广西南宁市第三中学2023-2024学年高二物理上学期10月月考试题（Word版附解析）

物理

（考试时间：75分钟  总分：100分）

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单选题（共24分，每题4分）

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 点电荷类似于力学中的质点，也是一种理想化模型

B. 元电荷是指电荷量为的粒子。如正电子和质子都是元电荷

C. 电场线密集处场强大，电势高

D. 在电场中电势降低的方向就是电场方向

【答案】A

【解析】

【详解】A．力学中的质点是理想化模型，而点电荷也是为了研究方便的理想化模型，故A正确；

B．元电荷是指电荷量的概念，而不是实物粒子，故B错误；

C．电场线越密集的地方场强越大，且沿着电场线方向电势降低，故C错误；

D．在电场中电势降低的方向不一定是电场方向，电势降低最快的方向才是电场方向，故D错误。

故选A。

2. 电场强度有三个公式，分别为、、，关于这三个公式的理解和运用，下列说法正确的是（　　）

A. 公式表示，电场强度与电场力F成正比，与电荷量q成反比

B. 公式是点电荷电场强度的决定式，它表示空间中某点的电场强度与点电荷的电荷量Q成正比，与该点到点电荷的距离r成反比

C. 公式是匀强电场中电场强度与电势差的关系式，由此公式可知，在匀强电场中，两点之间的电势差与这两点之间的距离在沿电场线方向上的投影成正比

D. 公式只适合点电荷形成的电场，因而空间中有多个点电荷时求合场强，不再适用

【答案】C

【解析】

【详解】A．公式是场强的定义式，不是决定式，电场强度与电场力F不成正比，与电荷量q不成反比，故A错误；

B．公式是点电荷电场强度的决定式，不是定义式，它表示空间中某点的电场强度与点电荷的电荷量Q成正比，与该点到点电荷的距离r平方成反比，故B错误；

C．公式是匀强电场中电场强度与电势差的关系式，由此公式可知，在匀强电场中，两点之间的电势差与这两点之间的距离在沿电场线方向上的投影成正比，是正确的，故C正确；

D．公式只适合点电荷形成的电场，空间中有多个点电荷时求合场强，是适用的，故D错误。

故选C。

3. 如图所示，原来不带电，长为l的导体棒水平放置，现将一个电荷量为（）的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，A、B分别为导体棒左右两端的一点，静电力常量为k。当棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　）

A. 棒的两端都感应出负电荷

B. 棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度方向水平向右

C. 棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小

D. 若用一根导线将A、B相连，导线上会产生电流

【答案】C

【解析】

【详解】A．由静电感应可知，棒左端感应出负电荷，右端感应出正电荷，故A错误；

BC．q在棒中心O处产生的电场方向向右，根据平衡关系可知，棒上感应电荷在棒中心O处产生的电场方向向左，大小相同，为

故C正确，B错误；

D．导体棒是等势体，左右端电势相等，若用一根导线将A、B相连，导线上不会产生电流，故D错误。

故选C。

4. 如图所示，两个带等量正电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点，其位置关于点O对称。圆弧曲线是一个以O点为圆心的半圆，c点为半圆与y轴的交点，a、b为一平行于x轴的直线与半圆的交点，下列说法正确的是（　　）

A. a、b两点的场强相同

B. a、b两点的电势不相同

C. 将一个负点电荷沿着圆弧从a移到c点再沿y轴正方向移动，电势能先增大后不变

D. 半圆上任一点，两电荷的电场强度大小分别是、，则为一定值

【答案】D

【解析】

【详解】A．由对称性可知，a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；

B．由对称性和等势线可知，a、b两点电势相同，故B错误；

C．负电荷沿该路径电势一直减小，电势能一直增大，故C错误；

D．半圆上任一点，设与P点连线跟夹角为，则有

则

为定值，故D正确。

故选D。

5. 图中的实线为电场线，但电场线的方向没有画出，虚线1、2为电场中的两条等势线，两个不同的带电粒子、由图中的点沿虚线1的切线方向以相同的初速度射入电场，、仅在电场力作用下的轨迹分别如图中的虚线、所示。则下列说法正确的是（　　）

A. 粒子、的加速度均逐渐增大

B. 粒子、的速度均逐渐减小

C. 粒子带正电荷，粒子带负电荷

D. 粒子、带异种电荷

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．电场线的疏密代表电场的强弱，由题图可知越向左，场强越小，出发后的一小段时间内其所处位置的场强越来越小，出发后的一小段时间内其所处位置的场强越来越大，故粒子所受的电场力逐渐减小，加速度逐渐减小，粒子所受的电场力逐渐增大，加速度逐渐增大，故A错误；

B．由于出发后电场力始终对两粒子做正功，故两粒子的动能逐渐增大，两粒子的速度逐渐增大，故B错误；

CD．由于在点时两粒子所受电场力方向相反，故两粒子所带的电荷的电性相反，由于不知道场强的方向，故不能确定、两粒子的电性，故C错误，D正确。

故选D。

6. 真空中的某装置如图所示，让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物都从O点由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转（未打在极板上）。下列说法中正确的是（　　）

A. 三种粒子在偏转电场中运动时间之比为

B. 三种粒子射出偏转电场时的速度之比为

C. 三种粒子在运动过程中轨迹均不重合

D. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为

【答案】B

【解析】

【详解】A．带电粒子在电场中加速度有

解得

所以

再由

可得

故A错误；

C．由

可知三种粒子从偏转电场同一点射出，且速度方向相同，三种粒子在运动过程中轨迹重合，故C错误；

B．由

可得

三种粒子射出偏转电场时的速度之比为

故B正确；

D．由偏转电场对三种粒子做的功为

可知

故D错误。

故选B。

二、多选题（共24分，每题6分，选不全得3分，有错选不给分）

7. 下列关于电流的说法正确的是（　　）

A. 电路接通后，各处的自由电子几乎同时开始定向移动

B. 金属导体中，自由电子定向移动的速率就是建立恒定电场的速率

C. 电路接通后，自由电子从电源负极经外电路移动到正极时间是极短的

D. 金属导体通电时，建立电场的速率等于光速

【答案】AD

【解析】

【详解】AD．金属导体通电时，建立电场的速率等于光速，各处的自由电子几乎同时开始定向移动，AD正确；

B．电流的传播速率是电场形成的速度，但不是电子定向移动的速率，B错误；

C．电路接通后，自由电子并没有从电源负极经电路移动正极，只要在其平衡位置附近振动，C错误；

故选AD。

8. 如图所示，平行板电容器与电动势为E′的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　）

A. 平行板电容器的电容将变大

B. 静电计指针张角变小

C. 带电油滴的电势能将减少

D. 若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变

【答案】CD

【解析】

【详解】A．根据

知，d增大，则电容减小，故A错误；

B．静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，故B错误；

C．电势差U不变，d增大，据

知电场强度减小，P点与上极板的电势差减小，则P点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小，故C正确；

D．电容器与电源断开，则电荷量不变，d改变，根据

知电场强度不变，则油滴所受电场力不变，故D正确；

故选CD。

9. 一带正电微粒只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中0～x1段是曲线，x1～x2段是平行于x轴的直线，x2～x3段是倾斜直线，则下列说法正确的是（　　）

A. 0～x1段电势逐渐升高

B. 0～x1段电场力做正功

C. x1～x2段微粒做匀速运动

D. x2～x3段的微粒的电场力减小

【答案】AC

【解析】

【详解】A．电势能

由于粒子带正电，0~x1段电势能变大，所以电势升高，故A正确；

B．0~x1段电势能变大，所以电场力做负功，故B错误；

C．x1～x2段微粒电势能不变，电场力不做功，则微粒不受电场力作用，则微粒合外力为零，则做匀速直线运动，故C正确；

D．根据

x2～x3段斜率不变，则电场力不变，故D错误。

故选AC。

10. 在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OP > OM，OM = ON，则小球（   ）

A. 在运动过程中，电势能先增加后减少

B. 在P点的电势能大于在N点的电势能

C. 在M点的机械能等于在N点的机械能

D. 从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功

【答案】BC

【解析】

【详解】ABC．由题知，OP > OM，OM = ON，则根据点电荷的电势分布情况可知

φM = φN > φP

则带负电的小球在运动过程中，电势能先减小后增大，且

EpP > EpM = EpN

则小球的电势能与机械能之和守恒，则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能，A错误、BC正确；

D．从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负功，D错误。

故选BC。

第Ⅱ卷（非选择题）

三、实验题（共15分）

11. 小南想测量实验室中某捆漆包金属丝的长度，实验器材包括捆装漆包金属丝（电阻约为）、电压表、电流表、滑动变阻器（最大阻值为）、干电池组（电动势3V，内阻较小）、导线若干。实验过程如下：

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径d。先将金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，先旋转_______，再旋动_______（填“A”、“B”或“C”，直到听见“喀喀”的声音为止。测量读数如图甲所示，则________mm。

（2）该小组利用实验器材按下图所示连接电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整_______。

（3）利用该电路测出金属丝阻值为R后，该小组查得该种金属丝的电阻率为ρ，则金属丝长度L=________。（用R、d、ρ表示）

【答案】    ①. B    ②. C    ③. 0.920    ④.       ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1][2]用螺旋测微器测量金属丝的直径d，先将金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，先旋动B，等测微螺杆靠近金属丝时再旋动C，直到听见“喀喀”的声音，再扳动A锁定，最后读数。

[3] 螺旋测微器的精确值为，由图乙可知读数为

（2）[4] 利用实验器材按下图所示连接电路，如图所示

（3）[5]根据电阻定律可得

又

联立解得

12. 目前我国的酒驾标准是“0.2mg/mL≤血液中酒精含量<0.8mg/mL”，醉驾标准是“血液中酒精含量≥0.8mg/mL”。交警执法时利用酒精检测仪对司机呼出的气体进行检测从而判断司机饮酒的多少。某个酒精检测仪的主要元件是“酒精气体传感器”，即气敏电阻。气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化，气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化关系如表中所示。

为了较准确地测量酒精气体浓度为0.35mg/mL时气敏电阻的阻值，实验室提供如下器材：

A.电流表A（量程0~0.5mA，内阻约为15Ω）

B.电压表V（量程0~1V，内阻约为5kΩ）

C.滑动变阻器（阻值范围为0~1000Ω）

D.滑动变阻器（阻值范围为0~10Ω）

E.待测气敏电阻

F.电源E（电动势为3V，内阻r约为0.5Ω）

G.开关和导线若干

H.酒精气体浓度为0.35mg/mL的专用箱

（1）某同学要用伏安法测气敏电阻的阻值，则实验应采用电流表______（选填“内”或“外”）接法；实验中还需使用滑动变阻器______（选填“”或“”），下列实验电路设计最为合理的是______（选填电路图的编号）。该同学选择器材、连接电路和实验操作均正确，从实验原理上分析，的电阻测量值______（选填“小于”或“大于”）其真实值。

A．  B.  

C   D.  

（2）如果已知电压表的内阻为RV，则实验应采用电流表______（选填“内”或“外”）接法。若两电表的读数分别为U、I，则电阻的真实值表达式为______。

【答案】    ①. 内    ②.     ③. B    ④. 大于    ⑤. 外    ⑥.

【解析】

【详解】（1）[1]根据表格中气敏电阻的阻值与电流表、电压表的内阻值可知

可知，电压表的分流影响较大，实验时应排除电压表的分流影响，测量电路采用电流表内接法；

[2]为了较准确地测量电阻，控制电路的测量范围应广泛一些，即控制电路采用分压式，为了测量数据的连续性强一些，滑动变阻器选择总阻值小一些的，即滑动变阻器选择；

[3]根据上述可知，第二个实验电路设计最合理。

故选B；

[4]根据欧姆定律有

测量电路采用电流表的内接法，由于电流表的分压，导致测量电压大于待测电阻的电压，可知，的电阻测量值大于其真实值。

（2）[5]如果已知电压表的内阻为RV，即可以精确求出电压表的分流，则实验应采用电流表外接法；

[6]根据欧姆定律有

四、解答题（共37分）

13. 如图所示，电量为Q的带正电小球A固定在绝缘水平桌面的上方，高度h，一个质量为m、电量为q的带负电小球B静止在桌面上以小球A在桌面上的投影点O为圆心的圆周上的某一位置，其半径为r，小球A、B可看成点电荷。（静电力常量为k）求：

（1）小球A、B之间的库仑力F的大小；

（2）求圆心O点电场强度E的大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由几何关系知，A、B小球间的距离

由库仑定律可得

（2）若小球A、B可看成点电荷，则小球A在O点的电场强度为

小球B在O点的电场强度为

由于方向竖直向下，与方向相互垂直，则O点合场强大小为

14. 如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三点构成的等腰直角三角形，，D是BC的中点，AB长为2m，A、C、D点的电势分别为3V、11V、9V。一带电粒子从B点以某一初速度垂直AC飞出，恰好击中A点，已知粒子带正电且电荷量，质量，重力忽略不计，求：

（1）B点的电势；

（2）电场强度大小和方向；

（3）粒子从B运动到A所用的时间。

【答案】（1）；（2），场强方向沿CA方向；（3）

【解析】

【详解】（1）D为BC中点，故

得

（2）取AC的中点为M，有

故B点和M点电势相等，匀强电场的场强方向沿CA方向，场强大小

（3）粒子在电场中做抛物线运动，沿BM方向做匀速直线运动，垂直BM方向做初速度为0的匀加速直线运动，有

计算可得

15. 如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g。

（1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，从释放到滑块到达与圆心O等高的C点这一过程的电势能变化量；

（2）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，求滑块到达D点时对轨道的作用力大小；

（3）改变s的大小仍使滑块由静止释放，且滑块始终沿轨道滑行，并从G点飞出轨道，求s的最小值。

【答案】（1）；（2）0：（3）

【解析】

【详解】（1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，从释放到滑块到达与圆心O等高的C点这一过程的电场力做功为

电场力做正功电势能减小，故电势能变化量为

（2）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，设滑块到达D点时的速度为，从A点到D点过程运用动能定理，得

解得

在D点，运用圆周运动知识，竖直方向的合力提供向心力，得

解得

滑块到达D点时受到轨道的作用力大小为0。

（3）等效竖直平面圆周运动，要使滑块从G点飞出，则必须可以通过等效最高点，当恰好通过等效最高点时，满足题意的s最小。

等效重力由重力和电场力的合力提供

等效重力与重力的夹角

所以

当恰好通过等效最高点时的速度设为v，则此时满足

从A点由静止释放到达等效最高点过程，由动能定理，得

解得