湖北省武汉市第十一中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试卷（Word版附解析）

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一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 电场和电场线一样，是人为设想出来的，其实并不存在
B. 从公式来看，场强大小与成正比，与成反比
C. 当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可以看成点电荷
D. 根据，当两点电荷间的距离趋近于零时，电场力将趋向无穷大
【答案】C
【解析】
【详解】A．电场是客观存在的，电场线是人为设想出来的，其实并不存在，故A错误；
B．是电场强度的定义式，场强只有电场自身决定，与、均无关，故B错误；
C．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可以看成点电荷，故C正确；
D．当两点电荷间的距离趋近于零时，不再成立，不能得到电场力将趋向无穷大的结论，故D错误。
故选C。
2. 在如图所示的四种典型电场的情况中，电场中a、b两点的电场强度相同的是（ ）
A. 图甲中平行板电容器带电时，极板间（除边缘附近外）的任意两点a、b
B. 图乙中两个等量异种点电荷的连线上，与连线中点O不等距的两点a、b
C. 图丙中离点电荷等距的任意两点a、b
D. 图丁中两个等量同种点电荷的连线的中垂线上，与连线中点O等距的任意两点a、b
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲中平行板电容器带电时，极板间（除边缘附近外）为匀强电场，则任意两点（除边缘附近外）a、b电场强度相同，故A正确；
B．两个等量异号点电荷的连线上，据电场线的对称性可知，与连线中点O不等距的两点a、b电场强度大小不等，方向相同，故B错误；
C．离点电荷Q等距的任意两点a、b电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故C错误；
D．两个等量同号点电荷连线的中垂线上，与中点O等距的任意两点a、b场强大小相等，但方向相反，所以电场强度不同，故D错误。
故选A。
3. 如图所示，把一个不带电且与外界绝缘的导体两端分别设计上两个开关，当带正电的小球靠近时，由于静电感应，在a、b端分别出现正、负电荷，则以下说法中正确的是（ ）
A. 闭合K1，有电子从导体流向大地B. 闭合K2，有电子从导体流向大地
C. 闭合K2，有电子从大地流向导体D. 闭合K1，没有电子通过
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】K1、K2闭合前，由于静电感应和电荷守恒定律可知a、b两端出现等量异种电荷，当闭合任何一个开关以后，导体就会与大地连接，大地电子流向导体，整个导体感应出负电荷。
故选C。
4. 如图，虚线是以固定点电荷P为圆心的两个圆。某带电粒子运动轨迹如图，与圆共面，a、b、c、d为轨迹上的四个点。若此粒子仅受此电场力作用，则在这些位置中其在（ ）
A. a点加速度最大B. b点速度为零C. a、d点速度相同D. b点电势能最大
【答案】D
【解析】
【详解】A．点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越小，场强越大，粒子受到的电场力越大，带电粒子的加速度越大，所以b点加速度最大，选项A错误；
BCD．根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在运动的过程中，一直受静电斥力作用，离电荷最近的位置，电场力对粒子做的负功越多，电势能最大，粒子的速度越小，所以b点的电势能最大，速度最小，但不为零；a、d两点速度大小相同，但是方向不同，即a、d速度不同，选项BC错误，D正确。
故选D
5. 如图，水平面上有一均匀带电圆环，带电量为+Q，其圆心为O点。有一带电量+q，质量为m的小球恰能静止在O点正上方的P点。OP间距为L，P与圆环上任一点的连线与PO间的夹角为θ。P点场强大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
详解】ABCD.由微元法分析
选取圆环上某一点计算在P点竖直方向上的场强为
圆环上各点累加可得
由受力分析可知
解得
故C正确ABD错误。
故选C。
6. 如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连。开关S闭合后，两板间恰好有一质量为m电荷量为q油滴处于静止状态。以下说法正确的是（ ）
A. 若将A向左平移一小段位移，则油滴静止，G中有a→b电流
B. 若S断开后将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，表中无电流
C. 若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有a→b的电流
D. 若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，油滴与A间的电势差减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．保持与电源相连，电容器极板间电压保持不变；根据
，
若将A向左平移一小段位移，板间距离不变，正对面积变小，则板间场强不变，油滴受力不变，处于静止状态，由于电容变小，电容器所带电荷量变小，则G表中有b→a的电流，故A错误；
B．若S断开后再将A向下平移一小段位移，则Q不变，根据
，
联立可得
则两板间场强不变，电场力不变，则油滴仍静止，G表中无电流，故B错误；
C．保持与电源相连，电容器极板间电压保持不变；根据
，
若将A向上平移一小段位移，板间距离变大，板间场强变小，油滴受到的电场力变小，则油滴向下加速运动；由于电容变小，电容器所带电荷量变小，则G表中有b→a的电流，故C错误；
D．若将A向下平移一小段位移，板间距离变小，板间场强变大，油滴受到的电场力变大，则油滴向上加速运动，油滴与下极板的电势差
变大，两板间电势差不变，则油滴与A间的电势差减小，故D正确。
故选D。
7. 图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是（ ）
A. 该电子一定能到达平面f
B. 平面c上的电势为零
C. 该电子经过平面d时，其电势能为4eV
D. 该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】B．虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，动能减小了6eV，电势能增加了6eV，因此等势面间的电势差为2V，因平面b上的电势为2V，由于电子的电势能增加，等势面由a到f是降低的，因此平面c上的电势为零，故B正确；
A．由上分析，可知，当电子由a向f方向运动，则电子到达平面f的动能为2eV，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面f，故A错误；
C．在平面b上电势为2V，则电子的电势能为-2eV，动能为8eV，电势能与动能之和为6eV，当电子经过平面d时，动能为4eV，其电势能为2eV，故C错误；
D．电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍，电子经过平面b时的速率是经过d时的倍，故D错误。
故选B。
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
8. 如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内的空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是（ ）
A. N接电源的正极
B. M接电源正极
C. 电场强度EB>EA
D. 电场强度EB＜EA
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】AB．电子附着在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，因此可知N接电源正极，A正确，B错误；
CD．金属棒与金属管可看成圆柱电极与圆环电极，电场线分布情况如图所示
由图可知金属棒附近的B点处电场线较密，而靠近金属管壁的A点处电场线较疏，故B处场强比A处场强大，即EB>EA，C正确，D错误。
故选AC。
9. 真空中的某装置如图所示，其中平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏。今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上、已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，重力不计。则下列判断正确的是（ ）
A. 三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同
B. 三种粒子打到荧光屏上的位置相同
C. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶2
D. 三种粒子运动到荧光屏时的动能之比为1∶1∶2
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】A．粒子加速过程
qU1＝mv2
从B至M用时
t＝
得
t∝
所以
t1∶t2∶t3＝1∶∶
A错误；
B．偏转位移
所以三种粒子打到荧光屏上的位置相同，B正确；
C．电场力做功
W＝qEy
得
W1∶W2∶W3＝q1∶q2∶q3＝1∶1∶2
C正确；
D．粒子运动到荧光屏时的动能为电场力做的功，即有
可得三种粒子的动能之比
D正确。
故选BCD。
10. 在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed，点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标（ra，φa）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是（ ）
A. Ea：Eb=4：1B. Ec：Ed=2：1C. Wab：Wbc=3：1D. Wbc：Wcd=1：3
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．由点电荷场强公式
可得
同理
故A正确，B错误；
CD．从a到b电场力做功为
从b到c电场力做功为
所以有
Wab：Wbc=3：1
从c到d电场力做功为
所以
Wbc：Wcd=1：1
故C正确，D错误。
故选AC。
11. 如图所示，带电荷量为的球1固定在倾角为光滑绝缘斜面上的a点，其正上方L处固定一电荷量为的球2，斜面上距a点L处的b点有质量为m的带电球3，球3与一端固定的绝缘轻质弹簧相连并在b点处于静止状态。此时弹簧的压缩量为，球2、3间的静电力大小为。迅速移走球1后，球3沿斜面向下运动。为重力加速度，球的大小可忽略，下列关于球3的说法正确的是（ ）
A. 带负电
B. 运动至a点的速度大小为
C. 运动至a点的加速度大小为
D. 运动至ab中点时对斜面的压力大小为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由题意可知三小球构成一个等边三角形，小球1和3之间的力大于小球2和3之间的力，弹簧处于压缩状态，故小球1和3一定是斥力，小球1带正电，故小球3带正电，故A错误；
B．小球3运动至a点时，弹簧的伸长量等于，根据对称性可知，小球2对小球3做功为0；弹簧弹力做功为0，故根据动能定理有
解得
故B正确；
C．小球3在b点时，设小球3的电荷量为q，有
设弹簧的弹力为F，根据受力平衡，沿斜面方向有
解得
小球运动至a点时，弹簧的伸长量等于，根据对称性可知
解得
故C正确；
D．当运动至ab中点时，弹簧弹力为0，此时小球2对小球3的力为
斜面对小球的支持力为
根据牛顿第三定律可知，小球对斜面的压力大小为，故D正确。
故选BCD。
三、实验题：本大题共1小题，共12分。
12. 某同学做观察电容器充、放电并估测电容器的电容实验，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）用8V的稳压直流电源对电容器先充满电，后电容器放电，电脑屏幕上显示出电容器在放电过程中电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示，根据图像可估算出1s到4s内曲线下包含的小格的个数大约为40个，根据图像估算出释放的电荷量为____________C（结果保留两位有效数字）。
（3）根据前面的信息，计算出电容器的电容为___________F（结果保留一位有效数字）
（4）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时i-t曲线与横轴所围成的面积将__________（填“增大”“不变”或“变小”）；放电时间将___________（填“变长”“不变”或“变短”）。
【答案】（1）D （2）3.2×10-3
（3）4×10-4 （4） ①. 不变 ②. 变短
【解析】
【小问1详解】
A．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，电容器充电，然后掷向2端，电容器放电，但电容器的电容不变，故B错误；
C．电容器带电时，两个极板同时带上等量异种电荷，故C错误；
D．电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电，与负极相连的极板带负电，故D正确。
故选D。
【小问2详解】
根据图像估算出释放的电荷量为
【小问3详解】
电容器的电容为
【小问4详解】
[1][2]如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，则电容器放电时，电流增大，放电时间变短，但放电的电荷量不变，所以i-t曲线与横轴所围成的面积不变，
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13. 如图真空中有一等边三角形ABC，边长。在A点固定一电量的点电荷，静电力常量，求：
（1）点电荷产生的电场在C处的场强大小；
（2）在B点固定另一个点电荷，则C处合场强E的大小及方向；
（3）试探电荷放在C处受到的电场力F大小。
【答案】（1）；（2），水平向左；（3）
【解析】
【详解】（1）由点电荷场强公式有
代入数据得
（2）点电荷产生的电场场强大小
根据平行四边形定则有
代入数据得
方向水平向左。
（3）电荷在C处受到的电场力
代入数据得
14. 如图所示，光滑斜倾角为，两点距离为。一质量为、带电荷量为的小物块置于斜面上，当加上水平向右的匀强电场时，该物体恰能静止在斜面上，，，。求：
（1）该电场的电场强度大小。
（2）求两点间的电势差。
（3）若电场强度变为竖直向上，当小物块由静止沿斜面从下滑至点时，求物块在处速度的大小。
【答案】（1） ；（2）；（3）1.4m/s
【解析】
【分析】
【详解】（1）如图所示
小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用，受力平衡，x方向则有
解得
（2） 由公式，两点间的电势差
（3） 场强变化后物块所受合力为
F=（mg-Eq）sin37°
根据牛顿第二定律得：
F=ma
故代入数据解得：
a=1.5m/s2
物块在处速度的大小
解得
vB=1.4m/s
15. 如图甲所示，极板A、B间是加速电场，从A板O处的放射源连续无初速度地释放质量为m、电荷量为e的电子，经电场加速后射向偏转极板C、D的中心线。C、D两板长度为L、间距为d，两板之间加有如图乙所示的交变电压，时间段内极板C的电势高于极板D的电势。电子被加速后离开加速电场的速度，电子不会打到偏转极板上。
（1）极板A、B间的加速电压；
（2）对于时刻进入偏转电场的电子，离开偏转电场时的侧移距离；
（3）对于时刻进入偏转电场的电子，离开偏转电场时的侧移距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在板间，有
根据已知条件，解得加速电压
（2）电子在水平方向上做匀速直线运动
解得
时刻进入偏转电场的电子加速度
电子离开电场时距中心线的距离
解得
（3）时刻射入偏转电场的电子，在的时间内加速度
此过程的侧移量
在时刻竖直方向的分速度为
在时间内电子加速度大小为
此过程的侧移量为
离开偏转电场时的偏转距离为