精品解析：甘肃省金昌市永昌县第一高级中学2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试卷

永昌县第一高级中学2023-2024-1第一次月考试卷 高二物理 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：人教版必修第三册第九至十章。 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 2022年7月7日消息，南京林业大学学子发明智能分拣系统，助力新疆棉花丰产增收纯棉衣服手感柔软舒适度高，不会起静电而且吸湿和透气性都不错，如果是皮肤敏感人群的话一定是优选关于静电的防止与利用，下列说法正确的是（　　） A. 手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止静电对手术的影响 B. 为了防止静电危害保证乘客的安全，飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成 C. 金属导体有静电屏蔽的作用，运输汽油时把汽油装进金属桶比装进塑料桶安全 D. 轿车上有一根露在外面的小天线是用来避免雷击的 2. 关于元电荷、电荷与电荷守恒定律，下列说法正确的是（　　） A. 元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的 B. 元电荷是指电子，电量等于电子的电量，体积很小的带电体是指点电荷 C. 单个物体所带的电量总是守恒的，电荷守恒定律指带电体和外界没有电荷交换 D. 利用摩擦起电可使任何物体带电，质子和电子所带电荷量相等，比荷也相等 3. 如图所示为某电场的电场线，A、B、C三点的电场强度分别为、、，电势分别为、、，以下关系正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 甲，乙，丙为三个完全相同的金属小球，甲带电量＋10Q，乙带电量－Q，丙不带电，将甲、乙固定，相距r，甲，乙间的相互作用力为10N；然后让丙球反复与甲、乙球多次接触，最后移去丙球，甲乙两球最后总带电量和甲，乙两球间的相互作用力分别变为（ ） A. 3Q 9N B. 3Q 6N C. 6Q 9N D. 6Q 6N 5. 如图所示，平行板电容器的一个极板与静电计连接，外壳与另一个极板同时接地，对电容器充电，使静电计指针张开一个角度，静电计指针的偏转表示电容器两极板间的电势差，撤去电源后，下列说法正确的是（ ） A. 仅增大两板间的距离，静电计指针张角变小 B. 仅将玻璃板插入两板之间，静电计指针张角变大 C. 仅将M板稍微上移，静电计指针张角变大 D. 若将M板拿走，静电计指针张角变小 6. 如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一个正方形的四个顶点，A、B、C三点的电势分别为=15V，=3V，=-3V，由此可得D点的电势为（　　） A. 0 B. 3V C. 6V D. 9V 7. 电荷量为的点电荷和接地金属板MN附近的电场线分布如图所示，点电荷与金属板相距为2d，图中P点到金属板和点电荷间的距离均为d、已知P点的电场强度为，静电力常量为，则金属板上感应电荷在P点处产生的电场强度E的大小为（　　） A. B. C. D. 8. 关于静电场中的能量，下列说法正确的是（ ） A. 电势能既与电场有关，又与电荷有关；电势仅由电场本身因素决定 B. 一个电子从M点移动到N点过程中，电场力做功为3eV，则UMN为3V C. 在静电场中，正电荷在电势越高的地方电势能越大 D. 将一试探电荷从电势高的等势面移至电势低的等势面，电势能一定减小 9. 电场线是为了直观形象地描述电场分布，在电场中引入的一些假想的曲线。某电场的电场线分布如图所示（实线），一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线从O运动到P，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子一定带负电 B. 粒子在P点的加速度一定大于在O点的加速度 C. 粒子在P点的速度一定大于在O点的速度 D. P点的电势一定高于O点的电势 10. 真空中两点电荷和固定在x轴上0和5cm处，两点电荷之间x轴上各点的电势φ随位置x变化的关系图像如图所示（取无穷远处电势为零），在x=3cm处电势最低，下列说法正确的是（ ） A. 两个点电荷一定是正电荷 B. x=2cm处的位置电场强度为0 C. 两个电荷的电荷量大小关系为 D. 在与所在的连线上电场强度为0的点只有1个 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某同学做摩擦起电的实验过程和观察到的现象：手戴绝缘的手套拿有机玻璃棒，用力将两块起电板快速摩擦后分开，如图甲；将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球（不要接触金属球），如图乙箔片张开；将两块板同时插入空心金属球，如图丙箔片闭合。根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题： （1）如图甲用力将两块起电板快速摩擦后分开，两板分别带上了____________电荷； （2）如图乙箔片张开的实验现象，说明____________； （3）如图丙箔片闭合的实验现象，说明____________； （4）该研究性实验能验证____________定律。 12. 1907~1913年密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷。密立根油滴实验原理如图所示。两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间电压为U，间距为d，形成竖直向下匀强电场。用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴。通过显微镜可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，重力加速度为g。 （1）悬浮油滴带_________（填“正”或“负”）电； （2）增大场强，悬浮油滴将向电势_________（填“高”或“低”）的方向运动； （3）悬浮油滴的电荷量为_________（用题中字母表示）； （4）油滴的电荷量_________（填“一定”或“不一定”）是电子电量的整数倍。 三、计算题（本题共3小题，共计38分。解答时应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，空间存在方向竖直向上的匀强电场，电场强度大小为E = 6V/m，电场中有一直角三角形OMN，θ = 60°，P为MN中点，OM的距离为1m，OP在同一条电场线上。 （1）若P点电势为零，求O，M、N三点的电势； （2）将一电荷量为q = 1.6 × 10－19C的正电荷从P点沿PO移动到O点，求静电力所做的功。 14. 如图所示，质量为m、带电量为q的带电小球A用长为L的细线悬于固定的力传感器上的O点，力传感器可以测量细线上的拉力，一个带电小球B在O点正下方，缓慢调节B在O点下方的位置，当B移到O点正下方某一位置时固定，此时细线与竖直方向的夹角为60°，力传感器的示数刚好等于mg，重力加速度为g，静电力常量为k，不计小球的大小，求： （1）此时，B点电荷产生的电场在A球处的场强大小； （2）小球B的带电量大小。 15. 如图所示，在示波管模型中，质量为m、电荷量为－q（q > 0）的带电粒子从灯丝K发出（初速度不计）经加速电场U1加速，从AB板中心孔S沿中心线KO射出，再经偏转电场U2偏转后，需要经历一段匀速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮点C，已知偏转电场U2两板间的距离为d，板长为l，偏转电场的右端到荧光屏的距离为L，不计带电粒子重力。求： （1）带电粒子穿过AB板中心孔S时的速度大小； （2）带电粒子从偏转电场射出时的侧移量； （3）荧光屏上OC的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 永昌县第一高级中学2023-2024-1第一次月考试卷 高二物理 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：人教版必修第三册第九至十章。 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 2022年7月7日消息，南京林业大学学子发明智能分拣系统，助力新疆棉花丰产增收纯棉衣服手感柔软舒适度高，不会起静电而且吸湿和透气性都不错，如果是皮肤敏感人群的话一定是优选关于静电的防止与利用，下列说法正确的是（　　） A. 手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止静电对手术的影响 B. 为了防止静电危害保证乘客的安全，飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成 C. 金属导体有静电屏蔽的作用，运输汽油时把汽油装进金属桶比装进塑料桶安全 D. 轿车上有一根露在外面的小天线是用来避免雷击的 【答案】C 【解析】 【详解】A．绝缘性能良好的化纤制品衣服不能及时把静电导入大地，容易造成手术事故，故A错误； B．飞机轮胎用导电橡胶制成可以将飞机产生的静电迅速导走，故B错误； C．由于金属导体能做到静电屏蔽，故用金属桶装易燃的汽油要安全，故C正确； D．轿车上有一根露在外面的小天线是无线广播的接收天线，故D错误。 故选C。 2. 关于元电荷、电荷与电荷守恒定律，下列说法正确的是（　　） A. 元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的 B. 元电荷是指电子，电量等于电子的电量，体积很小的带电体是指点电荷 C. 单个物体所带的电量总是守恒的，电荷守恒定律指带电体和外界没有电荷交换 D. 利用摩擦起电可使任何物体带电，质子和电子所带电荷量相等，比荷也相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的，故A正确； B．元电荷是带电量的最小单元，元电荷等于电子或质子的电荷量；当带电体的形状大小在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看成点电荷，故B错误； C．在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电量总是守恒的，电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换，故C错误； D．利用摩擦起电可使物体带电，质子和电子所带电荷量相等，但它们的质量不相等，比荷不相等，故D错误。 故选A。 3. 如图所示为某电场的电场线，A、B、C三点的电场强度分别为、、，电势分别为、、，以下关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A B．电场线越密，场强越大，故 A正确；B错误； C D．沿着电场线电势降低，等势面与电场线垂直 C、D错误。 故选A。 4. 甲，乙，丙为三个完全相同的金属小球，甲带电量＋10Q，乙带电量－Q，丙不带电，将甲、乙固定，相距r，甲，乙间的相互作用力为10N；然后让丙球反复与甲、乙球多次接触，最后移去丙球，甲乙两球最后总带电量和甲，乙两球间的相互作用力分别变为（ ） A. 3Q 9N B. 3Q 6N C. 6Q 9N D. 6Q 6N 【答案】C 【解析】 【详解】带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分。将甲、乙固定起来，然后让丙球反复与甲、乙球接触，最后移走丙，所以甲、乙、丙最终带电量q＝3Q，甲、乙两球所带电荷总量为6Q，原来甲、乙间的相互吸引力的大小是 后来甲、乙间的相互吸引力的大小是 故选C。 5. 如图所示，平行板电容器的一个极板与静电计连接，外壳与另一个极板同时接地，对电容器充电，使静电计指针张开一个角度，静电计指针的偏转表示电容器两极板间的电势差，撤去电源后，下列说法正确的是（ ） A. 仅增大两板间的距离，静电计指针张角变小 B. 仅将玻璃板插入两板之间，静电计指针张角变大 C. 仅将M板稍微上移，静电计指针张角变大 D. 若将M板拿走，静电计指针张角变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．静电计的原理是电势差U变大（小），指针张角变大（小）。由公式 知，当d变大时，C变小，再由 得：U变大，指针张角变大，A错误； B．当插入玻璃板时，相对介电常数εr，增大，C变大，U变小，指针张角变小，B错误； C．当M板上移时，极板正对面积S变小，C也变小，U变大，指针张角变大，C正确； D．当将M板拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大，指针张角变大，D错误。 故选C。 6. 如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一个正方形的四个顶点，A、B、C三点的电势分别为=15V，=3V，=-3V，由此可得D点的电势为（　　） A. 0 B. 3V C. 6V D. 9V 【答案】D 【解析】 【详解】在匀强电场中，UAB=UDC，即 φA−φB=φD−φC 解得 φD=9V 故选D。 7. 电荷量为的点电荷和接地金属板MN附近的电场线分布如图所示，点电荷与金属板相距为2d，图中P点到金属板和点电荷间的距离均为d、已知P点的电场强度为，静电力常量为，则金属板上感应电荷在P点处产生的电场强度E的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】P点的电场强度为，点电荷在P点场强为，故有 故金属板在P点产生场强为 故选B。 8. 关于静电场中的能量，下列说法正确的是（ ） A. 电势能既与电场有关，又与电荷有关；电势仅由电场本身因素决定 B. 一个电子从M点移动到N点过程中，电场力做功为3eV，则UMN为3V C. 在静电场中，正电荷在电势越高的地方电势能越大 D. 将一试探电荷从电势高的等势面移至电势低的等势面，电势能一定减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．电势能既与电场有关，又与电荷有关；电势仅由电场本身因素决定，A正确； B．一个电子从M点移动到N点过程中，由 WMN =－eUMN 则 UMN =－3V B错误； C．在静电场中，有 Ep= φq 可知，正电荷在电势越高的地方电势能越大，C正确； D．将一负试探电荷从电势高的等势面移至电势低的等势面，电场力做负功，电势能增加，D错误。 故选AC。 9. 电场线是为了直观形象地描述电场分布，在电场中引入的一些假想的曲线。某电场的电场线分布如图所示（实线），一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线从O运动到P，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子一定带负电 B. 粒子在P点的加速度一定大于在O点的加速度 C. 粒子在P点的速度一定大于在O点的速度 D. P点的电势一定高于O点的电势 【答案】BC 【解析】 【详解】A．显然，该粒子在电场中做曲线运动，而做曲线运动的物体，其轨迹夹在速度方向与合力方向之间，且所受合外力指向轨迹的凹侧面，由此可判断该粒子带正电，故A错误； B．电场线越密集的地方电场强度越大，显然P点的电场线比O点的更密集，因此可知P点的电场强度更大，根据牛顿第二定律有 可知，电场强度越大，加速度越大，即粒子在P点的加速度一定大于在O点的加速度，故B正确； C．做出粒子从O点到P点过程中某位置处的速度方向与所受电场力的方向，如图所示 可知，粒子从O点到P点过程中电场力的方向与速度方向之间的夹角为锐角，因此粒子从O点到P点过程中做加速运动，则粒子在P点的速度一定大于在O点的速度，故C正确； D．根据以上分析可知，粒子从O点到P点过程中电场力做正功，粒子的动能增加势能减小，即粒子在P点的电势一定低于O点的电势，故D错误。 故选BC。 10. 真空中两点电荷和固定在x轴上0和5cm处，两点电荷之间x轴上各点的电势φ随位置x变化的关系图像如图所示（取无穷远处电势为零），在x=3cm处电势最低，下列说法正确的是（ ） A. 两个点电荷一定是正电荷 B. x=2cm处的位置电场强度为0 C. 两个电荷的电荷量大小关系为 D. 在与所在的连线上电场强度为0的点只有1个 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知电势都大于零，且在x=3cm处电势最低，故一定都是正电荷，选项A正确； B．因图像的切线斜率表示电场强度，由图可知x=2cm处的位置切线斜率不为零，故电场强度不为零，选项B错误； C．在x=3cm处的电场强度为零，则有 解得 选项C错误； D．在与所在的连线上，切线斜率为0的点只有1个，电场强度为0的点只有1个，选项D正确。 故选AD。 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某同学做摩擦起电的实验过程和观察到的现象：手戴绝缘的手套拿有机玻璃棒，用力将两块起电板快速摩擦后分开，如图甲；将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球（不要接触金属球），如图乙箔片张开；将两块板同时插入空心金属球，如图丙箔片闭合。根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题： （1）如图甲用力将两块起电板快速摩擦后分开，两板分别带上了____________电荷； （2）如图乙箔片张开的实验现象，说明____________； （3）如图丙箔片闭合的实验现象，说明____________； （4）该研究性实验能验证____________定律。 【答案】 ①. 等量异种 ②. 板带电 ③. 两板所带总电荷量为零 ④. 电荷守恒 【解析】 【详解】（1）[1]用力将两块起电板快速摩擦后分开，两板分别带上了等量异种电荷; （2）[2]如图乙中金属球与箔片组成的整体发生静电感应现象故箔片张开； （3）（4）[3][4]如图丙中两块板同时插入空心金属球，总电荷量为零，不发生静电感应现象，故箔片不张开，该实验能验证电荷守恒定律。 12. 1907~1913年密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷。密立根油滴实验原理如图所示。两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间电压为U，间距为d，形成竖直向下匀强电场。用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴。通过显微镜可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，重力加速度为g。 （1）悬浮油滴带_________（填“正”或“负”）电； （2）增大场强，悬浮油滴将向电势_________（填“高”或“低”）的方向运动； （3）悬浮油滴的电荷量为_________（用题中字母表示）； （4）油滴的电荷量_________（填“一定”或“不一定”）是电子电量的整数倍。 【答案】 ①. 负 ②. 高 ③. ④. 一定 【解析】 【详解】（1）[1]带电荷量为Q的油滴静止不动，则油滴受到向上的电场力；题图中平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，故板间场强方向竖直向下，则油滴带负电。 （2）[2]根据平衡条件，有 当增大场强，电场力增大，则悬浮油滴将向上运动，即向电势高处运动。 （3）[3]根据平衡条件，有 故 （4）[4]不同油滴的所带电荷量虽不相同，但都是某个最小电荷量（元电荷）的整数倍。 三、计算题（本题共3小题，共计38分。解答时应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，空间存在方向竖直向上的匀强电场，电场强度大小为E = 6V/m，电场中有一直角三角形OMN，θ = 60°，P为MN中点，OM的距离为1m，OP在同一条电场线上。 （1）若P点电势为零，求O，M、N三点的电势； （2）将一电荷量为q = 1.6 × 10－19C的正电荷从P点沿PO移动到O点，求静电力所做的功。 【答案】（1）φO = 6V，φM = 3V，φN =－3V；（2）－9.6 × 10－19J 【解析】 【详解】（1）由于P点电势为零，且P为MN中点，则△MOP为等边三角形，则 MP = OP = PN = OM = 1m 根据匀强电场电势差与电场强度的关系有 UOP = EdOP = 6V，UOP = φO－φP 解得 φO = 6V 再有 UMP = EdMP = 3V，dMP = MPsin30°，UMP = φM－φP 解得 φM = 3V 再有 UPN = EdPN = 3V，dPN = PNsin30°，UPN = φP－φN 解得 φN =－3V （2）将一电荷量为q = 1.6 × 10－19C的正电荷从P点沿PO移动到O点，静电力所做的功 WPO = qUPO = 1.6 × 10－19 ×－6J =－9.6 × 10－19J 14. 如图所示，质量为m、带电量为q的带电小球A用长为L的细线悬于固定的力传感器上的O点，力传感器可以测量细线上的拉力，一个带电小球B在O点正下方，缓慢调节B在O点下方的位置，当B移到O点正下方某一位置时固定，此时细线与竖直方向的夹角为60°，力传感器的示数刚好等于mg，重力加速度为g，静电力常量为k，不计小球的大小，求： （1）此时，B点电荷产生的电场在A球处的场强大小； （2）小球B的带电量大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对小球研究，小球受到的细线的拉力与重力的合力和受到的库仑力等大反向，根据力的平衡可知 解得 （2）由于细线拉力等于小球重力，且两个力的夹角为，因此A、B连线与竖直方向的夹角为，三角形ABO为正三角形，因此AB间的距离等于。设球带电量为，则 解得 15. 如图所示，在示波管模型中，质量为m、电荷量为－q（q > 0）的带电粒子从灯丝K发出（初速度不计）经加速电场U1加速，从AB板中心孔S沿中心线KO射出，再经偏转电场U2偏转后，需要经历一段匀速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮点C，已知偏转电场U2两板间的距离为d，板长为l，偏转电场的右端到荧光屏的距离为L，不计带电粒子重力。求： （1）带电粒子穿过AB板中心孔S时的速度大小； （2）带电粒子从偏转电场射出时的侧移量； （3）荧光屏上OC的距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设带电粒子穿过AB板中心孔S时的速度大小为v，粒子在加速电场中加速由动能定理可知 解得 （2）设带电粒子从偏转电场射出时的侧移量为y，粒子在偏转电场中做类平抛运动，运动轨迹如图所示 垂直电场方向 沿电场方向 侧移量 联立解得 （3）由几何关系可知 得荧光屏上OC的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $