2022-2023学年广东省普宁市华美实验学校高二上学期第一次月考物理试题含解析

华美实验学校2022-2023学年高二上学期第一次月考物理试题高二级物理试题卷

注意事项：

1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息    

2.请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

一、单选题（1-7题单项选择，选对的得4分，选错的得0分，共7题，总分28分）

1. 对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法不正确的是（　　）

A. 甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷

B. 乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上

C. 丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理

D. 丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理

【答案】B

【解析】

【详解】A．甲图中，该女生接触带电的金属球，与金属球带同种性质的电荷，故A正确；

B．乙图中线状电离器B带负电，管壁A带正电，带负电的尘埃被收集在管壁A上，故B错误；

C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理，故C正确；

D．金属体壳能产生静电屏蔽作用，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，故D正确。

故选B。

2. 如图所示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动。若某次膜片振动时，膜片与极板间的距离减小，则在此过程中（　　）

A. 膜片与极板构成的电容器的电容减小 B. 极板所带电荷量减小

C. 膜片与极板间的电场强度减小 D. 电阻R中有方向向下的电流通过

【答案】D

【解析】

【详解】A．振动膜片振动时，膜片与极板距离增大，电容器两极板的距离减小，由公式

可知，电容增大，故A错误；

B．由公式

Q=CU

知，U不变的情况下，电容增大，电容器所带电荷量Q增大，故B错误；

C．由公式

知，U不变，间距d减小，则场强E增大，故C错误；

D．极板带电量增大，电容器充电，则电阻R中有方向向下的电流通过，故D正确。

故选D。

3. 两个分别带有电荷量大小为Q和5Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们之间库仑引力为F，现将两小球充分接触后将其固定距离变为2r，则两球间库仑力的大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由题意“库仑引力”说明两个小球带异种电荷；当两个金属小球相距r时，根据库仑定律

两球接触后，带电荷量均为2Q，则

由以上两式可解得

故选B。

4. 如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则（　　）

A. a一定带负电，b一定带正电

B. a的速度将减小，b的速度将增加

C. a的加速度将增加，b的加速度将减小

D. 两个粒子的电势能都减小

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图可知，b粒子的轨迹向右弯曲，b粒子受到的电场力方向向右，a的轨迹向左弯曲，a粒子受到的电场力方向向左，由于电场线未知，无法确定两个粒子的电性，但是一定带异种电荷，故A错误；

B．由图判断电场力对两个粒子都做正功，a、b两个粒子动能都增大，速度均增大，故B错误；

C．电场线越密集，电场强度越大，由图看出，向左电场线变疏，场强变小，则a所受电场力减小，加速度减小，向右电场线变密，场强变大，b所受电场力增大，加速度增大，故C错误；

D．电场力对两个粒子都做正功，动能增大，电势能减小，故D正确。

故选D。

5. 如图所示，用细线将质量为的带电小球P悬挂在O点，小球带电荷量为，匀强电场方向水平向右，小球处于静止状态时细线与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为。以下判断正确的是（    ）

A. 细线拉力大小为 B. 匀强电场的电场强度大小为

C. 小球所受电场力大小为 D. 剪断细线后，小球的加速度大小为

【答案】B

【解析】

【详解】BC．根据受力平衡可得

可得小球所受电场力大小为

匀强电场的电场强度大小为

B正确，C错误；

AD．根据受力平衡可得

解得细线拉力大小为

由于小球受到重力和电场力的合力大小等于细线拉力大小，剪断细线后，根据牛顿第二定律可得

AD错误。

故选B。

6. 反射式速调管是常用微波器之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示。一质量m=1.0×10-20 kg，电荷量q=1.0×10-9 C的带负电的粒子从（-1，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。则（　　）

A. x轴左侧电场强度方向沿x轴正方向同向

B. 粒子从（0，0）点向（0.5，0）点运动时电势能减小

C. 粒子运动的最大动能为

D. 粒子在x轴负半轴与在x轴正半轴运动时间相等

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图像可知，沿x轴负方向电势逐渐降低，可知x轴左侧电场强度方向沿x轴负方向同向，选项A错误；

B．粒子带负电，粒子从（0，0）点向（0.5，0）点运动时由于电势逐渐降低，可知电势能增加，选项B错误；

C．带负电粒子从（-1，0）点由静止开始运动，从（-1，0）点向（0，0）运动时电场力做正功，动能增加，即在原点处的动能最大，最大值

选项C正确；

D．粒子在x轴负半轴做匀加速运动，速度从零增加到vm，在x轴正半轴做匀减速运动，速度从vm减小到零，则两段运动的平均速度相等，但是由于位移不等，则运动时间不相等，选项D错误。

故选C。

7. 已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图所示，半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在过球心O的直线上有A、B两个点，O和B、B和A间的距离均为R，现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为，在挖掉球体部分前后，A点处场强的大小之比为（　　）

A  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由题意知，半径为R的均匀带电体在A点产生场强为

同理割出的小球半径为，因为电荷平均分布，其带电荷量

则其在A点产生的场强

所以剩余空腔部分电荷在A点产生的场强

所以

故选A。

二、多选题（8-10题多项选择，全部选对的得6分，选不全的得3分，有错误的或不答的得0分，共3题，总分18分）

8. 如图，在干燥的冬天，手接触房间的金属门锁时，会有一种被电击的感觉，带负电的手在缓慢靠近门锁还未被电击的过程中，门锁（　　）

A. 近手端感应出正电荷 B. 电势比手的电势低

C. 与手之间场强逐渐增大 D. 与手之间场强保持不变

【答案】AC

【解析】

【详解】A．放电前手指靠近金属门锁的过程中，门锁在手的影响下，发生静电感应，近手端感应出正电荷，故A正确；

B．由于门锁近手端带正电，手带负电，二者间空间产生电场，电场线由门锁近手端指向手，所以门锁电势比手的电势高，故B错误；

CD．随着手的靠近，二者间距逐渐减小，将门锁与手之间看成一个电容器，可知当两者距离减小时，根据公式

联立，可得

由于异种电荷相互吸引，手接近的过程中，感应电荷越来越接近手，门锁近手端电荷密度越来越大，电荷分布的电荷密度变大，故门锁与手指之间场强逐渐增大，故C正确，D错误。

故选AC。

9. 两个带等量正电的点电荷Q1和Q2的等势面分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的五个点，其中b、c两点关于两电荷连线对称，a、d两点在两电荷连线上，且a点到Q1的距离和d点到Q2的距离相等。则（　　）

A. e点的电势比a点的电势高

B. a点的场强比d点的场强弱

C. ab两点之间的电势差小于ad两点之间的电势差

D. 将一正电荷沿直线从b点移动到c点的过程中，电荷的电势能先增加后减小

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据等势面及远离正电荷的电势越来越低可知，a点的电势比e点的电势高，故A错误；

B．两个电荷在a点的场强方向相反，在b的点的场强方向相同，根据矢量合成可知a点的场强比d点的场强弱，故B正确；

C．b、d两点在同一等势面上，电势相同，由电势差公式可知ab两点之间的电势差等于ad两点之间的电势差，故C错误；

D．将一正电荷沿直线从b点移动到c点的过程中，电场力先做负功后做正功，根据功能关系可知电荷的电势能先增加后减小，故D正确。

故选BD。

10. 如图所示，O、A、B、C为一粗糙绝缘水平面上的四点，不计空气阻力，一电荷量为－Q的点电荷固定在O点，现有一质量为m、电荷量为－q的小金属块（可视为质点），从A点由静止沿它们的连线向右运动，到B点时速度最大，其大小为vm，小金属块最后停止在C点，已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ，A、B间距离为L，静电力常量为k，则（　　）

A. 在点电荷－Q形成的电场中，A、B两点间的电势差

B. 在小金属块由A向C运动的过程中，电势能减小

C. OB间的距离为

D. 从B到C的过程中，小金属块的动能全部转化为电势能

【答案】BC

【解析】

【详解】A．小金属块从A到B过程，由动能定理得

得A、B两点间的电势差

故A错误；

B．小金属块由A点向C点运动的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，故B正确；

C．根据题意知，A到B过程，金属块做加速度减小的加速运动，到B点时速度最大，所以在B点金属块所受的滑动摩擦力与库仑力平衡，则有

得

故C正确；

D．从B到C的过程中，小金属块的动能和电势能全部转化为内能，故D错误。

故选BC。

第II卷（非选择题）

三、实验题（第11、12题，每空2分，共16分）

11. 在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电荷量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒点，如图所示。实验时，先保持两球的电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，再保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。

实验表明：两电荷之间相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量______而增大。历史上法国学者______通过更精确的实验探究总结出两点电荷间相互作用力与两点电荷的电荷量、间距的定量关系。此同学在探究中应用的科学方法是______（选填“累积法”“等效替代法”或“控制变量法”）。

【答案】    ①. 减小    ②. 增大    ③. 库仑    ④. 控制变量法

【解析】

【分析】

【详解】[1]保持两球的电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，说明力越大，即两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；

[2]保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大， 说明力越大，即两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量增大而增大。

[3]历史上法国学者库仑通过更精确的实验探究总结出两点电荷间相互作用力与两点电荷的电荷量、间距的定量关系

[4]当几个物理量同时影响某一物理量变化时，保持其中的一个物理量变化，让其他物理量不变，看它对某一物理量的影响，这种方法即为控制变量法。

12. 某实验小组利用如图1所示的电路图“观察电容器的充、放电现象”。

（1）若将开关S打到1，电容器上极板带___________（选填“正”或“负”）电，再将S打到2，通过电流表的电流方向向___________（选填“左”或“右”）；

（2）实验中所使用的电容器如图2所示，当电容器两端电压为额定电压时，电容器正极板带电荷量为___________C（结果保留2位有效数字）；

（3）下列关于电容器放电时电容器所带的电荷量Q与两极板间的电压U的关系、电容器放电时电路中的电流I与时间t的关系正确的是___________。

【答案】    ①. 正    ②. 左    ③. 2.6    ④. D

【解析】

【详解】（1）[1][2]将开关S打到1，电容器上极板与电源的正极相接，则上极板带正电，再将S打到2，电容器放电，正电荷向左定向移动，所以通过电流表的电流方向向左。

（2）[3]电容器的额定电压为5.5 V，电容C=0.47 F，则当电容器两端电压为额定电压时，电容器极板上所带电荷量为

Q=CU=0.47×5.5 C=2.6 C

（3）[4]

AB．电容器放电过程中，随着电荷量减少，电压也减少，最终为零，故AB错误；

CD．电容器放电时电流肯定减小，且减小得越来越慢，故C错误，D正确。

故选D。

四、解答题（解答应写出必要的文字说明、证明过程或基本步骤，3道题，共计38分）

13. 如图所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘的倾角为的斜面上且恰与A等高，若B的质量为，则B所带电荷量是多少？（取）

【答案】

【解析】

【详解】因为B静止于光滑绝缘的倾角为的斜面上且恰与A等高，设A、B之间的水平距离为，绝缘支杆的长度为。依据题意可得

解得

对B进行受力分析如图所示

根据受力平衡可得

又

解得

14. 如图所示，空间有一水平向右的匀强电场，场强大小E=100V/m，一带电量为q=-1.6×10-10C的点电荷从a点运动到b点，已知ab=10cm，其连线与电场线的夹角θ=37°，取b点为电势零点。求：

（1）ab两点间的电势差Uab；

（2）电场力对点电荷所做的功Wab；

（3）电荷在a点的电势能Epa。

【答案】（1）8V；（2）-1.28×10-9J；（3）-1.28×10-9J

【解析】

【详解】（1）由匀强电场中电势差和电场强度的关系可知

得

Uab=8V

（2）电场力对点电荷所做的功

Wab=qUab

得

Wab=-1.28×10-9J

（3）由电场力做功和电势能的关系可知

得

15. 如图1所示，真空中有竖直放置的平行金属板A、B和水平放置的相距为d的平行金属板C、D、C、D板长为L，A、B板间加有恒定的电压U0，B板中心处开有小孔，质量为m、电荷量为q的带电粒子从A板静止释放，经AB间的电场加速后通过B板上的小孔进入C、D两板的正中间。在带电粒子进入C、D间的同时，给C、D两板加上如图2所示周期性变化的交变电压，粒子重力不计。

（1）求带电粒子进入C、D间时的速度大小；

（2）若此粒子在时间内从C、D间飞出，则飞出时在电场方向的位移是多少？

（3）若此粒子从C、D间飞出时恰能以平行于两板的速度飞出，则交变电压U1的取值范围是多少？

【答案】(1)；(2)；(3)   （n=1、2、3……）

【解析】

【详解】(1)带电粒子经A、B加速进入C、D之间的过程中，根据动能定理得

解得

(2)粒子在~时间内从C、D板间飞出时，C、D间的电压恒为U1，则粒子在C、D间做类平抛运动，所受电场力

粒子加速度

又运动时间为

当粒子从C、D间飞出时沿电场方向的位移为

(3)带电粒子在沿电场方向做单向的反复加速、减速运动，每次加和减速过程中在沿电场方向的位移大小都相等，其大小为

欲使粒子恰能以平行于C、D板的速度飞出，则应有

  （n=1、2、3……）

解得

   （n=1、2、3……）