广东省广州市2023_2024学年高二物理上学期10月月考试卷

这是一份广东省广州市2023_2024学年高二物理上学期10月月考试卷，共13页。试卷主要包含了考生必须保持答题卡的整洁，07m；19cm等内容，欢迎下载使用。
1.开考前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、班级、考号等相关信息填写在答题卡指定区域内。
2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁
第一部分选择题(共46分)
一、单项选择题(共7题，每题4分，共28分。每题所给的四个选项中，只有一个正确答案，选错或多选均不得分)
1．下列说法中，正确的是（）
A．由可知，以点电荷为中心，为半径的球面上各处电场强度都相同
B．由可知，越大，沿电场线方向电势降落越快
C．由可知，某两点的电势差与电场力做功成正比，与电荷所带电量成反比
D．由可知，电势能越大的地方，电势越高
2．如图所示，两个相同的金属小球，小球A带+q的电荷量，小球B带＋的电荷量，均可以看成点电荷，此时两球的库仑力大小为F。现将金属小球A、B接触后再放回原来桌面的固定位置，两球之间的库仑力大小为，则下列说法正确的是（ ）
A．金属小球A和B接触时，一部分电子从小球B转移到了小球A上
B．小球A所带电荷量可能为任意的实数
C．
D．若两个小球放回原来的位置后，释放B球，B球将克服电场力做功
3．如图，在干燥的冬天，手接触房间的金属门锁时，会有一种被电击的感觉，带负电的手在缓慢靠近门锁还未被电击的过程中，门锁（ ）
A．近手端感应出负电荷B．电势比手的电势低
C．与手之间场强逐渐增大D．与手之间场强保持不变
4．如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有三个点，其电势分别为，是等腰直角三角形，斜边，是的中点，则匀强电场的大小与方向是（ ）
A．、由指向
B．、由指向
C．、由指向
D．、由指向
5．如图所示，实线表示未标出方向的电场线，虚线表示一仅受电场力作用的离子穿越电场时的运动轨迹，下列判断中正确的是（ ）
A．该电场可能是两等量异种点电荷的合电场
B．该离子一定是负离子
C．该离子在A点电势能一定大于在B点电势能
D．该离子在A点的速度一定大于在B点的速度
6．微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是（ ）
A．静止时，电流表示数为零，电容器两极板不带电
B．由静止突然向前加速时，电容器的电容增大
C．由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表
D．保持向前匀减速运动时，电阻R以恒定功率持续发热
7．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )
A．B．
C．D．
二、多项选择题(共3题，每题6分，共18分。每题所给的四个选项中，有多个正确答案，全部选对得6分，错选得0分，选对但不全得3分)
8．两个完全相同的正四棱锥叠放在一起，构成如图所示的形状，其中a点固定点电荷，c点固定点电荷，O点为两棱锥公共正方形底面的中心，且，规定无穷远处的电势为零，则下列说法正确的是（ ）
A．b点的电势比e点的电势高
B．b、d两点的电场强度相同
C．若将由a点放到e点，则O点的电势不变
D．将负电荷沿棱由移动的过程中，电场力一直做正功
9．医用口罩的熔喷布经过驻极处理可增加静电吸附作用，其中一类吸附过程可作如图简化：经过驻极处理后某根绝缘纤维带有正电荷，其附近a点处的初速度平行于该段直纤维且带负电的颗粒被吸附到纤维上b点，忽略其它电场影响，则（ ）
A．颗粒做匀变速曲线运动
B．颗粒受到的电场力恒定
C．颗粒的电势能逐渐减小
D．a点的电势比b点的低
10．示波器是一种多功能电学仪器，是由加速电场和偏转电场组成的。如图，不同的带负电粒子在电压为U1的电场中由静止开始加速，从M孔射出，然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，速度偏转角度为θ，已知带负电粒子均能射出平行板电场区域，则（ ）
A．若比荷相等，则带负电粒子从M孔射出的速率相等
B．若电荷量q相等，则带负电粒子从M孔射出时的动能相等
C．若比荷不相等，则带负电粒子的速度偏转角度θ不同
D．若电荷量q不相等，则带负电粒子从平行金属板射出时动能不相等
第一部分非选择题(共54分)
三、实验题(共2小题，共16分)
11．（10分）（1）用螺旋测微器测量某圆柱体的直径，用游标卡尺测量其长度，由图读得圆柱体的直径为mm，长度为cm。
（2）某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
①该实验采用的方法是_______（选填正确选项前的字母）
A．理想实验法B．控制变量法C．等效替代法
②实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）
③小球的质量用表示，重力加速度为，可认为物体A与小球在同一水平线上，当小球偏离竖直方向的角度为时保持静止，小球所受电场力大小为_______。
12．（6分）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。单刀双掷开关先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2．实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况．
（1）开关改接2后，电容器进行的是_______（选填“充电”或“放电”）过程．如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将_______（选填“减小”、“不变”或“增大”）．
（2）关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状，可能正确的有_______（为电容器极板所带的电荷量，为两板的电势差）．
A．B．C．D．
四、计算题(共3小题，共38分。要有计算过程，适当文字说明，只有结果不给分)
13．（10分）如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60V的恒压电源上，两极板间距为3cm，电容器带电荷量为，A极板接地。求：
（1）平行板电容器的电容；
（2）平行板电容器两板之间的电场强度；
（3）距B板为2cm的C点处的电势。
14．（12分）如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为的绝缘细线把质量为、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为，现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，g取10，，，求：
（1）小球通过最低点C速度大小；
（2）小球通过最低点C时细线受到拉力的大小；
（3）小球运动过程中的最大速度的大小。
15．（16分）如图所示，水平放置的平行金属板A、B间距为d=20cm，板长L=30cm，在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板，小孔恰好位于A、B中间，距金属板右端x=15cm处竖直放置一足够大的荧光屏。现在A、B板间加如图2所示的方波形周期电压，有大量质量m=1.0×10−7kg，电荷量q=-4.0×10−2C的带电粒子以平行于金属板的速度v0=1.0×104m/s持续射向挡板。已知U0=1.0×102V，粒子重力不计，求：
（1）粒子在电场中的运动时间；
（2）t=0时刻进入金属板间的粒子离开电场时在竖直方向的位移大小；
（3）撤去挡板后荧光屏上的光带宽度。
参考答案：
1．B
【解析】A．由
可知，以点电荷为中心，为半径的球面上各处电场强度大小都相同，但是方向不同，选项A错误；
B．由
可知，越大，沿电场线方向电势降落越快，选项B正确；
C．电场中某两点的电势差是由电场本身决定的，与电场力做功以及电荷所带电量无关，选项C错误；
D．由
可知，相同的正电荷具有的电势能越大的地方，电势越高，选项D错误。
故选B。
2．A
【解析】A．金属小球A和B接触时，根据“电荷均分原理”可知，最后二者的电荷量均为
B球所带的正电荷量增加，A球所带的电荷量减少，说明一部分电子从小球B转移到了小球A上，故A正确；
B．任何带电体所带的电荷量一定为元电荷的整数倍，所以小球A所带电荷量不可能为任意的实数，故B错误；
C．原来二者之间的库仑力大小为
将金属小球A、B接触后再放回原来的位置，两球之间的库仑力大小为
所以
故C错误。
D．若两个小球放回原来的位置后，释放B球，则B球将在电场力的作用下向右做加速直线运动，所以电场力对B球做正功，故D错误。
故选A。
3．C
【解析】A．放电前手指靠近金属门锁的过程中，门锁在手的影响下，发生静电感应，门锁近手端的电子被排斥到远手端，近手端感应出正电荷，A错误；
B．由于门锁近手端带正电，手带负电，二者间空间产生电场，电场线由门锁近手端指向手，所以门锁电势比手的电势高，B错误；
CD．手靠近门锁的过程，等效为手不动门锁向手靠近，把手看成点电荷，根据
手的电荷量Q不变，门锁与手之间的距离r减小，点电荷的电场强度增大，C正确，D错误。
故选C。
4．D
【解析】在匀强电场中，任意两点连线中点的电势等于这两点电势的平均值，D是A、C连线的中点，则D点的电势
又因为φB= 2V，所以B、D的连线是等势线，因为匀强电场的电场线与等势面垂直，且由几何关系可得AC与BD垂直，则电场沿着AC由A指向C，大小为
D正确；ABC错误。
故选D。
5．D
【解析】A．两等量异种点电荷的电场线特点是曲线且具有对称性，而图中电场线都是直线，所以该电场不是两等量异种点电荷的合电场。故A错误；
B．由于不知道电场线的方向，所以不能判断离子的带电性质，故B错误；
CD．由图看出，离子的轨迹向下弯曲，其所受的电场力沿电场线方向向下，则离子从A到B过程中，电场力做负功，则电势能增加，动能减小，所以离子在A点电势能一定小于在B点电势能，且离子在A点的速度一定大于在B点的速度，故C错误，D正确。
故选D。
6．C
【解析】A．静止时，电流表示数为零，极板间电压等于电源电压，两极板带电，A错误；
BC．由静止突然向前加速时，由于惯性下极板会向后运动，极板距离增大，根据平行板电容器大小的决定式可知电容器电容减小，而根据电容器的定义式可知，在电压不变的情况下，电容减小，极板上的电荷量会减小。下极板带负电，负电荷从下极板流走，经过电流表，形成由由b向a的电流，B错误，C正确；
D．保持向前匀减速运动时，下极板受到向后的恒力，即弹簧会伸长，极板距离会减小，但是会保持一定的距离不变，所以稳定时电路中也不会有电流，R不会发热，D错误。
故选C。
7．A
【解析】在加速电场中有
eU＝mv2
得
v＝
在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量为
q＝IΔt＝I
则电子个数
n＝＝
故选A。
8．BC
【解析】A．等量异种电荷的电场线和等势线分别是关于连线和中垂线对称的，由等量异种电荷的电场特点，结合题图可知，两点在等量异种电荷的中垂面上，因此两点的电势相等，选项A错误；
B．由于b、d两点到O点的距离相等，由对称性可知，b、d两点的电场强度大小相等，方向相同，选项B正确；
C．将从a点移动到e点，由几何关系可知O点位于连线的中垂线上，则O点的电势仍为零，因此O点的电势不变，选项C正确；
D．由于为连线的中垂面，则该面上所有点的电势相同，因此负电荷沿棱由移动的过程中，在同一个等势面内运动，电场力一直不做功，选项D错误。
故选BC。
9．CD
【解析】AB．带电的绝缘纤维产生的电场为非匀强电场，故颗粒受到的电场力为变力，做非匀变速曲线运动，故A、B错误；
C．由于颗粒带负电，绝缘纤维带正电，因此电场力对颗粒做正功，电势能减小，故C正确；
D．由于绝缘纤维带正电，故b点电势高于a点，故D正确；
故选CD。
10．ABD
【解析】A．由动能定理得
qU1＝mv02
可得
v0＝
所以当带负电粒子的比荷相等时，它们从M孔射出的速度的大小相等，故A正确；
B．粒子从M孔射出时的动能
Ek＝mv02＝qU1
所以当带负电粒子的电荷量q相等时，它们从M孔射出时的动能相等，故B正确；
C．如图所示，设偏转电场的板间距离为d′，偏转电场的两极板的板长为L，带电粒子进入偏转电场做类平抛运动，则
，，
解得
tanθ=
偏转角度θ与粒子的比荷无关，所以不同比荷的带负电粒子从O点射入，速度偏转角度θ相同，故C错误；
D．带负电粒子离开偏转电场时偏转距离
由动能定理
解得
粒子带电量不相同，则带负电粒子离开偏转电场时的动能不相等，故D正确。
故选ABD。
11． 1.845 4.240 B 减小mgtanθ
【解析】（1）圆柱体的直径为
圆柱体的长度为
（2）①此实验中先比较带电量不变时，小球在不同位置所受带电物体静电力的大小。再使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受静电力的大小，所以采用了控制变量的方法。
故选B。
②通过实验现象可知，当小球处于同一位置，增大小球所带的电荷量时，细绳的偏转角θ越大。当小球带电量不变时，小球距离带电物体越远时，细绳的偏转角θ越小。对小球受力分析可知
所以电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大；随着距离的增大而减小。
③当小球静止后，对小球受力分析可知
12．放电不变 BD
【解析】（1）开关改接2后，电容器进行的是放电过程；
因图像与坐标轴所围成的面积等于电容器的带电量，则如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变。
（2）AB．电源给电容器充电时，刚开始电荷量的变化率较大，后来变化率减小，放电时，电荷量变化率刚开始比较大，后来变化率减小，故A错误、B正确；
CD．根据
且C不变可知，Q与U的变化情况相同，故C错误、D正确。
故选BD。
13．（1）1×10−9F；（2）2×103V/m，方向竖直向下；（3）；
【解析】（1）依电容定义，有电容
（2）两板之间为匀强电场，电场强度为
方向竖直向下。
（3）C点距A板间距离为
A与C间电势差
又
可得
14．（1）；（2）；（3）
【解析】（1）小球受到电场力、重力和绳的拉力作用处于静止
根据共点力平衡条件有
小球从A点运动到点的过程，根据动能定理有
代入数据解得
（2）在点，由细线对小球的拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得
代入解得
（3）小球在平衡位置B点的速度最大，从A到B过程根据动能定理可得
解得小球运动过程中的最大速度为
15．（1）；（2）0.07m；（3）19cm
【解析】（1）假设粒子一直在电压U0下运动，则
解得
因此粒子不会撞击平行金属板，而粒子的水平分速度不变，则在电场中的运动时间

（2）在内粒子在竖直方向做匀加速直线运动，方向指向A金属板，在内粒子在指向A金属板的竖直方向做匀减速运动，以向下为正方向，两个运动过程中，加速度大小始终为

因此
所以位移大小为0.07m。
（3）粒子在电场中的运动时间等于电场变化的周期，故撤去挡板后，粒子离开电场的速度都相同，如图所示时刻进入的粒子向下偏转的距离最大，粒子先向下偏转做类平抛运动，加速度向下，再做加速度向上的类平抛运动。同样以向下为正方向，加速度大小仍为，前一段满足
所以
但是向下最大位移为向下的速度为零时，即
即在这个点射出的粒子出AB极板时向下位移最大为1cm，但是运动过程中最大位移为2cm，因此考虑这么一种粒子，在某位置出发，刚好向下位移最大2cm到达B极板，随后再向上运动，此时该粒子为光带最下端。
当粒子在射出时，粒子向上偏转最大，此时假设粒子出AB极板时恰好到达A极板右端，则此时粒子y方向的速度为
因此恰好与光带最下端的粒子y方向上的速度相同，故两者相互平行射出，光带距离也即为出电场的竖直方向位移差

粒子离开电场时的速度方向相同，可知粒子打在荧光屏上产生的光带宽度为19cm。