河北省沧州市2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题

这是一份河北省沧州市2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题，共10页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：必修第三册第九章至第十章。
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．下列说法正确的是
A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷，体积很大的带电体一定不能看成点电荷
B．感应起电和摩擦起电都是电荷从一个物体转移到另一个物体
C．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，元电荷的数值跟一个电子电荷量的数值相等
D．电场中某点的电场强度方向就是负电荷在该点所受电场力的方向
2．如图所示，真空中两个完全相同的绝缘带电金属小球A、B（均可看做点电荷），分别带有和＋Q的电荷量，两球间库仑力为F．现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，则A、B间的库仑力大小为
A． B． C． D．
3．一电子在电场中做圆周运动，从某时刻开始计时，在时间内，该粒子的动能和电势能随时间的变化分别如图中A、B图线所示，其中图线A与横轴平行，则该电子在时间内
A．速度不变 B．合力不变 C．电场力做负功 D．刚好运动一周
4．在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业．为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服．如图所示，电工站在高压直流输电线的甲供电线上作业，其头顶上方有乙供电线，已知乙供电线的电势高于甲供电线的电势．虚线表示电工周围某一截面上的等差等势线，A、B、C、D是不同等势线上的四个点．以下说法正确的是
A．A点的电场强度大于D点电场强度
B．若将某电子由B移到C，电场力做正功
C．若将某电子由A移到C，其电势能将增大
D．将某电子在A点由静止释放，它会向D点所在等势面运动
5．如图所示，在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球a、b和c分别固定于正三角形顶点上．已知a、b带电量均为-q，c带电量为＋q，则
A．ab连线中点场强为零 B．三角形中心处场强为零
C．b所受库仑力方向垂直于ab连线 D．a、b、c所受库仑力大小之比为
6．某静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，带负电的点电荷沿x轴运动，则点电荷
A．在和处电势能相等
B．由运动到的过程中电势能增大
C．由运动到的过程中电势能一直减小
D．由O运动到的过程中电场力先减小后增大
7．在竖直平面内有水平向右、场强为的匀强电场．在场中有一根长的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系质量为1kg的带电小球，它静止时细线与竖直方向成45°角．如图所示，给小球一个初速度让小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能和重力势能的零点，下列说法正确的是（，取1.4）
A．小球所带电量为
B．如果小球恰能做圆周运动，在运动过程中动能最小值是5J
C．如果小球恰能做圆周运动，在运动过程中电势能最大值为
D．如果小球恰能做圆周运动，在运动过程中机械能最小值约为18J
8．如图所示，某一空间为真空，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线运动．下列说法正确的是
A．微粒只能带负电荷
B．微粒可能做匀加速直线运动
C．仅改变初速度的方向（与原速度不共线），微粒将做曲线运动
D．运动过程中微粒电势能减小
9．如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A，B，A带电荷量为＋Q，B带电荷量为-9Q．现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则下列说法正确的是
A．C所带电量为 B．C所带电量为
C．C在B的右边0.4m处 D．C在A的左边0.2m处
10．空间中某一静电场方向平行于x轴，电势φ随x变化情况如图所示，一质量为、电荷量为的带负电粒子（不计重力）从x轴上处由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴做往复运动，下列说法正确的是
A．在x轴正、负半轴分布着方向相反的匀强电场
B．在区域内电场强度大小为800V/m
C．在区域内电场强度大小为600V/m
D．该粒子运动过程中经过速度最大，最大速度是
二、实验题（本题共2小题，共12分）
11．（6分）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________（填正确选项前的字母）．
A．理想实验法 B．等效替代法 C．微小量放大法 D．控制变量法
（2）图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而________（填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）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θ，若两次实验中A的电量分别为和，θ分别为30°和45°，则为________．
12．（6分）在“用传感器观察电容器的充电和放电”实验中，电路图如图甲所示．一位同学使用的电源输出电压为10.0V，测得放电的I-t图像如图乙所示．
（1）若按“四舍五入（大于半格算一个，小于半格舍去）”数格法，求“I-t图线与两坐标轴包围的面积”，可得电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为________C（结果保留1位有效数字）．
（2）根据以上数据估算电容器的电容值为________F（结果保留1位有效数字）．
（3）如果将电阻R换成一个阻值更大的电阻，则放电过程释放的电荷量________（选填“变多”“不变”或“变少”）．
三、计算题（本题共3小题，共计42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）如图所示，在倾角为θ的光滑绝缘斜面上放有电量为＋q、质量为m的带电小球．重力加速度为g．
（1）若加水平向左的匀强电场，使小球静止在斜面上，该匀强电场的场强大小是多少？
（2）若改变匀强电场的方向要使小球仍静止在斜面上，该匀强电场沿什么方向时场强最小？最小值为多少？
14．（14分）如图所示，A、B、C、D为一匀强电场中的四个点．将的正电荷从A点移到B点，静电力做功；将该电荷从B点移到C点，电势能增加了．设A点电势为0，求：
（1）A、B两点间的电势差及B、C两点间的电势差；
（2）C点的电势．
15．（18分）如图甲所示，真空室中电极K连续发出的电子（初速度不计）经过电势差为的加速电场加速后，沿两水平金属板C、D间的中心线射入两板间的偏转电场，最后打在荧光屏上．C、D两板间的电势差随时间变化如图乙所示，设C、D间的电场可看作是均匀的，且两板外无电场．已知电子的质量为m、电荷量为e（重力不计），板间距离为d，偏转电压，所有电子都能通过偏转电场且通过偏转电场的时间为，电子从离开偏转电场到达荧光屏所需时间为．求：
（1）偏转电场的长度L；
（2）若的周期，荧光屏上电子能够到达的区域的长度；
（3）若的周期，哪些时刻进入偏转电场的电子刚好能到达荧光屏上的O点？
2024～2025学年度第一学期高二年级9月份月考•物理
参考答案、提示及评分细则
1．C 只要带电体的大小在所研究的问题中可以忽略不计就可以看作点电荷，即与体积的相对大小有关，而与体积绝对大小无关，故A错误；感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一个部分，摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，故B错误；元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，元电荷跟一个电子电荷量数值相等，故C正确；电场强度的方向与正电荷在该点所受电场力方向相同，故D错误．
2．B 真空中两个静止点电荷间的库仑力大小为，现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，则接触后，再与B接触，然后移开C，则，则有，故B正确，A、C、D错误．
3．C 由图可知电子做匀速圆周运动，虽然速度大小不变，但是方向时刻改变，故速度在改变，选项A错误；合力提供向心力指向圆心，故合力在变化，选项B错误；由图可知电子的电势能在不断增大，电场力做负功，选项C正确；电子运动一周后电势能与初始状态相同，选项D错误．
4．C 依据等差等势线的疏密表示场强大小可知，A点的电场强度小于D点电场强度，A错误；沿着电场线方向，电势是降低的，因乙供电线的电势高于甲电线的电势，若将某电子由B移到C，电场力做负功，B错误；电场力做负功，电子的电势能将增大，故C正确；将某电子在A点由静止释放，在电场力作用下，它不会向D点所在等势面运动，D错误．
5．D ab中点场强垂直ab向上，A错误；中心处场强垂直ab向上，B错误；b所受库仑力方向沿ac方向，C错误；a、b所受库仑力大小为，c所受库仑力大小为，D正确．
6．C 负电荷由运动至，电场力做正功，电势能减小，A错误；同理到电势能减小，B错误；至电势能一直减小，C正确；由O到过程电场力先减小，后增大，再减小，D错误．
7．D 由题可知，，A错误；最小速度为左上方45°等效最高点处，，，B错误；电势能最大时位于圆周最左侧，，电势能最大为，C错误；由等效最高点至等效最低点有，，故动能，重力势能，电势能之和为35J且守恒，电势能最大时，机械能最小，，D正确．
8．AC 由题意可知，只有负电荷才能做直线运动且一定是匀减速，A正确，B错误；合力方向一定，仅改变初速度方向，将做曲线运动，C正确；电场力做负功，电势能变大，D错误．
9．BD 三个点电荷要平衡，必须三个点电荷在一条直线上，且外侧两个点电荷相互排斥，中间点电荷吸引外侧两个点电荷，所以外侧两个点电荷距离大，要平衡中间点电荷的拉力，必须外侧点电荷电荷量大，中间点电荷电荷量小，所以C必须带负电，在A的左侧．设C所在位置与A的距离为r，则C所在位置与B的距离为．因为能处于平衡状态，所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小，设C的电荷量为q，则有，计算得出，D正确；对A点电荷有，解得，B正确．
10．ABD 由φ-x图像的物理意义可知，在x轴正、负半轴分布着方向相反的匀强电场，选项A正确；在区域内电场强度大小，方向沿x轴负方向，选项B正确；在范围电场强度大小，方向沿x轴正方向，选项C错误；粒子经过处时速度最大，由动能定理可得，代入数值可得，选项D正确．
11．（1）D（2分） （2）减小（2分） （3）（2分）
解析：（1）图甲中先保持带电小球的电荷量不变，把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，改变两个小球之间的距离，比较库仑力的大小；后来保持小球之间的距离不变，改变小球所带的电荷量大小，分析小球之间的库仑力，所以实验采用的方法是控制变量法，故D正确，A、B、C错误．
（2）本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受静电力的大小，由图可知，电荷量越大、距离越小，丝线偏离竖直方向的角度越大，设偏角为θ，由平衡条件有：，可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大、随着距离的增大而减小．
（3）设小球B的质量为m，电量为q，B球的受力情况如图所示；当A球带电量为时，由平衡条件得：，其中，当A球带电量为时，由平衡条件得：，其中，联立解得：．
12．（1）（2分） （2）（2分） （3）不变（2分）
解析：（1）电容器的放电图像是一条逐渐下降的曲线，而，从微元法得到，I-t图像与坐标轴围成的面积就是总的电荷量，由四舍五入法可得图像下共有42格，所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为．
（2）电容器充满电后所带的电荷量，而所加电压，所以．
（3）若将电阻换成一个阻值较大电阻，由于电容器所带电荷量一定，且所有电荷量都将通过电阻R释放，则放电过程中释放的电荷量不变．
13．解：（1）对电荷受力分析，受重力、电场力和支持力，根据三力平衡条件，有
解得
（2）若改变匀强电场的方向要使点电荷仍静止在斜面上，该匀强电场沿斜面向上时电场强度最小
即
解得
14．解：（1）A、B两点间的电势差
将该电荷从B点移到C点，电势能增加了
则电场力做功
B、C两点间的电势差
（2）设A点电势为0，根据
得B点的电势
根据
解得C点的电势
15．解：（1）电子在电场加速过程
在偏转电场中运动，水平方向匀速运动
由联立两式得
（2）当时，所有电子在偏转电场中运动过程，竖直方向加速半个周期，减速半个周期，加速和减速两个阶段在竖直方向的侧移量相同，最终水平飞出，向下和向上偏转分别如图所示．由竖直方向速度—时间图像得，时刻进入的电子向下侧移距离最大．
同理得在时刻进入的电子向上侧移距离最大值
所以电子达到的区域长
（3）当时，电子要到达O点必须在竖直方向有先加速后减速再反向加速的过程，在电场中上升和下落的加速度大小相等，离开电场后经到达O点，整个过程向上的位移和向下的位移大小相等．
假如电子进入偏转电场时向上偏转，电子运动过程如图所示，由题意可知，且
设向上加速时间为Δt，加速度大小为a，则在竖直方向上有
要到达O点y上＝y下
联立上式得，电子在进入偏转电场时开始向上偏转和向下偏转的轨迹对称，故当电子进入偏转电场的时刻为，时刚好到达O点