江苏省无锡市2023-2024学年高一下学期6月测试物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2024学年第二学期6月测试高一物理一.单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共计30分。每小题只有一个选项符合题意。1.关于静电场，下列说法中正确的是（）A.元电荷实际上是指电子和质子本身B.在匀强电场中，电势降低的方向不一定是电场线的方向C.摩擦起电是在摩擦的过程中分别创造了正电荷与负电荷D.由真空中点电荷的电场强度公式，可知，当r趋近于0时，E将无穷大〖答案〗B〖解析〗A．元电荷是最小单位电荷量，不是指电子或质子，A错误。B．电场线方向是电势降低最快的方向，在匀强电场中，电势降低的方向不一定就是电场线的方向，B正确；C．摩擦起电过程是电荷的转移过程，并没有创造电荷，C错误；D．公式只适用点电荷产生的电场，当r趋近于0时，带电体不能看成点电荷，该公式不再成立，所以不能得出r趋近于0时，E将无穷大的结论，D错误。故选B。2.如图所示，电工穿上用铜丝编织的防护服进行高压带电作业时，防护服能保护电工的安全，其原因是（）A.防护服用铜丝编织不易拉破，对人体起到保护作用B.编织防护服的铜丝电阻小，对人体起到保护作用C.电工被防护服所包裹，人体电势为零，对人体起到保护作用D.电工被防护服所包裹，人体场强为零，对人体起到保护作用〖答案〗D〖解析〗电工被金属丝做成的防护服所包裹，则人体处于静电屏蔽状态，人体场强为零，对人体起到保护作用。故选D。3.如图所示，当架空线路的一根带电导线断落在地上时，电流就会从导线的落地点向大地流散，在地面上形成一个以导线落地点为中心的电势分布区域。其电势分布在地表区域可等效为以落点为中心的点电荷形成的电场。下列说法正确的是（）A.两脚并拢跳离导线触地点中心是防跨步触电的一种有效方法B.跨大步跑开远离导线触地点中心触电风险较小C.人向中心行走过程中，如果每步步长一致，每步两脚间电压相同D.下落的导线输电电压高低不影响每步之间的电压〖答案〗A〖解析〗A．两脚并拢跳离导线触地点中心时，两脚之间的距离小，根据两脚之间电压很小，是防跨步触电的一种有效方法，故A正确；B．跨大步跑开远离导线触地点中心，两脚之间的距离增大，两脚之间电压增大，触电风险较大，故B错误。C．类比点电荷电场，靠近点电荷的电场强度越大，相等距离电势差越大，则人向中心行走过程中，如果每步步长一致，每步两脚间电压不相同，故C错误；D．下落的导线输电电压越高，等效的点电荷形成的电场强度越大，每步的电压越高，故D错误。故选A。4.如图所示，是某避雷针放电时空间电场线的分布图。a、b、c三点在同一电场线上。空间电场分布关于直线ac对称。图中的虚线AB是一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹。已知ab=bc，下列说法正确的是（）A.粒子带负电B.粒子在A点的电势能一定小于在B点的电势能C.粒子在A点的动能一定小于在B点的动能D.ab两点的电势差等于bc两点的电势差〖答案〗C〖解析〗A．带电粒子仅在电场力作用下运动，带电粒子受到电场力指向其轨迹的内侧，可得电场力方向与电场线切线方向，故粒子带正电，A错误；BC．粒子从A点向B点运动，电场力做正功，则粒子的速率一直在增加，故粒子动能增加，电势能减小，故B错误，C正确；D．ab=bc，若电场为匀强电场，则ab两点的电势差等于bc两点的电势差，但此ab两点间的电场强度小于bc两点间的电场强度，根据U=Ed得ab两点的电势差小于bc两点的电势差，故D错误。故选C。5.示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，其原理图如图甲所示。图乙是从右向左看到的荧光屏的平面图。若在XX'上加如图丙所示的电压，在YY'上加如图丁所示的信号电压，则在示波管荧光屏上看到的图形是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗因甲图XX'偏转电极接入的是锯齿形电压，即扫描电压，且周期与YY'偏转电压上加的是待显示的信号电压相同，所以在荧光屏上得到的信号在一个周期内的稳定图象，则显示的图象与YY'所载入的图象形状是一样的，如图A所示。故选A。6.计算机键盘每个按键下有块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片，两片金属片组成一个小电容器。计算机工作时，电压保持不变，对正常工作的计算机，按下键盘上“ctrl”键过程中，按键金属片间组成的电容器（）A.电容变小 B.金属片间的场强变大C.电荷量减小 D.处于放电状态〖答案〗B〖解析〗A．按下“ctrl”键过程中，按键金属片间组成的电容器两极板间距d减小，根据可知电容C变大，A错误；CD．因两板电压U一定，根据Q=CU可知，电容器带电量增大，电容器处于充电状态，CD错误；B．电压保持不变，根据可知d减小时金属片间的场强E变大，B正确。故选B。7.如图所示，让两质子先、后以不同初速度从同一位置垂直射入一平行板电容器（两板间电压恒定），质子分别沿a、b轨迹落到极板上，则质子沿b轨迹运动时（）A.加速度更大 B.运动时间更长C.动能增量更大 D.电势能增量与沿a轨迹运动时相同〖答案〗D〖解析〗A．加速度为都是质子，比荷相同，所以加速度相同，故A错误；B．质子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则偏转距离质子的加速度相同，由图看出，y相同，则运动时间相同，故B错误；CD．静电力做功为W=qEy所以两次静电力做功相同，电势能的增量相同，由动能定理可知，两次动能的增量相同，故C错误，D正确。故选D8.如图，两个固定的等量正点电荷，其连线的中点为O，a和b两点关于O点对称，以O为坐标原点、Ob为x轴的正方向。若带正电的试探电荷从a点由静止出发，沿直线aOb运动到b点，下列各图关于x轴上各点电场强度E、电势φ和该试探电荷速度v、电势能Ep的描述正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗AC.O点的场强为零，从a到b，场强先减小后反向增大，电荷所受的电场力先减小后增大，加速度先减小后增大，v-t图像切线斜率先减小后增大，故AC错误；B.aO间的电场线方向由a到O，电势逐渐降低，根据φ-x图像切线斜率等于场强，知φ-x图像切线斜率逐渐减小，x=0时φ-x图像切线斜率等于零。注意：O点电势大于0，电场线往无穷远处走，电势降低，无穷远处电势为0，故B正确；D.根据对称性知，电荷在关于O点对称的位置电势能相等，图像应关于纵轴对称，故D错误。故选B。9.图甲为两水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压，电压随时间t变化的图线如图乙所示质量为m、重力不计的带电粒子以初速度沿中线射入两板间，经时间T从两板间飞出。下列关于粒子运动描述错误的是（）A.时入射的粒子离开电场时偏离中线的距离最大B.时入射的粒子离开电场时偏离中线的距离最大C.无论哪个时刻入射的粒子离开电场时的速度方向都水平D.无论哪个时刻入射的粒子离开电场时的速度大小都相等〖答案〗B〖解析〗A．粒子在电场中水平方向始终做匀速直线运动，即粒子在电场中运动的时间是相同的。时刻入射的粒子，在竖直方向先加速，然后减速，最后离开电场区域，故时刻入射的粒子离开电场时偏离中线的距离最大，故A正确，不符合题意；B．结合上述可知，时刻入射的粒子，在竖直方向先加速，然后减速，再反向加速，最后反向减速离开电场区域，故此时刻射入的粒子离开电场时速度方向和中线在同一直线上，故B错误，符合题意；CD．因粒子在电场中运动的时间等于电场变化的周期，根据动量定理，竖直方向电场力的冲量的矢量和为零，故所有粒子离开电场时竖直方向的分速度为零，即最终都垂直电场方向射出电场，离开电场时的速度大小都等于初速度大小，故CD正确，不符合题意。故选B。10.粒子直线加速器在科学研究中发挥着巨大的作用，简化如图所示：沿轴线分布O（为薄金属环）及A、B、C、D、E5个金属圆筒（又称漂移管），相邻漂移管分别接在高压电源MN的两端，O接M端。质子飘入（初速度为0）金属环O轴心沿轴线进入加速器，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时电压U大小相同。质子电量为e，质量为m，不计质子经过狭缝的时间，则（）A.质子从圆筒E射出时的速度大小为B.圆筒E的长度为TC.MN所接电源是直流恒压电源D.金属圆筒A的长度与金属圆筒B的长度之比为〖答案〗B〖解析〗A．质子从O点沿轴线进入加速器，质子经5次加速，由动能定理可得质子从圆筒E射出时的速度大小为选项A错误；B．质子在圆筒内做匀速运动，所以圆筒E的长度为选项B正确；D．同理可知，金属圆筒A的长度金属圆筒B的长度则金属圆筒A的长度与金属圆筒B的长度之比为，选项D错误；C．因由直线加速器加速质子，其运动方向不变，由题图可知，A的右边缘为负极时，则在下一个加速时需B右边缘为负极，所以MN所接电源的极性应周期性变化，选项C错误。故选B。二.实验题：11.某兴趣小组自制电容器。他们用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，然后接出引线，如图甲所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。（1）为增大该电容器的电容，下列方法可行的有哪些（）A.增大电容纸的厚度 B.减小电容纸的厚度C.增大锡箔纸的厚度 D.同时增大锡箔纸和电容纸的面积（2）将开关S先拨到a充电完成后，电容器的______（选填“左”或“右”）极板带正电荷，后开关S拨到b，此过程电阻R上的电流方向为________（选填“向左”或“向右”）（3）该小组采用如图乙所示的电路测量该电容器的电容。将开关S拨到a端，电压和电流传感器显示出U-t图像和I-t图像分别如图丙、丁所示，其中I-t图线与t轴所围的小格数约为60个，则该电容器充满电后所带的电荷量约为_______C，电容大小约为_______F。（结果均保留两位有效数字）〖答案〗（1）BD（2）左向右（3）1.2×10⁻⁵2.4×10⁻⁶〖解析〗【小问1详析】A．由平行板电容器因素决定式，增大电容纸的厚度，即d增大，则电容减小，故A错误；B．减小电容纸的厚度，即d减小，故电容增大，故B正确；C．增大锡箔纸厚度，对电容无影响，故C错误；D．同时增大锡箔纸和电容纸的面积，S增大，故电容增大，故D正确。故选BD。小问2详析】充电时，电流方向由电源正极流向电容器左极板；放电时，电流由电容器左极板流出向右经过电阻R。【小问3详析】图线与t轴所围成的面积表示电荷量，该电容器充满电后所带的电荷量约为电容大小约为三.计算题：本题共4小题，共计42分。解答时请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，有数值的题，〖答案〗中必须明确写出数值和单位。12.如图所示，空间中有一对彼此绝缘的平行金属带电极板MN，一带电液滴恰好静止在极板MN之间的A点处，已知金属板M、N之间相距为d=8cm，其中N板接地，带电液滴的质量为m=4×10-4kg，带电量为q=2×10-6C，取g=10m/s2。（1）求MN两板间的电势差UMN；（2）若A点到N板的距离为3cm，试求液滴在A点的电势能EpA。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）由平衡条件有两板间的电压为解得E=2000V/m，U=160V由于场强向上，N板电势较高，MN间的电势差为UMN=（2）NA两点间的电势差UNA=EdNA=60VN点的电势为零，则A点的电势φA=-60V则液滴在A点的电势能为EPA=13.空间中三点A、B和C是直角三角形的三个顶点，且AB=4cm，∠CAB=37°，现将点电荷QA和QB分别放在A、B两点，测得C点的场强为EC=8N/C，方向如图所示，求：（1）QA和QB的电性；（2）QA产生的电场在C点的电场强度大小；（3）QA电荷量大小。〖答案〗（1）QA带负电，QB带正电；（2）10N/C；（3）〖解析〗（1）如图，根据矢量叠加可知QA在C点产生电场强度方向由C指向A，而QB在C点产生电场强度方向由B指向C，所以QA带负电，QB带正电；（2）有电场强度矢量关系得解得（3）根据前面分析可知QA带负电，根据几何关系可得根据点电荷场强公式有解得14.如图所示，AB、CD分别是水平方向和竖直方向的两正对平行板电容器，极板之间均存在匀强电场。OO＇为电容器AB的中心线，电容器AB极板长为L，极板间距足够大，电场强度大小为E₁，方向竖直向下。电容器CD极板足够长，极板间距足够宽，电场强度E₂，方向水平向右，大小未知。M为极板C上的一个小孔。一带正电的液滴以一定的初速度从O点沿中心线OO'射入电容器AB间的匀强电场，随后从M孔射入电容器CD，恰好能在CD间做直线运动。重力加速度为g，带电液滴的质量为m，电荷量，在O点的初速度，忽略电场的边缘效应及带电液滴对电场的影响。求：（1）小孔M与O点的竖直距离y；（2）匀强电场E₂的大小；（3）若将电场E₂改为方向水平向左，大小不变，带电液滴从极板C上的小孔M射入后恰好再次打到C板的N点（图中未画出）。求MN间的距离yMN。〖答案〗（1）；（2）E₂=E₁；（3）〖解析