2024年北京中关村中学高二（上）10月月考物理试题及答案

2024北京中关村中学高二10月月考物理一、单项选择题（每小题只有一个正确答案，共8小题，每小题4分，共32．．．．1.下列说法中正确的是（）A.若带电体的电荷量很小，就可以将其看成点电荷B.物体所带的电荷量可以是任意值C.物体所带的电荷量最小值为元电荷，可取为1019CD.电荷量很小的电荷就是元电荷2.两个分别带有电荷量－Q和＋4Qr的两处，它们间1库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为r，则两球间库仑力的大小为（）2944A.9FB.FC.FD.12F33.如图所示取一对用绝缘柱支撑的导体A和使它们彼此接触,起初它们不带电，分别贴在导体A、B下部的金属箔都是闭合的．现将带正电的物体C移近A,下列描述正确的是A.稳定后只有A下部的金属箔张开B.稳定后只有B下部的金属箔张开C.C移近A后,再把B与A分开,A、B下部的金属箔都张开D.C移近A后,再把B与A分开，稳定后A、B下部的金属箔都闭合4.如图所示，甲、乙两图中平行板电容器，电源都完全相同，先闭合开关S，稳定后将甲图中的开关S断开，乙图中开关S保持闭合，将两图中的下极板都向上移动少许，则（）A.甲图中电容器的电容增大，乙图中电容器的电容不变B.甲图中电容器所带电荷量不变，乙图中电容器所带电荷量增大C.甲图中电容器两端的电势差增大，乙图中电容器两端的电势差不变D.甲图中两板间的电场强度不变，乙图中两板间的电场强度减小5.为避免闪电造成损害，高大的建筑物会装有避雷针。积雨云底层带负电，由于静电感应使得避雷针的尖端带上了正电。如图所示，虚线为避雷针周围的等势面，且相邻等势面间的电势差相等。避雷针尖端正上，电势分别为、。一带负电的雨滴竖直下落经过a、b两点，bEE方a、b两点的场强大小分别为、aba下列说法正确的是（）abA.B.abC.该雨滴从a下落至b的过程中，电势能逐渐增加D.若该避雷针某时刻开始放电，则放电电流从积雨云流向避雷针6.如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，EO=OF。一不计重力带负电的点电荷在E点由静止释放后（）A.做匀加速直线运动B.在O点所受静电力最大C.由E到O的时间等于由O到F的时间D.由E到F的过程中电势能先增大后减小7.如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则（）A.电子沿Ox的负方向运动B.电子的电势能将增大C.电子运动的加速度恒定D.电子运动的加速度先减小后增大8.如图甲所示，均匀带电球体的半径为R，电荷量为+Q。可以证明，均匀带电球体（或球壳）在球外部产生的电场，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；而均匀带电球壳在其内部任意一点产生的电场强度为零。以球心为坐标原点建立x轴，理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示，静电力常量为k。下列说法正确的是（）A.x、x两点的电场强度方向相反122B.x2处场强大小为R3C.x、x两点的电势相同12D.若规定球心处的电势为零，则xR处的电势为−2R二、不定项选择题（每小题至少有一个正确答案，共4小题，每小题5分，共20分）．．．．．9.下列各量中，与检验电荷无关的物理量是（）A.电场力FC.电势差UB.电场强度ED.电场力做的功W10.在探究影响电荷之间相互作用力大小因素的过程中，老师做了如图所示的实验。O是一个带正电的绝缘导体球，将同一带电小球用绝缘细丝线分别挂在P、P、P不同的位置，调节丝线长度，使小球与带电导123体球O的球心保持在同一水平线上，发现小球静止时细丝线与竖直方向的夹角不同，且θ>θ>θ。关于这123个实验，下列说法中正确的是（）A.通过该实验的现象可知，小球带负电B.该实验可以研究电荷间相互作用力大小与它们之间距离是否有关C.该实验中细丝线与竖直方向的夹角越大，表示电荷之间的相互作用力越弱D.通过该实验现象可知，电荷之间的相互作用力与电荷之间的距离的平方成反比如图所示，要使静电计张角变小，可采用的方法有（）A.使两板正对面积减小C.两板间插入云母片B.用手接触一下负极板D.使两极板靠近些12.如图所示，虚线a、、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知（）A.三个等势面中，c的电势最高B.带电质点在P点的电势能比在Q点的电势能大C.带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D.带电质点在P点的加速度比在Q的加速度大三、实验题（每空2分，共12分）13.在“观察电容器的充、放电现象”实验中：（1）用如图1所示的电容器做实验，电容器外壳上面标着“200μF，10V”，下列说法正确的是___________；A.电容器的击穿电压为10VB.电压为10V时，电容器才正常工作C.电容器电压为5V时，电容是200μFD.电容器电压为5V时，电容是100μF（2）把干电池E、电阻箱R、电容器C、电流表G、单刀双掷开关S按图2电路图连成实验电路，将电阻箱R调到合适阻值。将开关S接1，电容器充电完毕，断开开关S，此时如图2所示电路图中电容器上极板___________S接2，电容器放电。在放电过程中，电流___________（填“向左”或“向右”）流过电阻箱R。（3）将图2中的电流表、电压表替换为电流传感器、电压传感器，得到电容器放电过程电流时间变化的图线如图3所示，电压随时间变化的图线如图4所示。①图3中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是___________。②已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为Um，图4中U-t图线与坐标轴围成的面积为S0。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C=___________Um、R和S表示）0（4）已知电容器的电容值为C，充电过程中其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像如图5所示。类比直线运动中由v-t图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能E___________。=四、计算论述题（每小题12分，共36分）14.如图所示，长l的轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水=平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角=37。已知小球所带电荷量q1.010=5C，匀强电场的=3N/Csin37°=0.6，37°=0.8）求：场强E3.010（1）小球所受电场力F的大小；E（2）若规定虚线位置为电势能零点，求小球在静止位置具有的电势能；P（3）若场强方向不变，大小突然变为E=31.010N/C，小球到达最低点时速度v的大小。15.空间中三点A、B和C是直角三角形的三个顶点，且=，=。现将点电荷Q和Q分ABC=16N/C别放在A、B两点，测得C点的场强为，方向与BA平行，如图所示，求：（1）A带___________电，Q带___________电；B（2）Q和Q的电荷量之比；BAE的大小和方向。C（3）如果撤掉Q，C点场强A16.如图所示为示波管的原理图，在A板和电子枪之间加电压使电子枪K发射出的电子经电压U加速后沿1中心线进入偏转电场，在电场力作用下发生偏转，电子最终打在右侧荧光屏上的P点。已知M、N之间的，偏转电压为UL1电场可视为匀强电场，偏转电极、N之间的间距为d，极板长度为，极板右边缘到2L荧光屏的距离为。电子从电子枪发射时初速度可不计，电子电荷为e、质量为m，电子重力忽略不计。2求：（1）电子经电压U加速后的速度大小v；1（2）电子从偏转电场射出时的侧移量y；（3）荧光屏上的点P到屏的中心位O的距离Y。参考答案一、单项选择题（每小题只有一个正确答案，共8小题，每小题4分，共32．．．．1.【答案】C【详解】A．带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状和电量无关，故A错误；BCD．物体带电量的最小值为元电荷，即为1.6×10-19C。所有带电电荷量均是元电荷的整数倍，只能是一些特定值，故BD错误，C正确。故选C。2.【答案】B【详解】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为QQQ2F=k=4kr2r231+Q两球分开后各自带电量为，距离又变为原来的，则库仑力为22323QQQ292F=k=9k=Fr2r242故选B。3.【答案】C【详解】A、带正电的物体C靠近A附近时，由于静电感应，A端带上负电，B端带上正电；所以金属箔都张开．故AB错误；把带正电荷的物体C移近导体A后，把A和B分开，A带负电，B带正电，金属箔还是张开，选项C正确，D错误．故选C.点睛：此题体现了物体静电感应起电的实质；静电平衡状态时，带电体的电荷只分布在外表面，内部电场强度为零，且导体的电势处处相等．4.【答案】B【详解】A．当下极板向上移动少许时，根据SC=可知两个电容器的电容增大，故A错误；B．因为甲图中开关断开，所以甲图电容器所带电荷量不变。乙图开关闭合，所以乙图的板间电压不变，根据QC=U可知，乙图中的电容器所带电荷量增大，故B正确；C．甲图电荷量不变，电容变大，所以甲图中电容器两端电压变小，故C错误；D．根据UdE=可以推导出UdQQSSE====Cdd所以甲图中板间的电场强度不变；乙图中开关保持闭合，则电容器两板间电压保持不变，由知UE=d电场强度变大，故D错误。故选B。5.【答案】A【详解】A．等差等势面越密集，电场线越密集，则abA正确；B．积雨云底层带负电，避雷针带正电，则电场方向由避雷针指向积雨云，沿电场方向电势降低，可知abB错误；C．带负电的雨滴竖直下落，电势升高，雨滴电势能减小，C错误；D．由题意可知，若该避雷针某时刻开始放电，则放电电流从避雷针流向积雨云，D错误。故选A。6.【答案】C【详解】AB．带负电的点电荷在E点由静止释放，将以O点为平衡位置做往复运动，在O点所受电场力为零，故AB错误；C．根据运动的对称性可知，点电荷由E到O的时间等于由O到F的时间，故C正确；D．点电荷由E到F的过程中电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D错误。故选C。7.【答案】D【详解】A．由图看出，电势逐渐升高，则电场线方向沿Ox负方向，电子所受的电场力沿Ox正方向，则电子将沿Ox正方向运动。故A不符合题意；B．由静止释放后，电场力对电子做正功，电子的电势能将减小，故B错误；CD．φ-x图象的斜率大小等于电场强度，由几何知识得知，斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，则电子所受的电场力先减小后增大，电子运动的加速度先减小后增大，故C错误，D正确。故选D。8.【答案】D【详解】A．根据图乙可知，x、x两点的电场强度均为正值，表明xx两点的电场强度方向相同，均与1规定的正方向相同，故A错误；B．x2处于球外部，则有212QE2=kx22故B错误；C．根据电场强度与电势差的关系有UxE=即有U=Ex可知，E−x图像中，图像与x轴所围几何图形的面积表示电势差，可知xx两点电势不相等，由于沿12电场线电势降低，球体带正电，根据图甲可知，x点电势高于x点电势，故C错误；12D．在x=R处的电场强度为QR2ER=k若规定球心处的电势为零，根据上述，在0~R之间，结合图乙有RER2U=−=OR解得R=−2R故D正确。故选D。二、不定项选择题（每小题至少有一个正确答案，共4小题，每小题5分，共20分）．．．．．9.【答案】E=Fq【详解】试题分析：电场力与检验电荷的电荷量有关，A错误；电场强度只和电场本身的性质有关，与检验电荷无关，B正确；电势是人为规定的，电势差是相对的，与检验电荷无关，C正确；电场力做功W=Fqs与检验电荷有关，D错误考点：考查了电场力，电场强度，电势差，电场力做功10.【答案】B【详解】A．同种电荷相互排斥，所以小球带正电，故A错误；B．该实验仅仅改变了距离，可以利用控制变量法研究电荷间相互作用力大小与它们之间距离是否有关，故B正确；C．受力分析可知Ftan=所以电荷间相互作用力越大，夹角越大，故C错误；D．该实验定性研究了电荷之间的相互作用力的大小与距离的关系，没有记录距离准确值，无法得出定量关系，故D错误。故选B。【答案】CD【详解】A．由题知，静电计张角变化情况与电容器两端电压的变化情况有关，电容器两端电压变大，则静电计张角变大，反之，则减小；使两板正对面积减小，根据S4kdC=可知电容C减小；又电容器的电量不变，根据QC=U可知电容器两端的电压增大，静电计张角变大，故A错误；B．由于负板接地，用手触摸时，仍接地，故对电量没有影响，电势差保持不变，故B错误；C．两板间插入云母片，根据S4kdC=可知电容C增大；又电容器的电量不变，根据QC=U可知电容器两端的电压减小，静电计张角变小，故C正确；D．使两极板靠近些，即d减小，根据S4kdC=可知电容C增大；又电容器的电量不变，根据QC=U可知电容器两端的电压减小，静电计张角变小，故D正确。故选CD。12.【答案】ABD【分析】由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧，由于质点带负电，因此电场线方向与受力方向相反；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场强度大。【详解】A．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于质点带负电带，因此电场线方向垂直对应等势面向上，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最低，c等势线的电势最高，故A正确；B．根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故B正确；C．带电粒子在电场中只受电场力，从P到Q过程中电场力做功等于动能的变化，带电质点在电场中运动过程中动能与电势能之和不变，故C错误；D．等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故D正确。故选ABD【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化。三、实验题（每空2分，共12分）13.1）C（）①.②.向右S0UmR（3）①.见解析②.1（4）2【小问1A．10V是电容器的额定电压，不是电容器的击穿电压，故A错误；B．10V是电容器的额定电压，电压低于10V时，电容器也能正常工作，故B错误；CD．电容与电容器所加电压无关，只与自身构造有关，可知电容器电压为5V时，电容是200μF，故C正确，D错误。故选C。【小问2[1]使开关S接1，电源给电容器充电，由电路图可知，电容器上极板与电源正极相连，故电容器充电完毕，断开开关，电容器上极板带正电。[2]在放电过程中，电流向右流过电阻箱R；【小问3①[1]由公式Q=可知图3中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是内电容器的放电电量。②[2]由电容器定义式有utQS0RC====UmUmUmUmR【小问4类比直线运动中由v-t图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所