2024-2025学年北京171中学高二（上）月考物理试卷（10月份）（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2024-2025学年北京171中学高二（上）月考物理试卷（10月份）一、单选题：本大题共14小题，共42分。1.下列物理量中哪些与试探电荷无关？(

)A.电势能、电场强度 B.电势、电场强度 C.电场力、电势 D.电势能、电势2.下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是(

)A.由E=Fq知，电场中某点的电场强度与检验电荷所受电场力成正比，与其所带的电荷量成反比

B.由C=QU知，电容器电容与极板所带电荷量成正比，与极板间电压成反比

C.由E=kQr2知，在以点电荷Q为球心，以r为半径的球面上各点场强均相同

D.由UAB=WABq知，带电荷量为1C3.如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是(

)A.电势φA>φB，场强EA>EB

B.将负电荷从A点移到B点电场力做了正功

C.电势φA<4.如图所示，一对用绝缘柱支撑的导体A和B彼此接触。起初它们不带电，手握绝缘棒，把带正电荷的带电体C移近导体A。下列说法正确的是(

)A.导体A的电势等于导体B的电势

B.导体A带正电，导体B带负电

C.导体A的电荷量大于导体B的电荷量

D.导体A内部的电场强度大于导体B内部的电场强度5.在点电荷+Q形成的电场中有一点A，当一个−q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为(

)A.EPA=−W，φA=WqB.EPA=W，φA=−6.如图所示，平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，两极板间距离为d，今在距两极板的中点12处放一电荷q，则(

)A.q所受电场力的大小为QqCd B.q所受电场力的大小为k4QqCd

C.q点处的电场强度是k4Qd7.如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且MP=QN。下列说法正确的是(

)A.P点电场强度比Q点电场强度大

B.P点电势与Q点电势相等

C.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍

D.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变8.如图所示，一带电粒子在电场中沿曲线AB运动，从B点穿出电场，a、b、c、d为该电场中的等势面，这些等势面都是互相平行的竖直平面，不计粒子所受重力，则(

)A.该粒子一定带负电

B.此电场不一定是匀强电场

C.该电场的电场线方向一定水平向左

D.粒子在电场中运动过程动能不断减少9.在某个电场中，x轴上各点的电场强度E随x坐标变化的图线如图所示，图线关于原点O中心对称，一质量为m、电荷量为q的粒子只在电场力作用下沿x轴做直线运动，x轴上x=x1和x=−x1是粒子运动轨迹上的两点，下列说法中正确的是A.x轴上x=x1和x=−x1两点电场强度和电势都相同

B.粒子运动过程中，经过x=x1和x=−x1两点时速度一定相同

C.粒子运动过程中，经过x=x110.如图所示，以等量正点电荷连线的中点O作为原点，沿其中垂线建立x轴，x轴上电场强度最大的两个点记为A、B，将一电子从A点由静止释放，电子仅在静电力的作用下在A、B两点之间做往复运动。下列说法正确的是(

)A.A、B两点的电场强度相同

B.x轴上O点的电势最低

C.电子经过O点时的加速度最大

D.由A到B的过程中电势能先减小后增大11.甲、乙两个带电粒子的电荷量和质量分别为(−q,m)、(−q,4m)，它们先后经过同一加速电场由静止开始加速后，由同一点进入同一偏转电场，两粒子进入时的速度方向均与偏转电场方向垂直，如图所示。粒子重力不计。则甲、乙两粒子(

)A.进入偏转电场时的速度大小之比为1：2 B.离开偏转电场时的动能之比为1：1

C.在偏转电场中运动的时间相同 D.离开偏转电场时的速度方向不同12.图(a)为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压图按图(b)所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是(

)

A. B. C. D.13.如图，在水平方向的匀强电场中，一质量为m、电量为+q的小球，栓在一长为L的轻绳一端，在水平绝缘光滑桌面上绕O点做圆周运动，小球运动到B点时的速度方向恰与电场方向垂直，小球运动到与B点在同一直径上的A点时，球与绳间刚好没有拉力作用，则(

)A.小球在B点时的速度vB=4qELm

B.小球在B点时的速度vB=5qELm

C.14.粒子直线加速器原理示意图如图1所示，它由多个横截面积相同的同轴金属圆筒依次组成，序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源相连，交变电源两极间的电压变化规律如图2所示。在t=0时，奇数圆筒比偶数圆筒电势高，此时和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)的中央有一自由电子由静止开始发射，之后在各狭缝间持续加速。若电子质量为m，电荷量为e，交变电源电压为U，周期为T。不考虑电子的重力和相对论效应，忽略电子通过圆筒狭缝的时间。下列说法正确的是(

)

A.要实现加速，电子在圆筒中运动的时间必须为T

B.电子出圆筒2时的速度为出圆筒1时速度的两倍

C.第n个圆筒的长度应满足L=2neUm⋅T2

二、实验题：本大题共2小题，共18分。15.研究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验装置如图所示：

(1)实验前，只用带电玻璃棒与电容器的B板接触，能否使电容器带电______(填“能”或“不能”)。

(2)给电容器充电后，该同学利用上图的装置进行了如下操作，根据所学知识，你觉得正确的是______。

A.将A板向右平移，静电计指针张角不变

B.将A板竖直向下平移，则静电计指针张角变大

C.在A、B板间插入电介质，则静电计指针张角变小

D.将A板向右平移，电容器中固定的电荷q所受电场力变大16.(1)学习小组用图甲电路探究电容器两极板间的电势差与所带电荷量的关系。实验操作如下：

①开关S1接1给电容器A充电，记录电压表示数U1，A带电荷量记为Q；

②开关S1接2，使另一个相同的但不带电的电容器B跟A并联，稳定后断开S1，记录电压表示数U2，A带电荷量记为Q2，闭合S2，使B放电，断开S2。

③重复操作电荷量QQQQ…电压表示数/V3.151.600.780.39…在操作②中，开关S2闭合前电容器A带电量______(填“大于”、“等于”或“小于”)电容器B带电荷量。结合表格数据进一步分析可知电容器的电势差与其所带电荷量成______(填“正比”或“反比”)关系。

(2)该小组用图乙电路进一步探究电容器A的充放电规律。

①开关接1，电源给电容器A充电，观察到电流计G的指针偏转情况为______；

A.逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0

B.逐渐偏转到某一刻度后保持不变

C.迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0

D.迅速偏转到某一刻度后保持不变

②对给定电容值为C的电容器充电，无论何种充电方式，其两极间电势差u随电量q的变化图像都相同。请在图丁中画出充电u−q图像。类比直线运动中由v−t图像求位移的方法，两极间电压为U时电容器储存的电能Ep=______，充电中，电流计G中电流方向为______(填“向左”或“向右”)。

③图丙为电容器A放电时的I−t图像。已知电容器放电之前的电压为3V，该电容器A的实测电容值为______F(结果保留2位有效数字三、计算题：本大题共4小题，共40分。17.如图所示，在水平向右的匀强电场中，长为L的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为+q的小球(可视为点电荷)。将小球拉至与O点等高的A点，保持细线绷紧并静止释放，小球运动到与竖直方向夹角θ=37°的P点时速度变为零。已知cos37°=0.80、sin37°=0.60，空气阻力可忽略，重力加速度为g。求：

(1)电场强度的大小E；

(2)小球从A运动到B的过程中，电场力做的功W；

(3)小球通过最低点B时，细线对小球的拉力大小F。18.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．已知静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示．一质量m=1.0×10−20kg，电荷量q=1.0×10−9C的带负电的粒子从(−1,0)点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动．忽略粒子的重力等因素．求：

(1)x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比E1E2；

(2)19.如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于版面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，加速电场电压为U0，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d．

(1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度v0和从电场射出时沿垂直版面方向的偏转距离△y；

(2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法．在解决(1)问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因．已知U=2.0×102V，d=4.0×10−2m，m=9.1×10−31kg，e=1.6×1020.研究表明静电场中有如下一些重要的结论：

①均匀带电球壳(或球体)在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同；

②均匀带电球壳在空腔内部的电场强度处处为零；

③电场线与等势面总是垂直的，沿电场线方向电势越来越低。

利用上述结论，结合物理思想方法可以探究某些未知电场的问题。

(1)如图1所示，一个静止的均匀带正电球体，其单位体积的电荷量为ρ，半径为R，静电力常量为k。

a.在图1中求距球心r处电场强度的大小(分E内、E外解答)；

b.在图1球体中挖掉一个球心为O′的小球体，如图2所示。已知OO′=d，求空腔体内OO′连线上某点的电场强度大小。

(2)一球壳均匀带有正电荷，O为球心，A、B为直径上的两点，OA=OB。现垂直于AB将球壳均分为左右两部分，C为截面上的一点，移去右半球壳，左半球壳所带电荷仍均匀分布，如图3所示。

a.分析判断O、C两点电势关系；

b.分析判断A、B两点的电场强度及电势的关系。

参考答案1.B

2.D

3.D

4.A

5.A

6.A

7.C

8.D

9.B

10.D

11.B

12.B

13.B

14.C

15.能

BC

16.等于

正比

C

12qu

向右

17.解：(1)由A到P过程中，根据动能定理

mgLcosθ−qEL

(1+sinθ)=0−0

解得

E=mg2q

(2)小球从A运动到B的过程中，电场力做的功W=−qEL=−12mgL

(3)小球从A运动到B的过程中，根据动能定理

mgL+W=12mvB2

在B点，根据牛顿第二定律

F−mg=mvB2L

联立解得

F=2mg

答：(1)电场强度的大小为mg2q；18.解：(1)由图可知：根据U=Ed可知：

左侧电场强度：E1=201×10−2V/m=2.0×103V/m

①

右侧电场强度：E2=200.5×10−2V/m=4.0×103V/m

②

所以：E1E2=12

(2)粒子运动到原点时速度最大，根据动能定理有：

qE1⋅x=Ekm③

其中19.解：(1)电子在加速场中加速，根据动能定理，则有：eU0=12mv02

解得：v0=2eU0m

电子在偏转电场中加速，做类平抛运动，将其运动分解成速度方向匀速直线运动，与电场强度方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有：

速度方向的位移为：L=v0t；

电场强度方向的位移为：△y=12at2

由牛顿第二定律有：a=Fm=eEm

且E=Ud

综上所述，解得：△y=UL24U0d

(2)已知U=2.0×102V，d=4.0×10−2m，m=9.1×10−31kg，e=1.6×10−19C，g=10m/s2．

电子所受重力为：G=mg=9.1×10−30N

电子受到的电场力为：F电=eUd=8×10−16N20.解：(1)a.球外距球心r处电场强度大小

E外=kQr2=4kπρR33r2

球内距离球心为r处的电场强度E内=kQ′r2=43kπρr

b.将此带电体看作带+ρ的完整大球体和带−ρ的小球体的组合，在空腔体内OO′连线上任取一点，设其距离O点为r

+ρ在该点的电场强度大小为E1=43kπρr，方向向右

−ρ在该点的电场强度大小为E2=43kπρ(d−r)，方向向右

所以该点的电场强度为

E=E1+E2

解得E=43kπρd，方向向右

(2)a.由