l，A、C点的电荷在D点的场强均为 则A、C点的电荷在D点的合场强为 因为D点的电场强度恰好等于零，则B点的点电荷在D点的场强与A、C点的电荷在D点的合场强等大反向，因此B点的点电荷带负电，且B点的点电荷在D的电场强度大小是 解得 故选B。 3. 如图所示，圆弧线a、b、c代表某固定点电荷电场中的三个等势面，相邻两等势面间的距离相等，直线是电场中的几条没标明方向的电场线，粗曲线是一带正电粒子只在电场力作用下运动轨迹的一部分，M、N是轨迹上的两点。粒子过M、N两点的加速度大小分别是aM、aN，电势能分别是、，a、b、c的电势分别是φa、φb、φc，ab间，bc间的电势差分别是Uab、Ubc，则下列判断中正确的是（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】 【详解】根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧，可知带正电粒子受到的电场力指向场源点电荷，则圆心处的点电荷一定带负电，电场线的方向指向圆心，根据沿场强方向电势降低可知 根据点电荷的电场线的分布特点可知，离点电荷越近的地方场强越大，则M点场强大于N点场强，带正电粒子荷在M点受到的电场力大，产生的加速度大，则有 由于圆心处的点电荷带负电，可知M点电势低于N点电势，根据，由于粒子带正电，则有 根据 由于ab之间的电场强度大于bc之间的电场强度，且相邻两等势面间的距离相等，则有 故选B。 4. 如图所示，用绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为m，电荷量为q。现施加水平向右的匀强电场，小球平衡时静止在A点，此时轻绳与竖直方向夹角为。将小球向右拉至轻绳水平后由静止释放，已知重力加速度g，下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电 B. 电场强度的大小为 C. 小球运动到A点时速度最大 D. 小球运动到最低点B时轻绳的拉力最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球平衡时静止在A点，根据平衡条件知小球所受电场力与电场线方向相同，故小球带正电，故A错误； B．小球静止，根据平衡条件有 解得 故B错误； C．小球向右拉至轻绳水平后由静止释放，向下运动到任一点时，设轻绳与竖直方向夹角为，绳长为，由牛顿第二定律有 可知，小球运动到平衡位置A点时 小球速度达到最大，小球对轻绳的拉力最大，故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图为某粒子分析器的简化结构。金属板、相互平行，两板通过直流电源、开关相连，其中板接地。现有一束带电粒子从处以一定的初速度平行于金属板、射入两板之间的真空区域，经偏转后打在板上图示的位置。若保持其他条件不变，且不计粒子重力和粒子间的相互影响，下列说法正确的是（　　） A. 该束粒子带负电 B. 保持开关S闭合，适当上移极板，点的电势降低 C. 保持开关S闭合，适当左移极板，该粒子束能从板上孔射出 D. 先断开开关S，再适当左移极板，该粒子束能从板上孔射出 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据电路连接可知，上极板带正电，而该离子束向下偏转，可知该束粒子带正电，A错误； B．保持开关S闭合，适当上移极板 可知极板间电场强度减小 可知点的电势降低，B正确； C．保持开关S闭合，适当左移极板，由 知，粒子在板间的电场强度不变，运动时间和水平位移均不变，不会从孔射出，C错误； D．先断开开关S，再适当左移极板，由 电荷量不变，电容减小，电压增大，电场强度增大，粒子在板间的运动时间减小，水平位移减小，不会从孔射出，D错误。 故选B。 6. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x的变化如图所示，其中0~x₂段是抛物线，x₁处是顶点，x₂~x₃段是直线，且与抛物线相切。粒子在O~x₃运动过程中，下列判断正确的是（　　） A. x₁处的电势最高 B. O~x₁段粒子动能增大 C. 段粒子加速度增大 D. 段粒子做匀速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据，因为x₁处的电势能最高，而粒子带负电，所以电势最小，A错误； B．因为粒子只受到电场力，所以粒子的电势能与动能之和不变，因为O~x₁段粒子电势能增大，所以动能减小，B错误； C．在图中，图线斜率的绝对值代表电场力的大小，而段斜率绝对值增大，粒子受到的电场力也增大，所以加速度增大，C正确； D．段图线斜率不变，粒子受到的电场力不变，粒子做匀加速直线运动，D错误； 故选C。 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 7. 如图，天花板上固定一个光滑小环，一绝缘细绳穿过光滑小环，两端分别与带电小球、连接，、的质量分别为和，带电荷量分别为、系统静止时，小球、和光滑小环的距离分别为，，细绳段与竖直方向的夹角为，细绳段与竖直方向的夹角为，两带电小球均可视为点电荷，则以下关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AB 【解析】 【详解】B．对两小球受力分析，和均受重力、拉力，库仑力，小球、均处于平衡状态，作力的矢量三角形，如图所示 因为两小球通过穿过小环的绝缘细绳连接，则细绳上拉力大小处处相等，，、间的库仑力是作用力和反作用力，，大小相等，方向相反，根据相似三角形知识可知 可得 B正确； AD． 由以上可得：，则，A正确，D错误； C．系统处于平衡状态，对的库仑力和对的库仑力是一对作用力与反作用力，两小球的带电荷量关系无法确定，C错误； 故选AB。 8. 如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场。在匀强电场中有一根长L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角，若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，重力加速度为g，下列说法正确（　　） A. 小球的带电荷量 B. 小球动能的最小值为 C. 小球在运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 D. 小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对小球进行受力分析如图所示 根据平衡条件可得 所以小球的带电量为 故A错误； B．由于重力和电场力都是恒力，所以它们的合力也是恒力，在圆上各点中，小球在平衡位置A点时的势能（重力势能和电势能之和）最小，在平衡位置的对称点B点，小球的势能最大，由于小球总能量不变，所以在B点的动能EkB最小，如图所示 在B点，小球受到的重力和电场力，其合力提供小球做圆周运动的向心力，而绳的拉力恰为零，有 根据牛顿第二定律有 而动能为 联立解得 故B正确； CD．由于总能量保持不变，即 =恒量 所以当小球在圆上最左侧的C点时，电势能EpE最大，机械能最小，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、12V、18V。下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为 B. 坐标原点处的电势为-4V C. 电子从b点运动到c点，电场力做功为6eV D. 电子在a点的电势能比在b点的低2eV 【答案】AC 【解析】 【详解】B．在匀强电场中有 代入数据解得 故B错误； C．电子从b点运动到c点电场力做功为 故C正确； D．电子在a点的电势能为 电子在b点的电势能为 即电子在a点的电势能比在b点的高2eV，故D错误； A．x方向上有 y方向上有 所以电场强度的大小为 故A正确。 故选AC。 10. 如图所示，无限大平行金属板水平放置且接地，金属板上表面涂上绝缘层，一个带正电的点电荷P固定在金属板正上方，该电荷与金属板间形成的电场与等量异种点电荷连线的中垂线一侧的电场分布相同。将一个带正电的带电粒子Q（其电量足够小，不影响点电荷P与金属板的场）从P与金属板垂直连线中点的a点沿直线移到板上b点，再沿直线移到板上c点，则此过程（　　） A. 从a到c，Q的电势能一直减小 B. 从a到c，Q的电势能先减小后不变 C. 从a到c，Q受到的电场力先减小后不变 D. Q在a点受到的电场力大于P对Q的库仑力 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．由于静电感应，金属板为等势面，固定的点电荷P与板间的电场为等量异种点电荷电场的一半，因此从a到b的电场强度越来越小，电势越来越低，带正电的带电粒子在此过程中，受到的电场力越来越小，且电场力做正功，则电势能减小；从b到c的电场线变稀疏，则电场强度继续减小，但由于此过程在等势面上运动，则电势不变，因此电场力减小，但电势能不变，故AC错误，B正确； D．Q在a点受到的电场力等于P对Q的库仑力与金属板感应电荷对其的库仑力之和，即Q在a点受到的电场力大于P对Q的库仑力，故D正确。 故选BD。 三、实验题（本大题共2小题，共16分，每题8分，每空2分） 11. 如图所示，、两板间的匀强电场场强，两板相距，离板，离板。若板带正电荷且接地，则点的电势为__________，点的电势为__________。若有一电荷的电荷量 ，从移到，电势能__________填“增加”或“减少”了__________。 【答案】 ①. ②. ③. 减少 ④. 9.6 【解析】 【详解】[1][2][3][4]点与B板的电势差为 由于 所以 点与B板的电势差为 由于 所以 电荷的电荷量为，从移到，电场力做功为 所以电势能减少。 12. （1）如图所示为研究平行板电容器电容的实验．电容器充电后与电源断开，电量 将不变，与电容器相连的静电计用来测量电容器的电势差，在常见的电介质中，由于空气的介电常数是最小的，当极板间插入其它的电介质板时，电容器的电容将______（填“增大”、“减小”或“不变”），于是我们发现，静电计指针偏角将______。（填“增大”、“减小”或“不变”） （2）连接在电源两极板上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，电容器的带电量将______，（填“增大”、“减小”或“不变”），极板间的电场强度 将______。（填“增大”、“减小”或“不变”） 【答案】（1） ①. 增大 ②. 减小 （2） ①. 增大 ②. 增大 【解析】 【小问1详解】 [1]电容器充电后与电源断开，电量保持不变；静电计可以测量电容器的电势差；当插入介质时，增大，由 可知电容将增大； [2]由 可知，两板间的电势差减小，静电计指针偏角减小。 【小问2详解】 [1]若将两板间的距离减小，则由 可知，电容增大；连接在电源两极板上的平行板电容器，因电势差不变，则电量将增大； [2]由 可知，场强增大。 四、计算题：本大题共3小题，共44分。 13. 在匀强电场中有一虚线圆，如图所示，和是圆的两条直径，并交于O点，圆的直径为0.2m，其中与电场方向的夹角为，与电场方向平行，设O点电势为0，d点电势为﹣20V。求： （1）电场强度的大小； （2）a、b两点的电势差Uab； （3）电量为﹣4×10-5C的电荷在c点的电势能。 【答案】（1）200V/m；（2）-20V；（3）-8×10-4J 【解析】 【详解】（1）O、d两点电势差 O、d两点距离 d=r=0.1m 得电场强度为 E==200V/m （2）由题可知 即 Uab>0 a、b之间沿电场线方向距离 d1=2rcos60°=0.1m ab间电势差为 Uab=Ed1=-20V （3） 由 得 所以电荷在C点的电势能为 14. 如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向从两极板中线（虚线）射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为。偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为，极板长度为L，板间距为d，忽略电子所受重力。求： （1）电子射入偏转电场时的初速度； （2）从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离； （3）电子从进入偏转电场到飞出，电子电势能的变化量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）电子在加速电场中做匀加速直线运动，有 解得 （2）电子在偏转电场中做类平抛运动，有 联立解得 （3）根据电场力做功与电势能变化的关系 联立解得 15. 如图1所示，水平放置的两平行金属板相距为d，充电后带电量保持不变，其间形成匀强电场。一带电量为+q、质量为m的液滴以速度从下板左边缘射入电场，沿直线运动恰好从上板右边缘射出。已知重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）求静电力对液滴做的功W； （3）如图2所示，若将上极板上移少许，其他条件不变，请在图2中画出液滴在两板间的运动轨迹。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）液滴沿直线恰好从上板右边缘射出，可知受力平衡，即 解得 （2）静电力对液滴做的功 （3）根据 可得 若将上极板上移少许，两板间场强不变，液滴受电场力不变，则液滴仍沿直线运动，轨迹如图 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年春麻城博达学校高一年级5月月考 物理试题 命题：高一物理组 时长：75分钟 满分：100分 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 关于电场，下列说法正确的是（　　） A. 电场强度公式表明，若电荷量减半，则该处的电场强度变为原来的2倍 B. 点电荷电场强度的公式表明，点电荷周围电场强度的大小与电荷量成正比 C. 等量同种电荷连线中点位置的电场强度为零，电势也为零 D. 匀强电场中各点的场强和电势都相同 2. 如图，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷后，恰好D的电场强度等于0。则放在B点的电荷电性和电荷量为（　　） A. 负电荷 电荷量为 B. 负电荷 电荷量为 C. 正电荷 电荷量为 D. 正电荷 电荷量为 3. 如图所示，圆弧线a、b、c代表某固定点电荷电场中的三个等势面，相邻两等势面间的距离相等，直线是电场中的几条没标明方向的电场线，粗曲线是一带正电粒子只在电场力作用下运动轨迹的一部分，M、N是轨迹上的两点。粒子过M、N两点的加速度大小分别是aM、aN，电势能分别是、，a、b、c的电势分别是φa、φb、φc，ab间，bc间的电势差分别是Uab、Ubc，则下列判断中正确的是（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 4. 如图所示，用绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为m，电荷量为q。现施加水平向右的匀强电场，小球平衡时静止在A点，此时轻绳与竖直方向夹角为。将小球向右拉至轻绳水平后由静止释放，已知重力加速度g，下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电 B. 电场强度的大小为 C. 小球运动到A点时速度最大 D. 小球运动到最低点B时轻绳的拉力最大 5. 如图为某粒子分析器的简化结构。金属板、相互平行，两板通过直流电源、开关相连，其中板接地。现有一束带电粒子从处以一定的初速度平行于金属板、射入两板之间的真空区域，经偏转后打在板上图示的位置。若保持其他条件不变，且不计粒子重力和粒子间的相互影响，下列说法正确的是（　　） A. 该束粒子带负电 B. 保持开关S闭合，适当上移极板，点的电势降低 C. 保持开关S闭合，适当左移极板，该粒子束能从板上孔射出 D. 先断开开关S，再适当左移极板，该粒子束能从板上孔射出 6. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x的变化如图所示，其中0~x₂段是抛物线，x₁处是顶点，x₂~x₃段是直线，且与抛物线相切。粒子在O~x₃运动过程中，下列判断正确的是（　　） A. x₁处的电势最高 B. O~x₁段粒子动能增大 C. 段粒子加速度增大 D. 段粒子做匀速直线运动 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 7. 如图，天花板上固定一个光滑小环，一绝缘细绳穿过光滑小环，两端分别与带电小球、连接，、的质量分别为和，带电荷量分别为、系统静止时，小球、和光滑小环的距离分别为，，细绳段与竖直方向的夹角为，细绳段与竖直方向的夹角为，两带电小球均可视为点电荷，则以下关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场。在匀强电场中有一根长L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角，若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，重力加速度为g，下列说法正确（　　） A. 小球的带电荷量 B. 小球动能的最小值为 C. 小球在运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 D. 小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变 9. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、12V、18V。下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为 B. 坐标原点处的电势为-4V C. 电子从b点运动到c点，电场力做功为6eV D. 电子在a点的电势能比在b点的低2eV 10. 如图所示，无限大平行金属板水平放置且接地，金属板上表面涂上绝缘层，一个带正电的点电荷P固定在金属板正上方，该电荷与金属板间形成的电场与等量异种点电荷连线的中垂线一侧的电场分布相同。将一个带正电的带电粒子Q（其电量足够小，不影响点电荷P与金属板的场）从P与金属板垂直连线中点的a点沿直线移到板上b点，再沿直线移到板上c点，则此过程（　　） A. 从a到c，Q的电势能一直减小 B. 从a到c，Q的电势能先减小后不变 C. 从a到c，Q受到的电场力先减小后不变 D. Q在a点受到的电场力大于P对Q的库仑力 三、实验题（本大题共2小题，共16分，每题8分，每空2分） 11. 如图所示，、两板间的匀强电场场强，两板相距，离板，离板。若板带正电荷且接地，则点的电势为__________，点的电势为__________。若有一电荷的电荷量 ，从移到，电势能__________填“增加”或“减少”了__________。 12. （1）如图所示为研究平行板电容器电容的实验．电容器充电后与电源断开，电量 将不变，与电容器相连的静电计用来测量电容器的电势差，在常见的电介质中，由于空气的介电常数是最小的，当极板间插入其它的电介质板时，电容器的电容将______（填“增大”、“减小”或“不变”），于是我们发现，静电计指针偏角将______。（填“增大”、“减小”或“不变”） （2）连接在电源两极板上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，电容器的带电量将______，（填“增大”、“减小”或“不变”），极板间的电场强度 将______。（填“增大”、“减小”或“不变”） 四、计算题：本大题共3小题，共44分。 13. 在匀强电场中有一虚线圆，如图所示，和是圆的两条直径，并交于O点，圆的直径为0.2m，其中与电场方向的夹角为，与电场方向平行，设O点电势为0，d点电势为﹣20V。求： （1）电场强度的大小； （2）a、b两点的电势差Uab； （3）电量为﹣4×10-5C的电荷在c点的电势能。 14. 如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向从两极板中线（虚线）射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为。偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为，极板长度为L，板间距为d，忽略电子所受重力。求： （1）电子射入偏转电场时的初速度； （2）从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离； （3）电子从进入偏转电场到飞出，电子电势能的变化量。 15. 如图1所示，水平放置的两平行金属板相距为d，充电后带电量保持不变，其间形成匀强电场。一带电量为+q、质量为m的液滴以速度从下板左边缘射入电场，沿直线运动恰好从上板右边缘射出。已知重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）求静电力对液滴做的功W； （3）如图2所示，若将上极板上移少许，其他条件不变，请在图2中画出液滴在两板间的运动轨迹。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $