内容正文:
2025年秋季学期高二物理十月月考试题
一、选择题(1-7题为单项选择题,每题4分:8-10题为多选题,全对6分,部分对3分,
1. 如图所示,光滑绝缘水平面上有一菱形 ABCD,其中∠A=60° ,现将两电荷量均为Q的正点电荷固定在A、C两点,欲使放在B点的负试探电荷q静止,则应在D点放置的电荷为( )
A. 电荷量为Q的正电荷 B. 电荷量为Q的负电荷
C. 电荷量为Q的正电荷 D. 电荷量为Q的负电荷
2. 北京正负电子对撞机的储存环可近似看作周长为的圆形轨道,在整个环中运行的电子数目为个,电子的速度是,电子电荷量,则环中的等效电流是( )
A. B. C. D.
3. 随着生活水平的提高,电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分,电子秤的种类也有很多,如图是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时,把物体放到电子秤面板上,压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后( )
A. 电容器的电容变小 B. 电容器的带电荷量变小
C. 极板间电场强度变小 D. 膜片下移过程中,电流表有从到的电流
4. 一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B. C. ρnev D.
5. 如图甲,某装置中,多个横截面积相同的金属圆筒依次排列,其中心轴线在同一直线上,圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连,序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在t=0时,奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值,此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)中央的一个电子,在圆板和圆筒L之间的电场中由静止开始加速,沿中心轴线冲进圆筒L。为使电子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速,圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。若已知电子的质量为、电子电荷量为,电压的绝对值为、周期为T,电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。则电子进入第4个圆筒的速度及第8个金属圆筒的长度应该是多少?( )
A. B.
C. D.
6. 在真空中一个点电荷Q的电场中,让x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m(如图甲)。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷,试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,其受到的静电力大小跟试探电荷的电荷量的关系如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度大小为2.5N/C B. B点的电场强度大小为40N/C
C. 点电荷Q是负电荷 D. 点电荷Q的位置坐标为0.2m
7. 如图所示,空间存在着竖直向下的匀强电场,一个质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以水平方向的初速度v0由O点射入,刚好通过竖直平面内的P点,已知连.线OP与初速度方向的夹角为45°,不计粒子的重力,则O、P两点间的电势差UOP为( )
A. B. C. D.
8. 生活在尼罗河的反天刀鱼,它的器官能在其周围产生电场,电场线分布如图所示,M、N、P为电场中的点。下列说法正确的是( )
A. P点电场强度小于M点
B. P点电势小于N点电势
C. M点电势小于N点电势
D. 某带电小颗粒只在电场力作用下从N点沿虚线轨迹运动到M点,其在N点电势能小于在M点电势能
9. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势的分布图。一电子从原点处以一定的初速度沿x轴正方向射出,仅在电场力的作用下在x轴上做直线运动,下列说法正确的是( )
A. 处的电场强度大于的电场强度
B. 电子从处到处,电场力对其先做负功再做正功
C. 电子在处的速度最小
D. 电子在处的动能等于电子在的动能
10. 如图所示,虚线a、b、c、d、e代表电场中的五个相邻等势面,相邻等势面之间的电势差相等,实线为一带正电的试探电荷仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹,M、N是这条轨迹上的两点,则( )
A. M点的电势高于N点的电势
B. M点的电场强度比N点的大
C. 该试探电荷在M点的电势能小于在N点的电势能
D. 该试探电荷在M点的动能大于在N点的动能
二、实验题(第11题4分,第12题9分)
11. 图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的___________(选填“A”“B”或“C”)进行测量;如果测深度,应该用游标卡尺的___________(选填“A”“B”或“C”) 进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为__________。
12. 在“金属丝电阻率的测量”的实验中,所用金属丝的电阻约为。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝直径,其示数如图甲所示,则该电阻丝直径的测量值________。
(2)实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材:
电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);
滑动变阻器R1(0~10Ω);
滑动变阻器R2(0~1kΩ);
电源E(4.5V)
为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值,电压表应选_______,电流表应选_______,滑动变阻器应选_______。
(3)在图乙框中画出该实验的实验原理图,要求:能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量。
(4)利用测量数据画出图线,如图丙所示,其中(,)是图线上的一个点的坐标。根据图线,用电阻丝的直径、电流和坐标(,)可计算出电阻丝的电阻率_______(用所给字母表示)。
三、计算题(第13题12分,第14题12分,第15题17分)
13. 如图所示,匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形,,,电场方向平行于所在平面。把带电荷量的点电荷由A点移到点,电场力做功;再由点移到点,克服电场力做功
(1)求A、B和B、C间的电势差和;
(2)若取点的电势为零,求两点的电势和;
(3)求电场强度的大小。
14. 示波管工作原理简化示意图如图所示,质量为、电荷量为的电子,由静止经电压为的电场加速后,垂直进入由极板长度为的平行金属板组成的偏转电场,离开电场后沿直线运动,最终打在距离偏转电场右端的屏幕上的点。已知电子打在屏幕上的侧向位移大小,不计电子所受重力与空气阻力。求:
(1)电子打在屏幕上点时的速度大小;
(2)偏转电场的电场强度大小。
15. 如图甲所示,平行板电容器的极板长为,两极板与水平方向的夹角为,且两极板间加有电压。一质量为,带电量为的液滴从靠近极板上边缘的位置由静止释放后,沿水平方向运动,并刚好从极板下边缘沿水平方向飞出。已知重力加速度为。
(1)求两板间的电场强度大小;
(2)若将两极板沿它们的中心点顺时针转动至竖直状态(如图乙所示),并将该液滴从靠近极板的某位置由静止释放,求该液滴刚好从极板的下边缘射出电场时所用的时间及由静止释放时距离上板的高度。
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2025年秋季学期高二物理十月月考试题
一、选择题(1-7题为单项选择题,每题4分:8-10题为多选题,全对6分,部分对3分,
1. 如图所示,光滑绝缘水平面上有一菱形 ABCD,其中∠A=60° ,现将两电荷量均为Q的正点电荷固定在A、C两点,欲使放在B点的负试探电荷q静止,则应在D点放置的电荷为( )
A. 电荷量为Q的正电荷 B. 电荷量为Q的负电荷
C. 电荷量为Q的正电荷 D. 电荷量为Q的负电荷
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,∠B=120°,固定在A、C两点的电荷对放在B点的负试探电荷的静电力等大,为
由于二力的夹角为120°,根据菱形特点可知其合力为
方向由B指向D,欲使放在B点的负试探电荷q静止,则放置在D点的电荷对q的作用力与F合等大反向,故应在D点放置电荷量为Q的负电荷,故ABC错误,D正确。
故选D。
2. 北京正负电子对撞机的储存环可近似看作周长为的圆形轨道,在整个环中运行的电子数目为个,电子的速度是,电子电荷量,则环中的等效电流是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】个电子的总电荷量为
电子运动的周期为
则环中电流为
故A正确,BCD错误。
故选A。
3. 随着生活水平的提高,电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分,电子秤的种类也有很多,如图是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时,把物体放到电子秤面板上,压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后( )
A. 电容器的电容变小 B. 电容器的带电荷量变小
C. 极板间电场强度变小 D. 膜片下移过程中,电流表有从到的电流
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据平行板电容决定式,减小,电容增大,故A错误;
B.根据,不变、增大,因此电容器带电荷量增大,故B错误;
C.极板间电场强度,不变、减小,因此增大,故C错误;
D.电容器增大过程中,电容器处于充电状态,上极板带正电,电流从电源正极经电阻、电流表的端流向端,最终流入电容器上极板,因此电流表有从到的电流,D正确。
故选D 。
4. 一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B. C. ρnev D.
【答案】C
【解析】
【分析】考查电路和电场知识
【详解】,I=neSv,,,联立得E=ρnev,故选C。
5. 如图甲,某装置中,多个横截面积相同的金属圆筒依次排列,其中心轴线在同一直线上,圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连,序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在t=0时,奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值,此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)中央的一个电子,在圆板和圆筒L之间的电场中由静止开始加速,沿中心轴线冲进圆筒L。为使电子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速,圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。若已知电子的质量为、电子电荷量为,电压的绝对值为、周期为T,电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。则电子进入第4个圆筒的速度及第8个金属圆筒的长度应该是多少?( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设电子进入第n个圆筒后的速度为vn,根据动能定理得
解得
当n=4时
当n=8时
第8个金属圆筒的长度为L8=v8t0
其中
解得
故选B。
6. 在真空中一个点电荷Q的电场中,让x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m(如图甲)。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷,试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,其受到的静电力大小跟试探电荷的电荷量的关系如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度大小为2.5N/C B. B点的电场强度大小为40N/C
C. 点电荷Q是负电荷 D. 点电荷Q的位置坐标为0.2m
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,A点的电场强度大小为,故A错误;
B.由图可知,B点的电场强度大小为,故B错误;
C.由于带正电的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,可得点电荷Q是正电荷,故C错误;
D.由于A、B两点的电场强度方向都沿x轴正方向,且有
故点电荷Q的位置在A点的左侧,设点电荷Q的位置坐标为x,则有
,
代入数据,解得,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,空间存在着竖直向下的匀强电场,一个质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以水平方向的初速度v0由O点射入,刚好通过竖直平面内的P点,已知连.线OP与初速度方向的夹角为45°,不计粒子的重力,则O、P两点间的电势差UOP为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】带电粒子在电场中做类平抛运动,根据类平抛运动的推理则有
P点粒子的速度为
由动能定理得
解得
ABD错误,C正确。
故选C。
8. 生活在尼罗河的反天刀鱼,它的器官能在其周围产生电场,电场线分布如图所示,M、N、P为电场中的点。下列说法正确的是( )
A. P点电场强度小于M点
B. P点电势小于N点电势
C. M点电势小于N点电势
D. 某带电小颗粒只在电场力作用下从N点沿虚线轨迹运动到M点,其在N点电势能小于在M点电势能
【答案】AC
【解析】
【详解】A.P点位置的电场线要比M点的稀疏,所以P点电场强度小于M点电场强度,故A正确;
B.从P点到无穷远,电势降低,从无穷远到N点,电势降低,所以P点电势高于N点电势,故B错误;
C.从N到M为沿电场线方向,电势降低,所以M点电势小于N点电势,故C正确;
D.带电小颗粒所受电场力指向轨迹内侧,即小颗粒带正电,从N移动到M,电场力做正功,电势能减小,故N点电势能大于M点电势能,故D选项错误。
故选AC。
9. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势的分布图。一电子从原点处以一定的初速度沿x轴正方向射出,仅在电场力的作用下在x轴上做直线运动,下列说法正确的是( )
A. 处的电场强度大于的电场强度
B. 电子从处到处,电场力对其先做负功再做正功
C. 电子在处的速度最小
D. 电子在处的动能等于电子在的动能
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意可知,电子仅在电场力的作用下沿轴做直线运动,则电场方向沿轴方向,由沿电场线方向电势逐渐降低可知,电场方向水平向左,之后电场方向水平向右,由图像中斜率表示电场强度可知,电场强度为0,处的电场强度小于的电场强度,故A错误;
C.从电子在电场力作用下做加速运动,之后做减速运动,则电子运动到处时速度最大,故C错误;
B.电子从处到处,电场力对其先做正功再做负功,故B错误;
D.由题图可知,坐标轴上x1与x3电势相等,电子从坐标轴上x1处运动到x3处,电场力做功为零,电子在处的动能等于电子在的动能,故D正确。
故选D。
10. 如图所示,虚线a、b、c、d、e代表电场中的五个相邻等势面,相邻等势面之间的电势差相等,实线为一带正电的试探电荷仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹,M、N是这条轨迹上的两点,则( )
A. M点的电势高于N点的电势
B. M点的电场强度比N点的大
C. 该试探电荷在M点的电势能小于在N点的电势能
D. 该试探电荷在M点的动能大于在N点的动能
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由于电场线垂直等势面,粒子所受电场力沿电场线切向方向且指向轨迹的凹侧,试探电荷带正电,因此可以判断电场线的分布情况,如图所示
根据沿电场方向电势逐渐降低,可知M点的电势低于N点电势,故A错误;
B.根据,可知相邻等差等势面密度的地方电场强度大,所以M点的电场强度小于N点电场强度,故B错误;
CD.由电势能与电势的关系可知,带正电的粒子在电势越高的位置,电势能越大,所以该试探电荷在M点的电势能小于在N点的电势能,又由能量守恒定律可知,试探电荷在M点的动能大于在N点的动能,故CD正确。
故选CD。
二、实验题(第11题4分,第12题9分)
11. 图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的___________(选填“A”“B”或“C”)进行测量;如果测深度,应该用游标卡尺的___________(选填“A”“B”或“C”) 进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为__________。
【答案】 ①. A ②. C ③. 1.055
【解析】
【详解】[1][2]由游标卡尺的结构原理可知,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的A进行测量;如果测深度,应该用游标卡尺的C进行测量;
[3]20分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知该钢笔帽的内径为
12. 在“金属丝电阻率的测量”的实验中,所用金属丝的电阻约为。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝直径,其示数如图甲所示,则该电阻丝直径的测量值________。
(2)实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材:
电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);
滑动变阻器R1(0~10Ω);
滑动变阻器R2(0~1kΩ);
电源E(4.5V)
为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值,电压表应选_______,电流表应选_______,滑动变阻器应选_______。
(3)在图乙框中画出该实验的实验原理图,要求:能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量。
(4)利用测量数据画出图线,如图丙所示,其中(,)是图线上的一个点的坐标。根据图线,用电阻丝的直径、电流和坐标(,)可计算出电阻丝的电阻率_______(用所给字母表示)。
【答案】(1)3.700
(2) ①. V1 ②. A1 ③. R1
(3) (4)
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的精确值为,由图可知该电阻丝直径的测量值为
【小问2详解】
[1]由于电源电动势为4.5V,若选用电压表V2则读数误差较大,所以电压表应选V1;
[2由于电压表选V1,量程为3V,因此电阻丝两端最大电压为3V,对应最大电流为
所以电流表应选A1;
[3]为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值并能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量,且能有效地控制不超出电压表的量程,所以供电电路用分压式,滑动变阻器应选阻值较小R1。
【小问3详解】
由于滑动变阻器R总电阻为10Ω,小于金属丝电阻,所以滑动变阻器采用分压式接法;根据,可知电流表应采用外接法,则电路图如图所示
【小问4详解】
由,
可得
由图像可知
可得
三、计算题(第13题12分,第14题12分,第15题17分)
13. 如图所示,匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形,,,电场方向平行于所在平面。把带电荷量的点电荷由A点移到点,电场力做功;再由点移到点,克服电场力做功
(1)求A、B和B、C间的电势差和;
(2)若取点的电势为零,求两点的电势和;
(3)求电场强度的大小。
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据电场力做功与电势差关系可得,A、B间的电势差为
B、C间的电势差为
【小问2详解】
若取B点的电势为零,则有,
解得,
【小问3详解】
建立坐标系,以B为原点,BC边为轴,BA边为轴
则
所以电场强度的大小为
14. 示波管工作原理简化示意图如图所示,质量为、电荷量为的电子,由静止经电压为的电场加速后,垂直进入由极板长度为的平行金属板组成的偏转电场,离开电场后沿直线运动,最终打在距离偏转电场右端的屏幕上的点。已知电子打在屏幕上的侧向位移大小,不计电子所受重力与空气阻力。求:
(1)电子打在屏幕上点时的速度大小;
(2)偏转电场的电场强度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
电子经过加速电场过程,由动能定理得
解得电子进入偏转电场时的速度大小为
设电子射出偏转电场时速度的偏角为,由类平抛推论,速度的反向延长过水平位移的中点,结合几何关系可得
又
电子离开偏转电场时沿电场方向的分速度大小为
电子离开偏转电场时的速度大小为
则电子打在屏幕上点时的速度大小为。
【小问2详解】
电子进入偏转电场做类平抛运动,设电子在偏转电场运动的时间为,则有,,
联立解得偏转电场的电场强度大小为
15. 如图甲所示,平行板电容器的极板长为,两极板与水平方向的夹角为,且两极板间加有电压。一质量为,带电量为的液滴从靠近极板上边缘的位置由静止释放后,沿水平方向运动,并刚好从极板下边缘沿水平方向飞出。已知重力加速度为。
(1)求两板间的电场强度大小;
(2)若将两极板沿它们的中心点顺时针转动至竖直状态(如图乙所示),并将该液滴从靠近极板的某位置由静止释放,求该液滴刚好从极板的下边缘射出电场时所用的时间及由静止释放时距离上板的高度。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
由题可知,液滴在极板间受到重力、电场力的作用,沿水平方向运动,可知两个力的合力方向必沿水平方向,如图所示
则有
解得
【小问2详解】
由题可知,在极板间的电场强度大小不变,方向变为水平方向,在水平方向,根据牛顿第二定律,有
解得
根据位移-时间关系,有
解得
在竖直方向上,有
解得
令液滴刚进入极板时的速度为v1,则有
解得
由静止释放时距离A上板的高度为h,由动能定理,有
解得
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