2024年北京日坛中学高二（上）10月月考物理试题及答案

2024北京日坛中学高二10月月考物理2024.10一．单项选择题（每题3分，共30分）1.以下物理量属于矢量的是A.电势B.电容C.电流强度D.电场强度2.以下单位与电势能单位相同的是A.库仑CB.伏特VC.电子伏特eV皮法pF3.关于各种电荷”，下列说法中正确的是A.元电荷就是电子B.公式E=kQ/r2中，Q指的是试探电荷的电荷量C.体积很小的带电小球一定可以看成点电荷D.检验电荷既要求电量足够小，又要求体积足够小4.下列说法中，正确的是퐸A.由公式휑=푝可知电场中某点的电势휑与푞成反比푞푄B.公式퐶=，其中电容器的电容퐶与电容器两极板间电势差푈无关푈C.试探电荷在电场中所受的电场力퐹与其电量q无关D.电容器电容越大，电容器所带的电荷量就越多5．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中、b两点电势相等，同时电场强度相同的是A．甲图中与点电荷等距的a、b两点B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的ab两点C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的ab两点D．丁图中匀强电场中的、b两点6．如图所示，既可以看成是用来描述山坡地势的等高线图，也可以看成是用来描述电场中电势高低的等势线图．关于此图，下列说法正确的是A．若该图为等高线图，可知a坡的地势比bB．若该图为等高线图，可知在不考虑摩擦力时，小球从a坡滑下的加速度大于从b坡滑下的加速度C．若该图为等势线图，可知a侧的电势降落比b侧慢D．若该图为等势线图，可知a侧的电场强度比b侧大7．一带正电粒子仅在电场力作用下沿直线运动，其速度随时间变化的图像如图所示，t、t时刻粒子分别经过A点和B点，A、B两点的场强大小分别为E、E，电势ABAB分别为φ、φ，则可以判断ABA．EA＜EBB．EA＞EBC．φA＝φBD．φA＜φB8．两个等量正点电荷固定在图中P、Q两点,MN为P、Q连线的中垂线,交PQ于O点,A为MN上的一点.一带负电的试探电荷q从A点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则A.q由A向O的运动是匀加速直线运动B.q由A向O运动的过程中电势能逐渐减小C.q运动到O点时电势能为零D.q在整个运动过程中机械能守恒9．静电场方向平行于푥轴，其电势휑随푥的分布可简化为如图所示的图线，图中휑0和푑为已知量，一个带电粒子由静止释放，沿푥轴方向由푥＝0处运动至푥＝푑处，已知该粒子质量为푚、电量为푞，忽略重力，则以下说法错误的是A.该粒子带正电B.粒子的电势能变化为푞휑0C.푂푑间的电势差为휑00D.粒子所受电场力的大小为푞푑10．图示为一个内、外半径分别为R和R的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电荷量为σ．取环面中心12O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴．设轴上任意点P到O点的距离为x，P点电场强度的大小为E．下面给出E的四个表达式（式中k为静电力常量，其中只有一个是合理的．你可能不会求解此处的场强E，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断．根据你的判断，E的合理表达式应为푅1푅2A．E＝2πkσ（B．E＝2πk（C．E＝2πk（D．E＝2πkσ（－）x22√푥2+푅√푥2+푅1211－＋）x）x）x2122√푥2+푅√푥2+푅푅1푅22122√푥2+푅√푥2+푅11＋212√푥2+푅√푥2+푅2二．不定项选择题（每题3分，共分，全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）关于电势和电势差,下列说法正确的是A.电势差与电势一样,是相对量,与零电势点的选取有关B.电势差有正、负之分,是一个矢量C.由于静电力做功跟移动电荷的路径无关,所以电势差也跟移动电荷的路径无关,只跟这两点的位置有关D.UAB=-UBA12.如图所示直线上有O、a、b、c,a、b间的距离与b、c间的距离相等.在O点处固定正点电荷,若一带负电的粒子仅在静电力作用下先从c点运动到b点,再从b点运动到a点,则A.两过程中静电力做的功相等B.前一过程中静电力做的功大于后一过程中静电力做的功C.前一过程中,粒子电势能不断减小D.后一过程中,粒子动能不断增加13．如图所示，直线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，曲线是某一带电粒子通过电场区域时的运动轨迹，、b是轨迹上两点．若带电粒子运动中只受电场力作用，根据此图可以作出的判断是A．带电粒子所带电荷的电性B．带电粒子在a，b两点的受力方向C．带电粒子在a点的速度一定大于在b点的速度D．若不知道粒子的运动过程，则无法判断带电粒子电势能的变化14.水平地面上方有水平向右的匀强电场,从地面上的A点斜向右上方以速度v0=10抛出一个带电荷量为+q、质量为m的小球,速度方向与水平地面的夹角θ=53°,轨迹如图所示.点B为轨迹最高点,D、E两点高度相等,小球落在水平地面的C点.忽略空气阻力的影响,g取m/s2,匀强电场的场强大小为E푚푔,则2푞A.小球在空中速度的最小值位于B点的右侧B.小球在B点的速度为m/sC.小球落地时与水平方向的夹角大于53°D.A、C两点的距离为16m三．实验题（共18分）15.1）如图所示,取甲、乙两个验电器,用一根长的导体杆把它们连接在一起,用带正电的有机玻璃棒靠近验电器乙的上端,甲会带正电,乙会带负电。关于甲、乙带电的现象,下列说法正确的是A.这是感应起电现象,遵守电荷守恒定律B.这是摩擦起电现象,遵守电荷守恒定律C.这是感应起电现象,不遵守电荷守恒定律D.这是摩擦起电现象,不遵守电荷守恒定律（2）如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球的球心距离为3r．达到静电平衡后，下列说法正确的是A．金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷B．点电荷Q在金属球内产生的电场的场强处处为零C．金属球最左侧表面的电势高于最右侧表面的电势D．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为E＝푟2（3）上题（2）中，若先用金属网把不带电的金属球罩起来，再使带正电点电荷靠近金属网．跟原来相比会出现什么变化？并解释原因。（4）为观察电荷在导体上的分布规律将一个大的导体安放在绝缘支架上并使导体带上负电荷如图所示,用带绝缘柄的小验电球P接触导体上的各点,再与不带电的验电器接触,通过验电器金箔片的张角判断各点的带电情况.主要实验步骤如下:a.用P接触导体上的A再与不带电的验电器接触发现验电器的金箔片张角较小;b用P接触导体上的B再与不带电的验电器接触发现验电器的金箔片张角较大;c.用P与导体的尖端C点接触,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔片张角最大由此可以确定:电荷在导体表面的分布是不均匀的突出的位置电荷比较A.B.(均填前面的字母);平坦的位置,电荷比较16.研究带电体之间的作用力可以先定性分析相关因素，再研究定量关系。（1）如图所示,O是一个带电的物体,若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P、P、P位置,可以比123较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小,这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来(小球与物体O在同一水平线上).若物体O的电荷量用Q表示,小球的电荷量用q表示,物体与小球间的距离用d表示物体和小球之间的作用力大小用F表示.则下列对该实验的判断正确的是()A.可用控制变量法,探究F与Q、q、d的关系B.保持Q、q不变,减小d则θ变大,说明F与dC.保持Q、d不变,减小q则θ变小,说明F与qD.保持q、d不变,减小Q,则θ变小,说明F与Q成正比（2）如图是库仑扭秤实验装置,绝缘棒两端分别是A、B,在A的不远处放一个跟A相同的金属小球C,下列说法正确的是()A.B球起平衡作用,带电荷量与A球相同B.库仑准确测出了每一个带电小球的电荷量C.A球与C球之间的作用力与它们之间的距离成反比D.库仑扭秤能研究微小的库仑力,最主要的物理思想方法是微小量放大法（3）如图是示波管的原理图.它由电子枪、偏转电极(XX'和YY')、荧光屏组成.管内抽成真空,给电子枪通电后,如果在偏转电极XX'和YY'上都没有加电压,电子束将打在荧光屏的中心O点,在那里产生一个亮斑.如果在偏转电极XX'加恒定电压U=U,在偏转电极YY'加恒定电压U=-U,U>0.电子束经偏转电极后,在荧光屏XX'0YY'00上出现亮斑的区域是()A.ⅠB.ⅡC.ⅢD.Ⅳ四．计算题（共40分）O17.9分）如图所示，长为l的绝缘细线一端固定在O点，另一端系一质量为m电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中，小球处于静止状态，此时细线与竖直方向成37。重力加速度为g，sin37=0.60cos37=0.80。（1）判断小球的带电性质；（2）求该匀强电场的电场强度E的大小；（3）将小球向右拉起至与O点处于同一水平高度且细绳刚好张紧，静止释放，求：a.小球运动到最低点时的速度v的大小b.及此时细线对小球的拉力F的大小。189分）如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板，两板间所加电压为U，SS为板上正对的小012孔．平行金属板P和Q水平放置在N板右侧，关于小孔S、S所在直线对称，P、Q两板的长度为l，两板12间的距离为d，P、Q两板间加电压可形成偏转电场．加热的阴极K发出的电子经小孔S1M、N两板间，通过M、N间的加速电场加速后，进入P、Q间的偏转电场．已知电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略．整个装置处于真空中，偏转电场可视为匀强电场，忽略电子重力及电子间的相互作用，不考虑相对论效应．（1）求电子到达小孔S时的速度大小v；20（2）在PQ两板间加一恒定电压U，使电子从右侧离开偏转电场，a．电子在偏转电场中的侧移量b．电子在射出偏转电场右侧边界时的速度方向与水平方向夹角的正切值19分）如图1所示，水平光滑绝缘轨道MN处于水平向右的匀强电场中，一个质量为m、电荷量为＋qA点由静止释放，滑块在静电力作用下向右做匀加速直线运动，当到达B点时速度为v．设滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变．图1图2（1）求滑块从A点运动到B点的过程中，静电力所做的功W；（2）若规定A点电势为φ，求滑块运动到B点时的电势能E；ApB（3）某同学把上述静电场的电场线分布画成如图2所示：电场的方向均水平向右，电场线上疏下密．这种分布的静电场是否可能存在？试述理由．20.（12分）场是物质存在的一种形式，完成下列问题．（1）在静电场中可以定义“电通量”这个概念：若电场中有一个面，面上各处的电场强度与面垂直且大小相等为E，则穿过这个面的电通量Φ＝ES，其中S是在垂直电场强度方向的面积的大小．如果空间固定一个电量为Q的点电荷，在其周围激发静电场，以Q为球心做两个半径分别为R、RS和S，如图所示．求：1212a.球面S1的电通量大小；b.比较两个球面单位面积的电通量大小，并说明原因。（2）理论上已经证明：①电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场为零；②一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）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．a.现有一半径为R、电荷均匀分布的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴Ox，如图所示．关于该带电小球产生的电场E随x的变化关系，下图中正确的是（）ABCDb.推导论证a中的结论参考答案1-10每题3分16DC2C7B38DB49BB5B10B每题3分，不选和错选0分，选不全得2分11CD12CD13BC14BD151）A152）D153）①金属球不带电②原因：静电屏蔽③金属球内部合场强为0④整个金属球是个等势体。本题共4分。四个点，答对一个一分1541.A1542.B161）AC162）D163）D15-16题除（3）外每空2分，其中16（1）选不全得1分，错选不选得0分17.（1）由题意可知，小球受到的电场力方向向右，电场方向向右，所以小球带正电．（2）小球受三个力作用处于平衡状态，有：mgtanθ=qE可得：E=3mg/4q．（3）a.小球从水平位置到竖直方向的过程中重力和电场力做功，根据动能定理得：12mgL-qEL=mv-0解得：v=2푔푙/2√22b.F-mg=m푣F=1.5mg퐿12푒푈0푚18．）由动能定理eU＝m푣2，得v√00022푈푙푈푙⬚2푈0푑（2）y＝⬚，tanθ＝．具体过程见学历案，此处省略4푈0푑119．解）根据动能定理，静电力所做的功W＝mv2．2（2）根据静电力做功与电势能变化的关系W＝E－E，E＝qφpApBpAA1则E＝qφ－mv2．pBA2（3）这种分布的静电场不可能存在．因为在静电场中电荷沿任意闭合路径一周静电力做的功等于0，但在这种电场中，电荷可以沿某一闭合路径移动一周而静电力做功不为0．201a.＝ES＝（kQ/r2）·4π