四川省资阳市乐至中学2023-2024学年高二上学期10月月考物理试题（含答案）

乐至中学2023-2024学年高二上学期10月月考
物理
卷面分值：100分，考试时间：75分钟。
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）
1.两个用相同材料制成的半径相等的带异种电荷的金属小球，其中一个球的带电量的是另一个的5倍，它们间的库仑力大小是F，现将两球接触后再放回原处，它们间库仑力的大小是（ ）
A. B. C. D.
2.关于波的干涉和衍射，下列说法中正确的是（ ）
A.只有横波才能产生干涉，纵波不能产生干涉
B.任何两列波相遇，都能产生稳定的干涉
C.不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的频率相等，振动情况相同，相位差恒定就能产生稳定的干涉
D.波长很小的波可以产生衍射，不能产生干涉
3.如图所示，两个摆长均为L的单摆，摆球A、B质量分别为m1、m2，悬点均为O。在O点正下方0.19L处固定一小钉。初始时刻B静止于最低点，其摆线紧贴小钉右侧，A从图示位置由静止释放（θ足够小），在最低点与B发生弹性正碰。两摆在整个运动过程中均满足简谐运动条件，悬线始终保持绷紧状态且长度不变，摆球可视为质点，不计碰撞时间及空气阻力，重力加速度为g。下列选项正确的是（ ）
A.若m1=m2，则A、B在摆动过程中最大振幅之比为9：10
B.若m1=m2，则每经过时间A回到最高点
C.若m1>m2，则A与B第碰撞不在最低点
D. m14.如图，矩形ABCD位于匀强电场中，电场方向平行于矩形平面。已知AB=2BC=2m，P是CD的中点。A、B、C的电势分别为8V、6V、4V。用外力将一个电子从A点移动到P点，已知元电荷电量为e，下列说法正确的是（ ）
A.该过程中，电子的电势能增加5eVP
B.该过程中，电子的电势能减少3eV
C.该过程中，电场力对电子做正功5eV
D.该匀强电场的场强大小为，方向垂直BD斜向右上方
5.如图所示为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线是以点电荷为圆心的一段圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则下列说法正确的是（ ）
A. b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量
B. a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹
C. a、c虚线对应的粒子的速度越来越大，b虚线对应的粒子的速度不变
D. a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度不变
6.用轻质绝缘细线把两个小球a、b悬挂起来，放置在水平向右的匀强电场中，静止时的状态如图所示。现在让两个小球a、b带上等量异号的电荷，其中a带正电荷，b带负电荷。由于有空气阻力，当再次达到平衡时，a、b小球最后会达到新的平衡位置。不计两带电小球间相互作用的静电力。则最后两球新的平衡位置与原来的平衡位置相比，下列说法正确的是（ ）
A. a球的重力势能和电势能都不变
B. b球的重力势能和电势能都增加
C. a球的重力势能一定增加、电势能一定减小
D. b球的重力势能一定增加、电势能一定减小
7.如图所示，空间有电荷量分别为和的两个点电荷，其连线水平。在竖直平面内，内壁光滑的绝缘细弯管关于连线对称放置，细管的上下端口恰好在连线的中垂线上。电荷量为+q的小球以初速度v0从上端管口无碰撞进入细管，在管内运动过程中机械能守恒，则（ ）
A.
B.细管上各点的电场强度方向均与细管垂直
C.在的连线上，中点的电场强度最小
D.小球从细管下端飞出时速度为v0
8.如图所示，竖直和水平放置的绝缘光滑板PO、QO固定，a、b为两个均带正电的小球（可视为点电荷），当用平行于QO向左的力F作用于b时，a、b紧靠板静止。由于a球缓慢漏电，a球缓慢移动，现稍改变F的大小，使b一直处于静止状态，则下列说法正确的（ ）
A.两小球之间的库仑力变大 B.力F减小
C.系统的重力势能变大 D.系统的电势能增大
9.如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，x=4cm处的质点P恰在平衡位置，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是1.0m/s，则下列说法正确的是（ ）
A.这列波沿x轴负方向传播
B.质点P在t=0时刻速度方向沿y轴负方向
C.质点P在t=0.2s时刻的位移为
D.质点P在t=0.4s时刻速度方向与加速度方向相同
10.如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M，，，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，则（ ）
A. B.弹簧伸长量为
C.A球受到的库仑力大小为2Mg D.相邻两小球间距为
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分）
11.（8分）某物理兴趣小组利用下列甲图装置来探究影响电荷间的静电力的因素。A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
（1）（2分）该实验采用的方法是 （填正确选项前的字母）
A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法
（2）（2分）实验表明，电荷之间的静电力随着距离的增大而 ，随着电荷量的增大而 。（ ）（填正确选项前的字母）
A.增大、减小 B.增大、不变 C.减小、增大
甲 乙
（3）（4分）如图乙所示的实验装置为库仑扭秤。悬丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受的重力相等，使绝缘棒平衡，当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，便可找到力F与距离r和电荷量q的关系。库仑在这一实验中如何解决了微小力难以测量和电量无法测量的困难？ 和 （只填两种方法名称即可）。
12.（10分）居家防疫期间，小明在家里做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。如图1他找到了一块外形不规则的小石块代替摆球，设计的实验步骤是：
A.将小石块用不可伸长的细线系好，结点为N，细线的上端固定于O点；
B.用刻度尺测量ON间细线的长度l作为摆长；
C.将石块拉开一个大约的角度，然后由静止释放：
D.从石块摆至某一位置处开始计时，测出30次全振动的总时间t，由得出周期；
E.改变ON间细线的长度再做几次实验，记下相应的l和T；
F.根据公式，分别计算出每组l和T对应的重力加速度g，然后取平均值即可作为重力加速度的测量结果。
图1 图2
（1）小石块摆动的过程中，充当回复力的是 。
A.重力 B.拉力
C.拉力沿水平方向的分力 D.重力沿圆弧切线方向的分力
（2）为使测量更加准确，步骤D中，小明应从 （选填“最大位移”或“平衡位置”）处开始计时。
（3）小明用ON的长l为摆长，利用公式，求出的重力加速度的测量值比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。
（4）小红利用小明测出的多组摆长l和周期T的值，作出T2-l图线如图2所示，通过测量计算出图线的斜率为k，由斜率k求重力加速度的表达式是g= 。
（5）在步骤F中，有同学认为可以先将多次测量的摆长l取平均值得到，周期T取平均值得到，再代入公式，得到重力加速度g的测量结果，你认为这种做法是否正确 （填“正确”或“错误”）
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、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位）
13.（10分）如图所示，A、B、O、C为在同一竖直平面内的四点，其中A、B、O沿同一竖直线，B、C同在以O为圆心的圆周（用虚线表示）上，沿倾角为α的AC方向固定有一光滑绝缘细杆，AC=2L，且D点为AC的中点；在O点有一固定的正点电荷。现有一质量为m，带电量为的有孔小球（可视为质点）从杆上A点无初速度下滑，小球滑到D点时速度大小为.重力加速度为g.求：
（1）小球滑到C点时的速度大小；
（2）A、C两点的电势差UAC。
14.（12分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，频率为5Hz，某时刻的波形如图所示，介质中质点A的平衡位置在xA=2.5cm处，质点B的平衡位置在xB=16cm处，从图示对应的时刻开始计时。
（1）判断A、B两质点哪个先回到平衡位置，并求出它们先后回到平衡位置的时间差；
（2）求质点A的振动方程。
15.（14分）如图，圆弧轨道AB的圆心为O，半径为R=2.5m，圆弧轨道AB的B点与水平地面BE相切，B点在O点的正下方，在B点的右侧有一竖直虚线CD，B点到竖直虚线CD的距离为L1=2.5m，竖直虚线CD的左侧有一水平向左的匀强电场，场强大小为E1（大小未知），竖直虚线CD的右侧有场强大小为E2（大小未知）、竖直向上的匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF，墙壁EF到竖直虚线CD的距离为L2=1m，墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接，墙壁EF的高度也为L2=1m。现将一电荷量为、质量为m=1kg的完全绝缘的滑块从A点由静止释放沿圆弧轨道AB下滑，过B点时的速度大小为4m/s，最后进入竖直虚线CD右侧。已知滑块可视为质点，圆弧轨道AB光滑，水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为μ=0.2，g=10m/s2，∠AOB=53°，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：
（1）场强E1的大小；
（2）滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间；
（3）要使滑块与竖直墙壁EF碰撞，求E2的取值范围。
乐至中学2023-2024学年高二上学期10月月考
物理答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A C D D A C B AD CD ABD
11.【答案】（1）B （2）C （3）微小量放大法（小量放大法、放大法等）和均分电荷（等分电荷）。
12.答案：（1）D （2）平衡位置 （3）偏小 （4） （5）错误
13.答案（1） （2）
解析（1）根据点电荷的电场特征可知，DC所在的圆是一条等势线，所以小球从D到C电场力做的总功为零，由几何关系可得DC的竖直高度为
根据动能定理有
解得
（2）小球从A到C，由动能定理有
又因为
解得
14.答案：（1）A先回到平衡位置 0.035s （2）
解析：（1）A先回到平衡位置，波长，波速为
（2）设质点A的振动方程为
时，
代入振动方程中可得
所以，质点A的振动方程为。
15.【答案】（1）E1=25N/C；（2）v=1m/s，t=1s；（3）E2的取值范围为187.5N/C解：（1）滑块从A点运动到B点的过程中，由动能定理有：
滑块从A点运动到B点的过程中，
解得：
（2）滑块从B点运动到竖直虚线CD的过程中，由牛顿第二定律有：
解得：
说明：用动能定理或动量定理解答，参照给分
（3）当E2较小时，滑块刚好与竖直墙壁底端E点碰撞，有：
解得：
当E2较大时，滑块刚好与竖直墙壁顶端F点碰撞，从C点到F点做类平抛运动
水平方向有：
竖直方向有：
解得：
综上，E2的取值范围为187.5N/C说明：答案写为187.5N/C到300N/C不扣分