广西壮族自治区百色市2024-2025学年高二上学期9月联考物理试卷(解析版)

这是一份广西壮族自治区百色市2024-2025学年高二上学期9月联考物理试卷(解析版)，共17页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：必修第三册第九章、第十章。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于电荷，下列说法正确的是（ ）
A. 电荷量很小的电荷就是元电荷
B. 物体所带的电荷量可以是任意的
C. 在国际单位制中，电荷量的单位是库仑
D. 摩擦起电的过程实质上是创造电荷的过程
【答案】C
【解析】A．元电荷指的是最小电荷量，电子和质子所带的电荷量大小等于元电荷，A错误；
B．物体所带的电荷量一定是元电荷的整数倍，B错误；
C．在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，C正确；
D．摩擦起电的实质是电荷在两个物体间发生了转移，没有创造电荷，D错误。
故选C。
2. 如图，质量分别为和的两小球A、B均带正电荷，电荷量分别为和，用绝缘细线悬挂在水平天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平线上，细线与竖直方向的夹角分别为和（）。下列说法正确的是（ ）
A. 一定小于
B. 一定大于
C. 一定小于
D. 一定大于
【答案】A
【解析】AB．如图
对小球A受力分析，受重力、库仑力、拉力。根据平衡条件有
故
同理有
由于
故
A正确，B错误；
CD．两球间的库仑力是作用力与反作用力，大小一定相等，无法确定与的大小关系，CD错误。
故选A。
3. 如图所示实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场中的电场线，若带正电的粒子由a运动到b，电场力做正功。带电粒子在a、b两点所受电场力分别为、，则下列判断正确的是（ ）
A. Q为正电荷，B. Q为正电荷，
C. Q为负电荷，D. Q为负电荷，
【答案】A
【解析】AB．由题意可知，若场源电荷Q带正电，则有带正电的粒子由a运动到b，电场力做正功。由电场线的疏密表示电场强度大小，可知Ea>Eb，则有，A正确，B错误；
CD．若场源电荷Q带负电，则有带正电粒子由a运动到b，电场力做负功。不符合题设条件，CD错误。
故选A。
4. 如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心，半径分别为r或2r球面上的三点，电荷量为的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q，则（ ）
A. Q带负电
B. b、c两点电场强度相同
C. a、b两点的电场强度大小之比为
D. 将a处试探电荷电荷量变为，该处电场强度变为原来两倍
【答案】C
【解析】A．电荷量为的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q，电场强度方向背离Q，则Q带正电，故A错误；
B．根据公式
知b、c两点电场强度大小相同，但方向不同，故B错误；
C．根据公式，可知
故C正确；
D．场强由电场本身决定，与试探电荷无关，所以a处的试探电荷电荷量变为，该处场强不变，故D错误。
故选C。
5. 如图所示，真空中有等量异种点电荷+q、-q分别放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是（ ）
A. 在MN连线的中垂线上，O点电势最高
B. 正电荷+q从b点移到d点的过程中，受到的电场力先减小后增大
C. 正电荷+qc点电势能大于在a点电势能
D. 正电荷+q在c点电势能小于在a点电势能
【答案】D
【解析】A．在MN连线的中垂线上各点的电势均为零，选项A错误；
B．从b点移到d点电场强度先增大后减小，则正电荷+q从b点移到d点的过程中，受到的电场力先增大后减小，故B错误；
CD．因a点的电势高于c点，故正电荷+q在c点电势能小于在a点电势能，选项D正确，C错误。
6. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地，G为一灵敏电流表．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离（ ）

A. 带电油滴将沿竖直方向向下运动
B. P点的电势将降低
C. 带电油滴的电势能将减小
D. 上板移动过程中，有电流向右通过G表
【答案】C
【解析】AC．一带电油滴位于容器中P点且恰好处于平衡状态，知液滴的电场力和重力平衡，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动，d减小，则电场强度增加，电场力增大，液滴沿竖直方向向上运动，电场力做正功，电势能减小．故A错误，C正确．
B．因为U不变，d减小，根据知，电场强度增大，P与下极板间的电势差增大，下极板的电势为0，则P点的电势升高．故B错误．
D．因为U不变，d减小，根据 知，电容增大，结合Q=CU知，电荷量增加，电容器充电，因上极板带正电，电流表中将有从向左的电流．故D错误．
7. 如图，ab是半径为的圆的一条直径，该圆处于平行该圆周平面的匀强电场中。将一电荷＋e从a点以30eV的动能在该平面内朝着不同方向射出，电荷可经过圆周上所有点。其中，到达c点的动能最大为90eV。已知，不计重力和阻力，设圆心O处电势为0，下列说法正确的是（ ）
A. 电场方向为ac方向
B. 电场强度大小为40V/m
C. b点电势为20V
D. 电荷经过该圆周，动能5eV时，电势能可能为45eV
【答案】B
【解析】A．小球在c点时的动能最大，由于小球带正电，所以c点的电势最低，作过c点与圆周相切的线，如图所示
切线为等势线，Oc方向即为电场方向，故A错误；
B．由几何关系可知
根据电势差与电场力做功关系得
则电场强度的大小
故B正确；
C．沿着电场线方向电势逐渐降低结合由图可得
代入数据解得
故C错误；
D．c点的电势为
代入数据解得
据对称性可知沿着cO在圆上的另一点电势最高为40V，故质子经过该点时，电势能最大为40eV，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，光滑绝缘轨道ABC由半圆轨道AB和水平直轨道BC组成，A、B连线竖直。半圆轨道的圆心为O、半径为R，空间有如图所示的匀强电场，场强大小为，方向与水平面夹角为θ=30°，重力加速度为g。在水平直轨道上距B点L处静止释放一质量为m、电量为q的带正电小滑块，下列说法正确的是（ ）
A. 无论L取何值，小滑块都能运动到A点
B. 小滑块在半圆轨道上运动时始终处于超重状态
C. 若，轨道对滑块的弹力最大值等于4mg
D. 若，轨道对滑块的弹力最大值等于3mg
【答案】C
【解析】B．对小滑块受力分析，如图
合外力与水平方向夹角为，则小滑块运动到A点时小滑块减速运动，故在A点时小滑块处于失重状态，故B错误；
A．假设小滑块刚好可以到达A点，在竖直方向的合外力提供向心力，根据牛顿第二定律
解得
设在此时小滑块在A点的速度为，则
则根据动能定理
解得
故A错误；
CD．合外力与水平方向夹角为，则OD与水平方向夹角为的D点为等效最低点，如图
若，时，根据动能定理
则此时，轨道对小滑块的支持力为
解得
故C正确，D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
9. 静电学知识在生活中有着广泛的应用，下列有关静电现象说法正确的是（ ）
A. 燃气灶的电子点火器的放电电极做成球形比钉尖形好
B. 当带电云层靠近建筑物时，由于静电感应，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云层中的异种电荷，使建筑物免遭雷击，其原理为尖端放电
C. 高压设备中导体表面应该尽量光滑，是为了避免静电屏蔽
D. 超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成
【答案】BD
【解析】A．由于电荷会聚集在物体上比较突出的尖端部位，所以燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形比球形好，故A错误；
B．当带电云层靠近建筑物时，避雷针上由于静电感应产生的异种电荷会通过针尖放电，逐渐中和云层中的电荷，使建筑物免遭雷击，其原理为尖端放电，故B正确；
C．高压设备中导体表面应该尽量光滑，是为了避免尖端放电，故C错误；
D．超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成的，其目的是为了屏蔽带电设备周围的强电场，故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受静电力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M点，再经过N点，以下说法正确的是（ ）

A. 该带电粒子应该带负电
B. 粒子在N点的加速度大于在M点的加速度
C. M点的电势高于N点的电势
D. 粒子在M点的电势能小于在N点的电势能
【答案】BC
【解析】A．带电粒子所受电场力指向轨迹内侧且与电场线相切，可知电场力方向与电场方向相同，故带电粒子带正电，故A错误；
B．N点的电场线更密集，电场强度更大，粒子所受电场力更大，即粒子在N点的加速度大于在M点的加速度，故B正确；
C．带电粒子在运动过程中，沿电场线方向偏移，又因为沿电场线方向电势降低，故M点的电势高于N点的电势，故C正确；
D．带电粒子运动过程中，电场力与运动方向夹角为锐角，电场力做正功，电势能减小，故粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故D错误。
故选BC。
11. 如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场，板长为L（不考虑边界效应）。某时刻，M板中点处的粒子源发射两个速度大小为的相同粒子，垂直M板向右的粒子a，到达N板时速度大小为，平行MM板向下的粒子b，刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用，则（ ）
A. M板电势高于N板电势
B. 两个粒子的电势能都减少
C. 粒子在两板间的加速度为
D. M、N板的间距为
【答案】BD
【解析】A．由于不知道两粒子的电性，故不能确定M板和N板的电势高低，故A错误；
B．根据题意垂直M板向右的粒子，到达N板时速度增加，动能增加，则电场力做正功，电势能减小；则平行M板向下的粒子到达N板时电场力也做正功，电势能同样减小，故B正确；
CD．设两板间距离为d，对于平行M板向下的粒子刚好从N板下端射出，在两板间做类平抛运动，有
对于垂直M板向右的粒子，在板间做匀加速直线运动，因两粒子相同，在电场中加速度相同，有
联立解得
故D正确，C错误。
故选BD。
12. 如图，竖直平面内存在竖直向上、电场强度大小为E的匀强电场，绝缘水平地面与圆心为O、半径为R的竖直固定的半圆形绝缘轨道AB平滑相接于A点。一质量为m、电荷量为q的带正电的光滑小球在水平面上以大小为的速度向右运动，小球经A点沿轨道向上运动，恰好能通过B点。已知，小球可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 小球通过B点时的速度大小为
B. 的大小为
C. 小球从脱离半圆轨道至落地，在空中运动的时间为
D. 小球落地前一瞬间速度与竖直方向夹角的正切值为
【答案】BD
【解析】A．小球恰好能通过B点，则轨道对小球的支持力恰好为零，根据其受力情况结合牛顿第二定律可得
结合题意，解得B点的速度为
故A错误；
B．小球从A到B过程中，由动能定理可得
代入数据可得
故B正确；
C．小球脱离轨道后做类平抛运动，在竖直方向上有
，
代入数据可得
故C错误；
D．小球落地瞬间竖直方向速度为
小球在空中运动时，水平方向做匀速运动，故小球落地前一瞬间速度与竖直方向夹角的正切值为
故D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共52分．
13. 某同学取一对带有绝缘支座的导体A和B使它们接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的，做了如下的实验：

如图所示，把一带正电荷的物体D移近导体A，贴在A、B导体下的金属箔片会张开，这时先把A和B分开一小段距离，然后移去D，金属箔片将仍张开，张角比之前______（填“变大”、“变小”或“不变”），此时导体B带______（填“正电”、“负电”或“不带电”），再让导体A和B接触，金属箔片会_____（填“张开”或“闭合”）。
【答案】变小 正电 闭合
【解析】[1][2]把一带正电荷的物体D移近导体A、B，由于静电感应现象，导体B的右端感应正电荷，导体A的左端感应负电荷；这时把A和B分开，然后移去D，则导体A还是带负电，导体B带正电，A、B的金属箔片仍会张开，但是电荷会分别均匀分布在整个导体A、B中，两端电荷量相对减少，所以金属箔片张角变小；
[3]由于感应起电过程中，使得导体A和导体B带有等量的异种电荷，现在再把导体A和导体B接触，它们的电荷就会中和，中和之后，导体A和导体B都不带电，金属箔片会闭合。
14. 如图所示，平行板电容器带等量异种电荷，下极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于平衡状态。

（1）带电油滴带______（填“正电”或“负电”）
（2）现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，电容器的电容将______（填“增大”或“减小”或“不变”）， P点的电场强度将______（填“升高”或“降低”或“不变”）， P点的电势将______（填“升高”或“降低”或“不变”），带电油滴在P点的电势能将______（填“升高”或“降低”或“不变”）。
【答案】（1）负电 （2）增大 不变 不变 不变
【解析】（1）[1]由于带电油滴处于平衡状态，电场力与重力平衡，则电场力方向竖直向上，电场方向竖直向下，可知油滴带负电。
（2）[2]根据
若将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，极板间距d减小，可知电容器的电容将增大；
[3]根据
，，
解得
可知，P点的电场强度将不变；
[4]由于下极板接地，下极板电势为0，令P点到下极板的间距为，根据
解得
结合上述可知，P点的电势将不变；
[5]根据
结合上述可知，带电油滴在P点的电势能将不变。
15. 如图所示，光滑斜面（足够长）倾角为37°，一带正电的小物块质量为2m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的，（，，）求：
（1）原来的电场强度大小；
（2）小物块运动的加速度；
（3）小物块2s末的速度大小和2s内的位移大小。
【答案】（1） （2）4m/s2，方向沿斜面向下 （3）8m/s，8m
【解析】（1）带电小物块恰好静止在斜面上，根据受力平衡可得
解得原来的电场强度大小为
（2）当电场强度变为原来的时，物块在斜面方向，根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
方向沿斜面向下。
（3）根据匀变速直线运动速度时间公式，可得小物块2s末的速度为
根据位移时间公式可得，小物块2s内的位移为
16. 如图所示，有一电子（电荷量为e，质量为m）经电压为的电场加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板。若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且刚好能沿下板右边缘飞出，求电子：
（1）刚离开加速电场时的速度；
（2）在平行金属板间的加速度a；
（3）通过平行金属板的时间t。
【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3）
【解析】（1）对电子在加速电场中的运动，根据动能定理有 ①
解得
②
（2）电子在平型金属板间的加速度大小为
③
方向竖直向下。
（3）根据运动学规律有
④
联立③④解得
⑤
17. 如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面的下方分布有水平向右的匀强电场。现有一质量为m，电荷量为的小球从水平轨道上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面上的P点进入电场（，如图所示。小球可视为质点，小球运动到C点之前电荷量保持不变，经过C点后电荷量立即变为零）。已知A、B间距离为，重力加速度为g。在上述运动过程中，求：
（1）小球过C点的速度大小；
（2）小球在电场中受到的电场力大小；
（3）小球在圆轨道上运动时的最大速率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）小球离开C点做平抛运动，竖直方向
水平方向
解得
（2）小球从A到C由动能定理得
解得
（3）设小球运动到圆周D点时速度最大为v，此时OD与竖直线OB夹角设为α，如图
小球从A运动到D的过程
即
根据数学知识可得，当 时动能最大，由此可得