2024-2025学年北京市通州区运河中学高二（上）月考物理试卷（10月份）（含答案）

2024.10 运河中学高二物理月考
一、单项选择题（本题共 12 小题，每小题 3 分，共 36 分）
1.物理学中，“质点”、“点电荷”这两个概念的建立所体现的共同的科学思维方法是（ ）
A.比值法 B.等效替代法 C.理想化模型 D.控制变量法
2.下列说法中正确的是（ ）
A.公式 中，q 指的是场源电荷的电荷量
B.公式中，Q 指的是试探电荷的电荷量
C.体积很小的带电小球一定可以看成点电荷
D.电场是客观存在的而电场线实际并不存在
3.在如图四种电场中，分别标记有 a、b 两点，其中 a、b 两点的电势相等、电场强度大小和
方向也相同的是（ ）
A. B.
C. D.
4、下列关于电场强度的说法中，正确的是（ ）
A.公式 只适用于真空中点电荷产生的电场
B.由公式可知，电场中某点的电场强度 E 与试探电荷 q 在该点所受的电场力成正比
C.在公式只适用于匀强电场的定量计算
D.由公式可知，在离点电荷非常近的地方（r→0)，电场强度 E 可达无穷大
5.如图所示，将不带电的枕形导体 AB，放在一个点电荷的电场中，点电荷的电荷量为-Q，与导体 AB 的中心 O的距离为 R。当导体 AB 达到静电平衡时，下列说法正确的是（ ）
A.导体 A 端带正电
B.导体 A 端的电势低于 B 端的电势
C.感应电荷在O 点产生的电场强度大小为零
D.感应电荷在 O 点产生的电场强度大小为
6.如图甲、乙、丙、丁是课本内的几幅插图，下列说法正确的是（ ）
A.甲图是演示静电屏蔽现象的装置，带电小球的电场不能进入金属网罩内部
B.乙图是一种可变电容器，其原理是通过改变铝片之间距离从而达到改变电容的目的
C.丙图是库仑扭秤，探究带电小球间库仑力大小相关因素时需要测出小球电荷量
D.丁图是避雷针，其通过尖端放电中和空气中的电荷达到避免建筑物遭雷击的目的
7.如图所示，虚线 a、b、c 代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q 是这条轨迹上的两点，由此可知（ ）
A.该电场有可能由负点电荷形成
B.带电粒子在 P 点时的加速度小于在 Q 点时的加速度
C.带电粒子在 P 点时的速度小于在 Q 点时的速度
D.带电粒子在 P 点时的电势能小于在 Q 点时的电势能
8.如图，直线上有 O、a、b、c 四点，ab 间的距离与 bc 间的距离相等，在 O 点处有固定点电荷，已知 b 点电势高于 c 点电势，若一带负电电荷的粒子仅在电场力作用下先从 c 点运动到b 点，再从 b 点运动到 a 点，则 （ ）
A.两过程中电场力做的功相等
B.前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功
C.前一过程中，粒子电势能不断减小
D.后一过程中，粒子动能不断减小
9.原来都是静止的质子和 α 粒子（氦原子核），经过同一电压的加速电场后，它们的速度大小之比为（ ）
A. :2 B. 1:2 C. :1 D.1:1
10.如图所示，若质子和 α 粒子（氦原子核）以相同的初速度垂直射入偏转电场，不计粒子的重力。则质子和 α 粒子射出电场时的偏移量之比为（ ）
A. 2:1 B. 1:1 C. 1:2 D. 1:4
11.如图所示，两个固定的等量异种点电荷，在它们连线的垂直平分线上有 a、b、c 三点(c 点为两电荷连线与中垂线的交点），则（ ）
A.c 点是两点电荷连线上场强最小的点
B.a 点电势比 b 点高
C.a、b 两点场强相同
D.一电子处于 b 点时，会受到水平向右的静电力
12.如图所示，两个带等量正电荷的点电荷 A、B，被固定在光滑绝缘的水平面上。P、N 是小球 A、B 的连线的水平中垂线，且 PO=ON。现将一个电荷量很小的带负电的点电荷 C,由 P 点静止释放，在 C 向 N 点运动的过程中，下列关于 C 的速度、加速度、电势能图像中，可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
二.实验题（不定项选择，每题 3 分，共 24 分）
13.美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板 A、B 分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴 P 由于带负电悬浮在两板间保持静止。若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有_____.
A.油滴质量 m
B.两板间的电压 U
C.两板间的距离 d
D.两板的长度 L
14.关于元电荷下列说法正确的是 （ ）
A.油滴的电荷量可能是 1.6×10-20 C
B.油滴的电荷量可能是 3.2×10-19C
C.元电荷就是电子
D.任何带电体所带电荷量可取任意值
下图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其结构之间的关系装置图。充电后与电源断开的平行板电容器的 A 板与静电计相连，B 板和静电计金属壳都接地，A 板通过绝缘柄固定在铁架台上，人手通过绝缘柄控制 B 板的移动。请回答下列问题:
15.本实验采用的科学方法是___________（填正确选项前的字母）。
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
16.在该实验中，静电计的作用是____________（填正确选项前的字母）。
A.测电容器的电荷量 B.测电容器两极的电势差 C.测电容器的电容 D.测定 A、B 两间的电场强度
17.在实验中观察到的现象是（填正确选项前的字母）。
A 甲图 B 向右移动时，静电计指针的张角变小
B.甲图 B 向右移动时，静电计指针的张角不变
C.乙图 B 向上移动时，静电计指针的张角变小
D.丙图向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变小
18.某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图所示。实验开始时给电容器充电过程中其电荷量 Q、电势差 U、电容 C 之间相互关系的图像如图所示，其中描述正确的是____________。
A． B. C. D.
19.在下列图像中表示电容器充电和放电过程中通过传感器的电流随时间变化的图像为______
20.如果不改变电路其他参数，只增大电阻箱的阻值 R 并重复上述实验，实线和虚线分别表示改变前后放电过程电流随时间变化的曲线，最符合实际情况的图像为___________（填正确图像对应的标号）。
21.如图所示，一质量为 m＝0.04kg，带电量大小为 q＝1.0×10-6 C 的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线与竖直方向成 37°角.小球在运动过程电量保持不变，重力加速度 g=10m/s2 .sin37°=0.6，cos37°=0.8
（1）画出小球受力图并判断小球带何种电荷
（2）求细线拉力和电场强度 E
（3）若突然将细线剪断，求经过 2s 时小球的速度 v
22.如图所示，M、N 为竖直放置的平行金属板，S1、S2 为板上正对的小孔，两板间所加电压为U1，金属板 P 和 Q 水平放置在 N 板右侧，关于小孔S1、S2所在直线对称，两板间加有恒定的偏转电压 U2，极板间距为 d，板长度为 L。现有一质子（）从小孔 S1 处先后由静止释放，经加速后穿过小孔 S2水平向右进入偏转电场。已知质子的质量为 m，电荷量为 q。
（1）求质子进入偏转电场时的速度 V0 大小；
（2）从偏转电场射出时沿垂直板面方向的侧移量 y；
（3）从偏转电场射出时的速度 v
23.如图所示，AB 是半径为 R 的 1/4 圆弧形的比滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为，今有一质量为 m、带正电 q 的小滑块（体积很小可视为质点），从 A 点由静止释放。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.5，求：
（1）滑块通过 B 点时的速度大小；
（2）B 点轨道对小滑块的支持力
（3）小滑块最终停止的位置与 B 点距离 x
24.类比法是研究物理问题的常用方法。
（1）如图甲所示为一个电荷量为+Q 的点电荷形成的电场，静电力常量为 k，有一电荷量为 q 的试探电荷放入场中，与场源电荷相距为 r。根据电场强度的定义式和库仑定律推导：
试探电荷 q 所在处的点电荷电场强度 E 的表达式；
（2）场是物理学中重要的概念，除了电场和磁场外，还有引力场，物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的。忽略地球自转影响，地球表面附近的引力场也叫重力场。已知地球质量为 M，半径为 R，引力常量为 G。请类比电场强度的定义方法，定义距离地球球心为r(r>R)处的引力场强度;
（3）微观世界的运动和宏观运动往往遵循相同的规律，根据玻尔的氢原子模型，电子的运动可以看成是经典力学描述下的轨道运动，如图乙。原子中的电子在原子核的库仑引力作用下，绕静止的原子核做匀速圆周运动。这与天体运动规律相似，天体运动轨道能量为动能和势能之和。已知氢原子核（即质子）电荷量为 e，核外电子质量为 m，带电量为-e，电子绕核运动的轨道半径为 r，静电力常量为 k。若规定离核无限远处的电势能为等，电子在轨道半径为 r处的电势能为，求电子绕原子核运动的系统总能量 E（包含电子的动能与电势能)。
参考答案
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17.解：小球受到重力、电场力和细线拉力，如图所示：
由于小球静止时受力向向右，所以该小球带正电；
由于小球静止，所以由平衡条件可得细线拉力：；
电场力：
解得电场强度：；
剪断细线后，小球只受重力和电场力，所以两力的合力沿着绳的方向，小球做初速度为零的匀加速直线运动。
由牛顿第二定律可得：
又由运动学公式有：，方向与竖直方向夹角为斜向下。
答：小球受力图见解析，小球带正电荷；
细线拉力大小为，电场强度大小为；
若突然将细线剪断，经过时小球的速度为，方向与竖直方向夹角为斜向下。
18.解：在加速电场中，由动能定理可知：，解得：；
质子在偏转电场中，做类平抛运动，水平方向上：，竖直方向上：，，
联立解得：；
质子在偏转电场中，竖直方向上的分速度为：，则速度偏转角的正切值为：，解得：；
质子出偏转电场时的速度为：，解得：。
答：质子进入偏转电场的速度的大小为；
质子离开偏转电场时的偏移量为；
质子离开偏转电场时的速度大小为；速度与水平方向的夹角满足。
19.解：小滑块从到的过程中，运用动能定理，即可知：，代入解得：；
对小滑块在点时受力分析，，代入解得：，方向为竖直向上；
小滑块从点到停下来的位置，运用动能定理可知：，代入解得：。
答：滑块通过点时的速度大小为；
点轨道对小滑块的支持力为，竖直向上；
小滑块最终停止的位置与的距离为。
20.解：根据库仑定律和场强的定义式有
解得
根据万有引力定律
则距离地球球心为处的引力场强度为
两种场的共同点：都是一种看不见的特殊物质；
场强都是既有大小又有方向的矢量；
两种场力做功都与路径无关，可以引入“势”的概念；
力做功的过程，都伴随着一种势能的变化；
都可以借助电场线引力场线、等势面等高线来形象描述场。
根据
则动能为
电子绕原子核运动的轨道能量为
电子向距离原子核远的高轨道跃迁时增大，动能减小，电势能增加，电子绕原子核运动的轨道能量增加。
答：处的电场强度的大小；
引力场强度；
两种场的共同点：都是一种看不见的特殊物质；
场强都是既有大小又有方向的矢量；
两种场力做功都与路径无关，可以引入“势”的概念；
力做功的过程，都伴随着一种势能的变化；
都可以借助电场线引力场线、等势面等高线来形象描述场。；
电子绕原子核运动的轨道能量为，电子向距离原子核远的高轨道跃迁时其能量变大。
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