内容正文:
2024-2025学年度第一学期高二物理月考试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 关于电场下列说法正确的是( )
A. “元电荷”是最小的电荷量,用e表示,则e=1.60×10-19C,电子就是元电荷
B. 电场是法拉第首先提出来的,电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用
C. 由电场强度的定义式:E=可知E与F成正比,与q成反比
D. 点电荷是一个带有电荷的点,它是实际带电体的抽象,体积很小的带电体都可以看作点电荷
2. 关于下列四幅图像的说法正确的是( )
A. 图甲中,毛皮与橡胶棒摩擦起电时,毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷
B. 图乙中,处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷,导体壳壁W内电场强度不为0,导体壳内空腔C电场强度为0
C. 图丙中,工作人员在超高压带电作业时,穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全
D. 图丁中,避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电
3. 带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度进入电场并沿虚线所示轨迹运动到b点,如图所示,则从a到b过程中,下列说法正确的是( )
A. 粒子加速度一直增大
B. 粒子先加速后减速
C 粒子带正电荷
D. 粒子的机械能先增大后减小
4. 如图所示某电场等势面分布关于图中虚线上下对称,F点在虚线上。下列说法正确的是( )
A. 在电场中的A、B两点放置电荷量相等的试探电荷,它们所受静电力FA<FB
B. 电子在B点电势能小于在A点电势能
C. 把电子从b等势面移动到e等势面,静电力做功为15eV
D. 在F点给电子一个沿虚线向左的初速度,将做曲线运动
5. 两个电阻、的伏安特性曲线如图所示,由图可知( )
A. 的电阻
B. 的电阻随电压的增大而减小
C. 当U=1V时,的电阻等于的电阻
D. 的电阻随电压的增大而增大
6. 在静电场中,从原点O由静止释放一带负电的微粒,它沿着x轴正方向运动,依次经过x轴上的x1、x2、x3、x4四点。已知微粒仅受电场力作用,该微粒的电势能随位置坐标x的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. x2和x4两点处的电场强度相同
B. 由x1运动到的过程中,微粒的加速度先增大后减小
C. 由x1运动到的过程中,微粒的动能先增大后减小
D. 从x1到x2过程中电场力对微粒做的功小于从x1到过程中电场力对微粒做的功
7. 在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )
A. B.
C. D.
二、多选题:本大题共3小题,共15分。
8. 电荷量相等的点电荷P、Q的电场线分布如图所示,a,b,c,d为电场中的四点,c,d关于PQ连线的中垂线对称,一个粒子从运动到b(不计重力),轨迹如图中虚线所示,则下列判断正确的是( )
A. 点电荷Q带负电
B. c、d两点的电场强度相同
C 运动粒子带负电
D. 运动粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
9. 如图所示,两个带有同种电荷的小球A、B,其质量分别为,用两根绝缘细线悬挂于O点,静止时小球处于同一水平面上,细线与竖直方向的夹角分别为和。下列说法正确的( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则
10. 水平放置的平行板电容器与电流计G、电源E成如图所示的闭合回路,其中电容器下极板接地,闭合开关,在两板间的P点有一质量为m的液滴处于静止状态,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 保持开关闭合,将上极板下移,液滴向上运动,流经G的电流方向为b到
B. 保持开关闭合,将上极板左移,电容器电容减小,P点电势降低,流经G的电流方向为a到b
C. 将开关断开,上极板下移,液滴不动,P点电势不变
D. 将开关断开,电容器中间插入玻璃板,电容器两板间的电压变大
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
11. 某实验小组同学用如图所示的装置“探究影响电荷间相互作用力的因素”。把带电荷量为的小球用绝缘丝线系在铁架台上,将带电荷量为的带电体置于水平桌面上,先后移动到、、等位置,调节丝线的长度使带电小球和带电体始终位于同一水平线上。
(1)若带电小球的质量为,重力加速度为,带电体在位置时,丝线偏离竖直方向的夹角为,则带电小球受到的静电力大小为______(用m、g及的三角函数表示)。
(2)本实验方案采用的物理方法是______(选填“理想实验法”“等效替代法”“控制变量法”或“微小量放大法”)。
(3)通过上述操作可以得出的结论有______。
A.保持、不变,带电体在位置时,丝线偏离竖直方向夹角较大,静电力较大
B.保持、不变,带电体在位置时,丝线偏离竖直方向的夹角较大,静电力较大
C.保持带电体的位置不变,带电体的带电荷量越大,丝线偏离竖直方向的夹角越大,静电力越大
D.保持带电体的位置不变,带电小球的带电荷量越大,丝线偏离竖直方向的夹角越小,静电力越小
12. 某实验小组通过电流传感器研究电容器充放电过程,可将电路中电流和时间的关系显示在计算机上,实验电路如图甲所示,实验前电容器不带电。
(1)实验操作过程如下:先将开关S打到_________(选填“1”或“2”),对电容器进行充电。充电完毕后,将开关打到另一边,电容器进行放电。在放电过程中,经过电流传感器的电流方向为________。
A. 从上往下 B. 从下往上
(2)某次充电过程,电路中电流和时间的关系如图乙所示(图中所围面积大约有65个小方格),则充电过程电容器储存的电荷量约为_________。
A B. C. D.
(3)已知电源的输出电压为6V,估算该电容器的电容的为_________F。(保留两位有效数字)
四、计算题:本大题共3小题,共43分。
13. 如图所示,在匀强电场中,将带电荷量的电荷从电场中的A点移到点,克服电场力做了的功,再从B点移到C点,电场力做了的功。
(1)求A、B两点间的电势差和B、C两点间的电势差;
(2)若B点的电势为,则A点和C点的电势分别为多少?
14. 如图所示,A球质量为m,悬挂在绝缘细绳上,处于静止状态,此时绳与竖直方向成α角。在同一高度相距r处有一带电量为-Q的小球B固定在绝缘支座上,两球均可视为点电荷,重力加速度为g。求:
(1)A球受到的库仑力;
(2)A球所带的电荷量。
15. 如图所示,为一真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计),经灯丝与A板间的电压加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场,两平行金属板板长l,两极板相距d,两板间所加电压为),然后从板间飞出射到距板的荧光屏上(不计重力,荧光屏中点在两板间的中央线上,电子质量m,电量)。求:
(1)电子进入偏转电场的速度v大小?
(2)电子速度偏转角度的正切值?
(3)电子在荧光屏上的偏移量Y?
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2024-2025学年度第一学期高二物理月考试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 关于电场下列说法正确的是( )
A. “元电荷”是最小的电荷量,用e表示,则e=1.60×10-19C,电子就是元电荷
B. 电场是法拉第首先提出来的,电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用
C. 由电场强度的定义式:E=可知E与F成正比,与q成反比
D. 点电荷是一个带有电荷的点,它是实际带电体的抽象,体积很小的带电体都可以看作点电荷
【答案】B
【解析】
【详解】A.“元电荷”是最小的电荷量,用e表示,则,质子和电子所带的电荷量等于元电荷,其本身是带电粒子不是元电荷,故A错误;
B.电场是法拉第首先提出来的,电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用,故B正确;
C.电场强度大小是由电场本身决定的,跟放入的电荷无关,跟电荷所受的力无关,故C错误;
D.点电荷是理想模型,实际不存在的,体积很小的带电体也不一定可以看作点电荷,故D错误。
故选B。
2. 关于下列四幅图像的说法正确的是( )
A. 图甲中,毛皮与橡胶棒摩擦起电时,毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷
B. 图乙中,处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷,导体壳壁W内电场强度不为0,导体壳内空腔C电场强度为0
C. 图丙中,工作人员在超高压带电作业时,穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全
D. 图丁中,避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中,毛皮带正电是因为在摩擦过程中失去电子,故A错误;
B.图乙中,处于静电平衡状态的导体腔,内表面没有电荷,导体壳壁W内电场强度为0,导体壳内空腔C电场强度也为0,故B错误;
C.图丙中,工作人员在超高压带电作业时,金属丝编制的衣服可起到静电屏蔽的作用,因此穿金属丝编制的工作服比绝缘像胶服更安全,故C错误;
D.图丁中,避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电,故D正确。
故选D。
3. 带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图所示,则从a到b过程中,下列说法正确的是( )
A. 粒子加速度一直增大
B. 粒子先加速后减速
C. 粒子带正电荷
D. 粒子的机械能先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电场线的疏密可知场强先小后大,故加速度先减小后增大,故A错误;
B.由图象可知粒子受电场力偏右,故粒子先做减速运动后做加速运动,故B错误;
C.粒子受到的电场力沿电场线方向,故粒子带正电,故C正确;
D.根据轨迹弯曲程度,电场力的方向沿电场线切线方向向右,从点到点,电场力先做负功,再做正功,机械能先减小后增大,故D错误。
故选C。
4. 如图所示某电场等势面分布关于图中虚线上下对称,F点在虚线上。下列说法正确的是( )
A. 在电场中的A、B两点放置电荷量相等的试探电荷,它们所受静电力FA<FB
B. 电子在B点电势能小于在A点电势能
C. 把电子从b等势面移动到e等势面,静电力做功为15eV
D. 在F点给电子一个沿虚线向左的初速度,将做曲线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.因A点的等势面较B点密集,可知A处的场强比B处场强大,则在电场中的A、B两点放置电荷量相等的试探电荷,它们所受静电力FA>FB,选项A错误;
B.因AB两点在同一等势面上,则电子在B点电势能等于在A点电势能,选项B错误;
C.把电子从b等势面移动到e等势面,电势升高15V,则电子的电势能减小15eV,则静电力做功为15eV,选项C正确;
D.电场线与等势面正交,则过F点的电场线水平向右,则沿在F点给电子一个沿虚线向左的初速度,将沿虚线做直线运动,选项D错误。
故选C。
5. 两个电阻、的伏安特性曲线如图所示,由图可知( )
A. 的电阻
B. 的电阻随电压的增大而减小
C. 当U=1V时,的电阻等于的电阻
D. 的电阻随电压的增大而增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.R1的电阻为
故A错误;
B.I-U图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数,由题图可知R2的电阻随电压的增大而增大,故B错误;
C.由题图可知,当U=1 V时,I-U图像上的点与坐标原点连线的斜率相等,故R2的电阻等于R1的电阻,都为2 Ω,故C正确;
D.图像上的点与坐标原点连线的斜率不变,故的电阻随电压的增大而保持不变,故D错误。
故选C。
6. 在静电场中,从原点O由静止释放一带负电的微粒,它沿着x轴正方向运动,依次经过x轴上的x1、x2、x3、x4四点。已知微粒仅受电场力作用,该微粒的电势能随位置坐标x的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. x2和x4两点处的电场强度相同
B. 由x1运动到的过程中,微粒的加速度先增大后减小
C. 由x1运动到的过程中,微粒的动能先增大后减小
D. 从x1到x2过程中电场力对微粒做的功小于从x1到过程中电场力对微粒做的功
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据
解得
可知-x图像中图线的斜率表示。由图可知,x2和x4两点处的斜率不同,则它们的电场强度不相同。故A错误;
B.根据
可知,由x1运动到过程中,图线上各点的切线斜率先减小再增大,所以微粒的加速度先减小后增大。故B错误;
C.依题意,微粒仅受电场力作用,电场力做功导致动能和电势能的相互转化,二者总量保持不变,由图可知由x1运动到的过程中,微粒的电势能先减小后增大,所以其动能先增大后减小。故C正确;
D.由图可知,微粒在x2和处的电势能相等,根据
可知从x1到x2过程中电场力对微粒做的功等于从x1到过程中电场力对微粒做的功。故D错误。
故选C。
7. 在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】在加速电场中有
eU=mv2
得
v=
在刚射出加速电场时,一小段长为Δl电子束内电荷量为
q=IΔt=I
则电子个数
n==
故选B。
二、多选题:本大题共3小题,共15分。
8. 电荷量相等的点电荷P、Q的电场线分布如图所示,a,b,c,d为电场中的四点,c,d关于PQ连线的中垂线对称,一个粒子从运动到b(不计重力),轨迹如图中虚线所示,则下列判断正确的是( )
A. 点电荷Q带负电
B. c、d两点电场强度相同
C. 运动粒子带负电
D. 运动粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据等量异种电荷的电场线分布规律可知,点电荷Q带负电,选项A正确;
B.c、d两点的电场强度大小相同,但是方向不同,选项B错误;
C.运动粒子受到正电荷P的引力作用,可知该粒子带负电,选项C正确;
D.运动粒子从a到b电场力做负功,则电势能变大,即运动粒子在a点的电势能小于在b点的电势能,选项D错误。
故选AC。
9. 如图所示,两个带有同种电荷的小球A、B,其质量分别为,用两根绝缘细线悬挂于O点,静止时小球处于同一水平面上,细线与竖直方向的夹角分别为和。下列说法正确的( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则
【答案】AD
【解析】
【详解】设两球之间的库仑力为F,则对两球分析可得
若则
若则
若则
故选AD
10. 水平放置的平行板电容器与电流计G、电源E成如图所示的闭合回路,其中电容器下极板接地,闭合开关,在两板间的P点有一质量为m的液滴处于静止状态,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 保持开关闭合,将上极板下移,液滴向上运动,流经G的电流方向为b到
B. 保持开关闭合,将上极板左移,电容器电容减小,P点电势降低,流经G的电流方向为a到b
C. 将开关断开,上极板下移,液滴不动,P点电势不变
D. 将开关断开,电容器中间插入玻璃板,电容器两板间的电压变大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.保持开关闭合,将上极板下移,则两板间距减小,根据
场强变大,液滴受向上的电场力变大,则液滴向上运动,根据
电容器电容变大,则电容器充电,则流经G的电流方向为b到,选项A正确;
B.保持开关闭合,将上极板左移,根据
电容器电容减小,两极板间场强不变,则P点电势不变,根据
Q=CU
可知,电容器带电量减小,则流经G的电流方向为a到b,选项B错误;
C.将开关断开,则两极板带电量Q不变,根据
可得
上极板下移,则两极板间场强不变,则液滴不动,P点到下极板的电势差不变,则P点电势不变,选项C正确;
D.将开关断开,电容器带电量不变,电容器中间插入玻璃板,根据
电容器电容变大,根据
Q=CU
可知,两板间的电压变小,选项D错误,
故选AC
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
11. 某实验小组同学用如图所示的装置“探究影响电荷间相互作用力的因素”。把带电荷量为的小球用绝缘丝线系在铁架台上,将带电荷量为的带电体置于水平桌面上,先后移动到、、等位置,调节丝线的长度使带电小球和带电体始终位于同一水平线上。
(1)若带电小球的质量为,重力加速度为,带电体在位置时,丝线偏离竖直方向的夹角为,则带电小球受到的静电力大小为______(用m、g及的三角函数表示)。
(2)本实验方案采用的物理方法是______(选填“理想实验法”“等效替代法”“控制变量法”或“微小量放大法”)。
(3)通过上述操作可以得出的结论有______。
A.保持、不变,带电体在位置时,丝线偏离竖直方向的夹角较大,静电力较大
B.保持、不变,带电体在位置时,丝线偏离竖直方向的夹角较大,静电力较大
C.保持带电体的位置不变,带电体的带电荷量越大,丝线偏离竖直方向的夹角越大,静电力越大
D.保持带电体的位置不变,带电小球的带电荷量越大,丝线偏离竖直方向的夹角越小,静电力越小
【答案】 ①. ②. 控制变量法 ③. BC
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意,对带电小球受力分析,受重力、绳子拉力和库仑力,如图所示
由平衡条件可得
(2)[2]本实验为“探究影响电荷间相互作用力的因素”,需采用的物理方法是控制变量法。
(3)[3]AB.根据题意,由库仑定律可知,保持、不变,当距离最小时,库仑力最大,丝线偏离竖直方向的夹角最大,即带电体在位置时,丝线偏离竖直方向的夹角较大,静电力较大,故A错误,B正确;
CD.根据题意,由库仑定律可知,保持两电荷距离不变,带电体的带电荷量越大或带电小球的带电荷量越大,则电荷量的乘积越大,库仑力越大,丝线偏离竖直方向的夹角越大,故D错误,C正确。
故选BC。
12. 某实验小组通过电流传感器研究电容器充放电过程,可将电路中电流和时间的关系显示在计算机上,实验电路如图甲所示,实验前电容器不带电。
(1)实验操作过程如下:先将开关S打到_________(选填“1”或“2”),对电容器进行充电。充电完毕后,将开关打到另一边,电容器进行放电。在放电过程中,经过电流传感器的电流方向为________。
A. 从上往下 B. 从下往上
(2)某次充电过程,电路中电流和时间的关系如图乙所示(图中所围面积大约有65个小方格),则充电过程电容器储存的电荷量约为_________。
A. B. C. D.
(3)已知电源的输出电压为6V,估算该电容器的电容的为_________F。(保留两位有效数字)
【答案】 ①. 1 ②. B ③. C ④.
【解析】
【详解】(1)[1]实验操作过程如下:先将开关S打到1,对电容器进行充电。
[2]在放电过程中,经过电流传感器的电流方向为从下往上;
故选B。
(2)[3]充电过程电容器储存的电荷量约为
故选C。
(3)[4]该电容器的电容的为
四、计算题:本大题共3小题,共43分。
13. 如图所示,在匀强电场中,将带电荷量的电荷从电场中的A点移到点,克服电场力做了的功,再从B点移到C点,电场力做了的功。
(1)求A、B两点间的电势差和B、C两点间的电势差;
(2)若B点的电势为,则A点和C点的电势分别为多少?
【答案】(1)4V;-2V
(2)3V;1V
【解析】
【小问1详解】
A、B两点间的电势差
B、C两点间的电势差
【小问2详解】
若B点的电势为,因
可得
因
可得
14. 如图所示,A球质量为m,悬挂在绝缘细绳上,处于静止状态,此时绳与竖直方向成α角。在同一高度相距r处有一带电量为-Q的小球B固定在绝缘支座上,两球均可视为点电荷,重力加速度为g。求:
(1)A球受到的库仑力;
(2)A球所带的电荷量。
【答案】(1);水平向左;(2)
【解析】
【详解】(1)小球A受力分析,如图。
处于平衡状态,有
方向水平向左。
(2)根据库仑定律
解得
15. 如图所示,为一真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计),经灯丝与A板间的电压加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场,两平行金属板板长l,两极板相距d,两板间所加电压为),然后从板间飞出射到距板的荧光屏上(不计重力,荧光屏中点在两板间的中央线上,电子质量m,电量)。求:
(1)电子进入偏转电场的速度v大小?
(2)电子速度偏转角度的正切值?
(3)电子在荧光屏上的偏移量Y?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设电子经电压Ul加速后的速度为v0,由动能定理得
解得
(2)电子以速度v0进入偏转电场后,垂直于电场方向做匀速直线运动,沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,设偏转电场的电场强度为E,电子在偏转电场中运动的时间为t,加速度为a,电子离开偏转电场时的侧移量为y,由牛顿第二定律和运动学公式得
则
电子速度偏转角度的正切值
(3)设电子离开电场到达荧光屏上的时间为,则
电子在荧光屏上的偏移量
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