2023-2024学年河南省濮阳市第一中学高二上学期9月月考物理试题（解析版）

濮阳市一高2022级高二上学期第一次质量检测物理试题一.单项选择题（本题共7道小题，每小题4分，共28分；每小题只有一个选项符合题意）1.关于电场强度，下列说法正确的是（）A.若在电场中的点不放试探电荷，则点的电场强度为B.点电荷电场强度公式表明，在减半的位置上，电场强度变为原来的倍C.电场强度公式表明，若减半，则该处的电场强度变为原来的倍D.匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷其中受力都相同【答案】B【解析】【详解】A．电场强度由电场本身决定，与放不放试探电荷无关，若在电场中的点不放试探电荷，则点的电场强度不为，故A错误；B．公式是真空中点电荷电场强度的决定式，则点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离的二次方成反比，故在减半的位置上，电场强度变为原来的倍，故B正确；C．公式是电场强度的定义式，电场强度由电场本身决定，电场中某点的电场强度的大小与试探电荷所带的电荷量大小无关，故C错误；D．根据电荷在电场中所受电场力公式可知电荷在电场中所受电场力与电场强度、电荷量有关，匀强电场中电场强度处处相同，电荷的电荷量不同，电荷在在其中受力不同，故D错误。故选B。2.如图所示。绝缘水平天花板上的点用绝缘丝线悬挂一质量为的小球，丝线长为，在同一水平线距离点为处固定另一电量为的点电荷（未知）。当小球静止时，丝线和竖直方向的夹角，已知小球质量为，重力加速度为，静电力常量为，下列说法正确的是（）A.丝线的拉力大小为B.两带电体的相互作用力为C.D.由于漏电电量减小时，丝线的拉力不变【答案】C【解析】【详解】AB．小球受力情况如图所示：由几何关系可知根据两个力的合力是第三个力的平衡力，有两带电体的相互作用力丝线的拉力选项AB错误；C．根据库仑定律有解得选项C正确；D．由于漏电电量减小时，小球将下移，故变大，根据相似三角形有故丝线的拉力减小，选项D错误。故选C。3.如图，将原来不带电与大地绝缘的导体静置于带正电的点电荷Q所形成的电场中，A、B两点在其表面，C点在其内部，达到静电平衡时，以下正确的是（）A.A点一侧表面带正电B.感应电荷在C点产生的电场为零C.感应电荷在C点产生的场强大小等于点电荷在C点产生场强的大小D.若用手触摸一下导体，放手后导体将不带电【答案】C【解析】【详解】A．静电感应时，导体离场源的近端感应异种电荷，远端感应同种电荷，A点一侧属于近端则表面带负电，故A错误；BC．静电平衡后，感应电荷在C点产生的场强和点电荷在C点产生场强等大反向，而C点的总场强为零，故B错误，C正确；D．若用手触摸一下导体，只有导体近端带负电荷，远端在地球带正电，放手后导体将只带负电，故D错误；故选C。4.如图所示，带正电的金属圆环竖直放置，是轴线上相对于圆心的对称点。某时刻一个电子仅在电场力作用下从A点沿轴线向右运动至B点，此过程中电子运动的图像不可能是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】A．金属圆环的圆心处场强，轴线上∞处场强也为0，故在圆心与∞之间某处必然有个最大场强。若A点在的左侧，电子由A点沿轴线向右运动至B点过程中，电子的加速度先增大再减小到0再反向增大，然后再减小，故A正确；BC．若A点在的右侧，电子由A点沿轴线向右运动至B点过程中，电子的加速度先减小到0再反向增大，故BC正确；本题选择不可能的选项，故选D。5.在轴上有两个点电荷、，其静电场的电势在轴上的分布情况如图所示，则（）A.和带有同种电荷B.处的电场强度为零C.将一负电荷从处移动到处，其电势能增加D.将一负电荷从处移到处，电场力做功为零【答案】D【解析】【详解】A．由图知处的电势等于零，所以q1和q2带有异种电荷，A错误；B．图象的斜率描述该处的电场强度，故处场强不为零，B错误；C．负电荷从移到，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C错误；D．由图知，负电荷从处移到处，电势不变，则电势能不变，电场力做功为零。所以D正确。故选D。6.如图所示为不等量的异种点电荷电场中的电场线分布。两点电荷电荷量相差越大，点电荷附近电场线疏密差别也越大。图中的虚线是两点电荷连线的中垂线，、、是中垂线上的三点，根据所给的电场线分布图，下列说法正确的是（）A.、两点的场强大小相等B.、两点的场强方向均平行于点电荷连线向左C.点的电场强度比点的小D.试探电荷在点受到的电场力小于其在点受到的电场力【答案】C【解析】【分析】【详解】A．据题中给的电场线分布图可知点场强大于点场强，故A错误；B．、两点的场强方向均斜向左上方，与点电荷连线不平行，故B错误；C．电场线越稀疏的地方，电场强度越弱，故点的电场强度比点的小，故C正确；D．试探电荷在点受到的电场力大于其在点受到的电场力，故D错误。故选C7.电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是（）A.甲图中，力F增大过程中，电流计中的电流从a流向bB.乙图中，手指作为电容器一电极，如果改用绝缘笔在电容式触摸屏上不能正常操作C.丙图中，油箱液位上升时，电容变小D.丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电容器处于放电状态【答案】B【解析】【详解】A．根据电容的定义式与决定式有，解得甲图中，电容器极板之间电压一定，力F增大过程中，电容器两极板之间间距减小，可知电容器极板所带电荷量增大，电容器上极板带正电，可知，上极板失电子，电流计中的电流从b流向a，故A错误；B．手指是导体，可以作为电容器的一个电极，绝缘笔是绝缘体，不能够作为电极，即绝缘笔在电容式触摸屏上不能正常操作，故B正确；C．根据上述有丙图中，油箱液位上升时，电容器间电介质增多，介电常数变大，则电容变大，故C错误；D．根据上述有丁图中，电容器极板之间电压不变，当传感器由静止突然向左加速时，电介质加速度方向向左，电介质相对传感器向右移动，介电常数变大，则极板所带电荷量增大，电容器处于充电状态，故D错误。故选B。二.多项选择题（本题共4道小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）8.图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为4V。一电子仅在电场力作用下运动，经过a时的动能为12eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是（）A.平面d上的电势为零B.该电子一定能到达平面fC.该电子经过平面c时，其电势能为eVD.该电子经过平面a时的速率是经过d时的2倍【答案】ABC【解析】【详解】A．依题意，已知等势面b上的电势为4V，可得电子在该等势面上的电势能为-4eV，由于从a到d的过程中电子克服电场力所做的功为6eV，则电子的动能减小6eV，电势能增加6eV，可得电子从a到d通过相邻等势面，动能均减少2eV，电势能均增加2eV，由于电子具有的能量等于动能与电势能之和，所以可得电子在等势面b上具有的能量为根据能量守恒，则平面d上有可得则平面d上的电势为零，故A正确；B．由于该电子到达平面d时的动能为6eV，电子从a到d通过相邻等势面，动能均减少2eV，所以，可知电子一定能到达平面f，故B正确；C．根据能量守恒可得，该电子经过平面c时，其电势能满足可得故C正确；D．根据前面选项分析，可知该电子经过平面d时的动能为则可得故D错误。故选ABC。9.如图所示，AB是圆心为O的圆的直径，AB长为，圆所在的空间存在匀强电场（图中未画出），场强与圆面平行，C为圆周上一点，从A点向圆面内各个方向发射出动能相同的电子，电子经过O点时和经过C点时动能均为4eV，电子经过B点时动能为2eV，∠AOC＝60°，取O点电势为零，则（）A.B点的电势为2V B.电子从A点射出的初动能大小为6eVC.匀强电场的电场强度大小为 D.匀强电场的电场强度大小为2V/m【答案】BC【解析】【详解】A．由题意知，OC连线为等势线，电子在电场中的动能与电势能之和为4eV，电子经过B点时动能为2eV，故电子在B点的电势能为2eV，因此B点的电势为-2V，故A错误；B．可知，A点的电势为2V，电子在A点的电势能为，则电子从A点射出的初动能为6eV，故B正确；CD．从A点作OC垂线AD，则电场方向由A指向D，根据几何关系因此匀强电场的电场强度大小故C正确，D错误。故选BC。10.如图所示，在纸面所在的平面内，带正电粒子（不计重力），从O点以速度v0进入电场强度为E的匀强电场（范围足够大），经过一段时间t0，到达P点，速度正好达最小值，再经过一段时间，到达N点，速度的大小正好等于v0，sin37°=0.6，下列说法正确的是（）A.粒子在O点时的速度v0与场强E的夹角为127° B.O、N两点的连线不是等势线C.粒子从P到N运动时间可能小于t0 D.带电粒子的荷质比【答案】AD【解析】【详解】B．在O点时粒子速度为，N点时速度为，整个过程中只有电场力做功，而O、N两点速度相同，动能相同，故粒子在O、N两点的电势能相等，则O、N两点的电势相等，且电场为匀强电场，所以O、N两点的连线为等势线，故B错误；A．由于速度的最小值为，在匀强电场中只有竖直方向受力，故可分解在水平方向的和竖直方向，故与水平方向的夹角为37，由几何关系知与与场强E的夹角为127°，故A正确；C．从O到P再到N过程中粒子所受的电场力不变，则加速度不变，O到P过程竖直方向的速度由减速到0，P到N的过程竖直方向的速度由0加速到，故到的时间等于到的时间，同为，故C错误；D．粒子在电场中受力为加速度为经过时间，竖直方向速度由减速到0，可得联立可得故D正确。故选AD。11.如图所示，带电平行金属板、B，板间的电势差为，板带正电，B板中央有一小孔。一带正电的微粒，带电荷量为，质量为，自孔的正上方距板高处自由落下，若微粒恰能落至、B板的正中央点，则（）A.微粒在下落过程中动能逐渐增大，重力势能逐渐减小B.微粒下落过程中重力做功为，静电力做功为C.微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增量为D.若微粒从距板高处自由下落，则恰好能到达板【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A．由微粒运动到点速度减小到零可知动能先增大后减小，选项A错误；B．微粒下落高度为，重力做功为，静电力做负功，大小为，选项B正确；C．由功能关系可知克服静电力做了多少功，电势能就增大多少，选项C正确；D．若微粒从距板高处自由下落，假设能够到达点，重力做功为，克服静电力做功，由动能定理可知选项D正确。故选BCD。第II卷（非选择题共56分）三.实验探究题：（本题共2小题，第12题6分，第13题8分，总共14分）12.如图甲所示是一种观察电容器充、放电的实验电路图。某同学在一次实验时的情况如下：接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数是，电压表的示数，、分别是电容器放电时的初始电压和电流。断开开关S，同时开始计时，每隔5s测一次电流I的值，将测得数据填入表格，并标在图乙坐标纸上（时间t为横坐标、电流i为纵坐标），结果如图中小黑点“·”所示。（1）在图乙中画出图线，图线与坐标轴所围成面积的物理意义是___________________________。（2）该电容器电容为____________F（结果保留2位有效数字）。【答案】①.②.【解析】【详解】（1）[1][2]图线如图所示由知，图像与坐标轴所围的面积为电容器在开始放电时所带的电荷量。[2]查出格子数，由总格子数乘以每个格子的“面积”值求得则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⑤.2⑥.2【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。四.计算题（本题有3个小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）14.如图所示，在水平向左的匀强电场中有一与水平面成60°角的光滑绝缘直杆AC，其下端（C端）距地面高度h＝0.8m。有一质量为0.5kg的带电小环套在杆上，正以某一速度v0沿杆匀速下滑，小环离开杆后正好落在C端的正下方地面上P点处，ACP所在平面与电场E平行，g取10m/s2，求：（1）小环带何种电荷及它受到的电场力的大小；（2）小环离开直杆后运动的加速度大小和方向；（3）小环在直杆上匀速运动速度v0的大小。【答案】（1）负电，；（2）20m/s2，方向与杆垂直斜向右下方；（3）【解析】【详解】（1）由小环在直杆上的受力情况知小环带负电，由平衡条件可知得（2）离开直杆后，只受mg、F电作用，合力F方向与杆垂直斜向右下方，则解得a＝2g＝20m/s2方向与杆垂直斜向右下方（3）建立以初速度方向为x轴正方向，以加速度方向为y轴正方向的直角坐标系，则小环离开直杆后做类平抛运动，则hsin60°＝v0thcos60°＝at2可得15.如图所示，AB为半径的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道，在四分之一圆弧区域内存在着的竖直向上的匀强电场，有一质量、带电荷量的物体（可视为质点）从A点的正上方距离A点H处由静止开始自由下落（不计空气阻力），BC段为长、与物体间动摩擦因数的粗糙绝缘水平面，CD段为倾角且最高点C与地面DE距离的斜面。已知，，。（1）若，物体能沿轨道AB到达B点，求物体到达B点时轨道对物体的弹力大小；（2）若，通过计算说明物体从C点处射出后打到的位置（不讨论物体反弹以后的情况），并求出其落点距C点的距离。【答案】（1）；（2）打到的位置在CD段上，其落点距C点的距