沁阳市名校2023-2024学年高二上学期第一次月考
物理试卷
一、选择题（1-8单选，9-12多选。每题5分，少选得3分，多选、错选不得分。共60分。）
1. 一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）
A. B.
C. D.
2. 如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为6V，点B处的电势为3V，则电场强度的大小为（ ）
A. B.
C. D.
3. 如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示。则（ ）
A. 电场力FA>FB B. 电场强度EA=EB
C. 电势 D. 电子的电势能EPA＜EPB
4. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间电势差相同，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，下列说法正确的是（ ）
A. 三个等势面中，c等势面电势最高
B. 带电质点通过P点时电势能较小
C. 带电质点通过Q点时动能较小
D. 带电质点通过P点时加速度较大
5. 空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示．下列说法正确的是
A. O点电势最低
B. 点的电势最高
C. 和- 两点的电势相等
D. 和 两点的电势相等
6. 如图甲为电场中的一条电场线，沿电场线建立坐标轴。若坐标轴上O~x2间各点的电势φ分布如图乙所示，则（ ）
A. 在O~x2间，电场强度先减小后增大
B. 在O~x2间，电场强度方向没有发生变化
C. 若一负电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐减小
D. 从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在O~x2间一直做匀加速运动
7. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中O~x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2~x3段是直线，则下列说法正确的是（ ）
A. x1处电场强度不为零
B. 粒子在x2~x3段做匀速直线运动
C. x2~x3段的电场强度大小方向均不变，为一定值
D. 在O、x1、x2、x3处电势O、1、2、3的关系为3>2=O>1
8. 如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子到达Q时的速率与哪些因素有关的下列解释正确的是( )
A. 两极板间的距离越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大
B. 两极板间的距离越小，加速的时间就越短，则获得的速率越小
C. 两极板间距离越小，加速度就越大，则获得的速率越大
D. 与两板间距离无关，仅与加速电压U有关
9. 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d，—带负电的微粒从上极板M的边缘以初速度射入，沿直线从下极板的边缘射出。已知微粒的电量为q、质量为m。下列说法正确的是（ ）
A. 微粒运动的加速度为0
B. 微粒的电势能减小了mgd
C. 两极板间的电势差为
D. N极板的电势高于M板的电势
10. 如图所示，两极板水平放置的平行板电容器与电压为E的直流电源连接，下极板接地，静电计外壳接地。闭合开关S时，一带电的油滴恰好静止于电容器中的P点。下列说法正确的是（ ）
A. 若将A极板向下平移一小段距离，则带电油滴向下运动
B. 若将A极板向下平移一小段距离，P点电势将降低
C. 若断开开关S，再将B极板向下平移一小段距离，静电计指针张角变大
D. 若断开开关S，再将B极板向下平移一小段距离，P点电势将升高
11. 三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断（ ）
A. 在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上
B. b和c同时飞离电场
C 进入电场时，c速度最大，a速度最小
D. c的动能增量最小，a和b的动能增量一样大
12. 如图所示，带电平行金属板、B，板间的电势差为，板带正电，B板中央有一小孔。一带正电的微粒，带电荷量为，质量为，自孔的正上方距板高处自由落下，若微粒恰能落至、B板的正中央点，则（ ）
A. 微粒在下落过程中动能逐渐增大，重力势能逐渐减小
B. 微粒下落过程中重力做功为，静电力做功为
C. 微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增量为
D. 若微粒从距板高处自由下落，则恰好能到达板
二、实验题：（每空2分，共8分）
13. 某实验小组利用如图甲所示的电路“观察电容器的充、放电现象”。
（1）若将开关S接1，电容器上极板带______（填“正电”或“负电”），再将S接2，通过R的电流方向______（填“向下”或“向上”）。
（2）实验中所使用的电容器如图乙所示，当电容器两端电压为额定电压时，电容器极板上所带电荷量为______C（结果保留两位有效数字）。
（3）流过电容器的电流随时间变化的图像及电容器两极板的电势差随时间变化的图像正确的是（ ）
三、计算题（共40分）
14. 如图所示，在匀强电场中有A、B两点，它们相距，两点的连线与场强方向成角。将一个不知道电荷性质、电荷量为的电荷由A移到B，其电势能增加了。
（1）A、B两点的电势差为多少？
（2）求匀强电场的场强的大小。
15. 如图，两块相距为d，足够长的金属平行板竖直放置，两板间的电压为U，长为L的细绝缘丝线一端拴质量m的带电小球，另一端固定在左板上某点，小球静止时绝缘线与竖直方向的夹角为θ。如突然将丝线剪断，问：
（1）小球将如何运动？
（2）小球经多长时间打到金属板上？
16. 如图所示，一真空示波管的电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电场加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，偏转电场的右端到荧光屏的距离为x，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力。
（1）求电子穿过A板时的速度大小v0；
（2）求电子从偏转电场射出时的侧移量y；
（3）求OP的距离Y。
沁阳市名校2023-2024学年高二上学期第一次月考
物理试卷 答案解析
一、选择题（1-8单选，9-12多选。每题5分，少选得3分，多选、错选不得分。共60分。）
1. 一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A、电荷做曲线运动，电场力与速度方向不在同一直线上，应指向轨迹弯曲的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，则场强也不可能沿轨迹的切线方向．故A错误．
B、负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，电荷的速率增大，与题不符．故B错误．
C、图中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的外侧，电荷的轨迹应向上弯曲，不可能沿如图的轨迹运动．故C错误．
D、图中场强方向指向轨迹的外侧，则电场力指向轨迹的内侧，而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角，电场力做负功，电荷的速率减小，符合题意．故D正确．
2. 如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为6V，点B处的电势为3V，则电场强度的大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】OA的中点C的电势为3V，将C点与B点连接，如图，电场线与等势线垂直，
根据几何关系得
则OB沿电场线方向上的距离
所以电场强度
故选A
【点睛】解决本题的关键知道电场线与等势线垂直，掌握匀强电场的电场强度大小与电势差的关系，即，注意d是沿电场线方向上的距离。
3. 如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示。则（ ）
A. 电场力FA>FB B. 电场强度EA=EB
C. 电势 D. 电子的电势能EPA＜EPB
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由图像可知，电子由A到B加速度变大，则电场力变大
FA
EA
EPA>EPB
电子则高电势点的电势能小，则电势
故选C。
4. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，下列说法正确的是（ ）
A. 三个等势面中，c等势面电势最高
B. 带电质点通过P点时电势能较小
C. 带电质点通过Q点时动能较小
D 带电质点通过P点时加速度较大
【答案】D
【解析】
【详解】A．电场线与等势面相互垂直，且正电荷所受电场力的方向与场强方向相同，且电场力指向轨迹凹侧，因此电场线方向从指向，沿电场线方向电势降低，故等势面电势最低，故A错误；
BC．假设正电的质点由运动到，运动过程中电场力方向与运动方向夹角为钝角，电场力做负功，则动能减小，电势能增加，即带电质点通过P点时电势能较大，通过Q点时动能较大，故BC错误；
D．等势面越密集的地方场强越大，电荷受到的电场力越大，加速度越大，则点加速度较大，故D正确。
故选D。
5. 空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示．下列说法正确的是
A. O点的电势最低
B. 点的电势最高
C. 和- 两点的电势相等
D. 和 两点的电势相等
【答案】C
【解析】
【详解】试题分析：作出电场线，根据顺着电场线电势降低，则O电势最高，故A错误，B错误；从图线看出，电场强度关于原点O对称，则X轴上关于O点对称位置的电势相等．故C正确； 和两点在电场线的不同位置，沿电场线电势降低，故两点电势不相等，故D错误．
考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系
【名师点睛】根据题意，电场关于x轴对称分布可知，作出电场线如图，根据顺着电场线，电势降低和对称性可判断电势高低．
6. 如图甲为电场中的一条电场线，沿电场线建立坐标轴。若坐标轴上O~x2间各点的电势φ分布如图乙所示，则（ ）
A. 在O~x2间，电场强度先减小后增大
B. 在O~x2间，电场强度方向没有发生变化
C. 若一负电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐减小
D. 从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在O~x2间一直做匀加速运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．φ-x图线的斜率表示电场强度，从图上可以看出斜率先变大后变小，所以电场强度先变大后变小，故A错误；
B．在O-x2间可以看出，电势逐渐降低，电场强度的方向从高电势指向低电势，所以场强方向一直沿x轴正方向，故B正确；
C．对负电荷来说，电势越低，电势能越大，所以从O点运动到x2点，负电荷的电势能逐渐增大，故C错误；
D．由在O-x2之间图线的斜率不是定值可知，电场是非匀强电场，所以电荷受电场力是变力，电荷要做变加速运动，故D错误。
故选B。
7. 一带负电粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中O~x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2~x3段是直线，则下列说法正确的是（ ）
A. x1处电场强度不为零
B. 粒子在x2~x3段做匀速直线运动
C. x2~x3段的电场强度大小方向均不变，为一定值
D. 在O、x1、x2、x3处电势O、1、2、3的关系为3>2=O>1
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据能量守恒定律
可知图像的斜率表示电场力大小，在x1处电场力为零，因此电场强度为零，A错误；
B．粒子在x2~x3段斜率恒定，电场力大小方向不变，因此粒子做匀变速直线运动，B错误，C正确；
D．根据
由于粒子带负电荷，因此电势能越大的位置，电势越低，因此
1>2=O>3
D错误。
故选C。
8. 如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子到达Q时的速率与哪些因素有关的下列解释正确的是( )
A. 两极板间的距离越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大
B. 两极板间的距离越小，加速的时间就越短，则获得的速率越小
C. 两极板间的距离越小，加速度就越大，则获得的速率越大
D. 与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关
【答案】D
【解析】
【详解】粒子运动过程只有电场力做功，根据动能定理
A．两板间距离越大，场强越小，电子的加速度越小，由可知，加速时间越长，因为加速电压不变，所以最后的末速度大小不变，故A错误；
BC．两极板间的距离越小，场强越大，电子的加速度越大，由可知，加速时间越小，因为加速电压不变，所以最后的末速度大小不变，故BC错误；
D．由可知，虽然极板间距发生变化，但电子到达Q板时的速率与两板间距离无关，仅与加速电压U有关，因电压不变，所以最后的末速度大小不变，故D正确．
9. 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d，—带负电的微粒从上极板M的边缘以初速度射入，沿直线从下极板的边缘射出。已知微粒的电量为q、质量为m。下列说法正确的是（ ）
A. 微粒运动的加速度为0
B. 微粒的电势能减小了mgd
C. 两极板间的电势差为
D. N极板的电势高于M板的电势
【答案】AC
【解析】
【详解】A．微粒进入竖直方向的匀强电场中，所受的电场力方向竖直向上或竖直向下，因为微粒做直线运动，可知，电场力方向必定竖直向上，而且电场力与重力平衡，微粒做匀速直线运动，故A正确；
B．微粒的重力势能减小了，由能量守恒定律得知，微粒的电势能增加了，故B错误；
C．根据
可以得到
故C正确；
D．带负电的微粒所受电场力方向竖直向上，则场强方向竖直向下，则M板的电势高于N板的电势，故D错误。
故选AC。
【点睛】本题是带电粒子在电场中运动的问题，关键是分析受力情况，判断出粒子做匀速直线运动。
10. 如图所示，两极板水平放置的平行板电容器与电压为E的直流电源连接，下极板接地，静电计外壳接地。闭合开关S时，一带电的油滴恰好静止于电容器中的P点。下列说法正确的是（ ）
A. 若将A极板向下平移一小段距离，则带电油滴向下运动
B. 若将A极板向下平移一小段距离，P点电势将降低
C. 若断开开关S，再将B极板向下平移一小段距离，静电计指针张角变大
D. 若断开开关S，再将B极板向下平移一小段距离，P点电势将升高
【答案】CD
【解析】
【详解】A．电容器与电源相连，电压U不变，若将A极板向下平移一小段距离，根据
可知电场强度增大，油滴受到的电场力增大，带电油滴向上运动，故A错误。
B．电容器与电源相连，电压U不变，若将A极板向下平移一小段距离，根据
可知电场强度增大，根据
可知P点电势将升高，故B错误；
C．若断开开关S，电容器带电荷量Q不变，将B极板向下平移一小段距离，根据
可知电容减小，根据
可知极板间电压增大，静电计指针张角变大，故C正确；
D．若断开开关S，电容器带电荷量Q不变，将B极板向下平移一小段距离，根据
可知电场强度不变，根据
可知P点电势将升高，故D正确。
故选CD。
11. 三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断（ ）
A. 在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上
B. b和c同时飞离电场
C. 进入电场时，c速度最大，a速度最小
D. c的动能增量最小，a和b的动能增量一样大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．电子在电场中做类平抛运动，竖直方向有
解得
a、b竖直分位移相等，可知在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上，故A正确；
B．根据上述，由于b竖直分位移大一些，可知c比b先飞离电场，故B错误；
C．电子水平方向做匀速直线运动，则有
结合上述解得
由于a、b竖直分位移相等，a水平分位移小于b水平分位移，b、c水平分位移相等，b竖直分位移大于c竖直分位移，则有
即进入电场时，c速度最大，a速度最小，故C正确；
D．根据动能定理有
由于a、b竖直分位移相等，均大于c竖直分位移，可知，c的动能增量最小，a和b的动能增量一样大，故D正确。
故选ACD。
12. 如图所示，带电平行金属板、B，板间的电势差为，板带正电，B板中央有一小孔。一带正电的微粒，带电荷量为，质量为，自孔的正上方距板高处自由落下，若微粒恰能落至、B板的正中央点，则（ ）
A. 微粒在下落过程中动能逐渐增大，重力势能逐渐减小
B. 微粒下落过程中重力做功为，静电力做功为
C. 微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增量为
D. 若微粒从距板高处自由下落，则恰好能到达板
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】A．由微粒运动到点速度减小到零可知动能先增大后减小，选项A错误；
B．微粒下落高度为，重力做功为，静电力做负功，大小为，选项B正确；
C．由功能关系可知克服静电力做了多少功，电势能就增大多少，选项C正确；
D．若微粒从距板高处自由下落，假设能够到达点，重力做功为，克服静电力做功，由动能定理可知选项D正确。
故选BCD。
二、实验题：（每空2分，共8分）
13. 某实验小组利用如图甲所示的电路“观察电容器的充、放电现象”。
（1）若将开关S接1，电容器上极板带______（填“正电”或“负电”），再将S接2，通过R的电流方向______（填“向下”或“向上”）。
（2）实验中所使用的电容器如图乙所示，当电容器两端电压为额定电压时，电容器极板上所带电荷量为______C（结果保留两位有效数字）。
（3）流过电容器的电流随时间变化的图像及电容器两极板的电势差随时间变化的图像正确的是（ ）
【答案】 ①. 正电 ②. 向下 ③. 2.6 ④. D
【解析】
【详解】（1）[1][2]将开关S接1，电容器上极板与电源的正极相接，则上极板带正电；再将S接2，电容器放电，所以通过R的电流方向向下。
（2）[3]由题图乙可知该电容器的额定电压为5.5V，电容，当电容器两端电压为额定电压时，电容器极板上所带电荷量为
（3）[4]
AB．电源给电容器充电时，随着极板电荷量逐渐增加，极板间电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，且电流的变化率逐渐减小，当电流为0时，充电结束；电容器放电时，放电电流方向与充电电流方向相反，随着极板电荷量逐渐减小，极板间电压逐渐减小，放电电流逐渐减小，电流的变化率逐渐减小，当电流为0时，放电结束；故AB错误；
CD．电源给电容器充电时，极板电荷量逐渐增大，极板间电压逐渐增大，根据
，
随着充电电流逐渐减小，可知电荷量的变化率逐渐减小，电压的变化率逐渐减小；
同理，电容器放电时，极板电荷量逐渐减小，极板间电压逐渐减小，随着放电电流逐渐减小，可知电荷量的变化率逐渐减小，电压的变化率逐渐减小；故C错误，D正确。
故选D。
三、计算题（共40分）
14. 如图所示，在匀强电场中有A、B两点，它们相距，两点的连线与场强方向成角。将一个不知道电荷性质、电荷量为的电荷由A移到B，其电势能增加了。
（1）A、B两点的电势差为多少？
（2）求匀强电场的场强的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，由于电荷由A移到B，其电势能增加了，则电场力做负功为，则电荷受到的电场力方向与运动方向的夹角为钝角，由图可知，该电荷为负电荷，由静电力做的功与电势差的关系，A、B两点的电势差
（2）根据题意，由几何关系可知，A、B两点沿电场方向的距离
该匀强电场的场强大小
15. 如图，两块相距为d，足够长的金属平行板竖直放置，两板间的电压为U，长为L的细绝缘丝线一端拴质量m的带电小球，另一端固定在左板上某点，小球静止时绝缘线与竖直方向的夹角为θ。如突然将丝线剪断，问：
（1）小球将如何运动？
（2）小球经多长时间打到金属板上？
【答案】（1）做匀加速直线运动；（2）
【解析】
【详解】（1）小球此时受到重力竖直向下，电场力水平向右，绳子拉力沿绳子向上，处于三力平衡状态，如将细线剪断，其余二力的合力一定沿绳子的反方向，大小等于原先绳子的力，所以小球将做匀加速直线运动
（2）由于剪断绳子之前小球受力平衡，则有
解得
剪断绳子之后，由牛顿第二定律得
解得
即物体以加速度a做初速度为零的匀加速直线运动，由图可知小球的位移为
解得
16. 如图所示，一真空示波管的电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电场加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，偏转电场的右端到荧光屏的距离为x，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力。
（1）求电子穿过A板时的速度大小v0；
（2）求电子从偏转电场射出时的侧移量y；
（3）求OP的距离Y。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子加速电场中加速，由动能定理有
解得
（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，根究类平抛运动的研究方法，垂直电场方向有
L＝v0t
则沿电场方向有
侧移量
联立解得
（3）根据粒子运动轨迹，即类平抛运动的推论，由几何关系可知
解得
