2023-2024年浙江省杭州市富陽區(qū)實驗中學高二上學期10月月考物理試題（解析版）

杭州市富陽區(qū)實驗中學2023學年第一學期高二10月考物理學科問卷時間：90分鐘分值：100分一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.有關(guān)電場強度理解，下述說法正確的是（）A.由可知，電場強度E跟放入的電荷q所受的電場力F成正比B.當電場中存在試探電荷時，電荷周圍才出現(xiàn)電場這種特殊的物質(zhì)，才存在電場強度C.由可知，在離點電荷很近的地方，r接近于零，電場強度為無窮大D.電場強度是反映電場本身特性的物理量，與是否存在試探電荷無關(guān)【答案】D【解析】【詳解】ABD．電場強度E可以根據(jù)定義式來測量，電場強度就等于每單位正電荷所受的力，但場強與試探電荷無關(guān)，是由電場本身決定的，是電場的一種性質(zhì)，與試探電荷是否存在無關(guān)，故AB錯誤，D正確；C．庫侖力屬于強相互作用，是一種遠程力，點電荷電場的決定式，也不適用于r接近0的情況，故C錯誤。故選D。2.2020年9月21日，《自然·天文學》在線發(fā)表了中國慧眼衛(wèi)星最新觀測結(jié)果：在高于200keV以上的能段發(fā)現(xiàn)了黑洞雙星系統(tǒng)的低頻QPO，這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的能量最高的低頻QPO現(xiàn)象。其中eV指的是一個電子經(jīng)過1伏特電勢差加速后獲得的能量，則“200keV”的能量是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)題意得故選A。3.在兩個半圓柱面構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)，有一均勻的徑向電場，徑向?qū)挾群苄?，電場線如圖中的徑向?qū)嵕€所示。欲使電荷量相同的正離子從左端進入，沿同一半圓路徑運動后從右端射出，這些離子應(yīng)具備相同的（）A.比荷 B.動能 C.速度 D.質(zhì)量【答案】B【解析】【詳解】正離子在均勻輻向電場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律有變形后可得因電荷量相同，則這些粒子的動能相同。故選B。4.2022年北京冬奧會開幕式上，由一朵朵代表各個參賽國家的“小雪花”組成一朵“大雪花”后，奧運圣火在其中央點燃，如圖甲，讓全世界驚嘆。某同學發(fā)現(xiàn)每朵“小雪花”的基本形狀如圖乙所示，并利用絕緣弧形細條擺成模型，若其左右分別均勻分布著等量異種電荷。a、b、c、d四點均位于對稱軸上，且它們與中心點的距離均相等。則（）A.a點場強大于b點場強B.a、c兩點的電勢相等C.b、d兩點的場強相等D.正的試探電荷從b點到d點電勢能增加【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)圖像分析可知，從無窮遠到對稱軸中心點位置，ac所在軸上的場強大小先增大后減小。bd所在軸上的場強大小一直增大。由于無法確定ab兩點的具體位置，故無法判斷ab兩點的場強大小。故A錯誤；B．由圖可知，電場方向為從左至右，根據(jù)沿電場方向，電勢降低。因此a點電勢比c點電勢高。故B錯誤；C．根據(jù)對稱性可知，b、d兩點的場強大小相等，方向相同，故C正確；D．根據(jù)對稱性可知，b、d兩點的電勢均為零。則正的試探電荷從從b點到d點電場力做功為零，電勢能不變，故D錯誤。故選C?！军c睛】根據(jù)對稱性分析處場強的關(guān)系。沿著電場線的方向電勢逐漸降低。結(jié)合電性得出電勢能的變化。5.心室纖顫是一種可能危及生命的疾病。一種叫作心臟除顫器的醫(yī)療設(shè)備，其工作原理是通過一個充電的電容器對心室纖顫患者皮膚上安裝的兩個電極板放電，讓一部分電荷通過心臟，使心臟停止跳動，再刺激心室纖顫患者的心臟恢復(fù)正常跳動。如圖是一次心臟除顫器的模擬治療，若心臟除顫器的電容器電容為15μF，充電至9.0kV電壓，如果電容器在2.0ms時間內(nèi)完成放電，放電結(jié)束時電容器兩極板間的電勢差減為零。下列說法正確的是（）A.若充電至4.5kV，則該電容器的電容為7.5μF B.充電至9.0kV時，該電容器所帶電荷量是0.27CC.這次放電過程中有0.135C的電荷通過人體組織 D.這次放電過程中通過人體組織的電流是恒定不變的【答案】C【解析】【詳解】A．電容器充電的過程中，電容器的電容C不變，仍為15μF，故A錯誤；BC．根據(jù)可知充電至9.0kV時，該電容器所帶電荷量是0.135C，放電結(jié)束后電勢差減為零此次放電過程中有0.135C的電荷通過人體組織，故B錯誤，C正確；D．電容器放電的過程中電流并不恒定，故D錯誤。故選C?！军c睛】本題考查電容器電容的概念以及電容器充放電的特點。6.如圖所示，a、b、c是勻強電場中同一平面上的三點，各點的電勢分別為、、。則在下列各示意圖中能表示該電場強度E方向的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】A．bc兩點的連線不是等勢線，所以電場不和其連線垂直，A錯誤；B．，兩點電勢不等，所以電場線不和其連線垂直，B錯誤；CD．和ab連線上的某點電勢相等，所以電場線垂直其連線，根據(jù)電場線方向是從高電勢指向低電勢，D正確，C錯誤。故選D。7.如圖是某款家用空氣凈化器及其原理示意圖，污濁空氣通過過濾網(wǎng)后塵埃帶電。圖中充電極b、d接電源負極，集塵極a、c、e接電源正極（接地）。下列說法正確的是（）A.通過過濾網(wǎng)后空氣中的塵埃帶正電B.塵埃在被吸附到集塵極e的過程中動能增大C.c、d兩個電極之間的電場方向豎直向上D.塵埃被吸附到集塵極a的過程中所受電場力做負功【答案】B【解析】【詳解】A．塵埃經(jīng)過過濾網(wǎng)后被正極吸引，所以塵埃帶負電，故A錯誤；B．塵埃在被吸附到集塵極e的過程中電場力做正功，動能增大，故B正確；C．因為充電極b、d接電源負極，集塵極a、c、e接電源正極，所以c、d兩個電極之間的電場方向豎直向下，故C錯誤；D．塵埃被吸附到集塵極a的過程中所受電場力做正功，故D錯誤。故選B。8.如圖所示，沿x軸正向的勻強電場E中，有一動點A以O(shè)為圓心，r＝OA為半徑做逆時針轉(zhuǎn)動一周，O與圓周上的A點的連線OA與x軸正向(E方向)成θ角，則此圓周上各點與A點間最大的電勢差為()A.U＝Er B.U＝Er(sinθ＋1)C.U＝Er(cosθ＋1) D.U＝2Er【答案】C【解析】【詳解】沿電場線方向距離A點最遠的點與A點的電勢差最大，則圓周上各點與A點間最大的電勢差為，故選C.【點睛】此題關(guān)鍵是知道U=Ed的物理意義，注意d是電場中的兩點沿電場線方向的距離.9.如圖所示，長、寬、高分別為a、b、c的長方體導(dǎo)體，若電流沿AB方向時測得導(dǎo)體的電阻為R1，電流沿EF方向時測得導(dǎo)體的電阻為R2，電流沿CD方向時測得導(dǎo)體的電阻為R3，下列選項中正確的是（）A.R1∶R2∶R3＝a2∶b2∶c2B.R1∶R2∶R3＝a2∶c2∶b2C.R1∶R2∶R3＝c2∶b2∶a2D.R1∶R2∶R3＝c∶b∶a【答案】B【解析】【詳解】若電流沿AB方向時測得導(dǎo)體的電阻為電流沿EF方向時測得導(dǎo)體的電阻為電流沿CD方向時測得導(dǎo)體的電阻為聯(lián)立解得R1∶R2∶R3＝a2∶c2∶b2故選B。10.如圖甲所示直線是一條電場線，A、B是該線上的兩點。一正電荷由A點以一定初速度沿電場線從A運動到B，運動過程中的v-t圖線如圖乙所示，則下列說法中正確的是（）A.A、B兩點的加速度相比一定是B.A、B兩點的電勢相比一定是C.A、B兩點的場強大小相比一定是D.該電荷在兩點的電勢能大小相比一定是【答案】A【解析】【詳解】AC．由v—t圖線的斜率表示加速度，則正電荷加速度逐漸減小該電場為場強逐漸減小EA>EBC錯誤；A正確；BD．正電荷從A點運動到B點，速度減小，則電場力做負功，電勢能增加場強方向由B點指向A點，根據(jù)沿電場線電勢降低，故BD錯誤。故選A。11.圖示為一帶電粒子在豎直向下的勻強電場中運動的一段軌跡，A、B為軌跡上的兩點。已知該粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，其在A點的速度大小為v0，方向水平向右，到B點時速度方向與豎直方向的夾角為30°，粒子重力不計。則A、B兩點間的電勢差為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】由題可知，粒子到達B點時的速度從A到B的過程中，根據(jù)動能定理可得A、B兩點間的電勢差故選C。12.如圖所示，兩塊較大的金屬板A、B平行放置并與一電源相連，S閉合后，兩板間有一質(zhì)量為m、帶電為q的油滴恰好在P點處于靜止狀態(tài)。則下列說法正確的是（）A.在S仍閉合的情況下，若將A板向下平移一小段位移，則油滴向下加速運動，G中有的電流B.在S仍閉合的情況下，若將A板向右平移一小段位移，則油滴仍然靜止，G中有的電流C.若將S斷開，且將A板向左平移一小段位移，則油滴向下加速運動，G中無電流D.若將S斷開，再將A板向下平移一小段位移，則油滴向上加速運動，G中無電流【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．開始時，重力和電場力平衡，故mg=qE在S仍閉合的情況下，U不變，將A板向下移，由E=可知，E變大，故油滴應(yīng)向上加速運動，A錯誤；B．在S仍閉合的情況下，U不變，若將A板向右平移一小段位移，由E=Ud可知，E不變，油滴仍靜止；根據(jù)C=、C=有Q=故電容器電量減小，放電，故G中有b→a的電流，B正確；C．若將S斷開，Q不變，A向左平移一小段距離，根據(jù)C=可知，電容C減小，再根據(jù)C=可知，U增大，根據(jù)U=Ed可知，E增大，電場力增大，油滴向上運動，但由于電量不變，故G中無電流，C錯誤；D．若將S斷開，Q不變，再將A板向下平移一小段位移，根據(jù)C=電容增大；根據(jù)C=，U=Ed得到E=故電場強度不變，故電場力不變，故油滴靜止，G中沒有電流，且P點電勢也不變，D錯誤。故選B。13.在空間有正方向水平向右、大小按如圖所示的圖線變化的電場，位于電場中A點的電子在t=0時速度為零，在t=1s時，電子離開A點的距離大小為l。那么在t=2s時，電子將處在（）A.A點 B.A點左方l處C.A點右方2l處 D.A點左方2l處【答案】D【解析】【詳解】第1s內(nèi)電場方向水平向右，電子受到的靜電力方向水平向左，電子向左做勻加速直線運動，位移為l，第2s內(nèi)電子受到的靜電力方向水平向右，由于電子此時有水平向左的速度，因而電子繼續(xù)向左做勻減速直線運動，根據(jù)運動的對稱性，位移也是l，t=2s時總位移為2l，方向水平向左，故t=2s時，電子處在A點左方2l處。故選D。二、選擇題Ⅱ（本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題列出的四個選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）14.小強在加油站加油時，看到加油機上有如圖所示的圖標，關(guān)于圖標涉及的物理知識及其理解，下列說法正確的是（）A.三個圖標都是為了防止靜電的產(chǎn)生B.工作人員工作時間須穿絕緣性能良好的化纖服裝C.化纖手套與接觸物容易摩擦起電存在安全隱患D.用絕緣的塑料梳子梳頭應(yīng)該沒有關(guān)系【答案】AC【解析】【詳解】A．梳頭、戴非棉手套加油、穿脫衣時會產(chǎn)生靜電，三個圖標都是為了防止靜電的產(chǎn)生，故A正確；B．工作人員工作時間不能穿絕緣性能良好的化纖服裝，不然會產(chǎn)生靜電，故B錯誤；C．化纖手套與接觸物容易摩擦起電存在安全隱患，故C正確；D．絕緣的塑料梳子梳頭會產(chǎn)生靜電，存在安全隱患，故D錯誤。故選AC。15.如圖所示，某直線加速器由沿軸線分布的一系列金屬圓管（漂移管）組成，相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極。質(zhì)子從P點沿軸線進入加速器并依次向右穿過各漂移管，在漂移管內(nèi)做勻速直線運動，在漂移管間被電場加速，加速電壓視為不變。設(shè)質(zhì)子進入漂移管B時速度為8×106m/s，進入漂移管E時速度為1×107m/s，電源頻率為1×107Hz，漂移管間縫隙很小，質(zhì)子在每個管內(nèi)運動時間視為電源周期的。質(zhì)子的比荷取1×108C/kg。下列說法正確的是（）A.漂移管B的長度為0.6mB.漂移管B的長度為0.8mC.相鄰漂移管間的加速電壓為6.0×104VD.相鄰漂移管間的加速電壓為8.0×104V【答案】C【解析】【詳解】AB．質(zhì)子在B管中做勻速直線運動，漂移管B的長度LB=vBt，得LB=04mAB錯誤；CD．由圖可知，從B到E經(jīng)過3次加速，設(shè)加速電壓為U，根據(jù)動能定理可得質(zhì)子的比荷,聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得U=6.0×104VC正確，D錯誤。故選C。16.有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線內(nèi)有n個自由電子，電子電荷量為e，此時電子的定向移動速率為v，在時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)電流的微觀表達式I=nevS在Δt時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子的電量q=IΔt則在Δt時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的自由電子的數(shù)目為故選D。17.示波器可以用來觀察電信號隨時間變化的情況，其核心部件是示波管，其原理圖如圖所示，為水平偏轉(zhuǎn)電極，為豎直偏轉(zhuǎn)電極.以下說法正確的是（）A.加（d）波形電壓、不加信號電壓，屏上在兩個位置出現(xiàn)亮點B.加（c）波形電壓，加（b）波形電壓，屏上將出現(xiàn)兩條豎直亮線C.加（c）波形電壓、加（c）波形電壓，屏上將出現(xiàn)一條豎直亮線D.加（c）波形電壓、加（d）波形電壓，屏上將出現(xiàn)（b）所示圖線【答案】A【解析】【詳解】A.加（d）波形電壓、不加信號電壓，根據(jù)示波管的工作原理可知會使電子槍發(fā)射的電子在水平電場的作用下，左右周期性地打在屏上，所以屏上在兩個水平位置出現(xiàn)亮點，故A正確；B.加（c）波形電壓、加（b）波形電壓，屏上將出現(xiàn)一條豎直亮線，故B錯誤；C.加（c）波形電壓、加（c）波形電壓，屏上將在一個位置出現(xiàn)亮點，故C錯誤；D.加（c）波形電壓、加（d）波形電壓，屏上將在兩個豎直位置出現(xiàn)亮點，故D錯誤。故選：A三、實驗題（每空2分，共8分）18.某實驗小組的同學利用游標卡尺和螺旋測微器測量一質(zhì)量分布均勻的長直導(dǎo)體的長度和直徑，其中測量結(jié)果如圖甲、乙所示，則長直導(dǎo)體的長度為________cm；長直導(dǎo)體的直徑為________mm.【答案】①.5.03②.5.315【解析】【分析】本題是關(guān)于游標卡尺與螺旋測微器的問題，解題需要掌握其讀數(shù)方法；游標卡尺的讀法，先確定分度數(shù)，從而確定精確度，進行讀數(shù)；螺旋測微器的讀法要用主尺的整刻度加可動刻度數(shù)乘以精確度，且需要估讀，據(jù)此解答．【詳解】由圖可知，游標卡尺是10分度的，其精確度為0.1mm，則圖示讀數(shù)為：50+3×0.1=50.3mm=5.03cm；螺旋測微器中不動刻度為5，可動刻度為31.5×0.01mm，則讀數(shù)為5+31.5×0.01=5.315mm．19.電路中電流大小可以用電流傳感器測量，用電流傳感器和計算機可以方便地測出電路中電流隨時間變化的曲線。某興趣小組要測定一個電容器的電容，選用器材如下：待測電容器（額定電壓為16V）；電流傳感器和計算機；直流穩(wěn)壓電源；定值電阻R0＝100Ω、單刀雙擲開關(guān)；導(dǎo)線若干；實驗過程如下：①按照圖甲正確連接電路；②將開關(guān)S與1端連接，電源向電容器充電；③將開關(guān)S擲向2端，測得電流隨時間變化的i－t圖線如圖乙中的實線a所示；④利用計算機軟件測出i－t曲線和兩坐標軸所圍的面積。請回答下列問題：（1）已知測出的i－t曲線和兩坐標軸所圍的面積為42.3mA·s，則電容器的電容C＝________F；（2）若將定值電阻換為R1＝180Ω，重復(fù)上述實驗步驟，則電流隨時間變化的i－t圖線應(yīng)該是圖丙中的曲線________（選填“b”或“c”）?！敬鸢浮竣?4.7×10－3②.c【解析】【分析】【詳解】（1）[1]由i－t圖像得到開始時電流為故最大電壓為故電容為（2）[2]換用阻值為180Ω的定值電阻，根據(jù)則第2次實驗的最大電流小些，故選c。?四、計算題（本大題共37分，解答應(yīng)寫出必要的文字說明。方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）20.如圖所示，帶負電的小球A固定，帶電量為-q1（q1>0），帶電量為q2（q2>0）的小球B靜止在水平向右的勻強電場中?小球A與小球B的連線與豎直方向AC的夾角θ=37°，AC=AB=L?靜電力常量為k，重力加速度為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，小球B可視為質(zhì)點，其帶電量不影響小球A的電場和勻強電場?求：（1）小球B的質(zhì)量；（2）C?B兩點間的電勢差?【答案】（1）；（2）【解析】【分析】對小球B進行受力分析，根據(jù)平衡關(guān)系可求解各力的大小，再根據(jù)庫侖定律公式求解質(zhì)量。根據(jù)受力分析求得勻強電場強度E，再根據(jù)公式U=Ed求解電勢差。【詳解】（1）對小球B進行受力分析，如圖所示根據(jù)平衡條件得由庫侖定律得聯(lián)立解得（2）根據(jù)小球B的受力分析可知由電場力公式有聯(lián)立解得C?B兩點間的電勢差為解得21.如圖所示，由A、B兩平行板構(gòu)成電容器，電容為C，原來不帶電。電容器的A板接地，并且中心有一個小孔，通過這個小孔向電容器中射入電子，射入的方向垂直于極板，射入的速度為v0如果電子的發(fā)射是一個一個單獨進行的，即第一個電子到達B板后再射第二個電子，并且所有和B板相碰的電子都留在B板上。隨著電子的射入，兩極板間的電勢差逐漸增加，直至達到一個穩(wěn)定值。已知電子的質(zhì)量為m、電量為e，電子所受的重力可忽略不計，A、B兩板的距離為L。(1)有n個電子到達B板上，這時兩板間電場的場強E多大？(2)最多能有多少個電子和B板相碰？(3)到達B板的第1個電子在兩板間運動的時間和最后一個電子在兩板間運動的時間相差多少？【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【詳解】(1)當B板上聚集了n個射來的電子時，兩板間的電勢差為內(nèi)部電場為勻強電場，場強為(2)設(shè)最多能聚集N+1個電子，第N+1個射入的電子到達B板時速度減為零。此時兩板間的電勢差為對此后再射入的電子，根據(jù)動能定理有-eU1=0-mv02聯(lián)立解得故最多能到達B板的電子數(shù)為Nm=N+1=(3)第一個電子在兩板間作勻速運動，運動時間為最后一個電子在兩板間作勻減速運動，到達B板時速度為零，運動時間為二者時間差為△t=t2-t1=22.CT掃描是計算機X射線斷層掃描技術(shù)簡稱，CT掃描機可用于對多種病情的探測。圖（a）是某種CT機主要部分的剖面圖，其中X射線產(chǎn)生部分的示意圖如圖（b）所示。圖（b）中M、N之間有一電子束的加速電場，加速電壓恒定為U；高度足夠高，寬度為d的虛線框內(nèi)有豎直方向的勻強電場。電子束從靜止開始在M、N之間加速后以一定的速度水平射出并進入偏轉(zhuǎn)電場，速度方向改變53°角后打到靶環(huán)上的P點產(chǎn)生X射線，探測器能夠探測到豎直向上射出的X射線。靶環(huán)是以P點為圓心的圓面，P點距偏轉(zhuǎn)電場中心的水平距離為l=3d。已知電子質(zhì)量為m，電量為e，電子重力不計、始終在真空中運動。（1）電子離開加速電場時的速度大小v1；（2）在虛線框中加一沿豎直方向的勻強偏轉(zhuǎn)電場，也可使電子偏轉(zhuǎn)53°角后打在靶環(huán)中心P上產(chǎn)生X射線，則所加電場的電場