精品解析：四川省广安市广安加德学校2022-2023学年高二上学期9月月考物理试题

广安加德学校2022-2023学年度上期高2021级9月月考 物理 考试时间：90分钟满分：100分 一、选择题（共12小题，每一小题4分，共48分。1-8题为单项选择题9-12为多项选择题，少选得2分，多项选择或错选得0分） 1. 如图所示，在匀强电场中有一平行四边形ABCD，已知A、B、C三点的电势分别为，，，则D点的电势为（　　） A. 8V B. 6V C. 4V D. 1V 2. 如图所示，一质量为m、带电荷量为的带点微粒，以初速度从点竖直向上射入匀强电场中，匀强电场方向水平向右。粒子通过电场中的b点时，速率为2，方向与电场方向一致，则a、b两点间的电势差为（　　） A. B. C. D. 3. 真空中一平面直角坐标系xOy内，存在着平行x轴方向的电场，x轴上各点的电势φ随位置x变化的关系图像如图所示，x=0处电势为6V。一个带负电粒子从x=1cm处由静止释放，不计粒子重力，则下列说法正确的是（　　） A. x=2cm处的电势为零，电场强度大小也为零 B. x=-1cm的电场强度小于x=1cm处的电场强度 C. 粒子沿x轴负方向运动过程中，电势能先变大后变小 D. 粒子沿x轴负向运动到的最远位置处的坐标为x=-1.5cm 4. 如图所示，是半径为的圆内接正五边形，在其顶点、、、处各固定电荷量为的点电荷，在处固定电荷量为的点电荷，静电力常数为，放置在圆心处的电荷量为的点电荷受到的静电力的大小和方向为（　　） A. ，方向从指向 B. ，方向从指向 C. ，方向从指向 D. ，方向从指向 5. 两个相同的金属小球，带电荷量分别为和，相距为（远大于小球半径）时，它们之间的库仑力大小为。现让两小球接触后再放回原处，则它们之间的库仑力大小将变为（ ） A. B. C. D. 6. 关于电容，以下说法正确的是（　　） A. 电容器充电量越大，电容就越大 B. 电容器的电容跟它两极所加电压成反比 C. 电容器的电容越大，所带电量就越多 D. 对于确定的电容器，它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变 7. 示波管是示波器的主要部件，其原理如图1所示。如果在电极YY′间所加电压UYY′，及在电极XX′间所加电压UXX′，按图2所示的规律变化，则在荧光屏上呈现的图形是（ ） A. B. C. D. 8. 如图为静电除尘示意图，m、n 为金属管内两点。在 P、Q 两点加高电压时，金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是（　　） A. Q 接电源的正极，且电场强度Em＝En B. Q 接电源的正极，且电场强度 Em＞En C. P 接电源的正极，且电场强度 Em＝En D. P 接电源的正极，且电场强度 Em＞En 9. 如图所示，等边三角形的三个顶点处分别固定带电荷量为、、的三个点电荷，已知三角形的边长为，静电力常量为，则该三角形中心点处的电场强度（　　） A. 大小为 B. 方向由指向 C. 方向由指向 D. 大小为 10. 如图所示，两块相对的平行金属板M、N与电池相连接，N板接地，在距两板等远的一点P固定一个带正电的点电荷，如果将M板向上平移一小段距离，则（　　） A. 点电荷受到的电场力减小 B. 点电荷受到的电场力增大 C. 点电荷的电势能减小 D. 点电荷的电势能保持不变 11. 如图所示，虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面间电势差相等，一个粒子（带正电荷）以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子先后通过M点和N点。在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出（　　） A. M点的电势高于N点的电势 B. 粒子在N点的电势能比在M点的电势能大 C. 粒子在M点的速率小于在N点的速率 D. 粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力小 12. 如图，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三个带电小球质量均为M，其中A球的电荷量qA=q0>0，B球的电荷量，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，重力加速度为g，小球间距离远大于小球的半径，则（　　） A. C球的电荷量 B. 弹簧伸长量为 C. A球受到的库仑力大小为 D. 相邻两小球间距为 二、实验题（共计12分，每空2分） 13. （1）在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板B接地 若极板B稍向上移动一点，则将观察到静电计指针偏角______________，此实验说明平行板电容器的电容随正对面积减小而_______;（填“变大”或“变小”） 若极板B稍向左移动一点，则将观察到静电计指针偏角_______，此实验说明平行板电容器的电容随距离变大而_____，（填“变大”或“变小”） （2）如图所示为示波管的示意图，以屏幕的中心为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系xoy，当在这对电极上加上恒定的电压，同时在电极上加上恒定的电压时，荧光屏上光点的坐标为（4,-1），则当在这对电极上加上恒定的电压，同时在电极上加上恒定的电压时，荧光屏上光点的坐标为（_______，__________） 三、计算题（共计40分，写出必要的文字说明、物理方程和结果，只写出答案不给分） 14. 如图所示，电荷量的正点电荷A固定在空间O中点，将质量、电荷量的另一正点电荷B从O点正上方处由静止释放，B运动过程中速度最大位置在P点。若静电力常量，重力加速度g取，求： （1）B释放时的加速度大小； （2）P、O间的距离L。 （3）正点电荷Q在P点的电场强度。 15. 带有等量异种电荷、相距10cm的平行板A和B之间有一个匀强电场，如图所示，电场，方向竖直向下。电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm。求： （1）带电量q=5×10-5C的正电点电荷放入该电场中所受电场力的大小，受力方向？ （2）两点间的电势差等于多少？ （3）如果令A板接地（即电势）则和各是多少？ （4）一个电子从C点先移到P点再移到D点，静电力做多少功？ 16. 如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1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）， 电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直， 电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e。求： （1）电子穿过A板时的速度大小； （2）电子从偏转电场射出时的竖直偏移量 y1； （3）P点到O 点的距离。 17. 电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理。某一水平面内有一直角坐标系，和的区间内有一沿x轴负方向的有理想边界的匀强电场，和的区间内有一沿y轴负方向的有理想边界的匀强电场，一电子（为了计算简单、比荷取为）从直角坐标系平面内的坐标原点O以很小的速度进入匀强电场，计算时不计此速度且只考虑平面内的运动。求： （1）电子从O点进入到离开处的电场所需的时间； （2）电子离开处的电场时的y坐标； （3）电子离开处的电场时的速度大小和方向。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广安加德学校2022-2023学年度上期高2021级9月月考 物理 考试时间：90分钟满分：100分 一、选择题（共12小题，每一小题4分，共48分。1-8题为单项选择题9-12为多项选择题，少选得2分，多项选择或错选得0分） 1. 如图所示，在匀强电场中有一平行四边形ABCD，已知A、B、C三点的电势分别为，，，则D点的电势为（　　） A. 8V B. 6V C. 4V D. 1V 【答案】B 【解析】 【详解】由于是匀强电场，所以 即 得 故选B。 2. 如图所示，一质量为m、带电荷量为的带点微粒，以初速度从点竖直向上射入匀强电场中，匀强电场方向水平向右。粒子通过电场中的b点时，速率为2，方向与电场方向一致，则a、b两点间的电势差为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】粒子从A到B，根据动能定理有 在竖直方向只受重力，有 解得 故选C。 3. 真空中一平面直角坐标系xOy内，存在着平行x轴方向的电场，x轴上各点的电势φ随位置x变化的关系图像如图所示，x=0处电势为6V。一个带负电粒子从x=1cm处由静止释放，不计粒子重力，则下列说法正确的是（　　） A. x=2cm处的电势为零，电场强度大小也为零 B. x=-1cm的电场强度小于x=1cm处的电场强度 C. 粒子沿x轴负方向运动过程中，电势能先变大后变小 D. 粒子沿x轴负向运动到的最远位置处的坐标为x=-1.5cm 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．φ -x图像的斜率等于电场强度，可知 x=2cm处的电势为零，电场强度大小不为零，选项A错误； B．x=-1cm处直线的斜率小于x=1cm处直线的斜率，可知x=-1cm处的电场强度小于x=1cm处的电场强度，选项B正确； C．粒子沿x轴负方向运动过程中，由于电势逐渐降低，则带负电的粒子电势能逐渐变大，选项C错误； D．由能量关系，粒子沿x轴负向运动到的最远位置处的电势能等于x=1cm处的电势能，则运动到的最远位置处的电势等于x=1cm处的电势，则该位置坐标为x=-1.5cm，选项D正确。 故选BD。 4. 如图所示，是半径为的圆内接正五边形，在其顶点、、、处各固定电荷量为的点电荷，在处固定电荷量为的点电荷，静电力常数为，放置在圆心处的电荷量为的点电荷受到的静电力的大小和方向为（　　） A. ，方向从指向 B. ，方向从指向 C. ，方向从指向 D. ，方向从指向 【答案】A 【解析】 【详解】假设在、、、、处均是电荷量为的点电荷，由对称性可知此时圆心处的电场强度为零，可知、、、处各固定电荷量为的点电荷在圆心处的电场强度方向由指向，大小为 在处固定电荷量为的点电荷在圆心处的电场强度方向由指向，大小为 则圆心处的合电场强度方向由指向，大小为 可知放置在圆心处的电荷量为的点电荷受到的静电力方向方向从指向，大小为 A正确，BCD错误； 故选A。 5. 两个相同的金属小球，带电荷量分别为和，相距为（远大于小球半径）时，它们之间的库仑力大小为。现让两小球接触后再放回原处，则它们之间的库仑力大小将变为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】两相同金属小球接触后电荷均分。初始电荷为和，总电荷为，均分后每个球电荷为。 接触前库仑力为 接触后库仑力为 比较可得 故选D。 6. 关于电容，以下说法正确的是（　　） A. 电容器充电量越大，电容就越大 B. 电容器的电容跟它两极所加电压成反比 C. 电容器的电容越大，所带电量就越多 D. 对于确定的电容器，它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变 【答案】D 【解析】 【详解】AB．电容器的电容与所带电量和两端间的电压无关，由本身的性质决定，故AB错误； C．电容越大其容纳电荷的本领越大，但可以带电，也可以不带电，因为所带电量还与两端电压有关，故C错误； D．对于确定的电容器，它所带的电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变，故D正确。 故选D。 7. 示波管是示波器的主要部件，其原理如图1所示。如果在电极YY′间所加电压UYY′，及在电极XX′间所加电压UXX′，按图2所示的规律变化，则在荧光屏上呈现的图形是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由图2可知，在电极YY′间所加电压UYY′不变，则电子向Y偏转且偏转位移相等，在电极XX′间所加电压UXX′时，电子向X偏转且前半个周期向X偏转位移增大，后半个周期X偏转位移减小。 故选A。 8. 如图为静电除尘示意图，m、n 为金属管内两点。在 P、Q 两点加高电压时，金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是（　　） A. Q 接电源的正极，且电场强度Em＝En B. Q 接电源的正极，且电场强度 Em＞En C. P 接电源的正极，且电场强度 Em＝En D. P 接电源的正极，且电场强度 Em＞En 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生电子和正离子。电子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电。所以金属管Q应接高压电源的正极，金属丝P接负极。构成类似于点电荷的辐向电场，所以越靠近金属丝，电场强度越强，故B正确，ACD错误。 故选B。 9. 如图所示，等边三角形的三个顶点处分别固定带电荷量为、、的三个点电荷，已知三角形的边长为，静电力常量为，则该三角形中心点处的电场强度（　　） A. 大小为 B. 方向由指向 C. 方向由指向 D. 大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】该三角形中心点到每个顶点的距离为 处于、两顶点处的两个点电荷在点处的合场强方向由指向，大小为 处于顶点处的点电荷在点处的场强方向由指向，大小为 故该三角形中心点处的电场强度方向由指向，大小为 AC正确，BD错误。 故选AC。 10. 如图所示，两块相对的平行金属板M、N与电池相连接，N板接地，在距两板等远的一点P固定一个带正电的点电荷，如果将M板向上平移一小段距离，则（　　） A. 点电荷受到的电场力减小 B. 点电荷受到的电场力增大 C. 点电荷的电势能减小 D. 点电荷的电势能保持不变 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】AB．由题分析得知，电容器的板间电压保持不变，将M板向上平移一小段距离，板间距离增大，则由 得知，板间场强E减小，点电荷受到的电场力减小。故A正确，B错误； CD．板间场强减小，P点与下板间的距离未变，由U=Ed得知，P点与下板之间电势差减小，而P点的电势高于下板的电势，则P点的电势降低，点电荷带正电，则点电荷在P点具有的电势能减小。故C正确，D错误。 故选AC。 11. 如图所示，虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面间电势差相等，一个粒子（带正电荷）以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子先后通过M点和N点。在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出（　　） A. M点的电势高于N点的电势 B. 粒子在N点的电势能比在M点的电势能大 C. 粒子在M点的速率小于在N点的速率 D. 粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电场线与等势面垂直，且由高电势指向低电势。粒子带正电，根据粒子的运动轨迹可知，电场力方向指向轨迹的凹侧，所以电场线方向大致是由指向。沿电场线方向电势逐渐降低，所以点的电势低于点的电势，故A错误； B．电场力做负功，电势能增加。因为粒子从点运动到点的过程中电场力做负功，所以粒子在点的电势能比在点的电势能大，故B正确； C．根据动能定理，合外力做功等于动能的变化量。因为电场力做负功，所以动能减小，速度减小，即粒子在点的速率大于在点的速率，故C错误； D．等势面越密的地方，电场强度越大。由图可知，点处等势面比点处密，所以点的电场强度比点大。根据 粒子在点受到的电场力比在点受到的电场力大，故D正确。 故选BD。 12. 如图，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三个带电小球质量均为M，其中A球的电荷量qA=q0>0，B球的电荷量，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，重力加速度为g，小球间距离远大于小球的半径，则（　　） A. C球的电荷量 B. 弹簧伸长量为 C. A球受到的库仑力大小为 D. 相邻两小球间距为 【答案】AC 【解析】 【详解】AD．设相邻两小球间距为r，对C球受力分析可知C球带正电，根据平衡条件有 对B球受力分析，根据平衡条件有 两式联立解得 A正确，D错误； B．对三个小球整体受力分析，根据平衡条件有 弹簧伸长量 B错误； C．对A球受力分析，根据平衡条件有 解得A球受到的库仑力为 C正确。 故选AC。 二、实验题（共计12分，每空2分） 13. （1）在如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，极板B接地 若极板B稍向上移动一点，则将观察到静电计指针偏角______________，此实验说明平行板电容器的电容随正对面积减小而_______;（填“变大”或“变小”） 若极板B稍向左移动一点，则将观察到静电计指针偏角_______，此实验说明平行板电容器的电容随距离变大而_____，（填“变大”或“变小”） （2）如图所示为示波管的示意图，以屏幕的中心为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系xoy，当在这对电极上加上恒定的电压，同时在电极上加上恒定的电压时，荧光屏上光点的坐标为（4,-1），则当在这对电极上加上恒定的电压，同时在电极上加上恒定的电压时，荧光屏上光点的坐标为（_______，__________） 【答案】 ①. 变大 ②. 变小 ③. 变大 ④. 变小 ⑤. 2 ⑥. 2 【解析】 【详解】（1）[1][2]根据，极板B上移一点，正对面积S减小，则电容器的电容C减小，充电后的平行板电容器电荷量Q不变，根据知电势差增大，所以静电计的偏角变大，说明平行板电容器的电容随正对面积减小而变小； [3][4]根据，极板B左移一点，板间距离d增大，则电容器的电容减小，根据知电势差增大，所以静电计的偏角变大，说明平行板电容器的电容随距离变大而变小。 （2）[5][6] 本题关键要清楚示波管的工作原理，要用运动的合成与分解的正交分解思想进行思考。电子在偏转电场方向做匀加速直线运动，垂直于偏转电场方向做匀速直线运动，根据类平抛运动的基本公式求出偏转位移，得出偏转位移与偏转电压的关系即可求解。 电子在内的加速度为 在内运动的时间 所以偏转位移 由此可以看出偏转位移和电压成正比。同理可以证明在方向上的偏转位移也与电压成正比。所以根据题意得 解得 所以荧光屏上光点的坐标为。 三、计算题（共计40分，写出必要的文字说明、物理方程和结果，只写出答案不给分） 14. 如图所示，电荷量的正点电荷A固定在空间O中点，将质量、电荷量的另一正点电荷B从O点正上方处由静止释放，B运动过程中速度最大位置在P点。若静电力常量，重力加速度g取，求： （1）B释放时的加速度大小； （2）P、O间的距离L。 （3）正点电荷Q在P点的电场强度。 【答案】（1）；（2）；（3），方向竖直向上 【解析】 【详解】（1）取向下为正方向，根据牛顿第二定律有 式中，代入数据解得 （2）当B受到合力为零时，速度最大，则P、O间的距离L满足 代入数据解得 （3）由点电荷电场强度公式有 代入数据解得 方向竖直向上 15. 带有等量异种电荷、相距10cm的平行板A和B之间有一个匀强电场，如图所示，电场，方向竖直向下。电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm。求： （1）带电量q=5×10-5C的正电点电荷放入该电场中所受电场力的大小，受力方向？ （2）两点间的电势差等于多少？ （3）如果令A板接地（即电势）则和各是多少？ （4）一个电子从C点先移到P点再移到D点，静电力做多少功？ 【答案】（1）1N，电场力的方向向下；（2）1000V；（3）-1400V，-400V；（4） 【解析】 【详解】（1）电场力的大小的大小为 可得 ，方向电场力的方向向下 （2）两点间的电势差为 （3）A板接地，则有 （4）因为静电力做功与路径无关，只与初末位置有关，所以 16. 如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1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）， 电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直， 电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e。求： （1）电子穿过A板时的速度大小； （2）电子从偏转电场射出时的竖直偏移量 y1； （3）P点到O 点的距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设电子经电压加速后的速度为，根据动能定理得 解得 （2）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，电子的加速度为，离开偏转电场时的侧移量为，根据牛顿第二定律和运动学公式得 ，， 解得 （3）设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为，根据运动学公式得 电子离开偏转电场后做匀速直线运动，设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为，电子打到荧光屏上的侧移量为，如图所示，且 ， 解得P至O点的距离为 17. 电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理。某一水平面内有一直角坐标系，和的区间内有一沿x轴负方向的有理想边界的匀强电场，和的区间内有一沿y轴负方向的有理想边界的匀强电场，一电子（为了计算简单、比荷取为）从直角坐标系平面内的坐标原点O以很小的速度进入匀强电场，计算时不计此速度且只考虑平面内的运动。求： （1）电子从O点进入到离开处的电场所需的时间； （2）电子离开处的电场时的y坐标； （3）电子离开处的电场时的速度大小和方向。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】设电子离开的位置记为P点，离开的位置记为Q点，如图所示 （1）在的加速度 由速度位移公 ， 解得 得 运动到Q点时 所以总时间为 （2）电子运动到Q点时 （3）电子离开处的电场时 可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $