安徽省安庆市桐城县中2023-2024学年高二上学期11月教学质量检测物理试卷（含答案）

桐城县中2023-2024学年高二上学期11月教学质量检测
物理
（考试总分：100 分 考试时长： 75 分钟）
一、 单选题 （本题共计7小题，总分28分）
1.学习物理要正确理解物理规律和公式的内涵。你认为下列理解正确的是(　　)
A.根据库仑定律公式,两个电荷的距离趋于零时,库仑力为无穷大
B.根据可知,一个电子在电势差为的两点间被加速,电场力做功大小为1eV
C.由匀强电场电势差与电场强度关系知,匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
D.根据电容器的电容的定义式可知,电容器的电容与它所带电荷量成正比
2.如图所示，接地的空心金属球壳的右侧放有带正电的小球Q，金属球壳达到静电平衡后，A、B、C三个点处的电场强度大小分别为、、，则下列说法正确的是(　　)
A. B.
C.金属球壳左侧外表面带正电 D.金属球壳内侧带正电
3.如图(a)，场源点电荷固定在真空中O点，从与O相距r0的P点由静止释放一个质量为m、电荷量为q(q > 0)的离子，经一定时间，离子运动到与O相距rN的N点。用a表示离子的加速度，用r表示离子与O点的距离，作出其图像如图(b)。静电力常量为k，不计离子重力。由此可以判定(　　)
A.场源点电荷带正电
B.场源点电荷的电荷量为
C.离子在P点的加速度大小为
D.离子在P点受到的电场力大小为
4.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.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
B.b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量
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
5.平行板电容器内部固定一个绝缘斜面，斜面上放一个带负电的滑块，闭合开关S，电路稳定后，滑块有沿着斜面向上滑动的运动趋势，以下哪种操作可以让滑块所受的静摩擦力先减小后增大(　　)
A.断开开关S,减小两极板之间的距离
B.断开开关S,增大两极板之间的距离
C.保持开关S闭合,减小两极板之间的距离
D.保持开关S闭合,增大两极板之间的距离
6.如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为质点的带电小球1、2的电荷量分别为，其中小球1固定在碗底A点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的B位置处，如图所示。现在改变小球2的带电量，把它放置在图中C位置时也恰好能平衡，已知AB弦长是AC弦长的两倍，则(　　)
A.小球在B、C两点所受库仑力大小不变
B.小球在C位置时的电荷量是B位置时电荷量的四分之一
C.小球2在B点对碗的压力大小小于小球2在C点时对碗的压力大小
D.小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小
7.在轴上两点分别放置电荷量为、的点电荷，一个带负电的试探电荷在两电荷连线上的电势能随x变化关系如图所示，其中两点电势能为零，段中点电势能最大，则(　　)
A.为正电荷,为负电荷
B.
C.将一正点电荷从B点移到D点,电场力先做负功后做正功
D.将一正点电荷从B点静止释放后会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大
二、 多选题 （本题共计3小题，总分18分）
8.如图所示，在带电体C的右侧有两个原来不带电的、相互接触的金属导体A和B，A、B、C均放在绝缘支座上。由于静电感应，导体A、B均带电。下列说法正确的是(　　)
A.如图所示状态中,导体A带负电,B带正电
B.在图示状态下移走带电体C,导体A带负电、B带正电
C.无论是移走带电体C还是将导体A、B分开,导体A、B上的总电荷量始终为零
D.在图示状态下将导体A、B分开,分开后A、B仍带电,该过程创造了电荷
9.如图所示，竖直平面内两个带电小油滴a、b在匀强电场E中分别以速度、做匀速直线运动，不计空气阻力及两油滴之间的库仑力，下列说法正确的是( )
A.a、b带同种电荷 B.a比b的比荷大
C.a的电势能减小,b的电势能增加 D.a的机械能增加,b的机械能减少
10.接在平行板电容器的A、B两极板电压随时间变化关系图像如图所示，两板间距足够大，一质量为m、带电量为＋q的粒子(不计重力)，开始静止在两极板中央，从某时刻由静止释放，关于带电粒子的运动，下列描述正确的是(　　)
A.若从0时刻由静止释放,粒子向右运动的最大速度
B.若从0时刻由静止释放,粒子先向右后向左做往复性的运动
C.若从时刻由静止释放,粒子时而右,时而左,每个周期都会向左移动一定距离
D.若从时刻由静止释放,粒子时而左,时而右,每个周期都会向右移动一定距离
三、 实验题 （本题共计2小题，总分16分）
11.（6分）密立根用如图所示的实验装置来测定很小的带电油滴所带的电荷量。油滴从喷雾器喷出时由于摩擦而带电，落入两块相互平行的极板M、N之间(M板带正电、N板带负电)，透过显微镜寻找那些刚好悬浮在极板间的油滴。
(1)根据观测数据算出油滴的质量，再根据油滴悬浮时受到的________与________平衡，可计算出油滴所带的电荷量。
(2)已知极板M、N之间的距离为，电压为，则两板之间的电场强度E的大小为________。
(3)油滴P可视为球体，并测得其直径为，已知油的密度为，重力加速度为，则该油滴的电荷量________。(提示：球的体积公式，本次计算中)
12.（10分）如图甲所示，利用电流传感器可以在计算机上观察电容器充电、放电过程中电流的变化情况。
(1)先使开关S接计算机与1端相连，电源向电容器充电，在充电过程中电容器极板a带__电(选填“正”或“负”)。
(2)充电完毕后，把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，放电电流方向___________(填“由M-R-N”或“由N-R-M”)。经过多次测量，获取某电容器实验数据，绘制出的图形如下所示，其中正确的是___________
A、
B、
C、
D、
(3)图甲中电源电压为6V。电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I-t图像如图乙所示(满半格或超过半格的算一格，不满半格的舍去)。根据图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为___________C。(结果均保留2位有效数字)
(4)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素。设两极板正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角为。实验中，极板所带电荷量不变，则___________
A.保持不变,增大,则变小 B.保持不变,增大,则变大
C.保持不变,减小,则变小 D.保持不变,减小,则不变
四、 计算题 （本题共计3小题，总分38分）
13.（10分）如图所示，两平行金属板A、B间有一匀强电场，C、D为电场中的两点，且CD=4cm，其连线的延长线与金属板A成30°角，已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为-4.8×10-17J，元电荷e=1.6×10-19C。求：
(1)C、D两点间的电势差UCD，匀强电场的场强大小E；
(2)若选取A板的电势φA=0，C点距A板1cm，电子在D点的电势φD和电势能为多少？
14.（12分）如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一半径的竖直光滑圆轨道，为圆轨道的中心。一个质量、带有正电荷的金属环套在竖直圆轨道上，从A位置无初速释放，之后金属圆环在轨道上A、M(图中未画出)间做往复运动，它经过B点时其动能到达最大，OB与竖直方向的夹角。已知，，取，求：
(1)小球所受电场力的大小和方向；
(2)小球通过B点时的动能。
15.（16分）如图所示，质量为m，电荷量为q的带电粒子从粒子源无初速度地飘入电压为U的加速电场，经加速后从小孔沿平行金属板A、B的中线射入，并打到B板的中心。已知A、B两极板长为L，间距为d，不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用。
(1)求带电粒子离开加速电场时的速度大小；
(2)求A、B板间电场的电场强度大小；
(3)若保持A、B两极板的电荷量不变，将B板下移适当距离，让同种带电粒子恰能射出电场，求B板下移的距离。
答案
一、 单选题 （本题共计7小题，总分28分）
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】D
7.【答案】D
二、 多选题 （本题共计3小题，总分18分）
8.【答案】AC
9.【答案】ACD
10.【答案】CD
三、 实验题 （本题共计2小题，总分16分）
11.（6分）(1)重力/电场力 电场力/重力
【解析】[1][2]油滴在电场中悬浮时，受到重力和电场力，两力等大反向；
(2)2000V/m
【解析】[3]根据公式
解得
(3)
【解析】[4]根据题目可得，
联立解得
代入数据解得
12.（10分）(1)正
【解析】[1]电源向电容器充电，在充电过程中电容器极板a带正电；
(2)由N-R-M ABC
【解析】[2]充电完毕后，把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，放电电流方向由N-R-M；
[3]电容器充电，电量增大，由于随着电量的增大，由可知，电压增大；而电容是电容器的自身属性与U、Q无关。
故选ABC。
(3)1.2×10-2
【解析】[4]在I-t图像中，图像和横轴围成的面积表示电容器的电荷量，根据图像的特点可知，一个格子的电量为0.32×10-3C，根据大于半格算一格，不足半格的舍去的原则，图像包含的格子个数为38个，则Q=0.32×10-3×38C=1.2×10-2C
(4)B
【解析】[5] A B.根据电容的定义式可知，保持S不变，增大d，电容C减小，再根据知U增大，所以θ变大，故B正确，A错误；
C D.保持d不变，减小S，根据电容的定义式可知电容减小，再根知U增大，所以θ变大，故CD错误；
故选B。
四、 计算题 （本题共计3小题，总分38分）
13.（10分）(1)300V，1.5×104V/m；
【解析】电子从C点移到D点，根据电势差的定义，有
电场强度
(2)-450V，7.2×10 17J
【解析】AD两点的电势差UAD=EdAD=1.5×104×3×10 2V=450V
由UAD=φA-φD，φA=0，
可得φD=-450V
电子在D点的电势能为
EP=qφD= 1.6×10 19×( 450)J=7.2×10 17J
14.（12分）(1)；方向向右；
【解析】经过B点时其动能达到最大，所以带有正电荷的金属圆环在B点静止时合力零，则有
小球所受电场力的大小
电场力方向向右；
(2)
【解析】从A到B由动能定理可知，小球通过B点时的动能为
15.（16分）(1)；
【解析】设粒子离开加速电场时的速度为，由动能定理可得
解得
(2)；
【解析】设A、B板间电场的电场强度大小为，带电粒子在A、B板间电场中做类平抛运动，有，，
联立解得
(3)
【解析】若保持A、B两极板的电荷量不变，将B板下移适当距离，根据
可知电场强度保持不变；让同种带电粒子原样射入恰能射出电场，则有，
解得
故板下移的距离为