山东省济宁市2024-2025学年高二物理12月月考试卷-

这是一份山东省济宁市2024-2025学年高二物理12月月考试卷-，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.关于电容器，下列说法正确的是( )
A. 电容器所带的电荷量越多，其电容一定越大
B. 电容器不带电时，其电容为零
C. 电容器所带的电荷量为两个极板所带电荷量的绝对值之和
D. 电容器的电容只由它本身特性决定
2.一电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中，现减小两板间的电压，则电子穿越两平行板所需的时间( )
A. 与电压无关B. 随电压的减小而增大
C. 随电压的减小而减小D. 随两板间距离的增大而减小
3.氘核(12H)和氦核(24He)从初速度为零的状态开始，经过同一电场加速之后，它们的速度分别为v1和v2，则有( )
A. v1=v2B. v1=2v2C. v1=3v2D. 2v1=v2
4.心脏除颤器是用脉冲电流作用于心脏，实施电击治疗，消除心律失常，使心脏恢复窦性心律的设备。如图所示是一次心脏除颤器的治疗情境，该心脏除颤器的电容器电容为14μF，充电后电容器的电压达到10kV，如果电容器在2ms内放电至两极板间的电压为0，下列说法正确的是( )
A. 这次放电过程中通过患者身体的电流恒为70A
B. 这次放电过程中有0.014C的电荷通过患者身体
C. 若充电后电容器的电压为5kV，此时电容器的电容为7μF
D. 这次放电过程中患者身体起到导体的作用
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
5.如图所示，平行板电容器与电源电压恒为U的直流电源连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的p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负电荷
B. 若电容器的电容减小，则极板所带电荷量不变
C. 若电容器的电容减小，则极板所带电荷量将增大
D. 将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则带电油滴将竖直向下运动
6.如图所示，固定在竖直面内的光滑绝缘半圆形轨道ABC，处在水平向右的匀强电场中，电场线与轨道平面平行，一个带电小球在轨道上的A点由静止释放，小球沿圆弧轨道运动，运动到B点时速度不为零。下述说法正确的是( )
A. 小球一定带正电
B. 小球一定会运动到C点
C. 小球速度最大的位置一定在AB段圆弧上某一点
D. 小球从A点运动到B点的过程中，小球的机械能一直减小
7.如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从P点沿轴线进入加速器并依此向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8×106m/s，进入漂移管E时速度为1×107m/s，电源频率为1×107Hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的12。质子的比荷取1×108C/kg。下列说法正确的是( )
A. 漂移管B的长度为0.4mB. 漂移管B的长度为0.8m
C. 相邻漂移管间的加速电压为6.0×104VD. 相邻漂移管间的加速电压为4.5×104V
8.平行板电容器两板间的电压为U，板间距离为d，一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，从该电容器的正中央沿与匀强电场的电场线垂直的方向射入，不计重力．当粒子初速度为v0时，它恰能穿过电场而碰不到极板．为了使初速度为v02的同质量的带电粒子也恰好能穿过电容器，则在其它量不变的情况下，必须使( )
A. 粒子带的电荷量减半B. 粒子带的电荷量减为原来的1/4
C. 两板间的电压减半D. 两板间的电压减为原来的1/4
三、填空题：本大题共2小题，共8分。
9.如图，已充电的平行板电容器的极板B与一灵敏的静电计相接，极板A接地。若极板A稍向左移动，则
(1)平行板电容器电容值______；
(2)两极板间的场强______。(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
10.如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(两粒子重力不计)，则两粒子所带电荷量之比qP：qQ= ______；从开始射入到打到上极板的过程中两粒子的动能增量之比ΔEkP：ΔEkQ= ______。
四、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学通过实验观察电容器的放电现象，采用的实验电路如图甲所示，已知所用电解电容器的长引线是其正极，短引线是其负极。
(1)按图甲连接好实验电路，开关S应先接到______，再接到______(选填“1“或“2“)，观察电容器的放电现象。
(2)根据图甲电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。
(3)电容器开始放电，同时开始计时，每隔5s读一次电流i的值，记录数据如表：
请根据表中的数据，在图丙中作出电流i随时间t变化的图线，利用图线分析电容器放电规律。
12.在“观察电容器的充、放电现象”实验中，电路图如图甲所示。

(1)将开关S接1，电容器的______(填“上”或“下”)极板带正电，再将开关S接2，通过电流传
感器的电流方向为向______(填“上”或“下”)。
(2)若电源电压为2.7V，实验中所使用的电容器如图乙所示，充满电后电容器所带电荷量为______C。
(3)电容器充电时，电流I与时间t的关系图像、所带电荷量Q与两极板间的电压u的关系图像正确的是______。
五、简答题：本大题共1小题，共3分。
13.在场强为E=1000V/m的竖直向下匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h=0.40m处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内，如图所示.放射物以v0=2m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量m=5×10−15kg、电量为q=2.0×10−16C的带电粒子.粒子最后落在金属板上.不计粒子重力，试求：
(1)粒子打在板上时的动能；
(2)粒子从离开铅盒后到达金属板所需的最短时间
(3)计算落在金属板上的粒子图形的面积大小．
六、计算题：本大题共3小题，共30分。
14.如图所示，倾角θ=37°的粗糙绝缘斜面，在O点以下的斜面存在沿斜面向上的电场，电场强度E随到O点距离x增大而均匀增大，如图乙所示。一个质量为m，带正电的滑块从距O点为d的A点静止释放，滑块的带电量为q，滑块经过O点后向下运动的距离为d的B点时速度减为0。已知滑块与斜面的动摩擦因数μ=18，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，滑块看成质点，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)斜面上B点的电场强度大小E0；
(2)滑块到达B点时，电势能增加量；
(3)滑块在B点的加速度a。
15.如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电荷、B板带负电荷．两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔．C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O′处，C带正电、D带负电．两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O′.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计．现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电的微粒(微粒的重力不计)，问：
(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大？
(2)为了使微粒能在C、D板间运动而不碰板，C、D板间的电场强度大小应满足什么条件？
(3)从释放微粒开始，微粒通过半圆形金属板间的最低点P所需时间的表达式．
16.某放射源会不断向空间内各个方向发射速度大小均为v0的电子，电子的质量为m、所带电荷量为e，放射源置于真空容器内，该容器底部有一水平放置的荧光屏，当有电子打到上面时会发出淡淡的荧光，从而可以用来检测电子打到的位置。容器内存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小为E，放射源与荧光屏间的距离为3mv022eE。荧光屏和容器的空间足够大，忽略电子间的相互作用及电子的重力，求：
(1)电子打在荧光屏上的速度大小；
(2)大量沿水平方向飞出的电子落在荧光屏上的点形成的圆的半径；
(3)竖直向下飞出的电子从发射到打在荧光屏上所用时间。
1.【答案】D
2.【答案】A
3.【答案】A
4.【答案】D
5.【答案】AD
6.【答案】CD
7.【答案】AC
8.【答案】BD
9.【答案】变小 不变
10.【答案】1：2 1：4
11.【答案】(1)1；2；(2)实物电路图如图乙所示；(3)图象如图丙所示。

12.【答案】上 下 2.43×10−4 A
13.【答案】解：(1)电场对所有粒子做功一样多，即：W=Eqh
根据动能定理得：W=Ek−12mv02
得粒子打在板上时的动能为：Ek=W+12mv02
代入数据得：Ek=9×10−14J
(3)粒子竖直向下运动，到达金属板时的时间最短，由牛顿第二定律可知：
a=Eqm=40m/s2
由h=12at2解得：t= 2ha=0.1 2s；
(3)由题意可知各方向沿水平方向射出的粒子到达最远距离，故在金属板上形成圆形；由r=vt可知；半径为：
r=1000m/s×0.1 2s=100 2m；
面积的大小为：S=πr2=20000πm2
答：(1)粒子打在板上时的动能为9×10−14J.
(2)粒子运动的最短时间为0.1 2s；
(3)粒子形成圆形，半径为100 2m；面积为20000πm2
14.【答案】解：(1)由E−x图像可知，E与x成正比，则OB段平均场强为
E−=0+E02=12E0
滑块从A点到B点的过程，由动能定理有
mgsinθ×2d−μmgcsθ×2d−12qE0d=0
解得斜面上B点的电场强度大小为：E0=2mgq
(2)在滑块运动的过程中，静电力做的功为
W电=−12qE0d=−mgd
根据电场力做功与电势能的关系为
W电=−ΔEp
可得ΔEp=mgd
即滑块到达B点时，电势能增加量为mgd。
(3)在B点，对滑块，由牛顿第二定律
qE0−mgsinθ−μmgcsθ=ma
解得滑块在B点的加速度为：a=1.3g
答：(1)斜面上B点的电场强度大小E0为2mgq；
(2)滑块到达B点时，电势能增加量为mgd；
(3)滑块在B点的加速度a为1.3g。
15.【答案】解(1)设微粒穿过B板小孔时的速度为v，根据动能定理，有：
qU=12mv2，
解得v= 2qUm
(2)微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有：
qE=mv2R，
半径为：R=L2，
联立得：E=4UL．
(3)微粒从释放开始经t1射入B板的小孔，有：d=v2t1，
则有：t1=2dv=2d m2qU
设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点，则有：t2=πL4v=πL4 m2qU
所以从释放微粒开始，经过t1+t2=(2d+πL4) m2qU微粒第一次到达P点；根据运动的对称性，易知再经过2(t1+t2)微粒再一次经过P点…
所以经过时间为：t=(2k+1)(2d+πL4) m2qU，(k=0,1,2,…)微粒经过P点．
答：(1)微粒穿过B板小孔时的速度为 2qUm
(2)为了使微粒能在C、D板间运动而不碰板，C、D板间的电场强度大小应满足4UL
(3)从释放微粒开始，微粒通过半圆形金属板间的最低点P所需时间的表达式为(2k+1)(2d+πL4) m2qU，(k=0,1,2,…)．
16.【答案】设放射源与荧光屏间的距离为h，据题知h=3mv022eE。
(1)由动能定理得Eeh=12mv2−12mv02
解得电子打在荧光屏上的速度大小为：v=2v0
(2)沿水平方向飞出的电子做类平抛运动，设加速度大小为a，由牛顿第二定律得：Ee=ma
该电子在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式有：h=12at2
该电子在水平方向上做匀速直线运动，则有x=v0t
联立解得水平距离为x= 3mv02eE
水平飞出的电子落在荧光屏上的点构成的轨迹是一个圆，该圆的半径为r=x= 3mv02eE；
(3)设竖直向下飞出的电子从发射到打在荧光屏上所用时间为t′。
则v=v0+at′
解得：t′=mv0eE。
答：(1)电子打在荧光屏上的速度大小为2v0；
(2)大量沿水平方向飞出的电子落在荧光屏上的点形成的圆的半径为 3mv02eE；
(3)竖直向下飞出的电子从发射到打在荧光屏上所用时间为mv0eE。 时间t/s
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
电流i/μA
500
392
270
209
158
101
75
49
30
23
9
3