辽宁省沈阳市东北育才学校科学高中部2023-2024学年高一下学期第二次月考物理试卷

东北育才学校科学高中部2023-2024学年度下学期 第二次月考高一年级物理学科试卷 命题人：张妍 校对人：高一物理组 总分：100分 时间：75分钟 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.有关静电场的几个概念，下列说法中正确的是 A. 电荷量的单位，是国际单位制中七个基本单位之一 B. 为了形象地描述电场中电场强度的大小和方向，法拉第提出了电场线的概念 C. 静电力常量，是卡文迪许通过扭秤实验测得的 D. 元电荷的数值，最早是由汤姆孙通过油滴实验测得的 2.如图所示，竖直平面内有一边为的正方形，三个顶点分别放电量为的点电荷，一个顶点放的点电荷。则正方形中心点的场强大小和两竖直边中点、两点电势高低的判断正确是 A.  ， B. ， C. ， D. ， 3.图中的一组水平平行实线可能是电场线也可能是等势面，一个质子只在电场力作用下从点运动到点的运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是 A. 如果实线是等势面，则质子受到的电场力方向竖直向下 B. 如果实线是电场线，则点的电势比点的电势低 C. 如果实线是等势面，则质子在点的动能比在点的动能小 D. 如果实线是电场线，则质子在点的电势能比在点的电势能小 4.电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子沿半径为的圆形轨道运动，已知电子的质量为，电子的电荷量为，静电力常量为，则等效电流的大小为 A. B. C. D. 5.绝缘泡沫板上安装有一绝缘支架，支架一端通过丝线悬吊着一个金属球。现通过接触使金属球带上一定量的负电，然后在小球下方带上绝缘手套不断叠放原本不带电的硬币，硬币始终未和小球接触， 则下列说法正确的是 A. 丝线上的拉力保持不变 B. 丝线上的拉力会不断减小 C. 最上方的硬币会带正电 D. 用手触摸不带绝缘手套最下面的硬币，最上方的硬币所带电荷会消失 6.如图所示的电路中，若，端为输入端，且输入电压保持不变，，为输出端，并把滑动变阻器的滑片置于变阻器的中央， 则下列说法正确的是 A. 当，间不接负载时，输出电压 B. 当，间不接负载时，输出电压 C. 当，间不接负载时，输出电压 D. 当，，间接上负载时，电路总电阻大于滑动变阻器的最大阻值 7.在轴上、两点分别放置两电荷和，为两电荷中垂线上一点，且，在轴上的电场强度与的图线如图所示，规定场强沿轴正方向为正，则 A. 两电荷为等量异种电荷 B. 点电势等于 C. 从到电势增加 D. 电子从到运动过程中电势能增大 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8.如图是两个带电小球与某匀强电场叠加后的电场，实线表示电场线，虚线表示等势面。一电子在外力作用下沿电场线匀速率由图中点运动到点，不计电子重力，则该电子 A. 在点的电势能小于在点的电势能 B. 在、两点所受电场力相同 C. 从点运动到点过程中，外力做正功 D. 从点运动到点过程中，外力的功率不变 9.用两根等长的轻质绝缘细线，把两个带异种电荷的小球、悬挂起来，如图甲所示，小球、质量分别为、，带电荷量大小分别为、。如果在该区间加一水平向右的匀强电场，且线始终拉紧，最后达到的平衡状态如图乙所示，则关于两球的质量大小及带电荷量多少两球之间的作用力不考虑， 下列组合符合要求的有 A. ， B. ， C. ， D. ， 10.如图所示，在竖直平面内有一匀强电场，其方向与水平方向成斜向右上，在电场中有一质量为、所带电荷量为的带电小球，用长为的不可伸长的绝缘细线挂于点，当小球静止于点时，细线恰好水平。现用外力将小球拉到最低点，然后无初速度释放，则以下判断正确的是 A. 小球从点释放后到达点时，速度刚好为零 B. 小球从到过程中，合外力对它做了的功 C. 小球从到过程中，小球的机械能增加了 D. 若小球运动到点时，细线突然断裂，小球以后将做类平抛运动 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 11.如图甲是利用电流传感器系统研究电容器充电情况的电路图。将电容器接入电路检查无误后进行了如下操作：将拨至，并接通足够长的时间 将拨至 ③观察并保存计算机屏幕上的图，得到图线Ⅰ图乙Ⅰ ④换上电容器重复前面的操作，得到图线Ⅱ图乙Ⅱ 操作的作用是________。 两个电容器相比较，的电容________填“较大”“较小”或“相等”。 由图线可以分析出，两个电容器都充电时，的电压________填“大于”“小于”或“等于”的电压。 12.如图所示是验证动量守恒定律实验中获得的频闪照片，已知、两滑块的质量分别是、，滑块向右运动，与原来处于静止状态的滑块碰撞；碰撞前后共进行了四次拍摄，第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞之后。并且、滑块在拍摄频闪照片的这段时间内是在至这段范围内运动以滑块上的箭头位置为准，试根据频闪照片闪光时间间隔为回答问题。 根据频闪照片分析可知碰撞发生位置在___________刻度处； 滑块碰撞前的速度记为，由上图数据可计算得： 滑块碰撞后的速度________，滑块碰撞后的速度________； 根据频闪照片分析，两滑块组成的系统在相互作用过程中，若满足表达式_____________________________用题干及问所给字母表示可以得出的结论：在误差范围内，两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒。 四、计算题：本大题共3小题，共40分。 13.如图所示，平行板电容器的两个极板、分别接在电压为的恒压电源上，两极板间距为，电容器带电荷量为，极板接地。求： 平行板电容器的电容； 平行板电容器两板之间的电场强度； 距板为的点处的电势。 14.两块水平平行放置的导体板如图甲所示，大量电子质量为、电荷量为由静止开始，经电压为的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为；当在两板间加如图乙所示的周期为、恒为的周期性电压时，能使所有电子均从两板间通过不计电子重力，已知板间距为，求： 求电子刚进入两板间时的速度大小； 求时刻和时刻进入两板间的电子通过两板间过程中产生的侧向位移； 若这些电子通过两板之间的时间为，电子均能通过两极板，在侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在偏转电场中的动能增量之比。 15.一半径的光滑圆弧固定于竖直面内，、是圆弧的两个端点，为圆心，水平，竖直。圆弧所在的空间内存在方向水平向左、电场强度大小为的匀强电场，一带电荷量、质量的绝缘小球静止在点。现从点上方距离为的点出静止释放一质量的小球小球不带电，两小球均可视为质点，小球恰能无碰撞地从点进入圆弧，运动到点与小球发生弹性碰撞，碰撞过程无电荷转移且小球不会对小球以后的运动产生影响。小球运动到点后，立即将电场的方向改为水平向右，电场强度大小不变，小球在以后的运动过程中不会和圆弧发生碰撞，重力加速度取。 求小球在圆弧上运动的最小速度。 从小球运动到点开始，在以后的运动过程中 经过多长时间速度最小？并求出速度的最小值。 高一年级物理科试卷第1页共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二次月考答案 11. 使电容器不带电；较大；小于。  12.  ；    13. 解：由电容定义式可得。 两板之间为匀强电场，电场强度， 方向竖直向下； 点到板的距离为， 与间电势差， 又，， 可得。  14. 解：在加速电场中由动能定理可得： 解得 在偏转电场中，加速度为 对于时刻进入的电子 解得 对于时刻进入的电子 解得 侧向位移最大，其在有电场情况下的侧移为 侧向位移最小，其在有电场情况下的侧移为 因 动能增量之比为   15. 解： 小球在点受力平衡，设，则，代入数据得， 小球从点到点由动能定理：，解得， 小球弹性碰撞动量守恒：，   机械能守恒： ， 联立解得， 利用合外力做功判断球在圆弧上运动的最小速度的位置在点关于点的对称点处，对小球从点到由动能定理：， 解得小球在圆弧上运动的最小速度； 小球从运动到点：， 解得， 小球运动到点后，立即将电场的方向改为水平向右，重力与电场力的合力沿与水平成方向斜向右下方，小球做斜抛运动，沿力的方向、垂直力的方向分解运动，当沿力的方向速度为零时速度最小为， ， 由，解得， 故从小球运动到点开始，在以后的运动过程中经过时间速度最小，速度最小为。  【解析】 1. A.根据公式 可知库仑是导出单位，不是国际单位制中七个基本单位之一，故A错误； B.为了形象地描述电场中电场强度的大小和方向，法拉第提出了电场线的概念，故B正确； C.静电力常量是库仑通过扭秤实验测得的，故C错误； D.元电荷的数值，最早是由密立根通过油滴实验测得的，故D错误。故选B。 2. 【分析】根据点电荷产生的电场特点和矢量合成法则求解点的电场强度，根据等量的同种电荷和等量的异种电荷的电场电势高低分析两点的电势。 本题以等量点电荷对形成电场为背景，考查电场强度的叠加、电势注意电场强度是矢量是关键。 【解答】根据两个等量的同种电荷连线的中点电场强度为零，可知对角线上两个正电荷在点形成的电场合场强为零，故点的合场强为对角线上两个等量的异种电荷所形成的电场的叠加，根据电场的叠加原理可得出，。根据等量的异种电荷连线的中垂线为等势线得出，同一个边上的两个异种电荷在、点形成的电势相等，故两点的电势取决于左边上两个正电荷形成的电场，故，故ABC错误，D正确。 3. A.若实线是等势面，则电场线为竖直方向，质子所受电场力与电场线相切，同时指向轨迹凹处，故电场力方向竖直向下，故A正确； B.若实线是电场线，质子所受的电场力水平向右，电场线方向水平向右，则点的电势比点高，故B错误； C.若实线是等势面，质子从点到点静电力做负功，动能减小，故点的动能比在点的动能大，C错误； D.若实线是电场线，质子从点到点静电力做正功，电势能减小，故点电势能大于点电势能，D错误。 故选A。 4. 【分析】本题考查了电流的定义式。本题根据牛顿第二定律结合起来求出速率，再根据电流的定义式求解等效电流。 【解答】电子绕原子核的运动，由库仑力提供向心力，由牛顿第二定律得，得电子圆周运动的速率为，电子运动的周期，等效电流为，则，故BCD错误，A正确。 5. 【分析】本题考查静电感应与平衡条件的综合，弄清楚静电感应的特征是解题的关键。、 根据静电感应分析硬币最上面、最下面两侧的电性及电荷量情况，结合库仑定律分析小球所受硬币的库仑力分析及大小变化情况，根据平衡条件得出丝线上拉力的变化情况即可判断；结合静电感应知识分析直接可判断。 【解答】、由静电感应知，硬币最上面一侧靠近小球的一侧带正电，硬币最下面一侧带负电，且两侧所带的电荷量绝对值相等。由库仑定律知，硬币最上面一侧对小球有竖直向下的引力，最下面一侧对小球有竖直向上的排斥力，且引力大于排斥力，此时硬币对小球的合力表现为引力，设为，对小球，由平衡条件知，绳子的拉力，不断累加硬币时，硬币最上面与小球逐渐靠近，逐渐增大，则细丝上的拉力会不断增大，故AB错误，C正确； D、用手触摸不带绝缘手套最下面的硬币时，硬币通过手与大地接通，此时硬币最下面的负电荷会运动到地球上，最上面硬币仍然带正电，所带的电荷不会消失，故D错误。 6. 【分析】空载时变阻器上下两部分电阻串联，根据串联电路电压与电阻成正比得出输出电压当间接上负载时，负载与变阻器下部分电阻并联，电阻减小，分担的电压减小，间的负载越大，下部分并联的电阻越大，分担的电压越大，越接近 ． 本题变阻器作为分压器使用，考查对分压器原理的理解能力，关键利用串并联的特点进行分析． 【解答】空载时，变阻器上下两部分电阻串联，根据串联电路电压与电阻成正比，可知输出电压 ，AB错误，C正确 当、间接上负载时，负载与变阻器下部分电阻并联，电阻减小，则电路总电阻小于滑动变阻器的最大阻值，D错误． 7. A.点电场强度为零，且，可知两电荷为等量同种电荷，故A错误； ．点右侧电场方向沿轴正方向，可知两电荷为等量正电荷，中垂线上的电场方向为由点指向无穷远，根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，由于无穷远处电势为，则点电势大于，从到电势增加，故B错误，C正确； D.从到电势增大，根据负电荷在高电势处电势能反而小，电子从到运动过程中电势能减小，故D错误。 8. 解：电子沿电场线从到过程中，电场力做负功，根据功能关系可知电子的电势能增大，故该电子在点的电势能小于在点的电势能，故A正确； B.根据对称性可知，两点的场强大小相等，但电场强度方向不同，所以电子在、两点所受电场力方向不同，故B错误； C.从点运动到点过程中，电场力做负功，电子速率不变，故外力做正功，故C正确； D.电子在外力作用下沿电场线匀速率从点运动到点过程中，由于电场力大小是变化的，故外力也是变化的，外力的功率也是变化的，故D错误。故选：。 根据电场力的做功特点结合功能关系得出电子的电势能的变化趋势； 根据电场线方向结合电子的电性得出电场力的方向； 电子的速率保持不变，电场力做负功，由此分析出外力的做功类型； 根据功率的计算公式得出功率的变化趋势。 本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，熟悉粒子的受力分析，根据功能关系和电场线与场强的关系即可完成解答。 9. 【分析】解决本题的关键选择好研究对象，正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，掌握整体法和隔离法的综合运用。 【解答】解：设上端细线上的拉力大小为，下端细线上的拉力大小为，场强大小为，题图乙中上端细线与竖直方向夹角为，下端细线与竖直方向夹角为。 对、整体受力分析，如图所示 可得 对受力分析，如图所示 可得 因为两根细线等长，由数学知识可知    联立以上三式得  代入数值分析可知，故BCD符合题意，不符合题意。 10. 【分析】根据小球静止于点时，细线恰好水平，说明重力和电场力的合力方向水平向右，电场力与重力合力为，机械能的变化取决于电场力做功，通过分析小球的受力情况判断其运动情况。 本题考查了在复合场中的受力分析，关键要确定重力和电场力的合力方向和大小，通过分析受力情况，来判断小球的运动的情况。 【解答】 A.当小球静止于点时，细线恰好水平，说明重力和静电力的合力方向水平向右，小球从到过程中，细线拉力不做功，只有静电力和小球重力做功，它们的合力也是恒力，方向水平向右，所以小球到达点时，速度最大，而不是零，A错误； B.静电力与重力合力为，这个合力方向上的位移为，所以做功为，B正确； C.机械能增加量就是动能增加量和重力势能增加量之和，C错误； D.细线突然断裂时，小球速度方向竖直向上，合外力水平向右，因此小球以后将做类平抛运动，D正确． 11. 【分析】 本题考查了观察电容器的充、放电现象，解题的关键是知道乙图的面积物理意义，结合电容的定义式和欧姆定律即可解答。 【解答】 操作使电容器和电阻构成闭合回路，使电容器放电，作用是使电容器不带电； 由于两个电容器充电电压相同，图象面积表示充好电时两电容器的电荷量，由图知电容器所带电荷量多，由电容的定义式得的电容较大； 由于两个电容器都充电时的充电电流较大，根据欧姆定律得两端电压，知电路接电容器时两端电压较大，即此时电容器两端电压较小，所以由图线可以分析出，两个电容器都充电时，的电压小于的电压。 12. 由碰撞前A、位置可知碰撞发生在处 碰后的位置在，  ，处，则 碰后的位置在 ， ，处，则； 滑块组成的系统在相互作用过程中，若满足表达式可以得出的结论：在误差范围内，两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒。 14. 本题主要考查带电粒子在电场中的加速以及在交变电场中的偏转，熟练运用动能定理以及匀变速在直线运动的规律即可解答。 在加速电场中由动能定理可得电子刚进入两板间时的速度大小； 在偏转电场中，利用牛顿第二定律求出加速度，根据匀变速直线运动的规律求解侧向位移； 侧向位移最大，其在有电场情况下的侧移为一个周期内的偏转位移，侧向位移最小，其在有电场情况下的侧移为半个周期的偏转位移，根据求解在侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在偏转电场中的动能增量之比。 15. 本题考查物体受力平衡、动能定理的应用、斜抛运动以及竖直平面内的圆周运动； 球下落过程中只有重力做功利用动能定理求出与球碰撞前的速度，之后与球发生弹性碰撞；球变加速圆周运动到达点后做斜抛运动。 对球动能定理求出与球碰撞前的速度，弹性碰撞动量守恒、动能守恒，求出碰撞后球的速度，利用等效最高点判断小球在圆弧上运动的最小速度的位置，利用动能定理求出最小速度； 对小球应用动能定理求出点的速度，之后做斜抛运动，沿力的方向分析、垂直力的方向分解运动，当沿力的方向速度为零时速度最小。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$