2023-2024学年江苏省苏州市苏大附中高一（下）月考物理试卷（含解析）

2023-2024学年江苏省苏大附中高一（下）月考物理试卷
一、单选题：本大题共10小题，共40分。
1.下列说法中，正确的是：( )
A. 由知电场中某点的电场强度与成正比
B. 由公式可知电场中某点的电势与成反比
C. 由可知，匀强电场中的任意两点、间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大
D. 公式，其中电容器的电容与电容器两极板间电势差无关
2.关于下列四幅图的说法错误的是( )
A. 图甲为静电除尘原理的示意图，带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器上
B. 如图乙所示，给汽车加油前要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的电荷
C. 图丙为静电喷漆的原理图，涂料微粒在电场力作用下沿电场线运动到电极上
D. 如图丁所示，高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷计的原理为尖端放电
3.某带电粒子仅在电场力作用下由点运动到点，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. 粒子在点的加速度大于它在点的加速度
B. 粒子在点的动能小于它在点的动能
C. 电场中点的电势低于点的电势
D. 粒子在点的电势能小于它在点的电势能
4.如图所示，在纸面内有一场强大小为的匀强电场图中未画出，两等量正点电荷和固定在纸面上置于匀强电场中，距离为。纸面内与两点电荷距离均为的点处的电场强度恰好为零。如果将换成等量的负点电荷其他条件不变，则点处电场强度的大小为( )
A. B. C. D.
5.两个等量同种正点电荷固定于光滑水平面上，两点电荷连线的中垂线上有、、三点如图所示中垂线也在水平面内，一个带电小物块从点由静止释放，沿路径运动，小物块运动过程中的加速度、速度、电势能以及从的电势随时间变化的关系图像可能正确的是
( )
A. B.
C. D.
6.如图所示，、、是位于匀强电场中某直角三角形的三个顶点，，。现将电荷量的电荷从移动到，电场力做功；将从移动到，电场力做功，已知点的电势，则( )
A. 将电荷从移动到，电场力做的功为
B. 点的电势为
C. 电场强度大小为，方向由指向
D. 电荷在点的电势能为
7.如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源内阻不计连接，下极板接地，静电计所带电量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则( )
A. 平行板电容器的电容值将变大
B. 静电计指针张角变小
C. 带电油滴的电势能将增大
D. 若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变
8.某静电场中轴上电势随变化的情况，且轴为该静电场中的一根电场线，一个带电粒子在坐标原点由静止释放，粒子仅在电场力作用下开始沿轴正向运动，正确的是( )
A. 粒子一定带负电
B. 从到，电场方向先沿轴正方向，后沿轴负方向
C. 从到，粒子运动的加速度先增大后减小
D. 从到，粒子先加速后减速
9.真空中相距为的两个点电荷、，分别固定于轴上和的两点上，在它们连线上各点电场强度随变化关系如图所示，以下判断正确的是( )
A. 处的电场强度为零，电势也一定为零
B. 点电荷、一定为同种电荷
C. 点电荷、一定为异种电荷
D. 点电荷、所带电荷量的绝对值之比为：
10.如图所示为匀强电场的电场强度随时间变化的图象．当时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是
( )
A. 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 内，电场力做的总功为零
C. 末带电粒子回到原出发点 D. 内，电场力做的总功为零
二、实验题：本大题共1小题，共12分。
11.随着传感器技术的不断进步，传感器开始在中学实验室逐渐普及。某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图甲所示。
先使开关与端相连，电源向电容器充电，这个过程很快完成，充满电的电容器上极板带________电；
然后把开关掷向端，电容器通过电阻放电，传感器将电流电压信息传入计算机，经处理后得到电流和电压随时间变化的、曲线，如图乙所示；
由图乙可知，电容器充满电的电荷量为________，电容器的电容为________；保留两位有效数字
若将电路中的电阻换成一阻值更大的电阻，把开关掷向端电容器放电，请在图乙的左图中定性地画出曲线。
三、计算题：本大题共4小题，共48分。
12.如图所示，空间中存在一水平方向的足够大的匀强电场。一质量为，带电荷量为的小球，用长的绝缘细线悬挂在点，小球恰能静止在点，此时悬线与竖直方向成角。不计一切阻力。求：
匀强电场的场强方向和大小；
若将电场方向改为竖直向下，则小球从点静止开始运动到悬挂点的正下方点时的速度大小。
13.半径为的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示．珠子所受静电力是其重力的倍．将珠子从环上最低位置点静止释放，则：
珠子所能获得的最大动能是多少？
珠子对圆环的最大压力是多少？
14.一束初速不计的带电粒子，电荷量在经的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若板间距离，板长，两个极板上电压为，已知粒子的质量为。重力忽略不计求：
粒子进入偏转电场时的速度；
粒子射出电场沿垂直于板面方向偏移的距离和粒子射出电场时速度偏转角度的正切值；
偏转电场对粒子做的功。
15.如图所示，第一象限中有沿轴的正方向的匀强电场，第二象限中有沿轴负方向的匀强电场，两电场的电场强度大小相等。一个质量为，电荷量为的带电质点以初速度从轴上点射入第二象限，已知带电质点在第一和第二象限中都做直线运动，并且能够连续两次通过轴上的同一个点未画出，重力加速度为已知量。求：
初速度与轴正方向的夹角；
、两点间的电势差；
带电质点在第一象限中运动所用的时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
电场强度与试探电荷所受的电场力无关，电容反映电容器本身的特性，与极板间的电势差无关；由公式 可知，电场中某点的电势与无关；公式中，是两点沿电场线方向的距离。
解答本题的关键是掌握每一个公式的用途和物理意义。
【解答】
A.公式 采用比值定义法，由电场本身的性质决定，与试探电荷无关，所以此场中某点的电场强度与无关，故A错误；
B.公式 采用比值定义法，电势由电场本身的性质决定，与试探电荷无关，电场中某点的电势与无关，故B错误；
C.由可知，匀强电场中的任意两点、间沿电场方向间的距离越大，两点间的电势差才一定越大，故C错误；
D.公式采用比值定义法，电容器的电容大小由电容器本身的特性决定，与电容器两极板间电势差无关，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查生活中的静电现象。明确静电除尘原理；避雷针的原理为尖端放电；明确生活中静电现象的应用与防止即可正确求解。
【解答】
A.图甲为静电除尘原理的示意图，根据电荷间的相互作用力可知，异种电荷相互吸引，因此带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器上，故A正确；
B.给汽车加油前要触摸一下静电释放器，其原理是导走人身上的静电，故B正确；
C.图丙为静电喷漆的原理图，因为电场线是曲线，涂料微粒在电场力作用下不会沿电场线运动，故C错误；
D.高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷针的原理为尖端放电，故D正确。
本题选错误的，故选C。
3.【答案】
【解析】【分析】
本题考查带电粒子在电场中的运动，注意对概念的理解。
电场线的疏密反映场的强弱，沿着电场线电势降低，电场力做正功电势能降低，电场力指向轨迹的凹面。
【解答】
A.点附近的电场线比点附近的电场线稀疏，所以点的电场强度小于点的电场强度，粒子在点所受电场力小于它在点所受电场力，因此粒子在点的加速度小于它在点的加速度，故A错误；
根据沿电场线方向电势降低可知点电势高于点电势，而粒子所受电场力方向一定指向轨迹的凹侧，由此可判断粒子带负电，则粒子在点的电势能小于它在点的电势能，根据能量守恒可知粒子在点的动能大于它在点的动能，故BC错误，D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】解：根据电场强度的叠加原理可知，正点电荷和在处的电场强度为，方向竖直向上；处的电场强度为零，则匀强电场场强为，方向竖直向下。
当换成等量负电荷时，根据几何关系可知，电荷、在处的电场强度为，方向水平向左，根据勾股定理可知，此时点电场强度大小为，故B正确，ACD错误。
故选：。
分别画出点三个电场方向，根据平行四边形定则和几何关系知合电场强度的大小。
此题考查电场的叠加，知道电场强度是矢量，合成与分解满足平行四边形定则。
5.【答案】
【解析】A.因等量同种电荷连线的中垂线上各点的场强不等，物块沿路径运动时，所受的电场力可能一直增加，也可能先增加后减小，且变化不是均匀增加的，则加速度随时间的变化不是直线，选项A错误；
B.物块沿路径运动时，加速度先增加后减小或一直增大，则图像的斜率先增加后减小或逐渐增大，选项B正确；
C.带电小物块从点由静止释放，沿路径运动，则电场力一定是做正功，则电势能一直减小，选项C错误；
D.距离正电荷越近，电势越高，则从的电势逐渐降低，选项D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】D.电荷从移动到，电场力做功为
可得
可得
则电荷在点的电势能为
故D错误；
B.将从移动到，电场力做功
可得
可得
故B错误；
A.将电荷从移动到，电场力做的功为
故A错误；
C.过点做的垂线，交于点，如图所示
根据几何关系可得
则有
可得
可知 为等势线，则电场方向由指向，大小为
故C正确。
故选C。
7.【答案】
【解析】解：、根据知，增大，则电容减小。故A错误。
B、静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变。故B错误。
C、电势差不变，增大，则电场强度减小，点与上极板的电势差减小，则点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小。故C错误。
D、电容器与电源断开，则电荷量不变，改变，根据，知电场强度不变，则油滴所受电场力不变。故D正确。
故选：。
电容器始终与电源相连，则电容器两端间的电势差不变，根据电容器的变化判断电容的变化以及电场强度的变化，从而判断电荷电势能和电场力的变化．
本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，当电容器与电源始终相连，则电势差不变，当电容器与电源断开，则电荷量不变．
8.【答案】
【解析】解：、电场线方向从高电势指向低电势，沿轴正方向电势一直降低，所以电场线方向沿轴正方向，因为粒子从静止出发沿轴正方向运动，说明粒子受电场力方向沿轴正方向，粒子带正电，故AB错误；
C、图象的斜率表示电场强度的大小，所以从到，电场强度先增大后减小，所以粒子运动的加速度先增大后减小，故C正确；
D、从到，电场力方向一直沿轴正方向，所以粒子一直做加速运动，故D错误。
故选：。
根据电势的变化规律可以判断电场强度的方向，进而知道粒子的电性；图象的斜率表示场强的大小；粒子的加速度仅有电场力提供。
知道图象的斜率表示电场强度的大小是解题的关键。电势是标量，正负号表示大小，沿电场线方向，电势逐渐降低。
9.【答案】
【解析】A. 处的场强为零，但由于电势与场强无关，则场强为零的地方电势不一定为零，故A错误；
．从到，场强先正方向减少到零又反方向增加，必为同种电荷，故B正确，C错误；
D. 处的合场强为，由
得
故
故D错误。
故选B。
10.【答案】
【解析】【分析】
由图象可知，电场强度的大小与方向的变化，当带电粒子由静止释放仅在电场力作用下，根据运动与力的关系可确定运动情况。
本题带电粒子在周期性变化的电场中运动，关键之处是电场强度大小不一，导致加速度不一，所以失去对称性．
【解答】
因内粒子向正方向运动的加速度
在内粒子运动的加速度
则在时刻速度减为零，然后反向运动画出带电粒子速度随时间变化的图象如图所示
图线与时间轴所围“面积”表示位移，可见带电粒子不是只向一个方向运动，未带电粒子不能回到原出发点，、C错误
B.末速度不为，可见内电场力做的功不等于， B错误
D.末和末，速度的大小、方向都相同，则内，动能变化为零，电场力做功等于，所以 D正确。
故选D。
11.【答案】正；
，；
。
【解析】【分析】
通过电容器上极板与电源正极相连分析充满电的电容器上极板电性；
由图像与坐标轴围成的面积表示电量，求出一个小格表示电量，并数出有多少个小格，则可求电容器充满电的电荷量，结合求解电容器的电容；
将电路中的电阻换成一阻值更大的电阻，放电电流会减小，电量不变，时间会延长，作出图象。
本题考查“观察电容器的充、放电现象”实验，掌握实验原理是求解的关键。
【解答】
电容器上极板与电源正极相连，充满电后上极板带正电；
图像与坐标轴围成的面积表示电量，一小格的电量为
图中总共约小格，所以电容器充满电的电荷量为
电容器充满电后电压为，则电容器的电容为；
将电路中的电阻换成一阻值更大的电阻，放电电流会减小，电量不变，时间会延长，图像如下图所示。
12.【答案】 ，水平向左；
【解析】易知小球所受电场力方向水平向左，又因为小球带正电，所以电场强度方向水平向左。设电场强度大小为，根据平衡条件有
解得
若将电场方向改为竖直向下，设小球从点静止开始运动到悬挂点的正下方点时的速度大小为，由动能定理可得
解得
13.【答案】解：如图，设珠子能够静止在点，点为等效最低点，对其进行受力分析
设圆心为点，与之间的夹角为，则：
所以：
珠子在等效最低点时具有最大的动能．
珠子从到的过程电场力和重力做功，珠子的动能增加，即：
解得珠子所能获得的最大动能：．
珠子在等效最低点处受到的压力最大．
根据合力提供向心力
又因为重力和电场力的合力，
所以
根据牛顿第三定律，珠子对圆环的最大压力是．
答：珠子所能获得的最大动能是．
珠子对圆环的最大压力是．
【解析】、带电的珠子受到重力和电场力的共同的作用，在空间中存在一点，该点能够使珠子静止下来，这一点就是珠子的平衡位置，是珠子具有最大动能的点．对该点的珠子进行受力分析，求出该点的位置，然后使用动能定理求出珠子的最大动能．
、珠子在平衡位置即最低点处受到的压力最大，根据合力提供向心力，列式计算压力．
该题属于重力与电场力的复合场问题，解决问题的关键是找到带电体的等效平衡位置．
14.【答案】 ； ， ；
【解析】粒子加速过程中，由动能定理可得
根据牛顿第二定律，可得粒子在偏转电场中的加速度
粒子沿初速度方向做匀速直线运动，在偏转电场中的飞行时间设为 ，则有
联立求得
粒子飞出平行板时的侧移量
联立求得
粒子出场时的速度设为 ，可以分解为沿初速度方向的 和沿电场方向的 ，其中
根据几何关系可得
根据恒力功的定义式，可得偏转场对粒子做的功为
15.【答案】解：由题意知，带电质点在第二象限做匀速直线运动，有
且由带电质点在第一象限做直线运动，有
解得
到的过程，
带电质点在第一象限先做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有，
即加速度大小
由运动学公式：
解得
带电质点在第一象限中往返一次所用的时间
【解析】本题考查了带电质点在匀强电场中的运动，根据题意分析清楚质点的运动性质与运动过程是解题的前提与关键，应用平衡条件、牛顿第二定律、运动学公式与动能定理可以解题。
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