湛江市重点中学2023-2024学年高二上学期10月月考
物 理
（本试卷共4页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于电场强度、电势、等势面和电势能，下述说法正确的是（ ）
A．在同一等势面上移动电荷，电场力不做功
B．电场强度不变，电势也不变，电场强度大的地方，电势一定高
C．电场强度为零处，电势一定为零
D．电势越高处，电荷的电势能就越大
2．如图所示完全相同的三个金属小球A、B、C均固定在绝缘棒一端，其中A、B球心间距离为r，分别带和的电荷量，C小球不带电。现在用C小球先后去触碰A、B小球，则触碰前后A、B间的库仑力之比为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个梯形的四个顶点，电场线与梯形所在的平面平行，ab平行于dc，且ab为dc边长的一半，已知a点的电势是3V，b点的电势是5V，c点的电势是7V，由此可知，d点的电势为（ ）
A．1V B．2V C．3V D．4V
4．电鳗是放电能力极强的淡水鱼类，具有“水中高压线”的称号。电鳗体内从头到尾都有一些类似小型电池的细胞，这些细胞就像许多叠在一起的叠层电池，这些电池（每个电池电压约伏）串联起来后，在电鳗的头和尾之间就产生了很高的电压，此时在电鳗的头和尾的周围空间产生了类似于等量异种点电荷（O为连线的中点）的强电场。如图所示，虚线为该强电场的等势线分布，实线ABCD为以O点为中心的正方形，点A和D、点B和C分别在等势线上。则下列说法正确的是（ ）
A．电鳗的头部带正电
B．A点与B点的电场强度相同
C．B点与D点的电场强度相同
D．负电荷沿正方形对角线从C点向A点运动过程中，电势能减小
5．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图甲，两端开口的空塑料瓶中固定着一根钢锯条和一块金属片，图乙为塑料瓶俯视图。把它们分别跟静电起电机的两级相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见塑料瓶内烟雾缭绕。摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。当起电机摇动时，下列说法正确的是（ ）
A．室内的空气湿度越大，实验效果越好
B．若锯条接电源负极，金属片接正极，则这些烟尘附着在金属片上面
C．起电机摇动前，需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功
D．锯条附近的电场强度小于在金属片附近的电场强度
6．我国利用自主研发的电子束焊接技术，成功焊接了4500米载人深潜器的球壳。电子束焊接机中的电场线分布如图中虚线所示，其中K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上电压为U的高压电。现有一电子在K极附近由静止被加速运动到A极。不考虑电子的重力，已知电子电量绝对值为e，下列说法中正确的是（ ）
A．A、K之间的电场强度为
B．电子沿电场线由K极到A极时电势能逐渐增大
C．电子在K极附近受到的电场力比在A极附近要小
D．电子由K极板加速到达A极板时获得的动能大于
7．如图所示，质量相同的两个粒子a、b以相同的速度垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场，a从两极板正中央边缘射入，b从上极板边缘射入，它们最后打在下极板同一点，粒子的重力不计，下列说法正确的是（ ）
A．它们的运动时间不相同
B．它们的加速度相同
C．它们所带电的电量之比为
D．它们从射入到打到下极板的动能增量之比为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色。透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素。如图所示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒．当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶囊内迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色。下列说法正确的有（ ）
A．像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势
B．像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势
C．像素由黑变白的过程中，电场力对白色微粒做正功
D．像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功
9．电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。图甲展示了一台医用电子直线加速器，其原理如图乙所示：从阴极射线管的阴极K发射出来的电子（速度可忽略），经电压为U的电场加速后获得速度v，加速电场两极板间的距离为d，不计电子所受重力。下列说法正确的是（ ）
A．仅增大两极板间的距离d时，v增大
B．仅减小两极板间的距离d时，v不变
C．仅增大两极板间的电压U时，v增大
D．当增大两极板间距离d时，电子在两板间运动的时间减小
10．如图所示，真空中A、B、C三点是同一圆周上的三等分点，O点是圆心，A、B连线长，D为A、B连线中点。若将电荷量均为的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量，则（ ）
A．两点电荷间的库仑力大小为
B．将一负点电荷放在D点受到的电场力为零
C．C点的电场强度的大小为
D．从D到C电势逐渐降低
三、非选择题：共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（6分）美国物理学家密立根于1910年利用如图所示的实验装置，确定了电荷量的不连续性，并测定了元电荷的数值。
（1）若要测出图示油滴的电荷量，除了需要测出油滴的质量m，还需测出的物理量有________（已知重力加速度为g）
A．两金属板间的电压U B．两金属板的长度L
C．两金属板间的距离d D．两金属板的正对面积S
（2）若当地的重力加速度大小为g，用你所选择的物理量表示出该油滴的电荷量________；
（3）研究小组对许多油滴进行了测定，发现各个油滴所带的电荷量都是某一最小电荷量的整数倍。下列说法符合实验事实的是________。
A．某次实验中测得油滴所带的电荷量为
B．某次实验中测得油滴所带的电荷量为
C．若仅将两金属板的间距变小，则原来处于悬浮状态的油滴将向上运动
D．若断开电源并将两板的间距变大，则原来处于悬浮状态的油滴将向下运动
12．（10分）如图1所示，在探究影响平行板电容器电容的因素的实验中，使电容器带电后与电源断开。电容器左侧极板A和静电计外壳接地，电容器右极板B与静电计金属球相连。现请回答下列问题：
图1
（1）此时静电计直接测量的是________。
A．电容C B．电荷量Q C．两板间的电势差U D．两板间场强E
（2）实验开始时给电容器充电过程中其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像如图所示，其中描述正确的是________。
A． B．
C． D．
（3）保持B板不动，将A板向右移动，静电计指针张角________（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（4）改变相关因素使电容器电容发生变化，从而可以测量某些物理量，因此可制作电容式传感器。保持B板不动，将A板上下移动会使静电计指针的偏角变化。下列传感器电容变化和此原理相同的是________；
A． B．
C． D．
（5）该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图2中①②所示，其中对应电容为的电容器充电过程图像的是________（选填①或②）。
图2
13．（10分）．在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为和（图甲）。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，它们受到的静电力均沿x轴正方向，静电力大小跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线a、b所示。求：
（1）A点和B点的电场强度的大小；
（2）请理论分析点电荷Q在A点左侧或A、B之间或B点右侧，然后计算点电荷Q所在位置的坐标。
14．（12分）如图所示实线是匀强电场的电场线，电场中有a、b、c三点，，，其中ab沿电场方向，bc与ab的夹角，一个电子（符号为）从a移到b的过程中电场力对其做功为．若规定b点电势为零，，求：
（1）a、b两点的电势差；
（2）匀强电场的场强E的大小和方向；
（3）c点的电势。
15．（16分）如图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计），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，M、N两板间的电压为，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，电荷量绝对值为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。求：
（1）电子穿过A板时速度的大小；
（2）电子从偏转电场射出时的侧移量y；
（3）若要使电子打在荧光屏上P点的下方，通过计算说明，可采取哪些措施？
湛江市重点中学2023-2024学年高二上学期10月月考
物理答案
1．A 2．A 3．C 4．C
5．B 6．C 7．D 8．AC
9．BC 10．BCD
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。
1．A【详解】由于等势面的方向与电场强度的方向垂直，所以点电荷受到的电场力的方向与等势面垂直，所以沿等势面移动电荷电场力不做功，故A正确；电场强度的大小与电势的高低无关：在匀强电场中，电场强度不变，沿着电场线的方向，电势总是逐渐降低的，电场强度大的地方，电势不一定高，如负点电荷周围的电场，故B错误；电势为零，是人为选择的，电势为零的地方，电场强度不一定为零，故C错误；根据可知，电势越高处，同一正电荷的电势能就越大，同一负电荷的电势能越小，故D错。
2．A【详解】用C小球先与A触碰，两球所带电荷量为，用C小球先与B触碰，两球所带电荷量分别为，触碰前A、B间的库仑力，触碰后A、B间的库仑力，触碰前后A、B间的库仑力之比，故选A。
3．C【详解】过b点作ad的平行线，交cd于e点，
则，所以，
因为，，所以，故选C。
4．C【详解】根据等量异种点电荷的电场线由正极发出，终止于负极，沿电场线方向电势降低，电场线与等势线垂直，可知电鳗尾部带正电，故A错误；A点与B点关于中垂线左右对称，电场强度大小相等，方向不同，故B错误；B点与D点关于O点对称，B点与D点的电场强度相同，故C正确；负电荷从C点沿对角线运动到A点过程中，电场力做负功，电势能增大，故D错误。故选C。
5．B【详解】加大空气湿度，由于潮湿的空气易于导电，则起电机产生的静电不容易在铁锯条和易拉罐（金属）片上积累，该实验不易成功，A错误；若锯条接电源负极，金属片接正极，而俘获电子的烟尘带负电，这些烟尘将附着在金属片上面，B正确；锯条和金属片周围的电场将空气电离，电离产生的电子让烟尘颗粒带电，不需先让烟尘颗粒带上电荷，C错误；根据电场的分布特点，尖端物体附近的电场线密集，所以瓶内存在的是辐射形的电场，不是匀强电场，在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场，故D错误。
6．C【详解】A、K之间不是匀强电场，不能用计算，A错误；电子由K沿电场线到A电场力做正功，电势能逐渐减小，B错误；电场线的疏密表示场强的大小，即，所以电子在K附近受到的电场力比在A附近要小，C正确；由动能定理可知，所以电子由K极板加速到达A极板时获得的动能等于，D错误。
7．D【详解】两粒子做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则，又，得．故A项错误．竖直方向粒子做匀加速直线运动，则，又，解得：．故B项错误．对粒子，、粒子的质量相等，解得：．故C项错误。根据动能定理，粒子从射入到打到下极板的动能增量，由于、，解得粒子的动能增量之比．故D项正确．
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。
8．AC【详解】像素呈黑色时，当胶囊下方的电极带负电，像素胶囊里电场线方向向下，所以黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故A正确；像素呈白色时，当胶囊下方的电极带正电，像素胶囊里电场线方向向上，所以黑色微粒所在的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故B错误；像素由黑变白的过程中，白色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对白色微粒做正功，故C正确；像素由白变黑的过程中，黑色微粒受到的电场力向下，位移向下，电场力对黑色微粒做正功，故D错误。
9．BC【详解】电子在电场中加速，由动能定理可得，解得，v与两板间距无关，所以当改变两板间距离时，v不变，故A错误B正确；仅增大U时，v增大，故C正确；由于两极板之间的电压不变，所以极板之间的场强为，电子的加速度为，电子在电场中一直做匀加速直线运动，有，所以电子加速的时间为，由此可见，当增大两板间距离时，电子在两板间的运动时间增大，故D错误。故选BC。
10．BCD【详解】根据库仑定律可知，A、B两点电荷间的库仑力大小为解得故A错误；在等量同种正点电荷周围的电场中，连线中点处的电场强度为零，则放在D点的负点电荷受到的电场力为零，故B正确；两点电荷在C点产生的电场强度大小相等，均为根据电场叠加原理和几何关系，两点电荷在C点产生的合电场强度大小为解得电场强度E的方向水平向右，故C正确；在等量同种正点电荷周围的电场中，连线中垂线上从中点到无穷远处电势逐渐降低，由此可知，从D点到C点电势逐渐降低，故D正确。故选BCD。
11．（6分）（多项选择的，漏选得1分，错选得0分）【答案】（1）AC（2）（3）BC
【详解】（1）油滴悬浮在两板间保持静止，根据平衡条件，又平行板间电场强度，故，故还需要测出两金属板间的电压U和两金属板间的距离d。故选AC。
（3）各个油滴所带的电荷量都是最小电荷量的整数倍，故A错误，B正确；若仅将两金属板的间距变小，因为，则电场强度增大，向上的电场力大于向下的重力，油滴向上运动，故C正确；根据，，，可得，若断开电源并将两板的间距变大，则Q不变，则电场强度不变，电场力不变，油滴仍然静止，故D错误。故选BC。
12．（10分）（多项选择的，漏选得1分，错选得0分）
（1）C（2）CD（3）减小（4）CD（5）②
【详解】（1）根据题意，由图可知，此时静电计直接测量的是两板间的电势差U。故选C。
（2）电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故AB错误，D正确；由可知，电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比，即图像为一条过原点的倾斜直线，故C正确。故选CD。
（3）保持B板不动，将A板向右移动，根据得电容变大，根据知，电量不变，电势差减小，静电计指针张角减小。
（4）保持B板不动，将A板上下移动，目的是改变两极板的正对面积。CD图是通过改变两极板的正对面积来改变电容的大小，而A图是通过改变介电常数来改变电容的大小，B图是通过改变两极板间距来改变电容的大小。故选CD。
（5）用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，则充电完成后，两电容器两端电压相同，根据可知，电容器的电容小则其带电量小，而图像面积代表带电量，所以对应电容为的电容器充电过程图像的是②。
13．（10分）【答案】（1），，方向均沿x轴正方向；（2）
【详解】（1）根据图线的斜率可得：
A点的电场强度大小 （2分）
得 （1分）
B点的电场强度大小 （1分）
得 （1分）
（2）由于，且A点和B点的电场方向均沿x轴正方向，
所以点电荷Q在A点左侧。 （1分）
设点电荷Q与A点距离为r，则有 （1分）
（1分）
其中
联立解得 （1分）
则Q点的位置坐标为 （1分）
14．（12分）【答案】（1）30V；
（2）60000V/m；
（3）66V
【详解】（1）a、b两点的电势差 （2分）
代入数据
得 （1分）
（2）匀强电场的场强的大小为 （2分）
得 （1分）
因为a点的电势低于b点电势，所以电场强度方向从b指向a。（1分）
（3）c、b两点的电势差 （2分）
得
又 （2分）
得 （1分）
15．（16分）【答案】（1）；
（2）；
（3）见解析
【详解】（1）电子在加速电场中加速，有① （2分）
得② （2分）
（2）电子在MN之间的加速度为③ （2分）
在MN之间运动的时间④ （1分）
偏移量⑤ （1分）
联立解得⑥ （2分）
（3）设离开电场区域速度与水平方向的夹角为，则
⑦ （2分）
由几何关系得OP的距离⑧ （2分）
代入得⑨ （1分）
由公式可知，若要使电子打在荧光屏上P点的下方，可采取的措施有增大加速电压或极板之间的距离，或减小偏转电压，或减小极板的长度。（1分）
【注意：第（3）问的另一种解法有：根据推论，由几何关系可知求解，同样给分。】
