精品解析：四川省广安中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题

高2023级高二上第一次月考（物理学科） 一、单选题（共4×6=24分） 1. 下列关于电场基本概念与规律的判断正确的是（　　） A 由库仑定律可知，当距离r→0时库仑力F→∞ B. 由可知，以点电荷为球心的球面上各点场强E相同 C. 由可知，电势差与检验电荷电量q成反比、与电场力做功成正比 D. 由可知，平行板电容器电容C与距离d成反比、与正对面积S成正比 2. 图甲是静电除尘装置的示意图，烟气从管口M进入，从管口N排出，当A、B两端接直流高压电源后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的，图乙是金属丝与金属管壁通电后形成的电场示意图。说法正确的是（　　） A. 金属丝与管壁间的电场为匀强电场 B. 粉尘在吸附了电子后动能会增加 C. 粉尘在吸附了电子后加速度会增加 D. 粉尘在吸附了电子后电势能会增加 3. 一带负电的粒子从电场中的A点运动到B点，该过程中，粒子受到的电场力做的功为；粒子受到的重力做的功为，除重力和电场力外的其他力做的功为。关于该过程中功与能量变化的关系，下列说法正确的是（ ） A 电势能增加了 B. 重力势能增加了 C. 机械能减少了 D. 动能的变化量是 4. 如图，真空中有两个电荷量均为的点电荷，分别固定在正三角形的顶点B、C．M为三角形的中心，沿的中垂线对称放置一根与三角形共面的均匀带电细杆，电荷量为．已知正三角形的边长为a,M点的电场强度为0，静电力常量的k．顶点A处的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，实线为三条电场线，从电场中M点以相同的速度方向射出a、b两个带电粒子，其仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则（ ） A. a的电势能将减小，b的电势能将增加 B. a一定带正电，b一定带负电 C. a的速度将增加，b的速度也将增加 D. 该电场的等差等势面为曲线且从左往右越来越稀疏 6. 将两点电荷A、B分别固定在x轴上，其坐标分别为xA=0m和xB=6m，B的电荷电量绝对值为Q，两点电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中x=4m处电势最高，x轴上M、N两点的坐标分别为xM=3m和xN=5m，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A. 两点电荷一定为异种电荷 B. M点的电场强度大于N点的电场强度 C. 正的试探电荷由M点运动到N点的过程，电势能先减小后增大 D. 若在M点放一带电荷量为q的试探电荷，则试探电荷受到的电场力大小为 二、多选题（共4×5=20，全部选对得5分，选对但不全得3分） 7. 下列关于牛顿力学和相对论的说法正确的是（　　） A. 牛顿力学只适用于宏观世界中做低速运动的物体 B. 相对论的出现，使牛顿力学失去了意义 C. 相对论认为时间和空间并不是相互独立的 D. 狭义相对论的其中一个基本假设是在不同的惯性参考系中，测得的真空中的光速不相同 8. 如图所示，在一固定正点电荷产生的电场中，另一正电荷q先后以大小相等、方向不同的初速度从P点出发，仅在电场力作用下运动，形成了直线PM和曲线PN两条轨迹，经过M、N两点时q的速度大小相等，则下列说法正确的有（ ） A. M点比P点电势低 B. M、N两点的电势不同 C. q从P到M点始终做减速运动 D. q在M、N两点的加速度大小相等 9. 一匀强电场方向平行于xOy平面，平面内、、三点的位置如图所示，已知平面内的各点电势分别为、、。下列说法正确的是（ ） A. C点电势为 B. 该匀强电场的场强大小为 C. 电子从B点运动到C点，电场力做功为 D. 电子在A点的电势能比在B点的低 10. 地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中Р点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在Р点。则射出后，（　　） A. 小球的动能最小时，其电势能最大 B. 小球的动能等于初始动能时，其电势能最大 C. 小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大 D. 从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量 三、实验题（共6+9=15分） 11. 某物理兴趣小组探究影响电荷间静电力的因素，实验装置如图所示。 （1）带正电的小球A固定不动，带正电的小球B通过绝缘丝线系在铁架台上，小球B会在静电力的作用下发生偏离。把系在丝线上的带电小球B先后挂在图中横杆上的、、等位置，实验时通过调节丝线长度，始终使A、B两球球心在同一水平线上，待小球B平衡后，测得丝线偏离竖直方向的角度为，A、B两球球心间的距离为r，小球B的质量为m，当地重力加速度大小为g，则A、B两球之间的库仑力大小为________。（用题中涉及的物理量符号表示） （2）以上实验采用的方法是________。 A. 微小量放大法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想实验法 （3）若实验中小球A、B的电荷量分别为和，则静电力常量可表示为________。（用题中涉及的物理量符号表示） 12. （1）如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。使电容器充电后与电源断开：若只上移左极板，静电计指针偏转角________（选填“变大”“变小”或“不变”）；若只将极板间距离减小时，静电计指针偏转角________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）电流传感器可以像电流表一样测量电流，它可以和计算机相连，能画出电流与时间的变化图像。某同学利用电流传感器设计了乙图所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时，待充电完成后，把开关S再与2接通，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像如图丙所示。请根据以上操作回答： ①电容器放电时，通过电阻R的电流方向是________（选填“由a到b”或“由b到a”）。 ②若图像与坐标轴围成的面积约为35格，且该同学使用的电源输出电压恒为，则该电容器电容为________（保留2位有效数字）。 四、解答题（共41分） 13. 如图所示，带正电的小球1用绝缘细线a悬挂在水平墙壁上，带负电的小球2用绝缘细线悬挂在竖直墙壁上。两小球处于静止状态时，细线b水平，细线a与竖直方向的夹角为37°，小球1、2（均可视为点电荷）的连线与水平方向的夹角也为37°，小球1、2间的距离d=2m。已知小球1、2所带的电荷量大小分别为，静电力常量，取重力加速度大小。求： （1）小球1、2间的库仑力大小； （2）细线b上的弹力大小和小球2的质量； （3）小球1的质量。 14. 如图所示，半径的四分之一光滑圆弧形绝缘轨道与水平绝缘轨道AB平滑连接于B点，轨道所在空间存在方向水平向右、电场强度大小的匀强电场。将质量的带电体P（可视为质点）从水平轨道AB上的D点（图中未画出）由静止释放后，P沿轨道开始运动。已知P的电荷量，P与轨道AB间的动摩擦因数，D、B两点间的距离，取重力加速度大小。求： （1）D、C两点间的电势差； （2）P从D点运动到B点所用的时间t； （3）P运动到圆弧轨道的末端C点时，圆弧轨道对P的弹力大小。 15. 在“质子疗法”中，质子先被加速到具有较高能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死细胞。如图所示，质量为m、电荷量为q的质子从极板A处由静止加速，通过极板中间的小孔以射出，然后从坐标系中的B点（0，d）平行于x坐标轴进入区域，该区域充满沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为，OP与x轴夹角。质子在电场中偏转垂直击中边界OP的C点（图中未标出）。取质子比荷为，，不计重力作用。求： （1）极板间的加速电压U； （2）B、C两点电势差UBC； （3）电场强度E的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高2023级高二上第一次月考（物理学科） 一、单选题（共4×6=24分） 1. 下列关于电场基本概念与规律的判断正确的是（　　） A. 由库仑定律可知，当距离r→0时库仑力F→∞ B. 由可知，以点电荷为球心的球面上各点场强E相同 C 由可知，电势差与检验电荷电量q成反比、与电场力做功成正比 D. 由可知，平行板电容器电容C与距离d成反比、与正对面积S成正比 【答案】D 【解析】 【详解】A．库仑定律的适用条件是带电体为点电荷，当距离r→0时带电体不能视为点电荷，所以此时不能根据得出库仑力F→∞，故A错误； B．由可知，以点电荷为球心的球面上各点场强E大小相同，但方向不同，故B错误； C．是电势差的比值定义式，电势差与电场本身性质有关，与检验电荷电量和电场力做功均无关，故C错误； D．是平行板电容器电容的决定式，其电容C与距离d成反比、与正对面积S成正比，故D正确。 故选D。 2. 图甲是静电除尘装置的示意图，烟气从管口M进入，从管口N排出，当A、B两端接直流高压电源后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的，图乙是金属丝与金属管壁通电后形成的电场示意图。说法正确的是（　　） A. 金属丝与管壁间的电场为匀强电场 B. 粉尘在吸附了电子后动能会增加 C. 粉尘在吸附了电子后加速度会增加 D. 粉尘在吸附了电子后电势能会增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，金属丝与管壁间的电场是非匀强电场，故A错误： B．粉尘在吸附了电子后会加速向带正电的金属管壁运动，故B正确； C．金属管壁处电场弱，粉尘加速度会减少，故C错误 D．此时电场力对吸附了电子后的粉尘做正功，电势能会减少，故D错误。 故选B。 3. 一带负电的粒子从电场中的A点运动到B点，该过程中，粒子受到的电场力做的功为；粒子受到的重力做的功为，除重力和电场力外的其他力做的功为。关于该过程中功与能量变化的关系，下列说法正确的是（ ） A. 电势能增加了 B. 重力势能增加了 C. 机械能减少了 D. 动能的变化量是 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场力做正功W1，所以电势能减少了W1，故A错误； B．重力做正功W2，所以重力势能减少了W2，故B错误； C．机械能的变化量等于除重力之外的外力做功的代数和，除重力以外其他力做正功 机械能增加量 故C错误； D．动能的变化量等于各个外力做功的代数和，即 故D错误。 故选D。 4. 如图，真空中有两个电荷量均为的点电荷，分别固定在正三角形的顶点B、C．M为三角形的中心，沿的中垂线对称放置一根与三角形共面的均匀带电细杆，电荷量为．已知正三角形的边长为a,M点的电场强度为0，静电力常量的k．顶点A处的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】B点C点的电荷在M的场强的合场强为 因M点的合场强为零，因此带电细杆在M点的场强，由对称性可知带电细杆在A点的场强为，方向竖直向上，因此A点合场强为 故选D。 5. 如图所示，实线为三条电场线，从电场中M点以相同的速度方向射出a、b两个带电粒子，其仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则（ ） A. a的电势能将减小，b的电势能将增加 B. a一定带正电，b一定带负电 C. a的速度将增加，b的速度也将增加 D. 该电场的等差等势面为曲线且从左往右越来越稀疏 【答案】C 【解析】 【详解】AC．两个带电粒子都只在电场力作用下运动，所以所受的合力即为电场力，由图可知粒子运动方向与合力方向夹角均小于，所以电场力对两个粒子都做正功，两个粒子的电势能都减小，速度都增大，C正确，A错误； B．电场强度方向未知，无法判断电荷的正负，B错误； D．等势面与电场线垂直且电场线越密地方等差等势面越密，所以该电场的等差等势面为曲线且从左往右看越来越密集，D错误。 故选C。 6. 将两点电荷A、B分别固定在x轴上，其坐标分别为xA=0m和xB=6m，B的电荷电量绝对值为Q，两点电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中x=4m处电势最高，x轴上M、N两点的坐标分别为xM=3m和xN=5m，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A. 两点电荷一定为异种电荷 B. M点的电场强度大于N点的电场强度 C. 正的试探电荷由M点运动到N点的过程，电势能先减小后增大 D. 若在M点放一带电荷量为q的试探电荷，则试探电荷受到的电场力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．图线的斜率表示场强，由图可知，在处图线的斜率为零，说明在处电场强度为零，所以两点电荷一定是同种电荷，故错误； B．由图可知图线在点的斜率小于点的斜率，即点的电场强度小于点的电场强度，故B错误； C．沿着电场线电势逐渐降低，则M点到N点，电场线先向左后向右，正的试探电荷从M点到N点时电场力先做负功后做正功，则电势能先增大后减小，故C错误； D．因为在处图线的斜率为零，根据点电荷场强公式 可知 所以 沿电场线方向电势逐渐降低，所以可知两点电荷都是带负电荷，则点到点的距离为，点到点的距离也为，所以点的场强大小为 则在M点放一带电荷量为q的试探电荷，其所受电场力为 故D正确。 故选D。 二、多选题（共4×5=20，全部选对得5分，选对但不全得3分） 7. 下列关于牛顿力学和相对论的说法正确的是（　　） A. 牛顿力学只适用于宏观世界中做低速运动的物体 B. 相对论的出现，使牛顿力学失去了意义 C. 相对论认为时间和空间并不是相互独立的 D. 狭义相对论的其中一个基本假设是在不同的惯性参考系中，测得的真空中的光速不相同 【答案】AC 【解析】 【详解】A．牛顿力学只适用于宏观世界中做低速运动的物体，故A正确； B．相对论的出现，并没有否定经典物理学，经典物理学是相对论在低速运动条件下的特殊情形，故B错误； C．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，它们之间是相互联系的，不是相互独立的，故C正确； D．狭义相对论的其中一个基本假设是在不同的惯性参考系中，测得的真空中的光速相同，故D错误。 故选AC 8. 如图所示，在一固定正点电荷产生的电场中，另一正电荷q先后以大小相等、方向不同的初速度从P点出发，仅在电场力作用下运动，形成了直线PM和曲线PN两条轨迹，经过M、N两点时q的速度大小相等，则下列说法正确的有（ ） A. M点比P点电势低 B. M、N两点的电势不同 C. q从P到M点始终做减速运动 D. q在M、N两点的加速度大小相等 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图中正电荷运动轨迹可知，正电荷在受力方向向右，即电场线为指向，所以P点电势高于M点电势，即M点比P点电势低，故A正确； B．由题意知，同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点与N点，且q在M，N点时速度大小也一样，由动能定理可知M、N两点的电势相同，故B错误； C．q从P到M做加速运动，故C错误； D．根据以上分析可知，M、N两点在同一等势面上，且该电场是固定正电荷产生电场，则说明M、N到固定正电荷的距离相等，由点电荷的场强公式可知M、N两点处电场强度大小相同，根据可知，q在M、N两点的加速度大小相等，故D正确。 故选AD。 9. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内、、三点的位置如图所示，已知平面内的各点电势分别为、、。下列说法正确的是（ ） A. C点的电势为 B. 该匀强电场的场强大小为 C. 电子从B点运动到C点，电场力做功为 D. 电子在A点的电势能比在B点的低 【答案】BC 【解析】 【详解】A．因AO与CB平行且等长，根据匀强电场的推论有 即 代入数据可得 故A错误； B．在OB上取D点，D点的电势为12V，连接AD，则AD是匀强电场的等势线，过O点作AD的垂线，交AD于F，则FO的方向是匀强电场的方向，则 如图 由几何知识可得 由 解得 该匀强电场的场强大小为 故B正确； C．电子从B点运动到C点，电场力做功为 故C正确； D．因，由可知，电子在A点的电势能比在B点的高4eV，故D错误。 故选BC。 10. 地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中Р点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在Р点。则射出后，（　　） A. 小球的动能最小时，其电势能最大 B. 小球的动能等于初始动能时，其电势能最大 C. 小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大 D. 从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量 【答案】BD 【解析】 【详解】A．如图所示 故等效重力的方向与水平成。 当时速度最小为，由于此时存在水平分量，电场力还可以向左做负功，故此时电势能不是最大，故A错误； BD．水平方向上 在竖直方向上 由于 ，得 如图所示，小球的动能等于末动能。由于此时速度没有水平分量，故电势能最大。由动能定理可知 则重力做功等于小球电势能的增加量， 故BD正确； C．当如图中v1所示时，此时速度水平分量与竖直分量相等，动能最小，故C错误； 故选BD。 三、实验题（共6+9=15分） 11. 某物理兴趣小组探究影响电荷间静电力的因素，实验装置如图所示。 （1）带正电的小球A固定不动，带正电的小球B通过绝缘丝线系在铁架台上，小球B会在静电力的作用下发生偏离。把系在丝线上的带电小球B先后挂在图中横杆上的、、等位置，实验时通过调节丝线长度，始终使A、B两球球心在同一水平线上，待小球B平衡后，测得丝线偏离竖直方向的角度为，A、B两球球心间的距离为r，小球B的质量为m，当地重力加速度大小为g，则A、B两球之间的库仑力大小为________。（用题中涉及的物理量符号表示） （2）以上实验采用的方法是________。 A. 微小量放大法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想实验法 （3）若实验中小球A、B的电荷量分别为和，则静电力常量可表示为________。（用题中涉及的物理量符号表示） 【答案】（1） （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球受力受力分析，设绳子与竖直方向的夹角为，则A、B两球之间的库仑力大小为 【小问2详解】 实验过程中，保持电荷量不变，改变球心距，属于控制变量法。 故选B。 【小问3详解】 根据库仑定律得 则静电力常量可表示为 12. （1）如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。使电容器充电后与电源断开：若只上移左极板，静电计指针偏转角________（选填“变大”“变小”或“不变”）；若只将极板间距离减小时，静电计指针偏转角________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）电流传感器可以像电流表一样测量电流，它可以和计算机相连，能画出电流与时间的变化图像。某同学利用电流传感器设计了乙图所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时，待充电完成后，把开关S再与2接通，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像如图丙所示。请根据以上操作回答： ①电容器放电时，通过电阻R的电流方向是________（选填“由a到b”或“由b到a”）。 ②若图像与坐标轴围成的面积约为35格，且该同学使用的电源输出电压恒为，则该电容器电容为________（保留2位有效数字）。 【答案】（1） ①. 变大 ②. 变小 （2） ①. 由b到a ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]电容器与电源断开，则电容器的电荷量保持不变；根据电容器的决定式可知，当上移左极板时，则正对面积S变小，所以C变小，根据Q=CU可知，U将变大，所以静电计指针偏转角变大； [2]根据电容器的决定式可知，当板间距离d减小时，则C变大，根据Q=CU可知，U将变小，所以静电计指针偏转角变小。 【小问2详解】 ①[1]根据电路构造可知，电容器充电完毕后，上极板带正电荷；当电容器放电时，通过电阻R的电流方向是由b到a； ②[2]在i-t图像中，图像和横轴围成的面积表示电容器的电荷量，根据图像可知，一个格子的电荷量为 图像与坐标轴围成的面积约为35格，则电容器放出的电荷量 电容器的电容为 四、解答题（共41分） 13. 如图所示，带正电的小球1用绝缘细线a悬挂在水平墙壁上，带负电的小球2用绝缘细线悬挂在竖直墙壁上。两小球处于静止状态时，细线b水平，细线a与竖直方向的夹角为37°，小球1、2（均可视为点电荷）的连线与水平方向的夹角也为37°，小球1、2间的距离d=2m。已知小球1、2所带的电荷量大小分别为，静电力常量，取重力加速度大小。求： （1）小球1、2间的库仑力大小； （2）细线b上的弹力大小和小球2的质量； （3）小球1的质量。 【答案】（1）45N （2）36N，2.7kg （3）2.1kg 【解析】 【小问1详解】 根据库仑定律有 解得 【小问2详解】 对小球2受力分析，水平方向上有 竖直方向上有 解得 ， 【小问3详解】 将小球1、2作为整体受力分析，有 解得 14. 如图所示，半径的四分之一光滑圆弧形绝缘轨道与水平绝缘轨道AB平滑连接于B点，轨道所在空间存在方向水平向右、电场强度大小的匀强电场。将质量的带电体P（可视为质点）从水平轨道AB上的D点（图中未画出）由静止释放后，P沿轨道开始运动。已知P的电荷量，P与轨道AB间的动摩擦因数，D、B两点间的距离，取重力加速度大小。求： （1）D、C两点间的电势差； （2）P从D点运动到B点所用时间t； （3）P运动到圆弧轨道的末端C点时，圆弧轨道对P的弹力大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 D、C两点沿电场线方向的间距 根据电势差与电场强度的关系有 解得 【小问2详解】 对P受力分析，根据牛顿第二定律有 根据运动学公式有 解得 【小问3详解】 P从D点到C点的过程根据动能定理有 在C点，根据牛顿第二定律有 解得 15. 在“质子疗法”中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死细胞。如图所示，质量为m、电荷量为q的质子从极板A处由静止加速，通过极板中间的小孔以射出，然后从坐标系中的B点（0，d）平行于x坐标轴进入区域，该区域充满沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为，OP与x轴夹角。质子在电场中偏转垂直击中边界OP的C点（图中未标出）。取质子比荷为，，不计重力作用。求： （1）极板间的加速电压U； （2）B、C两点电势差UBC； （3）电场强度E的大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）质子在极板间加速，由动能定理可得 解得极板间的加速电压 （2）质子在电场中偏转垂直击中边界OP的C点，如图 则质子到达C点时的速度 质子从B点到C点由动能定理得 解得B、C两点电势差 （3）质子在电场中运动到达OP上的C点时间为t，竖直方向速度为vy，水平位移为x，竖直位移为y，加速度为a。由运动学公式有 由几何关系得 解得 由，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$