天津市天津中学2023-2024学年高二上学期第一次月考物理试题（Word版附解析）

天津中学2022级高二（上）第一次月考物理试卷一、单选题（本大题共8小题，共40.0分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题5分。）1.下列说法正确的是（　　）A.场源电荷必须是点电荷B.所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍C.研究电场性质时，任何电荷都可以作为试探电荷D.两半径为r、球心相距3r的金属球均带电荷Q，则彼此间的库仑力大小为【答案】B【解析】【分析】【详解】A．被我们研究的电场叫场源，那些产生研究电场的电荷叫场源电荷，所以场源电荷不一定必须是点电荷，故A错误；B．元电荷指的是最小电荷，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，故B正确；C．研究电场性质时，只有当试探电荷放入电场后不改变原电场的性质或对原电场的影响忽略不计时，该点电荷才可以作为试探电荷，故C错误；D．研究两半径为r、球心相距3r的带电金属球之间的库仑力时，此时金属球不能看成点电荷，根据同种电荷相互排斥，则此时金属球间的库仑力大小为故D错误。故选B。2.如图所示，为两个等量同种正点电荷，在其连线的中垂线上的点（离点很近）放一静止的点电荷（负电荷），不计重力，下列说法中正确的是（　　） A.点电荷在从运动到的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B.点电荷在从运动到的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C.点电荷运动到点时加速度为0，速度达到最大值D.点电荷越过点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到点电荷的速度为0【答案】BCD【解析】【详解】两等量同种正点电荷电场线的分布如图两等量同种正点电荷在点的电场强度刚好等大、反向，合电场强度为0，负点电荷在点所受的静电力为0，加速度为0，而由图可知，从点往上、往下一小段距离内电场强度都越来越强，加速度也就越来越大。从离点很近处往点运动过程中，静电力方向与运动方向相同，点电荷做加速运动，到点时速度最大。故选BCD。3.某静电场的电场线方向不确定，分布如图中实线所示，一带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（　　）A.粒子必定带正电荷B.该静电场一定是孤立正电荷产生的C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D.粒子在M点的速度大于它在N点的速度【答案】C【解析】【详解】A．带电粒子所受静电力沿电场线的切线方向或其反方向，且指向运动轨迹曲线弯曲的内侧，静电力方向大致向上，但不知电场线的方向，所以粒子的电性无法确定，故A错误；B．电场线是弯曲的，则一定不是孤立点电荷的电场，故B错误；C．N点处电场线密，则场强大，粒子受到的静电力大，产生的加速度也大，故C正确；D．因静电力大致向上，粒子由M运动到N时，静电力做正功，粒子动能增加，速度增加，故D错误。故选C。4.如图所示，真空中质量为m的带电小球N用绝缘细线悬挂，另一电荷量为+Q的小球M固定在绝缘支架上，两球均可视为质点。小球N平衡时，细线与竖直方向夹角为θ，且两球在同一水平线上，距离为L。已知重力加速度为g，静电力常数为k。下列说法正确的是（　　）A.球N带负电B.球M在N处产生的电场方向水平向右C.球M在N处产生的电场强度大小为D.球N受到的电场力大小为【答案】B【解析】【详解】A．由题意可知，球N受到带正电的球M斥力的作用，故球N带正电，A错误；B．两球在同一水平线上，球N受到的电场力水平向右，可知球M在N处产生的电场方向水平向右，B正确；C．由点电荷场强公式可得，球M在N处产生的电场强度大小为C错误； D．对球N，由平衡条件可得解得球N受到的电场力大小为D错误。故选B。5.两带电量分别为q和的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图（　　）A.AB.BC.CD.D【答案】A【解析】【分析】考查了等量异种电荷电场分布特点【详解】等量异种电荷连线上的中点处电场强度最小，由中点向两边逐渐增大且对称。故选A。6.如图所示，平行板电容器板间电压为，板间距为，两板间为匀强电场，让质子流以初速度垂直电场射入，沿轨迹落到下板的中央，现只改变其中一个条件，让质子流沿轨迹落到下板边缘，不计重力，则可以将（　　）A.开关断开 B.质子流初速度变为C.板间电压变为D.竖直移动上板，使板间距变为【答案】C【解析】【详解】A．断开开关S，极板上的电压不变，两板间场强不变，质子的受力情况不变，故质子的运动轨迹不变，质子仍沿a轨迹落到下板的中央，故A错误；BCD．质子做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则有x=v0t在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则有可得质子从下板边缘射出时，竖直位移y不变，水平位移x变为原来的两倍，故可采取的措施是初速度变为2v0，或板间电压变为，或使板间距变为4d，故BD错误，C正确。故选C。7.如图所示，两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场，两极板间相距为L，电容为C。质量为m、电荷量为+q的小球从上板正中小孔的正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰好为零，已知重力加速度大小为g，空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是（）A.带电小球到达小孔处的速度大小为B.电容器极板间电场强度的大小为 C.电容器所带电荷量为D.带电小球从开始下落运动到下极板处的时间为【答案】D【解析】【详解】A．小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式有解得A错误；B．对从释放到到达下极板处过程由动能定理有解得B错误；C．电容器两极板间的电压为电容器的带电量为C错误；D．加速过程减速过程 ，解得D正确。故选D。8.如图所示，空心导体上方有一靠近的带有正电的带电体，当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时，电荷将做（）A.向上偏转的类似平抛运动B.向下偏转的类似平抛运动C.匀速直线运动D.变速直线运动【答案】C【解析】【详解】空心导体为等势体，内部场强为零，正电荷进入后不受电场力作用，又不计重力，所以合外力为零，根据牛顿第一定律可知，电荷做匀速直线运动，故C正确，ABD错误。故选C。二、多选题（本大题共4小题，共20.0分。每小题全部选对得5分，选对但不全得3分，包含错误选项得0分。）9.在匀强电场中把电荷量为的点电荷从A点移动到点，克服静电力做的功为；再把这个电荷从点移动到点，静电力做的功为。取点电势为零。则下列说法正确的是（　　）A.A点电势为B.A、两点间的电势差 C.点电荷在点的电势能为D.点电荷从A点移动到点，电场力做功为【答案】AB【解析】【分析】【详解】A．A到B点，由电场力做功得解得故A正确；B．点移动到点，由电场力做功得解得A、两点间的电势差为故B正确；C．点电荷在点的电势能为故C错误；D．点电荷从A点移动到点，电场力做功故D错误。故选AB。10.如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为，极板间距为d，一质量为m、电荷量为q的带负电微粒，从极板M的左边缘A处以初速度水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，不计微粒受到的阻力。则（　　） A.M极板带正电，N极板带负电B.M、N两极板电势差为C.微粒从A点到B点的过程电势能减少D.微粒到达B点时动能为【答案】AD【解析】【详解】A．微粒在电场中受到重力和电场力，而做直线运动，所以电场力垂直极板向上，微粒带负电，所以M极板带正电，N极板带负电，故A正确；B．由题分析可知得微粒从A点到B点的过程中，重力势能不变，动能减小量为根据能量守恒定律得知，微粒的电势能增加了 又，得到两极板的电势差故BC错误；D．微粒到达B点的过程中，由动能定理得微粒到达B点时动能为，故D正确。故选AD。11.如图所示，正六边形三个顶点A、C、E分别固定电荷量为、、的点电荷，O点为正六边形的中心，下列说法中正确的是（　　）A.B点电势比O点电势高B.O点电场强度为零C.B、F两点处的电场强度大小相等，方向相反D.将一正点电荷从D点沿直线移到O点的过程中，电场力先做正功后做负功【答案】AD【解析】【详解】A．A、C两点的电荷到B、O两点距离相同，但O点到E点距离更近，电势更低，根据电势叠加原理可知，B点电势比O点电势高，故A正确；B．根据等量同种电荷电场分布可知，C、E两点在O点形成场强水平向右，A点在O点形成场强也是水平向右，所以O点电场强度水平向右不为零，故B错误；C．F点的场强看成是A、E两点的等量异种电荷的电场和C点的电荷产生电场的矢量和，B点的场强看成是A、C两点的等量异种电荷的电场和E点的电荷产生电场的矢量和，叠加后可知，B、F两点处的电场强度大小相等，方向不是相反的，故C错误；D．将一正点电荷从D点沿直线移到O点的过程中，根据电场的矢量合成可知，两负电荷在D 点产生的合电场向左，且大于正电荷在该点产生的电场，D点电场强度方向向左，同理O点电场强度向右，所以电场强度先向左后向右，电场力先向左后向右，电场力先做正功后做负功，故D正确。故选AD。12.如图所示，某匀强电场中的四个点连线组成一个直角梯形，其中，，电场方向与四边形所在平面平行。已知点电势为，b点电势为，点电势为。一个质量为、带电量为的带正电的微粒从点以垂直于的速度方向射入电场，粒子在运动过程中恰好经过点，不计粒子的重力。则下列说法正确的是（　　）A.点电势B.间电势差一定等于间电势差的一半C.匀强电场场强的方向由指向，大小为D.带电粒子从点射入的速度大小为【答案】ABD【解析】【详解】B．设匀强电场中某两点间长度为的线段，方向与电场向夹角为，该两点间的电势差因此在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降落都是均匀的。又因为，因此得间电势差一定等于间电势差的一半。故B正确；A．由B项可知解得故A正确； C．取的中点，连接，由几何关系可知得由几何关系可知垂直于。点电势点和点电势相等，为电场中的等势线，由电场线和等势线垂直，且电场线从电势高的点指向电势低的点，故电场方向从指向。电场强度大小故C错误；D．微粒从点以垂直于的速度方向射入电场，做类平抛运动，沿初速度方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动。又又联立解得 故D正确。故选ABD。三、计算题（本大题共3小题，共40.0分。其中13题10分，14题14分，15题16分。）13.如图所示,一带电量为小球用绝缘绳悬挂,匀强电场方向水平向右.小球的重力为偏离竖直方向的夹角为求:(1)带电小球的电性是(正或负).(2)求出小球受到的电场力的大小.(3)求电场强度【答案】(1)小球带正电；(2)F=；(3)【解析】【详解】（1）小球处于匀强电场，在电场力qE、拉力FT与重力G处于平衡状态，如图，电场力方向应水平向右，与电场强度方向相同，所以小球带正电.（2）设小球所受电场力为F，由受力分析可知：（3）由，解得：14.一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示。已知两板间距d=1.0cm，板长l=5.0cm，不计电子的重力和电子间的相互作用力。 （1）若要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？（2）若要使电子打到下板中间，则两个极板上需要加多大的电压？【答案】（1）400V；（2）1600V【解析】【详解】（1）加速过程，由动能定理得进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速直线运动，则在垂直于板面的方向上做匀变速直线运动，加速度为偏转距离为能飞出的条件为联立解得即要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加400V；（2）若使电子打到下板中间，由动能定理得进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速直线运动，则在垂直于板面的方向上做匀变速直线运动，加速度为 偏转距离为水平方向有联立解得即要使电子打到下板中间，则两个极板上需要加1600V。15.水平面上有一个竖直放置的部分圆弧轨道，A为轨道的最低点，半径竖直，圆心角为，半径，空间有竖直向下的匀强电场，场强。一个质量、电荷量为的带电小球，从轨道左侧与圆心同一高度的点水平抛出，恰好从点沿切线进入圆弧轨道，到达最低点A时对轨道的压力。不计空气阻力，重力加速度取，求：（1）小球抛出时的初速度的大小；（2）小球从到A的过程中克服摩擦力所做的功。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）小球抛出后从到过程中受重力和竖直向上的电场力，做类平抛运动，则根据牛顿第二定律有 解得小球的加速度大小为与的高度差为设小球到点时竖直分速度大小为，则根据匀变速直线运动位移速度公式可得解得小球在点时，速度方向与水平方向夹角为，则解得（2）根据（1）中分析已知B点小球水平方向的速度，则小球在A点时，由牛顿第三定律可知，轨道对小球的支持力大小满足则由牛顿第二定律得代入数据解得小球从到A的过程，由动能定理可得解得