精品解析：四川省成都市成都外国语学校2023-2024学年高二上学期11月期中物理试题（解析版）

这是一份精品解析：四川省成都市成都外国语学校2023-2024学年高二上学期11月期中物理试题（解析版），共14页。试卷主要包含了本试卷分第I卷两部分；，答题前，考生务必先将自己的姓名，考试结束后，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1、本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分；
2、本堂考试75分钟，满分100分；
3、答题前，考生务必先将自己的姓名、学号填写在答题卡上，并使用2B铅笔填涂；
4、考试结束后，将答题卡交回。
第I卷（选择题，共44分）
一、单项选择题（每小题4分，共24分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷是一种理想化模型，其所带电荷量一定很小
B. 法拉第提出了电荷周围存在电场的观点
C. 卡文迪什用扭秤实验测出了元电荷的数值
D. 电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向
【答案】B
【解析】
【详解】A．点电荷是一种理想化模型，其形状大小可以忽略不计，但其所带电荷量不一定很小，故A错误；
B．法拉第提出了电荷周围存在电场的观点，故B正确；
C．密立根最早通过油滴实验测出了元电荷的数值，故C错误；
D．电场中某点场强方向与该点所放正电荷受到的静电力的方向相同，与负电荷所受电场力的方向相反，故D错误。
故选B。
2. 下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）
A. 根据电场强度的定义式E=可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B. 由UAB=可知，电势差与检验电荷电量q成反比、与电场力做功成正比
C. 根据真空中点电荷的电场强度公式E=k可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关
D. 根据电势差的定义式UAB=可知，电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为-1V
【答案】D
【解析】
【详解】A．为场强的定义式，电场中某点的电场强度由电场本身决定，跟试探电荷所带的电荷量无关，故A错误；
B．电势差由电场本身决定，跟检验电荷电量q及电场力做功无关，故B错误；
C．根据真空中点电荷的电场强度公式可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量有关，这里的Q就是场源电荷所带的电荷量，故C错误；
D．根据电势差的定义式可知，电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为-1V，故D正确。
故选D。
3. 在国际单位制中，某个物理量的单位用基本单位表示为，该物理量可能为（ ）
A. 电势B. 电势能C. 电场强度D. 电荷量
【答案】A
【解析】
【详解】
故选A。
4. 和为圆上两条相互垂直的直径，圆心为，将电荷量分别为和的两点电荷放在圆周上，其位置关于对称且距离等于圆的半径，如图所示，要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷，则该点电荷（ ）

A. 应放在点，B. 应放在点，
C. 应放在点，D. 应放在点，
【答案】C
【解析】
【详解】+q的点电荷在圆心O处的场强与-q的点电荷在圆心O处的场强的合场强方向由O点指向D点，根据几何关系和点电荷的场强公式得
要使圆心处的电场强度为零，只要点电荷Q在圆心O处产生的场强方向由O指向C即可，大小也为，所以，点电荷
Q=-q
且应发在C点，故选C。
5. 如图所示，质量为m、电荷量为q的小球用绝缘线悬吊于天花板上，质量为M、电荷量为Q的圆弧棒在小球正下方的空中处于静止状态，重力加速度为g，小球可视为点电荷，则圆弧棒上电荷在小球所在位置处产生的场强大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意，小球受到的电场力等于圆弧棒的重力，即
解得
故选D。
6. 如图所示，平行板PQ、MN与电源相连，开关K闭合，从O点沿两板间中线不断向两板间射入比荷一定的带正电的粒子，粒子经电场偏转后发生的侧移为y，不计粒子的重力，要减小侧移y，下列操作可行的是（ ）
A. 仅将PQ板向下平移一些B. 仅将PQ板向上平移一些
C. 将开关K断开，仅将PQ板向下平移D. 将开关K断开，仅将PQ板向上平移
【答案】B
【解析】
【详解】AB．粒子在电场中偏转侧移量为
而粒子在电场中运动的加速度为
电容器在连接电源的情况下，极板间电压不变，极板间场强为
仅将PQ板向下平移一些，两板间的场强变大，粒子沿电场方向的加速度增大，侧移变大，仅将PQ板向上平移一些，两板间的场强变小，粒子沿电场方向的加速度减小，侧移变小，A项错误，B项正确；
CD．将开关K断开，两板的带电量不变，极板间场强为
可知仅将PQ板向下平移或向上平移，两板间的电场强度不变，侧移不变，C、D项错误。
故选B。
二、多项选择题（每题5分，部分选对得3分，共20分）
7. 某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（ ）

A. 粒子可能带负电也可能带正电
B. 若粒子从a点运动到c点，电势能增大
C. 粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度
D. 粒子在c点的速度一定大于在a点的速度
【答案】BC
【解析】
【详解】A．曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，可知粒子受到的电场力向左，故粒子带正电，故A错误；
BD．若粒子从a点运动到c点，速度方向与电场力方向的夹角大于，电场力做负功，粒子的动能减小，电势能增大，粒子在c点的速度一定小于在a点的速度，故B正确，D错误；
C．电场线越密，电场强度越大，由图可知粒子在c点的电场强度大于在b点的电场强度，根据
可知粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度，故C正确。
故选BC。
8. 如图所示，甲、乙两图中平行板电容器与恒定电源保持连接，甲图中B板接地，乙图中A板接地。丙、丁两图中平行板电容器充电后与电源断开，丙图中B板接地，丁图中A板接地。P为两板空间中的一点，现保持A板位置不变，将四个图中的B板均向下平移一小段距离，则四个图中P点的电势升高的是（ ）
A. 甲图B. 乙图C. 丙图D. 丁图
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．图甲中电容器两端电压U一定，B板接地，即A板电势大小为U，根据
可知，当B板向下平移时，d增大，电场强度减小，根据
解得
可知，B板向下平移时，电场强度减小，P点的电势升高，A正确；
B．图乙中电容器两端电压U一定，A板接地，即A板电势为0，根据上述，电场强度减小，根据
解得
可知，P点电势为负值，由于电势的正负表示大小，则B板向下平移时，电场强度减小，P点的电势升高，B正确；
C．图乙中电容器所带电荷量Q一定，B板接地，根据
，
解得
可知，当B板向下平移时，d增大，电场强度一定，根据
解得
可知，B板向下平移时，电场强度一定，PB间距增大，则P点的电势升高，C正确；
D．图乙中电容器所带电荷量Q一定，根据上述，电场强度一定，A板接地，根据
解得
可知，B板向下平移时，电场强度一定，AP间距一定，则P点的电势不变，D错误。
故选ABC。
9. 如图甲所示，空间存在电场方向为竖直方向、电场强度大小变化的电场，质量为m、带正电的小球在电场中从某高度O处由静止开始下落。小球初始时的机械能为，小球下落过程中的机械能E随下降的高度h变化的关系如图乙中实线所示，图中、、、和均为已知量，P为关系图线上的点，其坐标为。小球在下落过程中所受空气阻力作用忽略不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）

A. 在处小球的重力势能一定为零
B. 电场的方向竖直向上，电场强度随h的增大而增大
C. 小球在下落过程中电势能不断增大
D. 在处小球所受电场力大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．因为初速度为零，所以，因为在处小球的机械能为零，但动能可能不为零，所以处小球的重力势能可能为负值，即可能不为零，故A错误；
B．因为小球的机械能减小，电场力做负功，小球带正电，所以电场方向竖直向上，图象的斜率越来越大，所以电场强度随h的增大而增大，故B正确；
C．小球下落过程中，电场力做负功，小球在下落过程中电势能不断增大，故C正确；
D．根据功能关系，可知在处小球所受的电场力大小为P点切线斜率的绝对值，即
故D错误。
故选BC。
10. 如图甲，两等量同种正点电荷位于同一竖直线上，在两点电荷连线中垂线上放置一水平轨道MN，在两点电荷连线中点O静置一带正电小球，小球可视为质点。t=0时刻给小球一个水平向右的初速度v0，此后小球运动的v—t图像如图乙所示，t=0时刻图线斜率绝对值为k1，图线上的P点为t1~t3间曲线切线斜率最大点，该点切线斜率为k2，小球最终停在距O点L处。带电小球质量为m，所带电荷量为q，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 在两点电荷连线中垂线上，O点电势最高，t3时刻小球所在位置的场强最大
B. 小球与轨道间的动摩擦因数
C. 两点电荷连线中垂线上的场强最大值为
D. 若取无穷远处为0电势点，则O点电势为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由沿电场线方向电势逐渐降低，在中垂线中点O点电势最高，由v—t图像可知，小球在初始阶段电场力小于摩擦力，小球做减速运动，t1时刻电场力与摩擦力大小相等，速度减到最小，此后电场力大于摩擦力，小球做加速运动，在t2时刻，小球的加速度最大，所受合外力最大，摩擦力不变，所以电场力最大，可知场强最大，t3时刻，加速度是零，电场力和摩擦力大小相等，此后电场力小于摩擦力，小球做减速运动，直到停止，A错误；
B．在初始时刻，小球受到的电场力是零，只受摩擦力，由牛顿第二定律可得
其中t=0时刻图线斜率绝对值为k1，则有
联立可得
B正确；
C．由A选项分析可知，在t2时刻，小球受的电场力最大，可知场强最大，由牛顿第二定律可得
其中
联立可得
C正确；
D．小球从O点到停在距O点L处的N＇点，由动能定理可得
又有
解得
D错误
故选BC。
第II卷（非选择题，共56分）
三、实验题（每空2分，共16分）
11. 某同学设计利用如图甲所示装置验证单摆的周期公式，传感器固定在悬点O正下方，该传感器可记录光的强弱随时间的变化情况。当小球摆到最低点遮挡光线时，传感器采集的光线最弱，计算机采集数据后得到光的强弱与时间图像如图乙所示。
（1）第1次光最弱到第N次光最弱的时间为t，则该单摆的周期可表示为________。（用N、t表示）
（2）该同学用游标卡尺测小球直径D如图丙所示，则_______，用米尺测量知摆线长为L，重力加速度取g，用D、L、g表示单摆周期公式为________。在误差允许范围内若，即可验证单摆周期公式正确。
【答案】 ①. ②. 10.60 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]在一个周期内摆球2次经过平衡位置，一个周期内摆球两次挡光，单摆的周期
（2）[2]用游标卡尺测小球直径D=10mm+0.05mm×12=10.60mm
[3]单摆摆长

单摆周期公式
12. 电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即。电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连。图甲是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为，是单刀双掷开关，为定值电阻，为平行板电容器。

（1）当开关S接1时，平行板电容器______（选填“充电”或“放电”）。
（2）电容器充电完毕后，把开关接2时，其放电电流随时间变化图像如图乙所示，
①此过程中，电路中的电流______（选填“增大”、“减小”或“不变”），电容器两极板间的场强______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
②若按“四舍五入”（大于等于半格算一格，小于半格舍去）数格法，由图乙可知电容器所带的电荷量为______（计算结果保留两位有效数字），根据计算可知，该实验选择的电容器最有可能是下图中的______。（选填“A”、“B”或“C”）
A. B. C.
【答案】 ①. 充电 ②. 减小 ③. 减小 ④. ⑤. B
【解析】
【详解】（1）[1]当开关S接1时，平行板电容器充电。
（2）①[2][3]此过程中，电容器放电，则电路中的电流减小，电容器带电量减小，则两极板间的场强减小；
②[4]图像与坐标轴围成的面积等于电容器的带电量，图中每小格的电量为，若按“四舍五入”（大于等于半格算一格，小于半格舍去）数格法可得格数为14，由图乙可知电容器所带的电荷量为
[5]电容器的电容
可知，该实验选择的电容器最有可能是下图中的B。
四、解答题（13题12分，14题12分，15题16分，共40分）
13. 一列振幅为A=10cm的简谐波沿x轴正方向传播，在传播方向上有平衡位置相距d=6m的P、Q两质点（波长为，且），t=0时刻质点P的位移为10cm，质点Q的位移为-10cm，经质点Q第一次回到平衡位置。求：
（1）这列简谐波的波速；
（2）从t=0时刻起质点Q的振动方程。
【答案】（1）；（2）（m）或（m）。
【解析】
【详解】（1）时刻，质点Q的位移为，经第一次回到平衡位置，故
解得
波沿x轴正方向传播，时刻，质点P的位移为，质点Q的位移为，所以
又，所以，故，解得
故波速
（2）设质点Q的振动方程为
时刻，，解得
或
故质点Q的振动方程为
（m）或（m）
14. 若距地面高约2km的空中有两块乌云，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差约为3×109V且在没放电前保持不变。已知空气的电场强度达到3×106V/m将被击穿放电。请对以下问题进行估算（估算时可以把两块乌云间电场看成是匀强电场）。
（1）当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？
（2）若某次闪电，两块乌云在很短时间放电完毕，两块乌云之间电势差变为零，通过的电荷量为500C，可释放多少能量？
（3）这次放电现象将（2）问中的电荷放电完毕历时约0.01s，则其平均电流约为多大？
【答案】（1）1000m；（2）1.5×1012J；（3）5×104A
【解析】
【详解】（1）由
可得两块乌云会发生电闪雷鸣的距离
（2）释放的能量为电场力做功
（3）平均电流约为
15. 如图甲所示，空间直角坐标系Oxyz中，有一边长为L正方体区域，其中顶点a、b'、d'在坐标轴上。在平面Oabb'中心K点放置一装备，能沿各个方向发射电子。不考虑电子之间的相互作用。电子的质量为m，电子的电荷量为e。
（1）为了使初速度为v0，且平行x轴发射的电子不能到达平面dcc'd'，可在该空间范围内增加沿x轴方向的匀强电场，求该电场电场强度的最小值和方向；
（2）为了使初速度为v0，且平行x轴发射的电子不能到达平面dcc'd'，也可在该空间范围内增加垂直于x轴方向的匀强电场，求该电场电场强度的最小值；
（3）如图乙所示，K'位于K的正对面，虚线框平行于xy平面。电子以初速v0，且与KK'连线夹角为θ发射，在空间范围内增加垂直于x轴且和v0在同一个平面的匀强电场，该电子会从K'小孔离开，达到速度选择的功能。求①满足条件的匀强电场场强的大小；②该电子具有最大电势能时所在位置的电势，已知K所在位置为零势点。
【答案】（1），水平向右；（2）；（3）①；②
【解析】
【详解】（1）电子受力水平向左，电场水平向右，由动能定理
解得
（2）电子从右侧四个边的中点射出，所对应的电场强度最小。
根据类平抛运动规律可知x轴方向有
垂直于x轴方向有
其中
解得
（3）①电子从K运动至，做匀变速曲线运动，在x方向上有
垂直于x轴方向有
其中
解得
②到达最高点M时，具有最大的电势能Ep，根据动能定理有
得