陕西省安康市2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题（Word版附解析）

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考试时长：75分钟 总分：100分 命题：李海波
一、单选题（本大题共10小题，每小题3分，共30分）
1. 下面关于点电荷的说法正确的是（ ）
A. 点电荷是带电荷量很小的带电体
B. 带电体体积很大时不能看成点电荷
C. 点电荷的带电荷量可能是
D. 大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可看做点电荷
【答案】D
【解析】
【分析】点电荷是没有大小的带电体，是一种理想模型，实际的带电体（包括电子、质子等）都有一定大小，都不一定能看成点电荷．当电荷间距离大到可认为电荷大小、形状不起什么作用时，可把电荷看成点电荷．
【详解】A项：点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，是一种理想化的模型，与其体积的大小无关，实际的带电体（包括电子、质子等）都有一定大小，都不一定能看成点电荷，故A错误；
B项：点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，物体能不能简化为点，不是看物体的绝对大小，而是看物体的大小对于两个电荷的间距能不能忽略不计，故体积大的带电体有时也可以看成点电荷，故B错误；
C项：点电荷的带电荷量一定是 1.6×10-19C的整数倍，故C错误；
D项：点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，当带电体的大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可看做点电荷，故D正确．
故应选：D．
【点睛】带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系．
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 公式E=对于任何电场均适用
B. 公式仅用于求点电荷电场的电场强度，式中Q是场源电荷的电荷量
C. 物体所带的电量有可能是元电荷的2.5倍
D. 电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹
【答案】B
【解析】
【详解】A.公式E=适用于匀强电场，A错误；
B.公式仅用于求点电荷电场的电场强度，式中Q是场源电荷的电荷量，B正确；
C.物体所带的电量是元电荷的整数倍，C错误；
D.电场线是描述电场分布的假想曲线不是带电粒子在电场中运动的轨迹,D错误；
故选B。
3. 分别带有电荷量+2Q 和－4Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为 r 的两处,它们间库仑力的大小为 F，两小球相互接触后将它们放回原处，则两球间库仑力的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据库仑定律，F= ；相互接触后，两金属小球带电均为，相互作用力为，，故ABD错误，C正确．
故选：C
4. 如图所示，a、b、c是一条电场线上的三点电场线的方向如图，用a、b、c和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，以下判定正确的是（ ）
A. a>b>cB. Ea>Eb>Ec
C. a＜b＜cD. Ea=Eb=Ec
【答案】A
【解析】
【详解】AC．沿电场线方向电势降低，可以比较电势高低，根据电场线方向可知a>b>c，故A正确，C错误；
BD．只有一条电场线，不能确定电场线的分布情况，无法比较电场强度的大小，故BD错误。
故选A。
5. 如图所示，各电场中A、B两点电场强度相同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．图中A、B两点的场强大小相等，但方向不同，故A错误；
B．根据电场线的疏密程度表示场强大小，可知图中A、B两点的场强方向相同，但大小不相等，故B错误；
C．图中为匀强电场，A、B两点的场强大小相等，方向相同，故C正确；
D．根据电场线的疏密程度表示场强大小，可知图中A、B两点的场强大小不相等，且场强方向不相同，故D错误。
故选C。
6. 某电场的电场线分布如图所示(实线)，以下说法正确的是
A. c点场强大于b点场强
B. b和c处在同一等势面上
C. 若将一试探电荷由a点移动到d点，电荷的电势能将增大
D. 若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由 a点运动到d点，可判断该电荷一定带负电
【答案】A
【解析】
【分析】解这类题是思路：电场线的疏密表示场强的强弱，沿电场线方向电势逐渐降低，根据带电粒子运动轨迹判定电场力方向，然后根据电性判断电场线方向，根据电场力做功判断电势能的变化．
【详解】电场线的疏密表示场强的强弱，由图知c点场强大于b点场强，故A正确；沿电场线方向电势逐渐降低，故b的电势大于c的，故B错误；若将一试探电荷+q由a点移动到d点，电场力做正功，电荷的电势能将减小，故C错误；由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力大致斜向左上方，与电场强度方向相同，故粒子带正电，故D错误；故选A．
【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动问题的关键是根据轨迹判断出电场力方向，利用电场中有关规律求解．比较电势能的大小有两种方法：一可以从电场力做功角度比较，二从电势能公式角度判断，先比较电势，再比较电势能．
7. 如图甲所示为示波管，如果在之间加如图乙所示的交变电压，同时在之间加如图丙所示的锯齿形电压，使的电势比高，则在荧光屏上会看到的图形为（ ）

A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】电极所加电压先为正(Y电势高于且先增后减)，后为负(Y电势低于且先增后减)，对电子竖直方向受力分析知，其先向Y偏转，偏转位移先增大后减小，后向偏转，偏转位移先增大后减小；电极所加电压一直为正，说明一直是X板电势高，对电子水平方向受力分析知，其所受电场力一直指向X，故水平方向粒子轨迹只会出现在X这一侧。
故选C。
8. 如图所示为等量的正、负电荷，A、B为两电荷的连线上的两点，C、D为中垂线上的两点．则关于电场性质的下列说法正确的是( )
A. 自A至B电场强度先增强后减弱；自C至D先减弱后增强
B. 自A至B电场强度先减弱后增强；自C至D电场强度先增强后减弱
C. 自A至B 电势先降低后增高
D. 自C至D电势一直降低
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据等量异种电荷场强分布特点，连线中点处场强最小，所以从A至B电场强度先减弱后增强，中垂线中点处，场强最大，从C至D电场强度先增强后减弱，A错误B正确
CD.等量异种电荷的中垂面是一个等势面，C至D电势不变；连线上电场线从A指向B，沿电场线方向电势逐渐降低，所以A至B 电势一直降低，CD错误
9. 如图所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘丝线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，绳与竖直方向的夹角分别为α、β，且β>α。若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电荷量不变，则（ ）
A. a球的质量比b球的大B. a球先落地
C. a球的电荷量比b球的大D. a、b两球飞行的水平距离相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．对a受力分析，在静止时
对ｂ受力分析，在静止时
又由β>α,可知
A正确；
B．a、b距水平面的高度相等由可知a，b球同时落地，B错误；
C. a、b两个小球间作用力等大反向，但是a，b球的电荷量大小关系未知，C错误；
D. a、b两个小球间作用力等大反向，在水平方向上，由得
在下落的相等时间内，a的水平位移小于ｂ的水平位移，D错误。
故选A。
10. 如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏静电计相接。将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q、电容C两极间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是（ ）
A. Q变小，C不变，U不变，E变小
B. Q变小，C变小，U不变，E不变
C. Q不变，C变小，U变大，E不变
D. Q不变，C变小，U变大，E变小
【答案】C
【解析】
详解】电容器与电源断开，不能充电也不能放电，所以电量Q不变；
根据
增大电容器两极板间的距离时，电容C减小；
根据
解得
增大电容器两极板间的距离时，电压U增大；
根据
解得
增大电容器两极板间距离时，E不变。
故选C。
二、多项选择题（本题包括4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题意，全都选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
11. 从生活走向物理，从物理走向社会。物理和生活息息相关。关于静电的利用与防范，下列说法正确的是（ ）
A. 安装避雷针可使建筑物免遭雷击
B. 印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害
C. 家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理而制成的
D. 为了保证超高压带电作业的工作人员的安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服
【答案】AC
【解析】
【详解】A．安装避雷针通过尖端放电的原理，可使建筑物免遭雷击，故A正确；
B．印染厂应保持环境湿润，这样才能及时将静电导走，避免静电积累带来的潜在危害，故B错误；
C．家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理而制成的，故C正确；
D．为了保证超高压带电作业的工作人员的安全，他们必须穿上金属丝制成的绝缘衣服，以起到静电屏蔽的作用，故D错误。
故选AC。
12. 如图所示，ABCD为一正方形，M、N、P、Q分别为正方形四条边的中点，空间存在与正方形平面平行且范围足够大的匀强电场。已知质子由A点运动到B点电场力做功为-10eV、质子由A点运动到C点电场力做功为-20eV。则下列说法正确的是（ ）
A. 电场强度的方向应由C指向A
B. 质子由Q点运动到N点的过程中，电场力不做功
C. 电子由B点运动到D点的过程中，电场力做功10eV
D. 电子由M点运动到A点的过程中，电子的电势能增加15eV
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由题意根据
可知，质子由A运动到B时
代入数据解得
V
同理V，假设A点的电势为0V，则B点的电势为10V，C点的电势为20V，由匀强电场的特点可知正方形对角线的交点O的电势为10V，因此BD连线为等势线，如图所示
所以电场线的方向一定由C指向A，故A正确；
B．由于M、N、P、Q分别为正方形四条边的中点，则M点与Q点的电势均为15V，P点与N点的电势均为5V，则质子由Q点运动到N点的过程中，电场力做功为
eV
故B错误；
C．由于BD两点的电势相等，则电子由B点运动到D点的过程中电场力做功为零，故C错误；
D．电子由M点运动到A点的过程中，电场力做功为
eV
则电子的电势能增加15eV，故D正确。
故选AD。
13. 如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场E，M点与P点的连线垂直于电场线，M点与N点在同一电场线上。粒子1和粒子2分别从M点和N点沿竖直平面以相同大小的初速度v0进入电场，粒子1从M点进入电场的初速度方向与电场线成一钝角，粒子2垂直电场线从N点进入电场，粒子1和粒子2恰好都能经过P点。粒子1和粒子2为两个完全相同的带正电荷的粒子，不计粒子受到的重力，下列说法正确的是（ ）

A. 粒子1到达P点的速度大小一定等于v0
B. 粒子1到达P点的速度大于粒子2到达P点的速度
C. 粒子1从M点到P点所花的时间小于粒子2从N点到P点所花的时间
D. 粒子1从M点到P点所花的时间大于粒子2从N点到P点所花的时间
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．粒子1从M点到P点电场力不做功，则粒子1到达P点的速度大小等于v0，粒子2从N点到P点，电场力做正功，根据动能定理可知粒子2到达P点的速度大小大于v0，则粒子1到达P点的速度小于粒子2到达P点的速度，故A正确，B错误；
CD．垂直电场方向，粒子做匀速运动，粒子1垂直电场方向的速度小于v0，粒子2垂直电场方向的速度等于v0，垂直电场方向的位移相等，则粒子1从M点到P点所花的时间大于粒子2从N点到P点所花的时间，故C错误，D正确。
故选AD。
14. 如图所示，有一匀强电场平行于平面xOy，一个质量为m带电粒子仅在电场力作用下从O点运动到A点，粒子在O点时速度沿y轴正方向，经A点时速度沿x轴正方向，且粒子在A点的速度大小是它在O点时速度大小的2倍。关于粒子在OA段的运动情况，下列判断正确的是（ ）
A. 该带电粒子带正电
B. 带电粒子在A点的电势能比在O点的电势能小
C. 这段时间粒子的最小动能为
D. 电场力方向与x轴正方向夹角正切值为2
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由于电场线方向未知，则带电粒子的电性未知，故A错误；
B．带电粒子从O点到A点动能增加，则电场力做正功，电势能减小，故带电粒子在A点的电势能比在O点的电势能小，故B正确；
D．设加速度方向与x轴正方向之间的夹角为，如图所示
则在沿着y轴方向上
沿着x轴方向上
并且粒子在A点的速度是它在O点时速度的2倍，即
联立解得
故D错误；
C．由三角函数知识可知
又
解得
当速度最小时，速度方向与电场力方向垂直，设最小速度为，将初速v0沿着电场力方向和垂直电场力方向进行分解，可得
则最小动能为
故C正确。
故选BC。
三、实验题（每空2分，共16分。）
15. 探究平行板电容器电容大小决定因素实验装置如图所示。

（1）给电容器充电后与电源断开，两极板上的电荷量几乎不变，若将板上移，电容器的电容___________（填“变小”、“变大”或“不变”），静电计指针的偏角___________（填“变小”、“变大”或“不变”）。
（2）通过实验，我们可以发现对平行板电容器的电容没有影响的是___________。
A.极板的材料 B.电介质的介电常数 C.两极板的正对面积 D.两板间的距离
【答案】 ①. 变小 ②. 变大 ③. A
【解析】
【详解】(1)[1][2]使电容器带电后与电源断开，则电容器两极板所带电荷量不变，根据
若仅将板M适当上移，则电容器两极板的正对面积减小，电容变小，所以两极板电势差U增大，则静电计指针的偏角将变大。
（2）[3]电容器电容决定式
极板的材料对平行板电容器的电容没有影响，A正确，BCD错误。
故选A。
16. 如图（a）所示，甲同学利用理想电源、电流表和电压表来观察电容器充、放电现象，所选用电流表的零刻度在表盘的正中央，指针可向左、右偏转，已知电流从该电流表的左接线柱流入时，指针向左偏转，反之向右偏转。所选用的电压表的零刻度在表盘的最左侧。
（1）为观察电容器C充电时的现象，应将单刀双掷开关S接______（选填“1”或“2”）。
（2）在利用图（a）电路进行实验时，下列操作或现象正确的是______。
A．连接电路时，电压表的下端为“＋”接线柱
B．电容器C充电结束后，电压表示数等于电源电压
C．电容器C在放电时，电流表指针忽左忽右偏转
D．电容器C在放电时，电流表指针向右偏转
（3）乙同学用图（b）所示电路来观察电容器C放电现象：他利用电流传感器采集放电过程电路中的电流，并输入计算机，得到了图（c）所示的电流i与时间t的关系图像。已知该同学所选用的直流电源电压8V。
a．通过i－t图像可以发现：电容器放电时，电路中的电流减小得越来越______（选填“快”或“慢”）；
b．已知图（c）中图线与坐标轴所围成图形的面积表示电容器放电过程中所释放的电量，每一小格面积表示的电荷量为，据此可求出电容器放电前所带电荷量Q=______C；
c．乙同学在实验中所选用电容器的电容C=______F。
【答案】 ①. 1 ②. BD ③. 慢 ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]充电时必须将电容器接电源，故将单刀双掷开关拨向1。
（2）[2]A．由电路图可知，电压表的下端应为“”接线柱，A错误；
B．电容器C充电结束后，电压表示数等于电源电压，B正确；
C．电容器放电时电流方向不变，电流表指针不可能忽左忽右，C错误；
D．电流从该电流表的左接线柱流入时，指针向左偏转，反之向右偏转；而电容器C放电时电流从电流表的“”接线柱流入，电流表指针向右偏转，D正确。
故选BD。
（3）a[3]从图（c）中可以看出放电时电流减小得越来越慢（斜率的绝对值表示电流的变化快慢）。
b[4]可数出图线与坐标轴所围成图形有40小格，所以电容器放电前所带电荷量为
c[5]根据电容的定义可得
四、计算题（本题包括3小题，共34分，解题过程要有必要的文字说明）
17. 如图所示实线是匀强电场的电场线，电场中有a、b、c三点，，，其中ab沿电场方向，bc与ab的夹角，一个电子从a移到b的过程中电场力对其做功为。若，，求：
（1）a、b两点的电势差；
（2）匀强电场的场强E的大小和方向；
（3）c点的电势。
【答案】（1）
（2），水平向右
（3）
【解析】
【小问1详解】
a、b两点的电势差为
【小问2详解】
根据沿电场线电势降低，可知电场线水平向右，匀强电场的场强E的大小
【小问3详解】
a、c两点的电势差为
根据几何关系可得
又
联立解得
18. 如图所示，空间存在水平向右、电场强度大小为的匀强电场。一个半径为的竖直光滑圆弧轨道BC与水平面相切于B点。现将一质量为、带电荷量为的小球从A点由静止释放，已知A、B间距离，小球与水平面间的动摩擦因数为，取重力加速度。求：
（1）小球运动到B点时的速度大小；
（2）小球对圆弧轨道BC压力的最大值；
（3）小球在竖直平面内上升的最大高度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）段对小球运用动能定理
（2）设小球运动到轨道上的点时对轨道的压力最大
小球在轨道上的等效重力
设等效重力与竖直方向的夹角为，则
所以
段对小球运用动能定理
设小球运动到点时，轨道对小球的支持力为，则
解得
由牛顿第三定律，小球对圆弧轨道压力的最大值为；
（3）设小球在竖直平面内上升的最大高度为，段对小球运用动能定理
设小球离开点后上升的距离为
19. 如图甲为直线加速器的一部分及偏转电场的立体图。接在电压大小为、周期为的交变电源上，交变电压如图乙。在时，位于序号为0的金属圆板中央的一个质子，通过圆板0和圆筒1之间的电场由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1。质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时间忽略不计，离开第5个圆筒后从M、N两个极板的正中央水平射入偏转电场。已知M、N两个极板的长度为、距离为，质子质量为、电量为，不考虑质子的重力。
（1）求质子从第5个圆筒射出时的速度大小；
（2）要使质子打不到极板上，求M、N两板间所加电压的取值范围；
（3）现考虑质子在电场中的加速时间，其他条件不变，假设质子在加速电场中均做匀加速运动，加速电场的宽度均为d，求d的最大值。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）质子从第5个圆筒射出，在电场中加速了4次，设射出时的速度为，根据动能定理有
解得
（2）粒子在M、N两板间的电场中做类平抛运动，设粒子恰好能从极板间射出偏转电厂，则水平方向有
竖直方向有
而根据牛顿第二定律可得
显然，电势差越大，偏转的竖直位移越大，因此当粒子恰好射出极板时两板间的电势差有最大值，联立以上各式可得
则可得M、N两板间所加电压的取值范围为
（3）根据题意可知，质子每次通过两圆筒间均被加速，而在圆筒中做匀速直线运动，因此可将5次被加速的过程看成一个连贯的匀加速直线运动的过程，根据题意可得质子在电场中加速时的加速度大小为
设质子加速运动的总时间为，则有
可得
而要想质子在加速电场中始终加速，则圆筒必须要跨越正反电场，因此质子在加速电场中的累积时间最长应为，即质子在进入第5个圆筒时电场恰好反向，即有