河北省滄州市2024-2025學年高二上學期9月月考物理試卷(解析版)

這是一份河北省滄州市2024-2025學年高二上學期9月月考物理試卷(解析版)，共15頁。試卷主要包含了本試卷分選擇題和非選擇題兩部分，答題前，考生務必用直徑0，本卷命題范圍，4m處等內容，歡迎下載使用。
考生注意：
1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時間75分鐘。
2.答題前，考生務必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內項目填寫清楚。
3.考生作答時，請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑；非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。
4.本卷命題范圍：必修第三冊第九章至第十章。
一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題中只有一項符合題目要求，每小題4分，第8~10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）
1. 下列說法正確的是（ ）
A. 只有體積很小的帶電體才能看成點電荷，體積很大的帶電體一定不能看成點電荷
B. 感應起電和摩擦起電都是電荷從一個物體轉移到另一個物體
C. 元電荷的數值最早是由美國物理學家密立根測得的，元電荷的數值跟一個電子電荷量的數值相等
D. 電場中某點的電場強度方向就是負電荷在該點所受電場力的方向
【答案】C
【解析】A．點電荷是理想的物理模型，能否看成點電荷取決于它的大小和形狀對所研究問題有無影響，不取決于它的實際大小，A錯誤；B．摩擦起電是電荷從一個物體轉移到另一個物體，而感應起電不是從一個物體轉移到另一個物體，B錯誤；C．密立根測定了元電荷的電荷量，一個電子或質子的電荷量在數值上等于元電荷的電荷量，C正確；D．電場中某點的電場強度方向是規(guī)定正電荷在該點所受電場力的方向，D錯誤。
2. 如圖所示，真空中兩個完全相同的絕緣帶電金屬小球A、B(均可看做點電荷)，分別帶有－Q和＋Q的電荷量，兩球間靜電力為F。現用一個不帶電的同樣的金屬小球C先與A接觸，再與B接觸，然后移開C，則它們間的靜電力大小為（ ）
A. FB. FC. FD. F
【答案】B
【解析】真空中兩個靜止點電荷間的靜電力大小為
現用一個不帶電的同樣的金屬小球C先與A接觸
再與B接觸，然后移開C
則有
故B正確，ACD錯誤。
故選B。
3. 一電子在電場中做圓周運動，從某時刻開始計時，在時間內，該粒子的動能和電勢能隨時間的變化分別如圖中A、B圖線所示，其中圖線A與橫軸平行，則該電子在時間內（ ）

A. 速度不變B. 合力不變
C. 電場力做負功D. 剛好運動一周
【答案】C
【解析】A．由圖可知電子做勻速圓周運動，雖然速度大小不變，但是方向時刻改變，故速度在改變，故A錯誤；
B．合力提供向心力指向圓心，故合力在變化，故B錯誤；
C．由圖可知電子的電勢能在不斷增大，電場力做負功，故C正確；
D．電子運動一周后電勢能與初始狀態(tài)相同，故D錯誤。
故選C。
4. 在維護和檢修高壓供電線路時，為了不影響城市用電，電工經常要在高壓線上帶電作業(yè)。為了保障電工的安全，電工全身要穿上用金屬絲線編織的衣服。如圖所示，電工站在高壓直流輸電線的甲供電線上作業(yè)，其頭頂上方有乙供電線，已知乙供電線的電勢高于甲供電線的電勢。虛線表示電工周圍某一截面上的等差等勢線，A、B、C、D是不同等勢線上的四個點。以下說法正確的是（ ）

A. A點的電場強度大于D點電場強度
B. 若將某電子由B移到C，電場力做正功
C. 若將某電子由A移到C，其電勢能將增大
D. 將某電子在A點由靜止釋放，它會向D點所在等勢面運動
【答案】C
【解析】A．依據等差等勢線的疏密表示場強大小可知，A點的電場強度小于D點電場強度，A錯誤；
B．沿著電場線方向，電勢是降低的，因乙供電線的電勢高于甲電線的電勢，若將某電子由B移到C，電場力做負功，B錯誤；
C．若將某電子由A移到C，電場力做負功，電子的電勢能將增大，故C正確；
D．A點的電勢高于D點電勢，則某電子在A點由靜止釋放，在電場力作用下，它不會向D點所在等勢面運動，D錯誤。
故選C。
5. 如圖所示，在光滑絕緣水平桌面上，三個帶電小球a、b和c分別固定于正三角形頂點上。已知a、b帶電量均為，c帶電量為，則（ ）
A. ab連線中點場強為零
B. 三角形中心處場強為零
C. b所受庫侖力方向垂直于ab連線
D. a、b、c所受庫侖力大小之比為
【答案】D
【解析】A．在ab連線的中點處，a、b兩電荷在該點的合場強為零，則該點的場強等于c電荷在該點形成的場強，大小不為零，故A錯誤；
B．在三角形的中心處，a、b兩電荷在該點的場強大小相等，方向之間的夾角為120°角，則合場強豎直向上；c電荷在該點的場強也是豎直向上，則三角形中心處場強不為零，故B錯誤；
C．b受到a的庫侖斥力沿ab方向，b受到c的庫侖引力沿bc方向，且?guī)靵龀饬εc庫侖引力大小相等，則b所受庫侖力方向斜向右下方與ab連線成60°角，故C錯誤；
D．設正三角形邊長為l，根據對稱性可知，a、b受到庫侖力大小相等，均為
c受到庫侖力大小為
則 a、b、c所受庫侖力大小之比為，故D正確。
故選D。
6. 某靜電場在x軸上的場強E隨x的變化關系如圖所示，x軸正方向為場強E正方向，帶負電的點電荷沿x軸運動，則點電荷（ ）
A. 在和處電勢能相等
B. 由運動到的過程中電勢能增大
C. 由運動到的過程中電勢能一直減小
D. 由O運動到的過程中電場力先減小后增大
【答案】C
【解析】A．負電荷由運動至，電場力做正功，電勢能減小，故A錯誤；
B．同理到電勢能減小，故B錯誤；
C．至過程中電場力做正功，電勢能一直減小，故C正確；
D．根據圖像可知由O到過程電場力先減小，后增大，再減小，故D錯誤。
故選C。
7. 在豎直平面內有水平向右、場強為的勻強電場。在場中有一根長的絕緣細線，一端固定在O點，另一端系質量為1的帶電小球，它靜止時細線與豎直方向成45°角。如圖所示，給小球一個初速度讓小球恰能繞O點在豎直平面內做圓周運動，取小球在靜止時的位置為電勢能和重力勢能的零點，下列說法正確的是（，取1.4）（ ）

A. 小球所帶電量為
B. 如果小球恰能做圓周運動，在運動過程中動能最小值是5J
C. 如果小球恰能做圓周運動，在運動過程中電勢能最大值為
D. 如果小球恰能做圓周運動，在運動過程中機械能最小值約為18J
【答案】D
【解析】A．小球靜止時
解得所帶電量為
選項A錯誤；
B．如果小球恰能做圓周運動，在等效最高點時動能最小，該位置在平衡位置的反向延長線上，則
解得運動過程中動能最小值
選項B錯誤；
CD．如果小球恰能做圓周運動，則當運動到與O點等高的直徑的左端時電勢能最大，在運動過程中電勢能最大值為
小球在平衡位置時速度最大，該位置為電勢能和重力勢能的零點，即此時總能量等于小球的動能，則
因小球的機械能與電勢能之和守恒，可知當如果小球恰能做圓周運動，在運動過程中機械能最小時電勢能最大，機械能的最小值約為
選項D正確。
故選D。
8. 如圖所示，某一空間為真空，只有水平向右的勻強電場和豎直向下的重力場，在豎直平面內有初速度為的帶電微粒，恰能沿圖示虛線由A向B做直線運動。下列說法正確的是（ ）
A. 微粒只能帶負電荷
B. 微粒可能做勻加速直線運動
C. 僅改變初速度的方向（與原速度不共線），微粒將做曲線運動
D. 運動過程中微粒電勢能減小
【答案】AC
【解析】AB．微粒做直線運動，則合力沿直線方向或者合力為零，由題意可知，重力豎直向下，電場力只能水平向左，故只有負電荷才能做直線運動且一定是勻減速，故A正確，B錯誤；
C．合力方向一定，僅改變初速度方向（與原速度不共線），則初速度和合力不共線，將做曲線運動，故C正確；
D．電場力方向與運動方向夾角為鈍角，則電場力做負功，電勢能變大，故D錯誤。
9. 如圖所示，在一條直線上有兩個相距0.4m的點電荷A，B，A帶電荷量為+Q，B帶電荷量為-9Q。現引入第三個點電荷C，恰好使三個點電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則下列說法正確的是（ ）
A. C所帶電量為
B. C所帶電量為
C. C在B的右邊0.4m處
D. C在A的左邊0.2m處
【答案】BD
【解析】CD．依題意，要使三個電荷均處于平衡狀態(tài)，必須滿足：“兩同夾異”“兩大夾小”“近小遠大”的原則，所以點電荷C應在A左側，且?guī)ж撾?，設C帶電荷量為-q，A、C間的距離為x，由于C處于平衡狀態(tài)，所以
解得
故C錯誤，D正確；
AB．由于A處于平衡狀態(tài)，所以
解得
故A錯誤，B正確。
故選BD。
10. 空間中某一靜電場方向平行于x軸，電勢隨x變化情況如圖所示、一質量為、電荷量為的帶負電粒子（不計重力）從x軸上處由靜止釋放，僅在電場力作用下沿x軸做往復運動、下列說法正確的是（ ）
A. 在軸正、負半軸分布著方向相反的勻強電場
B. 在區(qū)域內電場強度大小為
C. 在區(qū)域內電場強度大小為
D. 該粒子運動過程中經過速度最大，最大速度是
【答案】ABD
【解析】A．由φ-x圖像的斜率表示電場強度可知，在x軸正、負半軸分布著方向相反的勻強電場，故A正確；
B．在-2cm≤x＜0區(qū)域內電場強度大小
方向沿x軸負方向，故B正確；
C．在0＜x≤4cm區(qū)域內電場強度大小
選項C錯誤；
D．粒子在-2≤x＜0cm沿x軸正向做勻加速運動，則0＜x≤4cm區(qū)域內沿x軸正向做勻減速運動，可知粒子經過x=0處時速度最大，粒子從x=-2cm運動到x=0過程，由動能定理可得
其中U=16V，代入數值可得
vm=4×105m/s
故D正確。
故選ABD。
二、實驗題（本題共2小題，共12分）
11. 某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素。圖甲中，A是一個帶正電的物體，系在絕緣絲線上的帶正電的小球會在靜電力的作用下發(fā)生偏離，靜電力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度顯示出來，他們分別進行了以下操作。
步驟一：把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的等位置，比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大小。
步驟二：使小球處于同一位置，增大（或減小）小球所帶的電荷量，比較小球所受的靜電力的大小。
（1）圖甲中實驗采用的方法是____________（填正確選項前的字母）。
A．理想實驗法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制變量法
（2）圖甲實驗表明，電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而____________（填“增大”“減小”或“不變”）。
（3）接著該組同學使小球處于同一位置，增大（或減少）小球A所帶電荷量，比較小球所受作用力大小的變化。如圖乙，懸掛在P點的不可伸長的絕緣細線下端有一個帶電量不變的小球B，在兩次實驗中，均緩慢移動另一帶同種電荷的小球A，當A球到達懸點P的正下方并與B在同一水平線上，B處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向角度為，若兩次實驗中A的電量分別為和，分別為和，則為____________。
【答案】（1）D （2）減小 （3）
【解析】（1）[1]圖甲中先保持帶電小球的電荷量不變，把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的等位置，改變兩個小球之間的距離，比較庫侖力的大??；后來保持小球之間的距離不變，改變小球所帶的電荷量大小，分析小球之間的庫侖力，所以實驗采用的方法是控制變量法，故D正確。
故選D。
（2）[2]本實驗中，根據小球的擺角可以看出小球所受靜電力的大小，由圖可知，電荷量越大、距離越小，絲線偏離豎直方向的角度越大，設偏角為，由平衡條件有
可知電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大、距離的增大而減小，故填減小。
（3）[3]設小球B的質量為，電量為，B球的受力情況如（2）中圖所示；當A球帶電量為時，由平衡條件得
其中
當A球帶電量為時，由平衡條件得
其中
聯立解得
12. 在“用傳感器觀察電容器的充電和放電”實驗中，電路圖如圖甲所示，一位同學使用的電源輸出電壓為10.0V，測得放電的圖像如圖乙所示。
（1）若按“四舍五入（大于半格算一個，小于半格舍去）”數格法，求“圖線與兩坐標軸包圍的面積”，可得電容器在全部放電過程中釋放的電荷量約為____________（結果保留1位有效數字）。
（2）根據以上數據估算電容器的電容值為____________F（結果保留1位有效數字）。
（3）如果將電阻R換成一個阻值更大的電阻，則放電過程釋放的電荷量____________（選填“變多”“不變”或“變少”）。
【答案】（1） （2） （3）不變
【解析】（1）[1]電容器的放電圖像是一條逐漸下降的曲線，而q=It，從微法得到，I-t 圖像與坐標軸圍成的面積就是總的電荷量，圖像下共有42格，所以電容器在全部放電過程中釋放的電荷量約為
（2）[2]電容器的電容值為
（3）[3]由圖看出，若將電阻換一個阻值較大電阻，但由于電容器電荷量一定，則所有電荷量將通過電阻R釋放，只是圖像更加平緩些，但總量不變。
三、計算題（本題共3小題，共計42分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位）
13. 如圖，在傾角為的光滑斜面上放有電量為、質量為的點電荷。問
（1）若加水平向左的勻強電場，使點電荷靜止在斜面上，該勻強電場的場強大小是多少
（2）若改變勻強電場的方向要使點電荷仍靜止在斜面上，該勻強電場沿什么方向時場強最??？最小值為多少？
【答案】（1）；（2）沿斜向上，
【解析】（1）對電荷受力分析，受重力、電場力、支持力，根據三力平衡條件，有
解得
（2）若改變勻強電場的方向要使點電荷仍靜止在斜面上，該勻強電場沿斜面向上時電場強度最小，即
解得
14. 如圖所示，A、B、C、D為一勻強電場中的四個點。將的正電荷從A點移到B點，靜電力做功；將該電荷從B點移到C點，電勢能增加了。設A點電勢為0，求：
（1）A、B兩點間的電勢差UAB，B、C兩點間的電勢差UBC；
（2）C點電勢φC。
【答案】（1）4V，；（2）
【解析】（1）A、B兩點間電勢差
將該電荷從B點移到C點，電勢能增加了
則電場力做功
B、C兩點間的電勢差
（2）設A點電勢為0，根據
得B點的電勢
根據
解得C點的電勢
15. 如圖甲所示，真空室中電極K連續(xù)發(fā)出的電子（初速度不計）經過電勢差為的加速電場加速后，沿兩水平金屬板C、D間的中心線射入兩板間的偏轉電場，最后打在熒光屏上。C、D兩板間的電勢差隨時間變化如圖乙所示，設C、D間的電場可看作是均勻的，且兩板外無電場。已知電子的質量為、電荷量為（重力不計），板間距離為，偏轉電壓，所有電子都能通過偏轉電場且通過偏轉電場的時間為，電子從離開偏轉電場到達熒光屏所需時間為。求：
（1）偏轉電場的長度；
（2）若的周期，熒光屏上電子能夠到達的區(qū)域的長度；
（3）若的周期，哪些時刻進入偏轉電場的電子剛好能到達熒光屏上的點？
【答案】（1） （2） （3）見解析
【解析】（1）電子經過加速電場過程，根據動能定理可得
解得
所有電子都能通過偏轉電場且通過偏轉電場的時間為，則偏轉電場的長度為
可得
（2）若的周期，所有電子在偏轉電場中運動過程，在豎直方向有半個周期時間內的加速度方向豎直向上，有半個周期時間內的加速度方向豎直向下，可知經過一個周期，電子的豎直分速度剛好為0；則時刻進入的電子向下側移距離最大，為
同理可知時刻進入的電子向上側移距離最大，為
所以熒光屏上電子能夠到達的區(qū)域的長度為
（3）若的周期，則電子在偏轉電場的運動時間為，電子要到達O點必須在豎直方向有先加速后減速再反向加速過程，并且加速大小相等，離開偏轉電場后做勻速直線遇到你，最終到達O點；整個過程向下的位移和向上的位移大小相等；對于在內射入的電子，設向下加速時間為，加速度大小為，則在豎直方向上有
要到達O點時，應滿足
聯立解得
根據對稱性和周期性可知電子剛好能到達熒光屏上點的電子進入偏轉電場的時刻為
（，，）
或（，，）