广西柳州市2023-2024学年高二物理上学期10月月考试题含解析

（考试时间75分钟满分100分）一、选择题（本题共10个小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项是符合题目要求的，第8-10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.下列关于电场相关知识说法正确的是（）A.某点的电场强度方向为试探电荷在该点受到的静电力的方向B.公式只适用于点电荷产生的电场C.在电场中电势高的地方电荷具有的电势能不定大D.在电场中的任意一点，正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能【答案】C【解析】【详解】A．某点的电场强度方向为试探正电荷在该点受到的静电力的方向，故A错误；B．公式是电场的定义式，适用于任何电场，故B错误；C．根据电势能公式，可判断正电荷放在电势越高的位置电势能越大，而负电荷放在电势越高的位置电势能越小，故C正确；D．根据电势能公式，可判断在电场中的任何一点上，电势能的大小由电量的大小，电性及该点的电势来共同决定。所以在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能不一定大于负电荷具有的电势能，故D错误。故选C。2.下列说法正确的是（）A.导体中电荷运动就形成了电流B.只有自由电子的定向移动才能形成电流C.由可知，导体的电阻率与导体的横截面积成正比，与导体的长度成反比D.是欧姆定律的数学表达式，适用条件是线性元件【答案】D【解析】【详解】AB．电流是自由电荷定向移动形成，不一定是自由电子定向移动，选项AB错误；C．由导体的电阻率只与材料有关，与横截面积和长度无关，选项C错误。D．公式是欧姆定律的数学表达式，适用条件是纯电阻元件，即线性元件，选项D正确。故选D。3.如图是A、B两个导体的伏安特性曲线，其中曲线A的斜率为k，并且图线A与横轴成α角。关于这两个导体的伏安特性曲线的下列说法正确的是（）A.两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等B.导体A是非线性元件C.导体B是非线性元件，曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数D.B的电阻随电压的增大而增大【答案】A【解析】【详解】A.两条图线的交点表示两电阻的U和I相等，此时电阻则电阻也相等，故A正确；BCD.I—U图像中图像上的点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数；根据题图图像可知，导体Ａ的电阻值不随电压变化而变化为线性元件，B的电阻随电压的增大而减小为非线性元件，故BCD错误。故选A。4.如图所示，电场中某区域的电场线分布，a、b是电场中的两点，则（）A.a点的电势比b点低B.同一点电荷放在a点受到的静电力比放在b点时受到的静电力小C.正电荷在a点由静止释放，它在静电力作用下运动的轨迹与电场线一致D.电子在b点的电势能比在a点大【答案】D【解析】【详解】A．沿着电场线的方向电势降低，a点的电势比b点高，故A错误；B．a点处的电场线比b点处的密，因此a点的电场强度比b点的大，同一点电荷在α点受到的静电力也大，故B错误；C．正电荷在a点由静止释放时，静电力方向始终沿电场方向，而速度方向则在不断变化，因此其运动的轨迹不沿电场线，故C错误；D．沿电场线方向电势降低，电子带负电，由可知在b点电势能大。故D正确。故选D。5.如图所示，直角三角形ABC中∠A=37°，∠C=90°。两负点电荷固定在A、B两点，一试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则A、B两点处的负点电荷在C点的场强大小之比为（）A.3∶5 B.5∶3 C.4∶3 D.3∶4【答案】D【解析】【详解】设A、B两点处的负点电荷在C点的场强大小分别为EA、EB，由题意可知EA和EB的矢量和垂直于AB，则有解得故选D。6.如图，负点电荷Q固定在正方形一个顶点上，带电粒子P仅在该电荷的静电力作用下运动时，恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c，如图所示，则（）A.粒子P带负电B.a、b、c三点的电势高低关系是C.粒子P由a到b电势能减小，由b到c电势能增加D.粒子P在a、b、c三点时的加速度大小之比是【答案】B【解析】【详解】A．由运动轨迹可知，粒子P受引力作用，则粒子带正电，故A错误；B．根据负点电荷周围电势分布知，a、c与负点电荷Q的距离相等，则；b点距离负点电荷Q较远，距离负电荷越远，电势越高，则有，故B正确；C．正电荷在电势越高（低）的位置，电势能越大（小），结合A、B选项，粒子P由a到b电势能增加，由b到c电势能减小，故C错误；D．由几何关系，a、b、c三点到负点电荷Q的距离关系为又根据可得故D错误。故选B。7.如图A、B、C三点在匀强电场中，。。BC=10cm。把一个电荷量的正电荷从A移到B，静电力不做功：从B移到C，静电力做功为，则该匀强电场的电场强度大小和方向是（）（）A.900V/m，垂直AC向下B.900V/m，垂直AC向上C.15000V/m，垂直AB斜向下D15000V/m，垂直BC斜向上【答案】C【解析】【详解】由题意，将正电荷从A移到B，静电力不做功，则A与B电势相等，AB连线是一条等势线，电场线与等势面垂直，故电场线垂直AB，BC间电势差为所以B点的电势低。该匀强电场的电场强度大小为因为沿电场线方向电势降低，故电场强度方向垂直AB斜向下。故选C。8.两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，闭合开关S，电源即给电容器充电。则（）A.保持S闭合，增大两极板间的距离，则极板上的电荷量减小B.保持S闭合，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量减小C.断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D.断开S，在两极板间插入一块电介质，则两极板间的电势差增大【答案】AC【解析】【详解】A．保持S闭合，则两极板间电势差U不变，增大两极板间的距离d时，根据C变小，两极板间电量变小，故A正确；B．根据平行板电容器电容定义式和决定式，可得当在两极板间插入一块电介质时，相对介电常数变大，导致电容C变大，而U不变，所以极板上的电荷量增大，故B错误;C．断开S，极板上的电荷量Q不变，减小两极板间的距离d时，电容C变大，则电势差U减小，故C正确；D．断开S，在两极板间插入一块电介质，则C变大，Q不变，则电势差U减小，D错误。故选AC9.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，电场方向沿x轴方向，x轴上B、C点电场强度分别是、，下列说法中正确的有（）A.的大小大于的大小B.的方向沿x轴正方向C.电荷在O点受到的电场力最大D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功【答案】AD【解析】【详解】A．根据图像的切线斜率绝对值表示场强大小，可知的大小大于的大小，故A正确；C．同理可知O点的场强为零，电荷在该点受到的电场力为零，故C错误；BD．因沿电场线方向电势逐渐降低，则由图可知在O点左侧，电场方向沿x轴负方向，则的方向沿x轴负方向；在O点右侧，电场方向沿x轴正方向，则负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功，故B错误，D正确。故选AD。10.如图，质量相同的带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入匀强电场中，P从平行板间正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们都打到上极板同一点，不计粒子重力。则（）A.它们运动的时间不同B.Q所带的电荷量比P大C.电场力对它们做的功一样大D.Q的动能增量大【答案】BD【解析】【详解】A．两粒子在电场中均做类平抛运动，运动的时间为由于x、相等，可知它们运动的时间相同，故A错误；B．根据可得知Q的加速度是P的两倍；再根据牛顿第二定律有可知Q的电荷量是P的两倍，故B正确；CD．由知，静电力对两粒子均做正功，由前分析知Q的电荷量是P的两倍，Q沿电场方向上的位移y是P的两倍，则静电力对Q做的功是P的４倍。根据动能定理，静电力做的功等于动能变化量，可知Q的动能增量大，故C错误，D正确。故选BD。二、实验题（本题共2小题，共14分）。11.电路中电流大小可以用电流传感器测量，用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电流随时间变化的曲线。某兴趣小组要测定一个电容器的电容，选用器材如下：待测电容器（额定电压为16V）；电流传感器和计算机；直流稳压电源；定值电阻。R0=100Ω；单刀双掷开关；导线若干。实验过程如下：①按照图甲正确连接电路；②将开关S与1端连接，电源向电容器充电；③将开关Ｓ掷向２端，测得电流随时间变化的I-t图线如图乙中的实线a所示；④利用计算机软件测出I-t曲线和两坐标轴所围的面积。请回答下列问题：（1）已知测出的I-t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3mAs，则该电容器在充电完毕时所带的电荷量Q=___________C，电容器的电容C=___________Ｆ；（2）若将定值电阻换为R1=180Ω，重复上述实验步骤，则电流随时间变化的I-t图线应该是图丙中的曲线___________（选填“b”或“c”）。【答案】①.②.③.c【解析】【详解】（1）由电流的定义式可知（2）由I-t图像得到开始时电流为I=100mA=0.10A故最大电压为U=IR0=0.10A×100Ω=10V故电容为（3）换用阻值为180Ω的定值电阻，根据则第2次实验的最大电流小些，故是曲线c.12.在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图a所示，其读数应为___________mm（该值接近多次测量的平均值）。（2）用伏安法测金属丝的电阻Rₓ。实验所用器材为电池组（3V）、电流表、电压表、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材按照图b正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520（3）这个小组的同学在坐标纸上建立U—I坐标系，如图c所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线_________。由图线得到金属丝的阻值，Rₓ=___________Ω（保留两位有效数字）。（4）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为___________。（π取3.14）A.B.C.D.【答案】①.0.397##0.398##0.399②.③.4.3##4.4##4.5##4.6##4.7④.C【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为0+39.8×0.01mm=0.398mm。（3）[2]图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离较远的点应舍去，如图所示。[3]图像的斜率等于金属丝的电阻，则（4）[4]根据可得金属丝的电阻率故选C。三、计算题（本题共3小题，共36分。解答应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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.如图所示，一根长L=5.0m、与水平方向的夹角θ=30°的光滑绝缘细直杆MN固定在竖直面内，杆的下端M点固定一个带电小球A，电荷量，另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量，质量将小球B从杆的上端N由静止释放，小球B开始运动。（静电力常量，取g=10m/s²）。则；（1）小球B开始运动时的加速度为多大？（2）小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？【答案】（1）3.2m/s2；（2）3m【解析】【详解】（1）对小球B受力分析，如图所示，开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和静电力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律可得解得（2）小球B的速度最大时所受合力为零，即代入数据解得14.如图所示，两水平边界M、N之间存在竖直向上匀强电场。一根轻质绝缘竖直细杆上等间距地固定着A、B、C三个带正电小球，每个小球质量均为m，A、B、C球带电荷量分别为q、2q、3q，相邻小球间的距离均为L。将该细杆从边界M上方某一高度处由静止释放，已知B球进入电场上边界时的速度是A球进入电场上边界时速度的2倍，且B球进入电场后杆立即做匀速直线运动，C球进入电场时A球刚好穿出电场。整个运动过程中杆始终保持竖直状态，重力加速度为g。不计空气阻力。求：（1）匀强电场的电场强度的大小E；（2）A球经过电场上边界时的速度的大小；（3）C球经过边界N时的速度的大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）B球进入电场后，杆立即做匀速直线运动，则有解得（2）从A球进入电场到B球进入电场的过程中，由动能定理得解得（3）由C球进入电场时A球刚好穿出电场可知，M、N间的宽度为2L；设C球经过边界N时的速度的大小为，从Ａ球进入电场到Ｃ球穿出电场的过程，由动能定理得解得15.如图所示，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上，在xOy平面内有与y轴平行向上的匀强电场区域（在第Ⅰ象限，形状是直角三角形），直角三角形斜边分别与x轴和y轴相交于（L，0）和（0，L）点。区域左侧沿x轴正方向射来一束具有相同质量m、电荷量为-q（