四川省眉山市东坡区2023-2024学年高二上学期11月期中联考物理试题

这是一份四川省眉山市东坡区2023-2024学年高二上学期11月期中联考物理试题，共9页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上等内容，欢迎下载使用。

满分：100分 考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分，给出的四个选项中有且只有一个正确答案）
1、两个分别带有电荷量Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两点处，它们间静电力的大小为F。两小球相互接触后再分开并放到相距为2r的两点处，则两金属小球间静电力的大小变为（ ）
A.B.12FC.D.4F
2、生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电，下列关于静电的说法错误的是（ ）
A.在地毯中夹杂的不锈钢丝导电纤维，是防止静电危害
B.静电复印机应用了静电吸附原理
C.印染厂应该保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害
D.在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的金属丝，这样做能起到静电屏蔽的作用
3、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.该质点在P点的速率比在Q点处大
C.电场中Q点处的电场强度大小比P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
4、某空间存在一静电场，其沿x轴方向的电势φ随x变化的情况如图所φ，图形关于过垂直x轴的直线对称，图中Ox1=x1x2=x2x3=x3x4。下列说法中正确的是（ ）
A.O~x1区域内电场强度一定为零
B.正电荷沿x轴从x1移到x2的过程中，电势能逐渐增大
C.沿x轴方向上，x3处的电场强度最大
D.沿x轴方向，正电荷从x2移到x4电场力做功不为零
5、如图所示，平行放置的金属板构成电容器AB，两板相距为d并与一电源相连，下列说法正确的是（ ）
A.开关S闭合后，充电过程中，流过G表的电流方向为a喻b
B.若只将金属板B下移，则电容器的电容增大
C.若只将金属板A右移，则电容器的电容增大
D.若只在金属板A、B间插入相对介电常数更大的电介质，则电容器的电容减小
6、如图所示，匀强电场场强E=100V/m，A、B两点相距10cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则UBA为（ ）
A.5VB.C.-5VD.
7、、、三个原子核，电荷量均为+q，质量之比为1：2：3。如图所示，它们以相同的初速度由P点平行极板射入匀强电场，在下极板的落点分别为A、B、C，已知上极板带正电，不计原子核所受重力，下列说法正确的是（ ）
A.三个原子核刚到达下极板时的动能相等
B.落在C点的原子核是
C.、、的加速度大小满足a1：a2：a3=3：2：1
D.若将上极板向上移动较小的距离，原子核在电场中的运动不受影响
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选得0分）
8、（5分）如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法正确的是（ ）
A.通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线
B.匀强电场的电场强度大小为10V/m
C.匀强电场的电场强度方向为由A指向C
D.将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10-19J
9、四个带电粒子的电荷量和质量分别为、、、，它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行，不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是（ ）
A.B.C.D.
10．如图所示，ABCD为竖直放置的光滑绝缘细管道，其中AB部分是半径为R的圆弧形管道，BCD部分是固定的水平管道，两部分管道恰好相切于B点．水平面内的M、N、B三点连线构成边长为L的等边三角形，M、N连线过C点且垂直于BCD．两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在M、N两点，电荷量分别为＋Q和－Q.现把质量为m、电荷量为＋q的小球（小球直径略小于管道内径，小球可视为点电荷），由管道的A处静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则（ ）
A．小球运动到B点时受到的电场力小于运动到C点时受到的电场力
B．小球在B点时的电势能小于在C点时的电势能
C．小球在A点时的电势能等于在C点时的电势能
D．小球运动到C点时的速度为
第II卷（非选择题）
三、实验题（共2个小题，共14分）
11、（6分）如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。
（1）该实验使用的科学方法是________。
A.类比法B.控制变量法C.假设法
（2）影响平行板电容器电容的因素有________。
A.极板的材料
B.两极板间距离和两极板的正对面积
C.电容器储存的电荷量
（3）在实验中观察到的现象是________。
A.将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小
B.向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大
C.将左极板右移，静电计指针的张角变小
D.将左极板拿走，静电计指针的张角变为零
12、（8分）某同学选用两个完全相同的小球A、B来验证库仑定律.使小球A和B带上同种电荷，A球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图.实验时，保证A、B两球球心在同一水平线上，待B球平衡后偏离竖直线的角度为θ，B球质量为m，重力加速度为g；
先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大.
（1）实验中需要用到________的科学方法.
（2）根据平衡关系，A、B两球之间的电场力F=________（用m、g、θ表示）.
（3）在阅读教材后，该同学知道了库仑定律的表达式，并知道了均匀分布的带电球体可以等效为电荷量全部集中在球心处的一个点电荷.
它将两个半径为R的金属小球分别带上了q1和q2的正电，并使其球心相距3R，应用库仑定律，计算了两球之间的库仑力，则该同学的计算结果________（选填“偏大”“偏小”“正确”），原因是：________________.
四、计算题（本大题共3个小题，共43分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）
13、（12分）如图所示，一带电荷量为q=5×10-3C，质量为m=0.1kg的小物块放在一倾角为θ=37°的光滑绝缘斜面上，当整个装置处在一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于静止状态。已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
（1）求电场强度E的大小；
（2）某时刻小物块的电荷量突然减少了一半，求物块下滑距离L=1.5m时的速度大小。
14、（15分）一个电荷量为q=-2×10-8C，质量为m=1×10-14kg的带电粒子，由静止经电压为U1=1600V的加速电场加速后，立即沿中心线O1O2垂直进入一个电压为U2=2400V的偏转电场，然后打在垂直于O1O2放置的荧光屏上的P点，偏转电场两极板间距为d=8cm，极板长L=8cm，极板的右端与荧光屏之间的距离也为L=8cm。整个装置如图所示，（不计粒子的重力）求：
（1）粒子出加速电场时的速度v0的大小；
（2）粒子出偏转电场时的偏移距离y；
（3）P点到O2的距离。
15．（16分）如图所示，ACB是一条足够长的绝缘水平轨道，轨道CB处在方向水平向右、大小E＝1.0×106N/C的匀强电场中，一质量m＝0.25kg、电荷量q＝－2.0×10－6C的可视为质点的小物体，在距离C点L0＝6.0m的A点处，在拉力F＝4.0N的作用下由静止开始向右运动，当小物体到达C点时撤去拉力，小物体滑入电场中．已知小物体与轨道间的动摩擦因数μ=0.4，取g＝10m/s2，求：
（1）小物体到达C点时的速度大小；
（2）小物体在电场中运动的时间.
（3）小物体从开始运动到最终停止全过程因摩檫而产生的热量。
物理答案
1、答案：A
解析：根据库仑定律，初始时，两金属小球间静电力大小为，两小球相互接触后再分开并放到相距为2r的两点处，此时两金属小球带电量均为Q，则此时静电力大小为，故选A。
2、答案：C
解析：A.地毯中不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生静电危害，属于防止静电危害，故D正确；B.静电复印机是利用静电工作的，应用了静电吸附原理，故B正确；C.印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害，故C错误；D.在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的金属丝，这样做能起到静电屏蔽的作用，故D正确。本题选错误项，故选C。
3、答案：B
解析：
4、答案：B
解析：在x图象中，图线的斜率表示电场强度，处的电场强度不是最大，C错误；在区域内，可能存在垂直于x轴向上的电场，A错误；由电势能及题图知，B正确；由电场力做功WqU知沿x轴方向，正电荷从移到电场力做功为零，D错误。
5、答案：A
解析：A.开关S闭合后，充电过程中使B板带正电荷，A板带负电荷，流过G表的电流方向为ab，故A正确；
B.根据电容的决定式可知，若只将金属板B下移，两板间距离d增大，则电容C减小，故B错误；
C.根据电容的决定式可知，若只将金属板A右移，面积S减小，则电容C减小，故C错误；
D.根据电容的决定式可知，若只在金属板A、B间插入相对介电常数更大的电介质，即增大，则电容C增大，故D错误。
6、答案：C
解析：由图示可知，AB方向与电场线方向间的夹角60，BA两点沿电场方向的距离dLcs，BA两点间的电势差，故选：C。
7、答案：D
解析：A.根据动能定理，粒子到达下极板时的动能为，其中为射入点与下极板的电势差，因三个原子核的质量不同，则三个原子核刚到达下极板时的动能不相等，选项A错误；
B.根据，，可得可知，质量越大，则x越大，则落在A点的原子核是，选项B错误；
C.根据可知，、、的加速度大小满足，选项C错误；
D.根据，，，可得，因电容器带电量不变，则若将上极板向上移动，较小的距离，两板间场强不变，原子核在电场中的运动不受影响。选项D正确。故选D。
8、答案：AD
解析：A.连接AC，AC中点电势为2V，由正六边形对称性，则EB、AF、CD均为电场中的等势线，故A正确；B.匀强电场的场强大小为，故B错误；C.电场线方向与EB垂直，即为C指向A，故C错误；D.将一个电子由E点移到D点，电场力做正功电子的电势能减小，故D正确。故选：AD。
9、答案：AD
解析：若电场方向沿y轴负方向，负电荷向y轴正方向偏转，正电荷向y轴负方向偏转，设沿x轴位移为，沿y轴位移为，则有，，，带同种电荷且比荷相同的粒子轨迹相同，正、负电荷比荷相同时轨迹关于x轴对称，且比荷越小，偏转程度越小，A正确，B、C错误；同理，电场方向沿y轴正方向时，D正确.
10.答案：AC 根据等量异种点电荷的电场特征，B点电场强度小于C点，小球在B点时受到的电场力小于运动到C点时受到的电场力，故A项正确．根据等量异种点电荷的电场特征可知A、B、C三点处于同一个等势面上，所以三点的电势相等，小球在三点处的电势能是相等的，故B项错误，C项正确．从A点到C点的运动过程只有重力对小球做功，由动能定理可得：，所以小球在C点时速度为，故D项错误．
11、答案：（1）B；（2）B；（3）C
解析：（1）本实验采用的科学方法是控制变量法，故ACD错误，B正确；故选：B。
（2）影响平行半电容器电容的因素有相对介电常数，极板的正对面积和极板间的距离，故AC错误，B正确；故选：B。
（3）由于电容器与电路断开，则电容器的电荷量Q保持不变。A、根据电容器的决定式可知，当S变小时，C变小，根据QCU可知，U变大，所以静电计指针的张角变大，故A错误；B、向两板间插入陶瓷片时，C变大，根据QCU可知，U变小，所以静电计指针的张角变小，故B错误；C、把左极板右移，则d变小，所以C变大，根据QCU可知，U变小，所以静电计指针的张角变小，故C正确；D、把左极板拿走，相当于增大d，则C变小，根据QCU可知，U变大，所以静电计指针的张角变大，故D错误
12、答案：
（1）控制变量
（2）
（3）偏大；同种电荷导致小球上电荷分布不均匀，实际间距大于3R
解析：当两球心相距为3R时，两球不能看成点电荷，因带同种电荷，导致电量间距大于3R，根据库仑定律，可知，它们实际的相互作用库仑力大小，即该同学的计算结果偏大。
原因是：两电荷带同种电荷，导致电量间距大于3R。；故选：C。
13、答案：（1）E150N/C；（2）v3m/s
解析：（1）小物块恰处于静止状态时，受力如图
根据平衡条件可得
联立并代入数据解得
（2）由牛顿第二定律得
根据速度位移公式
解得
代入数据得速度大小为
14、答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）由动能定理可得
代入数据解得
（2）粒子进入偏转电场后做类平抛运动，水平方向上
在竖直方向上
联立并代入数据，解得
（3）由几何知识知
解得
15.解析：（1）根据牛顿第二定律，小物体的加速度大小为：
小物体到达C点的过程中有：
代入数据解得：
（2）根据牛顿第二定律，小物体向右减速运动的加速度大小为：
小物体向右运动的时间：
小物体向右运动的位移：
由于，所以小物体先向右减速运动，后反向向左加速运动，直到滑出电场
根据牛顿第二定律，小物体向左加速运动的加速度大小为：
小物体在电场中向左运动的时间为：
小物体在电场中运动的总时间为：.
（3）略