河北省邢台市2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试卷(解析版)

这是一份河北省邢台市2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试卷(解析版)，共16页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第三册第九、十章。
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. 关于点电荷和元电荷，下列说法正确的是（ ）
A. 体积小的带电体都可以看作点电荷
B. 点电荷的电荷量都比较小
C. 元电荷e的数值最早由库仑通过扭秤实验测得
D. 元电荷的值通常取
【答案】D
【解析】AB．当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看作点电荷；与带电体的大小、形状和所带电荷量无关，故AB错误；
C．元电荷e的数值最早是由科学家密立根用实验测得的，故C错误；
D．元电荷的值通常取，故D正确。
故选D。
2. 电场是一种看不见、摸不着的物质，人们却可以根据它所表现出来的性质来认识它，研究它，试探电荷是研究电场的重要工具。在电场中的某点引入试探电荷X，测得X所受电场力为F，下列说法正确的是（ ）
A. 该点的电场强度方向与X所受电场力方向一定相同
B. 移走X，该点的电场强度为零
C. 该点的电场强度大小等于F与X的电荷量绝对值的比值
D. 该点的电场强度与X的电荷量成反比
【答案】C
【解析】A．某点的电场强度方向与正电荷在该点所受电场力方向相同，与负电荷在该点所受电场力方向相反，所以该点的电场强度方向与X所受电场力方向不一定相同，故A错误；
B．电场强度只由电场自身决定，移走X，该点的电场强度保持不变，故B错误；
CD．根据电场强度定义
可知该点的电场强度大小等于F与X的电荷量绝对值的比值，但该点的电场强度与X的电荷量无关，故C正确，D错误。
3. 两个点电荷产生的电场等势线分布如图所示，图像左右、上下均对称，a、b、c、d四个点均在图中的等势线上，a、b两点在两个点电荷连线的延长线上，c、d两点在两个点电荷连线的中垂线上，且a、b两点关于c、d连线对称分布，c、d两点关于a、b连线对称分布。下列说法正确的是（ ）
A. 右侧的点电荷为正电荷B. 两个点电荷为等量同种电荷
C. b点的电场强度大于a点的电场强度D. c点的电势高于d点的电势
【答案】A
【解析】AB．根据右侧电势大于0，左侧电势小于0，可知右侧的点电荷为正电荷，左侧电荷为负电荷，结合对称性可知两点电荷电量相等，故A正确，B错误；
C．根据对称性可知，b点电场强度大小等于a点的电场强度，故C错误；
D．由图可知cd所在直线为等势线，c点电势等于d点电势，故D错误。
4. 由多晶硅制成的电容加速度传感器的原理示意图如图所示，传感器可以看成由多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅上、下极板构成的两个电容器组成（电容分别为、），当传感器有沿着箭头方向（竖直向上）的加速度时，多晶硅悬臂梁的右侧会发生与加速度方向相反的弯曲形变。下列说法正确的是（ ）
A. 传感器匀速向上运动时，减小，增大
B. 传感器匀速向下运动时，减小，增大
C. 传感器向上减速时，减小，增大
D. 传感器向下减速时，减小，增大
【答案】D
【解析】AB．匀速运动时，多晶硅悬梁臂相对于顶层多晶硅上下极板间的距离均不变，根据
可知电容器的各个结构均未改变，故、不变，故AB错误；
C．传感器向上减速时，加速度方向向下，多晶硅悬臂梁的右侧向上发生弯曲，多晶硅悬梁臂相对于顶层多晶硅上极板的距离减小，下极板的距离增大，根据
可知增大，减小，C错误；
D．传感器向下减速时，加速度方向向上，多晶硅悬臂梁的右侧向上下发生弯曲，多晶硅悬梁臂相对于顶层多晶硅上极板的距离增大，下极板的距离减小，根据
可知减小，增大，故D正确。
故选D。
5. 将不带电的金属球B靠近带正电的金属球A，系统达到静电平衡状态后，纸面内的电场线和等势面分布如图所示，a、b两点关于金属球A、B的连线对称，c、d两点为金属球B表面的点。下列说法正确的是（ ）
A. 金属球B左侧带正电
B. c点的电势与d点的电势相等
C. 将带正电的试探电荷从a点移到f点，电势能增加
D. 电子在b点的电势能大于在c点的电势能
【答案】B
【解析】A．由于金属球A带正电，根据静电感应原理可知，金属球B左侧带负电，右侧带正电，故A错误；
B．达到静电平衡的导体为等势体，可知c点的电势与d点的电势相等，故B正确；
C．沿电场方向电势降低，由题图可知，a点的电势高于f点的电势，则将带正电的试探电荷从a点移到f点，电场力做正功，电势能减少，故C错误；
D．由题图可知，b点的电势高于c点的电势，根据
由于电子带负电，所以电子在b点的电势能小于在c点的电势能，故D错误。
6. 在图甲所示的x轴上固定一个带负电的点电荷Q（图甲中未画出），A、B为x轴上的两点，在A、B两点分别放置不同的试探电荷，以x轴的正方向为电场力的正方向，放在A、B两点的试探电荷所带电荷量与其受到的电场力的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. A点的电场强度大小为
B. A点的电场强度大于B点的电场强度
C. 点电荷Q在A、B之间
D. 点电荷Q在B点右侧
【答案】D
【解析】AB．根据
变形得
即乙图的斜率表示，由乙图可得A、B图线的斜率分别为
，
解得
，
可知A点的电场强度小于B点的电场强度，故AB错误；
CD．由乙图可知，两点电荷受到的电场力方向相同，都向x轴正方向，因两试探电荷都为正电荷，故点电荷Q在B点右侧，故C错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示，水平地面上方有水平向右的范围足够大的匀强电场，从地面上的A点将一带正电的小球沿竖直方向向上以初速度抛出，小球落在水平地面上的C点，B点为小球运动过程中的最高点，B、C两点均未画出。忽略空气阻力的影响，则A、B两点和B、C两点间的电势差之比为（ ）
A. 1：3B. 1：4C. 2：5D. 1：5
【答案】A
【解析】设小球质量为m，电量为q，重力加速度为g，电场强度为E，对小球受力分析，可知小球在竖直方向受力重力作用，在水平方向受电场力作用，则从A到B过程，在竖直方向上的速度减为零，则所用时间为
此时小球在水平方向的位移为
其中
联立解得
速度为
则A、B两点的电势差为
同理，小球从最高点B到C点，竖直方向受重力作用，水平方向受电场力作用，而在竖直方向高度和加速度都不变，故此过程所用时间仍
则水平方向的位移为
则B、C两点的电势差为
故A、B两点和B、C两点间的电势差之比为
故选A。
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，有多项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，实线MN是带负电的场源电荷产生的电场中的一条方向已标出的电场线，场源电荷不在M点就在N点，虚线AB是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带正电
B. 粒子在B点的加速度比在A点的加速度大
C. B点的电势比A点的电势高
D. 粒子在B点的电势能比在A点的电势能小
【答案】AC
【解析】A．由于负点电荷产生的场强方向指向场源电荷，可知场源电荷在M点，由曲线运动受到的合力方向位于轨迹的凹侧，可知粒子受到的电场力指向场源电荷，则粒子带正电，故A正确；
B．根据
由于A点离场源电荷更近，所以A点的场强大于B点的场强，粒子在B点受到的电场力小于在A点受到的电场力，则粒子在B点的加速度比在A点的加速度小，故B错误；
CD．离场源负点电荷越近，电势越低，所以B点的电势比A点的电势高；根据
由于粒子带正电，所以粒子在B点的电势能比在A点的电势能大，故C正确，D错误。
故选AC。
9. 如图所示，在光滑绝缘水平面xOy内存在平行于y轴负方向、电场强度大小为E的匀强电场，一带正电小球（视为点电荷）从y轴上的P点以初速度射入第一象限，小球经过x轴上Q点时的速度方向与x轴的夹角为60°。下列说法正确的是（ ）
A. 小球经过Q点时的速度大小为
B. OP、OQ之比为
C. P、Q连线与x轴的夹角为30°
D. 小球从P点到Q点的过程中，小球的动能变化量为小球初动能的3倍
【答案】AD
【解析】A．小球在电场中做平抛运动，在Q点时的速度方向与x轴的夹角为60°，则有
解得小球经过Q点时的速度大小为
故A正确；
B．小球经过Q点时沿y轴方向的分速度大小为
根据运动学公式可得
，
联立可得OP、OQ之比为
故B错误；
C．P、Q连线与x轴夹角正切值为
故C错误；
D．小球从P点到Q点的过程中，动能变化量为
可知小球的动能变化量为小球初动能的3倍，故D正确。
故选AD。
10. 在光滑绝缘的水平面内有一沿x轴方向的静电场，其电势随坐标x变化的图线如图所示，图中、d均为已知量。现将一质量为m、电荷量为q的带负电小球从处由静止开始释放，则下列说法正确的是（ ）
A. 间与间的电场强度相同
B. 小球释放后先向x轴负方向运动
C. 小球到达处时的动能为
D. 小球运动过程中的最大速度为
【答案】BC
【解析】A．根据图线的斜率表示场强，可知间与间的电场强度大小相等，方向相反，故A错误；
B．根据沿电场方向电势降低可知，可知处的场强方向沿x轴正方向，由于小球带负电，所以小球释放后先向x轴负方向运动，故B正确；
C．小球从处由静止开始释放运动到过程，根据动能定理可得
可得小球到达处时的动能为
故C正确；
D．根据对称性可知，小球从到做加速运动，从到做减速运动，小球在处的速度最大，则有
解得
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏等组成，如图所示，示波器的和两对电极均不加电压时，电子束从电子枪中射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑。
（1）如果电极之间不加电压，在之间加上电压，X极板的电势比极板的电势高，则电子枪射出电子束后，打在荧光屏上的光斑偏向______（填“X”或“”）极板；若要使荧光屏上的光斑偏向Y极板，则应在之间加上电压，且______（填“Y”或“”）极板的电势高。
（2）如果在电极和间加上的电压相等，和极板的长度相等，板距相等，则电子束通过的时间______（填“大于”“小于”或“等于”）通过的时间；打在荧光屏上的光斑在______。
A．方向上偏转更多
B．方向上偏转更多
C．方向和方向偏转一样多
【答案】（1）X Y （2）等于 C
【解析】（1）[1]如果电极之间不加电压，在之间加上电压，X极板的电势比极板的电势高，则电子枪射出电子束后，由于电子带负电，所以电子向电势高的极板偏转，则打在荧光屏上的光斑偏向X极板；
[2]若要使荧光屏上的光斑偏向Y极板，则应在之间加上电压，且Y极板的电势高。
（2）[1]由于电子平行极板方向做匀速直线运动，且和极板的长度相等，则电子束通过的时间等于通过的时间；
[2]根据
，
，
由于电子通过的时间等于通过的时间，且电子在极板和极板中的加速度相等，所以电子沿方向的偏移量等于沿方向的偏移量，则打在荧光屏上的光斑在方向和方向偏转一样多。
故选C。
12. 贾同学利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，S为单刀双掷开关，R为定值电阻，C为电容器，A为理想电流表（测量电路中的电流），V为理想电压表（测量两极板间的电压）。
（1）当开关S接______（填“1”或“2”）时，电容器处于充电过程，此过程中电压表的示数U随时间t变化的图像为______。
A. B. C. D.
（2）改接开关，使电容器放电，记录下电流随时间变化的图像如图乙所示，已知图乙中所围的面积约为70个方格。分析图像可知，每个方格代表的电荷量为_____C；已知放电前电容器两极板间的电压为12V，则电容器的电容为______mF。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）1 B （2） 0.47
【解析】（1）[1]当开关S接1时，电容器与电源相连，电容器处于充电过程；
[2]开关接1时，此时电容器处于充电过程，根据
由于电容不变，不断变大，所以两极板电压不断增加，最终趋于稳定等于电源电动势。
故选B。
（2）[1]分析图像可知，每个方格代表的电荷量为
[2]电容器放电前所带的电荷量为
已知放电前电容器两极板间的电压为12V，则电容器的电容为
13. 如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一等腰直角三角形，底边BC的长度d＝0.4m，D点为BC的中点，电场强度的方向平行于所在平面，B点与大地相连。现将一质子从A点移动到B点，电场力做的功为120eV，将一电子从D点移动到B点，电场力做的功为-120eV，质子带正电，电子和质子的电荷量（绝对值）均为e。求：
（1）A点的电势；
（2）匀强电场的电场强度大小E。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）将一质子从A点移动到B点，电场力做的功为120eV，则有
又
解得A点的电势
（2）将一电子从D点移动到B点，电场力做的功为-120eV，则有
又
解得D点的电势
可知AD连线为等势线，则匀强电场的电场强度方向由D指向B，大小为
14. 如图所示，等边三角形ABC位于竖直平面内，AB边水平，顶点C在AB边上方，两个点电荷分别固定在A点和C点。现将质量为m、电荷量为＋q的试探电荷放置在B点，试探电荷恰好静止，重力加速度大小为g。
（1）判断固定在A点和C点的点电荷的正负（直接写出结论，无须论证说明）；
（2）求B点处的电场强度大小E；
（3）求固定在A点和C点的点电荷的电荷量绝对值之比。
【答案】（1）A点的点电荷带正电，C点的点电荷带负电 （2） （3）
【解析】（1）将质量为m、电荷量为＋q的试探电荷放置在B点，试探电荷恰好静止，可知试探电荷受到的电场力竖直向上，则A点和C点的点电荷在B点的合场强方向竖直向上，A点的点电荷带正电，C点的点电荷带负电。
（2）根据受力平衡可得
可得B点处的电场强度大小为
（3）如图所示
设等边三角形的边长为，则有
，
根据图中几何关系可得
联立可得固定在A点和C点的点电荷的电荷量绝对值之比
15. 如图所示，ABCD为竖直平面内的绝缘光滑轨道，其中AB部分为倾角的斜面，BCD部分为半径为R的四分之三圆弧轨道，与斜面平滑相切于B点，CD为直径，整个轨道固定在水平向右的匀强电场中。现将一电荷量为＋q、质量为m的小滑块（视为质点）从斜面上的A点由静止释放，小滑块在沿斜面加速的过程中对斜面始终没有压力，A、B两点间的距离，重力加速度大小为g。
（1）求A、B两点间的电势差；
（2）小滑块通过C点时求圆弧道对小滑块的支持力大小；
（3）已知小滑块恰好通过D点，求小滑块通过D点后落在AB上的落点到B点的距离L。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）小滑块在沿斜面加速的过程中对斜面始终没有压力，可知电场力与重力的合力方向沿斜面向下，则有
解得场强大小为
则A、B两点间的电势差为
（2）小滑块从A点到C点过程，电场力与重力的合力沿斜面向下，大小为
根据动能定理可得
在C点，根据牛顿第二定律可得
联立解得圆弧道对小滑块的支持力大小为
（3）已知小滑块恰好通过D点，在D点电场力与重力的合力刚好提供向心力，则有
解得小滑块通过D点速度大小为
小滑块离开D点后做类平抛运动，从D点到落在AB上的落点过程，沿方向有
沿合力方向有
，
联立解得
由几何关系可知，落在AB上的落点到B点的距离为