2024山西省高二上学期10月联合考试物理含解析

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2023~2024学年山西省高二10月联合考试
物 理
本试卷满分 100分，考试用时75 分钟
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第三册第九章至第十一章第3节。
一、单项选择题：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. 静电除尘器的除尘原理如图所示，带负电的尘埃在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列说法正确的是（　　）

A. 电晕极和收尘极间的电场是典型的匀强电场
B. 尘埃所受电场力的方向总与所处位置的电场强度方向相同
C. 在同一位置，尘埃受到的电场力与尘埃所带的电荷量成正比
D. 尘埃所带的电荷量可能为
2. 人们购买智能手机时手机的续航能力是重点考量的一个方面，所以消费者时常会留意手机电池的相关参数。某款手机的电池铭牌上标有字样，这意味着如果这款手机工作时的电流始终为，则充满电的电池理论上可以工作对应的物理量为（　　）
A. 电荷量 B. 电势差 C. 电容 D. 能量
3. 计算机键盘为电容式传感器，每个按键下面由相互平行、间距为d的活动金属片和固定金属片组成，两金属片组成一个平行板电容器，其内部电路如图所示。只有当按键的电容改变量大于或等于原电容的时，传感器才有响应，下列说法正确的是（　　）

A. 按下按键过程中，电容器的电容减小
B. 按下按键的过程中，电流方向从指向
C. 松开按下的按键后，电容器两端的电压减小
D. 按键被按下时，传感器会有响应
4. 有三个同学分别对各自手中的电阻进行了一次测量，三个同学把测量各自电阻时电阻两端的电压和通过电阻的电流描点到同一坐标系中，得到的结果如图所示，图中A点、B点和C点对应的电阻分别 、和，则（　　）

A. B. C. D.
5. 如图所示，匀强电场平行于 xOy平面坐标系，矩形 ABCD的顶点B 和D均落在y轴上，顶点A在x轴上，OB=5cm，AB=10cm，A、B、C三点的电势分别为3 V、33 V、63 V，下列说法正确的是（　　）

A. D点电势为 18 V
B. 匀强电场平行于 y轴，且沿着 y轴负方向
C. 将一电子从 D点移动到B点，电子克服电场力做的功为 30 eV
D. 匀强电场的电场强度的大小为
6. 如图所示，矩形金属薄片厚薄均匀，ab的长度是bc的2倍。章同学先将A与B接入电路中时，描绘出该矩形金属薄片的伏安特性曲线，其图像为一条斜率为k1的直线，接着将C与D接入电路中时，描绘出的伏安特性曲线为一条斜率为k2的直线，则（　　）

A. k1=4k2 B. k1=2k2 C. D.
7. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，两电荷连线上的电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则下列判断正确的是（　　）

A. P点放置的是带正电的点电荷
B. q1>q2
C. C点的电场强度大于A 点的电场强度
D. 将一带负电的检验电荷从B点移到D点，其电势能先增大后减小
二、多项选择题：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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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，虚线代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，是这条轨迹上的三点，同时在等势面上，下列说法正确的是（　　）

A. 点的电场强度大于点的电场强度
B. 带电质点在点受到的电场力垂直于向下
C. 的电势比的电势高
D. 带电质点在点的动能比在点的动能大
9. 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点的速度大于
B. 粒子1到达P点的速度小于粒子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
10. 如图所示，半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，AB是水平方向的直径，CD是竖直方向的直径，整个圆环处在水平向右的匀强电场中。将质量为m、电荷量为的小球套在圆环上并从A点由静止释放，小球运动到P点时的动能最大，，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）

A. 小球到达C点前速度就会减为零
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. P、B两点间的电势差为
D. 小球运动到B点时，其向心加速度大小为
三、非选择题：共54分。
11. 探究平行板电容器电容大小决定因素的实验装置如图所示。

（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
12. 唐同学正在测量由一均匀新材料制成的导电圆柱体的电阻率。

（1）该同学先用多用电表的欧姆挡的“”挡，按正确的操作测量此圆柱体的电阻，表盘示数如图甲所示，则该圆柱体的阻值为___________Ω。
（2）接着用螺旋测微器测量圆柱体的直径，读数如图乙所示，则此圆柱体的直径D=___________；然后用游标卡尺测量圆柱体的长度，并将其长度用表示。
（3）为了更准确地测量圆柱体的电阻，老师要求电表示数从零开始尽可能地多测几组数据，该同学选用了内阻为几十千欧的电压表，内阻为几欧的电流表，设计的实验电路如图丙所示。
（4）该同学正确连接电路并正确操作，测得多组电压表示数和对应电流表的示数，通过描点作出的图像为一条过原点的倾斜直线，其斜率为，则该材料的电阻率___________（用、、表示）。
（5）由于电压表并非理想电表，在实验中有分流作用，因此实验中测得的电阻率___________（填“大于”或“小于”）真实值。
13. 如图所示，用两根相同的绝缘细线将带正电的小球A、B悬于天花板上的O点，两球静止时悬线偏离竖直方向的夹角均为。已知绝缘细线的长度，A、B两球的质量均为，两球均可视为点电荷且它们所带的电荷量相等，静电力常量，取重力加速度大小，求：
（1）绝缘细线上的拉力；
（2）小球A所带的电荷量q。

14. 如图所示，水平线上的M、N两点上固定有电荷量均为Q的等量异种点电荷，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷）的带正电小球固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处，M、N两点间的距离为2L。现在把杆拉到水平位置使小球从A点由静止释放，小球经过最低点B时的速度为v，静电力常量为k，重力加速度大小为g，忽略带电小球对周围电场的影响。求：
（1）B点的电场强度大小；
（2）A、B两点间的电势差。

15. 如图甲所示，电容器的两块相同的金属板正对着水平放置，金属板的长度为 L，两板间距离为d，两板间加一定的偏转电压。一个质量为m、电荷量为＋q（q>0）的的带正电粒子在t=0时刻沿上板边缘A点以一定的水平初速度射入两水平金属板间，t₀时刻恰好从两板间中线的B点飞出。不计粒子受到的重力和空气阻力。
（1）求t=0时刻射入的带电粒子出电场时偏转角度的正切值；
（2）求上述情况下两板间的偏转电压U0；
（3）若带电粒子在t=0时刻入射的初速度只有上述情形的 且0~3t0时间内上极板和下极板间的电势差U随时间t变化的关系图像如图乙所示，带电粒子恰好从上极板右边缘飞出，求Ux。
2023~2024学年山西省高二10月联合考试
物理
本试卷满分 100分，考试用时75 分钟
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第三册第九章至第十一章第3节。
一、单项选择题：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. 静电除尘器的除尘原理如图所示，带负电的尘埃在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列说法正确的是（　　）

A. 电晕极和收尘极间的电场是典型的匀强电场
B. 尘埃所受电场力的方向总与所处位置的电场强度方向相同
C. 在同一位置，尘埃受到的电场力与尘埃所带的电荷量成正比
D. 尘埃所带的电荷量可能为
【答案】C
【解析】
【详解】A．匀强电场场强处处相同，此电场电晕极附近场强大，因此不是匀强电场，故A错误；
B．由图可知，收尘极为正极，则带电尘埃带负电，尘埃受到的电场力方向与电场方向相反，故B错误；
C．由电场力公式

可知在同一位置带电荷量越多，尘埃所受电场力越大，故C正确；
D．尘埃所带的电荷量应该是元电荷的整数倍，也就是1.6的整数倍，因此不可能为，故D错误。
故选C。
2. 人们购买智能手机时手机的续航能力是重点考量的一个方面，所以消费者时常会留意手机电池的相关参数。某款手机的电池铭牌上标有字样，这意味着如果这款手机工作时的电流始终为，则充满电的电池理论上可以工作对应的物理量为（　　）
A. 电荷量 B. 电势差 C. 电容 D. 能量
【答案】A
【解析】
【详解】为电流单位，为时间单位，根据

可知电荷量单位。选项A正确，BCD错误。
故选A。
3. 计算机键盘为电容式传感器，每个按键下面由相互平行、间距为d的活动金属片和固定金属片组成，两金属片组成一个平行板电容器，其内部电路如图所示。只有当按键的电容改变量大于或等于原电容的时，传感器才有响应，下列说法正确的是（　　）

A. 按下按键的过程中，电容器的电容减小
B. 按下按键的过程中，电流方向从指向
C. 松开按下的按键后，电容器两端的电压减小
D 按键被按下时，传感器会有响应
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据电容计算公式得，按键过程中，d减小，C增大，故A错误；
B．因C增大，U不变，根据Q=CU得Q增大，电容器充电，电流方向从b流向a，故B正确；
C．因为电容器两端是在与电源相连，松开按下的按键后，电容器两端电压不变，故C错误；
D．按键过程，正对面积，介电常数不变，间距d减小，令按键至少按下距离为传感器会响应，则有



联立解得

故D错误。
故选B。
4. 有三个同学分别对各自手中电阻进行了一次测量，三个同学把测量各自电阻时电阻两端的电压和通过电阻的电流描点到同一坐标系中，得到的结果如图所示，图中A点、B点和C点对应的电阻分别 、和，则（　　）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由公式

可知图像上的点与原点连线的斜率表示电阻，则

故选C。
5. 如图所示，匀强电场平行于 xOy平面坐标系，矩形 ABCD的顶点B 和D均落在y轴上，顶点A在x轴上，OB=5cm，AB=10cm，A、B、C三点的电势分别为3 V、33 V、63 V，下列说法正确的是（　　）

A. D点的电势为 18 V
B. 匀强电场平行于 y轴，且沿着 y轴负方向
C. 将一电子从 D点移动到B点，电子克服电场力做的功为 30 eV
D. 匀强电场的电场强度的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．AC中点的电势为

所以AC中点、B点、D点为等势点，所以D点电势为

故A错误；
B．等势线与电场线垂直，沿着电场线电势逐渐降低。因为BD为一条等势线，所以匀强电场方向为平行于x轴，沿着 x轴负方向，故B错误；
C．BD为等势线，电荷在等势线上移动，电场力不做功，故D错误；
D．根据几何关系得

根据匀强电场电场强度的表达式　得

故D正确。
故选D。
6. 如图所示，矩形金属薄片厚薄均匀，ab的长度是bc的2倍。章同学先将A与B接入电路中时，描绘出该矩形金属薄片的伏安特性曲线，其图像为一条斜率为k1的直线，接着将C与D接入电路中时，描绘出的伏安特性曲线为一条斜率为k2的直线，则（　　）

A. k1=4k2 B. k1=2k2 C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设金属电阻率为ρ，厚度为h，bc长为l，ab长为2l，则


又
，
则

故选D。
7. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，两电荷连线上的电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则下列判断正确的是（　　）

A. P点放置的是带正电的点电荷
B. q1>q2
C. C点的电场强度大于A 点的电场强度
D. 将一带负电的检验电荷从B点移到D点，其电势能先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图知从O到B电势先不断降低后先升高再降低，则两个点电荷必定是异种电荷，且P点电势为最低，可知该放置的是负的点电荷，故A错误；
BC．根据图像切线的斜率等于场强，可知C点合场强为零，A点的合场强不等于零，则A点的场强比C点的大，由于C点与q2的点电荷的距离较q1近，根据，可知



故B正确，C错误；
D．将一负点电荷从B移到D点，电势先升高后降低，根据可知，电势能先减小后增大，故错误。
故选B。
二、多项选择题：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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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，虚线代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，是这条轨迹上的三点，同时在等势面上，下列说法正确的是（　　）

A. 点的电场强度大于点的电场强度
B. 带电质点在点受到的电场力垂直于向下
C. 的电势比的电势高
D. 带电质点在点的动能比在点的动能大
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据等差等势面越密电场强度越大，可知P点的场强比Q点的场强大，故A正确；
B．负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，且与等势线垂直，因此带电质点在点受到的电场力垂直于向下，B正确；
C．电场力指向曲线的内侧，根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知，电场方向切线向上，如图所示

沿电场线方向，电势降低，所以c点电势最高，故C错误；
D．负电荷在电势高处电势能小，P点电势低，Q点电势高，所以P点电势能大，运动过程中，只受电场力作用，动能与电势能之和保持不变，带电质点在点的动能比在点的动能小，故D错误。
故选AB。
9. 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点的速度大于
B. 粒子1到达P点的速度小于粒子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】BD
【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，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，则粒子1到达P点的速度小于粒子2到达P点的速度，故B正确，A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，粒子2垂直电场方向的速度等于，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D正确，C错误。
故选BD。
10. 如图所示，半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，AB是水平方向的直径，CD是竖直方向的直径，整个圆环处在水平向右的匀强电场中。将质量为m、电荷量为的小球套在圆环上并从A点由静止释放，小球运动到P点时的动能最大，，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）

A. 小球到达C点前速度就会减为零
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. P、B两点间的电势差为
D. 小球运动到B点时，其向心加速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】B．小球运动到P点时的动能最大，即重力和电场力的合力沿着OP方向，对小球受力分析有

解得

故B错误；
A．假设小球能够沿圆环运动到C点，根据动能定理有

分析上式可知

显然这是不可能的，即假设错误，故A正确；
C．P、B两点间的电势差

故C正确；
D．小球从A点运动到B点，根据动能定理有

此时小球的向心加速度大小

故D错误。
故选AC。
三、非选择题：共54分。
11. 探究平行板电容器电容大小决定因素的实验装置如图所示。

（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。
12. 唐同学正在测量由一均匀新材料制成的导电圆柱体的电阻率。

（1）该同学先用多用电表的欧姆挡的“”挡，按正确的操作测量此圆柱体的电阻，表盘示数如图甲所示，则该圆柱体的阻值为___________Ω。
（2）接着用螺旋测微器测量圆柱体的直径，读数如图乙所示，则此圆柱体的直径D=___________；然后用游标卡尺测量圆柱体的长度，并将其长度用表示。
（3）为了更准确地测量圆柱体的电阻，老师要求电表示数从零开始尽可能地多测几组数据，该同学选用了内阻为几十千欧的电压表，内阻为几欧的电流表，设计的实验电路如图丙所示。
（4）该同学正确连接电路并正确操作，测得多组电压表的示数和对应电流表的示数，通过描点作出的图像为一条过原点的倾斜直线，其斜率为，则该材料的电阻率___________（用、、表示）。
（5）由于电压表并非理想电表，在实验中有分流的作用，因此实验中测得的电阻率___________（填“大于”或“小于”）真实值。
【答案】 ①. 120 ②. 0.680 ③. ④. 小于
【解析】
【详解】（1）[1]由题图甲可知，则该圆柱体的阻值为
Rx=12×10Ω=120Ω
（2）[2]由题图乙可知，螺旋测微器固定刻度读数为0.5mm，可动刻度的读数为
18.0×0.01mm=0.180mm
则此圆柱体的直径
D=0.5mm+0.180mm=0.680mm
（4）[3]由欧姆定律和电阻定律可得


其中

可得

又有

解得

（5）[4]由题图丙可知，电流表外接，电压表有分流作用，因此电流表测得的电流大于流经电阻Rx的电流，测得电压正确，由可知，测得的电阻值Rx偏小，由可知，实验中测得的电阻率小于真实值。
13. 如图所示，用两根相同的绝缘细线将带正电的小球A、B悬于天花板上的O点，两球静止时悬线偏离竖直方向的夹角均为。已知绝缘细线的长度，A、B两球的质量均为，两球均可视为点电荷且它们所带的电荷量相等，静电力常量，取重力加速度大小，求：
（1）绝缘细线上的拉力；
（2）小球A所带的电荷量q。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）小球A、B均处于平衡状态，对小球A受力分析，根据受力平衡有

解得

（2）设两球间的库仑力为F库，小球A、B均处于平衡状态，对小球A 受力分析，根据受力平衡可知

根据几何关系可知，两球间的距离，根据库仑定律有

解得

14. 如图所示，水平线上的M、N两点上固定有电荷量均为Q的等量异种点电荷，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷）的带正电小球固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处，M、N两点间的距离为2L。现在把杆拉到水平位置使小球从A点由静止释放，小球经过最低点B时的速度为v，静电力常量为k，重力加速度大小为g，忽略带电小球对周围电场的影响。求：
（1）B点的电场强度大小；
（2）A、B两点间的电势差。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）固定在M点和N点的点电荷在B点产生的电场强度大小均为

根据矢量合成，可知B点的电场强度大小

（2）小球从A点到B点的过程中，根据动能定理有

解得

15. 如图甲所示，电容器的两块相同的金属板正对着水平放置，金属板的长度为 L，两板间距离为d，两板间加一定的偏转电压。一个质量为m、电荷量为＋q（q>0）的的带正电粒子在t=0时刻沿上板边缘A点以一定的水平初速度射入两水平金属板间，t₀时刻恰好从两板间中线的B点飞出。不计粒子受到的重力和空气阻力。
（1）求t=0时刻射入的带电粒子出电场时偏转角度的正切值；
（2）求上述情况下两板间的偏转电压U0；
（3）若带电粒子在t=0时刻入射的初速度只有上述情形的 且0~3t0时间内上极板和下极板间的电势差U随时间t变化的关系图像如图乙所示，带电粒子恰好从上极板右边缘飞出，求Ux。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，根据运动学公式有


设t=0时刻射入的带电粒子出电场时偏转角度为θ，根据几何关系有

解得

（2）设板间电场强度大小为E，根据牛顿运动定律和运动学规律有


根据匀强电场中电势差与电场强度的关系有

解得

（3）带电粒子在电场中的水平方向上做匀速直线运动，则粒子在板间运动的时间

t0时刻带电粒子在竖直方向上的分速度

t0时刻之后带电粒子的加速度

设t=3t₀时刻带电粒子在竖直方向上的分速度为vy₁，根据运动规律有


解得