河北省保定市唐县第一高级中学2023-2024学年高二上学期9月月考物理试题（原卷版+解析版）

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物理试题

一、单选题（共8小题，每小题4分）

1.关于点电荷、电场强度、静电感应、电势能，下列说法正确的是（）

A.点电荷一定是电荷量很小的电荷

B.沿电场线方向，电场强度越来越小

C.金属导体有静电屏蔽的作用，运输汽油时把汽油装进金属桶比装进塑料桶更安全

D.在电场中同一位置，正检验电荷的电势能大于负检验电荷的电势能

2.如图所示，P为均匀带正电球体，四分之一圆弧形金属板靠近带电球体，圆弧的圆心与球心重合，金属板接地，稳定时，下列判断正确的是（）

A.仅在A点有感应的负电荷B.仅在B点有感应的负电荷

C.AB圆弧面有感应的负电荷D.CD圆弧面有感应的正电荷

3.自动体外除颤器是一种便携式的医疗设备，在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内，对心脏骤停患者利用自动体外除颤器（AED）可进行有效的除颤和心肺复苏。某型号自动体外除颤器的电容器电容是，充电后电容器的电压达到，某次对某心脏骤停患者进行除颤时，平均放电电流达到（电荷量平均放电电流×放电时间），则下列说法正确的是（）

A.电容器充电后电荷量为B.电容器的平均放电时间为

C.不同患者进行除颤时平均电流相同D.电容器放电过程中电容器的电容逐渐减小

4.如图所示，A、B两个带电小球用长为L的绝缘细线连接，A球固定，B球悬吊，B球质量为m，重力加速度为g，两球带电量相等，剪断细线的一瞬间，B球加速度大小为，不计小球的大小，静电力常量为k，则（）

AA、B两球带同种电荷

B.细线未断时，细线上拉力大小为

C.B球的带电量大小为

D.未剪断细线时释放A球，释放的一瞬间，A球加速度大小为g

5.如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，正极板与一灵敏静电阻相接，电容器的电荷量可认为不变，静电计指针偏转一定的角度。以C表示电容器的电容、表示P点的电势。下列说法中正确的是（）

A.若将电容器充上更多电再断开，变大，C变大

B.若将正极板也接地，电容器放电，变小，C变小

C.若正极板向右移动，变大，不变

D.若正极板向右移动，变大，变大

6.质量为的物块在水平面内运动的图像如图所示，物块在0～7s内的位移为零。则此过程中物块受到的合外力最大值为（）

A.B.C.D.

7.电子显微镜通过电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，其中一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，其轨迹如图中实线所示，a、b是轨迹上的两点，下列说法正确的是（）

A.a点场强大于b点场强

B.a点电势高于b点电势

C.电子在a点的动能大于b点的动能

D.电子在a点所受电场力小于b点所受电场力

8.空间存在平行于纸面的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在电场中的A点以大小为的初速度在纸面内向右射入电场，粒子经过t时间运动到B点，A、B连线与初速度垂直，粒子运动到B点时，速度大小为v，速度方向与AB延长线夹角为，不计粒子的重力，，则匀强电场的电场强度大小为（）

A.B.C.D.

二、多选题（共2小题，每小题5分，全选对得5分，对但不全的得2分，错选不得0分）

9.如图所示，直线为点电荷电场中的一条电场线（方向未标出），A、B、C为电场线上等间距的三点，一个带负电粒子从电场中P点（图中未标出）分三次以不同的方向射出，仅在电场力作用下分别经过A、B、C三点，粒子经过这三点时，在A点速度变化最快，则A、B、C三点中（）

A.A点场强最大

B.场强方向从A指向C

C.A点电势最高

D.A、B间电势差绝对值大于B、C间电势差绝对值

10.某静电场中x轴正半轴上电场强度随x轴上位置变化规律如图所示，x轴正方向为电场强度正方向，x轴负方向为电场强度负方向，一个带电粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到处，不计粒子的重力，则下列判断正确的是（）

A.粒子运动到处时速度最大

B.粒子从到的过程中，先做加速运动后做减速运动

C.粒子从到的过程中，加速度一直减小

D.O点和之间电势差绝对值与和之间电势差绝对值相等

三、实验题（共两小题，每空2分，共16分）

11.某同学要将一小量程电流表（满偏电流为，内阻为）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻，。

（1）当开关S接A端时，该电流表量程为0~______mA，内阻______。

（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时______。（填“大”或“小”）

（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用______（填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。

12.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5Ω）、电压表、电流表、滑动变阻器（最大阻值为15Ω）、干电池组（电动势3V，内阻较小）、导线若干。实验过程如下：

（1）如图甲所示，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，再旋动_________（填“A”、“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音为止。测量读数如图乙所示，则d=_________mm；

（2）该小组利用实验器材按图丙所示连接电路，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，则金属丝的长度L=_________．（用R、d、ρ表示）

四、解答题（共3小题，13题12分，14题14分，15题16分，共42分）

13.如图所示，光滑绝缘的斜面倾角为37o，一带电量为+q的小物体质量为m，置于斜面上，当沿水平方向加一如图所示的匀强电场时，小物体恰好处于静止状态，从某时刻开始，电场强度突然减为原来的0.5，重力加速度为g（sin37°=0.6，cos37°=0.8，tan37°=0.75）求：

（1）原来电场强度的大小；

（2）当电场强度减小后物体沿斜面下滑距离为L时动能。

14.如图所示，已知电子质量为m、电荷量为e，有一电子初速度为零，经电压加速后，进入两块间距为d的平行金属板间。若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能从金属板边缘穿出电场，飞出时速度的偏转角为θ，电子重力不计求∶

（1）电子刚进入板间电场时的速度大小v0。

（2）电子离开电场时的速度大小v。

（3）平行金属板间的电场强度大小E。

15.如图所示，AC水平轨道上AB段光滑，BC段粗糙，且LBC=2m，CDF为固定在竖直平面内半径为R=0.2m的光滑半圆轨道，两轨道相切于C点，CF右侧有电场强度E=1×10N/C的匀强电场，方向水平向右。一根轻质绝缘弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与带负电的滑块P（可视为质点）接触但不连接，弹簧原长时滑块在B点。现向左压缩弹簧后由静止释放，已知滑块P的质量为m=0.2kg，电荷量为q＝-1.5×10-3C，与轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.25，忽略滑块P与轨道间的电荷转移。已知g=10m/s。

（1）若滑块P运动到F点的瞬间对轨道压力为2N，求滑块运动到与O点等高的D点时对轨道的压力；

（2）欲使滑块Р能进入圆轨道而且在进入圆轨道后不脱离圆轨道（即滑块只能从C点或者F点离开半圆轨道），求弹簧最初释放的弹性势能的取值范围。（结果可用根号表示）

唐县第一高级中学2023-2024学年高二上学期9月月考

物理试题答案解析

一、单选题（共8小题，每小题4分）

1.关于点电荷、电场强度、静电感应、电势能，下列说法正确的是（）

A.点电荷一定是电荷量很小的电荷

B.沿电场线方向，电场强度越来越小

C.金属导体有静电屏蔽的作用，运输汽油时把汽油装进金属桶比装进塑料桶更安全

D.在电场中同一位置，正检验电荷的电势能大于负检验电荷的电势能

【答案】C

【解析】

【详解】A．带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状和电量多少无具体关系，A项错误；

B．沿电场线方向，电势逐渐降低，但电场强度的大小与电场线疏密有关，B项错误；

C．金属桶可把积累的电荷导走，故用金属桶装易燃的汽油要安全，选项C正确；

D．若电场中某一点的电势值为正，则该点正检验电荷的电势能大于负检验电荷的电势能；若电场中某一点的电势值为负，该点正检验电荷的电势能小于负检验电荷的电势能，D项错误。

故选C。

2.如图所示，P为均匀带正电球体，四分之一圆弧形金属板靠近带电球体，圆弧的圆心与球心重合，金属板接地，稳定时，下列判断正确的是（）

A.仅在A点有感应的负电荷B.仅在B点有感应的负电荷

C.AB圆弧面有感应的负电荷D.CD圆弧面有感应的正电荷

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．AB圆弧面为近端，感应出负电荷，故A、B错误，C正确；

D．由于金属板接地，CD圆弧面没有感应电荷，故D错误。

故选C。

3.自动体外除颤器是一种便携式的医疗设备，在最佳抢救时间的“黄金4分钟”内，对心脏骤停患者利用自动体外除颤器（AED）可进行有效的除颤和心肺复苏。某型号自动体外除颤器的电容器电容是，充电后电容器的电压达到，某次对某心脏骤停患者进行除颤时，平均放电电流达到（电荷量平均放电电流×放电时间），则下列说法正确的是（）

A.电容器充电后的电荷量为B.电容器的平均放电时间为

C.不同患者进行除颤时平均电流相同D.电容器放电过程中电容器的电容逐渐减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．充电后电容器的带电量

故A错误；

B．电容器的平均放电时间

故B正确；

C．不同患者的电阻不同，因此平均电流不同，故C错误；

D．电容器放电过程电容器的电容保持不变，故D错误。

故选B。

4.如图所示，A、B两个带电小球用长为L的绝缘细线连接，A球固定，B球悬吊，B球质量为m，重力加速度为g，两球带电量相等，剪断细线的一瞬间，B球加速度大小为，不计小球的大小，静电力常量为k，则（）

A.A、B两球带同种电荷

B.细线未断时，细线上拉力大小为

C.B球的带电量大小为

D.未剪断细线时释放A球，释放的一瞬间，A球加速度大小为g

【答案】C

【解析】

【详解】A．由于剪断细线的一瞬间，B球加速度大小为0.6g，小于重力加速度，说明两球相互吸引，所以带异种电荷，根据牛顿第二定律，有

解得

故A错误；

B．细线未断时，对B球，根据平衡条件，有

可得细线上拉力大小为

故B错误；

C．由库仑力公式，有

解得

故C正确；

D．未剪断细线时释放A球，释放的一瞬间，A球受到向下的重力、库仑力，因此A球加速度大小大于g，故D错误。

故选C。

5.如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，正极板与一灵敏静电阻相接，电容器的电荷量可认为不变，静电计指针偏转一定的角度。以C表示电容器的电容、表示P点的电势。下列说法中正确的是（）

A.若将电容器充上更多的电再断开，变大，C变大

B.若将正极板也接地，电容器放电，变小，C变小

C.若正极板向右移动，变大，不变

D.若正极板向右移动，变大，变大

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据

，

可知电容器的电容由插入极板间的电介质、正对面积、板间距共同决定，与充电、放电均无关，而当给电容器充电时，电荷量变大，静电计指针张角变大，若电容器充满电后，电荷量稳定不变，静电计指针张角不变；当电容器正极板与大地相连构成回路，电容器放电，而当电容器放电时，电荷量减小，因此两极板间的电压减小，静电计指针张角减小，故AB错误；

CD．若将正极板向右移动，则根据

，

可知，电容器的电容将减小，而电荷量不变，因此电容器两极板间的电压将增大，静电计指针张角变大，而再结合

三式联立可得

即当电容器两极板所带电荷量不变的情况下，增大或者减小板间距电场强度不变，而负极板接地，电势为0，负极板与P点的距离不变，根据

可知，P点的电势不变，故C正确，D错误。

故选C。

6.质量为的物块在水平面内运动的图像如图所示，物块在0～7s内的位移为零。则此过程中物块受到的合外力最大值为（）

A.B.C.D.

【答案】D

【解析】

【详解】设物块在运动过程中t时刻速度为零，图像与横轴围成的面积表示物块的位移，物块在0～7s内的位移为零，所以正面积与负面积大小相等，则

解得

则最大加速度大小

最大合外力

经过以上分析，ABC错误，D项正确。

故选D。

7.电子显微镜通过电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，其中一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，其轨迹如图中实线所示，a、b是轨迹上的两点，下列说法正确的是（）

A.a点场强大于b点场强

B.a点电势高于b点电势

C.电子在a点的动能大于b点的动能

D.电子在a点所受电场力小于b点所受电场力

【答案】D

【解析】

【详解】AD．a点处等差等势面较稀疏，则a点场强小于b点场强，电子在a点所受电场力小于b点所受电场力，故A错误，D正确；

B．由电子的运动轨迹可知，沿管轴的电场力方向向右，则场强方向向左，a点电势低于b点电势，故B错误；

C．由于a点电势低于b点电势，则电子在a点的电势能大于在b点的电势能，电子在a点的动能小于b点的动能，故C错误。

故选D。

8.空间存在平行于纸面的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在电场中的A点以大小为的初速度在纸面内向右射入电场，粒子经过t时间运动到B点，A、B连线与初速度垂直，粒子运动到B点时，速度大小为v，速度方向与AB延长线夹角为，不计粒子的重力，，则匀强电场的电场强度大小为（）

AB.C.D.

【答案】D

【解析】

【详解】将粒子的运动沿AB方向和垂直AB方向分解，在沿AB方向的速度变化量

该方向的分加速度

在垂直AB方向的速度变化量

该方向的分加速度

因此合加速度

根据牛顿第二定律

解得

故选D。

二、多选题（共2小题，每小题5分，全选对得5分，对但不全的得2分，错选不得0分）

9.如图所示，直线为点电荷电场中的一条电场线（方向未标出），A、B、C为电场线上等间距的三点，一个带负电粒子从电场中P点（图中未标出）分三次以不同的方向射出，仅在电场力作用下分别经过A、B、C三点，粒子经过这三点时，在A点速度变化最快，则A、B、C三点中（）

A.A点场强最大

B.场强方向从A指向C

C.A点电势最高

D.A、B间电势差绝对值大于B、C间电势差绝对值

【答案】AD

【解析】

【详解】A．粒子在A点速度变化最快，说明粒子在A点加速度最大，三点中A点离场源电荷最近，A点场强最大，A项正确；

BC．不能确定场源电荷的电性，因此不能确定场强方向，也不能确定电势高低，BC项错误；

D．离场源电荷越远，场强越小，由可知，A、B间电势差绝对值大于B、C间电势差绝对值，D项正确。

故选AD。

10.某静电场中x轴正半轴上电场强度随x轴上位置变化规律如图所示，x轴正方向为电场强度正方向，x轴负方向为电场强度负方向，一个带电粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到处，不计粒子的重力，则下列判断正确的是（）

A.粒子运动到处时速度最大

B.粒子从到的过程中，先做加速运动后做减速运动

C.粒子从到的过程中，加速度一直减小

D.O点和之间电势差绝对值与和之间电势差绝对值相等

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据图像可知粒子在从O点到x2的过程中，电场力一直做正功，所以粒子运动到处时速度最大，故A错误；

B．粒子从0到的过程中，粒子做加速运动，从到的过程中，粒子做减速运动，所以粒子先做加速运动后做减速运动，故B正确；

C．粒子从到过程中，电场强度先减小后增大，根据牛顿第二定律可知加速度先减小后增大，故C错误；

D．根据题意可知粒子刚好从O点运动到x=x3处，则O点和处电势相等，因此O点和之间电势差绝对值与和之间电势差绝对值相等，故D正确。

故选BD。

三、实验题（共两小题，每空2分，共16分）

11.某同学要将一小量程电流表（满偏电流为，内阻为）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻，。

（1）当开关S接A端时，该电流表的量程为0~______mA，内阻______。

（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时______。（填“大”或“小”）

（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用______（填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。

【答案】①.1②.300③.大④.乙

【解析】

【详解】（1）[1][2]由图可知当S接A时，R1和R2串联接入电路，和电流表并联，则

该电流表的内阻为

满偏时电流表两端的电压为

此时通过R1和R2的电流为

所以总电流为

故该电流表量程为0~1mA，内阻。

（2）[3]当开关S接B端时，由图可知R1和电流表串联再和R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大；所以比接在A端时大。

（3）[4]图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。

12.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5Ω）、电压表、电流表、滑动变阻器（最大阻值为15Ω）、干电池组（电动势3V，内阻较小）、导线若干。实验过程如下：

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

（2）该小组利用实验器材按图丙所示连接电路，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，则金属丝的长度L=_________．（用R、d、ρ表示）

【答案】①.C②.0.627##0.626##0.628##0.629③.④.

【解析】

【详解】（1）[1][2]金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动微调旋钮C；读数为

（2）[3]完整实物图如下：

（3）[4]由电阻定律有

，

解得

四、解答题（共3小题，13题12分，14题14分，15题16分，共42分）

13.如图所示，光滑绝缘的斜面倾角为37o，一带电量为+q的小物体质量为m，置于斜面上，当沿水平方向加一如图所示的匀强电场时，小物体恰好处于静止状态，从某时刻开始，电场强度突然减为原来的0.5，重力加速度为g（sin37°=0.6，cos37°=0.8，tan37°=0.75）求：

（1）原来电场强度的大小；

（2）当电场强度减小后物体沿斜面下滑距离为L时的动能。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对小物块进行受力分析，由平衡条件得

即

（2）当场强减半，小物体沿斜面下滑距离为L时，根据动能定理得

解得

14.如图所示，已知电子质量为m、电荷量为e，有一电子初速度为零，经电压加速后，进入两块间距为d的平行金属板间。若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且