精品解析：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 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C，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e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a的正方形，三个顶点分别放电量为q的点电荷，一个顶点放的点电荷（）。则正方形中心O点的场强大小和两竖直边中点M、N两点电势高低的判断正确的是（　　） A. 0 B. C. D. 3. 图中的一组平行实线可能是电场线也可能是等势线，一个电子只在电场力作用下从a点运动到b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a点的电势比b点的电势低 B. 如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势高 C. 如果实线是等势面，则电子在a点的动能比在b点的动能小 D. 如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大 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r的圆形轨道运动,已知电子的质量为m，电子的电荷量为e，则其等效电流的大小为（　　） 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金属硬币，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. 用不带绝缘手套的手触摸硬币，上方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x轴上A、B两点分别放置两电荷q1和q2，C为两电荷中垂线上一点，且AO=BO=CO，在x轴上的电场强度与x的图线如图所示，规定场强沿x轴正方向为正，则（　　） A. 两电荷为等量异种电荷 B. O点电势等于0 C. 从C到O电势增加 D. 电子从C到O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a、b悬挂起来，如图甲所示，小球a、b质量分别为、，带电量大小分别为、。如果在该区间加一水平向右的匀强电场，且绳始终拉紧，最后达到的平衡状态如图乙所示，则关于两球质量大小及带电量多少（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∠α＝30°斜向右上，在电场中有一质量为m、电量为q的带电小球，用长为L的不可伸长的绝缘细线挂于O点，当小球静止于M点时，细线恰好水平。现用外力将小球拉到最低点 P，然后无初速度释放，则以下判断正确的是（　　） A. 小球从P点释放后到达M点时，速度刚好为零 B. 小球从P到M过程中，合外力对它做了mgL 的功 C. 小球从P到M过程中，小球的机械能增加了mgL D. 若小球运动到M点时，细绳突然断裂，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C接入电路检查无误后进行了如下操作： ①将S拨至1，并接通足够长时间； ②将S拨至2； 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C2重复前面的操作，得到图线Ⅱ（图乙Ⅱ）； （1）操作①的作用是______； （2）两个电容器相比较，C1的电容_____（填“较大”“较小”或“相等”）； （3）由图线可以分析出，两个电容器都放电2s时，C1电压_____（填“大于”“小于”或“等于”）C2的电压。 12. 如图所示是验证动量守恒定律实验中获得频闪照片，已知A、B两滑块的质量分别是、，A滑块向右运动，与原来处于静止状态的B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A、B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。 (1)根据频闪照片分析可知碰撞发生位置在__________刻度处； (2)A滑块碰撞前的速度记为，由上图数据可计算得：A滑块碰撞后的速度_______，B滑块碰撞后的速度_______； (3)根据频闪照片分析，两滑块组成系统在相互作用过程中，若满足表达式__________（用题干及(2)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A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上，两极板间距为3cm，电容器带电荷量为6×10-8C，A极板接地。求： （1）平行板电容器的电容； （2）平行板电容器两板之间的电场强度； （3）距B板为2 cm的C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m、电荷量为e）由静止开始，经电压为U0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2t0；当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、恒为U0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d，求： （1）求电子刚进入两板间时的速度大小； （2）求0时刻和t0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； （3）若这些电子通过两板之间的时间为3t0，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。 （1）求小球在圆弧上运动最小速度； （2）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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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 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C，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e的数值，最早是由汤姆孙通过油滴实验测得的 【答案】B 【解析】 【详解】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e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. 如图所示，竖直平面内有一边为a的正方形，三个顶点分别放电量为q的点电荷，一个顶点放的点电荷（）。则正方形中心O点的场强大小和两竖直边中点M、N两点电势高低的判断正确的是（　　） A. 0 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】正方形的边长为a，在O点，对角线上的两个正点电荷产生的场强相互抵消，异号的两个点电荷在O点产生的场强大小相等，方向相同，则 根据等量异号和等量同号电荷中垂线上电势分布特点可知等量异号在M和N点电势相等，同号在M点电势大于N点，因此 故选D。 3. 图中的一组平行实线可能是电场线也可能是等势线，一个电子只在电场力作用下从a点运动到b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a点的电势比b点的电势低 B. 如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势高 C. 如果实线是等势面，则电子在a点的动能比在b点的动能小 D. 如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A．若实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向向下，则电场线方向向上，a点的电势比b点高，故A错误； B．若实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场线方向水平向左，则a点的电势比b点低，故B错误； C．电子从a点到b点静电力做负功，电子的电势能增大，则电子在a点的电势能比在b点的电势能小，在a点的动能比在b点的动能大，故C错误； D．电子从a点运动到b点电场力做正功，所以电子的电势能减小，电子在a点的电势能比在b点的电势能大，故D正确。 故选D。 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r的圆形轨道运动,已知电子的质量为m，电子的电荷量为e，则其等效电流的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】电子做绕核运动，由库仑定律和牛顿第二定律，可知 根据电流定义式，可知 联立，解得 故选A。 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金属硬币，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. 用不带绝缘手套的手触摸硬币，上方硬币所带电荷会消失 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．根据感应起电原理可知，最上方的硬币会带正电，硬币与小球相互吸引，丝线拉力变大，故AB错误，C正确； D．用不带绝缘手套的手触摸硬币，最上方硬币的始终带正电，故D错误。 故选C。 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 【答案】C 【解析】 详解】ABC．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 故AB错误，C正确； D．当A、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，故D错误。 故选C。 7. 在x轴上A、B两点分别放置两电荷q1和q2，C为两电荷中垂线上一点，且AO=BO=CO，在x轴上的电场强度与x的图线如图所示，规定场强沿x轴正方向为正，则（　　） A. 两电荷为等量异种电荷 B. O点电势等于0 C. 从C到O电势增加 D. 电子从C到O运动过程中电势能增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．O点电场方向零，且AO=BO，可知两电荷为等量同种电荷，故A错误； BC．B点右侧电场方向沿x轴正方向，可知两电荷为等量正电荷，AB中垂线上的电场方向为由O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0，则O点电势大于0，从C到O电势增加，故B错误，C正确； D．从C到O电势增大，根据负电荷在高电势处电势能反而小，电子从C到O运动过程中电势能减小，故D错误。 故选C。 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 【答案】AC 【解析】 【详解】A．电子沿电场线从到过程中，电场力做负功，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．a、b两点电场强度方向不同，该电子在a、b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AC。 9. 用两根等长的轻质绝缘细线，把两个带异种电荷的小球a、b悬挂起来，如图甲所示，小球a、b质量分别为、，带电量大小分别为、。如果在该区间加一水平向右的匀强电场，且绳始终拉紧，最后达到的平衡状态如图乙所示，则关于两球质量大小及带电量多少（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. ， 【答案】BCD 【解析】 【分析】本题考查电场力和共点力平衡知识。求解过程中要能灵活的应用整体法和隔离法，正确的选取对象并对其进行受力分析求解。 【详解】设上端绳子拉力为T1，下端绳子拉力为T2，场强大小为E，乙图中上端绳子与竖直方向夹角为θ，下端绳子与竖直方向夹角为α。 对a、b整体受力分析，如图所示 利用平行四边形定则，可得 对b受力分析，如图所示 利用平行四边形定则，可得 因为两根绳子等长，由数学知识可知 联立以上三式得 代数分析可知，BCD均符合题意，A不符合题意。 故选BCD。 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∠α＝30°斜向右上，在电场中有一质量为m、电量为q的带电小球，用长为L的不可伸长的绝缘细线挂于O点，当小球静止于M点时，细线恰好水平。现用外力将小球拉到最低点 P，然后无初速度释放，则以下判断正确的是（　　） A. 小球从P点释放后到达M点时，速度刚好为零 B. 小球从P到M过程中，合外力对它做了mgL 的功 C. 小球从P到M过程中，小球的机械能增加了mgL D. 若小球运动到M点时，细绳突然断裂，小球以后将做类平抛运动 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当小球静止于M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，小球从P到M过程中，线拉力不做功，只有电场力和小球重力做功，它们的合力也是恒力，方向水平向右，所以小球到最右边时，速度最大，而不是零，故A错误； B．电场力与重力合力为 这个方向上位移为L，所以做功为，故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mgL之和，故C错误； D．细线突然断裂时，速度方向竖直向上，合外力水平向右，做匀变速曲线运动，因此小球以后将做类平抛运动，故D正确。 故选BD 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C接入电路检查无误后进行了如下操作： ①将S拨至1，并接通足够长的时间； ②将S拨至2； 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C2重复前面的操作，得到图线Ⅱ（图乙Ⅱ）； （1）操作①的作用是______； （2）两个电容器相比较，C1的电容_____（填“较大”“较小”或“相等”）； （3）由图线可以分析出，两个电容器都放电2s时，C1的电压_____（填“大于”“小于”或“等于”）C2的电压。 【答案】 ①. 给电容器充电 ②. 较大 ③. 大于 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]将电容器与电源连接，目的是为了给电容器充电。 （2）[2]由于两个电容器是用同一个电源充电，所以充电完毕后二者电压相等，而图像与坐标轴围成的面积表示电容器放电过程中放出的电荷量，根据图像可知电容器C1所带的电荷量大于电容器C2所带的电荷量，根据 可知 所以，C1的电容比较大。 （3）[3]由图线可以分析出，两个电容器都放电2s时，C1的放电电流较大，则R两端电压较大，由于电容器两端电压与R两端电压相等，则电容器C1两端电压较大。 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A、B两滑块的质量分别是、，A滑块向右运动，与原来处于静止状态的B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A、B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。 (1)根据频闪照片分析可知碰撞发生位置在__________刻度处； (2)A滑块碰撞前的速度记为，由上图数据可计算得：A滑块碰撞后的速度_______，B滑块碰撞后的速度_______； (3)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(2)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。 【答案】 ①. ）40 ②. ③. ④. 【解析】 【详解】(1)[1]由题意可知，滑块B原来静止，第一次拍摄发生在碰撞前，则碰撞发生在B静止位置，由图示照片可知，碰撞发生在40cm刻度处； (2)[2]由图示照片可知，A滑块碰撞后的速度 [3]B滑块碰撞后的速度 (3)[4]对碰撞过程，以向右为正方向，碰撞前后动量守恒，即满足表达式 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A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上，两极板间距为3cm，电容器带电荷量为6×10-8C，A极板接地。求： （1）平行板电容器的电容； （2）平行板电容器两板之间的电场强度； （3）距B板为2 cm的C点处的电势。 【答案】（1）1×10-9 F；（2）2×103 V/m，方向竖直向下；（3）-20 V。 【解析】 【分析】 【详解】（1）由电容定义式可得 （2）两板之间为匀强电场 方向竖直向下； （3）C点距A板间距离为 A与C间电势差 又 可得 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m、电荷量为e）由静止开始，经电压为U0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2t0；当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、恒为U0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d，求： （1）求电子刚进入两板间时的速度大小； （2）求0时刻和t0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； （3）若这些电子通过两板之间的时间为3t0，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。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）在加速电场中有 解得 （2）在偏转电场中，加速度为 对于0时刻进入的电子 解得 对于t0时刻进入的电子 解得 （3）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. 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。 （1）求小球在圆弧上运动的最小速度； （2）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。 【答案】（1） （2）0.228s，4.8m/s 【解析】 【小问1详解】 小球在点受力平衡，设，则 代入数据得 小球从点到点，由动能定理得 解得 小球弹性碰撞动量守恒有   机械能守恒有  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，由动能定理得 解得小球在圆弧上运动的最小速度 【小问2详解】 小球从运动到点，由动能定理得 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 且加速度大小 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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$