三重教育2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题

姓名： 准考证号： 秘密★启用前 三重教育2024-2025学年高二年级阶段性考试 物理试题 (考试时间75分钟，满分100分) 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区 域内。 2.全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上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，将答案用0.5毫米的黑 色笔迹签字笔写在答题卡上。 4.考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一 个选项是符合题目要求的。 1.下列有关电场强度和电势的概念，说法正确的是 A.电场强度为零的位置，电势一定为零 B.电势为零的位置，电场强度一定为零 C.电场线密集的位置，电势一定大 D.等差等势面密集的位置，电场强度一定大 2.一个雷雨天，某避雷针电场周围的等差等势面如图中虚线所示，有关 等势面上的A、B、C三点的电场强度E、电势P和某三个带相同电荷量 96e69e 的负电雨滴在三点所受的电场力F、所具有的电势能E(选无穷远为 势能零点)的大小关系正确的是 A.E>E>E B.Pn<Pc C.F<F<Fo D.E>E>Ee 3.课堂上，李老师演示“观察静电感应现象”实验，两个相同的导体A、B分别架在两个绝缘 支柱上，A和B彼此接触，贴在A、B导体下端的金属箔闭合，手持绝缘棒一端带有金属球 C,C带正电，使C靠近A导体（不接触），如图所示，C始终不移开。现将导体分开后A带 上了-1.6×10℃的电荷，已知元电荷e的值为1.6×10C。有关上述实验操作及现象，下 列说法正确是 A.B导体所带的电荷量为-1.6×10C B.实验过程中，电子由A转移到B C.实验过程中，电子转移了101个 D.若在分开导体之前用手触碰B的右端，分开后A的电荷量是+0.8×10℃ 高二物理试题 第1页（共6页） 4.如图所示，空间内存在水平向右的匀强电场，现将一个质量为m的带电小球以2初速度 沿电场线方向抛出，忽略空气阻力，经过一段时间后其速度大小变为，方向竖直向下。 则在这段时间内，小球的 A.动能减小了m B.电势能增加了2mm C.机械能增加了2mm D.重力势能减小了号mr 5.两个带电平行金属板充满电后断开电路，板间为真空，将一个试探电荷由靠近A板的位 置静止释放，粒子运动到B板。现使电容器间的距离变为原来的两倍，仍使该试探电荷 由靠近A板的位置静止释放。忽略边缘效应，不考虑试探电荷的重力。下列说法正确 的是 A.变化前后，电容器的电容之比为1：2 B.变化前后，电容器的电压之比为2：1 C.变化前后，带电粒子运动的时间之比为1：2 D.变化前后，带电粒子到达B板的动能之比为1：2 6.如图所示，在直角坐标系Oy的x轴上有两个等量电荷，下图中分别 表示两个电荷连线上和中垂线上的电场强度或电势的变化图像，设 沿x轴和y轴正方向为电场方向，选无穷远为电势能零点。下图中 能表示同种电荷或异种电荷在同种情况下电场强度和电势变化图 像的是 0 D 高二物理试题 第2页（共6页） 7.如图所示，棱长为r的正方体两个顶点A、B上各有一个电荷量为+Q的点电荷，棱CD上 有一根略短于棱长的均匀带电的细棒，此时体心的电场强度为零。已知静电力常量为 k.CD棱上的导体棒在体心O处产生的场强大小为 A. √6kQ B.4V30 9r2 9r2 C.8V69 D.830 9r2 9r2 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个 或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.一个带电粒子在电场中运动，粒子仅受电场力的作用，如图所示，其运动轨迹是图中的 虚线，实线是电场线或等差等势面。有关该粒子的速度变化，下列说法正确的是 A.若实线是电场线，则，> B.若实线是电场线，则，<后 C.若实线是等势面，则a>m D.若实线是等势面，则4<n 9.如图所示，在匀强电场中存在一个平面平行于电场方向的直角三角形，已知AC=3cm, ∠B=30°。将一个电荷量为+6×106C的点电荷，从A点移动到B点，静电力做功为 2.88×105J,再从B点移到C点克服电场力做功为2.16×10J。下列说法正确的是 A.电场方向由B指向A B.电场强度大小为80Vm C.AB间的电势差是Um=4,8V D.整个移动过程中粒子的电势能增加了7.2×10J 30>B 10.用绝缘细线将一个电荷量为q、质量为m的小球悬挂于O点，静止时小球位于P点。现 在空间内加入一个水平向右的匀强电场，小球重新静止时细线与竖直方向的夹角为 45°，如图所示。已知绳长为！，重力加速度为g,不考虑阻力。下列情况中，小球运动的 平面始终在竖直平面内，释放时细线均处于伸直状态。下列描述中正确的是 A.电场强度大小为√2mg B.若将小球由与O点等高的位置D点静止释放，小球到达P点的速度为O C.若将小球由与O点等高的位置C点静止释放，小球到达P点的速度为2g D.若将小球由O点正上方的N点静止释放，小球到达P点的速度为J2gl 高二物理试题 第3页（共6页） 三、实验题：本题共2小题，共14分。 11.(6分)某兴趣小组做“静电屏蔽”实验装置如图甲所示。 77770777777777刀77 77777777777777777 分 乙 (1)该小组将A验电器放到绝缘平台上，用金属网将A验电器罩起来，用一个带电小球 靠近金属网，但不接触，同学们发现，A验电器的金属箔片 (选填“张开”或 “闭合”)。下列现象中利用到静电屏蔽原理的是 A.优质的话筒线包有金属外衣 B.燃气灶的点火器做成针尖形 C.用高压电接金属板进行除尘 (2)小组做完上述实验后，又将A验电器用导线连接在金属网的内侧，再将同样放置在 绝缘底座上的B验电器用导线连接在金属网的外侧，如图乙所示。现用带电的金属球 接触金属网，移走带电小球后，同学们观察到 (选填“A”“B”或“A和B”)验电 器的金属箔片张开。 12.(8分)李老师在课堂上演示电容器充放电实验，原理如图所示，老师利用二极管的单向 导电性对电容器进行充电。实验用到的电容器铭牌上标有“450V10000μF”,老师先 将单刀双掷开关拨到“1”点，对电容进行充电，一段时间后，发现 电压表的示数为285V,再将开关拨至“2”点。 (1)当老师把开关拨至“2”点后，同学们发现 A.灯泡逐渐变亮 B.灯泡立即熄灭 C.灯泡立即亮后不熄灭 D.灯泡立即亮后缓慢熄灭 (2)开关拨至“2”前，电容左侧A极板带 电（选填“正” 或“负”)，电容器储存的电荷量为 C (3)从电容器充电至最后放电结束，下图可以反映通过灯泡的电流变化是 高二物理试题 第4页（共6页） 四、解答题：本题共3小题，共40分。 13.(11分)质量相等的两个点电荷分别用一根绝缘细杆固定在天花板上，固定点间的距离 为30cm,如图所示。已知A点电荷的电荷量为+Q,B点电荷的电荷量为+4Q。若在A、B 点电荷的连线上引入第三个电荷C,要使C处于静止状态，求： (1)C电荷与A电荷间的距离。 (2)若将上述细杆变为绝缘细线，固定点不变，要使C点电荷静止且细线方向为竖直方 向，C点电荷的电性及电荷量。 111111L127 B 14.(14分)一个带电量为+g、质量为m的粒子由电容器的左上端A进入一个平行板电容 器，电容器的长度为1，极板间距也为1。粒子的初速度为”。，方向垂直电场方向，如图甲 所示。现给电容器加一个周期为T=L,场强大小不变的交变电场，其电压与时间图像 (U-t图像)如图乙所示。已知t=0时刻进人的粒子，经过电场后刚好从下极板的右 下端D点射出电场，不考虑电场变化的影响。求： (1)交变电场的电压U。: (2)若粒子由：=智时由A点水平射入电容器，射出电场时与AB极板的距离： (3)若大量粒子在0≤1≤《时，由A点水平进入电容器，在电容器右侧加一个竖直向下 的匀强电场，场强大小为E-么，该电场中有一个与D点相距很近足够大的接收屏，接 收屏与水平方向夹角为45°，粒子打到接收屏上的位置与D点的最近距离。（结果保留 根号) 459 高二物理试题 第5页（共6页） 15.(15分)在一个足够大的光滑绝缘桌面上，以桌子的一角为原点，相邻的两条边所在的 直线为x轴和y轴，建立一个三维直角坐标系Oxz,如图甲所示。现在桌子所在的y轴 负方向的区域内加一个辐射电场，场强方向指向原点O。现将一个带电小球由y轴负 方向上某点以初速度垂直于y轴沿x轴正方向抛出，小球离开桌面（电场区域）后水 平抛出，最终落在地面上。小球在整个运动过程中的速度可用图乙中三维直角坐标系 的一个点P(,,)表示，，、书，、，为小球的速度在坐标轴方向上的分量，小球出发 时P位于a(,0,0)点，之后沿着4圆弧运动到了b(0,o,0)点，后又沿着直线运动 到了c(O,,一)点。已知P点在任意相等的时间内通过的曲线长度相等，g为重力 加速度。求： (1)小球落地时的速度大小； (2)抛出点与原点的距离： (3)整个运动过程中小球的位移大小。（结果保留根式）】 b(0,n.0】 a(ro,0.0) Jc(0,o,-o) 桌面 分 高二物理试题 第6页（共6页）三重教育2024-2025学年高二年级阶段性考试 物理试题参考答案 一、单项选择题 1.答案：D 解析：电场强度与电势是描述电场两个性质的物理量，二者没有相互影响的关系。电场线和等差等势面密集的 位置电场强度一定大，但是电势不一定最高，故D项正确，ABC项错误。 2.答案：A 解析：图中虚线是等差等势面，等势面越密，电场强度越大，由图可知，EA > EB > EC，A项正确。电场力F = Eq， 三个雨滴的电荷量相同，故FA > FB > FC，C项错误。由于云层带负电，避雷针带正电，电场大致方向由避雷针指 向云层，根据沿着电场线电势降低的特点可知，φB > φA > φC ，B项错误。根据电势能的表达式Ep = qφ可知，带 电雨滴为负电荷，所以EpC > EpA > EpB，故D项错误。 3.答案：C 解析：A导体带负电，根据感应起电的原理可知，B导体带正电，故A项错误。电子由B导体移动到A导体，B项错 误。最终导体带电量为 1.6×10-8C，每个电子的电荷量为-1.6×10-19C，所以在静电感应的过程中，转移的电子数目 为 n = 1.6 × 10-81.6 × 10-19 = 1 × 1011个，故C项正确。用手碰后，电子由大地转移到B端，中和了B的正电荷，移走C和手 后导体带负电，故D项错误。 4.答案：B 解析：带电小球在电场和重力场中做曲线运动，将该小球的运动分解至电场方向和重力场的方向，小球竖直向下 做自由落体运动，水平方向做匀减速直线运动，由题意可知，最终小球水平方向的速度减为零，竖直方向初速度 为零。由此可知，整个过程中动能减小，减小了 1 2 m（2v）2 - 1 2 mv2 = 3 2 mv2，故A项错误。电场力做负功，小球的 电势能增加了 1 2 m ( )2v 2 = 2mv2，故B项正确。小球增加的电势能等于减小的机械能，即机械能减小了 2mv2，故C 项错误。竖直方向重力做正功，重力势能减小了 1 2 mv2，故D项错误。 5.答案：D 解析：现将金属板间距扩大为原来的两倍，根据电容的决定式C = εrS4πkd，C变为原来的一半，变化前后，电容器的 电容之比为 2∶1，故A项错误。由于电容断开电路，电容器的电荷量保持不变，根据C = Q U 可知，U变为原来的原 来的两倍，故电容器的电压之比为 1∶2，故B项错误。由于板间间距变为原来的两倍，根据E = U d 可知，电压和距 离均变为原来的两倍，所以电场强度E不变，电场力和粒子的加速度不变，根据 x = 12 at2可知，x变为原来的两 倍，t变为原来的 2倍，带电粒子运动的时间之比为 1 ∶ 2，故C项错误。根据电场力做功W = qU = 12 mv2可 知，电压变为原来的两倍，动能也变为原来的两倍，故D项正确。 6.答案：A 解析：ACD选项，由电势的图像可知，两幅图描述的是等量正电荷的电场分布情况，根据等量正电荷的电场分布 情况可知，中间位置场强为零，如图所示，A电荷左侧电场为负，AO段电场为正，OB段电场为负，B右侧电场为 正，故A正确。中垂线上，O上侧电场为正，O下侧电场为负，故CD项错误。B选项，同样由电势图像可知，该电 荷为等量异种电荷，连线上，A电荷为正，B电荷为负，AB间电场方向为正，A左侧电场为负，B右侧电场为负，但A 左侧电势为正，故B项错误。 高二物理答案 第1页（共4页） A O B O A B 7.答案：C 解析：由图可知，在O点点电荷 A、B产生的场强与棱CD产生的场强等大反向，根据数学知识计算出点电荷 A、B 距离体心的长度，如图所示。点电荷 A在O处的场强为 kQ3 4 r2 = 4kQ3r2 ，根据平行四边形定则可以算出O点场强为 8kQ 3r2 cos θ，由数学知识可知 cos θ = 63 ，可得场强为 8 6 kQ 9r2 。故选C。 二、多项选择题 8.答案：AD 解析：由图可知，若粒子由A运动到B，若实线为电场线，粒子所受的电场力指向轨迹凹侧，且沿着电场线切线方 向，粒子的速度方向沿着轨迹的切线方向，粒子做减速运动，故A项正确，B项错误。若实线是等差等势面，电场 力指向轨迹凹侧，与等差等势面垂直，粒子做加速运动，故C项错误，D项正确。若粒子由B运动到 A，分析情况 类似，得到的结论仍然是AD选项。 9.答案：BC 解析：粒子由A移动到B点，AB间的电势差UAB = WAB q = 2.88 × 10-56 × 10-6 V = 4.8 V，故C项正确。同理计算出BC间的 电势差UBC = -3.6 V，由此可知AB四分之一点处的电势与C点电势相同。如图所示，CD是等势面，电场线垂直等 势面，电场方向由A指向B，故A项错误。根据数学关系可知，A到CD面的距离为AB长度的四分之一，即 1.5 cm， 求出电场强度的大小E = UAD d = 80 V/m，故B项正确。整个过程中，电场力做正功，电势能减小了 2.88 × 10-5 J - 2.16 × 10-5 J = 7.2 × 10-6 J，故D项错误。 10.答案：BCD 解析：如图所示，小球受力如图所示，根据几何关系可知mg = Eq，解得E = mg q ，故A项错误。若由D点释放，重 力做功为WG = mgl，电场力做功WE = -Eql = -mgl = -WG，合外力做功为零，小球在P点的速度为零，故B项正 确。若由C点释放，小球所受的重力和电场力的合力大小和方向均不变，即加速度 a = 2 g，小球做匀加速直 线运动，由C至P点的速度大小为 v = 2ax = 2 2 g 2 l = 2 gl，故C正确。若由N点释放，在到达D点之 前的运动情况与C项相同，到达D后绳子处于原长，但不能伸长，此时细绳的拉力发生突变，将此时的速度分解 为沿细绳和垂直于细绳方向，沿细绳方向的速度突变为零，小球以垂直细线方向的速度摆到P点，由于在D至P 的过程中，小球的动能不变，故 P点的速度大小等于D点垂直细线的速度大小，即 v = 2 gl cos 45° = 2 gl × 22 = 2gl，故D项正确。 高二物理答案 第2页（共4页） A B rθ 32 r B A F v A B F v A C B D 30° 三、实验题 11.答案：（每空2分，共6分）（1）闭合；A；（2）B。 解析：（1）由静电屏蔽的知识可知，金属网内部不会受到外部电场的影响，所以A验电器的金属箔片不会张开。 利用到静电屏蔽知识的是A，话筒线包有金属外衣为了防止内部电话线受到外界电场的影响。 （2）因为带电体所带电荷量只分布在导体的外部，内部没有电荷，所以只有B验电器金属箔张开。 12.（8分） 答案：（每空2分，共8分）（1）D；（2）正；2.85；（3）C。 解析：（1）电容充电完成后，将开关拨至“2”时，电容开始放电，随着电容的电荷量越来越少，灯泡逐渐熄灭，故 选D。 （2）根据二极管的单向导电性可知，电容器的 A极板带正电，根据电容的定义式计算电荷量Q = CU = 10-2 × 285 C = 2.85 C。 （3）电容器充电时，闭合开关，电流值达到最大，在充电过程中电流逐渐减小直至为零。当开关拨至“2”时，电容 器开始放电，电流仍然是由最大值放电，最终减为零，但是此时电容充当电源，电流的方向与原来相反，故选C。 四、解答题 13.答案：（1）10 cm；（2）负电；4Q9 。 解析：（1）由图可知，若为细杆，A、B两个点电荷一定处于静止状态，只需要研究C即可，设C的电荷量为 q，与A 相距 x，列出库仑定律的方程为 kQq x2 = k4Qq （30 - x）2（3分），解得 x = 10 cm。（2分） （2）若将细杆换成细线，需要保证 A、B同时平衡，根据第（1）问的结果。以 A为研究对象，再列一个库仑定律平 衡的方程 kQq 102 = k4Q2 302（2分），解得 q = 4Q 9（2分）。由于A点电荷必须受到C的引力，故C点电荷带负电。 （2分） 14.答案：（1）4mv20 q ；（2）l2；（3） 22 l。 解析：（1）根据题意得，粒子刚好在一个周期内出电场，粒子在水平方向做匀速直线运动，在电场方向，粒子先做 匀加速直线运动，再做匀减速直线运动。加速时间为 T 2，竖直方向上的位移为 l 2，得 l 2 = 1 2 a ( )T2 2 = 12 qU0ml l24v20（3分），解得U0 = 4mv20q （2分）。 （2）若粒子在 T8时进入电场，粒子仍然经过一个周期射出电场，在竖直方向上，粒子先加速 3T 8 ，再减速 3T 8 时，竖 直 方 向 的 速 度 变 为 零 ，再 反 向 加 速 T 8，再 减 速 T 8 后 ，离 开 电 场 。 竖 直 方 向 的 位 移 为 h = 2 é ë ê ê ù û ú ú 1 2 a ( )3T8 2 - 12 a ( )T8 2 = l2（4分）。 高二物理答案 第3页（共4页） C O D E N 45° P O O′ B E D 45°x l 2 + x （3）若粒子在 0 ≤ t ≤ T8内进入电场，粒子射出电场时分布在OO′下方射出，射出的速度均为 v0，从下极板右端射 出的粒子落在接收屏上的距离最近，即 0时刻进入电场的粒子。则水平位移为 x = v0 t（2分），竖直位移为 y = 1 2 Eq m t2（2分），可得粒子打到接收屏上的位置与D点的最近距离为 x2 + y2 = 2 l2 （1分）。 15.答案：（1） 2 v0；（2）v 20 g ；（3） 212 v20 g 。 解析：（1）由图可知，小球落地时的速度 vz = -v0，vy = v0，可得速度大小为 v = v2y + v2z = 2 v0。（3分） （2）已知P在任意相等的时间内通过的曲线长度相等可知，小球的加速度相等，在第一个运动过程中小球做匀 速圆周运动，如图所示，轨迹为四分之一圆弧，抛出点与圆心的距离即为圆周运动的半径，根据 g = v 20 r （2分）， 解得 r = v 20 g 。（2分） （3）由图可知，小球的位移是线段 AB的长度，ED = r + v0 t，BD = r（1分），根据平抛规律可知 t = v0g（1分）， AE = v 202g，BD = v20 g （2分），解得EB = BD2 + ED2 = 5 v20 g （2分），AB = EB2 + AE2 = 21 v202g 。（2分） 高二物理答案 第4页（共4页） A O E D C B y z x