山西省大同市浑源县第七中学校2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试题

这是一份山西省大同市浑源县第七中学校2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试题，共7页。试卷主要包含了请将正确答案填写在答题卡上等内容，欢迎下载使用。
注意事项:
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题（共8小题）
1. (4分)如图所示，将一束塑料包扎带一端打结，另一端撕成细条后，用手迅速捋细条，观察到细条散开了，则产生这种现象的原因是( )
A. 细条之间相互感应起电，相互排斥散开
B. 撕成细条后，所受重力减小，细条自然松散
C. 撕成细条后，由于空气浮力作用，细条散开
D. 由于摩擦起电，细条带同种电荷，相互排斥散开
2. (4分)人类对电的认识是在长期实践活动中，不断发展、逐步深化的，经历了一条漫长而曲折的道路。人们对电现象的初步认识，可追溯到公元前6世纪。希腊哲学家泰勒斯那时已发现并记载了摩擦过的琥珀能吸引轻小物体。我国东汉时期，王充在《论衡》一书中所提到的“顿牟掇芥”等问题，也是说摩擦琥珀能吸引轻小物体。关于物体带电，下列说法正确的是( )
A. 电荷在转移的过程中，电荷的总量是不变的
B. 自然界只有两种电荷，点电荷和元电荷
C. 物体通常呈现电中性，是因为物体内不存在电荷
D. 摩擦起电、接触起电、感应起电的带电实质是创造电荷，或电荷消失
3. (4分)(2023·东莞实验中学高二月考)如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b，壳层的厚度和质量分布均匀，将它们分别固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球直径的2倍。若使它们带上等量异种电荷，两球所带的电荷量的绝对值均为Q，已知静电力常量为k，引力常量为G，那么，a、b两球之间的万有引力F引、库仑力F库的表达式分别为( )
A. F引＝，F库＝k B. F引≠G，F库≠k
C. F引≠G，F库＝k D. F引＝G，F库≠k
4. (4分)如图所示，在一条直线上的三点分别放置QA＝＋3×10－9 C、QB＝－4×10－9 C、QC＝＋3×10－9 C的A、B、C三个点电荷，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，则作用在点电荷A上的库仑力的大小为( )
A. 9.9×10－4 N B. 9.9×10－3 N
C. 1.17×10－4 N D. 2.7×10－4 N
5. (4分)如图所示，某区域电场线左右对称分布，M(下方)、N(上方)为对称线上两点。由图可知，下列说法正确的是( )
A. M点没有电场线则电场强度为零
B. M点电场强度等于N点电场强度
C. 负电荷在M点所受的静电力小于在N点所受的静电力
D. 将电子从M点由静止释放，电子将沿竖直方向向上运动
6. (4分)一个带电量为+Q的点电荷，放在长为 L的不带电的导体棒中心轴线上，距离棒的左端距离为r。如图所示，当棒达到静电平衡后，导体棒上感应电荷在棒的中心点O处产生的电场强度大小和方向为( )
kQr2，水平向右 B. kQL22，水平向左
C. 0 D. kQ(r+L2)2水平向左
7. (4分)如图所示，一光滑绝缘圆形轨道固定在水平面上，在直径AB的两个端点上分别固定电荷量为 Q1、 Q2的正点电荷，有一个不计重力带正电的小球恰好静止于轨道内侧P点(小球可视为点电荷)。已知A、P两点的连线与直径AB之间的夹角 θ=30°，则 Q1Q2的比值为( )
A. 32 B. 33 C. 6 D. 33
8. (4分)如图所示，Rt△ABC中∠CAB＝37°，D为AB边上一点，AD∶DB＝2∶3，两个正点电荷固定在A、B两点，电荷量大小为q的试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直，大小为F，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，则D点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题（共4小题）
9. (6分)山西被称为“中国古代建筑艺术博物馆”，这些建筑大部分都加装了避雷针。雷雨天气时，云层底端带负电，下列说法正确的是（ ）
A. 云层靠近避雷针时，避雷针感应出正电荷 B. 避雷针也可以不连接埋在地底的金属板
C. 必须有闪电击中避雷针，避雷针才发挥作用 D. 避雷针是利用尖端放电的一种设施
10. (6分)如图所示为某一点电荷产生的电场线， A、B、C为电场中的三点，其中 B、C两点场强大小相等，则( )
A. 该点电荷为负电荷
B. B、C两点场强相同
C. 试探电荷在A受到的电场力小于在B点受到的电场力
D. 电子在A点所受电场力方向向右
11. (6分)如图所示，在真空中有两个固定的等量异种点电荷Q和－Q，直线MN是两点电荷连线的垂直平分线，O是两点电荷连线与直线MN的交点．a、b是两点电荷连线上关于O的对称点，c、d是直线MN上关于O对称的两个点．下列说法中正确的是( )
A. c点的电场强度等于d点的电场强度；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小
B. c点的电场强度等于d点的电场强度；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大
C. a点的电场强度等于b点的电场强度；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小
D. a点的电场强度大于b点的电场强度；将一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先减小后增大
12. (6分)如图，纸面内有一边长为L的绝缘细正方形框架abcd，中心为O，框架的四边均匀分布着电荷量为Q的正电荷，取走ab、bc、ad三边中点A、B、C处三段长度均为s（s极短且不影响其余部分的电荷分布）的线段上的电荷，若在正方形平面内加上匀强电场，电场强度的方向与bc边平行，则O点的电场强度恰好为零，正方形框架上剩余电荷分布不变，OA延长线上有两点D、F，其中DO = OF = L，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）

A. 匀强电场的方向由b→c
B. 匀强电场的大小为
C. c、d两点处电场强度大小相等
D. 若D点电场强度大小为E0，则F点电场强度大小为
第Ⅱ卷 非选择题
三、填空题（共1小题）
13. (6分)有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有q＝2.0×10－5 C的正电荷，小球B、C不带电，现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别为qA′＝______________ C，qB′＝______________ C，qC′＝____________ C.
四、计算题（共3小题）
14. (11分)地面上方存在水平向右的匀强电场，一质量为m，带电荷量为q的小球用绝缘丝线悬挂在电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为θ，此时小球到地面的高度为h.求：(重力加速度为g)
(1)小球的电性；
(2)匀强电场电场强度的大小；
(3)若丝线突然断掉，小球经过多长时间落地．
15. (12分)两个带正电荷的小球，电荷量分别为Q和9Q，在真空中相距l.如果引入第三个小球，恰好使得三个小球只在它们相互之间的静电力作用下处于平衡状态，第三个小球应带何种电荷，放到何处，电荷量又是多少？
16. (15分)如图，所带电荷量为Q＝＋1×10－7 C的小球A固定在光滑绝缘桌面的上方，距桌面的高度h＝0.6 m，一个质量为m＝1×10－4 kg、电荷量q＝－4×10－8 C的小球B在桌面上以小球A在桌面上的投影点O点为圆心做匀速圆周运动，其运动半径为r＝0.8 m。(sin 53°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2，静电力常量k＝9×109 N·m2/C2)求：
(1)小球A、B之间的库仑力F的大小；
(2)桌面对小球B的支持力FN的大小；(结果保留三位有效数字)；
(3)小球B运动的线速度v的大小。
物理参考答案
1. 【答案】D
【解析】塑料捆扎绳与手摩擦带电，塑料捆扎绳上带的是同种电荷，同种电荷相互排斥，所以塑料绳会向四周散开，捋的次数越多，塑料绳带电越多，排斥力越多，下端散开的就越大，所以选项D正确．
2. 【答案】A
【解析】根据电荷守恒定律，电荷在转移的过程中，电荷的总量是不变的，故A正确；自然界只有两种电荷，正电荷和负电荷，故B错误；物体通常呈现电中性，是因为物体内正负电荷数量相等，故C错误；摩擦起电、接触起电、感应起电的带电实质是电子发生的转移，电荷不会创造或消失。故选A。
3. 【答案】D
【解析】万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离l只有直径的2倍，但由于壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看作质量集中球心的质点，因此可以用万有引力定律求得F引＝G；对于a、b两带电球壳，由于两球心间的距离l只有直径的2倍，且电荷集中于两球靠近的一侧，不能将其看成点电荷，不满足库仑定律的适用条件，即F库≠k，故选D。
4. 【答案】A
【解析】A点电荷受到B、C点电荷的库仑力如图所示，
根据库仑定律有FBA＝＝N＝1.08×10－3 N
FCA＝＝N＝9×10－5 N
则点电荷A受到的合力大小为FA＝FBA－FCA＝(1.08×10－3－9×10－5) N＝9.9×10－4 N，故选项A正确。
5. 【答案】C
【解析】M点电场线没有画出，不是没有电场线，电场强度也不为0，故A错误；电场线密的地方电场强度大，则N点电场强度大，故B错误；电场线密的地方电场强度大，由静电力公式F＝Eq可知电场强度越大，静电力越大，故在N点所受静电力大，C正确；电子为负电荷，逆着电场线方向移动，故D错误。
6. 【答案】D
【解析】因O点的合场强为零，即点电荷+Q在O点的场强与感应电荷在O点的场强等大反向，则导体棒上感应电荷在棒的中心点O处产生的电场强度大小 E=kQ(r+L2)2，方向向左。故选D。
7. 【答案】B
【解析】对小球进行受力分析如图所示
根据库仑定律有 F1=kQ1qr12，A点和B点两点相距L，有 r1=Lcsθ， F2=kQ2qr22， r2=Lsinθ，根据平衡条件有 tanθ=F2F1，联立解得 Q1Q2=1tan3θ=33，故选B。
8. 【答案】B
【解析】设A、B两点电荷量分别为QA、QB，则试探电荷C受到A、B两点电荷的电场力分别为FA＝k，FB＝k，
假设C带负电，其受力如图所示，合力为F，垂直于AB，由几何关系AC＝BC，F＝FA，FB＝FA，解得QA∶QB＝4∶3，＝，因为AD＋BD＝AB＝AC，AD∶BD＝2∶3，所以AD＝AC，BD＝AC，
则A、B在D点产生的场强分别为EA＝k＝k＝，EB＝k＝k＝，所以E＝EA－EB＝，故B正确．
9. 【答案】AD
【解析】因为云层底端带负电，所以云层靠近避雷针时，避雷针感应出正电荷，故A正确；避雷针的尖端安装在建筑物的顶端，并通过金属线与埋在地下的金属板相连，才能将云层中积聚的电荷导入大地，起到保护作用，故B错误；即使没有闪电击中避雷针，只要带电云层靠近避雷针，避雷针就因静电感应发挥作用，故C错误；避雷针是利用尖端放电来保护建筑物的一种设施，故D正确。故选AD。
10. 【答案】AD
【解析】静电场中电场线从正电荷(或无穷远)出发终止于无穷远(或负电荷)，根据题图可知该点电荷是负电荷，故A正确；电场强度是矢量，B、C两点场强方向不同，B、C两点场强不同，故B错误；电场线越密，电场强度越大，则有 EA>EB，根据公式 F=Eq可知，试探电荷在A受到的电场力大于在B点受到的电场力，故C错误；负电荷在某点受到的静电力方向与该点的场强方向相反，则电子在A点所受电场力方向向右，故D正确。故选AD。
11. 【答案】AC
【解析】根据等量异种电荷周围的电场分布，a、b两点的电场强度的大小相等，方向相同．MN上的电场强度O点最大，向两边逐渐减小，所以检验电荷在O点受到的电场力最大．c、d两点关于O点对称，电场强度大小相等，方向相同．一检验电荷沿MN由c移动到d，所受电场力先增大后减小．故A、C正确，B、D错误．
12. 【答案】ACD
【解析】由题意可得正方形框架上单位长度所带电量为，A、B、C处三小段线段上带电量为，先把A、B、C处三小段线段上电荷分别放回原处，根据对称性可知整个正方形上的电荷产生的电场在O点处电场强度为零，为了保证电荷总量相同，再在A、B、C处三小段线段上分别放上等量的负电荷，即，则正方形框架上剩余电荷在O点处电场强度与A、B、C处三小段线段上放置的负电荷在O点处电场强度相等，由矢量的合成可得，A、B、C处三小段线段上放置的负电荷在O点处电场强度大小为，方向由O→A，也即由c→b，由于O点电场强度为零，所以匀强电场的方向由b→c，大小，故A正确、B错误；相对于匀强电场，c、d两点处电场强度相同，相对于正方形线框上的剩余电荷的电场，c、d两点具有对称性，正方形框架上的剩余电荷的电场中c、d两点处电场强度大小相等，综合可得c、d两点处电场强度大小相等，故C正确；先把cd边中点处对应的电荷移走，根据对称性可知剩余正方形上的电荷产生的电场在D、F处合电场强度大小相等，方向相反，设为E1，然后再考虑边中点处对应的电荷的电场，因此对于D点，根据题意有，对于F点，根据题意有，联立解得，故D正确。故选ACD。
13. 【答案】5×10－6 7.5×10－6 7.5×10－6
【解析】小球C先与球A接触后分开，则qA＝qC＝＝1.0×10－5 C，再让小球B与球A接触后分开，则qA′＝qB＝＝5×10－6 C；最后让小球B与小球C接触后分开，则qB′＝qC′＝＝7.5×10－6 C.
14. 【答案】(1)小球带正电 (2) (3)
【解析】(1)小球受力情况如图，可得小球所受静电力方向和电场强度方向相同，故小球带正电．
(2)对小球由平衡条件可得qE＝mgtan θ，解得E＝
(3)丝线断裂后，小球在竖直方向做自由落体运动，由h＝gt2得t＝.
15. 【答案】带负电荷放在＋Q和＋9Q之间，离＋Q距离为Q
【解析】要引入第三个小球后三个小球均处于平衡状态，第三个小球应放在两个小球连线上，且带负电．
设第三个小球带电荷量为q，离＋Q的距离为x，以第三个小球为研究对象，由平衡条件可得：＝，
可解得x＝
以＋Q为研究对象，由平衡条件可得：＝
可解得q＝Q.
16. 【答案】(1)3.6×10－5 N (2)9.78×10－4 N (3)0.48 m/s
【解析】(1)由几何关系知，A、B小球间的距离
L＝
解得L＝1 m
由库仑定律可得F＝
代入数据解得F＝3.6×10－5 N
(2)小球B受到重力、支持力和库仑力，如图所示
设A、B球连线与竖直方向的夹角为θ，则tan θ＝
解得θ＝53°
在竖直方向，小球B受到的合力为0，即Fcs θ＋FN＝mg
代入数据可得FN≈9.78×10－4 N
(3)库仑力的水平方向分力提供向心力，则有Fsin θ＝m
代入数据可得v＝0.48 m/s。