河北省沧州市2024_2025学年高二物理上学期9月月考试题含解析

这是一份河北省沧州市2024_2025学年高二物理上学期9月月考试题含解析，共12页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
(时间：75分钟 满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)
1. 如图，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量（可视为点电荷）；相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F。今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开。这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】两球之间相互吸引，则带异种电荷，设A、B小球带电量分别为q、-q，距离为l，则有
让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开，则A、B小球带电量变为、，则这时，A、B两球之间的相互作用力的大小为
故选A。
2. 如图所示为点电荷、所形成电场的电场线分布图（箭头未标出），在点处放置一个电荷量大小为的负试探电荷，受到的静电力大小为，以下说法中正确的是（ ）
A. 由电场线分布图可知点处的电场强度比点电场强度大
B. 点处的电场强度大小为，方向与负试探电荷所受静电力的方向相同
C. 、为异种电荷，的电荷量小于的电荷量
D. 如果点处的点电荷电荷量变为，该处电场强度变为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．根据电场线的疏密程度，判断点的电场强度比点的电场强度大，故A错误；
B．根据电场强度的定义式知，点的电场强度大小为，由电场强度方向的规定知，该点的电场强度方向与负试探电荷所受静电力的方向相反，故B错误；
C．根据点电荷的电场强度公式
可知，场源电荷的电荷量越大，距离场源电荷相同距离的位置电场强度越大，电场线越密，由题图可知的右侧电场线密，的左侧电场线稀疏，所以的电荷量小于的电荷量，故C正确；
D．电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，所以点处的点电荷电荷量变为，该处电场强度不变，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，一个带正电、质量为m的小球B用绝缘细绳拴住，另一个带正电小球A固定在绝缘竖直墙上，小球B在重力、细绳拉力和小球A库仑力的作用下静止，且A、B两球处于离地面高度为h的同一水平面上．现将细绳剪断，下列说法正确的是（ ）
A. 小球B从细绳剪断瞬间起开始做平抛运动
B. 小球B在细绳剪断瞬间加速度等于g
C. 小球B在空中运动的时间小于
D. 小球B落地的速度等于
【答案】C
【解析】
【分析】对小球受力分析可知，结合库仑定律，小球受到球的重力和库仑力的共同的作用，此过程中库仑力是不断减小的，小球不只受到重力的作用，做变速曲线运动．
【详解】A、B、将细绳剪断瞬间，小球受到球的重力和库仑力的共同的作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作用，因此剪断瞬间起开始，不可能做平抛运动，且加速度大于g，故A错误，B错误；
C、D、小球在落地过程中，除受到重力外，还受到库仑斥力，那么竖直方向的加速度大于g，因此球落地的时间小于，落地的速度大于，故C正确，D错误.
故选C.
【点睛】对小球受力分析，根据球的受力的情况来判断小球的运动的情况及各力做功情况，要注意的库仑力是不断减小的．
4. 若电场中，a、b两点间的电势差Uab=1V ，将一电子从a点移到b点克服电场力做的功为1eV，则（ ）
A. 场强方向一定由b指向aB. 场强方向一定由a指向b
C. 电子的电势能增加1 eVD. 电子的电势能减少1 eV
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由题可知，a点电势高于b点电势，而场强方向与两点的电势高低没有直接对应关系，沿电场线（场强）方向是电势降低最快的方向，其他方向也可以电势减低，所以场强不一定由a指向b，也不可能由b指向a，故AB错误；
CD．电子克服电场力做的功为1eV，则电子的电势能增加1eV，故C正确，D错误。
故选C。
5. 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，如图所示，实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，由此可以判定（ ）
A. 粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C. 电场中A点的电势低于B点的电势
D. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
【答案】D
【解析】
【详解】A．A点附近的电场线比B点附近的电场线稀疏，所以A点的电场强度小于B点的电场强度，粒子在A点所受电场力小于它在B点所受电场力，因此粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度，故A错误；
BCD．根据沿电场线方向电势降低可知A点电势高于B点电势，而粒子所受电场力方向一定指向轨迹的凹侧，且与电场线的切线共线，由此可判断粒子带负电，则粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能，根据能量守恒定律可知粒子在A点的动能大于它在B点的动能，故BC错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示，将两个等量的正点电荷分别固定在M、N两点，图中圆的圆心位于两点电荷连线的中点，be为两点电荷的中垂线与圆弧的交点，a、c、d、f分别为圆弧Mb、bN、Ne、eM的中点，下列说法正确的是（ ）
A. a、c、d、f四点的电场强度相同
B. a、c、d、f四点的电势相同
C. 如果将一带负电的重力不计的粒子由e点无初速放，则该粒子将沿中垂线向O点做匀加速运动
D. 如果将带一负电的重力不计的粒子由a点沿圆弧abc运动到c点，则电场力先做正功后做负功
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据场强叠加原理可知，各点场强方向不同，故A错误；
B．根据等量同种电荷电势分布及对称性可知，a、c、d、f四点的电势相同，故B正确；
C．在等量同种电荷的中垂线上，场强是变化的，故该粒子受到的电场力是变化的，则加速度是变化的，不是匀加速运动，故C错误；
D．如果将带一负电的重力不计的粒子由a点沿圆弧abc运动到c点，电场力与速度方向夹角先为钝角后为锐角，电场力先做负功后做正功，故D错误。
故选B。
7. 如图所示为某静电场中x轴上电势φ随x变化的情况，且x轴为该静电场中的一根电场线，一个带电粒子在坐标原点O由静止释放，粒子仅在电场力作用下开始沿x轴正向运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子一定带负电
B从O到x1，电场方向先沿x轴正方向后沿x轴负方向
C. 从O到x1，粒子运动的加速度先增大后减小
D. 从O到x1，粒子先加速后减速
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由题意可知，从O到x1，电势一直在降低，因此电场方向沿x轴正方向，粒子由静止开始沿x轴正方向运动，电场力沿x轴正方向，粒子带正电，选项AB错误；
C．图像的斜率表示电场强度大小，因此从O到x1，电场强度先增大后减小，粒子运动的加速度先增大后减小，选项C正确；
D．从O到x1电场力一直为沿x轴正方向，粒子一直做加速运动，选项D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
8. 如图所示，一均匀带电的金属球体，半径，球体所带电量为，静电力常量为，则关于该金属球形成的场强说法正确的是（ ）
A. 由于该金属球的体积较大，不能看成是点电荷，所以无法计算其空间某点的场强
B. 距离球心O为3r的某点场强为10N/C
C. 距离球心O为0.3r的某点场强为0
D. 把正的试探点电荷放在金属球外空间某点，则其该点场强变大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．不是点电荷也能计算场强，故A错误；
B．由公式
可得
故B正确；
C．带电导体内部场强处处为0，故C正确；
D．电场中的电场强度与放入电场中的试探电荷无关，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，金属板带电量为＋Q，质量为m的金属小球带电量为＋q，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上，且距离为L。下列说法正确的是（ ）
A. ＋Q在小球处产生的场强为
B. ＋Q在小球处产生的场强为
C. ＋q在O点产生场强为
D. ＋q在O点产生的场强为
【答案】BC
【解析】
分析】
【详解】AB．对金属小球受力分析，如图所示
故+Q在小球处产生的场强为
A错误B正确；
CD．根据点电荷的场强公式，+q在O点产生的场强为
D错误C正确。
故选BC。
10. 如图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则（ ）
A. 当小球运动到最高点a时，细线的张力一定最小
B. 当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大
C. 当小球运动到最高点a时，小球的电势能最小
D. 小球在运动过程中机械能不守恒
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．小球在电场中受到重力和向上的电场力，当重力大于电场力时，小球运动到最高点a时，细线的张力一定最小，到达最低点b时，小球的速度最大；当重力等于电场力时，小球做匀速圆周运动，速度大小不变；当重力小于电场力时，小球运动到最高点a时，细线的张力一定最大，到达最低点b时，小球的速度最小，故AB错误；
C．由于a点电势最高，所以小球在最高点a时，电势能最小，故C正确；
D．小球在运动过程中，由于电场力做功，小球的机械能一定不守恒，故D正确。
故选CD。
三、非选择题(本题共5小题，共54分。)
11. 某同学选用两个完全相同的小球A、B来验证库仑定律．使小球A和B带上同种电荷，A球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图．实验时，保证A、B两球球心在同一水平线上，待B球平衡后偏离竖直线的角度为θ，B球质量为m，重力加速度为g；先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大.
（1）实验中用到的科学方法是________.
（2）根据平衡关系，A、B两球之间电场力F=________（用m、g、θ表示）.
（3）在阅读教材后，该同学知道了库仑定律的表达式，并知道了均匀分布的带电球体可以等效为电荷量全部集中在球心处的一个点电荷．它将两个半径为R的金属小球分别带上了q1和q2的正电，并使其球心相距3R，应用库仑定律，计算了两球之间的库仑力，则该同学的计算结果______（选填“偏大”“偏小”“正确”）.
【答案】 ①. 控制变量法 ②. mgtanθ ③. 偏大
【解析】
【详解】（1）[1]实验中需要研究库仑力的影响因素，先后控制距离不变和电量的乘积不变利用平衡条件得到库仑力的变化，故用控制变量法的科学方法.
（2）[2]A球受重力，绳的拉力和电场力三力平衡，根据平衡关系，A、B两球之间的电场力
F=mgtanθ.
（3）[3]当两球心相距为3R时，两球不能看成点电荷，因带同种电荷，导致电量间距大于3R，
根据库仑定律，可知，它们实际的相互作用库仑力大小．即该同学的计算结果偏大. 原因是两电荷带同种电荷，导致电量间距大于3R．
12. 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素。平行板电容器已经充电，静电计指针的偏转角度反映电容器两极板间的电势差的大小。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。
（1）保持S不变，增大d，则___________；
（2）保持d不变，减小S，则___________；
（3）保持S、d不变，在两极板间插入玻璃，则___________。（以上3个空都填“变大”、“不变”或者“变小”）
【答案】 ①. 变大 ②. 变大 ③. 变小
【解析】
【详解】（1）[1]根据
可知，保持S不变，增大d，电容器的电容减小，依题意极板上的电荷量不变，又根据
可知，极板间电压增大。即静电计指针偏角变大。
（2）[2]同理，保持d不变，减小S，则电容器的电容减小，极板间电压增大。即静电计指针偏角变大。
（3）[3]同理，保持S、d不变，在两极板间插入玻璃，电容器的介电常数变大，其电容变大，极板间电压减小，即静电计指针偏角变小。
13. 如图所示，把一个倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在匀强电场中，电场方向水平向右，有一质量为m、带电荷量为＋q的物体以初速度v0从A端滑上斜面恰好沿斜面匀速运动，求匀强电场的电场强度的大小。（重力加速度取g）
【答案】
【解析】
【详解】物体匀速运动，说明它受到的3个力重力、电场力、支持力的合力为零，如图所示
由平衡条件知
根据场强的定义知
14. 如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，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θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10-6C，匀强电场的电场强度E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8.
（1）求小球所受电场力F的大小；
（2）求小球的质量m；
（3）若突然剪断细绳，求小球的加速度；
（4）若将电场撤去，求小球回到最低点时速度v大小。
【答案】（1）3×10-3N
（2）4×10-4kg
（3）12.5m/s2，方向与剪断细绳前细绳拉力方向相反
（4）2m/s
【解析】
【小问1详解】
小球所受电场力的大小为
【小问2详解】
小球静止，根据平衡条件可得
解得小球的质量
【小问3详解】
若突然剪断细绳，小球受重力和电场力作用，做初速度为零的匀加速直线运动，所受合力
小球的加速度
方向与剪断细绳前细绳拉力方向相反。
【小问4详解】
若将电场撤去，小球回到最低点过程中，根据动能定理
解得
15. 如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场，场强为E．一根绝缘细线长为L，一端固定在图中的O点，另一端固定有一个质量为m、带电量为+q、可视为点电荷的小球，O点距离地面的高度为H，将小球拉至与O点等高的位置A处从静止释放．求：
（1）小球运动到O点正下方B点时的速度大小
（2）此刻细线对B点处的小球的拉力大小
（3）若小球通过B点时，细线恰好断开，求小球落地点与O点的水平位移x．
【答案】（1）（2）3（mg+qE）（3）
【解析】
【详解】（1）从A到B过程，由动能定理得：
小球到达B点时的速度为：
（2）在B点，由牛顿第二定律得：，解得：；
（3）对小球在绳断开后的类平抛运动：
由牛顿第二定律有：
竖直方向上有：
水平方向上有：，联立解得：．
点睛：本题考查了动能定理以及牛顿第二定律，知道小球做圆周运动沿半径方向上的合力提供向心力，注意类平抛运动的处理方法．