2021-2022学年辽宁省新民市第一高级中学高二上学期10月月考物理试题含解析

2021-2022学年辽宁省新民市第一高级中学高二上学期10月月考物理试题高二物理

第I卷（选择题，共62分）

一．选择题：（1-8为单选，每题4分，9-13为多选，每题6分不全得3分）

1. 关于物理学史，下列说法中错误的是（   ）

A. 元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的

B. 法拉第不仅提出了场的的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像

C. 法拉第通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律

D. 库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的，故A正确；

B．法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线形象直观地描绘了场的清晰图像，故B正确；

CD．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律，故C错误，D正确。

故选C。

2. 有两个完全相同的金属小球A、B（它们的大小可忽略不计），A带电荷量为7Q，B带电荷量为-Q，当A、B在真空中相距为r时，两球之间的相互作用的库仑力为F；现用绝缘工具使A、B球相互接触后再放回原处，则A、B间的相互作用的库仑力是（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】开始时两球之间的库仑力

用绝缘工具使A、B球相互接触后再放回原处，则A、B各带电量

则此时的库仑力

故选A。

3. 下列说法正确的是（　　）

A. 电场线相互平行且分布均匀的电场一定是匀强电场

B. 在电场中将电荷由a移到b，如果电场力做功为零，则a、b两点电场强度大小必定相等

C. 电势降低方向一定是电场强度的方向

D. 只在电场力作用下，电荷沿电场线运动，这样的电场只能是匀强电场

【答案】A

【解析】

【详解】A．电场线相互平行且分布均匀，说明电场线疏密程度相同，各点切线方向一致，该电场一定是匀强电场，故A正确；

B．在电场中将电荷由a移到b，如果电场力做功为零，a、b两点电势相同，电场强度和电势无关，所以a、b两点电场强度大小不一定相等，故B错误；

C．电势降低的方向不一定是电场强度的方向，电势降低最快的方向才是电场强度的方向，故C错误；

D．在点电荷的电场中，电荷只在电场力的作用下，电荷也可沿电场线运动，这样的电场不一定是匀强电场，故D错误。

故选A。

4. 通过两定值电阻R1、R2的电流I和其两端电压U的关系图像分别如图所示，由图可知两电阻的阻值之比R1: R2等于（    ）

A.

B.

C.  

D.  

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】根据欧姆定律得，由数学知识得知，图线的斜率等于电阻的倒数，则

故选B。

5. 如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线间的电势差相等．一正电荷在等势线φ3上时，具有动能20J，它运动到等势线φ1上时，速度为零，令φ2＝0，那么，当该电荷的电势能为4J时，其动能大小为（      ）

A. 16 J B. 10 J C. 6 J D. 4 J

【答案】C

【解析】

【详解】相邻两等势线间的电势差相等，正电荷在等势线φ3上时，具有动能20 J，它运动到等势线φ1上时，速度为零，则正电荷在φ1、φ3间电势能之差为20J．令φ2＝0，那么，φ1、φ3处的电势能分别是10J和-10J，正电荷运动过程中的动能与电势能之和为10J；当该电荷的电势能为4 J时，其动能大小为6J，故C正确，ABD错误．

6. 如图所示，为空心金属球，为靠近的另一个原来不带电的枕形金属壳．将另一个带正电的小球从球开口处放入球中央，但不触及球．则出现的情况是（    ）

A. 靠近的一端带正电，远离的另一端带负电

B. 靠近的一端带负电，远离的另一端带正电

C. 靠近的一端带负电，远离的另一端不带电

D. 靠近的一端带正电，远离的另一端不带电

【答案】B

【解析】

【详解】将C放入A中后，由于静电感应，，A空心球的内表面感应出负电荷，外表面感应出正电荷，然后由于A的外表面有电荷存在，所以会在B上产生静电感应现象，靠近A的一端带负电，远离A的另一端带正电，故选B。

7. 如图所示为等量的正、负电荷，A、B为两电荷的连线上的两点，C、D为中垂线上的两点．则关于电场性质的下列说法正确的是(   　)

A. 自A至B电场强度先增强后减弱；自C至D先减弱后增强

B. 自A至B电场强度先减弱后增强；自C至D电场强度先增强后减弱

C. 自A至B 电势先降低后增高

D. 自C至D电势一直降低

【答案】B

【解析】

【详解】AB.根据等量异种电荷场强分布特点，连线中点处场强最小，所以从A至B电场强度先减弱后增强，中垂线中点处，场强最大，从C至D电场强度先增强后减弱，A错误B正确

CD.等量异种电荷的中垂面是一个等势面，C至D电势不变；连线上电场线从A指向B，沿电场线方向电势逐渐降低，所以A至B 电势一直降低，CD错误

8. 一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一正电荷（电荷量很小）固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（  ）

A. U变小，E不变 B. E变大，变大 C. U变小，不变 D. U不变，不变

【答案】A

【解析】

【详解】ABD．由于电容器充电后与电源断开，说明电容器所带电荷量不变，正极板向负极板移近时，根据

电容C增大，又由

可知U减小，而由

可知，电场强度E不变，故A正确，BD错误；

C．由于E不变，P到正极板的距离减小，P点与正极板间电势差减小，而电容器中正极板电势最高且不变，则可知P点的电势升高，则正电荷在P点的电势能变大，故C错误。

故选A

9. 如图所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图所示，设A、B两点的电场强度分别为EA、EB，电势分别为фA，фB则（    ）

A.    B.  

C.   D.  

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】AB．因为电子做匀加速直线运动，则加速度不变，即所受电场力不变，可知电场强度不变，所以

故A正确，B错误；

CD．因为电子从A到B做加速运动，所以电场线由B指向A，沿电场线方向电势逐渐降低，则

故D正确，C错误。

故选AD。

10. 在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动，粒子从b点运动到d点的过程中（    ）

A. 先作匀加速运动，后作匀减速运动

B. 先从低电势到高电势，后从高电势到低电势

C. 电势能与机械能之和先增大，后减小

D. 电势能先减小，后增大

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．由等量正电荷连线的中垂线上电场分布可知，bd连线上的电场不是匀强电场，由于负电荷受到的电场力是变力，加速度是变化的，A错误；

B．由等量正电荷的电场分布知道，在两电荷连线的中垂线O点的电势最高，所以从b到d，电势是先升高后降低，B正确；

C．由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相互转化，故电势能与机械能的和守恒，C错误；

D．由b到ac连线的中点O的过程中，电场力做正功，电势能减小，由O到d电场力做负功，电势能增加，D正确；

故选BD。

11. 如图所示，A、B两相同的金属板水平放置．现让两板带上等量异种电荷，两板间形成竖直方向的匀强电场．将一带电粒子沿水平方向从A板左侧靠近A板射入电场中．当粒子射入速度为v1时，粒子沿轨迹Ⅰ从两板正中间飞出，电场力做功为W1；当粒子射入速度为v2时，粒子沿轨迹Ⅱ落到B板正中间，电场力做功为W2．不计粒子重力，则(　    　)

A. v1∶v2＝2∶1 B. v1∶v2＝2∶1

C. W1∶W2＝1∶1 D. W1∶W2＝1∶2

【答案】AD

【解析】

【详解】粒子在电场中做类平抛运动，根据规律，竖直方向：，水平方向匀速：，联立解得：，所以：v1∶v2＝2∶1；电场力做功，，联立可得：W1∶W2＝1∶2，BC错误AD正确

12. 如图所示，在匀强电场中，有边长为5cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为、、，下列说法正确的是

A. O点电势为零

B. 匀强电场的场强大小为，方向由C指向A

C. 在三角形ABC外接圆的圆周上电势最低点的电势为1V

D. 将电子由C点移到A点，电子的电势能增加了4eV

【答案】BD

【解析】

【详解】因AC中点的电势为可知B与AC中点的连线为等势面，可知O点的电势为3V，选项A错误；匀强电场的场强大小，方向由C指向A，选项B正确；在三角形ABC外接圆的圆周上电势最低的点应该是平行于AC的直径与圆周的上方的交点位置，因A点的电势为1V，则此电势最低点的位置的电势小于1V，选项C错误；将电子由C点移到A点，电势降低4V，则电子的电势能增加了4eV，选项D正确.

13. 如图所示的电路中，电流表、电压表均为理想电表，若将滑动变阻器R1滑片下移，则下列说法中正确的是（　　）

A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变大

C. 电源内电路消耗的功率变大 D. R3消耗的功率变大

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】AB．将滑动变阻器R1滑片下移，电阻R1电阻值增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流I减小，内电压减小、路端电压U增大，由于R2和R3所在的支路电阻不变，由欧姆定律分析得知

IA=

通过电流表的电流增大，则电阻R2两端的电压增大，则电流表和电压表的示数都变大，故A错误；B正确；

C．电路中总电流减小，根据

P=I2r

得知，电源内电路消耗的功率变小，故C错误；

D．由上分析得知通过电流表的电流IA增大，通过R3的电流增大，则根据

P=IA2R3

可知R3消耗的功率变大，故D正确。

故选BD。

第II卷（非选择题，共38分）

二．解答题（要有必要的文字说明）

14. 如图所示，两个分别用长l = 5cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同金属小球（可视为点电荷），带有等量同种电荷。由于静电力为斥力，它们之间的距离为。已测得每个金属小球的质量。试求它们所带的电荷量q。（已知，）

【答案】

【解析】

【分析】

【详解】带电金属小球在重力、静电力和线的拉力作用下，处于平衡状态，它的受力示意图如图所示

由图可知

由几何关系得

则

代入数据联立解得

15. 如图所示，为一组方向未知的匀强电场的电场线，将带电荷量为 的点电荷由A点沿水平线移至B点，克服电场力做了2×10-6J的功，已知A、B间的距离为2cm。试求：

（1）A、B两点间的电势差UAB；

（2）若A点的电势为=1V，试求B点的电势；

（3）该匀强电场电场强度E的大小并判断其方向。

【答案】（1）2V；（2）-1V；（3）200V/m，沿电场线向下

【解析】

【分析】

【详解】（1）由题意可知，点电荷从A到B，电场力做负功

根据

代入数据解得

（2）根据

解得

（3）如图所示

由几何关系可得A、B两点沿电场线方向的距离

根据

代入数据解得

方向：沿电场线向下

16. 如图所示，水平放置的平行板电容器极板宽度为L，两板间距为d，所加电压为U。与电容器右侧边缘相距r处有一竖立的荧光屏，它的中心O1与电容器中央相齐。今有一质量为m、电量为-q的带电粒子经加速电压U0无初速地加速后，由两极板中央垂直射入偏转电场中，并由右侧离开偏转电场，最终打在了荧光屏上，并产生一个亮点P，不计重力．试确定：

⑴粒子打到P时的速度大小和方向；

⑵亮点P与O1间的距离．（要求以题中所给字母表示结果）

【答案】（1），方向与水平方向夹角的正切值为；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）粒子在加速电场中

在偏转电场中：水平方向

L=v0t

竖直方向

vy=at

设粒子离开电场时的速度与水平方向夹角为θ

粒子离开电场后，做匀速直线运动，速度不变。

（2）由平抛运动可知，离开电场时的速度反向延长线交于水平位移的中点处，设P至O1的距离为x,则

解得

17. 如图所示，电源的电动势E=110V，定值电阻R1=20Ω，电动机内阻R0=1Ω，电键S1始终闭合。当电键S2断开时，通过电阻R1的电流为5A；当电键S2闭合时，电阻R1的电功率是320W。求：

（1）电源的内阻；

（2）当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率。

【答案】（1）2Ω；（2）15A，759W

【解析】

【分析】

【详解】(1)当电键S2断开时，通过电阻R1的电流为I1=5A，R1两端的电压

电源的内阻为

(2)当电键S2闭合时，电阻R1的功率

解得

此时流过电源的干路中电流为

通过R1的电流为

通过电动机的电流为

则电动机的机械功率为