浙江省宁海中学2024-2025学年高一上学期10月月考物理试题

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1．关于电荷，下列说法正确的是（ ）
A．质子或电子就是元电荷
B．物体所带的电荷量可以是任意数值
C．摩擦起电就是人类创造了电荷
D．感应起电是导体中的自由电荷发生了转移
2．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年己有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸”之说，但下列不属于静电现象的是（ ）
A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B．带电小球移至不带电金属附近，两者相互吸引
C．通电导线在靠近指南针时指南针有时会发生偏转
D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
3．在空气潮湿的情况下，已带正电的验电器金属箔片张角不断减小，在这个过程中（ ）
A．验电器上的电子数不断增加
B．验电器上的电子数不断减少
C．验电器上的电子数保持不变
D．验电器上的质子数不断减少
4．小黄在暑假旅游坐飞机时发现飞机尾翼尖端处有些很细的针，如图所示。这些细针的功能最有可能的是（ ）
A．扰乱空气流
B．发射与地面飞机场联系的电磁波
C．预防雷电击中高空飞行的飞机
D．释放飞机高速飞行与空气摩擦时产生的静电
5．M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷且所带电荷量为，下列说法正确的是（ ）
A．摩擦的过程中电子从N转移到M
B．N在摩擦后一定带负电荷且所带电荷量为
C．M在摩擦过程中失去个电子
D．元电荷就是电子，元电荷数值是由美国物理学家密立根测得的
6．“通草球”是五加科植物通脱木的茎髓。秋天取茎，放置干燥处晾干，将其茎髓制成小球。这种小球密度很小，且绝缘，过去常用来做静电实验。现在这种东西较少见，一般中药店里有售。在图中，两个通草球甲和乙悬挂在支架上，彼此吸引。关于该现象判断正确的是（ ）
A．甲小球一定带了电B．乙小球一定带了电
C．两个小球中有一个可能不带电D．甲、乙小球可能带有同种电荷
7．如图所示，用与竖直方向成θ角（θ＜45°）的倾斜绝缘轻绳和绝缘竖直墙壁上可上下移动的带电小球b共同固定一个带正电小球a，小球a与小球b在同一水平线上，小球b对小球a的作用力为F1。现将小球b沿绝缘竖直墙壁竖直平面向上移动一定距离并调整小球b的电荷量，使小球a、b连线与水平方向成θ角且保持小球a在原位置不动，此时小球b对小球a的作用力为F2，则（ ）
A．F1＜F2
B．应减小小球b的电荷量
C．轻绳a上的拉力始终大于球的重力
D．轻绳a上的拉力变为原来的倍
8．在做α粒子散射实验时，将带电+q的α粒子以初速度v0射向带电为+Q的金原子核，由于库仑力影响，α粒子做曲线运动，在P点时与金原子核有最小距离，已知金原子核始终固定不动，则（ ）
A．在P点时α粒子具有最大的加速度
B．在P点时α粒子具有最大的速度
C．在P点时库仑力的功率最大
D．在整个运动过程中，库仑力先做正功后做负功
9．如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管、电阻连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器中的点且处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．减小极板间的正对面积，带电油滴仍保持静止
B．贴着上极板插入金属板，则电阻中有流向的电流
C．将下极板向上移动一小段距离，点处的油滴的电势能增大
D．将开关断开，在两板间插入一陶瓷电介质，则油滴仍处于静止状态
10．“富兰克林铃”可以简化成如图所示的模型，当与毛皮摩擦过的气球靠近金属钉甲时，铝箔小球就会在塑料管内“左右横跳”。下列关于“富兰克林铃”的说法中正确的是（ ）
A．与毛皮摩擦过的气球带正电
B．气球靠近金属钉甲时，金属钉甲左侧感应出电荷，右侧带等量的异种电荷
C．气球靠近金属钉甲时，金属钉甲吸引铝箔小球，说明电荷可以创生
D．铝箔小球会在塑料管内“左右横跳”，说明能量可以创生
11．一带电粒子在电场中仅受电场力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能Ep与位移x的关系如图所示。下列图像中合理的是（ ）
A．B．C．D．
12．光滑绝缘水平面上固定着两个带等量正电的点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一带电粒子由A点静止释放，并以此时为计时起点，此后沿直线经过B、C，其运动过程中的v—t图像如图乙所示，粒子在B点时图线对应的切线斜率最大，可以确定（ ）
A．中垂线上B点的电场强度和电势都最大
B．带电粒子带负电
C．带电粒子在B点时的加速度大小为
D．
13．如图所示，半径为2r的均匀带电球体电荷量为Q，过球心O的x轴上有一点P，已知P到O点的距离为3r，现若挖去图中半径均为r的两个小球，且剩余部分的电荷分布不变，静电力常量为k，则下列分析中不正确的是（ ）
A．挖去两小球前，两个小球在P点产生的电场强度相同
B．挖去两小球前，整个大球在P点产生的电场强度大小为
C．挖去两小球后，P点电场强度方向与挖去前相同
D．挖去两小球后，剩余部分在P点产生的电场强度大小为
二、不定项选题(本题共2小题，每小题3分，共6分，每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的，漏选得2分，错选不得分)
14．如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置。在管的底部固定带电小球甲。质量为m的带电小球乙（视为点电荷）从管口由静止释放，小球乙下落高度h到达A点时的速度为零。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．小球乙下落过程中所受的静电力先减小后增大
B．小球乙下落过程中的加速度逐渐变大
C．小球乙下落过程中电势能的增加量为mgh
D．若其他情况不变，仅将小球乙的质量变为2m，则小球乙到达A点时的速度大小为
15．如图所示电路，由定值电阻，可变电阻、，理想二极管，水平金属板M、N，电源及开关组成。闭合开关，电路稳定后，质量为的带正电荷的微粒从点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的点。若经下列调整后，微粒仍从点以水平速度射入，则关于微粒打在板上的位置说法正确的是（ ）
A．保持开关闭合，增大，粒子打在点左侧
B．保持开关闭合，减小，粒子打在点
C．断开开关，M极板稍微上移，粒子打在点右侧
D．断开开关，N极板稍微下移，粒子打在点右侧
三、实验题（本题共2大题，共14分）
16-I．如图所示，金属圆片A、B（均可视为点电荷）固定在两个轻质绝缘支架上，固定支架、下支架放在电子秤检测台面上，上支架等距贴上红色纸圈作为距离标尺，再穿过固定支架的小孔（不与固定支架接触）。
（1）为了方便直观知道静电力大小，首先将电子秤的示数归零。
（2）用起电机让A、B两金属圆片带上相同的电荷量，调整二者之间的正对距离，读出电子秤的示数，便可得到B对A的静电力的大小，则 （已知当地重力加速度为。（用已知和测量物理量的字母表示）
（3）保持A、B两金属圆片的电荷量不变，把二者的距离增大，通过读取电子秤示数，便可得到每次B对A的静电力的大小，利用所测数据描点作图，发现 （选填“”“”或“”）图像为过原点的直线，由此说明在电荷量不变的情况下，两点电荷之间的静电力与 。
16-II．如图甲是研究电容器电容大小的电路图。电压传感器（内阻可看作无穷大）可以实时显示A、B间电压大小，电流传感器（内阻可看作零）可实时显示出电流大小。连接好电路检查无误后进行了如下操作：
①将S拨至2，接通足够长的时间直至A、B间电压等于零。
②将S拨至1，观察并保存计算机屏幕上的、图，得到图乙和图丙。
（1）操作①的目的是 ；
（2）进行操作②时，通过R的电流方向是向 （选填“左”或“右”），电流随时间 （选填“增大”或“减小”）；
（3）该电容器的电容约为 ；
（4）若电源的内阻不计，则 。（此题结果保留两位有效数字）
四、解答题(本题共41分)
17．（8分）如图所示，带正电的小球1用绝缘细线a悬挂在水平墙壁上，带负电的小球2用绝缘细线悬挂在竖直墙壁上。两小球处于静止状态时，细线b水平，细线a与竖直方向的夹角为37°，小球1、2（均可视为点电荷）的连线与水平方向的夹角也为37°，小球1、2间的距离d=2m。已知小球1、2所带的电荷量大小分别为，静电力常量，取重力加速度大小。求：
(1)小球1、2间的库仑力大小；
(2)细线b上的弹力大小和小球2的质量；
(3)小球1的质量。
18．（11分）如图，足够长的光滑绝缘水平面上竖直固定光滑绝缘半径为R的四分之一圆弧轨道BC，B为圆弧的最低点，A点在圆弧左侧，且AB间距为2R。整个空间处于水平向右的匀强电场中，电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为的带正电小球从A点静止释放，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：
(1)小球运动到B点时的速度大小；
(2)小球在圆弧BC上运动过程中的最大动能；
(3)小球运动到最高点时速度的大小？
19．（11分）类比是一种重要的科学思想方法。在物理学史上，法拉第通过类比不可压缩流体中的流速线提出用电场线来描述电场。
（1）静电场的分布可以用电场线来形象描述，已知静电力常量为k。
①真空中有一电荷量为Q的正点电荷，其周围电场的电场线分布如图甲所示。距离点电荷r处有一点P，请根据库仑定律和电场强度的定义，推导出P点场强大小E的表达式；
②如图乙所示，若在A、B两点放置的是电荷量分别为+q1和-q2的点电荷，已知A、B间的距离为2a，C为A、B连线的中点，求C点的电场强度的大小EC的表达式，并根据电场线的分布情况比较q1和q2的大小关系。
（2）有一足够大的静止水域，在水面下足够深的地方放置一大小可以忽略的球形喷头，其向各方向均匀喷射水流。稳定后水在空间各处流动速度大小和方向是不同的，为了形象地描述空间中水的速度的分布，可引入水的“流速线”。水不可压缩，该情景下水的“流速线”的形状与图甲中的电场线相似，箭头方向为速度方向，“流速线”分布的疏密反映水流速的大小。
①已知喷头单位时间喷出水的体积为Q1，写出喷头单独存在时，距离喷头为r处水流速大小v1的表达式；
②如图丙所示，水面下的A点有一大小可以忽略的球形喷头，当喷头单独存在时可以向空间各方向均匀喷水，单位时间喷出水的体积为Q1；水面下的B点有一大小可以忽略的球形吸收器，当吸收器单独存在时可以均匀吸收空间各方向的水，单位时间吸收水的体积为Q2。同时开启喷头和吸收器，水的“流速线”的形状与图乙中电场线相似。若A、B间的距离为2a，C为A、B连线的中点。喷头和吸收器对水的作用是独立的，空间水的流速和电场的场强一样都为矢量，遵循矢量叠加原理，类比图乙中C处电场强度的计算方法，求图丙中C点处水流速大小v2的表达式。
20．（11分）如图甲所示，M、N为极板，PQ为荧光屏（足够长），M极板上O1处有一粒子源，t=0时刻开始连续释放初速度为零、比荷为的正粒子。粒子经过M、N间的加速电场后，从N极板上的细缝O2进入N和PQ之间的偏转电场。已知M、N间的电压UMN-t图像如图乙所示，O1O2连线的延长线与PQ交于O3，O2O3间距离为L，不计粒子在M、N间的加速时间，不计粒子重力和粒子间相互作用，求：
（1）粒子到达细缝O2时速度v的大小范围；
（2）若N和PQ间的偏转电场方向平行PQ向上，场强大小，粒子打到PQ上形成的亮线长度Δy；
（3）若N和PQ间的偏转电场为图丙所示的周期性变化电场，取平行PQ向上为正方向。从t=0时刻释放的粒子恰好打到O3，则t=T时刻释放的粒子打到PQ上的位置。