2022-2023学年四川省峨眉第二中学高二上学期10月月考物理试题 （解析版）

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峨眉二中高2021届高二上第一次月考物理科试题注意事项：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；卷I（选择题）一、选择题（本题共计5小题，每题6分，共计30分）1. 以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是（　　）A. 摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B. 摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C. 橡胶棒和毛皮摩擦，橡胶棒带正电D. 不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移【答案】D【解析】【详解】ABD．摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体，并没有产生电荷。感应起电过程电荷在电场力作用下，电荷从物体的一部分转移到另一个部分，所以AB错误，D正确。C．将橡胶棒和毛皮摩擦，橡胶棒会得到电子，而带上负电荷，故C错误。故选D。2. 下列说法中正确的是（　　）A 由库仑定律可知，时，B. 元电荷实质上就是电子和质子C. 摩擦起电的实质是电子的转移D. 库仑定律与万有引力定律在形式上很相似，由此人们认识到库仑力与万有引力是同种性质的力【答案】C【解析】【详解】A．由库仑定律可知，时，电荷不能看作点电荷，不能用库仑定律计算电荷之间的作用力，其作用力也不是无穷大，A错误； B．元电荷实质上不是电子和质子，是电子或质子所带电荷量的绝对值，B错误；C．摩擦起电的实质是电子的转移，C正确；D．库仑定律与万有引力定律在形式上很相似，由此人们认识到库仑力与万有引力不是同种性质的力，D错误。故选C。3. 如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板同时接地，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。保持极板上的电荷量Q不变，以下说法正确的是（　）A. 使极板间的正对面积变小，则平行板电容器的电容增大B. 使极板间的正对面积变小，则静电计指针的偏角变大C. 使两极板间的距离变大，则平行板电容器的电容增大D. 使两极板间的距离变大，则静电计指针的偏角变小【答案】B【解析】【详解】AB．使极板间的正对面积变小，根据，可知平行板电容器的电容减小；又，由于保持电荷量Q不变，则电容器电压增大，静电计指针的偏角变大，故A错误，B正确；CD．使两极板间的距离变大，根据，可知平行板电容器的电容减小，又，由于保持电荷量Q不变，则电容器电压增大，静电计指针的偏角变大，故CD错误。故选B。4. 如图所示，a、b是x轴上两个点电荷，电荷量分别为和，沿x轴a、b之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，a、p间距离大于p、b间距离，曲线过p点的切线与x轴平行。从图中可以判断以下说法正确的是（    ）A. 两点电荷均为负电荷，且一定大于B. 电势最低的p点的电场强度不一定为零C. 将一负的检验电荷从c处移到p处，检验电荷的电势能增加D. a、p间电场方向都指向a点【答案】C【解析】【详解】A．P点切线斜率为零，而图线的切线斜率表示电场强度的大小，则P点的电场强度为零。两电荷在P点的合场强为零，P点距离较远，根据点电荷的场强公式知，的电量大于的电量，沿x轴a、b之间各点对应的电势先减小后增大，因为沿电场线方向电势逐渐降低，知和一定是同种电荷，且都为正电荷，A错误；B．在图像中，图像的斜率表示电场强度的大小，电势最低的p点斜率为零，所以该点的场强一定为零，B错误；C．对负电荷来说从c处移到p处，电势降低，电场力做负功，电荷的电势能增加，C正确；D．电场强度的方向从高电势指向低电势，所以a、p间的电场方向指向p点，D错误。故选C。5. 在真空中的x轴上的原点处和x＝6a处分别固定一个点电荷M、N，在x＝2a处由静止释放一个正点电荷P，假设点电荷P只受电场力作用沿x轴方向运动，得到点电荷P速度大小与其在x轴上的位置关系如图所示，则下列说法正确的是(　　)A. 点电荷M、N一定都是负电荷B. 点电荷P的电势能一定是先增大后减小C. 点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2∶1D. x＝4a处的电场强度一定为零【答案】D【解析】【详解】A．由图可知，试探电荷在处速度最大，则加速度为零，该处电场强度一定为零，在轴上从原点处到处，电场强度从两头指向处，点电荷一定都正电荷，A错误；B．由图可知，试探电荷仅在电场力作用下做先加速后减速的运动，动能先增大后减小，其电势能先减小后增大，B错误；C．试探电荷在处速度最大，该处电场强度一定为零，可得：解得：C错误；D．试探电荷在处速度最大，加速度为零，该处电场强度一定为零，D正确；故选D。【点晴】考查在物体运动过程中，速度最大时，加速度为零，则合力为零。二、多选题（本题共计3小题，每题6分，共计18分）6. 如图所示，为正方体，点在延长线上，且，两个等量异种点电荷固定在A、E两点，下列说法正确的是（　　）A. B、D两点的电场强度相同B.  、两点的电场强度相同C. C点电势低于D点电势D. 将电子从C点移动到点，电子的电势能增加【答案】A【解析】【详解】A．设固定在A、E两点的电荷的电荷量为，正方体的边长为，则B点电场强度若固定在A点的电荷为正电荷，固定在E点的电荷为负电荷，则方向竖直向上。反之，则方向竖直向下。D点电场强度若固定在A点的电荷为正电荷，固定在E点的电荷为负电荷，则方向竖直向上。反之，则方向竖直向下。即B、D两点的电场强度相同，A正确；B．点电场强度为和的矢量和，其方向分别如蓝色虚线方向，夹角为，若固定在A点的电荷为正电荷，固定在E点的电荷为负电荷，则方向为斜向右上方。反之，则方向为斜向左下方（如图黄色虚线方向）点电场强度和的矢量和，其方向分别如橙色虚线方向，夹角为，若固定在A点的电荷为正电荷，固定在E点的电荷为负电荷，则方向斜向上方。反之，则方向为斜向下方（如图红色虚线方向）所以、两点的电场强度大小相等，方向不同。B错误；C．等量异种电荷中垂线所在的平面为零势能面，故C、D两点电势为0，C错误；D．电子为负电荷，受力方向与电场线方向相反，若要使电势能增加必须对其做负功（即沿着电场线方向运动），题中并未明确两个等量异种点电荷正负关系，所以并不知道电场线的方向，D错误。故选A。7. 如图所示为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线是以点电荷为圆心的一段圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则下列说法正确的是（　　）A. a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹B. a一定是负粒子的运动轨迹，b和c一定是正粒子的运动轨迹C. a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变D. b虚线对应的粒子的质量小于c虚线对应的粒子的质量【答案】C【解析】【详解】AB．由三个粒子的运动轨迹可知，a粒子受向左的电场力，b和c受到向右的电场力，由于电场线的方向未知，所以不能确定粒子的电性，故AB均错误；C．由于电场线的疏密表示电场强度的大小，粒子只受电场力，故a虚线对应的粒子所受的电场力越来越小，则其加速度越来越小；c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变，但方向在变化，故C正确；D．a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，且三个粒子的电荷量大小相等，故它们所受的静电力相等；由于b粒子做圆周运动，说明向心力等于静电力；c粒子做向心运动，故静电力大于需要的向心力，根据向心力公式知b虚线对应的粒子的质量比c虚线对应的粒子的质量大，故D错误；故选C。8. 如图，一个质量为m、电荷为＋q的小球，系在一根长为L不可伸长的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕固定O点在竖直面内做圆周运动，AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。整个空间存在水平方向匀强电场，电场强度，已知重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的动能最大B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到A点时的机械能最小C. 若小球恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度D. 若将小球在A点由静止开始释放，则小球运动到B点时的速度为【答案】BCD【解析】【详解】A．小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，水平电场力为，与重力的合力为，方向斜向右下方与水平方向呈45°角，因此把此合力等效为一个该方向的重力场，根据圆周运动的规律得出到达等效重力场的最低位动能最大，即到达BC中点动能最大，A错误；B．小球的机械能和电势能总和守恒，小球运动到A点时电势能最大，所以机械能最小，B正确；C．小球恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动时，由等效重力加速度得即C正确；D．将小球在A点由静止开始释放，小球做直线运动到达C点速度为，有解得过后在绳子拉力下做圆周运动，竖直方向速度变为0，水平方向速度为即到达B点时的速度为，D正确。故选BCD。卷II（非选择题）三、填空题（本题共计2小题，每题6分，共计12分）9. 两个带电小球A和B，电荷量分别为+Q和+9Q，在真空中相距0.4m，如果引进第三个小球，正好使三个小球都处于平衡状态，第三个小球带的是_______（ 同或异）种电荷，应放在距A__________m处，电荷量是A 的__________倍．【答案】    ①. 负电    ②. 0.1m    ③. 9/16【解析】【详解】三个自由带电小球平衡条件：三点共线，两大夹小，两同夹异，近小远大；根据上述规律可知，引入的第三个小球必须带负电，放在前两个小球的连线上且离+Q较近．设第三个小球带电量为q，放在距离A为x处，由平衡条件和库仑定律有：
         即  9x2=（0.4-x）2
   解得 x=0.1m  
  以+Q为研究对象，由平衡条件得：
  解得 q=Q； 即电荷量为Q的倍.【点睛】本题考查对三个自由带电小球平衡条件：三点共线，两大夹小，两同夹异，近小远大的应用，注意根据平衡条件列式求解．10. 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，则丝绸带_________电。 科学实验发现，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，人们把这个最小的电荷量e=_________C叫做元电荷，某带电体电量为，此带电体所带的电荷量是元电荷的_________倍。【答案】    ①. 负    ②.     ③. 【解析】【详解】［1］丝绸与玻璃棒摩擦，玻璃棒带正电，失去电子；丝绸得到电子，带负电；［2］元电荷的电荷量是 ［3］根据题意有四、解答题（本题共计4小题，共计40分）11. 如图甲所示，空间内存在着方向竖直向下、场强大V/m的匀强电场，一质量kg、电荷量的带电粒子从空间的P点以初速度v0水平射出。设粒子射出时为初始时刻，之后某时刻，带电粒子的速度与水平方向的夹角为θ，则tanθ与时间t的关系图像如图乙所示，粒子的重力忽略不计。（1）求粒子的初速度v0的大小；（2）若粒子运动过程中经过图中Q点，且PQ连线与水平方向的夹角α=45°，求P、Q两点间的电势差。【答案】（1）40m/s；（2）【解析】【详解】（1）粒子仅在电场力作用下做类平抛运动，根据牛顿第二定律有竖直方向的速度水平方向的速度根据题意可知 根据图乙可得则 解得 （2）根据题意可知，水平位移竖直位移设位移偏角为α，则代入数据得出运动时间根据几何关系得出P、Q两点间的电势差为12. 如图，竖直放置的光滑绝缘轨道由斜面和半圆组成，两者在点平滑连接，倾角，半径，轨道处于竖直向下的匀强电场中，场强。有一电荷量为的带负电的小球，从斜面顶端点由静止开始滑下，接着通过半圆轨道最高点，已知小球质量为，，求：（1）至少应为多少？（2）通过调整释放高度使小球到达点的速度为，则小球落回到斜面时的动能是多少？【答案】（1）H = 1m；（2）5J【解析】【分析】【详解】（1）等效场加速度，方向竖直向下恰好通过最高点有根据动能定理有联立解得H = 1m（2）点类平抛，水平竖直如图则有联立得解得（另一值舍去）则竖直位移落回斜面时有Ek13. 光滑绝缘的水平面附近存在一个水平方向的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，其电势ϕ随x轴的关系如图所示，图中虚线为图线在x＝0.15m处的切线．质量为m＝1×10﹣4kg、带电量为q＝+1.6×10﹣10C的小物体处于x＝0.15m处由静止释放后开始运动．小物体运动过程中能量守恒，取g＝10m/s2．（1）分析判断小物体的运动方向；（2）已知图线上任意一点切线斜率的大小即为该点处的电场强度大小，求小物体开始运动时的加速度大小；（3）求小物体运动0.05m时的速度大小；（4）若水平面粗糙，且小滑块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，试分析说明小物体的运动情况．【答案】（1）小物体沿x轴正向运动；（2）2.4m/s2；（3）0.4m/s；（4）物体沿x轴正向加速度运动；运动过程中F减小，物体的加速度减小，当F＜f后，物体开始减速运动，最终保持静止．【解析】【分析】（1）根据沿着电场线的方向，电势逐渐降低判断电场方向，从而判断电场力的方向，继而确定物体沿x轴运动方向；（2）图线上任意一点切线斜率的大小即为该点处的电场强度大小可求电场强度，根据牛顿第二定律求解加速度；（3）根据能量守恒定律求解0.05m时的速度大小；（4）根据受力情况分析物体的运动情况．【详解】（1）沿着电场线的方向，电势逐渐降低，因此电场强度方向沿x轴正方向，即物体受到沿x轴正方向的电场力，故由静止释放后，物体沿x轴正方向运动；（2）图线上任意一点切线斜率的大小即为该点处的电场强度大小可得x＝0.15m处的电场强度为： 根据牛顿第二定律得小物体开始运动时的加速度大小为： （3）根据能量守恒定律可知减小的电势能转化为了物体动能，即： 代入数据解得：v＝0.4m/s（4）由滑动摩擦力公式得：f＝μmg＝2×10﹣4N电场力F＝qE＝2.4×10﹣4N＞f，物体沿x轴正向加速度运动；运动过程中F减小，物体的加速度减小，当F＜f后，物体开始减速运动，最终保持静止．【点睛】本题首先要明确φ-x图象中任意一点的切线的斜率表示电场强度的大小，然后根据受力分析运动，根据牛顿第二定律求解加速度，根据能量守恒定理求解速度即可．14. 如图甲所示，长为L的金属板A、B水平正对固定，两板间距离为d，为两板间空间的中轴线，A、B板上加如图乙所示的电压。质量为m、带电荷量为+q的粒子持续从O点沿以相同速度射入两板之间，粒子均能穿过极板空间且在极板间运动时间均为T。不计粒子重力以及粒子间相互作用力。（1）求粒子进入极板时的速度；（2）求时进入两板间的粒子射出极板时到的距离；（3）其它条件不变，仅改变电压U0的大小，要确保粒子能穿过极板，求U0的最大值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）粒子进入极板时的速度（2）时进入两板间的粒子前时间内位移大小经过时速度时间内位移大小所以时进入两板间的粒子射出极板时到的距离为（3）设U0的最大值，此时粒子通过两板时竖直方向刚好到达板边缘，当t=0时进入经过时速度~T时间内位移大小解得