2023-2024年上海市民办尚德实验学校高三上学期期中考试物理试卷（解析版）

2023-2024学年度第一学期高三年级物理学科期中教学质量监测试卷一、阅读材料完成问题：静电场，指的是观察者与电荷量不随时间发生变化的电荷相对静止时所观察到的电场。它是电荷周围空间存在的一种特殊形态的物质，其基本特征是对置于其中的静止电荷有力的作用，库仑定律描述了这个力。1.如图所示为密立根油滴实验装置，关于该实验的意义下列说法正确的是（）A.研究悬浮油滴所带电性B.测量悬浮油滴的电荷量C.测出了元电荷的值D.利用二力平衡测出匀强电场的场强大小2.如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则（）A.P和Q都带正电荷 B.P和Q都带负电荷C.P带正电荷，Q带负电荷 D.P带负电荷，Q带正电荷3.如图，a、b是正点电荷电场中一条电场线上的两点，两点的电势和电场强度分别为、和、，则他们的大小关系可能是（）A.， B.，C.， D.，4.如图所示，在A、D两点分别固定＋Q和＋3Q的点电荷，B、C在AD的连线上，且AB＝BC＝CD。一质子从B点由静止释放，不计重力，在其向右运动的过程中（）A．加速度一直在减小B．动能先增加后减小C．电场力一直做正功D．电势能先增加后减小5.一绝缘细棒的两端固定两带等量异种电荷的小球，置于光滑绝缘水平面上，在细棒的延长线上某处有一固定的点电荷Q，如图所示。细棒由静止释放后，向右做加速度增大的加速运动，由此可知固定点电荷Q带______电（选填“正”或“负”），位于细棒的______侧（选填“左”或“右”）。【答案】1.C2.D3.A4.B5.①.正②.右【解析】【1题详解】此实验的目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电场力，使油滴悬浮于两片金属电极之间。并根据已知的电场强度，计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后，密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的整数倍，因此认定此数值为单一电子的电荷量即元电荷，所以该实验的目的是测出了元电荷的值。故选C。【2题详解】两细绳都恰好与天花板垂直时小球P和Q在水平方向电场力和库仑力的作用下保持平衡，库仑力和电场力等大反向。A．若P和Q都带正电荷，Q受到向右的库仑力和电场力，所以小球Q不能达到平衡，故A错误；B．P和Q都带负电荷，小球P受到水平向左的电场力和小球Q的斥力，无法达到平衡，故B错误；C．P带正电荷，Q带负电荷，小球P受到水平向右的电场力和向右的库仑力，小球P无法达到共点力平衡，故C错误；D．P带负电荷，Q带正电荷，小球P受到向左的电场力和向右的库仑力，达到共点力平衡；小球Q受到向右的电场力和向左的库仑力，达到共点力平衡，故D正确。故选D。【3题详解】由于图中没有电场线的方向，所以电场线的方向可能向左，也可能向右。若电场线的方向向右，则正电荷在a的左侧，所以a点的电场强度大，即沿电场线方向电势降低，根据电场线方向可知若电场线的方向向左，则正电荷在b的右侧，所以b点的电场强度大，即沿电场线方向电势降低，根据电场线方向可知故选A。【4题详解】设AB=BC=CD=L，且在两点荷的连线上场强为零的点距离A点的距离为x，则解得即场强为零的点的位置在BC之间的某点，则从A到D场强先向右减小到零，后向左逐渐变大。A．质子从B点由静止释放，在其向右运动的过程中加速度先减小后增加，故A错误；BCD．质子向右运动的过程中电场力先做正功后做负功，则动能先增加后减小，电势能先减小后增加，故B正确，CD错误。故选B。【5题详解】[1][2]细棒由静止释放后，向右做加速度增大的加速运动，根据加速度增大可知细棒受力变大，而细棒水平方向仅受库仑力，根据可知细棒距离Q越近，即Q在细棒的右侧。细棒做向右的加速运动，合外力向右，即-q受向右吸引力，则Q带正电。二、阅读材料完成问题：电荷之间的相互作用是通过电场发生的。只要有电荷存在，电荷的周围就存在着电场。电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用，这种力就叫做电场力。静电能是电场对静止电荷有力的作用，对运动的电荷则要作功。可见，静电场中储存着能量。把静电场中的储能称之为静电能量。6.下列属于理想物理模型的是（）A.电场 B.电量 C.元电荷 D.点电荷7.关于静电场的等势面，下列说法正确的是（）A.电场线与等势面处处相互垂直B.两个电势不同的等势面可能相交C同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功8.如图，光滑绝缘的斜面底端固定一带电体A，另一带电体B在斜面上c点由静止释放后沿斜面向上运动，最远可到达d点。则从c运动到d的过程中，带电体B的（）A.加速度逐渐减小，电势能逐渐增大B.加速度先减小后增大，电势能逐渐减小C加速度逐渐减小，电势能先减小后增大D.加速度先减小后增大，电势能先减小后增大9.如图，A、B为电场中一条电场线上的两点。一电荷量为的负电荷，从A运动到B，克服电场力做功。设A、B间的电势差为，则（）A.电场方向为A→B；B.电场方向为B→A；C.电场方向为A→B；D.电场方向为B→A；10.将一电量为的点电荷，从零电势S点移到电场中的M点，克服电场力做功为，则______V，粒子在M点的电势能为______J。11.如图所示，实线表示匀强电场的电场线，虚线表示一个正电荷的运动轨迹，比较轨迹上的a、b两点，______点的电势较高；正电荷在______点的动能较大。【答案】6.D7.A8.B9.C10.①.②.11.①.a②.b【解析】【6题详解】A．电场是客观存在的物质，不是理想化模型，A错误；B．电量表示物体所带电荷的多少，不属于理想化模型，B错误；C．元电荷是最小的电量单位，不是理想化模型，C错误；D．点电荷是忽略了带电体的大小和形状，抽象成带电的点，属于理想化模型，D正确。故选D。【7题详解】A．根据电场的性质可知电场线与等势面处处相互垂直，A正确；B．两个电势不同的等势面不可能相交，否则两个等势面就是重合，B错误；C．同一等势面上各点电场强度不一定相等，比如在点电荷的电场中，同一等势面上的电场强度大小相等，方向不同，C错误；D．将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电势能增加，电场力做负功，D错误。故选A。【8题详解】沿斜面方向根据牛顿第二定律可知两个点电荷之间的库仑力大小为随着电荷的远离，库仑力减小，向上的合力减小，加速度减小，当重力的分力等于库仑力时加速度为零，此后重力的分力大于电场力，根据牛顿第二定律可知随着电场力减小，加速度增大，所以加速度是先减小后增大。电荷从静止开始远离，则电场力做正功，电势能减小。故选B。【9题详解】负电荷，克服电场力做功，因此电场力方向为A→B，根据电场力做功与电势差的关系可知故选C。【10题详解】将一电量为的点电荷，从零电势S点移到电场中的M点，克服电场力做功为且解得粒子在M点的电势能为【11题详解】曲线运动中合力指向曲线的内侧，结合电场线可知电场力方向一定向左，粒子带正电，则电场线方向向左，沿着电场线电势降低，所以a点的电势较高，从a到b电场力做正功，动能增大，所以正电荷在b点的动能较大。三、阅读材料完成问题：行动电源、行动充电器（英语：Powerbank）是一种个人可随身携带，自身能储备电能，主要为手持式移动设备等消费电子产品（例如无线电话、笔记本电脑）充电的便携充电器，特别应用在没有外部电源供应的场合。其主要组成部分包括：用作电能存储的电池，稳定输出电压的电路（直流－直流转换器），绝大部分的行动电源带有充电器，用作为内置电池充电。12.某移动电源上标志的4500mAh反映的物理量是（）A.电压 B.电量 C.功率 D.能量13.物理算式3（s）×4（V）×2（A）计算的结果是（）A.24N B.24W C.24C D.24J14.电阻率单位是（）A.Ω B. C.Ω/m D.M15.外电路两端的电压反映的是（）A.外电路消耗的电能B.电源转换能量的本领C.外电路中电势总的差值D.外电路中静电力所做的功16.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，、为定值电阻，为可变电阻。当的滑片向右移动时（）A.消耗的功率减小 B.消耗的功率增大C.消耗的功率可能减小 D.电源内阻消耗的功率增大17.机场严禁携带能量超过的充电宝搭乘飞机。相当于______kg重物下落1m所具有的动能（重力加速度g取）。一标有“，5V”的充电宝______（选填“能”或“不能”）可以携带乘机。【答案】12.B13.D14.B15.C16.C17.①.②.能【解析】【12题详解】移动电源上标志的4500mAh反映的物理量是电量，表示以4500mA放电，可以放一个小时。故选B。【13题详解】s是时间的单位，V是电压的单位，A是电流的单位，则对应的公式为W指的是功，其单位为J，所以故选D。【14题详解】根据得则电导率的单位是故选B。【15题详解】外电路两端的电压，即路端电压，反映外电路中从电源正极到负极的电势差值。故选C。【16题详解】A．当的滑片向右移动时，的电阻变大，则电路的总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，则两端电压变大，则消耗的功率变大，故A错误；B．因电流变大，总电流减小，则电流减小，则消耗的功率减小，故B错误；C．将和等效为电源的内阻，则等效电路总电阻为与等效内阻关系不能确定，可知消耗的功率可能减小，也可能变大，故C正确；D．因通过电源的电流减小，则电源内阻消耗的功率减小，故D错误。故选C。【17题详解】[1]，设物体的质量为m，重物下落1m的动能等于下落1m的重力势能的变化量，即代入解得[2]，5V的充电宝储存的电能为所以能够携带乘机。四、阅读材料完成问题：粒子物理，研究对象是粒子。六十年代初，实验发现的基本粒子的数目已达到近百种。而且显然，随着加速器能量的提高，还会有大量的新粒子会被发现出来。原来人们期望基本粒子的研究会给物质世界描绘出一幅很简明的图象。结果却相反，基本粒子的种类竟然比化学元素的种类还多！这使人们意识到，这些粒子并不是物质世界的极终本原。基本粒子对它们不是一个合适的名称。于是人们去掉“基本”二字，而把它们简称为粒子。相应的研究领域也改称为粒子物理。18.下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后速度最大的是（）A.质子（） B.氘核（）C.粒子（） D.氚核（）19.如图所示，带电荷量之比为的带电粒子A、B，先后以相同的速度从同一点水平射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为，则带电粒子的质量之比以及在电场中飞行的时间之比分别为（）A.， B.，C.， D.，20.如图所示，平行板电容器的两个极板与水平面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子（）A.所受重力与静电力平衡 B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动21.如图所示，，电容器的电容，电源电动势，电源内阻。起初，开关S是断开的，电容器C所带的电荷量为；然后，闭合开关S，待电路稳定后，电容器C所带的电荷量为。下列说法正确的是（）A.开关S断开时，上极板所带的电荷为正电荷B.开关S闭合后，上极板所带的电荷为正电荷C.D.闭合开关S电路稳定后，通过灵敏电流计的电荷量为22.两平行金属板A、B水平放置，一个质量为的带电微粒，以的水平速度从两板正中央位置射入电场，如图所示，A、B两板间距离为，板长，g取。（1）当A、B间的电压为时，微粒恰好不偏转，沿图中虚线射出电场，求该微粒的电荷量和电性；（2）令B板接地，欲使该微粒射出偏转电场，求A板所加电势的范围。【答案】18.A19.D20.BD21.ACD22.（1），负电；（2）【解析】【18题详解】设粒子的电量为q，质量为m，则由动能定理得得到在题中四个粒子中质子的比荷最大，速度也最大。故选A。【19题详解】竖直方向有解得因为E、y、相等，则得两个带电粒子垂直射入电场中做为平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，水平方向有相等，则得故选D。【20题详解】A．由于带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，即粒子做直线运动，则电场力和重力的合力与速度方向在一条直线上，如图所示故所受重力与静电力不平衡，故A错误；B．静电力的方向与运动方向的夹角大于，则静电力做负功，电势能增加，故B正确；CD．设运动方向与上极板夹角为，合力的方向与运动方向相反，且合