河南省南阳市六校2023-2024学年高二上学期10月月考物理试题（Word版附解析）

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（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号填写在答题卡上。
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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题下上，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、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.）
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 元电荷就是电子或质子
B. 由电场强度公式说明E与F成正比、与q成反比，E与F方向相同
C. 库仑提出了库仑定律，并最早通过实验测得元电荷的数值
D. 高压作业服是用包含金属丝的织物制成，能起到静电屏蔽作用以保护工人
【答案】D
【解析】
【详解】A．元电荷是最小的带电量，不是电子或质子，故A错误；
B．电场强度公式是电场强度的定义式，电场强度E跟F、q无关，故B错误；
C．库仑提出了库仑定律，密立根最早通过实验测得元电荷的数值，故C错误；
D．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，能起到静电屏蔽作用以保护工人，故D正确。
故选D。
2. 在真空中固定两个相同的带等量异种电荷的金属小球A和B（均可看作点电荷），若将小球A的电荷量增加为原来的3倍，然后将两小球接触后分开，并使两小球间的距离减为原来的一半，则在前后两种情况下，两小球之间的静电力之比为（ ）
A. 1∶4B. 4∶1C. 1∶16D. 16∶1
【答案】A
【解析】
【详解】设A、B带的电荷量分别为q和-q、A和B间距离为r，由库仑定律得
现将球A的电荷量增加为原来的3倍为3q，A、B接触后，根据电荷守恒定律得A、B所带电荷量均为q，又此时A和B间距离为
可得
故选A。
3. 空间存在着平行纸面的匀强电场，现用仪器在纸面内沿互成60°角的OA、OB两个方向上探测该静电场中各点电势（如图甲所示），得到电势与到O点距离的函数关系分别如图乙、丙所示，则下列关于该电场的电场强度E的说法中正确的是（ ）

A. E＝200V/m，沿BO方向B. E＝400V/m，沿AO方向
C. V/m，垂直OB向下D. V/m，垂直OA斜向右下方
【答案】B
【解析】
【详解】沿OA方向，距离O点2.5cm处的C点电势
V
沿OB方向，距离O点5cm处的D点电势
V
CD为等势面，由几何知CD⊥OA，所以场强方向沿AO方向，大小为
V/m

故选B。
4. 两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如右图实线所示，相邻等势面间的电势差相等，虚线MPN是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点，下列说法正确的是（ ）

A. 两点电荷可能是异种点电荷B. A点的电场强度比B点的大
C. A点的电势低于B点的电势D. 电子运动到P点时动能最小
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据电荷间等势面的分布情况可知两点电荷是同种电荷，又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子一直受到排斥的力，故可知两点电荷为同种负电荷，故A错误；
B．根据等势面的疏密程度可以判断A点的电场强度比B点的小，故B错误；
C．因为两点电荷是同种负电荷，电场线指向负电荷，故可知A点的电势高于B点的电势，故C错误；
D．根据电子的运动轨迹和电场线的方向可知由M到P电场力做负功，由P到N电场力做正功；由M到P动能减小，由P到N动能增加，故电子运动到P点时动能最小，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，等边三角形ABC的三个顶点处分别固定带电荷量为＋q、－q、－q的三个点电荷，已知三角形的边长为，静电力常量为k，则该三角形中心O点处的电场强度大小为（ ）

A. B. 0C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由数学知识O到顶点ABC的距离
三个点电荷在O产生的场强的大小均为
B、C处的负点电荷在O点产生的场强方向分别沿OB、OC方向，由于∠BOC=120°，则B、C处的负点电荷在O点产生的合场强大小为E，方向沿AO的延长线，A处的正点电荷q在O点产生的场强方向沿AO的延长线，所以三个点电荷在O点产生的总的和场强
故选A。
6. 如图（a）所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB由点A运动到点B，所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图（b）所示。以下说法不正确的是（ ）

A. A、B两点的电场强度
B. 电子在A、B两点的速度
C. A、B两点的电势
D. 电子在A、B两点的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A．图象斜率表示电场强度，可得A、B两点的电场强度
故A正确；
B．根据沿电场线方向电势降低，可知电场强度的方向为指向，则电子受到电场力方向为指向，电子由点A运动到点B，电场力做负功，电子的动能减小，速度减小，故
故B错误，
C．由图（b）可知A、B两点的电势
故C正确；
D．电子由点A运动到点B，电场力做负功，电子的电势能增加，故
故D正确。
本题选错误的，故选B。
7. 如图所示，带电小球A固定在竖直墙面上，用绕过固定在竖直墙上C点的小定滑轮的细线拉着带电小球B，小球B静止，此时A、B连线水平，A、B间的距离为r，A、C间的距离为h，h>r。用拉力F缓慢拉动绳端，使小球B缓慢向上移动，在小球B从图示位置一直运动到C点的过程中（ ）
A. 拉力F一直减小B. 拉力F先增大后减小
C. 小球一直做曲线运动D. 小球先做曲线运动后做直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】设小球B的质量为m，B、C间距离为L，在小球B到达竖直墙之前，对小球B受力分析，根据力的矢量三角形与几何三角形相似可得
在小球B从图示位置到与墙壁接触的过程中，mg、h、qA、qB均不变，L变小，则F变小，r不变，因此这个过程小球B绕A做圆周运动；当小球B与竖直墙接触后，在拉力作用下沿墙壁直线上升，库仑力变小，小球在竖直方向受力平衡，所以F变大。综上所述可知拉力F先减小后增大，小球先做曲线运动后做直线运动。故ABC错误，D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.）
8. 如图所示，设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为，实验中，静电计可以看成是电容很小的电容器，则以下判断正确的是（ ）

A. 保持S不变，增大d，则变大B. 保持S不变，增大d，则变小
C. 保持d不变，减小S，则变小D. 保持d不变，减小S，则变大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．电容器电量Q不变，根据
保持S不变，增大d，电容减小，根据
电压增大，则变大，故A正确，B错误；
CD．根据
保持d不变，减小S，电容减小，根据
电压增大，则变大，故C错误，D正确。
故选AD。
9. 如图，电荷量分别为q和–q（q>0）的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点，则（ ）
A. a点和b点的电势相等
B. a点和b点的电场强度大小相等
C. a点和b点的电场强度方向相同
D. 将负电荷从a点移到b点，电势能增加
【答案】BC
【解析】
【详解】由几何关系，可知b的电势大于a的电势，故A错误；把负电荷从a移到b，电势能减少，故D错误；由对称性和电场的叠加原理，可得出a、b的合电场强度大小、方向都相同，故B、C正确。
10. 如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度沿ON在竖直平面内做匀变速直线运动，ON与水平面的夹角为30°，重力加速度为g，且，则（ ）

A. 小球沿ON做匀加速直线运动
B. 小球运动的加速度大小为g
C. 电场强度的方向与竖直方向夹角为60°斜向下
D. 若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为
【答案】BD
【解析】
【详解】AC．小球要做匀变速直线运动必须满足所受合力与速度方向在同一直线上，由几何知识知合力与小球初始运动方向相反，所以场强方向如图所示，电场强度的方向与竖直方向夹角为60°斜向上，小球沿ON做匀减速直线运动，故AC错误；
B．由几何知识得
所以
a＝g
故B正确；
D．小球先沿ON做匀减速直线运动，速度为0时再反向沿NO做匀加速直线运动，当小球速度为0时电势能最大。设小球运动到M点速度为0，因为
根据电场力做功与电势能改变量的关系
所以
故D正确。

故选BD。
三、非选择题（本题共5小题，共计54分.）
11. 某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体工件的长度，如图1所示，则工件的长度为___________mm；用螺旋测微器测量工件的直径如图2所示，则工件的直径为___________mm。
【答案】 ①. 21.72 ②. 4.300
【解析】
【详解】[1]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以图中所测工件的长度为
[2]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以图中所测工件的直径为
12. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：
（1）该同学用图1的螺旋测微器测量电阻丝的直径时，为了防止电阻丝发生明显形变，同时防止损坏螺旋测微器，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与电阻丝将要接触时，应调节旋钮_____________（选填“B”、“C”或“D”）发出“咔咔”声时停止，读数并记录电阻丝的直径为d。

（2）实验室提供了阻值为的待测金属丝（接入电路部分的阻值约5欧）、电源E（3V，内阻不计）、开关S、导线若干，还备有下列实验器材：
A.电压表（，内阻约）
B.电压表（，内阻约）
C.电流表（，内阻约）
D.电流表（，内阻约）
E.滑动变阻器（，）
F.滑动变阻器（，）
若采用图2所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的右端应与电路中的_____________点相连（选填“b”或“c”）。

应选用的实验器材有_____________（填实验器材前的序号）。
（3）请用笔画线代替导线，在图3中完成与图2相对应的实物电路_____________

（4）测得金属丝接入电路部分的长度L和金属丝直径的平均值d。正确连接电路，测得多组电压表示数和对应电流表示数，通过描点作出的图像为一条过原点的倾斜直线，其斜率为。则金属丝的电阻率_______________ （结果用题中所给字母表示）。
【答案】 ①. D ②. b ③. ADE##AED##DAE##DEA##EAD##EDA ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]测微螺杆与电阻丝将要接触时，应调节旋钮D（微调旋钮）进行微调，发出“咔咔”声时停止。
（2）[2]由于
故电流表应采用外接法，所以电压表右端应与电路中的b点相连。
[3]由于电源电动势为，为了确保电压表安全与精度，电压表应选量程，即电压表应选A；通过待测电阻的最大电流约为
为了确保电流表精度，电流表应选择量程，即电流表选择D；根据图2电路图可知，滑动变阻器采用了限流式，为了调节方便，使得测量的数据更准确些，则滑动变阻器应选择跟待测电阻相近阻值的，故滑动变阻器选择E；故应选用的实验器材有ADE。
（3）[4]电路图如图所示

（4）[5]由电阻定律，可得电阻率为
其中
在图像中，斜率为
综上所述，金属丝电阻率
13. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一电荷量为的负点电荷从A点运动到B点，电场力做功为，AB间距离L＝8m，与水平方向夹角为60°.求：
（1）B、A间电势差是多少？
（2）电场强度E是多大？
（3）如果A点的电势为10V，则电荷量为的负电荷在A点具有的电势能是多少？

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）A、B间的电势差为
所以
（2）匀强电场的电场强度大小为
（3）该负电荷在A点的电势能为：
=
14. 长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以水平初速度紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，最后以大小为v的速度垂直打在倾角为60°的固定光屏AB上，如图所示，不计粒子重力，求：
（1）粒子进入电场时初速度的大小；
（2）匀强电场的场强E大小；
（3）两板间的距离d。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子离开电场后做匀速直线运动，由几何知识知道粒子离开电场时速度与水平方向夹角为30°
由速度关系得
（2）带电粒子在金属板间做类平抛运动，在水平方向上有
在竖直方向上有
又
由牛顿第二运动定律得
解得
（3）设粒子在金属板间运动的时间为t，则有
所以
15. 如图所示，四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖直平面内，圆弧轨道的圆心为O，半径为R.静止的传送带PC之间的距离为，在OP的左侧空间存在方向水平向左的匀强电场，场强大小为E，且一质量为m，电荷量为＋q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑，恰好运动到C端后返回.不计物体经过轨道与传送带连接处P时的机械能损失，重力加速度为g。求：
（1）物体与传送带间的动摩擦因数；
（2）物体在圆弧轨道上下滑过程中的最大速度的大小；
（3）若传送带沿逆时针方向传动，传送带速度大小为，则物体第一次返回到圆弧轨道P点时物体对圆弧轨道的压力大小。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物体由A点运动到C处的过程中，根据动能定理得
解得
（2）小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑过程中，重力场和电场合成等效重力场，其方向为电场力和重力的合力方向，如图所示

由几何知识得，物体速度最大时的水平位移
下降高度
根据动能定理可得
所以，物体在圆弧轨道上下滑过程中的最大速度的大小为
（3）物体由C返回P点的过程中有
物体与传送带共速时有
解得
所以，物体第一次回到P点时的速度大小为
在P点由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律，物体在P点对圆弧轨道的压力大小为