2024-2025学年河南省许昌市长葛市第三实验高级中学高二（上）月考物理试卷（9月）（含解析）

这是一份2024-2025学年河南省许昌市长葛市第三实验高级中学高二（上）月考物理试卷（9月）（含解析），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列说法中正确的是( )
A. 电势是一个标量，单位是V/m
B. 电场强度E=Fq，电容C=QU都是用比值法定义的
C. 电容器所带电荷量是指各个极板所带电荷量的代数和
D. 电流是矢量，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
2.关于库仑定律公式F=kq1q2r2，下列说法正确的是( )
A. 该公式对任何情况都适用
B. 当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞
C. 当真空中的两个电荷之间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了
D. 当真空中的两个电荷之间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了
3.真空中两个静止的点电荷，相距为r时相互作用的库仑力大小为F，现不改变它们的电荷量，使它们之间的距离为3r，则库仑力大小变为( )
A. 13FB. 19FC. 3FD. 9F
4.如图，水平放置的两块带等量异种电荷的平行金属板M、N，它们之间的电场线是间隔相等的平行线，P、Q是电场中的两点。下列说法正确的是( )
A. M带正电、N带负电B. M带负电、N带正电
C. P、Q两点的电场强度EP>EQD. P、Q两点的电势φP=φQ
5.如图所示，正电子垂直电场方向入射到匀强电场中，不计粒子重力，正电子做( )
A. 匀速直线运动B. 匀加速直线运动
C. 向下偏转的曲线运动D. 向上偏转的曲线运动
6.如图，定值电阻的阻值R1>R2，闭合开关S，R1、R2两端的电压分别为U1、U2，通过R1、R2的电流分别为I1、I2.下列关系正确的是( )
A. U1>U2B. U1=U2
C. I1>I2D. I1=I2
7.用同种材料制成两个圆柱形导体P、Q，两者长度相同，P的横截面积比Q小，P、Q的阻值分别为RP、RQ。将P、Q串联接入电路，如图所示，通过P、Q的电流分别为IP、IQ。下列关系正确的是( )
A. IPIQ C. RPRQ
8.如图，实线表示空间中某电场的电场线，A、B为电场中的两点，用EA、EB分别表示A、B两点的电场强度大小，用φA、φB分别表示这两点的电势。下列关系正确的是( )
A. EA=EBB. EA二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，用EA、EB表示a、b两处的场强大小。则 ( )
A. a、b两点场强方向相同
B. 电场线从a指向b，所以EA>EB
C. 电场线是直线，所以EA=EB
D. 不知a、b附近的电场线分布，EA、EB的大小不能确定
10.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点处电场强度的大小．如图甲所示是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O对称．则（ ）
A. B、C两点电场强度大小和方向都相同 B. A、D两点电场强度大小相等，方向相反
C. E、O、F三点比较，O的电场强度最强 D. B、O、C三点比较，O点电场强度最弱
11.如图所示，在匀强电场中，有边长为5cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为φA=1V、φB=3V、φC=5V，下列说法正确的是( )
A. O点电势为3V
B. 匀强电场的场强大小为80V/m，方向由A指向C
C. 在三角形ABC外接圆的圆周上电势最低点的电势为1V
D. 将电子由C点移到A点，电子的电势能增加了4eV
12.图甲为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，其速度一时间图像如图乙所示，则下列叙述正确的是( )
A. 电场线方向由B指向AB. 电场强度大小EA>EB
C. Q可能为负电荷，也可能为正电荷D. Q在A的左侧且为负电荷
三、实验题：本大题共1小题，共9分。
13.传感器中经常用到电容器做基本元件，如图为电容式液位计的原理图，一根金属圆柱插入金属容器内(并未与容器底、壁接触)，另一端与电源相连，金属圆柱为电容器的一个电极，容器壁为电容器的另一个电极，容器内充入绝缘液体，金属容器接地。另有一静电计与该装置相连，静电计外壳接地，静电计的金属球通过开关K2与金属圆柱相连。某同学用该装置做以下实验。
(1)先闭合K1，给电容器充电；
(2)断开K1，闭合K2，静电计指针偏转一定角度；
(3)该同学给容器中加入更多绝缘液体使液面升高，此时他观察到静电计指针偏角_______(选填“变大“变小”或“不变”)，由此他推测出：液面升高使电容器的电容_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)此后在保持液面不变的情况下他继续实验，通过绝缘手柄把金属圆柱向上移动一段距离，他看到静电计的指针偏角_______(选填“变大”“变小”或“不变”)，表明电容器的电容因金属圆柱向上移动而_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
14.如图，真空中有两个固定的点电荷A、B相距r=2.0m，电荷量分别为qA=+2.0×10−5C，qB=−2.0×10−5C，静电力常量K=9.0×109 N⋅m2/C2。
①判断A、B之间的库仑力是引力还是斥力？
②求A、B之间的库仑力大小；
③若A、B的距离不变，电荷量均变为原来的2倍，则库仑力变为原来的几倍？
15.如图所示，匀强电场的电场强度E=1.0×104N/C。将电荷量q=+1.0×10−8C的点电荷从电场中的A点移动到B点，A、B两点在同一条电场线上，若A、B两点间的电势差UAB=1×103V。
(1)求A、B两点间距离d；
(2)求电荷所受电场力的大小F；
(3)若点电荷的电荷量q1=−2.0×10−8C，求该电荷在此匀强电场中所受电场力的大小和方向。
16.如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向从两极板中线(虚线)射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U1。偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为U2，极板长度为L，板间距为d，忽略电子所受重力。求：
(1)电子射入偏转电场时的初速度v0；
(2)从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy；
(3)电子从进入偏转电场到飞出，电子电势能的变化量ΔEp。
答案解析
1.B
【解析】A.电势是一个标量，电势的单位是V，故A错误；
B.电场强度E=Fq，电容C=QU都是用比值法定义的，故 B正确；
C.电容器所带电荷量是指一个极板所带电荷量的绝对值，故C错误；
D.电流是标量，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故D错误；
故选B。
2.D
【解析】解：A.该公式只适用于真空中静止的点电荷间的库仑力计算，故A错误；
BD.当真空中的两个电荷间的距离r→0时，电荷已不能看作点电荷，所以它们之间的静电力不会趋向于无穷大，故B错误，D正确；
C.当真空中的两个电荷之间的距离r→∞时，电荷可以看成点电荷，库仑定律的公式可以适用，故C错误。
故选：D。
库仑定律F=kq1q2r2适用于真空中静止的点电荷之间的作用力。当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷。
解决本题的关键掌握库仑定律的适用范围，以及能看成点电荷的条件，当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷。
3.B
【解析】根据库仑定律，距离为r时的静电力为：F=kQqr2
当距离为3r时，静电力为：F′=kQq(3r)2=19F，故B正确，ACD错误。
故选：B。
4.B
【解析】AB.电场线从正极板指向负极板，所以M带负电、N带正电，故A错误，B正确;
C.两平行板间是匀强电场，所以P、Q两点的电场强度EP=EQ，故C错误;
D.沿着电场线方向电势降低，所以P、Q两点的电势φ P>φ Q，故D错误。
故选B。
5.D
【解析】解：AB、电荷带正电，所受的电场力与场强方向相同，即竖直向上，且电场力与初速度垂直，所以正电荷做类平抛运动，是一种匀变速曲线运动，故AB错误。
CD、正电荷所受的电场力向上，所以正电荷做向上偏转的曲线运动，故C错误，D正确。
故选：D。
分析正电荷的受力情况来判断其运动情况，
解决本题的关键是分析清楚电场力和速度的方向之间的关系，从而知道正电荷的运动情况．
6.B
【解析】
AB.由图知，R1、R2为并联，根据并联电路的特点，可知 U1=U2，故A错误、B正确；
CD.由于 U1=U2 ，则有 I1=U1R17.D
【解析】导体P、Q串联，则通过P、Q的电流相等，即IP=IQ；P、Q长度相同，材料相同，P的横截面积比Q小，由R=ρLS知，RP>RQ，故ABC错误，D正确。
8.B
【解析】沿着电场线的方向电势逐渐降低，φA>φB；电场线密的地方场强大，EA9.AD
【解析】解：A、该电场线为一条直线，由图可知，电场线上各点的场强的方向相同，则ab两点的场强的方向相同．故A正确；
B、a、b两点在一条电场线上，由于无法判断电场线的疏密，也就无法判断a、b两点电场强度的大小，故BC错误，D正确；
故选：AD．
10.ACD
【解析】A.根据对称性看出，B、C两处电场疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同，这两点场强的方向均由B→C，方向相同。故A正确；
B.根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同，由图看出，A、D两点场强方向相同。故B错误；
C.由图看出，E、O、F三点中，O处电场线最密，O的场强最强。故C正确；
D.由图看出，B、O、C三点比较，O处电场线最疏，O点场强最弱。故D正确。
11.AD
【解析】A.因为φA=1V、φC=5V，则AC中点(设为D点)的电势为φD=3V，则BD连线为等势面，因O点在该等势面上，则O点电势为3V，故A正确；
B.电场线与等势面正交，可知匀强电场的场强方向由C指向A，大小为E=UCAd=40.05V/m=80V/m，故B错误；
C.沿电场线电势逐渐降低，若过圆心O做一条电场线，则交圆周与F点，
该点电势最低，则UOF=φO−φF=Er=80×0.052× 32V=4 33V，则φF=(3−4 33)V≈0.69V
在三角形ABC外接圆的圆周上电势最低点的电势为0.69V，故C错误；
D.由C到A电势降低4V，则将电子由C点移到A点，电子的电势能增加了4eV，故D正确。
故选AD。
12.ABD
【解析】A．根据速度一时间图像分析，电子做加速度减小的加速运动，所以电场力向右，电场线方向向左，A对；
B．加速度减小，电场力减小，场强减小，B对；
CD．根据点电荷电场特点，Q只能在A的左侧且为负电荷，C错，D对。
故选ABD。
13.(3)变小；变大；(4)变大；变小
【解析】(3)断开K1，闭合K2，电容器所带的电荷量Q不变，给容器中加入更多绝缘液体使液面升高，即电介常数增大，电容器的电容C=εrS4πkd变大，则电容器两端的电压U=QC减小，静电计指针偏角变小，可见液面升高使电容器的电容变大；
(4)此后在保持液面不变的情况下他继续实验，通过绝缘手柄把金属圆柱向上移动一段距离，电容器的正对面积S减小，电容器的电容C=εrS4πkd变小，则电容器两端的电压U=QC增大，静电计指针偏角变大，可见电容器的电容因金属圆柱向上移动而变小。
14.解：(1)因为这两个的电荷电性相反，因此它们之间库仑力为引力，即这两个电荷的相互作用力是引力。
(2)由库仑定律得：F= kq1q2 r2
代入数据得：F=0.9N
(3)根据库仑定律F= kq1q2 r2知，电荷量均变为原来的2倍，则
F′=k⋅2q1⋅2q2r2=4kq1q2r2
库仑力变为原来的4倍。
答：①因异种电荷相吸，故A、B间的库仑力为引力。
②A、B之间的库仑力大小为0.9n；
③若A、B的距离不变，电荷量均变为原来的2倍，则库仑力变为原来的4倍。
【解析】(1)根据同性排斥异性吸引进行判断。
(2)直接根据库伦定律公式进行计算即可。
(3)依据库仑定律求出所受电场力大小即可。
本题很简单直接考查了库仑定律F= kq1q2 r2 的应用，对于这些公式一定要明确其适用条件和公式中各个物理量的含义。
15.(1)0.1m；(2) 1×10−4N ；(3) 2×10−4N ，方向水平向左
【解析】(1)A、B两点间距离为
d=UE=0.1m
(2)电荷所受电场力的大小
F=Eq=1×10−4N
(3)负电荷所受电场力的大小
F=Eq=2×10−4N
方向水平向左
16.解：(1)电子在加速电场中运动过程中，根据动能定理可得：eU1=12mv02−0
解得：v1= 2eU1m
(2)电子在偏转电场中运动的加速度大小为：a=eU2md
电子在偏转电场中运动的时间为：t=Lv0
根据位移—时间关系可得：Δy=12at2
联立解得：Δy=U2L24U1d
(3)电子经过偏转电场过程中电场力对它做的功W=eU2d⋅Δy=eU22L24U1d2
根据功能关系可知ΔEp=−W=−eU22L24U1d2
答：(1)电子射入偏转电场时的初速度v0为 2eU1m；
(2)从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy为U2L24U1d；
(3)电子从进入偏转电场到飞出，电子电势能的变化量ΔEp为−eU22L24U1d2。
【解析】(1)电子在加速电场中运动过程中，根据动能定理求解速度大小；
(2)电子在偏转电场中运动过程中，根据类平抛运动的规律求解偏转距离；
(3)根据恒力功公式求出电子经过偏转电场过程中电场力对它所做的功，进而求出电势能的变化量。
对于带电粒子在电场中的运动问题，关键是注意区分不同的物理过程，弄清在不同的物理过程中物体的受力情况及运动性质，并选用相应的物理规律。在解决问题时，主要可以从两条线索展开：一是力与运动的关系；一是功和能的关系。