重庆市万州第二高级中学教育集团2023-2024学年高二物理上学期10月月考试题（Word版附解析）

万州二中教育集团高2022级高二上期10月质量检测

物理测试题

一、单项选择题（共28分，每题4分）

1. 一个做匀速圆周运动的物体，在运动过程中保持不变的物理量是（　　）

A. 速度 B. 动能 C. 动量 D. 向心加速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．做匀速周运动的物体，速度大小不变，方向时刻改变，因此是变速运动，A错误；

C．动量的方向与速度方向相同，因此动量方向也是时刻改变，C错误；

B．动能只有大小没的方向，因此匀速圆周运动的物体，动能不变，B正确；

D．向心加速度的方向时刻指向圆心，因此向心加速度方向时刻改变，D错误。

故选B。

2. 关于元电荷，下列说法正确的是（　　）

A. 元电荷就是电子

B. 元电荷是最小电荷量，又称“基本电荷量”

C. 物体带电量可能很小，甚至小于元电荷e

D. 法国物理学家库仑最早用油滴实验精确地测出了元电荷的数值

【答案】B

【解析】

【详解】A．电子的电荷量等于元电荷，元电荷不是电子，故A错误；

B．元电荷是最小电荷量，又称“基本电荷量”，故B正确；

C．元电荷是最小电荷量，物体带电量不可能小于元电荷e，故C错误；

D．物理学家密立根最早用油滴实验精确地测出了元电荷的数值，故D错误。

故选B。

3. 如图所示，甲、乙两导体球互相接触且对地绝缘，现将用毛皮摩擦过的带负电的橡胶棒，移近或接触两个不带电的导体球。下列说法正确的是（　　）

A. 毛皮与橡胶棒摩擦时，橡胶棒上的正电荷转移到毛皮上

B. 橡胶棒移近甲球，甲球带正电，乙球带负电，是因为橡胶棒将正电荷转移到甲上，将负电荷转移到乙上

C. 橡胶棒移近甲球，甲球带正电，乙球带负电，是因为甲上的自由电子转移到乙上

D. 橡胶棒与甲球接触一下移开，橡胶棒上的负电荷只转移到甲上而不会转移到乙上，从而甲带负电，乙不带电

【答案】C

【解析】

【详解】A．毛皮与橡胶棒摩擦时，毛皮上的负电荷转移到橡胶棒上，使得橡胶棒带负电，故A错误；

BC．橡胶棒移近甲球，甲球带正电，乙球带负电，是因为甲上的自由电子转移到乙上，故B错误，C正确；

D．橡胶棒与甲球接触一下移开，橡胶棒上的负电荷都会转移到甲、乙上，甲、乙均带负电，故D错误。

故选C。

4. 真空中两个半径均为r的带异种电荷的金属小球A和B、带电量分别为和，当两球间的距离为L（L远大于r）时，两球之间的静电力大小为F。现将A和B接触后分开，再使A、B之间距离增大为原来的2倍，则它们之间的静电力大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由库伦定律可得

将A和B接触后分开，小球A和B带电量先中和后平分带电量均为，再使A、B之间距离增大为原来的2倍，则它们之间的静电力大小为

则

故ABC错误，D正确；

故选D。

5. 下列说法正确的是（　　）

A. 电场中某点放入试探电荷，受力为，该点的场强为，取走后，该点的场强不变

B. 电荷所受的电场力越大，该点的电场强度一定越大

C. 以点电荷为球心，为半径的球面上各点的场强都相同

D. 电场是为了研究问题方便而设想的一种物质，实际上不存在

【答案】A

【解析】

【详解】A．电场中各点的场强取决于电场本身，与所放试探电荷及其电量、受力大小无关，A正确；

B．同一电荷所受的电场力越大，该点的电场强度一定越大，B错误；

C．以点电荷为球心，为半径的球面上各点的场强大小都相同，方向不同，C错误；

D．电场是客观存在的，电场线是为了研究问题的方便而设想的，实际上不存在，D错误。

故选A。

6. 如图所示，三个带电小球A、B、C（可视为质点），静止在光滑水平地面上，A带正电，电荷量为q（q>0），A、B之间距离为L，B、C之间距离为3L，则（　　）

A. B球带正电 B. C球带负电

C. C球电荷量9q D. B球电荷量为q

【答案】C

【解析】

【详解】AB．三个带电小球A、B、C静止在光滑水平地面上，则满足“两大夹小，两同夹异”，A球带正电，则B球带负电，C球带正电，故AB错误；

C．设B球带电量大小为，C球带电量大小为，对B球受力分析，由受力平衡得

解得

即C球电荷量为，故C正确。

D．对C球受力分析，由受力平衡得

解得

则B球电荷量为，故D错误。

故选C。

7. 如图所示三维直角坐标系O-xyz中，在A（a，0，0）和B（0，a，0）点放置等量的异种点电荷，电量分别为＋q和－q，则坐标为处的电场强度E的大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】在O-xyz标系中作出如下图所示（下左图）棱长为a的正方体，则坐标为的点为正方体的几何中心，为此作出正方体对角面如图（下右图）

根据场的叠加知，正方体中心处的电场强度方向沿AB平行线方向，A、B点到正方体中心的距离为

则

又由几何关系有
 

联立解得

故选A。
 

二、多选题（共15分，每题5分，选不全得3分，错选0分）

8. 如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受静电力作用，根据此图可判断出该带电粒子（　　）

A. 电性与场源电荷的电性相同 B. 在a、b两点所受静电力大小Fa>Fb

C. 在a、b两点的速度大小va>vb D. 在a、b两点的动能Eka＜Ekb

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子所受电场力的方向跟电场线共线，指向轨迹弯曲的内侧，由此可知，带电粒子与场源电荷电性相反，A错误；

B．a点电场线比b点密，所以a点场强较大，根据

F=qE

可知带电粒子在a点所受静电力较大，B正确；

CD．假设带电粒子由a点运动到b点，所受静电力方向与速度方向之间的夹角大于90°，静电力做负功，带电粒子的动能减少，速度减小，即

Eka>Ekb

va>vb

同理可分析带电粒子由b点运动到a点时，也有

Eka>Ekb

va>vb

C正确，D错误。

故选BC。

9. 某电场的电场线分布如图所示，则(　　)

A. 电荷P带正电

B. 电荷P带负电

C. a点的电场强度大于b点的电场强度

D. 正试探电荷在c点受到的电场力大于在d点受到的电场力

【答案】AD

【解析】

【详解】由图可知电场线从正电荷出发，所以电荷P带正电，故A正确，B错误；从电场线的分布情况可知，b的电场线比a的密，所以b点的电场强度大于a点的电场强度，故C错误；根据电场线越密的地方电场强度越大，所以c点的场强大于d点场强，所以正试探电荷在c点受到的电场力大于在d点受到的电场力，故D正确．所以AD正确，BC错误．

10. 如图，峰鸟可以通过快速拍打翅膀，使自己悬停在一朵花的前面。假设蜂鸟两翅膀扇动空气的总面积为S，翅膀扇动对空气的作用力效果与翅膀用速度平推空气的效果相同。已知空气密度为，重力加速度大小为g，则（　　）

A. 单位时间内翅膀拍动空气的质量为

B. 单位时间内翅膀拍动空气的质量为

C. 蜂鸟质量为

D. 蜂鸟的质量为

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．设扇动一次的时间为t，拍动空气的总质量为

单位时间内翅膀拍动空气的质量为

A正确，B错误；

CD．翅膀用速度平推空气，使空气的速度变为0，根据动量定理

则翅膀对空气的作用力大小，即等于空气对翅膀的作用力大小为

由平衡关系得

蜂鸟的质量为

C正确，D错误。

故选AC。

三、实验题（共15分）

11. 用如图所示的装置验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)在实验中，入射小球、被碰小球的质量分别为m1和m2，入射小球、被碰小球的半径分别为r1和r2.对于m1和m2、r1和r2的大小，下列关系正确的是__________

A．m1=m2，r1=r2 B．m1>m2，r1=r2

C．m1<m2，r1<r2 D．m1=m2，r1>r2

(2)下列关于实验的说法正确的是________

A．轨道需要光滑无摩擦且末端需要保持水平

B．通过测量小球做平抛运动的水平位移间接实现测定小球碰撞前后的速度

C．用半径尽量小的圆把小球的多次落点圈起来，圆心可视为其落点的平均位置

D．若实验结果，则两球在碰撞前后动量守恒

【答案】    ①. B    ②. BC

【解析】

【详解】(1)[1]为了避免碰撞后m1反向运动，必须使m1>m2，为了使两球发生正碰并且碰后的速度水平，则须使r1=r2。

故选B。

(2)[2]A．实验要求小球离开轨道后做平抛运动，实验所用的轨道末端要保持水平，不需要光滑，故A错误；

B．通过测量小球做平抛运动的水平位移可以间接实现测定小球碰撞前后的速度，故B正确；

C．用半径尽量小的圆把小球的多次落点圈起来，圆心视为其落点的平均位置，这样可以减小实验误差，故C正确；

D．若实验结果为

两球在碰撞前后动量守恒，故D错误。

故选BC。

12. 用如图甲实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），所用电源的频率为50Hz，已知＝50g、＝150g，则∶（结果均保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下计数点5时的速度＝______m/s；

（2）在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量＝______J，系统势能的减少量＝______J，由此得出的结论是______；（当地的重力加速度g取10m/s2）

（3）若某同学作出v2­h图像如图丙所示，则当地的重力加速度g＝______m/s2。

【答案】    ①. 2.4    ②. 0.58    ③. 0.60    ④. 在误差范围内，机械能守恒    ⑤. 9.7

【解析】

【详解】（1）在纸带上打下计数点5时的速度

v＝＝m/s＝2.4m/s

（2）在打点0~5过程中系统动能的增加量

＝×0.2×2.42J＝0.576≈0.58J

系统重力势能减少量

=＝0.60J

在误差允许的范围内，系统机械能守恒；

（3）由系统机械能守恒得

=

解得

v2＝gh

图线的斜率

k＝g＝m/s2

解得

g＝9.7m/s2

四、计算题（共42分）

13. 场源电荷是正点电荷，一检验电荷，它们相距而静止且是真空。求：

(1) q受到的电场力；

(2)q所在的位置的电场强度。

【答案】(1)9N，方向在两电荷的连线上且指向正电荷；(2)，方向在两电荷的连线上且指向负电荷

【解析】

【分析】

【详解】(1)由库伦定律可得，q受到的电场力为

方向在两电荷的连线上且指向正电荷。

(2)由电场强度的定义可得

则点电荷产生的电场的电场强度为

方向在两电荷的连线上且指向负电荷。

14. 机械臂广泛应用于机械装配。若某质量为m的工件（视为质点）被机械臂抓取后，在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为θ，提升高度为h，如图所示。求：

（1）提升高度为h时，工件的速度大小；

（2）在此过程中，合力对工件做的功以及冲量。

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）根据几何关系可知工件的位移大小为

根据速度—位移公式可得

（2）根据速度—时间公式可得

合力对工件的冲量为

根据动能定理可得

解得合力对工件做的功为

15. 某兴趣小组设计的连锁机械游戏装置如图所示。左侧有一固定的四分之一圆弧轨道，其末端B水平，半径为3L；在轨道末端等高处有一质量为m的“”形小盒C（可视为质点），小盒C与大小可忽略、质量为3m的物块D通过光滑定滑轮用轻绳相连，左侧滑轮与小盒C之间的绳长为2L；物块D压在质量为m的木板E左端，木板E上表面光滑，下表面与水平桌面间动摩擦因数（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），木板E右端到桌子右边缘固定挡板（厚度不计）的距离为L；质量为m且粗细均匀的细杆F通过桌子右边缘的光滑定滑轮用轻绳与木板E相连，木板E与定滑轮间轻绳水平，细杆F下端到地面的距离也为L；质量为0.25m的圆环（可视为质点）套在细杆F上端，环与杆之间滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，大小为0.5mg。开始时所有装置均静止，现将一质量为m的小球（可视为质点）从圆弧轨道顶端A处由静止释放，小球进入小盒C时刚好能被卡住（作用时间很短可不计），此时物块D对木板E的压力刚好为零。木板E与挡板相撞、细杆F与地面相撞均以原速率反弹，最终圆环刚好到达细杆的底部。不计空气阻力，重力加速度为g，求：

（1）小球与小盒C相撞后瞬间，小盒C的速度；

（2）小球在四分之一圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；

（3）木板E与挡板碰后，向左返回的最大位移；

（4）细杆F的长度。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）物块D对木板E的压力刚好为零，由平衡条件得

小球进入小盒C时刚好能被卡住，以整体由牛顿第二定律得

解得

（2）小球进入小盒C的过程中，由动量守恒定律得

小球从四分之一圆弧上下滑过程中，由动能定理得

解得

（3）当小球刚被小盒C卡住时，以木板、圆环和细杆三者为整体，由牛顿第二定律得

由运动学规律

第一次相撞后细杆F与圆环发生相对滑动，对木板E向左、细杆F整体由牛顿第二定律

由运动学规律

解得

（4）对圆环由牛顿第二定律得

由运动学规律

第一次相撞后，圆环与细杆F的最大相对位移

同理可得：第二次相撞后，圆环与细杆F的最大相对位移

第n次相撞后，圆环与细杆F最大相对位移

则细杆F的长度为