重庆市2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题（含答案解析）

重庆市2023-2024学年（下）3月月度质量检测高一物理【命题单位：重庆缙云教育联盟】注意事项：1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚；2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在试卷上作答无效；3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回；4.全卷共5页，满分100分，考试时间75分钟。一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.关于等势面、电场线和电场力做功的关系，下列说法错误的是（）A.在等势面上移动电荷，电场力总是不做功B.电场线与等势面总是垂直的C.在同一个等势面上的各点，场强的大小必然是相等的D.电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面【答案】C【解析】【详解】A．在同一等势面上两点间移动电荷时，电荷的电势能不变，电场力总不做功，故A项正确，不符合题意；B．电场线与等势面总是垂直的，故B项正确，不符合题意；C．在同一个等势面上各点的电势相等，但场强大小不一定相等，故C项错误，符合题意；D．沿着电场线方向电势总是降低，则电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，故D项正确，不符合题意。故选C。【点睛】本题关键记住电场线和等势面的关系，相互垂直，从电势高的等势面指向电势低的等势面，掌握等势面的基本特点：在等势面上移动电荷，电场力总是不做功。2.在一点电荷Q产生的电场中，一个粒子（带正电荷）通过时的轨迹如图所示，图中虚线则表示电场的两个等势面a、b，以下说法中正确的是（）A.点电荷Q可能为正电荷，也可能为负电荷B.运动中粒子总是克服电场力做功C.粒子在a、b两等势面时的动能一定有D.粒子在经过a、b两等势面上时的电势能一定有【答案】C【解析】【详解】A．由于粒子带正电，根据图中粒子的运动轨迹，可知粒子受到斥力作用，故点电荷Q一定为正电荷，故A错误；B．运动中先对粒子做负功后做正功，故B错误；CD．从a等势面向b等势面运动过程中，克服电场力做功，则动能减小，电势能增加，则有，，故C正确，D错误。故选C。3.如图，带有一定电量的平行板电容器，极板接地，极板与一个灵敏静电计相接．现将极板缓慢向左移动一小段距离时，假设电容器的电量不变，则（）A.电容器的电容变大 B.两极板间的电压变大C.两极板间的电场强度变小 D.静电计指针偏角变小【答案】B【解析】【详解】A．将极板缓慢向左移动一小段距离后，两极板间距离d增大，根据可知电容器的电容减小，故A错误；B．根据，电量Q不变，C减小，因此两极板间的电压变大，静电计指针偏角变大故B正确，D错误；C．两极板间的电场强度为保持不变，故C错误；故选B。4.如题图所示，在匀强电场中有半径为R=1cm的圆形区域，O为圆心，圆形区域所在平面与匀强电场的电场线平行，AC、BD为直径且夹角θ=60º。已知φA=2V，φB=4V，φO=3V。则（  ）A.电场方向由B指向DB.质子在该圆形区域电势能最大值为4eVC.电场强度等于200V/mD.电子从A到C的过程与从B到D的过程电场力做功相同【答案】C【解析】【详解】AC．A、B中点O1电势与O点电势相等，所以OO1连线为一等势线，电场方向垂直于OO1连线由B指向A，电场强度故A错误，C正确；B．圆周上电势最大为，则得=5V质子在该圆形区域电势能最大值为5eV，故B错误；D．电子从A到C的过程电场力做正功，从B到D的过程电场力做负功，故D错误。故选C。5.如图所示为半径为R圆，O、A、B为圆的三等分点，其中O为圆的最高点，与圆平行的面内有一匀强电场．现在O、A两点固定电荷量分别为、的点电荷，将一试探电荷放在B点时所受的电场力为零；如果仅将O、A两点的点电荷位置调换，静电力常量为k．则B点的电场强度大小为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】由几何关系可知，OAB构成一等边三角形，该三角形的边长为现在在O处放一正电荷，在A处放一负电荷，正负电荷分别在B点产生的电场强度大小相等，方向如图所示由电场叠加后合场强大小与匀强电场强度大小相等，匀强电场的方向与E等大反向，则所以匀强电场大小为如果仅将O、A两点的点电荷位置调换，则B点的电场强度如图所示，所以O、A两处的点电荷在B处的合场强与匀强电场方向相同，大小相等，所以B点的场强为故D正确ABC错误。故选D。6.在x轴上电场强度E随位置变化的情况如图所示，表示电场方向与x轴正方向一致。一正电荷由出发向x轴正方向运动到的过程中，其电势能（）A.始终增大 B.始终减小C.先减小后增大 D.先增大后减小【答案】C【解析】【详解】由于场强正方向为x轴正方向，则正电荷从x0到x1处，先顺着电场线方向移动，再逆着电场线移动。电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故C正确，ABD错误。故选C。7.如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值．一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图乙所示，EpA和EpB分别表示电子在A、B两点时的电势能．则下列说法中正确的是（）A.该电场可能是孤立的点电荷形成的电场B该电场方向可能从B指向AC.电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功W=-（EpA－EpB）D.电子在A点的动能大于在B点的动能【答案】D【解析】【详解】AB．根据电场力做功与电势能的关系由于图像斜率恒定，因此该电场为匀强电场，电子受力的方向由B向A，电场强度的方向由A向B，该电场不可能是点电荷形成的，AB错误；C．电子由A点运动到B点的过程中，电场力对其所做的功，C错误；D．从A向B运动的过程中，由于电场力做负功，因此动能减小，D正确。故选D。二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全得得3分，有选错的得0分。8.如图所示是两个等量正点电荷，周围有1、2、3、4各点．两条虚线互相垂直且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是（）A.E1>E2>E3>E4 B.E3、E4可能相同C.φ1>φ2>φ3>φ4 D.φ1>φ2=φ3=φ4【答案】BC【解析】【详解】AB．等量同种点电荷电场线的分布具有对称性，垂直平分线从垂足向两侧场强先增大后减小，故3、4两点场强没法判断大小，可能相等，也可能不同，故A错误，B正确．CD．沿着电场线方向电势逐渐降低，且2点的电势为零，故φ1>φ2>φ3>φ4，故C正确，D错误。故选BC。9.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（  ）A.粒子带负电B.M点的电势高于N点的电势C.粒子在M点的动能大于在N点的动能D.粒子在M点的加速度小于在N点的加速度【答案】BD【解析】【详解】A．根据曲线运动合外力指向轨迹内侧，可知电场力方向应指向轨迹的内侧，粒子所受电场力方向沿电场线斜向左下方，可知粒子带正电，故A错误；B．顺着电场线电势逐渐降低且等势线垂直电场线，故M点的电势高于N点的电势，故B正确；C．粒子所受的电场力方向斜向左下方，从M到N电场力对粒子做正功，其电势能不断减小，动能不断增大，故C错误；D．电场线的疏密表示电场的强弱，由图可知，N点的电场线密，所以N点的电场强度大，粒子在N点受到的电场力大，所以粒子在M点的加速度小于在N点的加速度，故D正确。故选BD。10.如图所示，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将带电小球用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，图中AC=h。当B静止在与竖直方向夹角方向时，A对B的静电力为B所受重力的0.5倍，则下列说法中正确的是（两球均可看作点电荷）（）A.若保持悬点C位置不变，缓慢缩短丝线BC的长度，B球运动轨迹在最初阶段为圆弧B.此时丝线长度为C.若A对B的静电力为B所受重力的倍，要使B球依然在处静止，则丝线BC的长度应调整为或D.以后由于A漏电，B在竖直平面内缓慢运动，到处A的电荷尚未漏完，在整个漏电过程中，丝线上拉力大小减小【答案】AC【解析】【详解】B．当A对B的静场力为B所受重力的0.5倍，B静止时丝线BC与竖直方向夹角θ=30°，处于平衡，根据几何关系可知此时AB与BC互相垂直，此时丝线长度为L=hcos30°=h故B错误；

D．由于A漏电，B竖直平面内缓慢运动，在θ=0°之前，由三角形相似可知随着电量的减少，BC绳长度不变，所以细绳的拉力不变；到θ=0°未漏完电，θ=0°后，由于二者在同一个竖直直线上，根据受力平衡可得，库仑力减小（漏电），丝线拉力增大，所以整个过程丝线拉力先不变，后增大，故D错误；

A．若保持悬点C位置不变，缓慢缩短丝线BC的长度，根据D选项中可知设AB=R，根据库仑定律可得则有由于电荷量不变，G和h不变，则R不变，所以缓慢缩短丝线BC的长度，B球运动轨迹在最初阶段为圆弧，故A正确；

C．若A对B的静电力为B所受重力的倍，则B静止在与竖直方向夹角仍为θ=30°时，对B受力分析，G、F与T，将F与T合成，则有解得根据余弦定理，可得（h）2=h2+BC2-2×BC×hcos30°解得BC=h，或BC=h故C正确。

故选AC。三、非选择题：共5小题，共57分。11.在化学工业和食品工业生产中，液体和粉末通过管道传输时，由于与管壁摩擦而产生静电，它们长时间地保存着大量电荷，与管壁间的电压可高达几万伏，如果突然发生放电，就会产生电火花而引发火灾．我们用如图所示模拟装置对上述过程进行研究．在该装置中，用聚苯乙烯小球模拟管道中流动的粉末上电荷积累的情况，本装置还可用来研究如下的可能因素对电荷积累多少的影响，这些可能因素是：小球的速度，管道的长度，在贮存筒中搅动小球，把导电的添加剂与小球混合等．

（1）简述该装置的工作原理．（2）设计一个方案，研究小球上电荷的积累与小球速度的定性关系．（3）在实际生产中，为减少管道传输中由于静电积累而引起的火花的危险，你有什么建议吗？（4）实际传输时，由于金属导管深入金属贮存筒内，导管与筒、带电的粉末和液体与筒之间也会有因高电压而产生电火花的危险，这个问题如何解决？【答案】（1）见解析（2）见解析（3）见解析（4）把管子与贮存筒用金属导线连接起来，并把贮存筒接地【解析】【详解】（1）聚苯乙烯是不良导体，用它做成的小球在沿导管下落时由于摩擦而带电，小球进入金属贮存筒使筒也带上电荷，静电计指针就张开，可以从指针张开的角度来了解小球积累电荷的多少。（2）控制小球用不同的速度通过金属导管倒入金属贮存筒内，分别观察记录速度不同时静电计指针张开的角度，通过比较速度和指针张开角度的大小来确定关系。（3）①在保证完成生产任务的前提下尽量减小小球的流动速度。②在保证将小球输送到金属贮存简的前提下尽量缩短金属导管的长度。③减少搅拌次数。④将导电添加剂与小球混合并搅拌均匀。（4）把管子与贮存筒用金属导线连接起来，并把贮存筒接地12.一个很小的小球带有电量Q，在距离球心30cm处的A点放置了一个试探电荷，它的带电量为q=−1×10－10C，q受到的电场力为1×10－8N，方向指向球心。求：（1）A点的场强的大小和方向？（2）如果从A点取走q，A点场强大小和方向？（3）把放在离球心60cm处的B点，所受的电场力等于多少？（4）带电小球的电量Q是正的还是负的？等于多少？【答案】（1）100V/m，球心→A；（2）100V/m，球心→A；（3）2.5×10−9N；（4）正电，1.0×10−9C【解析】【详解】（1）根据场强的定义式可得A点的场强的大小为方向：球心→A。（2）如果从A点取走q，A点场强大小和方向都不变E=100N/C方向从球心→A．（3）根据库仑力公式，在离球心30cm处所受的电场力为在离球心60cm处所受的电场力为根据可得.（4）根据点电荷场强公式代入数据解得Q=1.0×10-9C试探电荷带负电，受到的电场力方向指向球心，可知负电荷受的电场力方向与场强方向相反，所以场强方向背离圆心，故带电小球带正电。13.如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接．在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场．现有一质量为m，电荷量为＋q的小球从水平轨道上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方，如图所示．小球可视为质点，小球运动到C点之前电荷量保持不变，经过C点后电荷量立即变为零)．已知A、B间距离为2R，重力加速度为g．在上述运动过程中，求(1)小球在电场中受到的电场力大小；(2)小球过B点时对圆轨道的压力大小(3)小球在圆轨道上运动时的最大速率．【答案】（1）（2）（3）【解析】【详解】（1）设小球在C点速度的大小为vC，从C到P用时间为t，则从C到P：水平：2R=vCt竖直方向：R=gt2从A到C由动能定理：解得；（2）从A到B由动能定理：，在B点：解得：N=5mg（3）设等效竖直方向与竖直方向的夹角为θ，过O点的等效竖直线与BN轨道交于F点，从A到F，由动能定理：解得：【点睛】本题关键灵活地选择过程并运用动能定律列式，同时根据向心力公式和平抛运动的位移公式列式进一步分析求解；注意由于电场力和重力都是恒力，则可以用等效思想进行解答．14.如图所示，在区域I和区域Ⅱ内分别存在匀强电场，电场强度大小均为E，但方向不同。在区域I内场强方向沿y轴正方向，区域Ⅱ内场强方向未标明，两处电场都处在xOy平面内。一质量为m，电荷量为q的正粒子从坐标原点O以某一初速度沿x轴正方向射入电场区域I，从P点进入电场区域Ⅱ，到达Ⅱ区域右边界Q处时速度恰好为零。P点的坐标为（，）。不计粒子所受重力，求：（1）带电粒子射入电场区域I时的初速度大小；（2）电场区域Ⅱ的宽度。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设带电粒子射入电场