河南省安阳市林州市第一中学2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题

2024-2025学年高二上学期9月检测 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。 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，将答案写在答题卡的相应位置上。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、单选题（共7小题，每题4分，共28分） 1．（本题4分）如图所示，虚线、、是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为一个带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，、是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（   ） A．带电质点一定是从点向点运动 B．三个等势面中，等势面的电势最高 C．带电质点通过点时的加速度比通过点时小 D．带电质点通过点时的动能比通过点时的动能小 2．（本题4分）如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径与弦间的夹角为。A、B两点分别放有电荷量大小为的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则等于（　　）    A． B． C． D．2 3．（本题4分）如图所示，在绝缘水平面上固定三个带电小球、和，相互之间的距离，，垂直于。已知小球所受的库仑力的合力方向平行于边，设小球和的带电量的比值为，则（　　） A．和带同种电荷， B．和带异种电荷， C．和带同种电荷， D．和带异种电荷， 4．（本题4分）如图所示，一平行板电容器两极板水平正对，上极板M固定，下极板N放在一个绝缘的温度敏感材料上，温度敏感材料会因为温度的变化而出现明显的热胀冷缩，给电容器充电后，N板带有正电，一带电微粒恰好静止在两极板间的P点。使极板与电源断开，当温度升高时，下列说法正确的是（　　） A．电容器的电容减小 B．两板间的电场强度减小 C．带电微粒的电势能增大 D．带电微粒将向上运动 5．（本题4分）某款手机搭载了一块5000mA·h的电池，若用充满电后的该手机观看视频，可连续观看12个小时，则观看视频时电池的平均放电电流约为（　　） A．0.35A B．0.42A C．0.48A D．0.55A 6．（本题4分）水平桌面上有两个柱型导体，它们的横截面均为正方形，柱体高均为h，较大的柱体横截面边长为a，较小的柱体横截面边长为b，如图所示，垂直柱体侧面通入电流，关于较大的柱体与较小的柱体，下列说法正确的是（    ） A．若两导体电阻率相同，则电阻之比为a∶b B．若两导体电阻率相同，则电阻之比为b∶a C．若两导体电阻相同，则两导体电阻率也相同 D．若将电流方向改为竖直向下且两导体电阻率相同，则电阻之比为 7．（本题4分）如图所示，比荷相同、重力不计的、两个带电粒子，从同一位置水平射入竖直向下的匀强电场中，粒子打在板的点，粒子打在板的点，则（　　） A．、均带负电 B．的初速度一定小于的初速度 C．的运动时间一定小于的运动时间 D．该过程中所受电场力做的功一定大于的 二．多选题（共3小题，每题5分，共15分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分） 8．如图所示，在光滑绝缘水平地面上沿一直线有三个带电小球A、B、C（可视为质点），质量均为m。A、B两球均带正电，电荷量分别为3q和q，A、B之间距离为L，B、C之间距离为2L，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒力F作用于C球，使三球一起向右匀加速直线运动，已知静电力常量为k，则（　　） A．C球带正电 B．C球带负电 C．恒力F的大小为 D．C球电荷量的大小为72q 9．如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地。一带负电的油滴位于容器中的点且处于静止状态。现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则（　　） A．带电油滴将竖直向下运动 B．带电油滴的机械能将增加 C．点的电势将升高 D．通过灵敏电流计有从往的电流 10．图甲为两水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压u，电压u随时间t变化的图线如图乙所示，质量为m、重力不计的带电粒子以初速度v0沿中线射入两板间，经时间T从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是（　　） A．t=0时入射的粒子，离开电场时偏离中线的距离最大 B．t=0时入射的粒子，离开电场时的动能最大 C．无论哪个时刻入射的粒子，离开电场时的速度方向都水平 D．无论哪个时刻入射的粒子，离开电场时的速度大小都相等 三．实验题（共2小题，共18分） 11．（本题9分）某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球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。他们分别进行了以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 (1)图甲中实验采用的方法是（　　）（填正确选项前的字母）； A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 (2)若球的质量为m，重力加速度为g，在位置时偏离竖直方向的夹角为，则带电体受到的库仑力大小为 。 (3)在另一个实验中，某同学让两半径为R的小球分别带上和的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状态，利用公式来计算两球之间的库仑力，则该同学的计算结果 （选填“比实际值偏大”“比实际值偏小”或“正确”） 12．（本题9分）图甲所示电路为“用传感器观察电容器的放电过程”实验电路图。开关未闭合时，电源的电压。实验操作时，单刀双掷开关先跟2相接。某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。开关再改接2后得到的图像如图乙所示。 (1)开关改接1后流经电阻上的电流方向为 （填“自上而下”或“自下而上”）。 (2)已知电容器的电容为，则图乙中图线与坐标轴所围“面积”为 。 (3)电容器充电后就储存了能量，某同学研究电容器储存的能量与电容器的电容、电荷量及电容器两极板间电压之间的关系。他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他还做出电容器两极板间的电压随电荷量变化的图像如图所示。按照他的想法，下列说法正确的是（　　） A．图线的斜率越大，电容越小 B．对同一电容器，电容器储存的能量与电荷量成正比 C．对同一电容器，电容器储存的能量与电容器两极板间电压的平方成正比 四、解答题（共3小题，39分） 13．（12分）两根材料相同的均匀导线x和y，其中，x长为l，y长为2l，串联在电路上时沿长度方向的电势随位置的变化规律如图所示，求： (1)x和y两导线的电阻之比 (2)x和y两导线的横截面积之比 14．（12分）如图所示，实线是一组不知方向的匀强电场的电场线，把的负电荷从A点沿水平线移到B点，克服静电力做了的功。A、B两点间的距离为8cm，求： (1)A、B两点间的电势差； (2)该电场强度的大小，并在图中标出电场的方向； (3)设A点的电势为0，求电荷在B点的电势能。 15．（15分）XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图，其产生X射线部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件中的匀强偏转场S；经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）。已知电子的质量为m，带电荷量为e，MN两端的电压为，偏转场区域水平宽度为，竖直高度足够长，MN中电子束距离靶台竖直高度为H，电子束射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为30°，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。求 （1）求电子刚进入偏转场时的速度大小； （2）求匀强电场的电场强度E的大小； （3）求P点距离偏转场右边界的水平距离L的大小。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 物理答案 1．D【详解】A．根据已知条件不知道带电质点的初速度情况，则无法判断粒子的运动方向，A错误；B．根据轨迹弯曲的方向知受力向下，质点为负电荷可知电场线垂直等势线向上，a点电势最高，B错误； C．等差等势面P处密，则P处电场强度大，电场力大，加速度大，C错误； D．若带电质点由P到Q，则电场力做正功，动能增加，则带电质点通过点时的动能比通过点时的动能小，D正确。 2．B【详解】根据题意可知两电荷为异种电荷，假设为正电荷，为负电荷，两电荷在C点的场强如下图，设圆的半径为r，根据几何知识可得 ， 同时有 ， 联立解得    3．D【详解】假设a、c带同种电荷，则b受到的库仑力的合力不可能与ac平行，故a、c带异种电荷。 由几何关系，得 解得 4．C【详解】A．当温度升高时，温度敏感材料由于热胀冷缩，使得电容器两极板间距离减小，根据 可知，电容器的电容增大，故A错误； BD．由于电容器与电源断开，所以电容器所带电荷量不变，根据 可知，电容器两极板间电压减小，两极板间的电场强度为 可知，电场强度不变，粒子所受电场力不变，所以带电粒子仍处于静止状态，故BD错误； C．由于P点到下极板的距离减小，则下极板与P点间的电势差减小，而下极板的电势始终为零，所以P点电势增大，场强方向向上，粒子受到向上的电场力，则粒子带正电，所以带电微粒的电势能增大，故C正确。 5．B【详解】因为 5000mA·h=5A·h 根据电流定义式有 6．C【详解】ABC．由可知，若电阻率相同，则沿图示电流方向有电阻之比 同理电阻相同，电阻率也相同，故AB错误，C正确； D．若将电流方向改为竖直向下，且电阻率相同，则电阻分别为 ， 电阻之比为 故D项错误。 7．B【详解】A．因电场线向下，两粒子均受向下的电场力而做类平抛运动，故均带正电，故A错误； B．设任一粒子的速度为v0，电量为q，质量为m，加速度为a，运动的时间为t，则加速度为 对竖直分运动为匀加速直线运动，有 对水平分运动为匀速直线运动，有 联立得 因比荷相同，相同，相同，则大的初速度大，即的初速度一定小于的初速度，故B正确； C．由竖直分运动可得时间为 因比荷相同，相同，相同，则的运动时间一定等于的运动时间，故C错误； D．由于只有电场力做功，有 两粒子比荷相同，相同，相同，则无法比较电量关系，故无法比较做功关系，故D错误。 8．BD 【详解】AB．三球一起向右匀加速直线运动，可知A、B球受到的库仑力水平向右，则C球带负电，故A错误，B正确； D．对A球，根据牛顿第二定律 对B球，根据牛顿第二定律 解得 ， 故D正确； C．以三个小球为整体，根据牛顿第二定律 故C错误。 9．ACD 【详解】A．将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，d增大，根据可知板间场强减小，则油滴所受电场力减小，小于油滴的重力，油滴将竖直向下运动，故A正确； BC．P点到上极板的距离不变，而E减小，由知，P点与上极板间电势差减小，上极板接地，电势为零，可知P点的电势小于零，P点的电势升高，由于油滴带负电，因向下运动，电场力做负功，则带电油滴的电势能将增加，则机械能减小，故B错误，C正确； D．将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，d增大，根据可知电容减小，电容器的电压U不变，根据可知电量减小，电容器放电，由电流计中由a到b的电流，故D正确。 10．ACD 【详解】CD．因粒子在电场中运动的时间等于电场变化的周期T，根据牛顿第二定律和速度时间公式 △v=at 可知，所有粒子离开电场时竖直方向的速度为零，即最终都沿水平方向射出电场，离开电场时的速度大小都等于初速度，故CD正确； AB．粒子在电场中运动的时间是相同的；t=0时入射的粒子，在竖直方向先加速，然后减速到0时恰离开电场区域，故t=0时入射的粒子离开电场时偏离中线的距离最大；时入射的粒子，在竖直方向先加速，再减速，再反向加速，反向减速到零恰离开电场区域，此时刻射入的粒子离开电场时偏离中线的距离为零；故A正确，B错误。 11．(1)C (2) (3)比实际值偏大 【详解】（1）图甲中保持电荷量不变，只改变距离，研究力的变化情况或保持距离不变，只改变电荷量，研究力的变化情况，采用的是控制变量法。 故选C。 （2）本实验中，小球静止时细线偏离竖直方向的角度为，对小球受力分析，根据三力平衡关系知带电体受到的库仑力大小 （3）在实验中，某同学让两半径为R的小球分别带上和的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状态，利用公式 来计算两球之间的库仑力，则该同学的计算结果比实际值偏大；因为同种电荷相互排斥，电荷间等效距离大于3R，库仑力的实际值小于 12．(1)自上而下 (2) (3)AC 【详解】（1）开关S接1时，电源给电容器充电，电容器上极板接正极，充电完成，上极板带正电，下极板带负电，电子自下而上流经电阻，故开关改接1后流经电阻上的电流方向为自上而下； （2）图乙中图线与坐标轴所围“面积”为电容器充电后所带电荷量，由 得 （3）A．由 得 图线的斜率为 ，故图线的斜率越大，电容越小，故A正确； B C．电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功，也等于图像所围的面积 解得 从上面的式子看出，电容器储存的能量与电荷量的平方成正比，对同一电容器，电容器储存的能量与电容器两极板间电压的平方成正比，故B错误，故C正确。 故选AC。 13．(1) (2) 【详解】（1）由题图可知，导线x和y两端的电势差分别为6V，2V，串联时电流相等，根据欧姆定律可得x和y两导线的电阻之比为 （2）根据电阻定律得 则有 则x和y两导线的横截面积之比为 14．(1)；(2)，电场方向见解析；(3) 【详解】（1）A、B两点间的电势差为 （2）A、B两点沿电场方向上的距离为 则匀强电场的电场强度大小为 由于，根据沿电场方向电势降低可知，电场强度的方向斜向下，如图所示 （3）设A点的电势为0，则有 电荷在B点的电势能为 15．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据动能定理有 电子刚进入偏转场时的速度大小为 （2）电子在偏转场运动的时间为 电子射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为30°，可得 电子在偏转场的加速度为 匀强电场的电场强度的大小为 （3）作电子离开偏转电场的速度反向延长线，由电子束离开偏转场时速度偏转角正切值 速度偏转角正切值 则 所以电子离开偏转场时速度反向延长线与进入偏转场时的速度方向交于偏转电场宽度的中点，可知 可得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$