福建省泉州市培元中学2023-2024学年高二上学期10月月考物理试题含答案.pdf

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1、学科网（北京）股份有限公司1 2023 年秋季泉州市培元中学高二年级第一次月考年秋季泉州市培元中学高二年级第一次月考 物理科试题物理科试题（考试时间 75 分钟，总分 100 分）一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 4 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 16 分。每小题给出的四个选项中只有一分。每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。项符合题目要求。1.核酸检测采样时使用的“采样拭子”，其顶端是如图所示的植绒拭子，安全、无毒。有一种植绒方式是：植绒机产生数万伏的高压静电，通过电子转移让喷头中的绒毛带上负电荷，然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂，移动喷头靠近被植绒物体，绒毛

2、在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面，呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴含了许多科学知识，下列描述不合理不合理的是（）A喷头中的绒毛带上负电荷，是由于绒毛得到了电子B以移动的喷头为参照物，被植绒物体是运动的C绒毛能在高压静电作用下运动，是由于能量可以创生D绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面后，采样拭子之间存在斥力2.一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆 MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上 a，b，c三点的场强的大小分别为 Ea、Eb、Ec，三者相比（）AEa最大 BEb最大CEc最大 DEa=Eb=Ec3.如图所示，四个质量均

3、为 m、带电荷量均为q+的微粒 a、b、c、d 距离地面的高度相同，以相同的水平速度被抛出，除了 a微粒没有经过电场外，其他三个微粒均经过电场强度大小为E的匀强电场（mgqE），这四个微粒从被抛出到落地所用的时间分别是abcdtttt、，不计空气阻力，则（）AbacdttttBbadctttt=Cadbctttt=Dbcadtttt=4.一带电粒子在电场中仅受电场力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为 x轴，起始点 O为坐标原点，其电势能 Ep与位移 x的关系如图所示。下列图像中关于电场强度、粒子动能、粒子速度、粒子加速度与位移关系，合理的是（）学科网（北京）股份有限公司 2 A B C

4、D 二、双项选择题：本题共二、双项选择题：本题共 4 小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 24 分。每小题给出的四个选项中只有两分。每小题给出的四个选项中只有两项符合题目要求，全部选对的得项符合题目要求，全部选对的得 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。5.如图所示，、虚线 a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为一带正电的质点仅在静电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，则下列说法正确的是（）A该带电质点通过 P点时加速度较小 B该带电质点通过 P 点时电势能较大 C该带电质点通过 P 点

5、时动能较大 DQ点的电势比 P点的电势低 6.如图所示，倾角为 的斜面体 c置于水平地面上，小物块 b置于斜面上，通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球 M 连接，定滑轮左侧连接物块 b的一段细绳与斜面平行，带负电的小球 N 用绝缘细线悬挂于 P点。设两带电小球在缓慢漏电的过程中，两球心始终处于同一水平面上，并且 b、c都处于静止状态，下列说法中正确的是（）Ab 对 c的摩擦力一定减小 B地面对 c的支持力一定变大 C地面对 c的摩擦力方向一定向左 D地面对 c的摩擦力一定变大 7.在方向水平的电场中有一粗糙、绝缘的水平面，将一带电量为q+的小物体轻放在水平面上，此后小物体做直线运动。以小物

6、体的初始位置为坐标原点 O，沿运动方向建立 x轴，x轴上各点的电势随位置坐标 x的变化如图所示。图中0 l为曲线，2ll及2 3ll为直线，图像曲线部分和直线部分在xl=处相切，已知小物体与水平面动摩擦因素为，在52xl=处加速度大小为52g，在3xl=处速度恰好为 0，则（）A192mglq=B232mglq=C由题中信息可求小物体在原点处的加速度 D小物体运动过程中的最大速度为5 gl 学科网（北京）股份有限公司 3 8.如图甲所示一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电荷量为 0.01C、质量为 0.1kg 的圆环套在杆上，整个装置处于水平方向的电场中，电场强度 E随时间 t 变化的图像如

7、图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为 0.5，0=t时，环静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度 g 取210m/s。则（）A06s的过程电场力做功为 6J B06s内环的最大加速度为210m/s C5s=t时环的速度最大 D06s内环的最大动能为 80J 三、非选择题：共三、非选择题：共 60 分，其中分，其中 9、10、11 为填空题，为填空题，12、13 为实验题，为实验题，14、15、16 为计算题。为计算题。9.（2 分）如图所示，两个可视为质点的金属球 A、B 质量都是 m，带电荷量分别为2q+和q，用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住 A 悬挂于O

8、点而保持平衡。重力加速度为 g，则连接AO的细线张力是 ，连接AB的细线张力是 。10.（2 分）如图所示，以O为圆心半径为r的圆，与坐标轴的交点分别为abcd、，空间有沿x轴正方向的匀强电场，同时在O点固定一个电荷量为Q的点电荷。如果把试探电荷（重力不计）放在a点恰好平衡，那么匀强电场的场强大小为 ，b点的实际场强大小为 。（已知静电力常量为k）11.（5 分）如图所示，水平放置的平行板电容器 A、B间为一匀强电场，M、N 为电场中的两点，其连线与两极板垂直，且 MN 之间的距离 d1=2cm。已知电子在 M点受到的电场力大小为152.4 10N，方向指向 B板，A板接地电势为零，电子的电量

9、191.6 10Ce=。那么匀强电场的电场强度的大小为 ，方向 ；M、N 两点的电势差 UMN=；若 N 点距 A板的距离 d2=3cm，N 点的电势为 ，电子在 N 点的电势能为 。12.（6 分）某物理兴趣小组利用图示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计算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

10、力的大小(1)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 学科网（北京）股份有限公司 4(2)实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而 （填“增大”、“减小”或“不变”）(3)若物体 A 的电荷量用 Q 表示，小球的电荷量用 q 表示、质量用 m 表示，物体与小球间的距离用 d 表示，静电力常量为 k，重力加速度为 g，可认为物体 A 与小球在同一水平线上，则小球偏离竖直方向的角度的正切值为 13.（5 分）如图甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为 8V。S是单刀双掷开关，G 为灵敏电流计，C 为平行板电

11、容器，（已知电流QIt=）（1）当开关 S 接 时（选填“1”或“2”），平行板电容器充电，在充电开始时电路中的电流比较 （选填“大”或“小”）。（2）电容器放电时流经 G 表的电流方向与充电时 （选填“相同”或“相反”）（3）将 G 表换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如图乙所示，已知如图所围的面积约为 50 个方格，可算出电容器带电量为 ，电容器的电容为 。14.（12 分）如图，带电量为75 10Q=+C 的小球 A 固定在光滑绝缘桌面的上方，高度0.3mh=，一个质量为42 10 kgm=带电量85 10q=C的小球B在桌面上以小球A在桌面上的投影点 O点

12、为圆心做匀速圆周运动，其运动半径为0.4mr=。（静电力常量9229 10 N m/Ck=）求：（1）小球 A、B 之间的库仑力 F的大小；（2）桌面对小球 B 的支持力 FN的大小；（3）小球运动的线速度 v的大小。学科网（北京）股份有限公司 5 15.（12 分）如图所示，水平绝缘轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一粗糙圆弧形绝缘轨道BC平滑连接，水平绝缘轨道的动摩擦因数为0.4=，圆弧的半径0.5mR=。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度41.0 10 N/CE=。现有一质量1.0kgm=的带电体P（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离2.0ms=的位置，由于受到电场力的

13、作用，带电体由静止开始运动。已知带电体所带电荷量48.0 10 Cq=，取重力加速度大小210m/sg=。（1）求P在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小；（2）求P运动到圆弧轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小；（3）若P经过C点的速度大小为3m/s，则P经过BC段克服摩擦力做的功为多大？学科网（北京）股份有限公司 6 16.（16 分）光滑绝缘水平面 AB上有 C、D、E三点。CD长 L1=10cm，DE长 L2=2cm，EB长 L3=9cm。另有一半径 R=0.1m 的光滑半圆形金属导轨 PM与水平面相连，P点接地，不计 BP连接处能量损失。现将两个带电量为-4Q和 Q的物体（

14、可视作点电荷）固定在 C、D两点，如图所示。将另一带电量为+q，质量 m=110-4kg 的金属小球（也可视作点电荷）从 E点静止释放，则（感应电荷的影响忽略不计，重力加速度 g=10m/s2）：（1）小球在水平面 AB运动过程中最大速度的位置距 E点多远；（2）若小球过圆弧的最高点后恰能击中放在 C 处的物体，则小球在最高点时轨道对小球的压力为多大；（3）若不改变小球的质量而改变小球的电量 q，发现小球从圆弧的最高点飞出后的落地点到B点的水平距离 s 与小球的电量 q，符合右图的关系。则图中与竖直轴的相交的纵截距应为多大；（4）为确保小球在半圆形金属导轨运动阶段不脱离轨道，小球的电量 q 需

15、要满足什么条件（答案可以用分数表示）？学科网（北京）股份有限公司 7 2023 年秋季泉州市培元中学高二年级第一次月考物理科参考答案年秋季泉州市培元中学高二年级第一次月考物理科参考答案 一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 4 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 16 分。每小题给出的四个选项中只有一分。每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。项符合题目要求。1.【答案】C【详解】A喷头中的绒毛带上负电荷，是由于绒毛得到了电子，合理，但不符合题意，故 A错误；B以移动的喷头为参照物，被植绒物体与喷头的位置产生了变化，被植绒物体相对喷头是运动的，合理，但不符合题意，故 B 错

16、误；C能量不能被创生，也不能被消灭，能量是守恒的，总量不变，不合理，符合题意，故 C正确；D绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面后，采样拭子带负电，同种电荷相排斥，所以存在斥力，合理，但不符合题意。故 D 错误。故选 C。2.【答案】A【详解】金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆 MN 产生的场强大小相等，方向相反，相互抵消。a点离带电的细杆 MN 最近，带电的细杆 MN 在 a 点处产生的场强最大，则金属球上感应电荷在 a点处产生的场强最大；而 c点离带电杆最远，则金属球上感应电荷在 c点处产生的场强最小，故 A 正确，BCD 错误。故选 A。3.【答案】B【详解】设四个微粒抛出时距地面的

17、高度为h，微粒 a、d在竖直方向均做自由落体运动，由 212hgt=可得落地时间为 2adhttg=微粒 b 受电场力向下，做类平抛运动，微粒 c 受电场力向上，但由于重力较大，仍做类平抛运动，由牛顿第二定律分别可得 bqEmgma+=cmgqEma=类比微粒 a 可得，落地时间分别为 2babhtta=则有 badctttt=1Nfq Emg=则环先静止，再做加速运动，后再做减速运动，最后静止不动，环速度最大时，有重力等于滑动摩擦力，mgq E=联立解得 5s=t（1st=时开始运动）故 C 正确；B.根据牛顿第二定律可得 mgq Ema=整理得 55at=，03t 255at=，3t a-

18、t 图像如图所示 故06s内环的最大加速度为210m/s，故 B 正确；D.由 a-t 图像的面积表示速度的变化量则有环的最大速度为 m14 1020m/s2v=故06s内环的最大动能为 22kmm110.1 2020J22Emv=故 D 错误。故选 BC。三、非选择题：共三、非选择题：共 60 分，其中分，其中 9、10、11 为填空题，为填空题，12、13 为实验题，为实验题，14、15、16 为计算为计算题。题。9.【答案】2mg 222kqmgL【详解】12对整体进行分析 12Fmg=学科网（北京）股份有限公司 1 对 B 球分析 222qqmgFkL=+得 2222kqFmgL=10

19、.【答案】2Qkr 22Qkr【详解】1根据题意，由点电荷场强公式可得，点电荷在a点产生的电场为 2akQEr=设匀强电场的电场强度为E，由于试探电荷放在a点恰好平衡，则有 2akQEEr=2根据题意可知，点电荷在b点产生的电场大小为2kQr，方向竖直向上，由电场的叠加原理可得，b点的实际场强大小为 22122bkQEEEr=+=11.【答案】1.5104N/C，方向竖直向上；-300V；N=450V；-7.210-17J【详解】根据电场强度的定义，有 FEq=代入数据解得 E=1.5104N/C 方向竖直向上；M、N 两点的电势差为 UMN=-Ed1=-1.5104210-2V=-300V

20、AN 的电势差为 UAN=-Ed2=-1.5104310-2V=-450V 因 A板的电势为 A=0V，所以有 UAN=A-N 解得 N=450V 电子在 N 点的电势能为 Ep=qN 代入数据解得 EpN=-7.210-17J 12.【答案】B 减小 2kQqmgd【分析】解答本题要了解库仑力的推导过程，由于决定电荷之间作用力大小的因素很多，因此需要采用控制变量的方法进行研究；现在都知道库仑力的决定因素，但是该实验只是研究 学科网（北京）股份有限公司 1 了库仑力和距离之间的关系；根据共点力平衡，结合库仑定律即可求出【详解】解：（1）此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小，再使

21、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，所以是采用了控制变量的方法，故选 B；（2）在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，当 Q、q 一定，d 不同时，由图可知，距离越大，作用力越小；（3）小球受到重力、绳子的拉力以及库仑力的作用，其中 A 与小球之间的库仑力：2kQqFd=，所以小球偏离竖直方向的角度的正切值：2tanFkQqmgmgd=13.【答案】1 大 相反 34 10C 500 F 【详解】（1）当开关 S 接“1”时，平行板电容器充电，在充电开始时电路中的电流比较大。（

22、2）电容器放电，流经 G 表的电流方向与充电时相反；（3）可算出电容器带电量为 3350 0.2 100.4C4 10 CQ=电容器的电容为 344 10F5 10 F=500 F8QCU=14.【答案】（1）49 10 NF=；（2）3N1.46 10 NF=；（3）1.2m/sv=【详解】（1）由几何关系知，A、B 小球间的距离 220.5mLhr=+=由库仑定律2QqFkL=得 9784229.0 105 105 10N9 10 N0.5kQqFL =（2）在竖直方向，小球 B 的合力为 0，即 NcosFFmg+=A、B 球连线与竖直方向的夹角为，则有 0.44tan0.33rh=得

23、53=代入数据可得 3N1.46 10 NF=（3）库仑力的水平方向分力提供向心力 2sinmvFr=学科网（北京）股份有限公司 1 代入数据可得 1.2m/sv=15.【答案】（1）4m/s2；4m/s；（2）42N；（3）2.5J【详解】（1）P在水平轨道上运动的加速度大小 4422108.0 10(0.4 10)m/s4m/s1qEmgam=运动到B端时的速度大小 24m/sBvas=（2）在 B点时，由牛顿第二定律可得 2NBvFmgmR=解得 FN=42N 由牛顿第三定律可知，对圆弧轨道的压力大小 42N；（3）由 B到 C 由动能定理得 22f1122CBEqRmgRWmvmv=解

24、得 Wf=2.5J 16.【答案】（1）距 E点 8cm 处；（2）41.025 10 N；（3）-0.16m2；（4）UEB，450V【详解】（1）设在 AB上距离 D点 x处场强为 0，有 224(10)kQkQxx=+解得 10cmx=即带电小球最大速度就是场强为零的位置，即距 E点 8cm 处；（2）小球从最高点水平抛出能击中 C 点，设速度为 v，则有 2122Rgt=123LLLvt+=联立解得 1.05m/sv=设最高点压力为 N，有 2vNmgmR+=解得 41.025 10 NN=（3）设 E、B两点电势差为 UEB，带电小球从 E开始运动，经金属轨道到最高点，根据动能定理有 2122EBqUmgRmv=学科网（北京）股份有限公司 1 又 2122Rgt=，svt=联立可得 22816EBRUsqRmg=可知图中与竖直轴的相交的纵截距为 22160.16mbR=（4）通过图线的斜率可求 UEB，图线的斜率为 680.36 10EBRUkmg=解得 450VEBU=恰好能运动到圆心等高处:0EBqUmgR=,解得:6210 C9q=恰好能运动到圆弧最高点:2122EBqUmgRmv=,2vmgmR=解得:6510 C9q=综上，小球的电量6210 C9q或6510 C9q时，可以确保小球在半圆形金属导轨运动阶段不脱离轨道