四川省广安市2024_2025学年高二物理上学期第一次月考试题含解析

这是一份四川省广安市2024_2025学年高二物理上学期第一次月考试题含解析，共16页。试卷主要包含了 粒子物理中标准模型理论认为等内容，欢迎下载使用。
A. 元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的
B. 元电荷是指电子，电量等于电子的电量，体积很小的带电体是指点电荷
C. 单个物体所带的电量总是守恒的，电荷守恒定律指带电体和外界没有电荷交换
D. 利用摩擦起电可使任何物体带电，质子和电子所带电荷量相等，比荷也相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测得的，故A正确；
B．元电荷是带电量的最小单元，元电荷等于电子或质子的电荷量；当带电体的形状大小在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看成点电荷，故B错误；
C．在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电量总是守恒的，电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换，故C错误；
D．利用摩擦起电可使物体带电，质子和电子所带电荷量相等，但它们的质量不相等，比荷不相等，故D错误。
故选A。
2. 粒子物理中标准模型理论认为：中子由三个夸克组成，一个上夸克（u）、两个下夸克（d），如图中等边三角形所示。上夸克带电荷量为，下夸克带电荷量为，已知静电力常量为k，则（ ）
A. 两个下夸克间库仑力为引力，大小为
B. 两个下夸克间的库仑力为斥力，大小为
C. 一个下夸克和上夸克间的库仑力为斥力，大小为
D. 一个下夸克和上夸克间的库仑力为引力，大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．两个下夸克带同种电荷，故两者间的库仑力为斥力，大小为
故AB错误；
CD．一个下夸克和上夸克带异种电荷，故两者间的库仑力为引力，大小为
故C错误，D正确。
故选D。
3. 如图所示，12个带电量均为＋q的点电荷，均匀对称地分布在半径为r的圆周上，某时刻，P、Q两处的点电荷电量突然减为零，则O点的电场强度大小为（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】P、Q两处的点电荷在O点激发的电场强度大小相等，即
P、Q两处的点电荷在O点的合场强为
P、Q两处的点电荷电量突然减为零时，O点的电场强度大小为
故选A。
4. 如图所示，在真空中有两个带等量负电的点电荷，分别置于P、Q两点，O是他们连线的中点，A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点，且，下列说法正确的是（ ）
A. A点的电场场强一定大于B点的电场强度B. C点的电势低于B点的电势
C. 同一点电荷在A、C两点受电场力相同D. 同一负电荷在B点的电势能小于其在A点的电势能
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据等量同种点电荷连线中垂线上电场线的分布规律可知，A、B两点处电场线的疏密情况不清楚，故不能判断A、B两点处的电场强度，故A错误；
B．根据对称性可知，A、C两点的电势相等，BO间电场方向从B到O，根据沿电场线方向电势降低，可知A点的电势低于B点的电势，故C点的电势低于B点的电势，故B正确；
C．根据对称性可知A、C两点的电场强度大小相等，方向相反，故同一点电荷在A、C两点受电场力大小相等，方向相反，故C错误；
D．A点电势低于B点的电势，而负电荷在电势高处电势能小，故同一负电荷在B点的电势能小于其在A点的电势能，故D正确。
故选BD。
5. 如图所示，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们恰好位于以O点为圆心的圆弧上（ab和cd是该圆的两条直径），已知电场方向平行于圆弧所在的平面，圆半径为2m，a点电势为4V，c点电势为2V，O点电势为6V，下列说法正确的是（ ）
A. b点电势为6VB. d点电势为8V
C. 电场方向垂直cd向下D. 电场强度大小为2V/m
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据匀强电场的性质可知
，
代入数据解得
，
故AB错误；
C．设cO的中点为e，则
即ae为等势线，由几何关系知ae垂直于cd，又因为等势线垂直于电场线，沿电场线方向电势降低，所以电场方向平行于cd向左，故C错误；
D．由几何关系知，匀强电场的电场强度大小为
故D正确。
故选D。
6. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中一族等势线，相邻等势线之间的电势差相等，实线为一带正电质点（重力不计）仅在电场力作用下从P到Q通过该区域时的运动轨迹，据此可知（ ）
A. a、b、c三条等势线中，a的电势最高
B. 电场中Q点处的电场强度大小比P点处大
C. 该质点在P点的速率比在Q点处大
D. 该质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大
【答案】C
【解析】
【详解】A．质点所受电场力指向轨迹凹侧，大致方向斜向左上，且和电场强度方向一致，根据沿电场强度方向电势降低可知a、b、c三条等势线中，a的电势最低，故A错误；
B．等势线越密的位置电场强度越大，所以电场中Q点处的电场强度大小比P点处小，故B错误；
D．根据A项分析可知P点电势低于Q点电势，根据可知该质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小，故D错误；
C．质点仅受电场力作用，能量守恒，结合D项分析可知该质点在P点具有动能比在Q点具有的动能大，即该质点在P点的速率比在Q点处大，故C正确。
故选C。
7. 如图所示，斜面绝缘，侧壁固定有带电体P，斜面上的物块B通过绝缘细绳跨过斜面顶端O的光滑小定滑轮与带电小球A连接，系统处于静止状态。现因侧壁绝缘性能变差而引起带电体P缓慢漏电（未漏完，细绳OA段仍是倾斜状态），漏电过程中物块B保持静止，则此过程中（ ）
A. 细绳对物块B的拉力保持不变
B. 带电体P对小球A的库仑力逐渐增大
C. 斜面对物块B的摩擦力可能一直增大
D. 斜面对物块B的摩擦力大小可能先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．对Ａ受力分析，由相似三角形可得
OA为绳长，AP为P与小球A的间距，因为OP、、OA不变，所以不变，细绳对物块B的拉力保持不变，故A正确。
B．因为AP减小，故减小，故B错误。
CD．对物块B来说，其重力为，绳拉力为，所以B始终静止，斜面对物块B的摩擦力不变，故CD错误。
故选A。
8. 如图所示，水平向右的匀强电场中，一带电小球从点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点后回到与在同一水平线上的点，小球从点到点的过程中克服重力做功，电场力做功，则（ ）
A. 小球在点的动能比在点少
B. 小球在点的电势能比在点少
C. 小球在点的机械能比在点多
D. 小球在点的动能为
【答案】C
【解析】
【详解】A．从，根据动能定理有
解得
即粒子在点的动能比在点多，故A错误；
B．设小球在点初速度为，小球在竖直方向上只受重力，做加速度为的匀变速运动，故从和的时间相等，而水平方向只受到电场力作用，设从的水平分位移为，从的水平分位移为，则可知
则
由于电场力做正功，则粒子在点的电势能比在点少，故B错误；
CD．根据功能关系可知，从机械能增加量为
由于重力势能不变，则从动能增加，即粒子在点的动能大于，故C正确，D错误。
故选C。
9. 关于教材《静电的防止与应用》中的四副插图，下列说法正确的是（ ）

A. 图甲是静电释放器，给汽车加油前用手触摸一下，其目的是导走加油枪上的静电
B. 图乙是避雷针，金属棒上感应的电荷通过放电中和云层的电荷，避免高楼被雷击
C. 图丙是静电除尘器，带电粉尘被吸附到极板上，最后在重力作用下被收集
D. 图丁是话筒线，其外围有金属网包裹，金属网的作用是强化线的硬度，避免折损
【答案】BC
【解析】
【详解】A．图甲给汽车加油前要触摸一下静电释放器，其目的是导走人身上的静电，故A错误；
B．带电云层靠近建筑物时，避雷针会产生感应电荷，尖端放电，逐渐中和云层中的电荷，同时将云层中的电荷通过导线导入大地，使建筑物避免遭到雷击，故B正确；
C．图丙是静电除尘器，带电粉尘被吸附到极板上，最后在重力作用下被收集，故C正确；
D．金属网能产生静电屏蔽作用，两条优质的话筒线外面包裹着金属网应用了静电屏蔽的原理，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是（ ）
A. 电势，场强
B. 电势，场强
C. 将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少
D. 将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．电场线越密，电场强度越大，B点处电场线较密，则
根据沿电场线方向电势降低，则
故A错误，B正确；
C．将正电荷从A移到B，电场力做正功，电势能减少，故C正确；
D．负电荷在电势高处电势能小，故将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能，故D错误。
故选BC。
11. 如图所示，纸面内固定两个等量异种点电荷，它们之间距离为4R以其连线中点O为圆心，以R为半径画圆，A、B、C、D为圆周上四点，A、B两点在两点电荷连线上，C、D两点在两点电荷连线的中垂线上。下列判断正确的是（ ）

A. A、B两点的电场强度大小相等，C、D两点的电场强度方向相反
B. 若自A点由静止释放一电子，将沿AB向右运动
C. A、C之间电势差等于D、B之间电势差
D. 将一电子自A沿直线到O再沿直线到C，电势能先增加后不变
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由等量异种点电荷电场的对称性可知A、B两点的电场强度大小相等，C、D两点的电场强度方向相同，故A错误；
B．过AB的电场线是一条直线，方向向右，若自A点由静止释放一电子，将沿AB向左运动，故B错误；
C．由等量异种点电荷电场的对称性可知A、C之间电势差等于D、B之间电势差，故C正确；
D．将一电子自A沿直线到O再沿直线到C，电势一直降低，电场力做负功，电势能一直增大；从O沿直线到C，电势不变，电势能不变，故D正确。
故选CD。
12. 如图甲，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。请判断该负电荷在A、B两点电势能的大小以及A、B两点电势的高低。以及比较A、B两点电场强度的大小（ ）
A. 电场力做正功
B. A点的电势大于B点电势
C. 负电荷在A点的电势能大于B点电势能
D. A点的电场强度小于B点的电场强度
【答案】AC
【解析】
【详解】ABC．由v-t图像可知，从A到B速度逐渐变大，则动能变大，电场力做正功，电势能减小，即负电荷在A点的电势能大于B点电势能，负电荷在低电势点的电势能较大，可知A点的电势小于B点电势，选项AC正确，B错误；
D．由v-t图像可知，从A到B加速度逐渐减小，可知受电场力逐渐减小，场强逐渐减小，可知A点的电场强度大于B点的电场强度，选项D错误。
故选AC。
二、实验题（本大题有2小题，每空2分，共14分）
13. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的小球，系在绝缘丝线上带正电的小球B会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。
（1）他们分别进行了以下操作。
①把系在丝线上带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的P1、P2、P3等位置，小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小，由此可得，两小球所带电荷量不变时，距离增大，两小球间静电力______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
②使小球B处于同一位置，增大小球A所带的电荷量，小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，由此可得，两小球距离不变时，电荷量增大，两小球间静电力______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）接着该组同学又进行了如下实验，如图乙所示，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为θ，若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则为______。
【答案】（1） ①. 减小 ②. 增大
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1]设丝线与竖直方向夹角为θ，根据平衡条件有
由图甲可得，两小球所带电荷量不变时，距离增大，丝线与竖直方向夹角减小，静电力减小。
[2]使小球B处于同一位置，增大小球A所带电荷量，小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，则两小球间静电力增大。
【小问2详解】
对小球B受力分析，根据库仑定律结合平衡条件有
解得
可得两次实验中A的电荷量之比为
14. 某实验小组利用如图1所示的电路图“观察电容器的充、放电现象”。
（1）若将开关S打到1，电容器上极板带______（选填“正”或“负”）电，再将S打到2，通过电流表的电流方向向______（选填“左”或“右”）；
（2）实验中所使用的电容器如图2所示电容为0.47F，当电容器两端电压为额定电压5.5V时，电容器正极板带电荷量为______C（结果保留2位有效数字）；
（3）下列关于电容器放电时电容器所带的电荷量Q与两极板间的电压U的关系、电容器放电时电路中的电流I与时间t的关系正确的是______。
A．B．C． D．
【答案】 ①. 正 ②. 左 ③. 2.6 ④. D
【解析】
【详解】（1）[1][2]将开关S打到1，电容器上极板与电源的正极相接，则上极板带正电，再将S打到2，电容器放电，正电荷向左定向移动，所以通过电流表的电流方向向左。
（2）[3]电容器的额定电压为5.5V，电容C=0.47F，则当电容器两端电压为额定电压时，电容器极板上所带电荷量为
Q=CU=0.47×5.5C=2.6C
（3）[4]AB．电容器放电过程中，随着电荷量的减少，电压也减少，最终为零，故AB错误；
CD．电容器放电时电流肯定减小，且减小得越来越慢，故C错误，D正确。
故选D。
三、解答题（本大题3个小题，共38分。要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。）
15. 有一个平行板电容器，电容是1.5×10-4μF，所带电荷量为6×10-8 C。如果两板间的距离d为1 mm。
（1）电容器两极板间的电势差是多少？
（2）电容器两极板间的电场强度是多少？

【答案】（1）400V；（2）4×105 V/m
【解析】
【详解】（1）电容器的两极板间的电压为
（2）电场强度是
16. 把带电荷量为正点电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功，若把该电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功，取无限远处电势为零。求：
（1）两点的电势差；
（2）点的电势；
（3）把的负电荷由点移到无限远处，电场力做的功。
【答案】（1）150V
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
两点的电势差
【小问2详解】
A点与无限远处电势差
取无限远处电势为零，则A点电势
点的电势
【小问3详解】
B点与无限远处电势差
把的负电荷由点移到无限远处，电场力做的功
17. 如图所示，距离水平地面6h高处有水平向右的匀强电场，电场的宽度为3h，长度足够长，在电场上边界的上方距离为h处，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度（未知）水平向右抛出，小球进入电场后开始做直线运动，运动方向与水平方向的夹角为37°，小球最终落至水平地面上。已知重力加速度为g，小球可视为质点，忽略空气阻力，，求：
（1）匀强电场的电场强度大小E和初速度大小；
（2）小球从水平抛出到落地过程的总时间t；
（3）落地点到抛出点的水平距离x。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）带电小球进入电场时做直线运动，此时受重力和电场力，合力沿直线方向
解得
小球进入电场前做平抛运动，设进入电场时竖直方向的分速度为：，水平方向的分速度为，小球从平抛到进入电场时的时间为，由
解得
可得
（2）设小球在电场中做直线运动的时间为，小球在竖直方向上做匀加速直线运动
解得
设小球离开电场到落地所用时间为
可得
（3）小球进人电场前，在水平方向上运动的位移为
小球在电场中运动时，水平方向上
可得
小球离开电场后，在水平方向上运动的位移为，