廣西柳州市2023-2024學(xué)年高二物理上學(xué)期10月月考試題含解析

（考試時間75分鐘滿分100分）一、選擇題（本題共10個小題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中，第1-7題只有一項是符合題目要求的，第8-10題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1.下列關(guān)于電場相關(guān)知識說法正確的是（）A.某點的電場強度方向為試探電荷在該點受到的靜電力的方向B.公式只適用于點電荷產(chǎn)生的電場C.在電場中電勢高的地方電荷具有的電勢能不定大D.在電場中的任意一點，正電荷具有的電勢能一定大于負電荷具有的電勢能【答案】C【解析】【詳解】A．某點的電場強度方向為試探正電荷在該點受到的靜電力的方向，故A錯誤；B．公式是電場的定義式，適用于任何電場，故B錯誤；C．根據(jù)電勢能公式，可判斷正電荷放在電勢越高的位置電勢能越大，而負電荷放在電勢越高的位置電勢能越小，故C正確；D．根據(jù)電勢能公式，可判斷在電場中的任何一點上，電勢能的大小由電量的大小，電性及該點的電勢來共同決定。所以在電場中的任何一點上，正電荷所具有的電勢能不一定大于負電荷具有的電勢能，故D錯誤。故選C。2.下列說法正確的是（）A.導(dǎo)體中電荷運動就形成了電流B.只有自由電子的定向移動才能形成電流C.由可知，導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的橫截面積成正比，與導(dǎo)體的長度成反比D.是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達式，適用條件是線性元件【答案】D【解析】【詳解】AB．電流是自由電荷定向移動形成，不一定是自由電子定向移動，選項AB錯誤；C．由導(dǎo)體的電阻率只與材料有關(guān)，與橫截面積和長度無關(guān)，選項C錯誤。D．公式是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達式，適用條件是純電阻元件，即線性元件，選項D正確。故選D。3.如圖是A、B兩個導(dǎo)體的伏安特性曲線，其中曲線A的斜率為k，并且圖線A與橫軸成α角。關(guān)于這兩個導(dǎo)體的伏安特性曲線的下列說法正確的是（）A.兩條圖線的交點表示此狀態(tài)下兩導(dǎo)體的電阻相等B.導(dǎo)體A是非線性元件C.導(dǎo)體B是非線性元件，曲線上某點切線的斜率為相應(yīng)狀態(tài)的電阻的倒數(shù)D.B的電阻隨電壓的增大而增大【答案】A【解析】【詳解】A.兩條圖線的交點表示兩電阻的U和I相等，此時電阻則電阻也相等，故A正確；BCD.I—U圖像中圖像上的點與原點的連線的斜率表示電阻的倒數(shù)；根據(jù)題圖圖像可知，導(dǎo)體Ａ的電阻值不隨電壓變化而變化為線性元件，B的電阻隨電壓的增大而減小為非線性元件，故BCD錯誤。故選A。4.如圖所示，電場中某區(qū)域的電場線分布，a、b是電場中的兩點，則（）A.a點的電勢比b點低B.同一點電荷放在a點受到的靜電力比放在b點時受到的靜電力小C.正電荷在a點由靜止釋放，它在靜電力作用下運動的軌跡與電場線一致D.電子在b點的電勢能比在a點大【答案】D【解析】【詳解】A．沿著電場線的方向電勢降低，a點的電勢比b點高，故A錯誤；B．a(chǎn)點處的電場線比b點處的密，因此a點的電場強度比b點的大，同一點電荷在α點受到的靜電力也大，故B錯誤；C．正電荷在a點由靜止釋放時，靜電力方向始終沿電場方向，而速度方向則在不斷變化，因此其運動的軌跡不沿電場線，故C錯誤；D．沿電場線方向電勢降低，電子帶負電，由可知在b點電勢能大。故D正確。故選D。5.如圖所示，直角三角形ABC中∠A=37°，∠C=90°。兩負點電荷固定在A、B兩點，一試探電荷在C點受到的電場力方向與AB垂直，sin37°=0.6，cos37°=0.8，則A、B兩點處的負點電荷在C點的場強大小之比為（）A.3∶5 B.5∶3 C.4∶3 D.3∶4【答案】D【解析】【詳解】設(shè)A、B兩點處的負點電荷在C點的場強大小分別為EA、EB，由題意可知EA和EB的矢量和垂直于AB，則有解得故選D。6.如圖，負點電荷Q固定在正方形一個頂點上，帶電粒子P僅在該電荷的靜電力作用下運動時，恰好能經(jīng)過正方形的另外三個頂點a、b、c，如圖所示，則（）A.粒子P帶負電B.a、b、c三點的電勢高低關(guān)系是C.粒子P由a到b電勢能減小，由b到c電勢能增加D.粒子P在a、b、c三點時的加速度大小之比是【答案】B【解析】【詳解】A．由運動軌跡可知，粒子P受引力作用，則粒子帶正電，故A錯誤；B．根據(jù)負點電荷周圍電勢分布知，a、c與負點電荷Q的距離相等，則；b點距離負點電荷Q較遠，距離負電荷越遠，電勢越高，則有，故B正確；C．正電荷在電勢越高（低）的位置，電勢能越大（?。?，結(jié)合A、B選項，粒子P由a到b電勢能增加，由b到c電勢能減小，故C錯誤；D．由幾何關(guān)系，a、b、c三點到負點電荷Q的距離關(guān)系為又根據(jù)可得故D錯誤。故選B。7.如圖A、B、C三點在勻強電場中，。。BC=10cm。把一個電荷量的正電荷從A移到B，靜電力不做功：從B移到C，靜電力做功為，則該勻強電場的電場強度大小和方向是（）（）A.900V/m，垂直AC向下B.900V/m，垂直AC向上C.15000V/m，垂直AB斜向下D15000V/m，垂直BC斜向上【答案】C【解析】【詳解】由題意，將正電荷從A移到B，靜電力不做功，則A與B電勢相等，AB連線是一條等勢線，電場線與等勢面垂直，故電場線垂直AB，BC間電勢差為所以B點的電勢低。該勻強電場的電場強度大小為因為沿電場線方向電勢降低，故電場強度方向垂直AB斜向下。故選C。8.兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置構(gòu)成一平行板電容器，與它相連接的電路如圖所示，閉合開關(guān)S，電源即給電容器充電。則（）A.保持S閉合，增大兩極板間的距離，則極板上的電荷量減小B.保持S閉合，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則極板上的電荷量減小C.斷開S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小D.斷開S，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則兩極板間的電勢差增大【答案】AC【解析】【詳解】A．保持S閉合，則兩極板間電勢差U不變，增大兩極板間的距離d時，根據(jù)C變小，兩極板間電量變小，故A正確；B．根據(jù)平行板電容器電容定義式和決定式，可得當在兩極板間插入一塊電介質(zhì)時，相對介電常數(shù)變大，導(dǎo)致電容C變大，而U不變，所以極板上的電荷量增大，故B錯誤;C．斷開S，極板上的電荷量Q不變，減小兩極板間的距離d時，電容C變大，則電勢差U減小，故C正確；D．斷開S，在兩極板間插入一塊電介質(zhì)，則C變大，Q不變，則電勢差U減小，D錯誤。故選AC9.空間某一靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示，電場方向沿x軸方向，x軸上B、C點電場強度分別是、，下列說法中正確的有（）A.的大小大于的大小B.的方向沿x軸正方向C.電荷在O點受到的電場力最大D.負電荷沿x軸從B移到C的過程中，電場力先做正功，后做負功【答案】AD【解析】【詳解】A．根據(jù)圖像的切線斜率絕對值表示場強大小，可知的大小大于的大小，故A正確；C．同理可知O點的場強為零，電荷在該點受到的電場力為零，故C錯誤；BD．因沿電場線方向電勢逐漸降低，則由圖可知在O點左側(cè)，電場方向沿x軸負方向，則的方向沿x軸負方向；在O點右側(cè)，電場方向沿x軸正方向，則負電荷沿x軸從B移到C的過程中，電場力先做正功，后做負功，故B錯誤，D正確。故選AD。10.如圖，質(zhì)量相同的帶電粒子P、Q以相同的速度沿垂直于電場方向射入勻強電場中，P從平行板間正中央射入，Q從下極板邊緣處射入，它們都打到上極板同一點，不計粒子重力。則（）A.它們運動的時間不同B.Q所帶的電荷量比P大C.電場力對它們做的功一樣大D.Q的動能增量大【答案】BD【解析】【詳解】A．兩粒子在電場中均做類平拋運動，運動的時間為由于x、相等，可知它們運動的時間相同，故A錯誤；B．根據(jù)可得知Q的加速度是P的兩倍；再根據(jù)牛頓第二定律有可知Q的電荷量是P的兩倍，故B正確；CD．由知，靜電力對兩粒子均做正功，由前分析知Q的電荷量是P的兩倍，Q沿電場方向上的位移y是P的兩倍，則靜電力對Q做的功是P的４倍。根據(jù)動能定理，靜電力做的功等于動能變化量，可知Q的動能增量大，故C錯誤，D正確。故選BD。二、實驗題（本題共2小題，共14分）。11.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42.3mAs，則該電容器在充電完畢時所帶的電荷量Q=___________C，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”）。【答案】①.②.③.c【解析】【詳解】（1）由電流的定義式可知（2）由I-t圖像得到開始時電流為I=100mA=0.10A故最大電壓為U=IR0=0.10A×100Ω=10V故電容為（3）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，故是曲線c.12.在“測定金屬絲的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準。待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm。（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖a所示，其讀數(shù)應(yīng)為___________mm（該值接近多次測量的平均值）。（2）用伏安法測金屬絲的電阻R?。實驗所用器材為電池組（3V）、電流表、電壓表、滑動變阻器R（0~20Ω，額定電流2A）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材按照圖b正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520（3）這個小組的同學(xué)在坐標紙上建立U—I坐標系，如圖c所示，圖中已標出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個坐標點。請在圖中標出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標點，并描繪出U-I圖線_________。由圖線得到金屬絲的阻值，R?=___________Ω（保留兩位有效數(shù)字）。（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為___________。（π取3.14）A.B.C.D.【答案】①.0.397##0.398##0.399②.③.4.3##4.4##4.5##4.6##4.7④.C【解析】【詳解】（1）[1]螺旋測微器的讀數(shù)為0+39.8×0.01mm=0.398mm。（3）[2]圖線應(yīng)過原點，選盡可能多的點連成一條直線，不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)，偏離較遠的點應(yīng)舍去，如圖所示。[3]圖像的斜率等于金屬絲的電阻，則（4）[4]根據(jù)可得金屬絲的電阻率故選C。三、計算題（本題共3小題，共36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）13.如圖所示，一根長L=5.0m、與水平方向的夾角θ=30°的光滑絕緣細直桿MN固定在豎直面內(nèi)，桿的下端M點固定一個帶電小球A，電荷量，另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動，電荷量，質(zhì)量將小球B從桿的上端N由靜止釋放，小球B開始運動。（靜電力常量，取g=10m/s2）。則；（1）小球B開始運動時的加速度為多大？（2）小球B的速度最大時，與M端的距離r為多大？【答案】（1）3.2m/s2；（2）3m【解析】【詳解】（1）對小球B受力分析，如圖所示，開始運動時小球B受重力、庫侖力、桿的彈力和靜電力，沿桿方向運動，由牛頓第二定律可得解得（2）小球B的速度最大時所受合力為零，即代入數(shù)據(jù)解得14.如圖所示，兩水平邊界M、N之間存在豎直向上勻強電場。一根輕質(zhì)絕緣豎直細桿上等間距地固定著A、B、C三個帶正電小球，每個小球質(zhì)量均為m，A、B、C球帶電荷量分別為q、2q、3q，相鄰小球間的距離均為L。將該細桿從邊界M上方某一高度處由靜止釋放，已知B球進入電場上邊界時的速度是A球進入電場上邊界時速度的2倍，且B球進入電場后桿立即做勻速直線運動，C球進入電場時A球剛好穿出電場。整個運動過程中桿始終保持豎直狀態(tài)，重力加速度為g。不計空氣阻力。求：（1）勻強電場的電場強度的大小E；（2）A球經(jīng)過電場上邊界時的速度的大??；（3）C球經(jīng)過邊界N時的速度的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）B球進入電場后，桿立即做勻速直線運動，則有解得（2）從A球進入電場到B球進入電場的過程中，由動能定理得解得（3）由C球進入電場時A球剛好穿出電場可知，M、N間的寬度為2L；設(shè)C球經(jīng)過邊界N時的速度的大小為，從Ａ球進入電場到Ｃ球穿出電場的過程，由動能定理得解得15.如圖所示，x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上，在xOy平面內(nèi)有與y軸平行向上的勻強電場區(qū)域（在第Ⅰ象限，形狀是直角三角形），直角三角形斜邊分別與x軸和y軸相交于（L，0）和（0，L）點。區(qū)域左側(cè)沿x軸正方向射來一束具有相同質(zhì)量m、電荷量為-q（