2023-2024学年山东省聊城市名校高二上学期第一次月考物理试题含解析

这是一份2023-2024学年山东省聊城市名校高二上学期第一次月考物理试题含解析，共10页。

第Ⅰ卷 （非选择题 共52分）
一：单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.下图为某电场中的一根电场线,电场线上有A、B两点,一电子从A点运动到B点.下列说法正确的是( )
A.该电场线是客观存在的，与电子的运动轨迹重合。
B.电子在A点受的电场力一定比在B点受的电场大
C.A点的电势比B点的电势高，与电子本身无关
D.电子在A点的电势能比在B点的电势能大，由电场和电子共同决定
答案:C
2.关于下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（ ）
A．图甲中，油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条是利用静电
B．图乙中，高压输电线上方的两根细的导线具有静电屏蔽作用
C．图丙中，燃气灶中针尖形点火器利用摩擦起电原理进行点火
D．图丁中，用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电吸收信号
【答案】B
【详解】A．油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条是利用铁的导电性，将运输过程中产生的静电导走，A错误；
B．高压输电线上方的两根细的导线的作用是与大地相连，形成稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，避免雷击，起到静电屏蔽作用，B正确；
C．燃气灶中针尖形点火器利用高压尖端放电的原理，C错误；
D．用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电屏蔽作用，避免外界干扰。D错误；
故选B。
3.如图所示，平行板电容器与电池始终保持相连,在右极板由虚线位置平移到实线位置的过程中,设两板间的电压为U、电场强度为E、电容器电容为C、电荷量为Q,下列说法正确的是( )
A.电路是断路,不可能有电荷定向移动
B.有电荷从B到A定向移动,电流方向为顺时针
C.U不变,E变大,C变小,Q变小
D.U不变,E变小,C变大,Q变大
答案:B
A,极板移动过程中，电容器上的电量变化，所以说，电路中有电流产生，A错误
极板移动过程中，电容器的电量减少，有正电荷从右板返回正极，即从B至A，电流方向为顺时针。B正确
D：始终闭合电键，U不变，板间距增大，E变小，C变小，Q变小。所以C,D错误
4.A、B两物体质量均为m,其中A带正电,电荷量为q,B不带电,通过劲度系数为k的绝缘轻质弹簧相连放在水平地面上,如图所示,开始时二者都处于静止状态.现在施加竖直向上的匀强电场,电场强度E=2mgq,式中g为重力加速度.若不计空气阻力,不考虑A物体电荷量的变化,则下列判断正确的是( )
A.刚施加电场的瞬间,A物体的加速度方向向上,大小为g
B.B物体刚要离开地面时,A物体的速度大小为2gmk
C.从开始到B物体刚要离开地面的过程,A物体速度先增大后减小
D.从开始到B物体刚要离开地面的任意一段时间内,A物体的机械能增量一定等于电势能的减少量
答案:B
解析：A，在未施加电场时，A物体处于平衡状态，当施加上电场的瞬间，A物体受到的合力为施加的电场力，故F=2mg=ma，解得a=2g，方向向上，故A错误；当B离开地面时，此时B受到弹簧的弹力等于B的重力，从施加外力到B离开地面，弹簧的弹力做功为零，A上升的距离为x=，故合力做功全部转化为A的动能，根据动能定理可知(qE-mg) x＝mv2，解得v=，故B正确，C.从开始到B物体刚要离开地面的过程,A物体速度一直增大 C错误；D.从开始到B物体刚要离开地面的任意一段时间内,A物体的机械能增量一定等于电势能的减少量与弹簧势能的差，D错误
二、多项选择题：本题共6小题，每小题6分，共36分。在每个小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5.如图所示,A、B为等量异种点电荷连线上的点且关于正电荷位置对称,C、B位于两电荷连线的中垂线上,则下列说法正确的是( )
A.A、B两点的电场强度大小关系为EA>EB
B.B、C两点的电场强度大小关系为EB>EC
C.若将一带正电的试探电荷从A移到B处,静电力不做功
D.若将一带正电的试探电荷从C移到B处,静电力不做功
答案:BD
6. 某同学将一根橡胶棒用毛皮摩擦后，先后进行了如下操作：①将橡胶棒靠近（不接触）验电器的金属球（如图1）；②保持橡胶棒的位置不动，用手接触验电器的金属球（如图2）；③接着先把手移开，再把橡胶棒移开（如图3）。关于验电器的金属箔张开的情况及分析，以下正确的是（ ）
A．操作①中，验电器金属箔不张开，因为棒与金属球没有接触
B．操作①中，随着棒靠近验电器金属球的过程，金属箔张开的角度越来越大，因为产生的感应电荷越来越多，金属箔上聚集的负电荷也多
C．操作②中，手接触验电器，金属箔闭合，金属球上的电荷通过手导入到大地中
D．操作③中，金属箔从闭合到又张开一定的角度，因为金属球上的电荷重新分布
【答案】BD
【详解】AB．操作①中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近验电器的金属球时，由于静电感应，验电器的金属小球带正电，则指针带负电，从而张开；随着棒靠近验电器金属球的过程，金属箔张开的角度越来越大，因为产生的感应电荷越来越多，金属箔上聚集的负电荷也多，选项A错误，B正确；
C．操作②中，手接触验电器，大地中的正电荷流入验电器，使得金属箔闭合，选项C错误；
D．操作③中，若先把手移开，再把玻璃棒移开，指针与金属球因带多余正电荷，导致指针又张开，选项D正确。故选BD。
7.带正电的微粒放在电场中,电场强度的大小和方向随时间变化的规律如图所示.带电微粒只在静电力的作用下由静止开始运动,则下列说法正确的是( )
A.微粒在0~1 s内的加速度与1~2 s内的加速度相同
B.微粒将沿着一条直线运动
C.微粒做往返运动
D.微粒在第1 s内的位移与第3 s内的位移相同
解析:带电粒子在电场中0~1 s,1~2 s受到的静电力大小相等,方向相反,故加速度大小相等,方向相反,带电粒子先加速后减速,沿着一条直线运动,故选项B、D正确.
答案:BD
8. 如图所示，在夹角为的V形绝缘槽里，离底端h高处有用细线相连的两个相同带电小球处于静止状态。为细线上的张力，每个小球的质量为m，重力加速度为g，槽面摩擦不计，则下列说法正确的是（ ）
A．改变两球之间的细线长度，小球在另一高度平衡时，小球受槽面的支持力不变
B．两球之间库仑力大小为
C．烧断细线瞬间小球的加速度大小为
D．烧断细线后小球机械能将减小
【答案】AC
【详解】A．如图所示
对右侧槽面上的小球进行受力分析，有
可知小球所受支持力与所处高度无关，A正确；
B．右侧槽面上的小球受到的库仑力为
则 B错误；
C．烧断细线瞬间，小球的加速度沿槽面向上，有
C正确；
D．烧断细线后，小球沿槽面向上运动，电场力做正功，机械能增加，D错误．故选AC。
9.如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L处有一竖直放置的光屏M.一带电荷量为q，质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是( )
A．板间电场强度大小为eq \f(mg,q)
B．板间电场强度大小为eq \f(2mg,q)
C．质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等
D．质点在板间和板外沿垂直于入射方向的位移大小相等
[解析] 当质点所受静电力方向竖直向上且大于重力时，质点才可能垂直打到光屏上．由运动的合成与分解可知，质点在水平方向上一直做匀速直线运动，所以质点在电场中做类平抛运动的时间和在重力场中做斜上抛运动的时间相等．由运动规律可知，质点在水平方向上做匀速直线运动，vx＝v0；在竖直方向上，在电场中vy＝at，如图所示，离开电场后质点做斜上抛运动，vy＝gt.由此运动过程的对称性可知a＝g，由牛顿第二定律得qE－mg＝ma＝mg，解得E＝eq \f(2mg,q)，故B、C正确．
[答案] BCD
10.如右图所示，一个带负电的油滴以初速度v0从P点倾斜向上进入水平方向的匀强电场中，若油滴达到最高点Q时速度大小仍为v0，则油滴运动到最高位置Q的过程中( )
A．Q在P点左上方
B．Q在P点右上方
C．油滴运动到最高位置Q的过程中重力做负功
D．油滴运动到最高位置Q的过程中电场力做正功
[解析] 油滴从开始运动到最高点，据动能定理得
WG＋WE＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)－eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)＝0
而重力做的功WG<0
所以是电场力做的功WE>0，而带负电的油滴所受的电场力水平向左，所以最高点必在P点的左上方．
[答案] ACD
第Ⅱ卷 （非选择题 共48分）
填空题（本题共2小题，共10分）
11.某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
（1）图甲中实验采用的方法是______（1分）（填正确选项前的字母）。
A．等效替代法 B．理想实验法 C．控制变量法 D．微小量放大法
（2）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为30°和45°，则为______。（3分）
【答案】 C
【详解】（1）[1]图甲中保持电荷量不变，只改变距离，研究力的变化情况，所以，用的是控制变量法，故选C。
（2）[2]对小球B受力分析，根据库仑定律结合平衡条件有
解得
可得两次实验中A的电量之比为
12.图甲是一种测量电容器电容的实验电路图,实验时通过对高阻值电阻放电,用电流传感器记录电流随时间的变化图线,进而测出电容器充电至电压U时所带电荷量Q,从而再求出待测电容器的电容C.某同学在一次实验时的情况如下:
A.按电路图接好电路;
B.接通开关S,调节电阻箱R的阻值,记下此时电流传感器的示数I0=500 μA,电压表的示数U0=8.0 V,I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压;
C.断开开关S,利用计算机和电流传感器,记录下电流随时间的变化关系,结果如图乙所示.

甲 乙
(1)实验中电阻箱所接入阻值为R= Ω; （2分）
(2)由上述i-t图像求出该电容器的放电总电荷量为 C（2分）;(结果保留两位有效数字)
(3)该电容器电容为 F.（2分）(结果保留两位有效数字)
答案:(1)1.6×104 (2)6.2×10-4 (3)7.8×10-5
四：计算题（本大题共3个小题，13题12分 ，14题12分 15题14分）
13.（12分）如图甲所示，A、B是两个电荷量都是Q的点电荷，相距l，AB连线中点为O。在AB连线的中垂线上有一点C，AC的连线与AB连线的夹角为，静电力常量为k。
（1）求C处的电场强度的大小；
（2）若A的电荷量变为-Q，其他条件都不变（图乙所示），此时C处电场强度的大小设为，求的大小。为使大于，应满足什么条件？
【答案】（1）；（2），
【详解】（1）由点电荷电场强度的计算公式，得A或B是独立的点电荷在点C处的电场强度大小为
由电场强度的叠加原理，得
解得
（2）由电场强度的叠加原理，得 解得
为使大于，则需满足
解得
即θ应满足的条件为（答也正确）。
14.（12分）如右图所示，一个带正电的物体沿绝缘水平板向右运动，绝缘水平板上方所在空间存在有水平向左的匀强电场，当此物体经过a点时动能为100 J，到达b点时动能减小为原来的eq \f(1,5)，减少的动能中有eq \f(3,5)转化为电势能，则当该物体第二次经过b点时的动能为多少？
答案：4 J
解析：设电场力为qE，滑动摩擦力为F，则由a到b过程中，由动能定理得：(qE＋F)·eq \x\t(ab)＝100×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(1,5))) J＝80 J①
因为转化成的电势能ΔEp＝eq \f(3,5)×80 J＝48 J
由电场力做功与电势能变化关系得 qE·eq \x\t(ab)＝48 J②
由①、②得qE＝eq \f(3,2)F
由b点继续向右运动直至减速到零的过程中，设位移为s，由动能定理得：(qE＋F)s＝100×eq \f(1,5) J＝20 J 代入qE＝eq \f(3,2)F得Fs＝8 J
由b到最右端再回到b的过程中，摩擦力做负功为2Fs＝16 J，电场力做功为零，所以第二次经过b点时动能为Ek＝20 J－2×8 J＝4 J.
15、（12分）如图所示,在光滑绝缘的水平面上,用长为2l的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B,组成一静止的带电系统,A球的电荷量为+2q,B球的电荷量为-3q.虚线NQ与MP平行且相距3l,开始时MP恰为杆的中垂线.视小球为质点,不计轻杆的质量,现在在虚线MP、NQ间加上水平向右的匀强电场E.求:
(1)B球刚进入电场时带电系统的速度大小;
(2)B球的最大位移的大小以及从开始到最大位移处时B球电势能的变化量;
(3)带电系统运动的周期.
解析:(1)设B球刚进入电场时带电系统速度为v1,由动能定理2qEl=12×2mv12,解得v1=2qElm.
(2)带电系统向右运动分三段:B球进入电场前、带电系统在电场中、A球出电场.设A球离开NQ的最大位移为x,由动能定理得2qE·2l-3qE(l+x)=0,
解得x=l3,则s总=2l+x=73l.
B球从刚进入电场到速度第一次为0时位移为43l,
其电势能的变化量为ΔEp=-W电=3qE·43l=4qEl.
(3)向右运动分三段,取向右为正方向,
第一段加速:a1=2qE2m=qEm,t1=v1a1=2mlqE.
第二段减速:a2=-qE2m,
设A球出电场时速度为v2,由动能定理得
-qEl=12×2m(v22-v12),
解得v2=qElm,
则t2=v2-v1a2=2(2-1)mlqE.
第三段再减速:则其加速度a3及时间t3为
a3=-3qE2m,t3=0-v2a3=23mlqE,
所以带电系统运动的周期为
T=2(t1+t2+t3)=62-83mlqE.
答案:(1)2qElm (2)73l 4qEl (3)62-83mlqE