北京市十一学校2024-2025学年高二上学期10月月考物理试卷（解析版）

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2024.10
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
第一部分
1. 下列物理量是矢量的是（ ）
A. 电势B. 电势差C. 电场强度D. 电势能
【答案】C
【解析】
电势、电势能和电压是只有大小没有方向的标量，故ABD错误；电场强度是既有大小又有方向的矢量，故C正确．故选C．
2. 使用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
AC．当金属球带正电时，靠近带电金属球的验电器的金属球带异种电荷（负电荷），而验电器的金属箔片带同种电荷（正电荷），故AC错误；
BD．当金属球带负电时，靠近带电金属球的验电器的金属球带异种电荷（正电荷），而验电器的金属箔片带同种电荷（负电荷），故B正确，D错误。
故选B。
3. 某一电容器在正常的充电过程中，两个极板间的电压U随电容器所带电荷量Q的变化而变化。下图中能够正确反映U和Q关系的图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
根据
可得
由于电容器不变，因此电压U和电量Q成正比，故A正确，BCD错误。
故选A。
4. 图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，，其电场强度大小分别为、、，电势分别为、、。下列说法正确的是（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
AB．根据电场线的疏密程度可得
故A正确，B错误；
C．根据沿电场线方向电势降低可得
故C错误；
D．根据
由于，且段的平均场强大于段的平均场强，则有
故D错误。
故选A。
5. 如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同号电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是（ ）
A. 速度变大，加速度变大
B. 速度变小，加速度变小
C. 速度变大，加速度变小
D. 速度变小，加速度变大
【答案】C
【解析】
由于同种电荷间存在相互作用的排斥力，两球将相互远离，距离增大，根据库仑定律得知，相互作用力减小。由牛顿第二定律得知它们的加速度变小，随着两球间距离增大，电场力做正功，电势能减少，总动能增加。所以速度增加，故速度变大，加速度变小。
故选C。
6. 图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点，下列说法正确的是（ ）
A. a点场强大于b点场强
B. 该粒子带负电荷
C. 该粒子在b点的电势能小于在c点的电势能
D. 该粒子由a点到b点的动能变化小于由b点到c点的动能变化
【答案】A
【解析】
A．根据点电荷场强公式
可知a点场强大于b点场强。故A正确；
B．由该粒子的轨迹，可判断它所受电场力为斥力，可知带正电荷。故B错误；
C．该粒子从b点运动到c点过程，电场力做正功，电势能减小。则粒子在b点的电势能大于在c点的电势能。故C错误；
D．由图可知，a点到b点的平均场强大于由b点到c点的平均场强，根据
可知
即该粒子由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化。故D错误。
故选A。
7. 如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q，与AB中心O点的距离为R。由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。当达到静电平衡时，说法正确的是（ ）
A. 导体A端电势低于B端电势
B. 将一个正电荷从B点沿着枕形导体表面移动到A点，正电荷受到的静电力做负功
C. 导体中心O点的场强为，方向水平向右
D. 枕形导体两端的感应电荷在O点产生感应电场强度，方向水平向左
【答案】D
【解析】
AB．处静电平衡的导体是一个等势体，导体处处电势相等，在导体上面移动电荷电场力做功为0，所以AB错误；
C．处于静电平衡的导体内部的合场强处处为0，所以C错误；
D．处于静电平衡的导体内部的合场强处处为0，则枕形导体两端的感应电荷在O点产生感应电场强度与负点电荷Q在O点产生电场强度大小相等方向相反，则有，方向水平向左，所以D正确；
故选D。
8. 一横截面积为的铜导线，流过电流为，设单位体积的导线中有个自由电子，电子的电量为，此时电子的定向移动速度为，则在时间内，通过电线的横截面积的自由电子数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
在时间内，以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为，由于铜导线的横截面积为S，则在时间内，电子经过的导线体积为
又由于单位体积的导线有n个自由电子，则在时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为
由于流经导线的电流为I，则在时间内，流经导线的电荷量为
而电子的电荷量为q，则时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为
故选A。
9. 如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计相接，极板B接地，若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（ ）
A. 两极板间的电压不变，极板上的电量变大
B. 两极板间的电压不变，极板上的电量变小
C. 极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小
D. 极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大
【答案】D
【解析】
因已经和电源断开，所以电量不变；根据
如果观察到电压升高，也就是静电计指针偏角变小，就能作出平行板电容器电容变小的结论。ABC错误；D正确。
故选D。
10. 随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则（ ）
A. 电容器的电容增大，带电荷量减小
B. 电容器的电容减小，带电荷量增大
C. 稳定后电流表仍有示数，两极板电势差增大
D. 稳定后电流表示数为零，两极板电势差不变
【答案】D
【解析】
【分析】
AB．根据电容器表达式
当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大
再根据电容器定义式
由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，所以AB错误；
CD．当压力稳定后，电容器停止充电，电路中的电流为零，即电流表示数为零，两极板的电势差不变，所以D正确，C错误。
故选D。
11. 如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则（ ）
A. A点的电场强度大小为
B. B点的电场强度大小为
C. D点的电场强度大小不可能为0
D. A、C两点的电场强度相同
【答案】A
【解析】
A．正点电荷Q在A点的电场强度大小
而匀强电场在A点的电场强度大小为E，因方向相互垂直，根据矢量的合成法则，则有A点的电场强度大小为
故A正确；
B．点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，因此B点的电场强度大小为
故B错误；
C．点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反，当两者大小相等时，则D点的电场强度大小可以为零，故C错误；
D．根据矢量的合成法则，结合点电荷电场与匀强电场的方向，可知，A、C两点的电场强度大小相等，而方向不同，故D错误。
故选A。
12. 如图所示，将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷连线的中垂线从A点移动到B点，再沿连线从B点移动到C点。在此过程中，有关试探电荷的说法正确的是（ ）
A. 从A点到B点，电场力对电荷做正功
B. 从A点到B点再到C点，电场力先变大再变小
C. 从A点到B点再到C点，电势一直在减小
D. 从B点到C点，电荷电势能增加
【答案】D
【解析】
A．在等量异种点电荷连线的中垂线上，电场线垂直于中垂线，所以从A点到B点，电场力对电荷不做功，故A错误；
B．根据等量异种点电荷的电场线分布可知，从A点到B点再到C点，电场线的分布逐渐变得密集，所以电场力逐渐变大，故B错误；
C．从A点到B点，电势不变；从B点到C点，电势减小，故C错误；
D．负电荷从B点到C点的过程中，电场力做负功，所以电荷的电势能增加，故D正确。
故选D。
13. 如图所示为某手机电池的铭牌信息，显示：“额定容量：、；额定电压：；充电限制电压：”。电池充满电后手机可通话或待机，则根据所给信息，下列说法正确的是（）
A. 手机容量“”和“”都指电量
B. 手机通话时的功率为
C. 手机待机时的电流为
D. 以电流给该电池充电，充满电最多需要
【答案】D
【解析】
A．“”为该电池的电荷量，“”为电池的充电电能，故A错误；
B．根据题意可知通话时的电流为
通话功率为
故B错误；
C．手机待机时的电流为
故C错误；
D．以电流给该电池充电，根据
可知充满电最多需要，故D正确。
故选D。
14. 如图所示，图甲中MN为足够大不带电薄金属板，在金属板的右侧，距离为d的位置上放入一个电荷量为＋q的点电荷O，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布．P是金属板上的一点，P点与点电荷O之间的距离为r，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难．几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的．图乙中两异种点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线．由此他们分别对P点的电场强度方向和大小做出以下判断，其中正确的是( )
A. 方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为
B. 方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为
C. 方向垂直于金属板向左，大小为
D. 方向垂直于金属板向左，大小为
【答案】C
【解析】
根据P点的电场线方向可以得P点的电场强度方向是垂直于金属板向左，两异号点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，P点与点电荷O之间的距离为r，根据点电荷的场强公式，P点的电场是由两异号点电荷分别产生的场强叠加产生的．根据场强的叠加法则和几何关系得：大小为．故选C．
【点睛】常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，并要注意沿电场线的方向电势是降低的，同时注意等量异号电荷形成电场的对称性．
第二部分
本部分共6题，共58分。
15. 为了研究影响电荷间相互作用力的因素。如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示，当保持Q、q不变，增大d，发现则变小，说明F与d___________（填：“正比”、“反比”、“有关”或“无关”）；当保持Q、d不变，减小q，发现则变小，说明F与q___________（填：“正比”、“反比”、“有关”或“无关”）。此实验探究中应用的科学方法是____________（选填“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”）。
【答案】 ①. 有关 ②. 有关 ③. 控制变量法
【解析】
[1] 保持Q、q不变，增大d，F将变小，则θ变小，说明F与d有关，但不能确定成反比关系；
[2]保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关，但不能确定成正比关系；
[3]电荷之间作用力的大小与彼此带电量的大小、距离均有关；依题意，在研究它们之间的作用力F这些变量之间的关系时，总是先保持其他两个物理量恒定，而集中研究其中一个因素变化与力F之间的关系，所以用的是控制变量法。
16. 如图甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为。S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，为平行板电容器。
（1）当开关S接______时（选填“”或“”），平行板电容器充电。电容器放电，流经G表的电流方向与充电时______（选填“相同”或“相反”）
（2）将G表换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如图乙所示，已知如图所围的面积约为49个方格，可算出电容器的电容为______。
（3）在电容器放电实验中，接不同的电阻放电，图丙中放电电流的图线的a、b、c、三条曲线中对应电阻最大的一条是______（选填“a”、“b”或“c”）。
【答案】 ①. ②. 相反 ③. ④. c
【解析】
（1）[1]当开关S接1时，平行板电容器与电源相连，平行板电容器充电。
[2]电容器放电，流经G表的电流方向与充电时相反。
（2）[3]根据
可知图像与横轴围成的面积表示电容器所带电荷量，则有
则电容器的电容为
（3）[4]当电阻越大，则电容器放电电流越小，放电用的时间越长，则电阻最大的对应于图像c。
17. 如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上两点。已知电场的电场强度大小，A、B两点之间的距离。
（1）求A、B两点之间的电势差；
（2）将电荷量的试探电荷沿电场线由点移至点，求在此过程中静电力对试探电荷所做的功。
（3）场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中，仿照电势的定义，你认为应该怎样定义地球表面附近处的重力势（取地球表面为零势面，认为地球表面附近重力加速度不变）。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1】
A、B两点间的电势差
【小问2】
静电力所做的功
【小问3】
仿照电势的定义，在重力场中可以把物体的重力势能与它的质量的比值定义为重力势。如果物体在地面上的重力势能为零，则离地面高为h处的重力势能是
则重力势的表达式为
18. 如图所示，长的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量的绝对值，匀强电场的场强，取重力加速度，，求：
（1）小球所带的电性
（2）小球所受电场力的大小。
（3）小球的质量。
（4）将电场撤去，小球回到最低点时速度的大小。
【答案】（1）正电荷（2）
（3）
（4）
【解析】
【小问1】
根据带电物体在电场中的平衡情况可得小球带正电。
【小问2】
电场力
【小问3】
由
解得
【小问4】
由动能定理
解得
19. 一个初速度为零的电子在经的电压加速后，垂直平行板间的匀强电场从距两极板等距处射入。如图所示若两板间距为d，板长为L，两板间的偏转电压为；当有带电粒子撞击荧光屏时会产生亮点。已知电子的带电量为e，质量为m，不计重力，求：
（1）电子经加速电压加速后以多大的速度进入偏转电场；
（2）电子射出偏转电场时速度偏转角的正切值；
（3）若有电子、质子、α粒子（由两个质子和两个中子组成）三种粒子经此装置出射（图示左侧极板的方向会调整以保证其能加速通过第一组极板，第二组极板的方向固定不变），最终在右侧的荧光屏上我们会看到几个点？（荧光屏紧贴偏转极板）请计算出y偏转量以说明。
【答案】（1）
（2）
（3）两个亮点
【解析】
【小问1】
电子经加速电压加速，由动能定理有
解得
【小问2】
电子在偏转电场下运动，在竖直方向由牛顿第二定律得
得偏转加速度为
水平方向匀速穿过板过程用时为
电子速度偏转角的正切值为
代入数据得
【小问3】
在右侧的荧光屏上竖直方向偏转位移为
代入以上数据得
可见竖直方向位移与荷质比无关，考虑正负电性最终会看到两个亮点。
20. 密立根油滴实验装置如图所示：两块间距为的平行金属板A、B分别与电源正、负极相接。当两极板间不加电压时，带电油滴最后以速度匀速竖直下落；当两板间加上电压时，该带电油滴最后以速度匀速竖直上升。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比，即，其中比例系数已知，取重力加速度为。求：
（1）判断该带电油滴所带电性；
（2）两块平行金属板之间的场强；
（3）油滴的质量；
（4）求该油滴所带电荷量。
【答案】（1）带负电（2）
（3）
（4）
【解析】
【小问1】
两板间加电压时带电油滴向上运动，说明电场力竖直向上，而电场方向竖直向下，故油滴带负电。
【小问2】
在极板间加上电压，极板间电场强度为
【小问3】
不加电压时，根据平衡条件有
解得
【小问4】
在极板间加上电压，极板间的电场强度为
油滴向上匀速运动，根据平衡条件有
解得