2022-2023学年江苏省常州市联盟学校高一（下）第二次月考物理卷

这是一份2022-2023学年江苏省常州市联盟学校高一（下）第二次月考物理卷，共17页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年江苏省常州市联盟学校高一（下）第二次月考物理卷一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.  下列物理量的正负号表示大小的是(    )A. 功 B. 电荷量 C. 重力势能 D. 速度2.  超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置，它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间具有特殊性能的电容器。图为一款标有“，”的超级电容器，据此可知该款电容器(    )
 A. 放电时电容不变
B. 充电时电能减少
C. 在电压下才能工作
D. 两极所加电压为时，电容才能达到3.  年月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们(    )A. 所受地球引力的大小近似为零
B. 所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
C. 所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
D. 在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小4.  如图所示，同学们坐在相同的轮胎上，从倾角相同的平直雪道先后由同高度静止滑下，各轮胎与雪道间的动摩擦因数均相同，不计空气阻力。雪道上的同学们(    )

 A. 沿雪道做匀速直线运动 B. 下滑过程中机械能均守恒
C. 前后间的距离随时间不断增大 D. 所受重力沿雪道向下的分力相同5.  如图甲为一可变电容器，图乙为两个完全相同的半圆形平行金属板接在电路中，开始时两金属板正对，保持开关闭合，将上侧金属板转过，同时将两板之间的距离增大到原来的；则调整前、后(    )
 A. 两极板间的电场强度之比为 B. 两极板间的电场强度之比为
C. 电容器的电容之比为 D. 电容器的电容之比为6.  如图所示是两个点电荷的电场线，实线框为等势线，其中、、三点的位置如图所示，其中点为两点电荷连线的中点，设无穷远处为零势面，则(    )
 A. 点的电势等于零
B.
C. 电荷仅在电场力作用下从到，电场力做功可能为
D. 负电荷在点的电势能比在点的小7.  如图所示，长为的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的端为，为的中点。当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是(    )
 A. 端带正电，端带负电 B. 端电势比端电势低
C. 感应电荷在点的场强方向沿虚线向左 D. 点电荷对处在点的电子没有电场力8.  如图所示，两平行金属板相距为，电势差未知，一个电子从点沿垂直于极板的方向以速度射出，最远到达点，然后返回，已知、相距为，电子的质量为，电荷量为，则两金属板间的电势差为(    )
 A.  B.  C.  D. 9.  如图，小球以初动能从地面竖直向上抛出，上升的最大高度为，取最高点为重力势能零点，不计空气阻力与球的大小。小球的动能为，重力势能为，机械能为分布用图中柱形图的高度表示，则正确的是(    )
 A.  B.
C.  D. 10.  一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的加速度越来越小的直线运动。取该直线为轴，起始点为坐标原点，若用表示带电粒子的速度，表示带电粒子的电势能，表示电场强度，表示带电粒子的动能，表示带电粒子的位移，下列图像中合理的是(    )A.  B.
C.  D. 二、实验题（本大题共1小题，共9.0分）11.  在“用传感器观察电容器的充、放电过程”实验中，按图所示连接电路。电源电动势为，内阻可以忽略。单刀双掷开关先跟相接，某时刻开关改接，一段时间后，把开关再改接。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。  开关改接后，电容器进行的是_________选填“充电”或“放电”过程。此过程得到的图像如图所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是__________。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的面积将___________选填“减小”“不变”或“增大”。若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为_______。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.      ．      ．      ．   三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）12.  如图所示，平行板电容器的两个极板、分别接在电压为的恒定电源两极，两极板间距为，极板接地，求：平行板电容器两极板间的电场强度大小；图中距极板的点处的电势。
 13.  如图所示，、、、是正方形的四个顶点，正方形边长为，在点和点都放有电荷量都为的正电荷，初始时点未放电荷。已知静电力常量为，则：点未放电荷时，点的电场强度大小；在点放了某个未知电荷后，恰好点的电场强度等于。求放在点的电荷电性和电荷量。
 14.  一平行板电容器长，宽，板间距，在板左侧有一足够长的“狭缝”带正电的离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入同种离子，它们的比荷，速度均为，距板右端处有一屏，如图所示，如果在平行板电容器的两极板间接上大小可调的电压，且下极板的电势总是高于上极板，试求：若，粒子在极板间运动的时间；为了使得所有粒子均能打上光屏，电压的最大值；若电压的调节的范围，求离子打在屏上的区域面积。
 15.  如图所示，处于竖直平面内的一探究装置，由倾角的光滑直轨道、圆心为的半圆形光滑轨道、圆心为的半圆形光滑细圆管轨道、倾角也为的粗糙直轨道组成，、和为轨道间的相切点，弹性板垂直轨道固定在点与点等高，、、、和点处于同一直线上。已知可视为质点的滑块质量，轨道和的半径，轨道长度，滑块与轨道间的动摩擦因数，滑块与弹性板作用后，以等大速度弹回，，，。滑块开始时在沿着斜面的外力作用下静止在轨道上某点。求外力的大小；若距点的长度处撤去外力，求滑块到最低点时对轨道的压力大小；若滑块最终静止在轨道的中点，求释放点距点长度的值。  
答案和解析 1.【答案】 【解析】解：、功的正负号表示做正功还是做负功，不表示做功的大小，故A错误；
B、电荷量的正负号表示带的是正电荷还是负电荷，不表示带电的多少，故B错误；
C、重力势能是标量，其正负号就是表示大小，正的重力势能就是比负的多，故C正确；
D、速度是矢量，其正负表示方向，不表示大小，故D错误。
故选：。
矢量的正负号不表示大小，仅表示方向。但对一些标量来说也有正负之分，但有的表示方向，有的表示性质，还有的表示大小。
 2.【答案】 【解析】【详解】电容器的电容与电量和电压无关，在充放电时电容不变，故A正确；B.充电时电能增加，故B错误；C.电容器在电压低  的任意电压下均可以正常工作，故C错误；D.电容器的电容与两极所加电压无关，一直为  ，故D错误。故选A。
 3.【答案】 【解析】解：航天员在空间站中所受万有引力完全提供做圆周运动的向心力，飞船对其作用力等于零，故C正确，AB错误；
D.根据万有引力公式

可知在地球表面上所受引力的大小大于在飞船所受的万有引力大小，因此地球表面引力大于其随飞船运动所需向心力的大小，故D错误。
故选：。
空间站在轨道上绕地球做匀速圆周运动，宇航员在空间站中随空间站一起做绕地圆周运动，万有引力完全提供做圆周运动的向心力；根据万有引力公式分析在飞船轨道上向心力和地球表面的引力大小。
本题以“天宫二号”空间站直播授课为背景考查人造卫星运行问题，解题关键要分析清楚空间站的运动，知道航天器在轨道上绕地球做匀速圆周运动时万有引力提供向心力。
 4.【答案】 【解析】【分析】
根据牛顿第二定律求解加速度，由此分析运动情况；下滑过程中摩擦力做负功，由此分析机械能的变化；根据位移时间关系分析同学们前后距离是否变化；各同学质量可能不同，由此分析重力沿斜面向下的分力是否相同。
本题主要是考查牛顿第二定律的综合应用、机械能守恒定律等知识，关键是弄清楚同学们运动过程中的受力情况，由此确定运动情况，根据机械能守恒定律的守恒条件分析机械能是否守恒。
【解答】
A、设平直雪道的倾角为，同学坐在轮胎上从静止开始沿雪道下滑，做加速运动，根据牛顿第二定律可知加速度为：，又因为相同，所以同学们做加速度相同的匀加速直线运动，故A错误；
B、下滑过程中摩擦力做负功，雪道上的同学们机械能减小，故B错误；
C、设前一个同学下滑时间后，另一个同学开始下滑，根据匀加速直线运动位移与时间的关系可得前后两个同学的间距，可知同学们前后距离随着时间的不断增大而增大，故C正确；
D、各同学质量可能不同，所以重力沿雪道向下的分力为也可能不相同，故D错误。
故选：。  5.【答案】 【解析】【详解】保持开关闭合，电容器两端的电压保持不变，对电容器故故A错误，B正确；电容器的电容又联立解得故CD错误。故选B。
 6.【答案】 【解析】【分析】
本题考查电势能与电场力做功，解题关键掌握电场线的疏密表示电场强度大小，沿电场线方向电势逐渐降低。
沿电场线方向电势逐渐降低，电荷在电势高的地方电势能小。
【解答】
A.设无穷远处为零势面，若两点电荷为等量异种电荷，则两电荷连线中点的电势为零，由题图可知两场源电荷不等，所以点的电势不等于零，故A错误；
B.根据沿着电场线电势降低可知点的电势高于实线框上各点的电势，点的电势略低于实线框上各点的电势，而点的电势低于点的电势，所以有，故B错误；
C.两点的电势不等，则电势差不等于零，根据可知电荷仅在电场力作用下从到，电场力做功不可能为，故C错误；
D.点的电势低于点的电势，负电荷在电势高的地方电势能小，则负电荷在点的电势能比在点的小，故D正确。
故选D。  7.【答案】 【解析】解：A.根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引可知，导体棒中的负电荷受到正电荷的吸引作用，所以当导体棒达到静电平衡后，端带负电，端带正电，故A错误；B.处于静电平衡下的导体是个等势体，其表面是等势面，所以导体棒表面各点电势相等，故B错误；C.处于静电平衡下的导体内部场强处处为零，感应电场和外电场的合场强为零，所以感应电荷在点的场强与点电荷的场强等大反向，点电荷在点产生的场强向右，所以感应电荷在点的场强方向沿虚线向左，故C正确；D.点电荷对处在点的电子有电场力的作用，故D错误。故选C。处于静电平衡下的导体是个等势体，其表面是个等势面，内部场强处处为零，由此分析即可。
该题考查静电平衡现象，牢记处于静电平衡下的导体内部场强处处为零是指感应电荷的电场与外部电场的合场强为零即可。
 8.【答案】 【解析】【详解】电子由到的过程，只有电场力做功，根据动能定理得两板间的电场强度解得两金属板间的电势差为故选C。
 9.【答案】 【解析】最高点是零势能点，而小球在最高点的动能为零，所以小球的机械能为零，小球运动过程中只有重力做功，机械能守恒，所以在出发点，小球动能最大，势能最小，机械能为零，，即在  处，势能为，机械能为零，所以动能为，故B正确，ACD错误。故选B。
 10.【答案】 【解析】【详解】由于加速度  越来越小，则速度增加越来越慢，A错误；B.带电粒子在电场中运动时，电场力做正功，电势能减小，由  图像知斜率为电场力，斜率逐渐减小，B正确；C.带电粒子的电势能不是均匀变化的，静电力不能为恒力，电场强度不可能恒定不变，C错误；D.带电粒子仅受静电力作用，电场力做功使动能增加，电场力越来越小，则动能增加得越来越慢，D错误。故选B。
 11.【答案】  放电     内电容器放出的电荷量     不变            【解析】【详解】电容器充电结束后，将电容器的两端与一个闭合的外电路接通时，电容器开始放电，开关改接后，电容器与左侧形成一个闭合回路，进行的是放电过程。开关接时，对电容器充电，接时电容器放电，根据可知  图像中阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是内电容器放出的电荷量。因为总电荷量不会因为电阻而变化，则曲线与坐标轴所围成的面积不变，且由于电阻变小，电路中的平均电流变大，所以放电时间将变短，曲线会有变化，但是曲线与坐标轴所围成的面积表示这一时间间隔内通过导体的总电荷量，总电荷量不变，所以曲线与坐标轴所围成的面积不变。【详解】电容器充电结束后，将电容器的两端与一个闭合的外电路接通时，电容器开始放电，开关改接后，电容器与左侧形成一个闭合回路，进行的是放电过程。开关接时，对电容器充电，接时电容器放电，根据可知  图像中阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是内电容器放出的电荷量。因为总电荷量不会因为电阻而变化，则曲线与坐标轴所围成的面积不变，且由于电阻变小，电路中的平均电流变大，所以放电时间将变短，曲线会有变化，但是曲线与坐标轴所围成的面积表示这一时间间隔内通过导体的总电荷量，总电荷量不变，所以曲线与坐标轴所围成的面积不变。根据且得电源给电容器充电时，极板上的电荷从未到有，从少到多，需要一个过程，在开始充电的瞬间，由于极板上没有电荷，电容器极板两端电压为零，此时电容器相当于短路，极板上很容易充上电荷，所以电荷量变化率刚开始比较大，随着电容极板上电荷数量的增加，电荷量变化率减小，电容放电时，刚开始两极板间电势差较大，电荷量的变化率较大，随着放电进行，两极板间电势差减小，电荷量变化率也减小，故A正确，B错误；根据且不变可知，与的变化情况相同，故C错误，D正确。故选AD。根据且得电源给电容器充电时，极板上的电荷从未到有，从少到多，需要一个过程，在开始充电的瞬间，由于极板上没有电荷，电容器极板两端电压为零，此时电容器相当于短路，极板上很容易充上电荷，所以电荷量变化率刚开始比较大，随着电容极板上电荷数量的增加，电荷量变化率减小，电容放电时，刚开始两极板间电势差较大，电荷量的变化率较大，随着放电进行，两极板间电势差减小，电荷量变化率也减小，故A正确，B错误；根据且不变可知，与的变化情况相同，故C错误，D正确。故选AD。
 12.【答案】解：根据题意，由电场强度与电势差的关系可得，平行板电容器两极板间的电场强度大小为根据题意，由图可知，极板接电源正极，则、间电场方向由  ，、间的距离为则、间电势差为由于板接地，则有又有解得 【解析】见答案
 13.【答案】解：根据电场强度的叠加原理可得在点放了某个未知电荷后，恰好点的电场强度等于，则所以由于点和点的正电荷在处产生的合场强方向沿方向向外，所以点的点电荷在处的场强沿指向，所以处的点电荷带负电。 【解析】见答案
 14.【答案】解：若  ，粒子在极板间做匀速直线运动，则运动的时间为水平方向上  竖直方向上  联立解得电压的最大值为。当  ，竖直方向上离子出电场后做匀速直线运动，打在极板上在竖直方向下落高度为当  ，离子从板边缘射出打在极板上在竖直方向下落高度为离子打在屏上的区域面积 【解析】见答案
 15.【答案】解：滑块开始时在沿着斜面的外力作用下静止在轨道上某点，可知外力的大小等于重力的分力，即滑块释放运动到点过程，由动能定理经过点时根据牛顿第三定律可知，对轨道压力首先滑块最终静止在轨道的中点，应使得滑块能过最高点，设滑块恰好能到达最高点，当小球恰好到达最高点时，由动能定理可解得其次滑块最终静止在轨道的中点，设全过程摩擦力对滑块做功为第一次到达中点时做功的倍，则，，，又由几何关系有解得    ，，，又因为 ， 当  时，  ，当  时，  ，满足要求，即若滑块最终静止在轨道的中点，释放点距点长度  的值可能为  ，  。 【解析】见答案