2023-2024年浙江省杭州市富阳区实验中学高二上学期10月月考物理试题（解析版）

杭州市富阳区实验中学2023学年第一学期高二10月考物理学科问卷时间：90分钟分值：100分一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.有关电场强度理解，下述说法正确的是（）A.由可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力F成正比B.当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度C.由可知，在离点电荷很近的地方，r接近于零，电场强度为无穷大D.电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关【答案】D【解析】【详解】ABD．电场强度E可以根据定义式来测量，电场强度就等于每单位正电荷所受的力，但场强与试探电荷无关，是由电场本身决定的，是电场的一种性质，与试探电荷是否存在无关，故AB错误，D正确；C．库仑力属于强相互作用，是一种远程力，点电荷电场的决定式，也不适用于r接近0的情况，故C错误。故选D。2.2020年9月21日，《自然·天文学》在线发表了中国慧眼卫星最新观测结果：在高于200keV以上的能段发现了黑洞双星系统的低频QPO，这是迄今为止发现的能量最高的低频QPO现象。其中eV指的是一个电子经过1伏特电势差加速后获得的能量，则“200keV”的能量是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】根据题意得故选A。3.在两个半圆柱面构成的区域内，有一均匀的径向电场，径向宽度很小，电场线如图中的径向实线所示。欲使电荷量相同的正离子从左端进入，沿同一半圆路径运动后从右端射出，这些离子应具备相同的（）A.比荷 B.动能 C.速度 D.质量【答案】B【解析】【详解】正离子在均匀辐向电场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有变形后可得因电荷量相同，则这些粒子的动能相同。故选B。4.2022年北京冬奥会开幕式上，由一朵朵代表各个参赛国家的“小雪花”组成一朵“大雪花”后，奥运圣火在其中央点燃，如图甲，让全世界惊叹。某同学发现每朵“小雪花”的基本形状如图乙所示，并利用绝缘弧形细条摆成模型，若其左右分别均匀分布着等量异种电荷。a、b、c、d四点均位于对称轴上，且它们与中心点的距离均相等。则（）A.a点场强大于b点场强B.a、c两点的电势相等C.b、d两点的场强相等D.正的试探电荷从b点到d点电势能增加【答案】C【解析】【详解】A．根据图像分析可知，从无穷远到对称轴中心点位置，ac所在轴上的场强大小先增大后减小。bd所在轴上的场强大小一直增大。由于无法确定ab两点的具体位置，故无法判断ab两点的场强大小。故A错误；B．由图可知，电场方向为从左至右，根据沿电场方向，电势降低。因此a点电势比c点电势高。故B错误；C．根据对称性可知，b、d两点的场强大小相等，方向相同，故C正确；D．根据对称性可知，b、d两点的电势均为零。则正的试探电荷从从b点到d点电场力做功为零，电势能不变，故D错误。故选C。【点睛】根据对称性分析处场强的关系。沿着电场线的方向电势逐渐降低。结合电性得出电势能的变化。5.心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的医疗设备，其工作原理是通过一个充电的电容器对心室纤颤患者皮肤上安装的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏停止跳动，再刺激心室纤颤患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，若心脏除颤器的电容器电容为15μF，充电至9.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完成放电，放电结束时电容器两极板间的电势差减为零。下列说法正确的是（）A.若充电至4.5kV，则该电容器的电容为7.5μF B.充电至9.0kV时，该电容器所带电荷量是0.27CC.这次放电过程中有0.135C的电荷通过人体组织 D.这次放电过程中通过人体组织的电流是恒定不变的【答案】C【解析】【详解】A．电容器充电的过程中，电容器的电容C不变，仍为15μF，故A错误；BC．根据可知充电至9.0kV时，该电容器所带电荷量是0.135C，放电结束后电势差减为零此次放电过程中有0.135C的电荷通过人体组织，故B错误，C正确；D．电容器放电的过程中电流并不恒定，故D错误。故选C。【点睛】本题考查电容器电容的概念以及电容器充放电的特点。6.如图所示，a、b、c是匀强电场中同一平面上的三点，各点的电势分别为、、。则在下列各示意图中能表示该电场强度E方向的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】A．bc两点的连线不是等势线，所以电场不和其连线垂直，A错误；B．，两点电势不等，所以电场线不和其连线垂直，B错误；CD．和ab连线上的某点电势相等，所以电场线垂直其连线，根据电场线方向是从高电势指向低电势，D正确，C错误。故选D。7.如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，污浊空气通过过滤网后尘埃带电。图中充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极（接地）。下列说法正确的是（）A.通过过滤网后空气中的尘埃带正电B.尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大C.c、d两个电极之间的电场方向竖直向上D.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功【答案】B【解析】【详解】A．尘埃经过过滤网后被正极吸引，所以尘埃带负电，故A错误；B．尘埃在被吸附到集尘极e的过程中电场力做正功，动能增大，故B正确；C．因为充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极，所以c、d两个电极之间的电场方向竖直向下，故C错误；D．尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做正功，故D错误。故选B。8.如图所示，沿x轴正向的匀强电场E中，有一动点A以O为圆心，r＝OA为半径做逆时针转动一周，O与圆周上的A点的连线OA与x轴正向(E方向)成θ角，则此圆周上各点与A点间最大的电势差为()A.U＝Er B.U＝Er(sinθ＋1)C.U＝Er(cosθ＋1) D.U＝2Er【答案】C【解析】【详解】沿电场线方向距离A点最远的点与A点的电势差最大，则圆周上各点与A点间最大的电势差为，故选C.【点睛】此题关键是知道U=Ed的物理意义，注意d是电场中的两点沿电场线方向的距离.9.如图所示，长、宽、高分别为a、b、c的长方体导体，若电流沿AB方向时测得导体的电阻为R1，电流沿EF方向时测得导体的电阻为R2，电流沿CD方向时测得导体的电阻为R3，下列选项中正确的是（）A.R1∶R2∶R3＝a2∶b2∶c2B.R1∶R2∶R3＝a2∶c2∶b2C.R1∶R2∶R3＝c2∶b2∶a2D.R1∶R2∶R3＝c∶b∶a【答案】B【解析】【详解】若电流沿AB方向时测得导体的电阻为电流沿EF方向时测得导体的电阻为电流沿CD方向时测得导体的电阻为联立解得R1∶R2∶R3＝a2∶c2∶b2故选B。10.如图甲所示直线是一条电场线，A、B是该线上的两点。一正电荷由A点以一定初速度沿电场线从A运动到B，运动过程中的v-t图线如图乙所示，则下列说法中正确的是（）A.A、B两点的加速度相比一定是B.A、B两点的电势相比一定是C.A、B两点的场强大小相比一定是D.该电荷在两点的电势能大小相比一定是【答案】A【解析】【详解】AC．由v—t图线的斜率表示加速度，则正电荷加速度逐渐减小该电场为场强逐渐减小EA>EBC错误；A正确；BD．正电荷从A点运动到B点，速度减小，则电场力做负功，电势能增加场强方向由B点指向A点，根据沿电场线电势降低，故BD错误。故选A。11.图示为一带电粒子在竖直向下的匀强电场中运动的一段轨迹，A、B为轨迹上的两点。已知该粒子质量为m、电荷量为q，其在A点的速度大小为v0，方向水平向右，到B点时速度方向与竖直方向的夹角为30°，粒子重力不计。则A、B两点间的电势差为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】由题可知，粒子到达B点时的速度从A到B的过程中，根据动能定理可得A、B两点间的电势差故选C。12.如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、带电为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是（）A.在S仍闭合的情况下，若将A板向下平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有的电流B.在S仍闭合的情况下，若将A板向右平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有的电流C.若将S断开，且将A板向左平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中无电流D.若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中无电流【答案】B【解析】【分析】【详解】A．开始时，重力和电场力平衡，故mg=qE在S仍闭合的情况下，U不变，将A板向下移，由E=可知，E变大，故油滴应向上加速运动，A错误；B．在S仍闭合的情况下，U不变，若将A板向右平移一小段位移，由E=Ud可知，E不变，油滴仍静止；根据C=、C=有Q=故电容器电量减小，放电，故G中有b→a的电流，B正确；C．若将S断开，Q不变，A向左平移一小段距离，根据C=可知，电容C减小，再根据C=可知，U增大，根据U=Ed可知，E增大，电场力增大，油滴向上运动，但由于电量不变，故G中无电流，C错误；D．若将S断开，Q不变，再将A板向下平移一小段位移，根据C=电容增大；根据C=，U=Ed得到E=故电场强度不变，故电场力不变，故油滴静止，G中没有电流，且P点电势也不变，D错误。故选B。13.在空间有正方向水平向右、大小按如图所示的图线变化的电场，位于电场中A点的电子在t=0时速度为零，在t=1s时，电子离开A点的距离大小为l。那么在t=2s时，电子将处在（）A.A点 B.A点左方l处C.A点右方2l处 D.A点左方2l处【答案】D【解析】【详解】第1s内电场方向水平向右，电子受到的静电力方向水平向左，电子向左做匀加速直线运动，位移为l，第2s内电子受到的静电力方向水平向右，由于电子此时有水平向左的速度，因而电子继续向左做匀减速直线运动，根据运动的对称性，位移也是l，t=2s时总位移为2l，方向水平向左，故t=2s时，电子处在A点左方2l处。故选D。二、选择题Ⅱ（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）14.小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是（）A.三个图标都是为了防止静电的产生B.工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装C.化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患D.用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系【答案】AC【解析】【详解】A．梳头、戴非棉手套加油、穿脱衣时会产生静电，三个图标都是为了防止静电的产生，故A正确；B．工作人员工作时间不能穿绝缘性能良好的化纤服装，不然会产生静电，故B错误；C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患，故C正确；D．绝缘的塑料梳子梳头会产生静电，存在安全隐患，故D错误。故选AC。15.如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从P点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8×106m/s，进入漂移管E时速度为1×107m/s，电源频率为1×107Hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的。质子的比荷取1×108C/kg。下列说法正确的是（）A.漂移管B的长度为0.6mB.漂移管B的长度为0.8mC.相邻漂移管间的加速电压为6.0×104VD.相邻漂移管间的加速电压为8.0×104V【答案】C【解析】【详解】AB．质子在B管中做匀速直线运动，漂移管B的长度LB=vBt，得LB=04mAB错误；CD．由图可知，从B到E经过3次加速，设加速电压为U，根据动能定理可得质子的比荷,联立代入数据得U=6.0×104VC正确，D错误。故选C。16.有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线内有n个自由电子，电子电荷量为e，此时电子的定向移动速率为v，在时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】根据电流的微观表达式I=nevS在Δt时间内通过导体横截面的自由电子的电量q=IΔt则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为故选D。17.示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管，其原理图如图所示，为水平偏转电极，为竖直偏转电极.以下说法正确的是（）A.加（d）波形电压、不加信号电压，屏上在两个位置出现亮点B.加（c）波形电压，加（b）波形电压，屏上将出现两条竖直亮线C.加（c）波形电压、加（c）波形电压，屏上将出现一条竖直亮线D.加（c）波形电压、加（d）波形电压，屏上将出现（b）所示图线【答案】A【解析】【详解】A.加（d）波形电压、不加信号电压，根据示波管的工作原理可知会使电子枪发射的电子在水平电场的作用下，左右周期性地打在屏上，所以屏上在两个水平位置出现亮点，故A正确；B.加（c）波形电压、加（b）波形电压，屏上将出现一条竖直亮线，故B错误；C.加（c）波形电压、加（c）波形电压，屏上将在一个位置出现亮点，故C错误；D.加（c）波形电压、加（d）波形电压，屏上将在两个竖直位置出现亮点，故D错误。故选：A三、实验题（每空2分，共8分）18.某实验小组的同学利用游标卡尺和螺旋测微器测量一质量分布均匀的长直导体的长度和直径，其中测量结果如图甲、乙所示，则长直导体的长度为________cm；长直导体的直径为________mm.【答案】①.5.03②.5.315【解析】【分析】本题是关于游标卡尺与螺旋测微器的问题，解题需要掌握其读数方法；游标卡尺的读法，先确定分度数，从而确定精确度，进行读数；螺旋测微器的读法要用主尺的整刻度加可动刻度数乘以精确度，且需要估读，据此解答．【详解】由图可知，游标卡尺是10分度的，其精确度为0.1mm，则图示读数为：50+3×0.1=50.3mm=5.03cm；螺旋测微器中不动刻度为5，可动刻度为31.5×0.01mm，则读数为5+31.5×0.01=5.315mm．19.电路中电流大小可以用电流传感器测量，用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电流随时间变化的曲线。某兴趣小组要测定一个电容器的电容，选用器材如下：待测电容器（额定电压为16V）；电流传感器和计算机；直流稳压电源；定值电阻R0＝100Ω、单刀双掷开关；导线若干；实验过程如下：①按照图甲正确连接电路；②将开关S与1端连接，电源向电容器充电；③将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的i－t图线如图乙中的实线a所示；④利用计算机软件测出i－t曲线和两坐标轴所围的面积。请回答下列问题：（1）已知测出的i－t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3mA·s，则电容器的电容C＝________F；（2）若将定值电阻换为R1＝180Ω，重复上述实验步骤，则电流随时间变化的i－t图线应该是图丙中的曲线________（选填“b”或“c”）。【答案】①.4.7×10－3②.c【解析】【分析】【详解】（1）[1]由i－t图像得到开始时电流为故最大电压为故电容为（2）[2]换用阻值为180Ω的定值电阻，根据则第2次实验的最大电流小些，故选c。‍四、计算题（本大题共37分，解答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。）20.如图所示，带负电的小球A固定，带电量为-q1（q1>0），带电量为q2（q2>0）的小球B静止在水平向右的匀强电场中｡小球A与小球B的连线与竖直方向AC的夹角θ=37°，AC=AB=L｡静电力常量为k，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，小球B可视为质点，其带电量不影响小球A的电场和匀强电场｡求：（1）小球B的质量；（2）C､B两点间的电势差｡【答案】（1）；（2）【解析】【分析】对小球B进行受力分析，根据平衡关系可求解各力的大小，再根据库仑定律公式求解质量。根据受力分析求得匀强电场强度E，再根据公式U=Ed求解电势差。【详解】（1）对小球B进行受力分析，如图所示根据平衡条件得由库仑定律得联立解得（2）根据小球B的受力分析可知由电场力公式有联立解得C､B两点间的电势差为解得21.如图所示，由A、B两平行板构成电容器，电容为C，原来不带电。电容器的A板接地，并且中心有一个小孔，通过这个小孔向电容器中射入电子，射入的方向垂直于极板，射入的速度为v0如果电子的发射是一个一个单独进行的，即第一个电子到达B板后再射第二个电子，并且所有和B板相碰的电子都留在B板上。随着电子的射入，两极板间的电势差逐渐增加，直至达到一个稳定值。已知电子的质量为m、电量为e，电子所受的重力可忽略不计，A、B两板的距离为L。(1)有n个电子到达B板上，这时两板间电场的场强E多大？(2)最多能有多少个电子和B板相碰？(3)到达B板的第1个电子在两板间运动的时间和最后一个电子在两板间运动的时间相差多少？【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)当B板上聚集了n个射来的电子时，两板间的电势差为内部电场为匀强电场，场强为(2)设最多能聚集N+1个电子，第N+1个射入的电子到达B板时速度减为零。此时两板间的电势差为对此后再射入的电子，根据动能定理有-eU1=0-mv02联立解得故最多能到达B板的电子数为Nm=N+1=(3)第一个电子在两板间作匀速运动，运动时间为最后一个电子在两板间作匀减速运动，到达B板时速度为零，运动时间为二者时间差为△t=t2-t1=22.CT扫描是计算机X射线断层扫描技术简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N之间有一电子束的加速电场，加速电压恒定为U；高度足够高，宽度为d的虚线框内有竖直方向的匀强电场。电子束从静止开始在M、N之间加速后以一定的速度水平射出并进入偏转电场，速度方向改变53°角后打到靶环上的P点产生X射线，探测器能够探测到竖直向上射出的X射线。靶环是以P点为圆心的圆面，P点距偏转电场中心的水平距离为l=3d。已知电子质量为m，电量为e，电子重力不计、始终在真空中运动。（1）电子离开加速电场时的速度大小v1；（2）在虚线框中加一沿竖直方向的匀强偏转电场，也可使电子偏转53°角后打在靶环中心P上产生X射线，则所加电场的电场