安徽省定远中学2023-2024学年高二上学期第一次月考物理试卷(含答案)

这是一份安徽省定远中学2023-2024学年高二上学期第一次月考物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．在光滑绝缘水平面上固定一正电荷，以正电荷为圆心，在半径为r的圆周上均匀分布三个带电荷量为q、均可视为点电荷的负电荷。已知静电力常量为k。若这三个负电荷恰好受力平衡，则正电荷对任意一个负电荷的库仑力大小为( )
A.B.C.D.
2．利用静电除尘可以大量减少排放烟气中的粉尘。如图是静电除尘装置的示意图，烟气从管口M进入，从管口N排出，当A、B两端接上高压后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的。根据上述原理，下面做法正确的是( )
A.A端接高压正极，B端接高压负极B.A端接高压负极，B端接高压正极
C.A端、B端都接高压正极D.A端、B端都接高压负极
3．某农村塑料加工厂的高频热合机(焊缝用)产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未通有线电视信号，空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看.为了使电视机不受干扰，可采取的办法是( )
A.将电视机用一金属笼子罩起来
B.将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地
C.将高频热合机用一金属笼子罩起来
D.将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地
4．质量为m、电荷量为的带电小球A固定在绝缘天花板上，质量也为m的带电小球B，在空中水平面内绕O点做半径为R的匀速圆周运动，如图所示。已知小球A、B间的距离为2R，重力加速度为g，静电力常量为k。则( )
A.B球所受合力始终指向A球B.B球所带的电荷量
C.B球转动的角速度为D.天花板对A球的作用力大小为2mg
5．如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平面上.为了使质量为m、带电荷量为的小球静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强电场(未画出)，重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A.电场强度的最小值为
B.若电场强度，则电场强度方向一定竖直向上
C.若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度逐渐增大
D.若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场强度先减小后增大
6．如图所示，P、Q是两个电荷量相等的异种电荷，其中电荷P带正电，在其电场中有a、b、c三点，a、b、c三点位于平行P、Q连线的直线上，b点在P、Q连线的中垂线上，。下列说法正确的是( )
A.a、c两点电势相等
B.电子在a点电势能小于在c点的电势能
C.a、c两点电场强度相同
D.电子沿abc连线从a点移动到c点过程电场力做正功
7．如图所示，在匀强电场中有O、A、B三点，，其中O、A电势分别为0V、5V，OA与OB的夹角为120°，A、B在同一条竖直线上。现有一不计重力、带电量为e的粒子以4eV的动能从A点沿AO方向飞入电场，经过B点时，动能与在A点时相同，且在同一条竖直线上，则下列说法正确的是( )
A.该带电粒子带正电
B.粒子运动过程中，电场力一直做正功
C.粒子能运动到O点，且在O点时电势能为零
D.该电场强度大小为200V/m，方向水平向左
二、多选题
8．在正方形的四个顶点上分别固定有带电量绝对值均为Q的点电荷，其带电性如图所示。正方形的对角线交点为O QUOTE ，在两条对角线上分别取点A QUOTE ，B QUOTE ，C QUOTE ，D QUOTE 且 QUOTE 。不计电子重力。则( )
A.C QUOTE ，D QUOTE 两点的电场强度不相同，A，B QUOTE 两点的电场强度不同
B.C QUOTE ，D QUOTE 两点电势相等，A QUOTE ，B QUOTE 两点电势相等
C.电子从C QUOTE 点沿直线运动到D QUOTE 点，电势能先增加后减小
D.电子从O QUOTE 点沿直线运动到B QUOTE 点，电势能先增加后减小
9．如图所示的虚线为电场中的三条等势线，三条虚线平行且等间距，电势分别为10V、15V、20V，实线是仅受电场力的带电粒子的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，粒子在c点处的电势能为20eV，粒子在b点的动能为20eV，下列说法正确的是( )
A.粒子在c处加速度大于在b处的加速度
B.粒子带正电
C.粒子从a运动到c过程中动能不断增加
D.粒子在a点的动能为25eV
10．如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，，，电场线与矩形所在平面平行。已知a点电势为20V，b点电势为24V，d点电势为12V，一个质子从b点以速度射入此电场，入射方向与bc成45°角，一段时间后经过c点。不计质子的重力，下列判断正确的是( )
A.电场强度的方向由b指向d
B.c点电势低于a点电势
C.质子从b运动到c，所用的时间为
D.质子从b运动到c，电场力做功为4eV
三、填空题
11．如图，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将质量为1kg的带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A正上方距离3m的C处。当B静止在与竖直方向夹角方向时，A对B的静电力为，则丝线BC长度为______m.若A对B的静电力为5N，改变丝线长度，使仍能在处平衡；以后由于漏电A球所带电荷逐渐消失，B在竖直平面内缓慢运动，到时A的电荷尚未漏完；则在整个漏电过程中，丝线上拉力大小的变化情况______(重力加速度为)。
12．图示为一个半径为R的均匀带电圆环，取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴，P到O点的距离为2R，质量为m、带负电且电荷量为q的小球从轴上P点由静止释放，小球经过M点(图中未画出)时速度最大，运动到Q点时速度为零，Q点在O点上方R处.则M点的场强大小_____，P、Q两点间的电势差______.
13．如图，半径为R的半球面上均匀分布一定量的正电荷，经过半球顶点与球心建立坐标轴Ox。图中A、B、C三点距离球心均为0.5R，则A点电势______B点电势(选填“高于”、“低于”、“等于”)。已知均匀带电球壳内部的电场强度处处为零，则C点电场强度的方向______。
四、计算题
14．将带电荷量为的正电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功，(以无限远处电势为零)求：
（1）电荷的电势能是增加还是减少？求出电荷在A点的电势能？
（2）A点的电势是多少？
（3）在A点放上一个带电荷量为的负电荷，该电荷具有的电势能是多少？
15．如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在的区域内有电场强度大小、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度.一质量、电荷量的带电粒子从P点(0,1m)以速度，沿x轴正方向进入电场，经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出)，不计粒子重力.求：
（1）当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标.
（2）若只改变上述电场强度的大小，且电场左边界的横坐标处在范围内，要求带电粒子仍能通过Q点，求此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系.
16．如图所示，两平行金属板A、B间有一匀强电场，C、D为电场中的两点，且，其连线的延长线与金属板A成30°角。已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为，元电荷。求：
（1）C、D两点间的电势差；
（2）匀强电场的场强E大小；
（3）若选取A板的电势，C点距A板1cm，电子在D点的电势能为多少？
参考答案
1．答案：C
解析：根据题意得到如图所示的情况。
设两个点电荷之间的距离为L，根据几何关系可得：
根据库仑定律可得：，故C正确、ABD错误。
故选：C。
2．答案：B
解析：管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生电子和正离子。粉尘吸附了电子后在电场力的作用下，向正极移动，所以B端应该接高压电源的正极，A端接负极，故B正确，A、C、D错误。
3．答案：D
解析：将电视机用一金属笼子罩起来，电视机无法接收到信号，不符合题意，A、B错误.为了使电视机能接收电磁波信号，但又不接收高频热合机(焊缝用)产生的电磁波，应将高频热合机(焊缝用)产生的电磁波屏蔽，而使用接地金属笼子将高频热合机罩起来具有屏蔽电场的作用，C错误，D正确。
4．答案：C
解析：A.B球在水平面做匀速圆周运动，所以其合力指向圆心O。A错误；
B.对B球，受力分析得，解得，B错误；
C.对B球，根据牛顿第二定律得，解得，C正确；
D.天花板对A球的作用力大小为，D错误。
故选C。
5．答案：C
解析：电量为的小球静止在斜面上，受重力、支持力和电场力，三力的合力为零，则三个力的首尾相连构成矢量三角形，如图所示：
A、由上图可知，当电场力与支持力垂直时即电场力沿斜面向上时，电场力最小，则电场强度最小，由平衡得：，解得：，故A错误；
B、若电场强度，则电场力与重力大小相等，由上图可知，电场力方向可能竖直向上，也可能斜向下，故B错误；
CD、由上图可知，若电场强度方向从沿斜面向上逐渐转到竖直向上，则电场力与竖直方向夹角逐渐减小，电场力逐渐增大，则电场强度逐渐增大，故C正确，D错误。
6．答案：B
解析：P、Q是两个电荷量相等的异种电荷，画出等势面和电场线，如图所示：
A.沿着电场线，电势逐渐降低，可知
故A错误；
B.由于，电子带负电，而负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，所以电子在a点的电势能小于在c点的电势能，故B正确；
C.电场线的疏密程度反映电场强度的大小，a、c两处与b处电场线的疏密程度相同，场强大小相等，但场强方向不同，所以电场强度不同，故C错误；
D.电子沿abc连线从a点移到c点过程中，电势降低，电势能增加，电场力做负功，故D错误。
故选B。
7．答案：D
解析：AB.根据顺着电场线方向电势降低。带电量为e的粒子从A点沿AO方向飞入电场，经过B点时动能与在A点时相同，所以A、B在同一等势面上根据匀强电场中沿任意方向相同距离电势差相等，则有，由于O点的电势小于A点的电势，进而判断出电场线的方向垂直AB向左。带电粒子从A点沿AO方向开始运动，又回到与A点在同一等势面上的B点，则说带电粒子所受电场力方向水平向右，所以该粒子带负电。故AB错误；
C.由于只有电场力做功，根据功能关系可知，粒子的动能与电势能之和不变，粒子在A点时，电势能和动能之和为，若粒子能运动到O点，则电势能为零，动能为-1eV，不合实际，故粒子不能运动到O点，故C错误；
D.根据公式，AO两点间沿电场线方向的距离等于O点到直线AB的距离，，故D正确。
故选D。
8．答案：AC
解析：A、根据等量同种电荷和等量异种电荷电场的分布情况可知：竖直方向上和的电场中，C、D两点的电场强度相同，A、B两点的电场强度也相同；在水平方向两个的电场中，C、D的电场强度大小相等、方向相反，A、B两点的电场强度大小相等、方向相反，所以根据电场的叠加原理可知C、D两点的电场强度不同，A、B两点的电场强度也不同，故A正确；
B、在竖直方向和的电场中，C、D两点的电势相等，A、B两点的电势不相等；在水平方向两个的电场中，C、D的电势相等，A、B两点的电势相等，根据叠加原理可知C、D两点电势相等，A、B两点电势不相
等，故B错误；
C、电子从C点沿直线运动到D点，竖直方向的两个电荷对电子不做功，水平方向的两个电荷对电子先做负功后做正功，则电子的电势能先增加后减小，故C正确；
D、电子从O点沿直线运动到B点，在竖直方向和的电场中，电场力对电子做负功，在水平方向两个的电场中，电场力对电子也做负功，所以电子从O点沿直线运动到B点，电场力一直做负功，电势能一直增加，故D错误。
故选：AC。
9．答案：BD
解析：A.因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等，故粒子在c处加速度等于在b处的加速度，故A错误；
B.根据电场线总是由电势高处指向电势低处可知，电场的方向是斜向左下方的，根据做曲线运动的物体总是向受力的那一侧弯曲可知粒子受到的电场力斜向左下方，即粒子受到的电场力的方向与场强的方向相同，故粒子带正电，故B正确；
C.粒子从a运动到c过程中电场力做负功，动能减小，故C错误；
D.粒子在c点处的电势能为20eV，粒子在b点的动能为20eV，根据，则可知a点处电势能为10eV，b点处电势能为15eV，粒子在电场中只有电场力做功，则b点处动能和电势能之和应等于a点处动能和势能之和，因此a点处动能为25eV，故D正确。
故选BD。
10．答案：BC
解析：A.设ad连线中点为，则其电势为16V，故c为等势面，电场线与等势面垂直，且沿着电场线方向电势降低，则电场线沿着b方向，故A错误；
B.在匀强电场中，沿着电场线方向每前进相同的距离，电势变化相等，故，解得：，a点电势为20V，则c点电势低于a点电势，故B正确；
C.由上可知，电场线沿着b方向，质子从b运动到c做类平抛运动，垂直于b方向做匀速运动，位移大小为，则运动时间为，故C正确；
D.根据，质子从b点运动到c点，电场力做功为，故D错误。
故选BC。
11．答案：或；先不变后增大
解析：带电小球B的重力为10N，而A对B的静电力为，当B静止在与竖直方向夹角方向时，因A对B的静电场力为B所受重力的倍，
对B受力分析，G、F与T，将F与T合成，则有：
解得：，
根据余弦定理，可得，，
解得或；
当A对B的静场力为B所受重力的0.5倍，B仍能在处平衡，
根据几何关系可知此时AB与BC互相垂直，
由三角形相似可知，
随着电量的减小，细绳的拉力不变，库仑力减小。
当细绳变为竖直方向时，此时绳子拉力仍小于重力，
所以拉力先不变，后增大。
12．答案：；
解析：小球经过M点时速度最大，则在M点的加速度为零，有，解得M点的场强大小；小球从P点运动到Q点过程中，根据动能定理可得，解得P、Q两点间的电势差.
13．答案：高于；平行于Ox轴向右
解析：电场线方向由A指向B，则A点电势高于B点电势。将半球面补成一个完整的球面
根据电荷分布对称性及均匀带电球壳内部的电场强度处处为零，可知左侧弧MP所带电荷与右侧弧MP所带电荷在C点电场强度大小相等，方向相反，由对称性可知则C点电场强度的方向平行于Ox轴向右。
14．答案：（1）见解析（2）100V（3）
解析：（1）电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功，电荷的电势能增加；
无限远处电势能为零，则电荷在A点具有的电势能。
（2）A点的电势为：
（3）由电势能的公式得：
即该电荷具有的电势能是。
15．答案：（1）5.0m（2）
解析：（1）带电粒子垂直进入电场后做平抛运动.粒子在电场中加速度沿y方向位移.沿y方向分速度，水平方向上的位移为.设P点到原点O的距离为r，据题有：.粒子出电场后又经时间达x轴上Q点：.故Q点的坐标为：.
（2）电场左边界的横坐标为，当时，设粒子离开电场速度偏向角为.则：，又，得.
16．答案：（1）300V（2）（3）
解析：（1）电子从C点移到D点，由电场力做功与电势差的关系公式，可得C、D两点间的电势差
（2）由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式，可得匀强电场的场强E大小
（3）由题意可知
由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式，可得
由电势差的定义式可得，由题意
可得
可得电子在D点的电势能为