山西省大學(xué)附屬中學(xué)2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期10月模塊診斷試題含解析

PAGE15-山西省高校附屬中學(xué)2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期10月模塊診斷試題（含解析）一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示，實(shí)線表示勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線．一個(gè)帶負(fù)電荷的粒子以某一速度射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，只在電場(chǎng)力作用下，運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖中的虛線所示，a、b為軌跡上的兩點(diǎn)．若a點(diǎn)電勢(shì)為φa，b點(diǎn)電勢(shì)為φb，則()A.場(chǎng)強(qiáng)方向肯定向左，且電勢(shì)φa＜φbB.場(chǎng)強(qiáng)方向肯定向左，且電勢(shì)φa＞φbC.場(chǎng)強(qiáng)方向肯定向右，且電勢(shì)φa＞φbD.場(chǎng)強(qiáng)方向肯定向右，且電勢(shì)φa＜φb【答案】A【解析】【詳解】由曲線運(yùn)動(dòng)條件可知合力指向曲線的內(nèi)側(cè)，而電場(chǎng)強(qiáng)度方向應(yīng)當(dāng)是電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向，所以該帶電粒子所受的電場(chǎng)力肯定向右。由于該粒子是負(fù)電荷，所以場(chǎng)強(qiáng)方向肯定向左，依據(jù)沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低的，可判定a點(diǎn)的電勢(shì)小于b點(diǎn)，即φa＜φb，故A正確。2.將一電荷量為+Q的小球放在不帶電的金屬球旁邊，所形成的電場(chǎng)線分布如圖所示，金屬球表面的電勢(shì)到處相等，a、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，則A.a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)低B.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)小C.帶負(fù)電的電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)的小D.帶正電的電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功【答案】C【解析】【詳解】A、a點(diǎn)所在的電場(chǎng)線從+Q動(dòng)身到不帶電的金屬球終止，所以a點(diǎn)的電勢(shì)高于金屬球的電勢(shì)，而b點(diǎn)所在處的電場(chǎng)線從金屬球發(fā)出到無(wú)窮遠(yuǎn)，所以金屬球的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，即a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高，故A錯(cuò)誤；B、電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，由圖可知a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)大，故B錯(cuò)誤；C、電勢(shì)越高地方，負(fù)電荷具有的電勢(shì)能越小，即負(fù)電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能較b點(diǎn)小，故C正確；D、正電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于b點(diǎn)的電勢(shì)能，則把正電荷q電荷從電勢(shì)能大的a點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)能小的b點(diǎn)，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功，故D錯(cuò)誤。3.用限制變量法，可以探討影響平行板電容器電容的因素（如圖）。設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為θ。試驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若A.保持S不變，增大d，則θ變大B.保持S不變，增大d，則θ變小C.保持d不變，減小S，則θ變小D.保持d不變，減小S，則θ不變【答案】A【解析】【詳解】AB、電容器所帶電荷量Q不變，由可知不變，增大d，則變小，而由可得電容器的電壓U變大，從而使得靜電計(jì)的電壓U變大，其指針的偏角θ變大，故A正確、B錯(cuò)誤;CD、同理可知保持d不變，減小S，則變小，而由可得電容器電壓U變大，使得靜電計(jì)的電壓U變大，其指針的偏角θ變大，故選項(xiàng)C、D均錯(cuò)誤。故選:A.4.下列各圖能正確反映兩個(gè)等量同種正電荷連線中垂線上各點(diǎn)電勢(shì)分布的圖是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【詳解】等量同種電荷中垂線上的各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向沿中垂線遠(yuǎn)離兩電荷連線的中點(diǎn)，由電勢(shì)沿場(chǎng)強(qiáng)方向減小的特點(diǎn)可知，電勢(shì)向兩方向降低，B正確；5.如圖所示，A為空心金屬球，B為金屬球，將另一帶正電的小球C從A球開(kāi)口處放入A球中心，不接觸A球，然后用手摸一下A球，再用手接觸一下B球，再移走C球，則()A.A球帶負(fù)電，B球帶正電 B.A球帶負(fù)電，B球不帶電C.A、B兩球都帶負(fù)電 D.A、B兩球都帶正電【答案】B【解析】【詳解】當(dāng)把C球放入A內(nèi)部時(shí)，由于靜電感應(yīng)則A空腔內(nèi)部帶負(fù)電，外表面帶正電，若用手摸一下A球，則A表面的正電荷被斥向大地，大地中的負(fù)電將被吸引到A,，于是在A的內(nèi)部形成電場(chǎng)，而外部沒(méi)電場(chǎng)，故當(dāng)再用手接觸一下B球時(shí)，不會(huì)發(fā)生電荷的移動(dòng)，即當(dāng)再移走C球時(shí)，A球帶負(fù)電，B球不帶電，故選B.6.某電容式話筒的原理示意圖如圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬極板，對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，P板振動(dòng)而Q板可視為不動(dòng)．由于P板的振動(dòng)使P、Q板間距增大過(guò)程中()A.P、Q板構(gòu)成的電容器的電容增大B.P板上電荷量保持不變C.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的低D.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的高【答案】D【解析】【詳解】電容式話筒與電源串聯(lián)，其電壓保持不變。在P、Q間距增大的過(guò)程中，依據(jù)電容確定式可知電容減小，又依據(jù)電容定義式得知電容器所帶電量減小，P極板上電荷量減小，電容器放電，放電電流通過(guò)R的方向由M到N，故M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)高，故D正確。7.如圖所示，在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，固定三個(gè)正點(diǎn)電荷，電荷量的大小，則三角形的幾何中心處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向（）A.平行于邊 B.平行于邊C.垂直于邊指向 D.垂直于邊指向【答案】C【解析】【詳解】如圖所示，、點(diǎn)電荷在幾何中心點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為、。又，所以、點(diǎn)電荷在點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度為，方向由指向。點(diǎn)電荷在點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為，方向由指向，所以、、三點(diǎn)電荷在點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向由指向，故選。8.如圖所示，在豎直放置的半圓形光滑絕緣細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷，將質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從管的水平直徑的端點(diǎn)A由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí)，對(duì)管壁恰好無(wú)作用力．若小球所帶電荷量很小，不影響O點(diǎn)處的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)，則放于圓心O處的點(diǎn)電荷在OB連線的中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小()A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B過(guò)程中，只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒．小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)管壁恰好無(wú)壓力，則由重力和點(diǎn)電荷對(duì)的電場(chǎng)力的合力供應(yīng)向心力，依據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度，由牛頓其次定律求出場(chǎng)強(qiáng)的大小。【詳解】設(shè)細(xì)管的半徑為R，小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小為v。小球從A滑到B的過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得：解得：小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)，由牛頓其次定律得：將代入得：依據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度：可知，放于圓心O處的點(diǎn)電荷在OB連線的中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故應(yīng)選：D。【點(diǎn)睛】本題是機(jī)械能守恒定律和牛頓其次定律的綜合應(yīng)用．對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)常不單獨(dú)出題，會(huì)和動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒結(jié)合應(yīng)用。9.如圖所示，把一帶正電的小球a放在光滑絕緣斜面上，欲使球a能靜止在斜面上，需在MN間放一帶電小球b，則b應(yīng)()A.帶負(fù)電，放在A點(diǎn)B.帶正電，放在B點(diǎn)C.帶負(fù)電，放在C點(diǎn)D.帶正電，放在C點(diǎn)【答案】C【解析】【詳解】小球a處于平衡狀態(tài)，受力平衡，合力為零，小球受重力，肯定向下，小球受到的支持力的方向與斜面垂直，所以重力與支持力的合力的方向肯定沿斜面對(duì)下。依據(jù)平衡條件可知，庫(kù)侖力必需有沿斜面對(duì)上的分力小球a才能平衡，即庫(kù)侖力的方向在直線aB的右側(cè)。A．負(fù)電荷放在A點(diǎn)時(shí)，負(fù)電荷與a之間為靜電引力，庫(kù)侖力的方向由a指向A，該庫(kù)侖力有沿斜面對(duì)下的分力，所以小球不行能平衡，故A錯(cuò)誤；B．正電荷放在B點(diǎn)時(shí)，電荷與a之間為靜電斥力，庫(kù)侖力的方向由B指向a，該庫(kù)侖力垂直于斜面對(duì)上，所以小球不行能平衡，故C錯(cuò)誤；C．負(fù)正電放在C點(diǎn)時(shí)，它們之間為靜電引力，庫(kù)侖力的方向由a指向C，該庫(kù)侖力有沿斜面對(duì)上的分力，所以小球可以處于靜止?fàn)顟B(tài)，故C正確；D．正電荷放在C點(diǎn)時(shí)，電荷與a之間為靜電斥力，庫(kù)侖力的方向由C指向a，該庫(kù)侖力有沿斜面對(duì)下的分力，所以小球不行能平衡，故D錯(cuò)誤。10.如圖，AB間的電壓為30V，變更滑動(dòng)變阻器觸頭的位置，可以變更CD間的電壓，則UCD的變更范圍是()A.0～10VB.0～20VC.10～20VD.20～30V【答案】C【解析】【詳解】當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭置于變阻器的最上端時(shí)，UCD最大，最大值為：；當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭置于變阻器的最下端時(shí)，UCD最小，最小值為：，所以UCD的變更范圍是10～20V．故選C.二、多項(xiàng)選擇題11.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)每單位體積中有n個(gè)自由電子，電子的電量為q，此時(shí)電子的定向移動(dòng)速率為v，在t時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)可表示為（）A.nvStB.nvtC.D.【答案】AC【解析】【分析】依據(jù)電流的微觀表達(dá)式，求出在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子的電量，每個(gè)電子的電量為，再確定通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子的數(shù)目；【詳解】依據(jù)電流的微觀表達(dá)式，在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子的電量，則在時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子的數(shù)目為，將代入得，故選項(xiàng)AC正確，選項(xiàng)BD錯(cuò)誤?！军c(diǎn)睛】本題考查電流的微觀表達(dá)式和定義式綜合應(yīng)用的實(shí)力，電流的微觀表達(dá)式，是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁，經(jīng)常用到。12.有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的電阻是乙的一半，而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體乙橫截面的電荷量是甲的兩倍，則以下說(shuō)法中正確的是()A.甲、乙兩導(dǎo)體中的電流相同B.乙導(dǎo)體中的電流是甲導(dǎo)體中的2倍C.甲、乙兩導(dǎo)體兩端的電壓相同D.乙導(dǎo)體兩端的電壓是甲的4倍【答案】BD【解析】【詳解】AB．單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)橫截面的電荷量，乙是甲的2倍，所以乙的電流是甲電流的兩倍，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．依據(jù)U=IR，甲電阻是乙的一半，可知，乙導(dǎo)體兩端的電壓是甲的4倍，故C錯(cuò)誤，D正確。13.下列關(guān)于電源的說(shuō)法，正確的是（）A.電源向外供應(yīng)的電能越多，表示電動(dòng)勢(shì)越大。B.電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源將單位正電荷從負(fù)極移送到正極時(shí)，非靜電力所做的功C.電源的電動(dòng)勢(shì)與外電路有關(guān)，外電路電阻越大，電動(dòng)勢(shì)就越大D.電動(dòng)勢(shì)越大的電源，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本事越大【答案】BD【解析】【詳解】電動(dòng)勢(shì)表征電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本事，與電源向外供應(yīng)的電能多少、外電路的電阻等均無(wú)關(guān)，AC選項(xiàng)均錯(cuò)誤，選項(xiàng)BD正確。14.如圖所示，在一電場(chǎng)強(qiáng)度沿紙面方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用一絕緣絲線系一帶電小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q，為了保證當(dāng)絲線與豎直方向的夾角為θ＝60°時(shí)，小球處于平衡狀態(tài)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小可能為A. B. C. D.【答案】ACD【解析】【詳解】小球受重力、電場(chǎng)力和拉力處于平衡，依據(jù)平行四邊形定則，當(dāng)電場(chǎng)力方向與拉力方向垂直時(shí)，電場(chǎng)力最小，F(xiàn)min=mgsin60°，所以電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值

由此可知只要電場(chǎng)強(qiáng)度大于等于即符合題意。A．。故A符合題意。B．。故B不符合題意。C．。故C符合題意。D．故D符合題意。15.如圖所示，孤立點(diǎn)電荷＋Q固定在正方體的一個(gè)頂點(diǎn)上，與＋Q相鄰的三個(gè)頂點(diǎn)分別是A、B、C，下列說(shuō)法正確的是()A.A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同B.A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)相等C.A、B、C三點(diǎn)所在的平面為一等勢(shì)面D.將一電荷量為＋q的檢驗(yàn)電荷由A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能先增大后減小【答案】BD【解析】【詳解】A．由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可知，A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，但方向不同，由于場(chǎng)強(qiáng)是矢量，所以三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不同，故A錯(cuò)誤；B．孤立點(diǎn)電荷+Q的等勢(shì)面以是+Q為球心的球面，所以A、B、C三點(diǎn)位于同一等勢(shì)面上，電勢(shì)相等，故B正確；C．A、B、C三點(diǎn)所在的平面上各點(diǎn)到+Q的距離不全相等，電勢(shì)也就不全相等，所以該平面不是等勢(shì)面，故C錯(cuò)誤；D．將一電荷量為+q的檢驗(yàn)電荷由A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，離點(diǎn)電荷的距離先減小后增大，依據(jù)等勢(shì)面的分布規(guī)律可知，電勢(shì)先上升后降低，由于電荷正電，所以電勢(shì)能先增大后減小，故D正確。16.如圖甲所示，在某一電場(chǎng)中有一條直電場(chǎng)線，在電場(chǎng)線上取A、B兩點(diǎn)，將一個(gè)電子由A點(diǎn)以某一初速度釋放，它能沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰為零，電子運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖乙所示．則下列推斷正確的是()A.B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)肯定小于A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B.電子在A點(diǎn)的加速度肯定小于在B點(diǎn)的加速度C.B點(diǎn)電勢(shì)肯定低于A點(diǎn)的電勢(shì)D.該電場(chǎng)若是正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的，則場(chǎng)源電荷肯定在A點(diǎn)左側(cè)【答案】C【解析】從圖象可知，電子從A運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度不變，電場(chǎng)應(yīng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，AB項(xiàng)錯(cuò)；電子從A到B，電場(chǎng)力做負(fù)功，電子的電勢(shì)能增加，則B點(diǎn)電勢(shì)較低，C項(xiàng)正確；該電場(chǎng)不行能是點(diǎn)電荷產(chǎn)生的，D項(xiàng)錯(cuò)三、試驗(yàn)題17.如圖所示為“探討影響平行板電容器電容的因素”的試驗(yàn)裝置（1）以下說(shuō)法不正確的是______A．A板與靜電計(jì)的指針的電勢(shì)相等B．甲圖中將B板上移，靜電計(jì)的指針偏角增大C．乙圖中將B板左移，靜電計(jì)的指針偏角不變D．丙圖中將電介質(zhì)插入兩板之間，靜電計(jì)的指針偏角減?。?）下列關(guān)于試驗(yàn)中運(yùn)用靜電計(jì)的說(shuō)法正確的是有______A、運(yùn)用靜電計(jì)的目的是視察電容器電壓的變更狀況B、運(yùn)用靜電計(jì)的目的是測(cè)量電容器電量的變更狀況C、靜電計(jì)可以用電壓表替代D、靜電計(jì)可以用電流表替代【答案】（1）C（2）A【解析】試題分析：（1）A板與靜電計(jì)相連，靜電平衡后電勢(shì)相等，A正確；將B板向上平移，兩極板正對(duì)面積減小，依據(jù)電容的確定式得知，電容C減小，而電容器的電量Q不變，由電容的定義式分析得到，板間電勢(shì)差U增大，則靜電計(jì)指針張角增大，B正確；乙圖中將B板左移，板間距離增大，依據(jù)電容的確定式得知，電容C減小，而電容器的電量Q不變，由電容的定義式分析得到，板間電勢(shì)差U增大，則靜電計(jì)指針張角增大，C錯(cuò)誤；將電介質(zhì)插入兩板之間，依據(jù)電容的確定式得知，電容C增大，而電容器的電量Q不變，由電容的定義式分析得到，板間電勢(shì)差U減小，則靜電計(jì)指針張角減小，D正確；本題選不正確的，故選C。（2）靜電計(jì)是用來(lái)測(cè)量電容器兩極板的電勢(shì)差，從而探討電容器電容隨電容器正對(duì)面積、兩板距離、介電常數(shù)等因素的變更．假如用電壓表、電流表來(lái)替代則構(gòu)成電容器的放電回路，兩電表都沒(méi)有示數(shù)，故選A．?？键c(diǎn)：探討平行板電容器?！久麕燑c(diǎn)睛】靜電計(jì)是測(cè)量電勢(shì)差的儀器，依據(jù)張角可以得出兩板間的電壓凹凸；依據(jù)靜電計(jì)的原理可知其運(yùn)用方法．先依據(jù)電容的確定式分析電容的變更，再依據(jù)電容的定義式分析板間電勢(shì)差的變更，推斷靜電計(jì)指針張角的變更。四、計(jì)算題18.如圖所示，水平放置的A、B兩平行板相距h，上板A帶正電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球在B板下方距離B板為H處，以初速度v0豎直向上從B板小孔進(jìn)入板間電場(chǎng)．問(wèn)：（1）帶電小球進(jìn)入小孔時(shí)的速度多大？（2）欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢(shì)差為多少？【答案】（1）（2）【解析】【詳解】(1)取豎直向上為正方向，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式得解得：(2)由動(dòng)能定理得聯(lián)立解得：19..一束初速度不計(jì)的電子在經(jīng)U的加速電壓加速后，在距兩極板等距處