内蒙古乌兰察布市育英高级中学2022-2023学年高二上学期月考物理试题

乌兰察布市育英高级中学2022-2023学年高二年级月考物理试题

命题人：刘华     满分：100分     时间：90分钟

一、单选题（本题8小题，每小题4分，共 32分。每题中只有一个选项符合题意）

1. 关于静电场场强的概念，下列说法正确的是（　　）

A. 由可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比

B. 正、负检验电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入检验电荷的正负有关

C. 由真空中点电荷的电场强度公式可知，当r→0时，E→无穷大

D. 电场强度公式只适用于匀强电场

【答案】D

【解析】

【详解】A．场强是电场自身性质与试探电荷电量无关，A错误；

B．场强是电场自身性质，其方向与试探电荷正负无关，B错误；

C．真空中点电荷的电场强度公式适用于真空中的点电荷，当r→0时，该公式不成立，C错误；

D．电场强度公式只适用于匀强电场，D正确。

故选D。

2. 如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，粒子在M点和N点时加速度大小分别为、，速度大小分别为、，下列判断正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】N点的电场线比M点的密，故N点的场强大于M点的场强，粒子在N点的加速度大于在M点的加速度，即

做曲线运动的粒子受到的合外力指向曲线的凹侧，粒子受到的电场力指向曲线的右下方，因为粒子带负电，场强方向沿左上方，粒子由M到N，电场力做负功，所以

故B正确；ACD错误。

故选B

3. 如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（　　）

A. 动量守恒，机械能守恒

B. 动量守恒，机械能不守恒

C. 动量不守恒，机械能守恒

D. 动量不守恒，机械能不守恒

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小车、弹簧和滑块组成的系统，根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒，机械能不守恒。

故选B。

4. 半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于延长线上距O点为的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（　　）

A. 正电荷， B. 正电荷，

C. 负电荷， D. 负电荷，

【答案】C

【解析】

【详解】取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷，根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故可看成点电荷，则有

由图可知，两场强的夹角为，则两者的合场强为

根据O点的合场强为0，则放在D点的点电荷带负电，大小为

根据

联立解得

故选C。

5. 如图所示，匀强电场中有a、b、c三点．在以它们为顶点的三角形中，∠a=30°、∠c=90°,电场方向与三角形所在平面平行．已知a、b和c点的电势分别为V、V和2 V．该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为

A. V、V B. 0 V、4 V

C. V、 D. 0 V、V

【答案】B

【解析】

【详解】如图所示，取ab的中点O，根据几何知识可知：O就是三角形外接圆的圆心，且该点电势为：，故Oc为等势线，其垂线MN为电场线，方向为M→N方向．根据顺着电场线电势逐渐降低可知：外接圆上电势最低点为N点，最高点为M点．设外接半径为R，则；因为，则，故，又，则得：，即三角形的外接圆上最低电势为0；同理M点电势为4V，为最高电势点．

6. 如图所示，半圆形光滑凹槽静止放在光滑的水平面上，一个质量和凹槽相等的小球静止在凹槽的最低点B处，现给凹槽一个水平向左的瞬时冲量，小球恰能从B点滑至凹槽的右端最高点C处，则（ ）

A. 小球从B滑至C的过程中，小球重力势能的增加量等于凹槽动能的减少量

B. 小球从B滑至C的过程中，小球动量的改变量等于小球重力的冲量

C. 小球从C滑至B点时，凹槽的速度为零

D. 小球从C滑至B点后，一定不能够滑至凹槽左端最高点A处

【答案】C

【解析】

【详解】AB．由题意可知小球和凹槽组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒，因此小球从B滑至C的过程中，小球机械能的增加量等于凹槽机械能的减少量，由于小球的速度不为零，所以小球重力势能的增加量小于凹槽动能的减少量，根据动量定理可知小球动量的改变量等于小球所受合力的冲量，而不只是小球重力的冲量，还有凹槽对小球支持力的冲量，故AB错误；

CD．根据动量守恒和机械能守恒可知小球从C滑至B点时，凹槽的速度为零（因小球与凹槽质量相等），由于无机械能损失，所以小球恰好能够滑至凹槽左端最高点A处，故C正确，D错误。

故选C。

7. 一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向．两个比荷（即粒子的电荷量与质量之比）不同的带正电的粒子和，从电容器的点（如图）以相同的水平速度射入两平行板之间．测得和与电容极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为1:2．若不计重力，则和的比荷之比是

A. 1:2 B. 1:8 C. 2:1 D. 4:1

【答案】D

【解析】

【详解】两带电粒子都做类平抛运动，水平方向匀速运动，有，垂直金属板方向做初速度为零的匀加速直线运动，有，电荷在电场中受的力为，根据牛顿第二定律有，整理得，因为两粒子在同一电场中运动，E相同，初速度相同，侧位移相同，所以比荷与水平位移的平方成反比．所以比荷之比为，D正确．

【易错提醒】表达式的整理过程易出现问题．

【学科网备考提示】带电粒子在电场中的加速和偏转是高考的重点考查内容．

8. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图，则（　　）

A. 0~2s内合外力F的冲量为4N·s B. t=2s时物块的动量大小为2kg·m/s

C. 0~4s内合外力F的冲量为0 D. t=4s时物块的速度为零

【答案】A

【解析】

【详解】AC．根据冲量的定义有

I=Ft

结合图像可知，图线与时间轴所围面积表示合外力的冲量，上侧的面积表示冲量方向为正，下侧的面积表示冲量方向为负，则0~2s内合外力F的冲量

0~4s内合外力F的冲量

A正确，C错误；

BD．0~2s内根据动量定理有

I1=mv1-0

解得

P1=mv1=4kg·m/s

0~4s内根据动量定理有

I2=mv2-0

解得

v2=1m/s

CD错误。

故选A。

二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题中有多个选项正确，全选对得4分，选不全得2分，选错或不选得0分）

9. 质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ．初始时小物块停在箱子正中间，如图所示．现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，井与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为( )

A.  B.

C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】试题分析：设物块与箱子相对静止时共同速度为V，则由动量守恒定律得，得，系统损失的动能为，B正确，AC错误．根据能量守恒定律得知，系统产生的内能等于系统损失的动能，根据功能关系得知，系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，则有．D正确，

故选BD

考点：动量守恒定律；功能关系．

点评：两个相对运动的物体，当它们的运动速度相等时候，往往是最大距离或者最小距离的临界条件．本题是以两物体多次碰撞为载体，综合考查功能原理，动量守恒定 律，要求学生能依据题干和选项暗示，从两个不同角度探求系统动能的损失．又由于本题是陈题翻新，一部分学生易陷入某种思维定势漏选B或者D，另一方面，若 不仔细分析，易认为从起点开始到发生第一次碰撞相对路程为，则发生N次碰撞，相对路程为，而错选C．

10. 如图所示，平行板电容器与电源电压恒为的直流电源连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的点且恰好处于平衡状态。下列说法正确的是（　　）

A. 带电油滴所带电荷为正电荷

B. 若电容器的电容减小，则极板所带电荷量将减小

C. 将平行板电容器的上极板竖直向上移动一段距离，则带电油滴将竖直向上运动

D. 将平行板电容器的上极板水平向左移动一段距离，则带电油滴仍然保持平衡状态

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．电容器的上极板与电源正极相连，下极板与电源负极相连，则两极板间电场方向竖直向下。油滴静止，所受重力竖直向下，则所受电场力竖直向上，油滴带负电，故A错误；

B．根据

若电容器的电容减小，则极板所带电荷量将减小，故B正确；

C．将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则两极板之间的距离增加，根据

知电场强度减小，则油滴所受电场力减小，可知油滴所受合力竖直向下，会由静止向下运动，故C错误；

D．将平行板电容器的上极板水平向左移动一小段距离，由于两极板间电压不变，两极板间距离不变，则电场强度不变，油滴所受电场力不变，油滴仍然保持平衡状态，故D正确。

故选BD。

11. 如图所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列，质量均为M，静止在光滑水平面上。c车上有一静止的质量为m的小孩。现跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上。小孩跳离c车和b车时对地的水平速度均为v。小孩跳到a车上后相对a车保持静止，则（　　）

A. a、b、c、小孩四者组成的系统水平方向动量守恒

B. b、c两车运动速率相等

C. b的速率为

D. a的速率为

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A．a、b、c、小孩四者组成的系统，水平方向的外力之和为零，水平方向动量守恒，故A正确；

BC．对小孩跳离c车的过程，取向右为正方向，对小孩和c的系统，由水平方向动量守恒定律，有

0=mv＋Mvc

解得c车的速度为

vc=－

负号表示方向向左；对小孩跳上b车再跳离b车的过程，由小孩和b的系统水平方向动量守恒，有

mv＋0=Mvb＋mv

解得b车最终的速度为

vb=0

故BC均错误。

D．对小孩跳上a车的过程，由动量守恒定律，有

mv＋0=（M＋m）va

解得a车的最终速度为

va=

故D正确。

故选AD。

12. 机车从静止开始沿平直轨道做匀加速直线运动，所受的阻力始终不变，在此过程中，下列说法中正确的是(  )

A. 机车输出功率逐渐增大

B. 机车输出功率不变

C. 在任意两相等的时间内，机车动能变化相等

D. 在任意两相等的时间内，机车动量变化的大小相等

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】AB．由题意知，机车做匀加速直线运动，且阻力不变，所以牵引力也不变，根据P=Fv，随着速度的增大，故输出功率增大，A正确，B错误；

C．根据动能定理，在任意相等时间内，由于位移不等，所以合外力做功不等，故机车动能变化不相等，C错误；

D．根据动量定理，在任意相等时间内，合外力与时间都相等，故机车动量变化的大小相等，D正确。

故选AD。

三、实验题（本题2小题， 共14分）

13. 在“探究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中，实验装置如图所示，平行板电容器的极板与一静电计相接，极板接地。

（1）静电计的指针偏转程度显示两极板间的____________大小。

（2）当极板电荷量不变，仅使两极板正对面积减小，可知电容器电容__________（填“增大”、“不变”或“减小”）。当极板电荷量不变，仅使两极板距离减小，可观察到静电计指针的偏转角__________（填“增大”、“不变”或“减小”）。

【答案】    ①. 电势差（电压）    ②. 减小    ③. 减小

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]静电计指针偏转程度表示电容器两极板间电势差的大小；

（2）[2]两极板正对面积减小，根据

得出电容减小；

[3]两极板距离减小，电容增大，由

可知，两极板电势差减小，指针偏转角减小。

14. 在“验证动量守恒定律”实验中，实验装置、实验中小球运动轨迹及落点的情况如图所示。

（1）本实验需要测量的物理量是___________（填选项前的字母）。

A．小球的质量                   B．小球做平抛运动的时间

C．A、B、C到O点的距离    D．槽口到水平地面的竖直高度H

（2）如果满足关系式___________（用第（1）题中选择测量的物理量字母表示），则验证了a、b碰撞过程中动量守恒。

【答案】    ①. AC##CA    ②.

【解析】

【详解】（1）（2）[1][2] 开始时不放b球，让a球从某一高度静止释放，平抛的初速度为，落到B点，放上b球后，让a球从同一高度静止释放，碰撞后，a球落以初速度平抛落在A点，b球以初速度平抛落在C点，根据动量守恒定律

小球平抛运动竖直方向上的高度相同，根据

可知小球落地时间相同，动量守恒的方程两边同时乘以时间

转化为平抛运动的水平位移，即验证动量守恒的方程为

所以需要测量两小球的质量和小球平抛落地的水平位移，AC正确，BD错误。

四、计算题。（本题4小题，共38分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分）

15. 有一带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10－4 J，从B点移到C点时，静电力做功18×10－4 J。求：

（1）AB、BC、CA间电势差各为多少？

（2）如果B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？‍

【答案】（1）200V，-600V，400V；（2）200V，600V，-6×10-4 J，-1.8×10-3 J

【解析】

【详解】（1）电荷由A移向B克服电场力做功即电场力做负功，WAB=-6×10-4 J

电荷由B移到C电场力做正功，

故

UCA=UCB＋UBA=400V

（2）若φB=0，由

UAB=φA-φB

得

φA=UAB＋φB=200 V

由

UBC=φB-φC

得

电荷在A点电势能

电荷在C点的电势能

16. 如图所示，有一电子经电压加速后，进入两块电压为的平行金属板间（板间电场为匀强电场），若电子从两板正中央垂直电场方向射入，且恰好能从B板右边缘处射出电场。设电子的质量为m、电量为e，电子的重力不计。求：

（1）电子经过电压加速后的速度大小；

（2）电子从B板右边缘处射出电场时的动能。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）电子经加速电压加速后获得速度v，根据动能定理

解得

（2）由上可知电子进入偏转电场初动能

在偏转电场中电场力

电场力做功

所以射出电场时的动能

17. 体育课上，甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量，取重力加速度。不计空气阻力。求：

（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；

（2）排球被垫起前瞬间的速度大小v及方向；

（3）排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小I。

【答案】（1）；（2），方向与水平方向夹角；（3）

【解析】

【详解】（1）设排球在空中飞行的时间为t，则

解得；则排球在空中飞行的水平距离

（2）乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小

得；根据

得；设速度方向与水平方向夹角为（如答图所示）

则有

（3）根据动量定理，排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小

18. 如图，一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m，它们之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。

（1）滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小；

（2）某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离；

（3）若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。

【答案】（1）v共 = ；（2）x = ；（3）t = ，W = mv02

【解析】

【分析】

【详解】（1）由于地面光滑，则木板与滑块组成的系统动量守恒，有

2mv0 = 3mv共

解得

v共 =

（2）由于木板速度是滑块的2倍，则有

v木 = 2v滑

再根据动量守恒定律有

2mv0 = 2mv木 + mv滑

联立化简得

v滑 = v0，v木 = v0

再根据功能关系有

 - μmgx = × 2mv木2 + mv滑2 - × 2mv02

经过计算得

x =

（3）由于木板保持匀速直线运动，则有

F = μmg

对滑块进行受力分析，并根据牛顿第二定律有

a滑 = μg

滑块相对木板静止时有

v0 = a滑t

解得

t =

则整个过程中木板滑动的距离为

x′ = v0t =

则拉力所做的功为

W = Fx′ = mv02