安徽省安慶市桐城中學2023-2024學年高二上學期第二次物理 Word版含解析.docx

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安徽省桐城中學2023-2024學年度高二上學期第二次教學質量檢測物理試卷（考試總分：100分考試時長：75分鐘）一、單選題（本題共計7小題，總分28分）1.學習物理要正確理解物理規(guī)律和公式的內涵。你認為下列理解正確的是（　?。〢.根據庫侖定律公式，兩個電荷的距離趨于零時，庫侖力為無窮大B.根據可知，一個電子在電勢差為的兩點間被加速，電場力做功大小為1eVC.由勻強電場電勢差與電場強度關系知，勻強電場中任意兩點間的電勢差與這兩點間的距離成正比D.根據電容器的電容的定義式可知，電容器的電容與它所帶電荷量成正比【答案】B【解析】【詳解】A．庫侖定律公式適用條件是真空之中的點電荷，當兩個電荷的距離趨于零時，帶電體的形狀與大小對所研究的問題的影響已經不能忽略，此時帶電體不能看為點電荷，該公式不成立，因此不能認為兩個電荷的距離趨于零時，庫侖力為無窮大，A錯誤；B．一個電子在電勢差為的兩點間被加速，電場力做功大小為B正確；C．勻強電場電勢差與電場強度關系中的d指沿電場線方向上的距離，因此勻強電場中任意兩點間的電勢差與這兩點間在沿電場線方向上的投影距離成正比，C錯誤；D．是電容的比值定義式，電容與電容器所帶電荷量并沒有本質上的決定關系，因此不能認為電容器的電容與它所帶電荷量成正比，D錯誤。故選B。2.如圖所示，接地空心金屬球殼的右側放有帶正電的小球Q，金屬球殼達到靜電平衡后，A、B、C三個點處的電場強度大小分別為、、，則下列說法正確的是（　　） A.B.C.金屬球殼左側外表面帶正電D.金屬球殼內側帶正電【答案】B【解析】【詳解】AB．C點處于點電荷和感應電荷產生的電場中，所以C點的電場強度不等于零；金屬空心導體放在點電荷的電場中，出現靜電感應現象，最終處于靜電平衡狀態(tài)，導體內部的場強處處為零，所以B、A兩點的電場強度都為零，則，故A錯誤，B正確；C．如果不接地金屬球右側外表面感應出負電荷，左側外表面感應出正電荷，左側與大地相連，大地的電子與左側外表面正電荷中和，因此左側外表面不帶電。選項C錯誤；D．處于靜電平衡的導體的電勢處處相等，其內表面不帶電，故選項D錯誤。故選B。3.如圖（a），場源點電荷固定在真空中O點，從與O相距r0的P點由靜止釋放一個質量為m、電荷量為q（q>0）的離子，經一定時間，離子運動到與O相距rN的N點。用a表示離子的加速度，用r表示離子與O點的距離，作出其圖像如圖（b）。靜電力常量為是k，不計離子重力。由此可以判定（　　）A.場源點電荷帶正電B.場源點電荷電荷量為C.離子在P點的加速度大小為 D.離子在P點受到的電場力大小為【答案】D【解析】【詳解】A．從P到N，帶正電的離子的加速度隨的增加而增大，即隨r的減小而增加，可知場源點電荷帶負電，選項A錯誤；B．在N點，由庫侖定律及牛頓第二定律解得選項B錯誤；CD．在P點時，由庫侖定律及牛頓第二定律離子在P點受到的電場力大小為選項C錯誤，D正確。故選D。4.如圖所示為某一點電荷所形成的一簇電場線，a、b、c三條虛線為三個帶電粒子以相同的速度從O點射入電場的運動軌跡，其中b虛線是以點電荷為圓心的一段圓弧，AB的長度等于BC的長度，且三個粒子的電荷量大小相等，不計粒子重力，則下列說法正確的是（　?。〢.b虛線對應的粒子的質量大于c虛線對應的粒子的質量B.a一定是正粒子的運動軌跡，b和c一定是負粒子的運動軌跡 C.a、c虛線對應的粒子的速度越來越大，b虛線對應的粒子的速度不變D.a虛線對應的粒子的加速度越來越小，c虛線對應的粒子的加速度越來越大，b虛線對應的粒子的加速度不變【答案】A【解析】【詳解】A．三個粒子的電荷量大小相等，在初始位置受到的靜電力大小相等，b粒子做圓周運動，向心力等于靜電力；c粒子做向心運動，可知靜電力大于所需的向心力，根據可知b虛線對應的粒子的質量大于c虛線對應的粒子的質量，故A正確；B．根據運動軌跡可知a粒子受到向左的靜電力，bc粒子受到向右的靜電力，因為不知道電場的方向，所以無法確定三個粒子的電性，故B錯誤；C．由運動軌跡可知ac粒子運動方向和電場力夾角為銳角，電場力做正功，速度在增大；b粒子做圓周運動，速度大小不變，但是方向在改變，故C錯誤；D．電場線的疏密表示場強大小，由圖可知，a虛線對應的粒子所處的場強在減小，加速度越來越小，c虛線對應的粒子所處的場強在增大，加速度越來越大，b粒子做圓周運動，加速度大小不變，但是方向在改變，故D錯誤。故選A。5.平行板電容器內部固定一個絕緣斜面，斜面上放一個帶負電的滑塊，閉合開關S，電路穩(wěn)定后，滑塊有沿著斜面向上滑動的運動趨勢，以下哪種操作可以讓滑塊所受的靜摩擦力先減小后增大（　?。〢.斷開開關S，減小兩極板之間的距離B.斷開開關S，增大兩極板之間的距離C.保持開關S閉合，減小兩極板之間的距離D.保持開關S閉合，增大兩極板之間的距離【答案】D【解析】【詳解】由題意可知，此時滑塊有沿著斜面向上滑動的運動趨勢，則電場力沿斜面向上的分力大于滑塊的重力沿斜面向下的分力，因此可知，為使滑塊所受的靜摩擦力先減小后增大，電場力應減小，電場強度減小。AB．斷開開關S，極板間電荷量Q不變，則有 則當減小或增大兩極板之間的距離，電場強度E不變，故AB不符合題意；CD．保持開關S閉合，則兩極板間電勢差不變，則由可知，減小兩極板之間的距離，電場強度增大，增大兩極板之間的距離，電場強度減小，故C不符合題意，D符合題意。故選D。6.如圖所示，光滑絕緣半球形的碗固定在水平地面上，可視為質點的帶電小球1、2的電荷量分別為，其中小球1固定在碗底A點，小球2可以自由運動，平衡時小球2位于碗內的B位置處，如圖所示?，F在改變小球2的帶電量，把它放置在圖中C位置時也恰好能平衡，已知AB弦長是AC弦長的兩倍，則（　?。〢.小球在B、C兩點所受庫侖力大小不變B.小球在C位置時的電荷量是B位置時電荷量的四分之一C.小球2在B點對碗的壓力大小小于小球2在C點時對碗的壓力大小D.小球2在B點對碗的壓力大小等于小球2在C點時對碗的壓力大小【答案】D【解析】【詳解】CD．根據題意，對小球2在點時受力分析，如圖所示小球2受重力、支持力、庫侖力，其中為庫侖力和重力的合力，由平衡條件可知由相似三角形有設距離為，可知距離為，則有解得 ，同理小球2點時有，可知，小球2在B點對碗的壓力大小等于小球2在C點時對碗的壓力大小，故C錯誤，D正確；AB．由上述分析可知，小球在C點所受庫侖力大小是小球在B點所受庫侖力大小的，由公式可得，即小球在C位置時的電荷量是B位置時電荷量的八分之一，故AB錯誤。故選D。7.在軸上兩點分別放置電荷量為、的點電荷，一個帶負電的試探電荷在兩電荷連線上的電勢能隨x變化關系如圖所示，其中兩點電勢能為零，段中點電勢能最大，則（　?。〢.為正電荷，為負電荷B.C.將一正點電荷從B點移到D點，電場力先做負功后做正功D.將一正點電荷從B點靜止釋放后會沿x軸正方向運動且到達C點時速度最大【答案】D【解析】【詳解】A．根據題意，由圖可知，一個帶負電的試探電荷從的過程中，電勢能逐漸減低，則電勢逐漸升高，可知電場方向為，則點的電荷帶負電，點電荷帶正電，即為負電荷，為正電荷，故A錯誤；B．根據題意，由圖可知，點場強為0，根據 和電場疊加原理可知故B錯誤；CD．根據題意，由圖可知，一個帶負電的試探電荷由，電勢能增加，則電勢降低，電場方向，由電勢能降低，電勢升高，電場方向由，則將一正點電荷從B點移到D點，電場力先做正功后做負功，將一正點電荷從B點靜止釋放后會沿x軸正方向運動，由做加速運動，由做減速運動，即到達C點時速度最大，故C錯誤，D正確。故選D。二、多選題（本題共計3小題，總分18分）8.如圖所示，在帶電體C的右側有兩個原來不帶電的、相互接觸的金屬導體A和B，A、B、C均放在絕緣支座上。由于靜電感應，導體A、B均帶電。下列說法正確的是（　　）A.如圖所示狀態(tài)中，導體A帶負電，B帶正電B.在圖示狀態(tài)下移走帶電體C，導體A帶負電、B帶正電C.無論是移走帶電體C還是將導體A、B分開，導體A、B上的總電荷量始終為零D.在圖示狀態(tài)下將導體A、B分開，分開后A、B仍帶電，該過程創(chuàng)造了電荷【答案】AC【解析】【詳解】A．導體A的左端感應出負電荷，導體B的右端感應出等量的正電荷，故A正確；B．若先移走C，此時導體A和B中的電荷又發(fā)生中和，不再帶電，故B錯誤；C．根據電荷守恒定律，可知無論是移走帶電體C還是將導體A、B分開，導體A、B上的總電荷始終為零，故C正確；D．在圖示狀態(tài)下將導體A、B分開，分開后A、B仍帶電，該過程不是創(chuàng)造了電荷，是電荷的重新分布，故D錯誤。故選AC。9.如圖所示，豎直平面內兩個帶電小油滴a、b在勻強電場E中分別以速度、 做勻速直線運動，不計空氣阻力及兩油滴之間的庫侖力，下列說法正確的是（）A.a、b帶同種電荷B.a比b的比荷大C.a的電勢能減小，b的電勢能增加D.a的機械能增加，b的機械能減少【答案】ACD【解析】【詳解】AB．由于兩油滴均做勻速直線運動，受電場力與重力平衡，電場力都豎直向上，因此a、b均帶正電荷；根據力的平衡關系有解得a與b的比荷一樣大故A正確，B錯誤；CD．a向上運動，電場力做正功，電勢能減小，機械能增加；b向下運動，電場力做負功，電勢能增加，機械能減小，故CD正確；故選ACD。10.接在平行板電容器的A、B兩極板電壓隨時間變化關系圖像如圖所示，兩板間距足夠大，一質量為m、帶電量為＋q的粒子（不計重力），開始靜止在兩極板中央，從某時刻由靜止釋放，關于帶電粒子的運動，下列描述正確的是（　?。〢.若從0時刻由靜止釋放，粒子向右運動的最大速度B.若從0時刻由靜止釋放，粒子先向右后向左做往復性的運動 C.若從時刻由靜止釋放，粒子時而右，時而左，每個周期都會向左移動一定距離D.若從時刻由靜止釋放，粒子時而左，時而右，每個周期都會向右移動一定距離【答案】CD【解析】【詳解】AB．從0時刻釋放粒子，根據靜止粒子所受電場力方向及作用時間，畫出電子的v?t圖像如圖：由圖可知，粒子在向右的電場力的作用下，向右做勻加速運動，若在時刻恰好到達右極板，則此時有最大速度，根據動能定理有解得若在時刻未到達右極板，板間距足夠大的情況下，則此后時間內再向右做勻減速運動直至速度減為零，之后重復上述運動，運動的方向始終向右，因此粒子始終向右運動，直至到達右極板，故AB錯誤；C．若粒子從時刻由靜止釋放，根據靜止電子所受電場力方向及作用時間，畫出電子的v?t圖像如圖：由圖可知，粒子在電場力的作用下，時而右，時而左，一個周期內向左運動的位移大于向右運動的位移，每個周期都會向左移動一定距離，故C正確；D．若粒子從時刻由靜止釋放，根據靜止電子所受電場力方向及作用時間，畫出電子的v?t 圖像如圖：由圖可知，粒子在電場力的作用下，時而左，時而右，一個周期內向右運動的位移大于向左運動的位移，每個周期都會向右移動一定距離，故D正確。故選CD。三、實驗題（本題共計2小題，總分16分）11.密立根用如圖所示的實驗裝置來測定很小的帶電油滴所帶的電荷量。油滴從噴霧器噴出時由于摩擦而帶電，落入兩塊相互平行的極板M、N之間（M板帶正電、N板帶負電），透過顯微鏡尋找那些剛好懸浮在極板間的油滴。（1）根據觀測數據算出油滴的質量，再根據油滴懸浮時受到的________與________平衡，可計算出油滴所帶的電荷量。（2）已知極板M、N之間的距離為，電壓為，則兩板之間的電場強度E的大小為________。（3）油滴P可視為球體，并測得其直徑為，已知油的密度為，重力加速度為，則該油滴的電荷量________。（提示：球的體積公式，本次計算中）【答案】①.重力##電場力②.電場力##重力③.2000V/m④.【解析】【詳解】（1）[1][2]油滴在電場中懸浮時，受到重力和電場力，兩力等大反向；（2）[3]根據公式 解得（3）[4]根據題目可得聯立解得代入數據解得12.如圖甲所示，利用電流傳感器可以在計算機上觀察電容器充電、放電過程中電流的變化情況。先使開關S接計算機與1端相連，電源向電容器充電，在充電過程中電容器極板a帶___________電（選填“正”或“負”）。充電完畢后，把開關S擲向2端，電容器通過電阻R放電，放電電流方向___________（填“由M-R-N”或“由N-R-M”）。經過多次測量，獲取某電容器實驗數據，繪制出的圖形如下所示，其中正確的是___________A.B.C.D. 圖甲中電源電壓為6V。電流傳感器將電流信息傳入計算機，顯示出電流隨時間變化的I-t圖像如圖乙所示。根據圖像估算出電容器全部放電過程中釋放的電荷量為___________C。（結果均保留2位有效數字）用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素。設兩極板正對面積為，極板間的距離為，靜電計指針偏角為。實驗中，極板所帶電荷量不變，則___________A.保持不變，增大，則變小B.保持不變，增大，則變大C.保持不變，減小，則變小D.保持不變，減小，則不變【答案】①.正②.由N-R-M③.ABC④.1.2×10-2⑤.B【解析】【詳解】[1]電源向電容器充電，在充電過程中電容器極板a帶正電；[2]充電完畢后，把開關S擲向2端，電容器通過電阻R放電，放電電流方向由N-R-M；[3]電容器充電，電量增大，由于隨著電量的增大，由可知，電壓增大；而電容是電容器的自身屬性與U、Q無關。故選ABC。[4]在I-t圖像中，圖像和橫軸圍成的面積表示電容器的電荷量，根據圖像的特點可知，一個格子的電量為0.32×10-3C，根據大于半格算一格，不足半格的舍去的原則，圖像包含的格子個數為38個，則Q=0.32×10-3×38C=1.2×10-2C[5]AB．根據電容的定義式 可知，保持S不變，增大d，電容C減小，再根據知U增大，所以θ變大，故B正確，A錯誤；CD．保持d不變，減小S，根據電容的定義式可知電容減小，再根知U增大，所以θ變大，故CD錯誤；故選B。四、計算題（本題共計3小題，總分38分）13.如圖所示，兩平行金屬板A、B間有一勻強電場，C、D為電場中的兩點，且CD=4cm，其連線的延長線與金屬板A成30°角，已知電子從C點移到D點的過程中電場力做功為-4.8×10-17J，元電荷e=1.6×10-19C。求：（1）C、D兩點間的電勢差UCD，勻強電場的場強大小E；（2）若選取A板的電勢φA=0，C點距A板1cm，電子在D點的電勢φD和電勢能為多少？【答案】（1）300V，1.5×104V/m；（2）-450V，7.2×10?17J【解析】【詳解】（1）電子從C點移到D點，根據電勢差的定義，有電場強度（2）AD兩點的電勢差UAD=EdAD=1.5×104×3×10?2V=450V 由UAD=φA-φDφA=0可得φD=-450V電子在D點的電勢能為EP=qφD=?1.6×10?19×（?450）J=7.2×10?17J14.如圖所示，在沿水平方向的勻強電場中有一半徑的豎直光滑圓軌道，為圓軌道的中心。一個質量、帶有正電荷的金屬環(huán)套在豎直圓軌道上，從A位置無初速釋放，之后金屬圓環(huán)在軌道上A、M（圖中未畫出）間做往復運動，它經過B點時其動能到達最大，OB與豎直方向的夾角。已知，，g取，求：（1）小球所受電場力的大小和方向；（2）小球通過B點時的動能?！敬鸢浮浚?），方向向右；（2）【解析】【詳解】（1）經過B點時其動能達到最大，所以帶有正電荷金屬圓環(huán)在B點靜止時合力零，則有小球所受電場力的大小電場力方向向右；（2）從A到B由動能定理可知，小球通過B點時的動能為【點睛】本題為“等效重力場”模型，動能最大點即為等效最低點。帶正電體靜止時在該處于靜止狀態(tài)。運用功能關系解題時，注意各力做功的正負。 15.如圖所示，質量為m，電荷量為q的帶電粒子從粒子源無初速度地飄入電壓為U的加速電場，經加速后從小孔沿平行金屬板A、B的中線射入，并打到B板的中心。已知A、B兩極板長為L，間距為d，不計帶電粒子的重力和粒子間的相互作用。（1）求帶電粒子離開加速電場時的速度大??；（2）求A、B板間電場的電場強度大小；（3）若保持A、B兩極板的電荷量不變，將B板下移適當距離，讓同種帶電粒子原樣射入恰能射出電場，求B板下移的距離?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設粒子離開加速電場時速度為，由動能定理可得解得（2）設A、B板間電場的電場強度大小為，帶電粒子在A、B板間電場中做類平拋運動，有，聯立解得（3）若保持A、B兩極板的電荷量不變，將B板下移適當距離，根據可知電場強度保持不變；讓同種帶電粒子原樣射入恰能射出電場，則有 解得故板下移的距離為