重庆市璧山来凤中学2023-2024学年高二物理上学期9月月考试题（Word版附解析）

来凤中学2023-2024学年度高二上期9月月考物理试题

一．单项选择题：（每小题4分，共28分）

1. 如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，M和N是轨迹上的两点．设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN，下列判断正确的是(　　)

A. vM<vN，φM<φN

B. vM>vN，aM>aN

C. φM<φN，EpM<EpN

D. aM<aN，EpM<EpN

【答案】A

【解析】

【详解】带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，根据带电粒子受力情况可知，若粒子从M到N运动，电场力做正功，动能增大，电势能减小，故带负电粒子通过M点时的动能比通过N点时的动能小，即有

vM<vN

在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大，则有

EpM>EpN

若粒子从N到M运动结论不变；带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场线与等势面垂直，且由于带电粒子带负电，因此电场线指向右上方，根据沿电场线电势降低，可知

φM<φN

电场线密的地方场强大，故N点电场强度较大，电场力较大，根据牛顿第二定律，加速度也较大

aM<aN

综上所述，故A正确，BCD错误。

故选A。

2. 如图所示，电荷量为q的正点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0，则带电薄板在图中B点产生的电场强度（　　）

A. 大小为，方向水平向左 B. 大小为，方向水平向右

C. 大小为，方向水平向左 D. 大小为，方向水平向右

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】q在A点形成的电场强度的大小为

，方向向左

因A点场强为零，故薄板在A点的场强方向向右，大小也为。

根据对称性可得，带电薄板在图中B点产生的电场强度大小也为，方向水平向左。

故选C。

3. 如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷q′后，D点的电场强度恰好等于0，则放在B点的电荷电性和电荷量分别是（　　）

A. 正电荷，2q B. 负电荷，2q

C. 正电荷，2q D. 负电荷，2q

【答案】D

【解析】

【详解】设正方形边长l，A、C点的电荷在D点的场强均为

则A、C点的电荷在D点的合场强为

因为D点的电场强度恰好等于零，则B点的点电荷在D点的场强与A、C点的电荷在D点的合场强等大反向，因此B点的点电荷带负电，且B点的点电荷在D的电场强度大小是

解得

故选D。

4. 如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别是φA=15V，φB=3V，φC=﹣3V，由此可以推断D点的电势φD是（　　）

A. 6V B. 9V

C. 3V D. 12V

【答案】B

【解析】

【详解】在匀强电场中平行等间距的两点电势差相等，故可知

代入数值解得

故选B。

5. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为、的点电荷，在两电荷连线上的电势随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则（　　）

A. 和都是正电荷

B. CD两点间与BC两点间电场强度方向相同

C. C点的电场强度大于B点的电场强度

D. 将一负点电荷从B点移到D点，电势能先减小后增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图知从O到B电势先不断降低后先升高再降低，则两个点电荷必定是异种电荷，故A错误；

B．由图可知：从C到D，电势降低，根据顺着电场线电势降低可知，CD间电场强度方向沿x轴正方向，从B到C，电势升高，可知BC间电场强度方向沿x轴负方向，故B错误；

C．根据图象切线的斜率等于场强，可知C点场强为零，B点的场强不等于零，则B点的场强比C点的大，故C错误；

D．将一负点电荷从B移到D点，电势先升高后降低，电势能先减小后增大，故D正确。

故选D。

6. 如图所示装置可以根据平行板电容器的决定因素来测量微小形变，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度变化时，极板上所带电荷量增多，则（    ）

A. 材料竖直方向尺度减小 B. 极板间电场强度不变

C. 通过电流表的电流方向向左 D. 电容器电容变大

【答案】D

【解析】

【详解】AD．根据电容的定义式

可知电容器极板上的电荷量增多时电容器的电容变大，根据电容的决定式

可知极板间距d减小，材料竖直方向尺度增大，故A错误，D正确；

B．两极板间形成匀强电场，根据

可知极板间电场强度变大，故B错误；

C．电容器电荷量增多意味着电容器处于充电状态，电子移动到下极板，所以通过电流表的电流方向向右，故C错误。

故选D。

7. 如图所示，在竖直放置的平行金属板A、B之间加有恒定电压U，A、B两板的中央留有小孔O1、O2，在B板的右侧有平行于极板的匀强电场E，电场范围足够大，足够大的感光板MN垂直于电场方向固定放置。第一次从小孔O1处由静止释放一个质子（），第二次从小孔O1处由静止释放一个α粒子（），关于这两个粒子的运动，下列判断正确的是（　　）

A. 一价氢离子和二价氦离子在O2处的速度大小之比为1∶2

B. 一价氢离子和二价氦离子打到感光板上时的动能之比为1∶2

C. 一价氢离子和二价氦离子在整个过程中运动的时间相等

D. 一价氢离子和二价氦离子打到感光板上的位置不相同

【答案】B

【解析】

【详解】A．设粒子在O2处的速度大小为v，对粒子在A、B之间的运动，根据动能定理有

解得

所以一价氢离子和二价氦离子在O2处的速度大小之比为

故A错误；

B．根据动能定理可知，粒子打到感光板上的动能为

一价氢离子和二价氦离子在偏转电场中的竖直位移y相同，所以二者打到感光板上时的动能之比为

故B正确；

C．粒子在加速电场中的加速度大小为

设A、B间距为d，则运动时间为

粒子在偏转电场中的加速度大小为

运动时间为

所以粒子在整个过程中运动的时间为

一价氢离子和二价氦离子在整个过程中运动的时间之比为

即运动时间不等，故C错误；

D．粒子在偏转电场中的水平位移大小为

由上式可知x与粒子比荷无关，所以一价氢离子和二价氦离子打到感光板上的位置相同，故D错误。

故选B。

二．多项选择题：（每小题全对得5分，少选得3分，不选和错选得零分，共15分）

8. 关于静电场，下列结论普遍成立的是（　　）

A. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低

B. 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关

C. 在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向

D. 负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加

【答案】CD

【解析】

【详解】A．沿着电场线的方向电势逐渐降低，但电势高的地方电场强度不一定大，例如负电荷周围的电场，故A错误；

B．电势差的大小决定于两点间沿电场方向的距离和电场强度，故B错误；

C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，沿场强方向电势降低最快，所以场强方向都指向电势降低最快的方向，故C正确；

D．负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，故D正确。

故选CD。

9. 如图所示，两根绝缘轻绳将两个大小和材料均相同的带正电小球（可视为质点）系于同一点，A球靠在绝缘墙壁上，B球保持静止状态。两球所带电荷量分别为QA=2q和QB=4q。现将B球与A球接触后再次释放，稳定后两球均静止，下列说法中正确的是（　　）

A. B球电荷量不变

B. 轻绳对B球的拉力变大

C. A、B两球间库仑力增大

D. A、B两球间距离增大

【答案】CD

【解析】

【详解】A、两个完全相同的小球接触后带电量平分，则两个小球后来的带电量

可知B的带电量减小，故A错误；
BCD、对B球受力分析，受重力、拉力T和库仑力F，如图所示
 

图可知，△ABO和B的重力、OB绳子拉力，B受到的库仑力力围成的矢量三角法相似，则有

由于AO与BO不变，小球的质量m不变，则绳子的拉力T不变。

其中

后来平衡后

联立可得

可得A、B间的距离变大，则库仑力变大；故CD正确，B错误。

故选CD。

10. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～段是关于直线对称的曲线，～段是直线，则下列说法正确的是

A. 处电场强度最小，但不为零

B. 粒子在0～段做匀变速运动，～段做匀速直线运动

C. 在0、、、处电势、、、的关系为<=<

D. ～段的电场强度大小方向均不变，为一定值

【答案】CD

【解析】

【详解】根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：得：，由数学知识可知，Ep-x图象切线的斜率等于，x1处切线的斜率为零，则知x1处电场强度为零，故A错误；由图看出在0～x1段图象切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动．x1～x2段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动．x2～x3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故B错误，D正确；由图可知：EP3＞EP2=EP0＞EP1，根据EP=φq，又粒子带负电，故φ3＜φ2=φ0＜φ1，故C正确；

三．实验题（每空3分，共15分）

11. 某实验小组采用如图所示的实验装置探究影响平行板电容器电容的因素。实验前首先用干电池对两极板充电，并保持两极板电量不变，然后将极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏静电计的金属球相接，灵敏静电计外壳接地。

（1）如果保持两极板间距离不变，仅将A极板向下移动，将会发现静电计指针偏角___________（选填“变大”“变小”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；如果保持两极板间正对面积不变，仅将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离，发现静电计指针偏角___________（选填“变大”“变小”或“不变”），说明平行板电容器的电容随板间距离d增大而减小；

（2）下列关于实验中使用静电计的说法正确的有___________。

A．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况

B．使用静电计的目的是测量电容器电荷量的变化情况

C．静电计可以用电压表替代

D．静电计可以用电流表替代

【答案】    ①. 变大    ②. 变大    ③. A

【解析】

【详解】（1）[1]将A极板向下移动，正对面积减小，由电容的决定式

可知电容变小，电容器的电量不变，根据电容的定义式

可知极板间的电压U增大，则静电计指针偏角变大。

[2]将A极板向左移动，即板间距离增大，由电容的决定式

分析可知电容变小，电容器的电量不变，根据电容的定义式，知极板间的电压U增大，则静电计的指针偏角变大。

（2）[3]AB．静电计是用来观察电容器两端电压变化情况的，故A正确，B错误；

CD．静电计不可以用电压表代替，也不可以用电流表代替，因为电流表和电压表在构成电流通路时才有示数，故CD错误。

故选A。

12. 随着传感器技术的不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及，小乐同学用电流传感器做“观察电容器的充、放电现象”，电路如图甲所示。

（1）先使开关S与2相连，电源对电容器充电，这个过程可在短时间内完成，充满电的电容器左极板带 _____电（填“正”或“负”）。

（2）然后把开关S掷向1端，K断开，电容器通过电阻R1放电，传感器将电流传入计算机，屏幕上显示出电容器充放电过程电流随时间变化的i﹣t图像如图乙所示。

（3）根据i﹣t图像可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为 _____________C。（结果保留两位有效数字）

【答案】    ① 负    ②. 9.5×10﹣4（9.0×10﹣4到1.0×10﹣3）

【解析】

【详解】（1）[1]电容器左极板与电源负极相连，充满电的电容器左极板带负电。

（3）[2] i-t图像与横轴所围的面积表示电容存储的电荷量，一小格的面积为

总共约19格，故电容器在全部放电过程中释放的电荷量为

四．计算题：（13题12分；14题12分；15题18分，共42分）

13. 把质量是4.0×10-3kg的带电小球B用细线悬挂起来，如图所示。若将带电荷量为4.0×10-8C的小球A靠近小球B，平衡时细线与竖直方向成 角，A、B在同一水平面上，相距0.30m。（k=9.0×109N·m2/C2，取 ）问：

（1）A球受到静电力为多大？

（2）B球所带电荷量为多少？

【答案】（1）；（2）

【解析】

详解】（1）对球B受力分析，如图所示

根据共点力平衡条件，结合几何关系得到

解得

根据牛顿第三定律得A球受到的电场力大小

（2）根据库仑定律，有

解得

14. 一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中．开始时，将细线与小球拉成水平，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零。试求：

（1）A、B两点的电势差UAB；

（2）匀强电场的场强大小；

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）小球由A→B过程中，由动能定理

所以

（2）根据公式

可得

15. 如图所示，虚线左侧有一场强为的匀强电场，在两条平行的虚线和之间存在着宽为、电场强度为的匀强电场，在虚线右侧距为处有一与电场平行的屏。现将一电子（电荷量为，质量为，重力不计）无初速度地放入电场中的点，最后电子打在右侧的屏上，点到的距离为，连线与屏垂直，垂足为，求：

（1）电子到的速度大小；

（2）电子从释放到打到屏上所用的时间；

（3）电子刚射出电场时的速度方向与连线夹角的正切值；

（4）电子打到屏上的点到点的距离。

【答案】(1) ；(2)；(3) ；(4)

【解析】

【分析】

【详解】(1)电子从A运动到MN过程中，根据动能定理得

解得

(2)电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，时间为t1，则

由，得

从MN到屏的过程中运动时间

运动的总时间

(3) 设粒子射出电场E2时平行电场方向的速度为vy，由牛顿第二定律得：电子进入电场E2时的加速度为

电子在电场E2中运动时间

则

电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值为

解得

(4)带电粒子在电场中的运动轨迹如图所示

设电子打到屏上的点到O点的距离x，根据上图有几何关系得

解得