2024~2025学年河南省周口市鹿邑县高二(上)10月月考物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年河南省周口市鹿邑县高二(上)10月月考物理试卷(解析版)，共15页。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答：字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图所示，a、b、c、d是空间中以O点为圆心的圆周上的四个点，在O点处放置一点电荷，以下说法正确的是（ ）
A. a、c两点的电场强度相同、电势不同
B. b、d两点的电场强度不同，电势相同
C. a、b两点的电场强度不同、电势不同
D. c、d两点的电场强度相同、电势相同
【答案】B
【解析】根据点电荷场强公式
可知，离点电荷距离相等不同点，场强大小相等，方向不同，由于电势是标量，离点电荷距离相等的点，电势相等，可知以O点为圆心的同一圆周上a、b、c、d四个点电场强度大小相等，方向不同，电势相同。
故选B。
2. 关于静电的防止与利用，下列四幅图中的现象与其余三幅的原理不同的是（ ）
A. 图甲中建筑物顶端的避雷针
B. 图乙中验电器的张角闭合
C. 图丙中三条高压输电线上方有两条导线与大地相连
D. 图丁中带电作业工人穿着含金属丝织物制成的工作服
【答案】A
【解析】图甲中带正电云层在避雷针处感应出负电荷（来自大地），当电荷聚集较多时，产生尖端放电现象，将云层中的电荷导入大地；图乙中金属网实现了静电屏蔽作用；图丙中三条高压输电线上方的两条导线与大地相连，形成一个稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，免遭雷击；图丁中带电作业工人穿着含金属丝织物制成的工作服，金属丝织物能起到静电屏蔽作用，保护工人安全。
故选A。
3. 将塑料带一端打结，另一端撕开多条，用毛巾反复摩擦塑料带，可观察到塑料带化身为“章鱼”。下列有关说法正确的是（ ）
A. 毛巾与塑料带摩擦时产生了电荷
B. 毛巾与塑料带带同种电荷
C. 毛巾与塑料带带异种电荷
D. 用毛巾反复摩擦塑料带时，毛巾所带的电荷量有可能大于塑料带所带的电荷量
【答案】C
【解析】AB. 毛巾与塑料带摩擦时并没有产生电荷，而是电子从一个物体转移到另一个物体上，毛巾与塑料带带异种电荷，AB错误，C正确；
D. 根据电荷守恒定律，毛巾所带的电荷量等于塑料带所带的电荷量，D错误。
故选C。
4. 在静电场中有a、b两点，试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图所示的关系，请问a、b两点的场强大小等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设图像的横坐标单位长度电荷量为,纵坐标单位长度的力大小为根据
可知图像斜率表示电场强度，由图可知
可得
故选D。
5. 污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒连接电源，金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布（方向未标出），某污泥絮体的运动轨迹如图中虚线所示，M、N是轨迹上两点。下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒应连接电源正极
B. 污泥絮体在M点的加速度比其在N点的大
C. 污泥絮体在M点的速度比其在N点的大
D. 污泥絮体在M点的电势能比其在N点的大
【答案】C
【解析】A．根据其运动轨迹可知电场线方向向上，故金属接电源负极，A错误；
根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N点的低，污泥絮体带负电，
CD．根据
可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能小，污泥絮体从M点移到N点，
电势能增大，电场力对其做负功，速度减小，C正确，D错误；
B．根据电场线的疏密程度可知M点的电场强度比N点的小，故污泥体在M点的加速度比在N点的小，B错误。
故选C。
6. 热膨胀材料在生产生活中有着广泛的应用。某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪，原理如图所示。电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动，电源输出电压恒定，闭合开关S，被测材料热胀冷缩，下列说法中正确的是（ ）
A. 材料温度降低，电容器电容增大
B. 材料温度降低，极板所带电荷量增大
C. 滑动变阻器滑片向上滑动少许可以提高检测仪的工作电压
D. 检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，说明材料温度降低
【答案】C
【解析】AB. 材料温度降低，材料收缩，电容器两板间距增大，根据
可知电容减小，由于电容器两板电势差不变，
根据
可知极板所带电荷量减小，AB错误；
C. 滑动变阻器滑片向上滑动，阻值增大，可知检测仪的工作电压升高，C正确；
D. 材料温度降低，同理A选项，极板所带电荷量减小，则灵敏电流计的电流方向为从b到a，D错误。
故选C。
7. 电子偏转装置由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，结构原理图如图所示。如果偏转电极和之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿中轴线做直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑。如果电子枪中正负接线柱之间电压为10U，板间加恒定电压U，极板的长度为l、间距为d，板间不加电压。已知电子质量为m，电荷量大小为e，不计电子从灯丝逸出的初速度，不计电子重力及电子间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A. 射出电子枪时，电子的动能大小为5eU
B. 电子在极板间的加速度大小为
C. 电子打在荧光屏时，其速度方向与中轴线夹角的正切值为
D. 若，电子将打在荧光屏的上半区域
【答案】C
【解析】A．电子在加速电场，电场力做功为10eU，根据动能定理可知射出电子枪时动能为10eU，A错误；
B．根据牛顿第二定律可知，在极板间的加速度大小为
B错误；
C．在加速电场，根据动能定理有
在极板间运动的时间为
沿电场方向的位移为
联合解得位移与水平方向的夹角的正切值为
设此时速度与水平方向夹角为，根据平抛运动规律可得
C正确；
D．若，则电子受到的电场力竖直向下，故电子将打在荧光屏的下半区域，D错误。
故选C。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的关系图像。当时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子将始终向同一个方向运动
B. 在0~4s内，电场力做的总功不为零
C. 4s末带电粒子回到原出发点
D. 5s~8s内，电场力做的总功为零
【答案】BD
【解析】A． 根据图像可知，粒子0~2s内做匀加速运动，2s~4s内加速度加倍做匀减速运动，则在3s时速度减为零，然后反向运动，A错误；
BC． 4s末带电粒子不能回到出发点，电场力做的总功不为零，B正确，C错误；
D． 5s末和8s末，速度大小、方向都相同，则5s~8s内，动能变化为零，电场力做的总功为零，D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示，直线AB是电场中的一条电场线，沿与直线AB成θ=53°角的方向建立直线坐标轴Ox，一电子在Ox坐标轴上各点的电势能Ep与x坐标关系如图乙所示，电子电荷量大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 电场方向由A指向BB. 电场方向沿x轴正方向
C. 电子受到的电场力大小为D. 该电场的场强大小为150V/m
【答案】AC
【解析】AB．由图乙沿着x正方向电子电势能逐渐增大，则电势逐渐降低，所以电场方向由A指向B，故A正确，B错误；
C．电子所受电场力大小为
故C正确；
D．根据电场强度的定义式可得
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，8个完全相同的均匀带电绝缘立方体叠成一个大立方体，取无穷远处电势为零，该立方体中心O点电势为，上表面中心P点电势为，下列说法正确的是（ ）
A. 一个小立方体在O点产生的电势为
B. 下层一个小立方体在P点产生电势为
C. 现撤去下层一个小立方体，则O点电势为
D. 现撤去下层一个小立方体，则P点电势为
【答案】AD
【解析】A．每个小立方体在O点产生的电势相等，故一个小立方体在O点产生的电势为
A正确；
B．下层一个小立方体在P点产生的电势为
B错误；
CD．现撤去下层一个小立方体，则O点电势为
P点电势为
C错误，D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图所示，法国科学家库仑曾设计了一个十分精妙的扭秤实验，来探究电荷之间的作用力与哪些物理量有关的问题。
（1）A、C两球完全相同，开始时A球不带电，C球带电量恒定，将A球与C球接触后分开，改变其距离r，发现A、C之间静电力大小与______（填“r”“”或“”）成正比，A球所受的静电力使A球______（填“顺时针”或“逆时针”）转动（俯视）；
（2）改变C球带电量Q，重复（1）过程，保持其距离不变，发现A、C间的静电力大小与______（填“Q”“”或“”）成正比；
（3）上述实验过程采用的物理方法是（ ）（填字母）。
A. 控制变量法B. 放大法C. 理想化模型法
【答案】（1） 逆时针 （2） （3）A
【解析】（1）若A球不带电，C球带电量为Q，其距离为r，将A球与C球接触后分开，则A，C之间的静电力大小
同种电荷之间的库仑力为排斥力，则A球所受的静电力与成正比，俯视A球将沿逆时针方向转动。
（2）由（1）问分析知
A球所受的静电力与成正比。
（3）该实验所用方法为控制变量法。
12. 小明做观察电容器充、放电并估测一个电容器的电容实验，采用8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流I随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。
（1）下列说法正确的是（ ）
A. 单刀双掷开关S掷向1端，电容器放电
B. 先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容先增大后减小
C. 电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷
D. 电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电
（2）传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电容器在整个放电过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示，曲线下包含的小格数大约为40个，根据图像估算出释放的电荷量为______C；由此估算该电容器的电容为______F。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）D （2）1.6×10-3 2.0×10-4
【解析】（1）A．当单刀双掷开关S掷向1端，电容器与电源相连，电容器充电，故A错误；
B．先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容不变，故B错误；
C．电容器带电时，两个极板带等量异号电荷，故C错误；
D．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电，故D正确。
故选D。
（2）[1][2]根据I-t图像围成面积可估算电容器在整个放电过程中释放的电荷量，根据图乙知纵坐标每个小格为0.2mA，横坐标每小格为0.2s，则每小格所代表的电荷量为
曲线下包含的小格数大约为40个，所以电容器全部释放的电荷量为
该电容器的电容为
13. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞，如图所示。来自质子源的质子（初速度为零），经加速器加速后，在人体组织液中形成速率为的细柱形质子流，其横截面积为S，等效电流为I；已知质子电荷量为e，质量为m，求：
（1）加速器的电压大小；
（2）加速后这束质子流内单位体积的质子数；
（3）若人体组织液的电阻率为，求单位长度质子流两端的电压大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）根据动能定理
加速器的电压大小为
（2）根据
则加速后这束质子流内单位体积的质子数为
（3）根据欧姆定律可得
假设形成的质子流的长度为，根据电阻定律可得
则长度为的质子流两端的电压大小为
单位长度质子流两端的电压大小为
14. 如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，两块间距为d的平行带电极板间为除尘空间。质量为m、电荷量为的带电尘埃分布均匀，均以沿板方向的速率射入除尘空间，当其碰到下极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集。调整两极板间的电压可以改变除尘率（相同时间内被收集尘埃的数量与进入除尘空间尘埃的数量之百分比）。当两极板间电压为时，。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，忽略边缘效应。求：
（1）极板的最短长度L；
（2）当极板长度为最短长度，两板间电压为时，除尘率多大；
（3）当极板长度为最短长度，两板间电压为时，尘埃的最大动能多大。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）当尘埃恰好到达极板最右端时，极板长度最短，有
联立得
（2）由
联立得
故除尘率
（3）根据动能定理有
其中
联立得
15. 如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场，电场中有一个半径的竖直圆轨道，圆心为O，圆上A点所在的半径与竖直直径BC的夹角。A与B、A与C间分别用直管道相连，质量为，电荷量为的带电小球（可视为质点）从A点由静止释放，分别沿管道AB和AC到达圆周的运动时间相同。现去掉管道AB和AC，如图乙所示，在A点沿圆周切线方向给小球一个初速度，小球恰能沿圆轨道内侧做完整的圆周运动，轨道和管道都是绝缘光滑的，小球运动过程中电荷量不变。（）求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）小球的初速度大小；
（3）小球做圆周运动过程中对圆轨道压力的最大值。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）由几何关系可知，AB与水平方向、AC与竖直方向的夹角均为。根据牛顿第二定律
又
整理得
（2）重力与电场力的大小分别为
，
可知重力与电场力的合力方向沿AO方向，则圆弧A位置为等效最高点，与之关于圆心的对称点为等效最低点，恰能沿圆轨道内侧做完整的圆周运动，则小球在等效最高点有
解得
（3）小球从等效最高点到等效最低点过程有
小球在等效最低点有
根据牛顿第三定律有
解得