2023白城通榆县毓才高级中学高二上学期第一次月考物理试题含解析

通榆县毓才高级中学高二上学期第一次月考考试

物理试卷

一．单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的

1. 下列说法中正确的是（　　）

A. 有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场，电场不是物质

B. 场强的定义式中，q是场源电荷的电荷量

C. 电场最基本的性质是对处在其中的电荷有力的作用

D. 真空中点电荷形成的电场是匀强电场

【答案】C

【解析】

【详解】A．荷周围空间里存在的一种特殊物质，这种物质即为电场，故A错误；

B．电场强度的定义式中，q是放入电场的试探电荷的电荷量，故B错误；

C．电场的力的性质表现为电场对放入其中的电荷有作用力，这种力称为电场力，故C正确；

D．真空中点电荷形成的电场不是匀强电场，选项D错误。

故选C。

【点睛】电场强度是实实在在存在的一种物质，注意区分电场强度定义及点电荷电场强度的关系。

2. 在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，瓶内的金属片和锯条的情况如图所示（俯视图）。将锯条与起电机的负极相连，金属片与起电机的正极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。关于此实验下列说法正确的是（　　）

A. 烟尘在向某极运动过程中一定做匀加速运动

B. 烟尘被吸附的过程中电势能增加

C. 起电机工作后烟尘会带上负电向金属片运动，最终被金属片吸附

D. 起电机工作后烟尘会带上正电向锯条运动，最终被锯条吸附

【答案】C

【解析】

【详解】A．烟尘在向某极运动过程中，越接近两极则场强越大，电场力越大，加速度越大，则烟尘不是做匀加速运动，选项A错误；

B．烟尘被吸附过程中电场力对它做正功，电势能减小，故B错误。

CD．当静电除尘装置接通起电机静电高压时，存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，带电尘粒在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到金属片上，故C正确，D错误；

故选C。

3. 下列哪个做法与静电危害防止无关（　　）

A. 油罐车的尾部有一铁链拖在地上 B. 印染厂房中保持潮湿

C. 家用照明电线外面用一层绝缘胶皮保护 D. 在地毯中夹杂一些不锈钢丝纤维

【答案】C

【解析】

【详解】A．油罐车在运输过程中由于不断摩擦从而产生大量静电，通过油罐车的尾部拖在地上的铁链，及时将静电导走，可以有效防止静电的危害，故A项不符合题意；

B．印染厂房中保持潮湿，是防止产生的静电大量堆积从而引发火灾，故B项不符合题意；

C．家用照明电线外的绝缘胶皮是为了防止漏电，并不是为了防止静电，故C项符合题意；

D．在地毯中夹杂一些不锈钢丝纤维可以及时将产生的静电导走，故D项不符合题意。

故选C。

4. 取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两片金属箔是闭合的。将带正电荷C球放在导体A左侧（不接触）静止不动，下列说法正确的是（　　）

A. 导体A、B下部金属箔都会因为带负电而张开

B. 导体A内部电场强度不为零

C. 若分开导体A、B，再将C挪走，导体A、B将带上等量的负电荷

D. 若用导线使导体A左侧接地，电子将从大地沿导线流入导体

【答案】D

【解析】

【详解】根据异种电荷相互吸引的原理，靠近的一段会带上等量异种电荷。金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象， B的右端将出现正电荷，A的左端将出现负电荷，则导体两端金属箔均张开，导体处于静电平衡状态，内部电场强度为零，D正确，ABC错误。

故选D。

5. 如图所示，M、N固定两个等量异种点电荷，图中，垂直于，则（　　）

A. O点和B点的电场强度相同 B. O点和B点的电势不相同

C. A点和C点的电势相同 D. A点和C点电场强度相同

【答案】D

【解析】

【详解】A．由等量异种点电荷电场分布可知，O点场强比B点的电场强度大，选项A错误；

B．两电荷连线的垂直平分线是等势面，则O点和B点的电势相同，选项B错误；

C．A点和C点的电势不相同，A点电势较高，选项C错误；

D．由电场线分布可知，A、C两处电场强度大小相等，方向相同，选项D正确。

故选D。

6. 下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　）

A. 电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零

B. 由 知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强相同

C. 由 知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比

D. 由 知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为-1V

【答案】D

【解析】

【详解】A．空间某点的电场强度与场源电荷电荷量和该点到场源电荷的间距决定，与试探电荷无关，电场中某一点不放试探电荷时，该点场强不一定等于零，A错误；

B．由 知，在以Q为球心、r为半径的球面上，各处场强大小相等，方向不相同，即场强不同，B错误；

C．是电场强度的比值定义式，空间某点的电场强度与场源电荷电荷量和该点到场源电荷的间距决定，与试探电荷无关，因此不能说电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比，C错误；

D．由 知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为

D正确。

故选D。

7. 如图所示，一不可伸长轻绳的一端固定于O点，另一端系一小球，开始时将轻绳向右拉至水平，然后将小球由静止释放，则小球由静止到运动到最低点的过程，下列说法正确的是（　　）

A. 拉力对小球的冲量为零 B. 重力对小球的冲量为零

C. 小球的动量变化量方向竖直向下 D. 合力对小球的冲量方向水平向左

【答案】D

【解析】

【详解】AB．力对物体得冲量等于力与力的作用时间的乘积，故拉力对小球的冲量、重力对小球的冲量都不为零，故AB错误；

CD．根据动量定理得

小球动量变化量的方向与速度变化量的方向相同，也与合力的冲量方向相同；

由题可知，小球初速度为零，末速度水平向左，所以速度变化量方向向左，故动量变化量、合力的冲量方向向左，故C错误，D正确。

故选D。

二．多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. x轴上各点电势随x变化的关系如图所示，其中N点的电势为零，ND段中C点电势最高。则（　　）

A. 同一负电荷在C点的电势能大于在N点的电势能

B. 同一负电荷在C点的电势能小于在N点的电势能

C. N点的电场强度小于C点的电场强度

D. N点的电场强度大于C点的电场强度

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．负电荷在电势高处电势能小，则同一负电荷在C点的电势能小于在N点的电势能，故A错误，B正确；

CD．随x变化图像斜率表示场强，由图知，N点的电场强度大于C点的电场强度，故C错误，D正确。

故选BD。

9. 如图所示，实线是一电场的电场线，一个电子仅在电场力的作用下从a点运动到b点，过a点、b点的速度分别为va、vb，虚线为该电子的运动轨迹，下列说法中正确的是（　　）

A. A、B所在电场线的方向是由B指向A的方向

B. 电子在a处的加速度小于在b处的加速度

C. 电子在a处的电势能大于在b处的电势能

D. 电子在a处的动能大于在b处的动能

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由图可知电子的运动轨迹向右弯曲，电子受到的电场力的方向与电场线的方向相反，所以A、B所在电场线的方向是由B指向A的方向，故A正确；

B．电场线的疏密表示场强大小，由图知粒子在A点的场强大于B点的场强，在A点所受的电场力大，所以在A点的加速度大于B点的加速度，故B错误；

CD．电子所受的电场力沿电场线偏向右，电子由a点运动到b点的过程中，电场力做正功，电子的电势能减小，动能增大，所以电子在b点的电势能小，动能大，故C正确，D错误。

故选AC。

10. 如图所示，木块A、B放置在光滑的水平地面上，一轻质弹簧左端固定在紧靠竖直墙壁的木块A上，右端与木块B拴接，此时弹簧处于原长。现对木块B施加水平向左的推力F，将木块缓慢压至某一位置，然后撤去推力F，则在木块以后的运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 木块A、B与弹簧组成的系统动量守恒

B. 木块A、B与弹簧组成的系统机械能守恒

C. 木块A脱离墙壁时，木块B的动能最大

D. 木块A、B共速时，木块B的动能最大

【答案】BC

【解析】

【详解】A．撤去推力F后的运动过程中，墙壁对木块A的作用力向右，木块A、B与弹簧组成的系统动量不守恒，A选项错误；

B．木块A、B与弹簧组成的系统机械能守恒，B选项正确；

C．木块A脱离墙壁前，弹簧弹力对B一直做正功，木块A脱离墙壁时，B的动能最大，C选项正确；

D．木块A、B共速时，弹簧的弹性势能最大，木块B的动能不是最大值，D选项错误。

故选BC。

第II卷（非选择题）

三．非选择题：共54分。

11. 如图所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为的A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为的B球放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。、、为三个落点的平均位置。

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仪器测量___________（选填选项前的字母），间接地解决这个问题。

A．小球开始释放高度   

B．小球抛出点距地面的高度

C．小球做平抛运动的水平位移

（2）以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是（      ）

A．刻度尺    B．天平    C．游标卡尺    D．秒表

（3）关于本实验，下列说法正确的是（      ）

A．斜槽轨道必须光滑

B．斜槽轨道末端必须水平

C．实验过程中，复写纸和白纸都可以移动

（4）在实验误差允许范围内，若满足关系式___________（选填选项前的字母），则可以认为两球碰撞前后总动量守恒。

A． B．

C． D．

【答案】    ①. BC    ②. AB    ③. B    ④. A

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]根据平抛运动可得水平方向有

，，

竖直方向有

联立可得

，，

故测出平抛运动的水平位移和小球抛出点距地面的高度可算出小球碰前碰后的速度。

（2）[2] 据动量守恒有

带入化简可得

故必须测量两小球的质量和平抛运动的水平位移，即必须用到天平和刻度尺。

（3）[3] A．若斜面存在摩擦力，会影响碰前碰后的速度大小，但不影响碰撞过程遵循的规律，斜槽末端不光滑则碰后要先减速一段（等于直径）再作平抛运动，所以测得的碰后速度偏小从而导致实验误差，所以本实验只需要要求斜槽末端尽可能光滑就能在实验误差范围内验证碰撞过程中动量守恒，故A错误；

B．因为利用平抛算小球碰前碰后的速度，所以小球离开轨道必须作平抛运动，故B正确；

C．因为要利用复写纸和白纸确定平抛运动水平位移，不能移动，故C错误。

故选B。

（4）[4]由（2）可知若满足则可认为两球碰撞前后总动量守恒。

故选A。

12. 验证动量守恒的实验也可以在如图所示的水平气垫导轨上完成。实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块A的总质量为、滑块B的总质量为，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。

①在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用题目中给出的测量的物理量表示）

②关于实验，也可以根据牛顿运动定律及加速度的定义，从理论上推导得出碰撞前后两滑块的动量变化量大小相等、方向相反。请写出推导过程（推导过程中对所用到的物理量做必要的说明）___________。

【答案】    ①.     ②. 见解析

【解析】

【详解】①[1]由于右侧光电门碰后无示数，可知两滑块碰撞后速度方向向左，滑块上遮光片宽度较小，因此可认为滑块挡光的平均速度近似等于滑块的瞬时速度，设遮光片的宽度为，以向左为正方向，根据动量守恒定律可得

可得

②[2]设碰撞过程中，滑块A、B受到的力分别为、，根据牛顿第二定律可得

根据牛顿第三定律可得

则有

根据加速度定义可得

可得

可得

即

【点睛】加速度的定义与速度的变化量有关，动量的变化也与速度的变化量有关。抓住相同点，通过公式的不断转换解答。

四、解答题

13. 如图所示，把一电荷量为Q＝－5×10－8C的小球A用绝缘细绳悬起来，若将电荷量为q＝＋4×10－6C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距r＝0.3m时，绳与竖直方向夹角α＝45°，取g＝10m/s2，k＝9.0×109N·m2/C2，且A、B两小球均可看成点电荷，求：

（1）A、B两球间的库仑力大小；

（2）A球的质量。

【答案】（1）002N；（2）2×10-3kg

【解析】

【详解】（1）由库仑定律

F库＝k

代入数据可得

F库＝9.0×109×N＝0.02N

（2）对A受力分析如图所示

根据平衡条件得

Tcosα＝mg

Tsinα＝F库

代入数据可得

m＝＝kg＝2×10-3kg

14. 在匀强电场中把2.0 × 10－9C的正电荷从A点移到B点，静电力做功4 × 10－7J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功－6.0 × 10－7J。求：

（1）A、B、C三点中哪点电势最高？

（2）A、C间的电势差是多大？

（3）把－1.5 × 10－9C的电荷从A点移到C，电势能是增加还是减少？数值是多少？

【答案】（1）C；（2）－100V；（3）减少，1.5 × 10－7J

【解析】

【详解】（1）正电荷从A点移到B点，静电力做正功，则A的电势高于B电势；正电荷从B点移到C点，静电力做负功，则C的电势高于B电势，再由，可知UAB < UBC，所以C的电势高于A电势，A、B、C三点中C电势最高，B电势最低。

（2）由题知把2.0 × 10－9C的正电荷从由A到C静电力做的总功

WAC = WAB＋WBC

则AC两点的电势差为

（3）由于C点的电势高于A点的电势，则－1.5 × 10－9C的电荷由A到C静电力做正功

WAC = q′UAC = －Ep

代入数据得

Ep = －1.5 × 10－7J

负号说明电势能减少。

15. 如图所示，一质量mC＝2kg的木板C放在水平地面上，其上、下表面均光滑，左边有一立柱。一轻弹簧左端与立柱连接，右端与质量mB＝2kg的物块B连接。长L＝3.6m的轻绳上端系于O点，下端系一质量mA＝3kg的物块A。将轻绳向右拉至与竖直方向成60°角，由静止释放物块A，物块A到达最低点时炸裂成质量m1＝2kg、m2＝1kg的两个物块1和2，物块1水平向左运动与B粘在一起，物块2仍系在绳上，恰好能回到初始位置。A、B都可以看成质点，取重力加速度大小g＝10m/s2。求：

（1）物块A在最低点时的速度大小v0；

（2）物块A炸裂时增加的机械能ΔE；

（3）此后弹簧具有的最大弹性势能Epm。

【答案】（1）6m/s；（2）108J；（3）24J

【解析】

【详解】（1）物块A从释放到最低点的过程中，由动能定理有

解得，物块A在最低点时的速度为

（2）设炸裂后物块1速度为，物块2的速度为，由动量守恒定律有

又因为物块2仍系在绳上，恰好能回到初始位置，则由动能定理有

联立解得

，

则物块A炸裂时增加的机械能为

带入数据解得

（3）物块1水平向左运动与B粘在一起，由动量守恒定律得

解得，物块1与B粘在一起后的速度为

当弹簧被压缩最短时，木板C、物块1、物块B的速度相等，此时根据动量守恒定律有

解得，三者共同的速度为

由能量守恒定理得

带入数据解得，弹簧具有的最大弹性势能为