2023-2024学年江西省南昌市南昌县莲塘第一中学高二上学期10月月考物理试题（解析版）

莲塘一中2023-2024学年上学期高二10月质量检测物理试卷一、选择题（1-8单选，9-12多选，每题4分共48分）1.下列关于等势面的说法正确的是（）A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B.等势面上各点的场强相等C.等差等势面越密的地方，场强越大D.在负的点电荷形成的电场中，电场线由低等势面指向高等势面【答案】C【解析】【详解】A．电荷在等势面上移动时，电场力和速度方向垂直，所以不做功，故A错误；B．等势面上的电势相等，但是电场强度不一定相等，故B错误；C．等差等势面越密的地方，场强越大，故C正确；D．电场线都是由高等势面指向低等势面，故D错误。故选C。2.静止于坐标原点O的点电荷的电场中，任一点的电势与该点和点电荷之间的距离x的关系如图所示。A、B、C为x轴上等距的三点，取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是（）A.A、B、C三点的场强关系为：B.A、B、C三点的电势关系为：C.AB、BC间的电势差关系为：D.负电荷在A、B、C三点的电势能关系为：【答案】D【解析】【详解】A．依题意，根据点电荷场强公式，可知离点电荷距离越远，场强越小，可得故A错误；B．由图可知故B错误；C．根据知，因为AB的平均场强大于BC间的平均场强，所以有故C错误；D．根据电势能定义式，可知同一负电荷在电势高的地方电势能反而小，可得三点的电势能关系为故D正确。故选D。3.如图所示，一平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计的外壳接地。一带电油滴恰好静止于P点。现将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，下列说法正确的是（）A.带电油滴将向下运动B.静电计指针张角将变小C.电容器的带电量将增多D.P点的电势将降低【答案】C【解析】【详解】B．根据电容的决定式可知，平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，d变小，C变大，因电容器与直流电源连接，上极板下移过程中U不变，静电计指针张角不变，故B错误；C．根据电容的定义式C变大，U不变，则电容器的带电量Q将增多，故C正确；A．根据匀强电场与电势差的关系d变小，U不变，E增大，所以电场力增大，故带电油滴将向上运动，故A错误；D．由于E增大，P与下极板间的距离不变，P点与下极板间的电势差增大，而下极板的电势保持不变，所以P点的电势升高，故D错误。故选C。4.如图所示为一电容器，电容器上标有“；”，已知击穿电压为。则下列说法正确的是（）A.该电容器两极间的电压减少，电荷量减少B.电容器所带的电荷量为0时，电容器的电容也为0C.电容器允许施加最大电压为450vD.电容器所带电荷量最多为0.235C【答案】D【解析】【详解】A．由公式

可知，两极间的电压减少，则电荷量减少A错误；B．电容表征电容器容纳电荷的本领大小，与电压U和电量Q无关，给定的电容器电容C一定，B错误；C．击穿电压为表示能承受的最大电压为，C错误；D．电容器所带电荷量最多为D正确。故选D。5.如图所示，A、B、C是半径为r的圆周上等间距的三个点，在这些点上各固定一个点电荷，A点处的电荷量为-q，B、C两点处的电荷量均为+q，静电力常量为k，则圆心O处（）A.场强大小为，方向沿OA方向B.场强大小为为，方向沿AO方向C.场强大小为，方向沿OA方向D.场强大小为，方向沿AO方向【答案】A【解析】【详解】由点电荷的场强公式可知，各点电荷在O点产生的场强大小为电场强度是矢量，求合场强应用平行四边形定则，如下图所示A、B、C三个点电荷的合场强大小为方向由O指向A。故选A。6.如图所示，菱形ABCD处于方向水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中，其中心O固定一电荷量为Q的点电荷（电性末知）。已知AD与CD的夹角为60°，D点的电场强度为零。则下列说法正确的是（）A.O点电荷带负电B.A、C两点的电场强度相同C.C点的电场强度大小为2ED.B点的电场强度大小为2E【答案】D【解析】【详解】AC．D点电场强度为零，根据场强的叠加原理可知，O点电荷在D点处的场强方向水平向左，大小等于E，可知O点电荷带正电；同时有根据几何知识有，故O点电荷在C点处的场强大小为方向竖直向下，可知C点合场强大小为故AC错误；B．O点电荷在A、C两点处的场强大小相等，方向相反，由场强的矢量合成法则可知A、C两点的电场强度大小相同，方向不同，故B错误；D．O点电荷在B点处的场强方向水平向右，大小等于E，故B点的合场强大小为2E，故D正确。故选D。7.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为，质子的质量为，其电量为e，那么这束质子流内单位体积的质子数是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】质子加速过程有根据电流的微观定义式有解得故选D。8.如图所示，在同一竖直平面内，三根不可伸长的绝缘细绳一端固定于O点，细绳OA、OB的长度均为L，另一端分别系有三个质量相同的带正电小球A、B、C，电荷量均为q。三球平衡时恰好组成一个正三角形，细绳OC沿竖直方向，细绳OA、OB与OC的夹角均为30°。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g。下列判断正确的是（）A.小球的质量B.小球的质量C.细绳OA与OC的拉力大小之比为D.细绳OA与OC的拉力大小之比为1：3【答案】B【解析】【详解】AB．对B球进行受力分析，设OB绳上拉力为T，对B球列平衡方程，水平方向竖直方向解得故A错误，B正确；CD．细绳OC沿竖直方向，对C球受力分析得细绳OA与OB的拉力等大，所以细绳OA与OC的拉力大小之比为CD错误。故选B。9.带电荷量分别为和的两个点电荷固定放置，两电荷连线中点为，两点位于两电荷连线上，点位于两点电荷连线中垂线上，如图所示，则下列判断正确的是（）A.点的电场强度大于点的电场强度B.点的电势高于点的电势C.负试探电荷在点电势能大于其在点的电势能D.将正点电荷由点移到点，电场力做正功【答案】AB【解析】【详解】A．由于点离两点电荷的距离比点离两点电荷的距离小，可知两点电荷在点产生的电场强度都比在点产生的电场强度大，且两点电荷在点产生的电场强度方向相同，根据叠加原理可知，点的电场强度大于点的电场强度，故A正确；B．两点电荷连线之间的电场方向由正电荷指向负电荷，根据沿电场强度方向电势降低可知，点的电势高于点的电势，故B正确；C．由于点的电势大于点的电势，根据可知负试探电荷在点的电势能小于其在点的电势能，故C错误；D．由于点的电势大于点的电势，将正点电荷由点移到点，则有故D错误。故选AB。10.电场线是为了直观形象地描述电场分布，在电场中引入的一些假想的曲线。某电场的电场线分布如图所示（实线），一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线从O运动到P，则下列说法正确的是（）A.粒子一定带负电B.粒子在P点的加速度一定大于在O点的加速度C.粒子在P点的速度一定大于在O点的速度D.P点的电势一定高于O点的电势【答案】BC【解析】【详解】A．显然，该粒子在电场中做曲线运动，而做曲线运动的物体，其轨迹夹在速度方向与合力方向之间，且所受合外力指向轨迹的凹侧面，由此可判断该粒子带正电，故A错误；B．电场线越密集的地方电场强度越大，显然P点的电场线比O点的更密集，因此可知P点的电场强度更大，根据牛顿第二定律有可知，电场强度越大，加速度越大，即粒子在P点的加速度一定大于在O点的加速度，故B正确；C．做出粒子从O点到P点过程中某位置处的速度方向与所受电场力的方向，如图所示可知，粒子从O点到P点过程中电场力的方向与速度方向之间的夹角为锐角，因此粒子从O点到P点过程中做加速运动，则粒子在P点的速度一定大于在O点的速度，故C正确；D．根据以上分析可知，粒子从O点到P点过程中电场力做正功，粒子的动能增加势能减小，即粒子在P点的电势一定低于O点的电势，故D错误。故选BC。11.在光滑的水平面内有一沿轴方向的静电场，其电势随坐标变化的图线如图所示（、均为已知量）。现有一质量为、电荷量为的带负电小球从点以某一初速度沿轴正方向射出，则下列说法正确的是（）A.在间的电场强度沿轴负方向，大小为B.间与间电场强度相同C.只要，该带电小球就能运动到处D.只要该带电小球就能运动到处【答案】BD【解析】【详解】A．在间，沿轴正方向电势逐渐降低，则电场强度方向沿轴正方向，大小为，A错误；B．图线的切线斜率表示场强，在间与间图线的切线斜率相同，电场强度相同，B正确；C．带负电小球沿轴正方向运动过程，电场力在间做负功，则只要带电小球恰好能运动到处，小球就能运动到处，过程，由动能定理有解得即只要，带电小球就能通过处，也能到达处，C错误，D正确。故选BD。12.我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯。假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，U0、I0为已知，则（）A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小B.在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβC.在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0D.在A点，白炽灯的电阻可表示为【答案】CD【解析】【详解】A．I-U图像某点割线的倒数为该状态下的电阻大小，观察图像可知，白炽灯的电阻随电压的增大而增大，A错误；BD．在A点，白炽灯的电阻可表示为，不能表示为tanβ或tanα，故B错误，D正确；C．在A点，白炽灯的功率可表示为C正确。故选CD。二、解答题（13题8分，14题10分，15题10分，16题12分，17题12分，共52分）13.如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5cm，bc＝12cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为的正电荷从a点移到b点时静电力做功为，从b点移到c点时静电力做功为。求：（1）匀强电场的场强E的大小；（2）a、c两点间的电势差Uac。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题，由W1=qELab得（2）a、c两点的电势差为14.如图所示，a、b、c、d为某匀强电场中的四个点，且ab=bc=ac=20cm，d为b、c的中点，电场线与四个点所在平面平行，已知=20V，=24V，=16V。求：（1）电场强度E的大小和方向；（2）将一个电荷量为1.8×10-8C的负电荷，从c点移到a、d连线的中点，电场力所做的功是多少？【答案】（1），b指向c；（2）【解析】【详解】（1）根据题意可知d点的电势为因为ad为等势线，电场线与等势线垂直，且从高电势指向低电势，所以电场线沿着bc且从b指向c，根据匀强电场电场强度的表达式得（2）ad为等势线，连线上各点电势相等，所以点电荷从c点移到a、d连线的中点的过程电场力做的功为15.空间存在竖直向下的匀强电场E=5×105V/m，一带负电小球，电量为q=8×10-6C，质量为m=0.2kg。从A点由静止释放，经过一段时间后到达上方B点，AB间距离L=10cm。重力加速度g取10m/s2，求:（1）AB间电势差为多少。（2）小球到达B点的速度为多少。【答案】（1）-5×104V；（2）m/s【解析】【详解】（1）由沿着电场线方向电势逐渐降低可知，UAB<0根据匀强电场电势差与电场强度关系得,UAB=-EL=-5×105×0.1V=-5×104V（2）A到B段根据动能定理得代入数据解得16.如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于极板C、D的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场及偏转电场的电压分别为U1、U2，偏转电场的极板长度为L，C、D极板间距为d，在偏转电场的右侧有一挡板E以及足够大的荧光屏MN。已知挡板E与极板CD右端的距离为L，挡板E的长度为0.5d，B板的小孔，E板的中心均在CD连线的中垂线上，初始时刻电子处于A极板的中心，忽略电子所受重力。（1）求电子刚离开加速电场时的速度大小（用题中已给的物理量符号表示）；（2）求电子刚离开偏转电场时的偏转距离（用题中已给的物理量符号表示）；（3）若保持极板C、D的电性不变，请问调节U2在什么范围内可以使电子打到荧光屏MN上（用题中已给的物理量符号表示）？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设电子刚离开加速电场时的速度为v0，则解得（2）电子从C、D极板的左端进入偏转电场后做类平抛运动，加速度为运动时间为所以偏转距离为（3）临界情形一：电子恰好从挡板E的边缘掠过，设电子在偏转电场中的偏转距离为y1，如图根据类平抛运动的规律有根据已知条件有由于三角形GHJ与三角形GIF相似，因此即解得临界情形二：电子恰好从D极板右端掠过，电子在偏转电场中的偏转距离为所以要使电子能打到荧光屏MN上需满足条件联立解得17.如图所示，质量为m、带电量为q的小球，用长为L的细线固定在O点，当加上水平向右的匀强