2024-2025学年福建省厦门双十中学高二（上）月考物理试卷（10月）（含答案）

2024-2025学年福建省厦门双十中学高二（上）月考物理试卷（10月）
一、单选题：本大题共4小题，共16分。
1.如图所示，在点电荷产生的电场中，实线是一条方向未标出的电场线，虚线是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹，设电子在、两点的加速度大小分别为，，电势能分别为、。下列说法正确的是( )
A. 电子一定从向运动
B. 若，则靠近端且为正电荷
C. 无论为正电荷还是负电荷一定有
D. 点电势可能高于点电势
2.如图所示，把原来不带电的金属壳的外表面接地，将一带正电的小球从小孔放入
球壳内，但不与发生接触，达到静电平衡后，则( )
A. 球壳内电场强度为零 B. 不带电
C. 的内表面带负电 D. 金属壳外的点电场强度不为零
3.如图所示，两个固定的等量正点电荷相距，其连线的中点为，以为圆心、为半径的圆与两正点电荷间的连线及连线的垂直平分线分别交于、和、，以为坐标原点、垂直向上为正方向建立轴，为轴的正方向。若带正电的试探电荷从点由静止出发，沿直线运动到点，下列各图关于试探电荷速度、电势能及轴上各点电场强度、电势的描述正确的是( )
A. B.
C. D.
4.某静电场中轴上电场强度随变化的关系如图所示，设轴正方向为电场强度的正方向。一带电荷量大小为的粒子从坐标原点沿轴正方向运动，结果粒子刚好能运动到处，假设粒子仅受电场力作用，和已知，则
A. 粒子可能带负电
B. 粒子的初动能大小为
C. 粒子沿轴正方向运动过程中电势能先增大后减小
D. 粒子沿轴正方向运动过程中最大动能为
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
5.下列关于教科书上的四幅插图，下列说法正确的是( )
A. 图一是优质话筒线，它能防止外界环境的干扰信息，原理和高压线上方安装两条与大地相连的导线相同
B. 图二中摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电屏蔽
C. 图三为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走加油枪上的静电
D. 图四的燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理
6.地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在点。则射出后，( )
A. 小球的动能最小时，其电势能最大
B. 小球的动能等于初始动能时，其电势能最大
C. 小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大
D. 从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量
7.在轴方向存在一静电场，其电势与的关系如图所示，其中之间为直线，之间和之间的图线关于中心对称，的区域内为平行于轴的直线。下列说法正确的是( )
A. 右侧的电场方向均沿轴正方向
B. 处的电场强度大小为
C. 把一正电荷从处由静止释放，仅受电场力的作用，将在之间做往复运动
D. 把一电子从处由静止释放，仅受电场力的作用，将在之间做往复运动
8.如图所示，一带电平行板电容器水平放置，板间距离为，上、下极板开有一小孔，四个带同种电荷可视为质点的小球，质量均为、带电荷量均为的带电小球，其间用长为的绝缘轻杆相连，处于竖直状态，今使下端小球恰好位于小孔中，且由静止释放，让四球竖直下落。当下端第二个小球到达下极板时，速度恰好为零，说法正确的是( )
A. 当最上端的小球进入平行板电容器前，小球一直做加速度减小的加速运动
B. 最下端的小球在两平行板之间的运动过程，小球的电势能先增加后减小
C. 两极板间的电压为
D. 从释放到速度减为零的过程中，小球最大速度为
三、填空题：本大题共3小题，共14分。
9.某物理兴趣小组为了探究带电体附近的电场强度的大小。如图，把质量为、电荷量为的带负电小球用绝缘细绳悬挂，若将另一带正电的小球靠近，当两个带电小球在同一高度且相距一定距离时，绳与竖直方向成角，则带电小球均可视为点电荷，重力加速度为
带电小球在带负电小球处激发的电场的电场强度大小为_____。
若保持带电小球不动，带负电小球向右移动，两个带电小球仍可视为在同一高度，观察到角减小，说明带电小球在带负电的小球移动后所在位置的电场强度相对小球移动前_____填“增大”“减小”或“不变”。
10.有一长方体导体，长、宽、高之比为，它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线，如图所示，为之间的电阻，为之间的电阻，则_______选填“”、“”或“”。将、分别接在电压相同的恒压电源上时，若导体中、方向电荷定向移动的速度分别为、，则_______。
11.如图，圆心为点、半径为的圆周上有、、、、、、、八个等分点，点固定有一带电量为的点电荷，其余各点均固定有带电量为的点电荷。已知静电力常量为，则点的电场强度大小为_______。、分别为、的中点，则点的电势_______填“大于”“等于”或“小于”点的电势；将一带电量为的点电荷从点沿图中弧线移动到点，电场力对该点电荷所做的总功_______填“大于零”“等于零”或“小于零”。
四、实验题：本大题共2小题，共16分。
12.库仑利用扭秤装置研究了静止的点电荷间的相互作用力。如图所示的实验装置为库仑扭秤，细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，另一端有一个不带电的球，与处于静止状态；当把另一个带电的金属球插入容器并使它靠近时，和之间较小的作用力可以使细丝发生比较大的可测量的扭转，通过细丝扭转的角度可以比较力的大小。
通过细丝扭转的角度可以比较力的大小，这里用到的实验方法为________。
A.等效替代法 微小量放大法 极限法 控制变量法
保持电荷量不变，改变和的距离，得到相互作用力和、间距离的关系，这里用到的实验方法为________。
A.等效替代法 微小量放大法 极限法 控制变量法
法国物理学家库仑用该实验方法，得到相互作用力和、间距离的关系是_______________。
13.某兴趣小组自制一个电容器并测量其电容。如图所示，他们用两片锡箔纸做电极，用两层电容纸某种绝缘介质将锡箔纸隔开，一起卷成圆柱形，然后接出引线，再密封在塑料瓶当中，电容器便制成了。
为增加该电容器的电容，应当( )
A.锡箔纸面积尽可能大 锡箔纸卷绕得尽可能紧，以减小锡箔纸间的距离
C.增大电容器的充电电压 减小电容器的充电电压
为了测量该电容器电容的大小，该小组采用了如图甲所示的电路进行测量，其中电源电动势电源能提供的最大电压为，内阻不计。该同学先将开关接为电容器充电，经过足够长时间再将开关接，利用传感器记录电容器放电过程，得到放电过程的图像如图乙所示。
已知电流图线与时间轴所围的面积约为个方格，根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为_______结果保留两位有效数字，该电容器电容的测量结果为_______结果保留两位有效数字。若将图甲中的电阻换成阻值更大的电阻，则电容器开始放电的电流_______填“变大”、“变小”或“不变”，所得的图像与横轴所围的面积_______填“变大”、“变小”或“不变”。
五、计算题：本大题共3小题，共30分。
14.如图所示，光滑绝缘杆竖直放置，它与以正点电荷为圆心的某一圆周交于、两点，质量为、带电荷量为的有孔小球从杆上的点无初速度下滑，已知，，小球滑到点时速度大小为，则小球从运动到的过程中，求：
静电力做多少功；
若取点电势为零，点电势是多大；
若间距离为，求粒子滑到点处的速度大小。
15.如图所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，一质量为带负电的小球从高为的处由静止开始下滑，沿轨道运动后进入圆环内做圆周运动，不计点碰撞的能量损失。已知小球所受电场力是其重力的，圆环半径为，斜面倾角为，轨道水平段长度，重力加速度为，空气阻力不计。求：
小球由到过程中损失的机械能；
小球运动到与圆心等高点时对轨道的压力大小；
改变的位置使小球在运动过程中不脱离轨道，满足的条件。
16.如图甲所示，一对平行金属板、长为，相距为，为中轴线。当两板间加电压时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场。某种带负电的粒子从点以速度沿方向射入电场，粒子恰好打在上极板的中点，粒子重力忽略不计。
求带电粒子的比荷；
求带电粒子运动到上极板中点时速度大小；
若、间加如图乙所示的交变电压，其周期，大量的上述粒子仍然以速度沿方向持续射入电场，最终所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，求的值用表示；
第问中，求所有粒子在运动过程中偏离中轴线的最远距离的最小值。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9. 减小
10.
11. 大于 大于零
12.
力和、间距离的平方成反比

13.
变小 不变

14.解：
小球从到过程，重力和静电力做功，根据动能定理，有

依题意，有
联立，可得

依题意可知
所以

根据电势差的定义式，有

联立，可得

小球从运动到过程，因为、两点电势相等，所以静电力不做功。只有重力做功，由动能定理，可得

整理，可得

15.解：小球由到过程中损失的机械能即为克服电场力做的功
则有
从到由动能定理得：；
解得
在点由牛顿第二定律的
联立解得；
由牛顿第三定律得，经过点时小球对轨道的压力为；
小球在电场中所受的重力和电场力都为恒力，故可两力等效为一个力，可知
由题意，；
则得
，则；
如图所示：
能作完整的圆周运动的临界点是能通过点，即达到点时球与环的弹力恰好为零，由提供向心力，则得：
即
小球由到过程，由动能定理有：
解得
若恰好运动到点，则
从到则有
解得
小球在运动过程中不脱离轨道，满足的条件为或。

16.设粒子经过时间打在板中点，沿极板方向有
垂直极板方向有
联立解得，带电粒子的比荷为
带电粒子运动到上极板中点时，竖直分速度大小为
合速度大小为
联立解得
粒子通过两板时间为
从时刻开始，粒子在两板间运动时每个电压变化周期的前三分之一时间内的加速度大小为
方向垂直极板向上；在每个电压变化周期的后三分之二时间内加速度大小为为
方向垂直极板向下。不同时刻从点进入电场的粒子在电场方向的速度随时间变化的关系如图所示
因为所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，可以确定在 或 时刻进入电场的粒子恰好分别从极板右侧上下边缘处飞出，它们在电场方向偏转的距离最大，有
解得
在所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，可以确定在 或 时刻进入电场的粒子恰好从中轴线飞出。它们在运动过程中电场方向偏转的距离最小，则偏离中轴线最小位移为
联立可得

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