安徽省滁州市定远县民族中学2022-2023学年高二物理上学期10月月考试题（Word版附解析）

2022-2023学年度第一学期高二10月月考试卷

物理试题

一、选择题（本题共14小题，共56分。每小题4分，第1-10题只有一项是符合题意要求的；第11-14题有多项是符合题意要求的，全部选对的4分，选对但不全对的得2分，有选错的得0分。）

1. 真空中有两个正点电荷，电荷量分别为和，相距；在两点电荷连线中点处，电场强度的大小和方向是（  ）

A. 指向正电荷 B. 指向正电荷

C. 指向正电荷 D. 指向正电荷

【答案】C

【解析】

【详解】在两点电荷连线中点处，电场强度的大小和方向是

方向指向

在两点电荷连线中点处，电场强度的大小和方向是

方向指向

在两点电荷连线中点处，电场强度的大小和方向是

方向指向，故C正确。

故选C。

2. 如图，两条长度均为L的绝缘细线一端拴在同一点，另一端分别拴在两个质量相同的带电小球A、B上，两球平衡时处于同一水平面，细线夹角为90°。若将小球B换成质量相同的带电小球C，细线夹角变为60°，则带电小球B和C的电荷量之比为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设三个小球的电量分别为、和，质量为，带电小球A、B平衡时，A、B之间的距离为

以带电小球A为对象，根据受力平衡可得

若将小球B换成质量相同的带电小球C，平衡时，A、C之间的距离为

以带电小球A为对象，根据受力平衡可得

联立可得带电小球B和C的电荷量之比为

C正确，ABD错误。

故选C。

3. 如图所示，、分别表示、两个点电荷到点的距离，其大小相等，表示两个点电荷在点产生的合场强。下列对甲、乙两个点电荷的判断，正确的是（　　）

A. 异种电荷，＞

B. 异种电荷，＜

C. 同种电荷，＞

D. 同种电荷，＜

【答案】A

【解析】

【详解】由于、两个点电荷到点的距离相等，点合场强方向偏向右上方，根据场强叠加原理可知，两点电荷一定为异种点电荷，且甲为正电荷，乙为负电荷，两电荷在点产生的场强

根据点电荷场强公式

则

＞

故选A。

4. 如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的、两点，A上带有的正电荷，两线夹角为120°，两线上的拉力大小分别为和，A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝缘支架的总质量为0.2kg（重力加速度取，静电力常量，A、B球可视为点电荷），则（　　）

A. 支架对地面的压力大小为2.0N

B. 两线上的拉力大小

C. 将B水平右移，使、A、在同一直线上，此时两线上的拉力大小，

D. 将B移到无穷远处，两线上的拉力大小

【答案】C

【解析】

【详解】A．对B和支架分析可知，受到竖直向下的重力，和A对B竖直向上的库仑力，故对地面的压力为

A错误；

B．对A分析，A受到竖直向下的重力，竖直向下的库仑力，两线上的拉力，三力的夹角正好是120°，处于平衡状态，所以

B错误；

C．将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，则两小球的距离变为

故有

解得

C正确；

D．将B移到无穷远处，两小球之间的库仑力为零，则两线上的拉力大小

D错误；

故选C。

5. 某区域的电场线分布如图，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始仅在电场力作用下运动到A点，取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计。粒子在由O点到A点运动过程中，加速度大小a随时间t的变化图线可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】带正电的粒子从O点向A点运动过程中，电场线先变疏再变，电场强度先变小，后变大，故电场力和粒子的加速度也是先变小，后变大，即加速度不可能一直增大或者一直减小，ACD错误，B正确。

故选B。

6. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上固定着质量完全相等的三个带电小球a、b、c。三球在一条直线上，若释放a球，a球的初始加速度大小为，方向水平向左；若释放c球，c球的初始加速度大小为，方向水平向右；当释放b球时，b球的初始加速度大小和方向分别是（    ）

A. ，方向水平向左 B. ，方向水平向右

C. ，方向水平向左 D. ，方向水平向右

【答案】A

【解析】

【详解】把a，b，c看成一个系统，三个小球之间的相互作用力为内力，据牛顿第三定律，每两个球之间存在一对作用力和反作用力，其大小相等，方向相反，这样系统内力之和为零，外力之和为零。设三个小球所受的合力分别为F1、F2、F3，则有

， ，

以向左为正方向，所以b球的加速为

方向向左。A正确，BCD错误。

故选A。

7. 用电场线能直观、方便地比较电场中各点场强强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是两点电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对于O点对称的两点，B、C和A、D也相对于O点对称。则下列说法不正确的是（　　）

A. B、C两点场强大小和方向都相同

B. A、D两点场强大小相等，方向相反

C. E、O、F三点比较，O点场强最强

D. B、O、C三点比较，O点场强最弱

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．根据对称性可知，B、C两处的电场线疏密程度相同，则B、C两处的电场强度相等，由甲图可看出B、C两处的电场的方向相同，故A正确；

B．根据对称性可知，A、D两处的电场线疏密程度相同，则A、D两处的电场强度相等，由甲图可看出A、D两处的电场的方向相同，故B错误；

C．由甲图可以看出E、O、F三点中，O点处的电场线最密，所以O点处的场强最强，故C正确；

D．由甲图可以看出B、O、C三点中，O点处的电场线最疏，O点场强最弱，故D正确。

故选B。

8. 把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，可以模拟出电场线的分布情况。如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片，图乙为简化后的电场线分布情况，则（　　）

A. 由图甲可知，电场线是真实存在的

B. 图甲中，没有头发屑的地方电场强度为零

C. 图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度，A点电势大于B点电势

D. 在图乙电场中A点静止释放的质子能沿着电场线运动到B点

【答案】C

【解析】

【详解】A．电场线是假想曲线，不是真实存在的，A错误；

B．图甲中，没有头发屑的地方同样有电场，B错误；

C．图乙中A点的电场线比B点的电场线密集，A点的电场强度大于B点的电场强度，沿着电场线方向电势降低，A点电势大于B点电势，C正确；

D．因AB之间电场线为曲线，质子所受电场力沿电场线切线方向，和速度方向有一定夹角，所以图乙电场中A点静止释放的质子不能沿着电场线运动到B点，D错误。

故选C。

9. 如图所示，一均匀带电绝缘细棒的电荷量为，在过细棒中点c的中垂线上有a、b、d三点，且。在a点固定一负点电荷，其电荷量为，已知d点的电场强度为零，静电力常量为k，则b点的电场强度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】电荷量为负点电荷在d点产生的电场强度方向向左，大小为

根据电场的叠加原理可知，细棒在d点产生的电场强度方向向右，大小为

根据对称性可知，细棒在b点产生的电场强度方向向左，大小为

电荷量为的负点电荷在b点产生的电场强度方向向左，大小为

根据电场的叠加原理可知，b点的电场强度方向向左，大小为

故选D。

10. 如图所示，一绝缘且粗糙程度相同的竖直细杆处于两等量异种点电荷、连线的中垂线上，细杆和两点电荷均固定，A、O、B分别为细杆上的三点，O为、连线的中点，。现有电荷量为、质量为m的小球套在杆上，从A点起以初速度向B点滑动，到达B点时速度恰好为零，则下列关于小球运动的图像可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由题意知，到达B点时速度恰好为零，所以在B处小球做减速运动，则此时加速度向上，又因为A与B点对称，则受力情况相同，则A点加速度方向也向上。对小球受力分析如图

则

因为从A到B过程中，r先减小后增大，也是先减小后增大，则支持力先增大后减小，摩擦力也先增大后减小，故加速度先增大后减小，且加速度方向一直向上，因此小球从A到B过程中做加速度先增大后减小的减速运动，又因为v~t图像的斜率表示加速度。

故选A

11. 如图所示，在沿纸面方向有一匀强电场，电场强度大小E。用一绝缘细线系一质量为m的带电小球，为保证当细线与竖直方向的夹角为＝30º时，小球处于静止状态，则小球所带的电荷量可能为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】CD

【解析】

【详解】小球受重力、电场力和拉力处于平衡，根据平行四边形定则，当电场力方向与拉力方向垂直时，电场力最小，即

所以电场强度的最小值

可见小球所带的电荷量可能为选项CD。

故选CD。

12. 如图所示，倾角的光滑绝缘斜面体放在水平地面上，斜面体处在竖直向上的匀强电场中，质量为m、带电荷量为q的木块轻放在斜面上，木块由静止开始下滑的加速度大小为（g为重力加速度大小），斜面体静止不动，下列说法正确的是（　　）

A. 匀强电场的电场强度大小为

B. 斜面对木块的支持力大小为

C. 地面对斜面体的摩擦力方向水平向右，大小为

D. 若仅将匀强电场的方向改为水平向右，则木块下滑的加速度将减小

【答案】AC

【解析】

【详解】A．对木块受力分析，根据牛顿第二定律有

解得

故A正确；

B．斜面对木块的支持力大小

故B错误；

C．对木块和斜面体整体受力分析，在水平方向，根据牛顿第二定律可知地面对斜面体的摩擦力大小为

方向水平向右，故C正确；

D．若仅将匀强电场的方向改为水平向右，对木块受力分析，结合牛顿第二定律可知木块下滑的加速度将大于，即木块下滑的加速度将增大，故D错误。

故选AC。

13. 很多以煤做燃料的电厂、电站每天排出的烟气带走大量的煤粉，如图甲所示，这不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，为了消除烟气中的煤粉，可利用静电除尘，如图乙，m、n为金属管内两点。在P、Q两点加高电压时，金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是（　　）

A. Q接电源的正极

B. 电场强度Em＞En

C. 金属圆筒内越靠近Q极电势越低

D. 若某时刻分别处于m、n两点的两煤粉颗粒电势能Em'＞En'

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．管内接电高压时，管内产生强电场，它使空气电离而产生正、负离子，负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使煤粉带负电，所以金属管Q应接高压电源的正极，金属丝P接负极，故A正确；

B．金属丝周围形成类似于点电荷的辐向电场，所以越靠近金属丝的电场强度越强，故B正确；

C．由于金属丝P接电源负极，所以越靠近金属丝P电势会越小，越靠近Q极电势越高，故C错误；

D．因为煤粉带负电，所以越靠近金属丝P时，电势越低，电势能越大，即m、n两点的两煤粉颗粒电势能

Em'＞En'

故D正确。

故选ABD。

14. 如图，由绝缘材料制成、内壁光滑、半径为R的圆形细管水平固定，过圆心O的直线上有A、D、B三点，半径OC⊥OD，。A处固定一电荷量为Q的正点电荷，B处固定一个电荷量未知的负点电荷，使得管内电势处处相等。一个质量为m、电荷量绝对值为q的带电小球在管内运动，经C处时合力刚好等于该处电场力，静电力常量为k，则（　　）

A. 小球带正电 B. B处电荷的电荷量绝对值为

C. 小球经D处时的速率为 D. 小球在运动过程中电场力的功率始终为零

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由小球在C点受的电场力指向圆心可知其它电荷对其作用力，如图所示

则A点的点电荷对小球吸引，B点的点电荷对小球排斥，因此小球带负电。故A错误；

B．由可知

设，则有

由力的合成可得

即

解得

故B正确；

D．管内电势处处相等，则电场力不做功，可知小球在运动过程中电场力的功率始终为零。故D正确；

C．小球经D处时的速率与C点一样，则

又

联立解得

故C错误。

故选BD。

二、填空题（共3小题，共12分。在指定的位置作答。）

15. N（N>1）个电荷量均为q（q>0）的小球，均匀分布在半径为R的圆周上，示意如图。若移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为______，方向_____。（已知静电力常量为k）

【答案】    ①.     ②. 沿OP指向P点

【解析】

【详解】[1][2]由对称性可知，均匀分布在半径为R的圆周上，N个带电小球在圆心O点处的电场强度大小为零，若移去位于圆周上P点的一个小球，剩余带电小球在圆心O点处产生的电场强度与P点小球在圆心O点产生的电场强度大小相等，方向相反，由点电荷电场强度公式可知，P点带电小球在圆心处产生的电场强度为，方向沿OP指向O点，若移去位于圆周上P点的一个小球，则圆心O点处的电场强度大小为方向沿OP指向P点。

16. 在一点电荷形成的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。已知a、b两点距该点电荷的距离分别为1m和6m，a、b两点电场强度的大小分别为Ea、Eb，则Ea ______ Eb（选填“＞”“＝”或“＜”）。现将一电荷量为4×10-8C的负点电荷从a点移动到b点，在此过程中电场力做功为__________J。

【答案】    ①. ＞    ②.

【解析】

【详解】[1]由点电荷的场强公式

可知，距离点电荷越远的地方，电场强度越小；所以

[2]由图可知

所以

17. 一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面平行，不计粒子的重力。则粒子带__________电（选填“正”或“负”），电势能____________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

【答案】    ①. 负    ②. 增大

【解析】

【详解】[1]电场线与等势面正交，且沿电场线电势降低，可知右侧虚线上方电场线斜向右上方，而粒子轨迹向下偏转，可知粒子带负电；

[2]因从A到B电势降低，可知负电荷的电势能增大。

四．计算题（共3小题，共32分。写出必要的文字说明和演算步骤。）

18. 如图所示，一长为的细线上端固定，下端拴一质量为的带电小球，将它置于一水平向右的匀强电场中，当细线偏角为时，小球处于平衡状态，问（，，）：

（1）小球带何种电荷，所带的电荷量q为多大？

（2）若把小球拉至悬点右侧与悬点等高位置，且细线保持水平，然后由静止释放小球，当小球到达最低点时小球速度为多大？

（3）若把小球拉至悬点左侧与悬点等高位置，且细线保持水平，然后由静止释放小球，当小球到达最低点时小球速度为多大？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小球带正电荷，由平衡条件有

代入数据得

（2）由动能定理有

代入数据得

（3）小球先做匀加速直线运动后做圆周运动，由匀变速直线运动和牛顿第二定律有

根据运动学公式

代入数据得

在绳子张紧瞬间，仅剩与绳垂直方向分速度有

再对圆周运动由动能定理有

代入数据得

19. 如图所示，C为固定的、电荷量为Q的正点电荷，A、B两点在C的正上方，它们与C的距离分别为4h和0.25h。将另一质量为m、电荷量未知的正点电荷D从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零。已知重力加速度大小为g，点电荷D在B点处的加速度大小为15g，静电力常量为k，求：

（1）点电荷D所带的电荷量q；

（2）点电荷D从A点下落到B点的过程中速度最大的位置离C点电荷的竖直距离。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对点电荷D在B点时受力分析，根据牛顿第二定律有

又

解得

（2）当点电荷D所受合外力为0时，速度最大，有

解得

20. 如图所示，空间中有竖直方向的匀强电场，现有一质量为，电荷量为的带电小球，在竖直平面内沿与水平方向成角的虚线方向，以初速度斜向上做匀速直线运动。当小球经过点时突然将电场方向沿逆时针方向旋转一定的角度，电场强度大小不变，小球仍沿虚线方向做直线运动，选点电势为零，重力加速度为。求：

（1）电场方向改变前，匀强电场的电场强度；

（2）电场方向改变后，小球的最大电势能。

【答案】（1），方向竖直向上；（2）

【解析】

【详解】（1）当匀强电场在竖直方向时，小球所受电场力与重力平衡，即

解得

方向竖直向上。

（2）电场方向改变后，由题意可知小球所受电场力qE与重力mg的合力F方向与v0方向相反，根据力的合成以及对称性可知此时电场强度方向与竖直方向夹角为60°斜向左上，且合力F与重力和电场力大小相等，如图所示，小球做匀减速直线运动，其加速度大小为

当小球运动至P点时速度减为零，此时小球的电势能最大，根据运动学规律可得

因为O点为电势零点，所以小球的最大电势能为