内容正文:
2025级高二上学期9月月考
物理试题卷(B卷)
考试时间:75分钟;分值:100分
一、单选题(共7题,每题4分,共28分)
1. 下列各物理量中,与试探电荷有关的量是( )
A. 电场强度 B. 电场力做的功 C. 电势差 D. 电势
2. 如图所示,P、Q是两个电荷量相等的正点电荷,它们连线的中点是O,A、B是中垂线上的两点。,用、、、分别表示A、B两点的场强和电势,则( )
A. 一定大于,一定大于 B. 不一定大于,一定大于
C. 一定大于,不一定大于 D. 不一定大于,不一定大于
3. 如图所示某个孤立点电荷的两条电场线,a、b、c是电场线上的三个点,下列说法正确的是( )
A. 该点电荷可能带负电
B. a点的电势一定比c点的电势高
C. 电子在a点时的电势能比在b点时大
D. 将正的检验电荷从c点移到b点,电场力做负功
4. 如图所示,实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带电粒子仅在静电力作用下通过该电场,图中虚线为粒子的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是( )
A. 粒子经过a点时的动能大于经过b点时
B. a点电势高于b点电势
C. 粒子一定带负电
D. a点场强小于b点场强
5. 如图,质量相同的带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入匀强电场中,P从平行板间正中央射入,Q从下极板边缘处射入,它们都打到上极板同一点。(不计重力和两粒子之间的相互作用)则( )
A. P、Q粒子在电场中的运动时间不同
B. 粒子Q所带的电荷量比粒子P所带的电荷量大
C. 粒子P的动能增量大
D. 电场力对P、Q粒子做的功一样大
6. 一带正电的粒子在电场中做直线运动的v-t图像如图所示,、时刻分别经过M、N两点,已知运动过程中粒子仅受静电力作用,则下列判断正确的是( )
A. 该电场可能是由某正点电荷形成的
B. M点的电势高于N点的电势
C. 从M点到N点的过程中,电势能逐渐增大
D. 带电粒子在M点所受静电力大于在N点所受静电力
7. 如图所示,平行四边形ABCD处在匀强电场中,电场方向平行于四边形所在平面,其中AB=2cm,BC=1cm,且∠B=60°。已知=2V,=8V,=5V,下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的方向由B指向C
B. 匀强电场的方向由B指向D
C. 顶点D的电势=11V
D. 匀强电场的场强大小为
二、多选题(共3题,每题6分,共18分)
8. 一带电粒子沿着图中曲线JK穿过一匀强电场,a、b、c、d为该电场的等势面,其中φa<φb<φc<φd,若不计粒子受的重力,可以确定( )
A. 该粒子带正电
B. 该粒子带负电
C. 从J到K粒子的电势能增加
D. 粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和不变
9. 如图甲所示,一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势随x变化的关系如图乙所示,若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用.则
A. 电子将沿Ox方向运动 B. 电子的电势能将一直增大
C. 沿Ox方向电场强度一直增大 D. 电子运动的加速度先减小后增大
10. 如图,电容器与电源连接,两极板竖直平行正对放置,左极板A接地且与电源正极相连,极板间P点固定一负点电荷。现将开关S闭合,然后把B极板稍向右平移,则下列说法正确的是( )
A. 电容器的电容将变大 B. P点电势将降低
C. P处电荷的电势能将变小 D. 电容器将处于放电状态
三、实验题(共2题,每题6分,共12分)
11. 在如图所示的实验装置中,充电后的平行板电容器与电源断开,极板A与静电计相连,极板B接地.
(1)若将极板B向上平行移动一小段距离,则将观察到静电计指针偏角_________(填“增大”或“减小”或“不变”),说明平行板电容器的电容随极板正对面积S减小而减小.
(2)若将极板B向左平行移动一小段距离,则将观察到静电计指针偏角增大,说明平行板电容器的电容随板间距离d增大而__________(填“增大”或“减小”或“不变”);B极板向左移动后,A、B间的电场强度__________(填“增大”或“减小”或“不变”).
12. 如图是示波管的原理图,它由电子枪、偏转电极(XX′和YY′)、荧光屏组成,管内抽成真空,给电子枪通电后,如果在偏转电极XX′和YY′上都没有加电压,电子束将打在荧光屏的中心O点。
(1)带电粒子在________区域是加速的,在________区域是偏转的。(填“Ⅰ”或“Ⅱ”或“Ⅲ”)
(2)若,,则粒子向________板偏移。(填“X”或“X′”或“Y”或“Y′”)
四、计算题(共3题,共42分)
13. 如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线,将带电荷量为的点电荷由A点沿水平线移至B点,克服静电力做了的功,已知A、B间的距离为。
(1)试求A、B两点间的电势差UAB
(2)若A点的电势为,试求B点的电势
(3)试求该匀强电场的大小E并判断其方向
14. 一束初速不计的带电粒子,电荷量在经的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离,板长,两个极板间电压为,已知,粒子的质量为。(重力忽略不计)求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度;
(2)粒子在偏转电场中的加速度大小;
(3)粒子射出电场沿垂直于板面方向偏移的距离。
15. 如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场,场强为E.一根绝缘细线长为L,一端固定在图中的O点,另一端固定有一个质量为m、带电量为+q、可视为点电荷的小球,O点距离地面的高度为H,将小球拉至与O点等高的位置A处从静止释放.求:(重力加速度为g)
(1)小球运动到O点正下方B点时的速度大小
(2)此刻细线对B点处的小球的拉力大小
(3)若小球通过B点时,细线恰好断开,求小球落地点与O点的水平位移x.
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2025级高二上学期9月月考
物理试题卷(B卷)
考试时间:75分钟;分值:100分
一、单选题(共7题,每题4分,共28分)
1. 下列各物理量中,与试探电荷有关的量是( )
A. 电场强度 B. 电场力做的功 C. 电势差 D. 电势
【答案】B
【解析】
【详解】A.电场强度是电场的固有属性,比值定义式为,其大小由场源电荷、空间位置决定,与试探电荷无关,故A错误;
B.电场力做功的公式为可知,其大小与试探电荷的电荷量、两点电势差均有关,与试探电荷有关,故B正确;
C.电势差是电场中两点的固有属性,比值定义式为,其大小仅由电场中两点的位置决定,与试探电荷无关,故C错误;
D.电势是电场的固有属性,比值定义式为,其大小由电场分布、零电势点选择决定,与试探电荷无关,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,P、Q是两个电荷量相等的正点电荷,它们连线的中点是O,A、B是中垂线上的两点。,用、、、分别表示A、B两点的场强和电势,则( )
A. 一定大于,一定大于 B. 不一定大于,一定大于
C. 一定大于,不一定大于 D. 不一定大于,不一定大于
【答案】B
【解析】
【详解】由两个等量正点电荷产生的电场线分布规律可知,P、Q连线中点场强是零,中垂线上场强方向总沿中垂线远离中点O,在中垂线上从O点到无限远处电场线先变密后变疏,即场强先变强后变弱。设场强最大的点为P点,P点可能在A、B两点之间,也可能在O、A之间,也可能在B点的外侧,当P点可能在A、B两点之间时,EA可能大于EB,也可能小于EB,还可能等于EB;当P点可能在O、A之间时,EA大于EB;当P点在B点的外侧时,EA小于EB。中点O处电势最高,在中垂线上交点处的电势最高,从O点向两侧电势逐渐降低,因此一定大于,所以ACD错误,B正确。
故选B。
3. 如图所示某个孤立点电荷的两条电场线,a、b、c是电场线上的三个点,下列说法正确的是( )
A. 该点电荷可能带负电
B. a点的电势一定比c点的电势高
C. 电子在a点时的电势能比在b点时大
D. 将正的检验电荷从c点移到b点,电场力做负功
【答案】B
【解析】
【详解】A.靠近点电荷的位置电场线越密集,则点电荷位于左侧,根据电场线的方向可判断该点电荷带正电,选项A错误;
B.沿着电场线方向电势降低,则a点的电势一定比b、c点的电势高,选项B正确;
C.a点的电势比b点的电势高,电子带负电,根据可知电子在a点的电势能小于在b点的电势能,选项C错误;
D.点电荷在左侧带正电,则将正的检验电荷从c点移到b点,电场力做正功,选项D错误。
故选B。
4. 如图所示,实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带电粒子仅在静电力作用下通过该电场,图中虚线为粒子的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是( )
A. 粒子经过a点时的动能大于经过b点时
B. a点电势高于b点电势
C. 粒子一定带负电
D. a点场强小于b点场强
【答案】A
【解析】
【详解】D.由图可知,a点电场线密集,故a点电场强度大于b点的电场强度,故D错误;
B.实线是一簇由负点电荷产生的电场线,a处一定距离负电荷更近,所以a点的电势低于b点的电势,故B错误;
AC.由图可知粒子的运动轨迹向左弯曲,粒子受电场力的方向指向轨迹的凹侧,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左,与电场线方向相同,所以粒子带正电。若粒子从a到b,则电场力对粒子做负功,粒子的动能减小,若粒子从b到a,则电场力对粒子做正功,粒子的动能增大,所以粒子经过a点时的动能大于经过b点时,故C错误,A正确。
故选A。
5. 如图,质量相同的带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入匀强电场中,P从平行板间正中央射入,Q从下极板边缘处射入,它们都打到上极板同一点。(不计重力和两粒子之间的相互作用)则( )
A. P、Q粒子在电场中的运动时间不同
B. 粒子Q所带的电荷量比粒子P所带的电荷量大
C. 粒子P的动能增量大
D. 电场力对P、Q粒子做的功一样大
【答案】B
【解析】
【详解】A.P、Q粒子在电场中水平方向做匀速运动,水平速度相同,水平位移相同,可知运动时间相同,故A错误;
B.竖直方向
两粒子质量相同,运动时间相同,粒子Q的竖直位移大于P,可知粒子Q所带的电荷量比粒子P所带的电荷量大,故B正确;
CD.根据
W=Eqy
可知,电场力对粒子Q做功较大,根据动能定理可知粒子Q的动能增量大,故CD错误。
故选B。
6. 一带正电的粒子在电场中做直线运动的v-t图像如图所示,、时刻分别经过M、N两点,已知运动过程中粒子仅受静电力作用,则下列判断正确的是( )
A. 该电场可能是由某正点电荷形成的
B. M点的电势高于N点的电势
C. 从M点到N点的过程中,电势能逐渐增大
D. 带电粒子在M点所受静电力大于在N点所受静电力
【答案】C
【解析】
【详解】AD.速度—时间图像是一条斜率恒定的下降直线,说明粒子的加速度恒定。粒子仅受静电力,故静电力大小恒定,粒子所在位置的场强大小也恒定。若电场由一个点电荷形成,粒子沿直线运动时与该点电荷的距离改变,场强大小便会改变;和两点的静电力大小相等,故AD错误;
BC.从到,图像的纵坐标始终为正且逐渐减小,说明粒子向前运动时动能减小。由动能定理,静电力做负功,电势能逐渐增大;粒子带正电,电势能越大,所在点的电势越高,因此点电势高于点,故B错误,C正确。
故选C。
7. 如图所示,平行四边形ABCD处在匀强电场中,电场方向平行于四边形所在平面,其中AB=2cm,BC=1cm,且∠B=60°。已知=2V,=8V,=5V,下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的方向由B指向C
B. 匀强电场的方向由B指向D
C. 顶点D的电势=11V
D. 匀强电场的场强大小为
【答案】D
【解析】
【详解】ABD. 如图所示,为的中点,则,故为一等势线,过作的垂线,垂足为,则为电场线,且电场方向由指向,易得距离为,则,故AB错误,D正确;
C. 在匀强电场中,得,故C错误。
故选D。
二、多选题(共3题,每题6分,共18分)
8. 一带电粒子沿着图中曲线JK穿过一匀强电场,a、b、c、d为该电场的等势面,其中φa<φb<φc<φd,若不计粒子受的重力,可以确定( )
A. 该粒子带正电
B. 该粒子带负电
C. 从J到K粒子的电势能增加
D. 粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和不变
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由运动轨迹可知电场力方向向右,由电势的高低可知电场线方向向左,则电性为负,故A错误,B正确;
CD.由J到K电场力做正功,则动能增加,电势能减小,由于不计重力,根据能量守恒定律知:动能与电势能之和不变。故C错误,D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示,一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势随x变化的关系如图乙所示,若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用.则
A. 电子将沿Ox方向运动 B. 电子的电势能将一直增大
C. 沿Ox方向电场强度一直增大 D. 电子运动的加速度先减小后增大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB. 顺着电场方向,电势逐渐降低,故可知电场方向沿x轴负方向,因只受电场力,故电子沿x轴正方向运动,因电场力做正功,故电子电势能减小,故A正确B错误;
CD. 通过图象可知,电势的变化率先减小后增大,故电场强度先减小后增大,故受到的力先减小后增大,加速度先减小后增大,故C错误,D正确;
10. 如图,电容器与电源连接,两极板竖直平行正对放置,左极板A接地且与电源正极相连,极板间P点固定一负点电荷。现将开关S闭合,然后把B极板稍向右平移,则下列说法正确的是( )
A. 电容器的电容将变大 B. P点电势将降低
C. P处电荷的电势能将变小 D. 电容器将处于放电状态
【答案】CD
【解析】
【详解】AD.根据电容决定式和定义式可得
,
把B极板稍向右平移,板间距离d变大,则电容器的电容将变小;由于开关S闭合,可知电容器电压不变,可知电容器所带电荷量变小,电容器将处于放电状态,故A错误,D正确;
B.由于开关S闭合,可知电容器电压不变,根据
可知板间场强变小,由于P离A板距离不变,则A板与P点的电势差减小,且A板接地带正电,所以P点电势将升高,故B错误;
C.根据
由于P点电势将升高,所以P处负点电荷的电势能将变小,故C正确。
故选CD。
三、实验题(共2题,每题6分,共12分)
11. 在如图所示的实验装置中,充电后的平行板电容器与电源断开,极板A与静电计相连,极板B接地.
(1)若将极板B向上平行移动一小段距离,则将观察到静电计指针偏角_________(填“增大”或“减小”或“不变”),说明平行板电容器的电容随极板正对面积S减小而减小.
(2)若将极板B向左平行移动一小段距离,则将观察到静电计指针偏角增大,说明平行板电容器的电容随板间距离d增大而__________(填“增大”或“减小”或“不变”);B极板向左移动后,A、B间的电场强度__________(填“增大”或“减小”或“不变”).
【答案】 ①. 增大 ②. 减小 ③. 不变
【解析】
【详解】试题分析:(1)若极板B稍向上移动一点,极板正对面积减小,由电容的决定式分析知电容减小,电容器的电量不变,根据电容的定义式C=Q/U,极板间的电压U增大.则静电计指针偏角增大,此实验说明平行板电容器的电容随正对面积的减小而减小;
(2)若极板B稍向左移动一点,板间距离增大,由电容的决定式分析知电容减小,电容器的电量不变,根据电容的定义式C=Q/U,极板间的电压U增大.则静电计指针偏角增大,此实验说明平行板电容器的电容与极板间距离成反比.极板间距离的增大而减小;依据E=U/d,及C=Q/U,则有电场强度,可知,极板间的电场强度与极板间距无关,即当B极板向左移动后,A、B间的电场强度不变;
考点:考查电容器的动态分析;电场强度.
【名师点睛】对于电容器动态变化分析问题,要抓住不变量.当电容器保持与电源相连时,电压不变.当电容器充电后,与电源断开后,往往电量不变.根据电容的决定式和定义式结合进行分析,注意电场强度的综合表达式推导.
12. 如图是示波管的原理图,它由电子枪、偏转电极(XX′和YY′)、荧光屏组成,管内抽成真空,给电子枪通电后,如果在偏转电极XX′和YY′上都没有加电压,电子束将打在荧光屏的中心O点。
(1)带电粒子在________区域是加速的,在________区域是偏转的。(填“Ⅰ”或“Ⅱ”或“Ⅲ”)
(2)若,,则粒子向________板偏移。(填“X”或“X′”或“Y”或“Y′”)
【答案】(1) ①. Ⅰ ②. Ⅱ
(2)Y
【解析】
【小问1详解】
[1][2]区域Ⅰ是电子枪所在区域,电子枪利用电场对电子做功,使电子加速获得初速度;
区域Ⅱ是XX′、YY′两组偏转电极所在的区域,电子进入该区域后受电场力作用发生类平抛偏转;
区域Ⅲ电子不受电场力,做匀速直线运动飞向荧光屏。
因此加速过程在Ⅰ区域,偏转过程在Ⅱ区域。
【小问2详解】
电子带负电,UYY′>0说明Y板电势高于Y′板,YY′间的电场方向为从Y指向Y′;负电荷受到的电场力方向与电场方向相反,因此电子会向Y板方向偏移。又因为UXX′=0,XX′间无电场,电子在X方向不发生偏转。
四、计算题(共3题,共42分)
13. 如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线,将带电荷量为的点电荷由A点沿水平线移至B点,克服静电力做了的功,已知A、B间的距离为。
(1)试求A、B两点间的电势差UAB
(2)若A点的电势为,试求B点的电势
(3)试求该匀强电场的大小E并判断其方向
【答案】(1)2V (2)
(3),方向:沿电场线斜向下
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,静电力做负功
根据
解得
【小问2详解】
根据
其中,解得
【小问3详解】
匀强电场公式为
其中是沿着电场线方向的距离,从图中可以看出
其中为、两点直线距离,解得
方向:沿电场线斜向下
14. 一束初速不计的带电粒子,电荷量在经的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离,板长,两个极板间电压为,已知,粒子的质量为。(重力忽略不计)求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度;
(2)粒子在偏转电场中的加速度大小;
(3)粒子射出电场沿垂直于板面方向偏移的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子加速过程中,由动能定理可得
解得
【小问2详解】
根据牛顿第二定律,可得
其中
联立解得粒子在偏转电场中的加速度
【小问3详解】
粒子沿初速度方向做匀速直线运动,在偏转电场中的飞行时间设为,则有
解得
粒子飞出平行板时的侧移量
15. 如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场,场强为E.一根绝缘细线长为L,一端固定在图中的O点,另一端固定有一个质量为m、带电量为+q、可视为点电荷的小球,O点距离地面的高度为H,将小球拉至与O点等高的位置A处从静止释放.求:(重力加速度为g)
(1)小球运动到O点正下方B点时的速度大小
(2)此刻细线对B点处的小球的拉力大小
(3)若小球通过B点时,细线恰好断开,求小球落地点与O点的水平位移x.
【答案】(1)(2)3(mg+qE)(3)
【解析】
【详解】(1)从A到B过程,由动能定理得:
小球到达B点时的速度为:
(2)在B点,由牛顿第二定律得:,解得:;
(3)对小球在绳断开后的类平抛运动:
由牛顿第二定律有:
竖直方向上有:
水平方向上有:,联立解得:.
点睛:本题考查了动能定理以及牛顿第二定律,知道小球做圆周运动沿半径方向上的合力提供向心力,注意类平抛运动的处理方法.
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