安徽省芜湖市南陵中学2023-2024学年高二物理上学期第一次月考试题（Word版附解析）

高二上学期第一次诊断练习物理试卷注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。2．请将答案正确填写在答题卡上，在试题卷上作答无效。3.考试结束后，上交答题卡。本场考试满分100分，考试用时75分钟。第I卷（选择题）一、单项选择题：本大题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，为单项选择题；第7~10题有多项符合题目要求，为多项选择题。1.下列说法正确的是（　　）A.以点电荷为球心、r为半径的球面上，各点的场强都相同B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场场强大C.若放入正电荷时，电场中某点的场强向右，则当放入负电荷时，该点的场强仍向右D.由，在匀强电场中只要两点间距离相等，则它们之间电势差就相等【答案】C【解析】【详解】A．以点电荷为球心，r为半径的球面上，各点的场强大小相同，但是方向不同，选项A错误；B．正电荷周围的电场强度不一定比负电荷周围的电场强度大，要看电场线的疏密，选项B错误；C．在电场中某点放入试探电荷q，该点的电场强度为取走q后，该点的场强仍为E不变，选项C正确；D．公式适用于匀强电场，除等势线外其他方向上两点间距离相等，它们之间的电势差就相等，故D错误。故选C。2.如图为真空中两点电荷A，B形成的电场中的电场线，该电场线关于虚线对称，点为A，B点电荷连线的中点，、为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是（　　） A.A，B可能带等量异种电荷B.A，B可能带不等量的正电荷C.同一试探电荷在、两点处所受电场力大小相等，方向相反D.a、b两点处无电场线，故其电场强度为零【答案】C【解析】【详解】AB．由于电场线关于虚线对称，点为A，B点电荷连线的中点，结合等量异种与等量同种点电荷电场线的分布特征，可知A，B带等量同种正电荷，故AB错误；C．、为其连线的中垂线上对称的两点，根据等量同种点电荷电场线的分布特征，可知、两点位置的电场强度大小相等，方向相反，则同一试探电荷在、两点处所受电场力大小相等，方向相反，故C正确；D．电场线是为了形象描述看不见、摸不着的电场而人为假想的，其分布的疏密程度表示电场的强弱，a、b两点处虽然无电场线，但其电场强度不为零，故D错误。故选C。3.如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z＜0的空间，z＞0的空间为真空。将电荷量为q的点电荷置于z轴上z=h处，则在xOy平面上会产生感应电荷，空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上处的场强大小为（k为静电力常量）（  ）A.B.C.D. 【答案】D【解析】【详解】在z轴处，合场强为零，该点场强为q和导体近端感应电荷产生电场的场强的矢量和；q在处产生的场强为由于导体远端离处很远，影响可以忽略不计，故导体在处产生场强近似等于近端在处产生的场强；处场强为故根据对称性，导体近端在处产生的场强为电荷q在处产生的场强为故处的合场强为故选D。【名师点睛】本题考查了电场强度的计算、导体的静电平衡和场强的叠加原理，要结合对称性进行近似运算，难题．4.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，电荷量大小相等，其中P处为正电荷。P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，相邻等势面间电势差相等，a、b、c、d为电场中的4个点。下列说法正确的是（　　） A.a点电场强度大于b点电场强度B.c、d两点电场强度大小相等、方向相反C.一负电荷在a点处电势能大于在b点处电势能D.从a到b移动单位正电荷，沿移动和沿ab连线移动，电场力做功相等【答案】D【解析】【详解】A．等势面越密集，电场强度越大，a点电场强度小于b点电场强度，故A错误；B．由等势面可知，P、Q为等量异种电荷，故c、d两点电场强度均垂直cd等势面向右，电场强度大小相等、方向相同，故B错误；C．由P为正电荷、Q为负电荷可知，a点电势高于b点电势，故负电荷在a点电势能小于在b点电势能，故C错误；D．电场力为保守力，做功与路径无关，从a到b移动单位正电荷，沿移动和沿ab连线移动，电场力做功相等，故D正确。故选D。5.如图所示,两个带有同种电荷的小球,用绝缘细线悬挂于O点,若q1>q2,L1>L2,平衡时两球到过O点的竖直线的距离相等,则(　　)A.m1>m2B.m1<m2C.m1=m2D.无法确定【答案】C【解析】【详解】对m1、m2球受力分析，根据共点力平衡和几何关系得：左边两个阴影部分面积相似，右边两个阴 影部分面积相似；虽然，，但两者的库仑力大小相等，则有，由于，所以，故C正确，A、B、D错误；故选C．【点睛】关键是两小球受到的库仑力相等，再根据共点力的平衡条件即可得了两小球偏转角度的关系．6.如图所示，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A和C围绕B做匀速圆周运动，B恰能保持静止，其中A、C与B的距离分别是L1和L2，不计三质点间的万有引力，则A和C的比荷（电荷量和质量之比）之比应是（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】详解】根据B恰能保持静止可得A做匀速圆周运动，根据A受到的合力提供向心力C做匀速圆周运动 联立解得A和C的比荷（电量与质量之比）之比应是，故ABD错误，C正确。故选C。二、多项选择题（每题6分，共24分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）7.在x轴方向存在一静电场，其φ-x图像如图所示，一电子以一定的初速度沿x轴从O点运动到x4，电子仅受电场力，则该电子（）A.在x1处电势能最小B.从x2到x3受到的电场力和从x3到x4受到的电场力方向相反C.在x1处受到的电场力最大D.在x3处电势为零，电场强度也为零【答案】A【解析】【详解】A．电荷在某点的电势能为由公式可知，负点电荷在电势越大的地方，电势能越小，所以该电子在x1处的电势能最小，故A正确；B．x2到x3的场强方向向右，x3到x4的场强方向向右，所以电子在x2到x3和x3到x4受到的电场力方向都是向左，方向相同，故B错误；C．φ-x图像中斜率表示电场强度，可知电子在x1处受到的电场力为0，故C错误；D．φ-x图像中斜率表示电场强度，x3处的斜率不为0，所以x3处的电场强度不为0，故D错误；故选A。8.如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、C是同一等势面上的两点，B是另一等势面上的一点。下列说法正确的是（　　） A.导体内部的场强左端大于右端B.A、C两点的电势均高于B点的电势C.B点的电场强度小于A点的电场强度D.负电荷从A点沿虚线移到B点，电势能减小【答案】BC【解析】【详解】A．处于静电平衡的导体，内部场强处处为零。导体内部的场强左端等于右端，故A错误；B．A、C两点的电势均高于B点的电势，故B正确；C．等差等势线密集的地方电场强度大，B点的电场强度小于A点的电场强度，故C正确；D．因为则负电荷从A点沿虚线移到B点，电势能增加，故D错误。故选BC。9.如图甲所示直线是电场中一条电场线，A、B是该线上的两点。一负电荷以一定初速度沿电场线从A运动到B，运动过程中的速度–时间图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　）A.该电场是匀强电场B.A、B两点的电势相比一定是C.A、B两点的场强大小相比一定是 D.该电荷在两点的电势能大小相比一定是【答案】D【解析】【详解】AC．由于速度—时间图线的斜率表示物体运动的加速度，由乙图可知，电荷运动的加速度越来越大，也就是电场强度越来越大，即EB>EA，故AC错误；B．由于从A向B运动时，做减速运动，受力的方向与运动方向相反，因此电子受电场力方向从B指向A，而电子受力方向与电场线方向相反，因此电场线方向由A指向B，沿电场线方向电势越来越低，因此φB<φA，故B错误；D．从A向B运动的过程中，电场力做负功，电势能增加，因此EpA<EpB，故D正确。故选D。10.如图所示，MON是固定的光滑绝缘直角杆，MO沿水平方向，NO沿竖直方向，A、B为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球，用一指向竖直杆的水平力F作用在A球，使两球均处于静止状态。现将A球向竖直杆方向缓慢拉动一小段距离后，A、B两小球可以重新平衡。则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较，下列说法正确的是（　　）A.A、B两小球间的库仑力变大B.A、B两小球间的库仑力变小C.A球对MO杆的压力变大D.A球对MO杆的压力不变【答案】BD【解析】【详解】对A球受力分析，受重力mg、拉力F、支持力，静电力，如图，根据平衡条件，有 x方向①y方向②再对B球受力分析，受重力Mg、静电力、杆对其向左的支持力，如图，根据平衡条件，有x方向③y方向④由上述四式得到⑤⑥由⑤式，因为新位置两球连线与竖直方向夹角变小，故静电力变小；由⑥式，水平杆对球A的支持力等于两个球的重力之和，不变，再结合牛顿第三定律可以知道，球A对水平杆的压力不变。故选BD。第II卷（非选择题）非选择题包括实验题和解答题，共52分，其中实验题共18分；解答题共34分。三、实验题（共18分，其中第11题满分8分，第12题满分10分）11.图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有________ a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平b.每次小球释放的初始位置可以任意选择c.每次小球应从同一高度由静止释放d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x2图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm，测得A、B两点水平距离Δx为40.0cm，则平抛小球的初速度v0为______m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度为vC=______m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）。【答案】①.ac②.c③.2.0④.4.0【解析】【详解】（1）[1]a．斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向，a正确；bc．为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同，b错误，c正确；d．小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线，d错误。 故选ac。（2）[2]平抛运动的水平位移与竖直位移分别满足的关系是联立可得可知y-x2图象是直线时，说明小球运动轨迹是抛物线。故选c。（3）[3][4]由竖直方向的分运动可知即水平初速度为C点的竖直分速度为由运动合成可知12.利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）除图示器材外，下列器材中，需要的是_______；A．直流电源（12V）B．交流电源（220V，50Hz）C．天平及砝码D．刻度尺E．导线（2）打点计时器打出的一条纸带（如图2）的O点（图中未标出）时，重锤开始下落，a、b、c是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺的零刻线与O点对齐，a、b、c三个点所对刻度。打点计时器在打出b点时重锤下落的高度_______，下落的速度为________（计算结果保留3位效数字）。（3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是_________。A．释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度（4）当地重力加速度为g，若测出纸带上各点到O点之间的距离h，算出打各点的速度v，以为纵轴，h为横轴，作出的图像如图3所示，图像未过坐标原点，可能原因是_________（A．先释放纸带，后 接通电源B．因为实验过程中无法消除阻力的影响重新实验），如果作出的图像为过原点的倾斜直线，且图像的斜率为_________，则机械能守恒得到验证。【答案】①.BDE②.19.30##19.28##19.29##19.31##19.32③.1.95④.ABD⑤.A⑥.2g【解析】【详解】（1）[1]除图示器材外，电火花打点计时器需要用导线连接交流电源（220V，50Hz）；需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离；本实验验证机械能守恒的表达式中质量可以约掉，所以不需要天平测质量。故选BDE。（2）[2]由图可知打点计时器在打出b点时锤下落的高度为[3]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打点计时器在打出b点时重锤下落的速度为（3）[4]A．释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直，故A正确；B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带，故B正确；C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，不能用公式计算，因为这样做相当于用机械能守恒验证机械能守恒，失去了验证机械能守恒的意义，故C错误；D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度，故D正确。故选ABD。（4）[5]由图像可知，当时，速度大于0，即O点已经有了一定初速度，可能是先释放纸带，后接通电源。 故选A。[6]根据机械能守恒可得可得如果作出的图像为过原点的倾斜直线，且图像的斜率为，则机械能守恒得到验证。四、解答题（共34分，其中第13题满分10分，第14题满分12分，第15题满分12分）13.如图所示，匀强电场中有一直角三角形ABC，，AC边长为，匀强电场方向与ABC平面平行，将一带电量为的正点电荷从A点移动到C点，电场力做功，若将该点电荷从B点移动到C点，电场力做功，若规定C点电势为零。求：（1）A点电势和B点电势；（2）匀强电场的电场强度大小。【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）点电荷从B点移动到C点有由于规定C点电势为零，则有解得点电荷从A点移动到C点有由于规定C点电势为零，则有 解得（2）在匀强电场中平行等间距的两条线段端点之间的电势差相等，取BC中点为D，则有由于，解得可知AD连线为一条等势线，过C做AD垂线，垂足为F，则电场强度方向与AD垂直，方向，则电场强度大小为14.天宫空间站是我国自主建设的一个空间站系统，空间站总重量，轨道高度，空间站绕地球一周。已知地球质量M为，半径，，忽略其他天体的影响。（1）忽略地球自转的影响，若宇航员质量为60kg，他在空间站的磅秤上称量体重时磅秤的示数是多少？（2）天宫空间站在轨期间环绕地球的运行速度大小v；（结果保留2位有效数字）（3）为了解释不接触的两物体间发生引力作用，法拉第在电磁学中建立了场的概念。其后，场的概念被应用到万有引力中，类比电场强度定义，求地球在空间站所处的引力场强度。（结果保留2位有效数字）【答案】（1）0；（2）；（3）8.7N/kg，指向地心【解析】 【详解】（1）宇航员和天宫空间站受到地球的万有引力提供向心力宇航员在磅秤上随空间站绕地转动因此磅秤对他的弹力根据牛顿第三定律可知，他对磅秤的压力即磅秤示数零；（2）天宫空间站在轨期间环绕地球的运行时，根据匀速圆周运动规律可知解得（3）电场强度定义公式为设在空间站放置一个质量m很小的物体，定义其受到地球的引力F与它质量m的比值为地球在该处的引力场强度﹐则其中联立解得其方向指向地心。 15.如图所示，有一个质量的小物块（可视为质点），从光滑平台上的点以的初速度水平拖出，到达点时，恰好沿切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端点的长木板。已知足够长的长木板质量，放在粗糙的水平地面上，长木板下表面与地面间的动摩擦因数，长木板上表面与小物块间的动摩擦因数，且与圆弧轨道末端切线相平，圆弧轨道的半径，半径与竖直方向的夹角（不计空气阻力，）。求：（1）高度；（2）小物块运动到点时的速度大小；（3）小物块与长木板因摩擦而产生的热量。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）从A到C的过程小物块做平抛运动，在C点小物块速度与水平方向的夹角为，故联立解得故的高度为（2）由动能定理可知解得 （3）对小物块解得对木板解得设经过时间二者共速，则有小物块位移为长木板的位移为故小物块与长木板因摩擦而产生的热量联立方程，解得