2024北京通州運河中學高二10月月考物理試題及答案

試題試題2024北京通州運河中學高二10月月考物理一、單項選擇題（本題共12小題，每小題3分，共36分）1.物理學中，“質點”、“點電荷”這兩個概念的建立所體現的共同的科學思維方法是（）A.比值法 B.等效替代法 C.理想化模型 D.控制變量法2.下列說法中正確的是（）A.公式中，q指的是場源電荷的電荷量B.公式中，Q指的是試探電荷的電荷量C.體積很小的帶電小球一定可以看成點電荷D.電場是客觀存在的而電場線實際并不存在3.在如圖四種電場中，分別標記有a、b兩點，其中a、b兩點的電勢相等、電場強度大小和方向也相同的是（）A.B.C. D.4.下列關于電場強度的說法中，正確的是（）A.公式只適用于真空中點電荷產生的電場B.由公式可知，電場中某點的電場強度E與試探電荷q在該點所受的電場力成正比C.在公式只適用于勻強電場的定量計算D.由公式可知，在離點電荷非常近的地方（r→0），電場強度E可達無窮大5.如圖所示，將不帶電的枕形導體AB，放在一個點電荷的電場中，點電荷的電荷量為，與導體AB的中心O的距離為R。當導體AB達到靜電平衡時，下列說法正確的是（）A.導體A端帶正電B.導體A端的電勢低于B端的電勢C.感應電荷在O點產生的電場強度大小為零D.感應電荷在O點產生的電場強度大小為6.如圖甲、乙、丙、丁是課本內的幾幅插圖，下列說法正確的是（）A.甲圖是演示靜電屏蔽現象的裝置，帶電小球的電場不能進入金屬網罩內部B.乙圖是一種可變電容器，其原理是通過改變鋁片之間距離從而達到改變電容的目的C.丙圖是庫侖扭秤，探究帶電小球間庫侖力大小相關因素時需要測出小球電荷量D.丁圖是避雷針，其通過尖端放電中和空氣中的電荷達到避免建筑物遭雷擊的目的7.如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三條電場線，實線為一帶負電的粒子僅在電場力作用下通過該區域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，由此可知（）A.該電場有可能由負點電荷形成B.帶電粒子在P點時的加速度小于在Q點時的加速度C.帶電粒子在P點時的速度小于在Q點時的速度D.帶電粒子在P點時的電勢能小于在Q點時的電勢能8.如圖，直線上有o、a、b、c四點，ab間的距離與bc間的距離相等．在o點處有固定點電荷，已知b點電勢高于c點電勢．若一帶負電電荷的粒子僅在電場力作用下先從c點運動到b點，再從b點運動到a點，則A.兩過程中電場力做的功相等B.前一過程中電場力做的功大于后一過程中電場力做的功C.前一過程中，粒子電勢能不斷減小D.后一過程中，粒子動能不斷減小9.原來都是靜止的質子和α粒子(氦核)，經過同一電壓的加速電場后，它們的速度大小之比為：（）A.B.1:2C.D.1:110.如圖所示，若質子和α粒子（氦原子核）以相同的初速度垂直射入偏轉電場，不計粒子的重力。則質子和α粒子射出電場時的偏移量之比為（）A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶411.如圖所示，兩個固定的等量異種點電荷，在它們連線的垂直平分線上有a、b、c三點（c點為兩電荷連線與中垂線的交點），則（）A.c點是兩點電荷連線上場強最小的點B.a點電勢比b點高C.a、b兩點場強相同D.一電子處于b點時，會受到水平向右的靜電力12.如圖所示，兩個帶等量正電荷的小球A、B（可視為點電荷），被固定在光滑絕緣的水平面上。P、N是小球A、B的連線的水平中垂線，且PO=ON。現將一個電荷量很小的帶負電的小球C（可視為質點），由P點靜止釋放，在小球C向N點運動的過程中，下列關于小球C的速度、加速度、電勢能圖像中，可能正確的是（）A.B.C. D.二、實驗題（不定項選擇，每題3分，共24分）13.美國物理學家密立根利用如圖所示的實驗裝置，最先測出了電子的電荷量，被稱為密立根油滴實驗。如圖，兩塊水平放置的金屬板A、B分別與電源的正負極相連接，板間產生勻強電場，方向豎直向下，板間油滴P由于帶負電懸浮在兩板間保持靜止。已知當地的重力加速度為g，若要測出該油滴的電荷量，需要測出的物理量有（）A.油滴質量m B.兩板間的電壓UC.兩板間的距離d D.兩板的長度L14.關于元電荷，下列說法正確的是（）A.油滴的電荷量可能是1.6×10-20CB.油滴的電荷量可能是3.2×10-19CC.元電荷就是電子D.任何帶電體所帶電荷量可取任意值如圖是某實驗小組為了定性探究平行板電容器的電容與其結構之間的關系裝置圖。充電后與電源斷開的平行板電容器的A板與靜電計相連，B板和靜電計金屬殼都接地，A板通過絕緣柄固定在鐵架臺上，人手通過絕緣柄控制B板的移動。請回答下列問題：15.本實驗采用的科學方法是（）A.理想實驗法 B.等效替代法C.控制變量法 D.建立物理模型法16.在該實驗中，靜電計的作用是（）A.測電容器的電荷量 B.測電容器兩極的電勢差C.測電容器的電容 D.測定A、B兩間的電場強度17.在實驗中觀察到的現象是（）A.甲圖B向右移動時，靜電計指針的張角變小B.甲圖B向右移動時，靜電計指針的張角不變C.乙圖B向上移動時，靜電計指針的張角變小D.丙圖向兩板間插入陶瓷片時，靜電計指針的張角變小某同學用傳感器做“觀察電容器的充放電”實驗，采用的實驗電路如圖所示。18.實驗開始時給電容器充電過程中其電荷量Q、電勢差U、電容C之間相互關系的圖像如圖所示，其中描述正確的是（）A.B.C. D.19.在下列圖像中表示電容器充電和放電過程中通過傳感器的電流隨時間變化的圖像為（）A.B.C. D.20.如果不改變電路其他參數，只增大電阻箱的阻值R并重復上述實驗，實線和虛線分別表示改變前后放電過程電流隨時間變化的曲線，最符合實際情況的圖像為（）（填正確圖像對應的標號）。A.B.C.D.21.如圖所示，一質量為m0.04kg，帶電量大小為q1.0×10-6C的小球，用絕緣細線懸掛在水平向右的勻強電場中，假設電場足夠大，靜止時懸線與豎直方向成37°角。小球在運動過程電量保持不變，重力加速度g10m/s2。sin37°0.6，cos37°0.8。（1）畫出小球受力圖并判斷小球帶何種電荷；（2）求細線拉力和電場強度E；（3）若突然將細線剪斷，求經過2s時小球的速度v。22.如圖所示，M、N為豎直放置的平行金屬板，S1、S2為板上正對的小孔，兩板間所加電壓為U1，金屬板P和Q水平放置在N板右側，關于小孔S1、S2所在直線對稱，兩板間加有恒定的偏轉電壓U2，極板間距為d，板長度為L。現有一質子（）從小孔S1處先后由靜止釋放，經加速后穿過小孔S2水平向右進入偏轉電場。已知質子的質量為m，電荷量為q。（1）求質子進入偏轉電場時的速度v0大小；（2）從偏轉電場射出時沿垂直板面方向的側移量y；（3）從偏轉電場射出時的速度v。23.如圖所示，AB是半徑為R的圓弧形光滑且絕緣的軌道，位于豎直平面內，其下端與水平絕緣軌道平滑連接，整個軌道處在水平向左的勻強電場中，電場強度為，今有一質量為m、帶正電q的小滑塊（體積很小可視為質點），從A點由靜止釋放。若已知滑塊與水平軌道間的動摩擦因數為μ=0.5，求：（1）滑塊通過B點時的速度大小；（2）B點軌道對小滑塊的支持力；（3）小滑塊最終停止的位置與B點距離x。24.類比法是研究物理問題的常用方法。（1）如圖甲所示為一個電荷量為+Q的點電荷形成的電場，靜電力常量為k，有一電荷量為q的試探電荷放入場中，與場源電荷相距為r。根據電場強度的定義式和庫侖定律推導：試探電荷q所在處的點電荷電場強度E的表達式；（2）場是物理學中重要的概念，除了電場和磁場外，還有引力場，物體之間的萬有引力就是通過引力場發生作用的。忽略地球自轉影響，地球表面附近的引力場也叫重力場。已知地球質量為M，半徑為R，引力常量為G。請類比電場強度的定義方法，定義距離地球球心為r（r>R）處的引力場強度；（3）微觀世界的運動和宏觀運動往往遵循相同的規律，根據玻爾的氫原子模型，電子的運動可以看成是經典力學描述下的軌道運動，如圖乙。原子中的電子在原子核的庫侖引力作用下，繞靜止的原子核做勻速圓周運動。這與天體運動規律相似，天體運動軌道能量為動能和勢能之和。已知氫原子核（即質子）電荷量為e，核外電子質量為m，帶電量為-e，電子繞核運動的軌道半徑為r，靜電力常量為k。若規定離核無限遠處的電勢能為零，電子在軌道半徑為r處的電勢能為，求電子繞原子核運動的系統總能量E（包含電子的動能與電勢能）。

參考答案一、單項選擇題（本題共12小題，每小題3分，共36分）1.【答案】C【詳解】“質點”、“點電荷”這兩個概念的建立所體現的共同的科學思維方法是理想化模型，故ABD錯誤，C正確。故選C。2.【答案】D【詳解】A．公式中，q指的是試探電荷的電荷量，A錯誤；B．公式中，Q指的是場源電荷的電荷量，B錯誤；C．點電荷是理想化模型，能否把帶電體看成點電荷，取決于所研究問題是否與帶電體本身大小、形狀無關，不取決于帶電體本身大小，C錯誤；D．電場是客觀存在的，而電場線是為了描述電場的分布情況而假想的線，實際并不存在，D正確。故選D。3.【答案】D【詳解】A．ab兩點的電勢相等，電場強度大小相等，但方向不同，A錯誤；B．ab兩點的電場強度大小相等，但電勢不相等，a點電勢高于b點電勢，B錯誤；C．ab兩點的電勢相等，電場強度大小相等，方向相反，C錯誤；D．等量異種點電荷形成的電場，在中垂線上各點場強方向垂直于中垂線，電荷在其上移動，電場力不做功，中垂線為等勢線，又由對稱性，a、b兩點的場強大小相等，方向都向左，D正確。故選D。4.【答案】C【詳解】AB．公式是電場強度的定義式，適用于任何電場，電場中某點的電場強度E由電場本身決定，與試探電荷q在電場中該點所受的電場力無關，故AB錯誤；C．公式只適用于勻強電場的定量計算，故C正確；D．公式適用于點電荷模型，在離點電荷非常近的地方（r→0），帶電體不能再視為點電荷，此時公式并不適用，所以電場強度E并不是達到無窮大，故D錯誤。故選C。5.【答案】D【詳解】A．由于點電荷帶負電，產生靜電感應，根據“近異遠同”可知導體A端帶負電，B端帶正電，故A錯誤；B．處于靜電平衡的導體是一個等勢體，所以導體A端的電勢等于B端的電勢，故B錯誤；CD．處于靜電平衡的導體內部各點的合場強為零，則導體中心O點的場強為零，故感應電荷在O點的產生場強與點電荷在O點的場強等大反向，大小為，方向向左，故C錯誤，D正確。故選D。6.【答案】D【詳解】A．甲圖中，由于靜電屏蔽使得金屬網罩內部場強為零，但靜電屏蔽并不是帶電小球的電場遮擋在外，而是感應電荷的電場與帶電小球的電場抵消為零，故A錯誤；B．乙圖的可變電容器的原理是改變鋁片之間的正對面積從而達到改變電容的目的，故B錯誤；C．丙圖是庫侖扭秤，庫侖通過它發現了電荷之間的相互作用規律，不需要測出小球電荷量，故C錯誤；D．丁圖中建筑物頂端的避雷針通過尖端放電，中和空氣中的電荷達到避免雷擊的目的，故D正確。故選D。7.【答案】D【詳解】A．帶負電粒子做曲線運動，電場力指向曲線的內側，所以電場力的方向向右，電場線方向向左，故該電場有可能由正點電荷形成，故A錯誤；B．由電場線疏密可知，P點場強比Q場強點大，所以帶電粒子在P點的電場力大，則帶電粒子在P點的加速度大，故B錯誤；CD．若帶電粒子從P運動到Q，電場力做負功，帶電粒子的電勢能增大，動能減小，即帶電粒子在P點時的速度大于在Q點時的速度，帶電粒子在P點時的電勢能比在Q點時的電勢能小，故C錯誤、故D正確。故選D。8.【答案】C【詳解】根據題述，ab之間電場強度大于bc之間電場強度，前一過程中電場力做的功小于后一過程中電場力做的功，選項AB錯誤；前一過程中，電場力做正功，離子電勢能不斷減小，動能不斷增大；后一過程中，電場力做正功，粒子動能不斷增大，選項C正確D錯誤．9.【答案】C【詳解】設任一帶電粒子的質量為，電量為，加速電場的電壓為，根據動能定理得：得速度大小：即得速度大小與比荷的平方根成正比，質子和粒子比荷之比為所以解得速度之比故選項C正確，選項ABD錯誤．故選C。【名師點睛】根據動能定理列式得到加速獲得的速度表達式，結合質子和粒子的比荷求解速度之比；本題帶電粒子在電場中加速問題，根據動能定理求速度是常用方法．本題還要對質子與粒子的質量數與電荷數要區分清楚．10.【答案】A【詳解】質子和α粒子進入偏轉電場都做類平拋運動，偏移量為由于U、d、L、v0相同因此故選A。11.【答案】A【詳解】A．在兩點電荷連線上c點電場線最稀疏，則c點是兩點電荷連線上場強最小的點，選項A正確；B．兩等量異種電荷連線的中垂線是等勢面，則a點電勢等于b點電勢，選項B錯誤；C．兩等量異種電荷連線的中垂線上，離中點越近，電場線越密集，因b點電場線較a點密集，則a點場強小于b點場強，選項C錯誤；D．b點場強水平向右，則一電子處于b點時，會受到水平向左的靜電力，選項D錯誤。故選A。12.【答案】A【詳解】在A、B的垂直平分線上，從無窮遠處到O點電場強度先變大后變小，到O點變為零，負電荷受力沿垂直平分線運動，PO段電場力做正功速度增加，ON段做負功速度減小，O點速度最大。如果從P到O點場強一直變小，則加速度一直變小，則段加速度一直變大；如果從P點到O點場強先變大后變小則加速度先變大后變小，則點到點加速度加速度先變大后變小。A．若從P到O點場強一直變小，則加速度一直變小，則段加速度已知變大，則圖像先變小后反向變大，故A正確；B．無論何種情況，都不可能在加速過程中加速度一直變大，故B錯誤；C．在和段加速度方向相反，故C錯誤；D．根據分析位移與時間的關系不是線性關系，電場力也不斷變化，則圖線不可能為直線，電場力先做正功后做負功，則電勢能先減小后增大，故D錯誤。故選A。二、實驗題（不定項選擇，每題3分，共24分）13.【答案】ABC【詳解】由于油滴處于懸浮狀態，則所以故需要測出的物理量有油滴質量m、兩板間的電壓U、兩板間的距離d。故選ABC。14.【答案】B【詳解】C．元電荷是最小的電荷量單位，而不是電子，故C錯誤；D．任何帶電物體所帶的電荷量都是元電荷e的整數倍，故D錯誤；AB．油滴的電荷量應為元電荷的整數倍，故油滴的電荷量可能是3.2×10-19C，故A錯誤，B正確。故選B。【答案】15.C16.B17.AD【15題詳解】本實驗中若要研究電容C與兩極板間距d的關系時，需要保證兩極板正對面積S、相對電介常量εr不變，采用的是控制變量法。故選C。【16題詳解】該實驗中，靜電計的作用是測定電容器兩極之間的電勢差。故選B。【17題詳解】AB．根據甲圖中B板水平向右移動時，板間距離減小，電容器電容增大，由于電容器電荷量保持不變，則電容器電壓減小，所以靜電計指針的張角變小，故A正確，B錯誤；C．乙圖中B板向上移動時，極板正對面積減小，電容器電容減小，電容器電荷量保持不變，則電容器電壓增大，所以靜電計指針的張角變大，故C錯誤；D．丙圖中向兩板間插入陶瓷片時，電容器電容增大，電容器電荷量保持不變，則電容器電壓減小，所以靜電計指針的張角變小，故D正確。故選AD。【答案】18.CD19.A20.A【18題詳解】根據電容的定義式可得可知，對于給定的電容器，電容C不變，隨著兩極板電壓增大，電容器所帶電荷量Q增大，但電容不隨Q、U變化。故選CD。【19題詳解】電容器充電過程中充電電流不斷減小，放電過程中電流也不斷減小，但充電電流的方向與放電電流的方向相反。故選A。【20題詳解】若增大電阻箱的