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安岳中学高2024级第三学期10月月考
物 理 试 卷
满分：100分；考试时间：75分钟
一、单选题（每题4分，共28分）
1．如图所示，将带负电的金属球甲靠近原先不带电的接地（S闭合）金属球乙，两球都放在绝缘支架上，下列说法正确的是（　　）
A．先断开开关，再撤去甲球，则乙球带正电
B．先断开开关，再撤去甲球，则乙球带负电
C．先撤去甲球，再断开开关，则乙球带正电
D．先撤去甲球，再断开开关，则乙球带负电
2．如图所示，实线为正点电荷周围的部分电场线，虚线为以点电荷为圆心的圆弧。、、、为圆弧与电场线的交点，下列说法正确的是（　　）
A．、两点的场强相同
B．、两点的场强相同
C．点的场强大于点的场强
D．点的场强大于点的场强
3． 两个带电小球放置在足够宽广的真空环境中，带正电、带负电，且，两电荷附近的电场分布如图所示。若从足够远处观察这两个电荷，可以把两电荷视作一个点，则在足够远处观察到的电场分布正确的是（ ）
A．B．C．D．
4．如图甲所示，带电小球B静止在光滑绝缘水平面上，质量的带电小球A以水平向右的速度正对B的球心运动。在时间内，A、B两球的图像如图乙所示，若A、B不相碰，且半径相同，则下列说法正确的是（　　）
A．小球A、B带异种电荷
B．小球B的质量
C．系统的最小动能为
D．小球A、B最终以速度匀速直线运动
5．电荷量为Q的点电荷位于水平坐标轴的位置，电荷量为q的点电荷位于轴上的位置，且，已知在x轴上的电场强度E的分布如图所示（方向指向x轴正方向为正）。若规定x＝0处电势。下列判断正确的是（　　）
A．Q带负电，q带正电，且
B．沿着x轴从到，电场强度E的大小先增加后减小
C．沿着x轴从到，电势先增加后减小
D．带负电的试探电荷，从起向x轴正方向运动到无穷远，其电势能先增加后减小
6．如图所示，三个电荷量相等的点电荷固定在正三角形三个顶点上，其中A、B带负电，C带正电。O点为AB边的中点，M、N两点关于O点对称，下列说法正确的是（　　）
A．M、N两点电势不相等
B．M点电场强度的大小大于N点电场强度的大小
C．试探电荷-q在M点电势能比在O点大
D．把试探电荷-q沿直线由O点向C点移动过程中，电场力不做功
7．两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入该电场，其运动轨迹为图中实线，a、e两点和b、d两点关于两电荷连线对称。若该粒子只受静电力作用，则下列说法正确的是（　　）
A．粒子带正电荷
B．b点和d点的电场强度相同
C．a点和e点的电场强度相同
D．粒子从a点运动到e点的过程中，电势能先变小后变大
二、多选题（共18分，漏选得3分，错选不得分）
8．如图，充电后的平行板电容器水平放置，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。一质量为m、电荷量为的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔后恰好到达下极板。极板间电场可视为匀强电场，不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　）
A．电容器上极板带正电，下极板带负电
B．小球在电容器中的电势能逐渐增大
C．电容器极板间电场强度大小
D．若下极板左移一些，小球未能到达下极板
9．静电喷涂是一种利用高压静电场使带负电的涂料微粒定向运动，并吸附在工件表面的喷涂方法。某一静电喷涂装置接上高压电源后在喷口和被涂物间产生强电场，电场线分布如图所示，一微粒从M点沿直线运动到N点，以喷口为原点，以MN连线向右方向为正方向建立x轴，该过程中微粒重力不计，那么电场强度E，微粒的电势φ、速度大小v、电势能Ep随x变化的图像可能正确的是（　　）
A．B．C．D．
10．在带电粒子“碰撞”实验中，t=0时，粒子P以初速度v0向静止的粒子Q运动，两粒子在某段时间内运动的v-t图像如图所示，S1、S2分别是0~t1、t1~t2时间内两速度图像所围面积的大小，且S1=S2。已知P、Q的质量分别为mP、mQ，仅考虑静电力的作用，且P、Q始终未接触。则下列说法中正确的是（　　）
A．两粒子带异种电荷
B．两粒子的动能之和在t1时刻最小
C．2mP=mQ
D．P在t2时刻的速度大小为
三、填空题
11．（本题6分）如图所示，电荷量分别为+Q和-Q的两个点电荷a与b相距L，在a与b间放置一个原来不带电的导体P，导体内c点处于a、b连线的中点。当导体P处于静电平衡状态时，导体P左端带 （“正电荷”或“负电荷”），c点场强大小为 ，感应电荷在c处产生的电场强度大小为 。
四、实验题（共6分）
12．（1）如图1所示为“研究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置，以下说法正确的是（ ）
A．A板与静电计的指针带的是异种电荷
B．将B板上移，静电计的指针偏角减小
C．将B板左移，静电计的指针偏角不变
D．将电介质插入A、B两板之间，静电计的指针偏角减小
（2）利用如图2甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，电流传感器可以捕捉到瞬间的电流变化，已知直流电源能提供的恒定电压为9V，实验过程中屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像如图乙所示。
①关于电容器充电过程中两极板间电压U、所带电荷量Q随时间t变化的图像，正确的是 。
A．B．C．D．
②如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，充电时I-t曲线与横轴所围成的面积将 （填“增大”“不变”或“变小”），充电时间将 （填“变长”“不变”或“变短”）。
③电容器充电后就储存了能量，某同学研究电容器充电后储存的能量E与电容C、电荷量Q及两极板间电压U之间的关系。他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他作出电容器两极板间的电压U随电荷量Q变化的图像如图3所示。按他的想法，下列说法正确的是
A．U-Q图线的斜率越大，电容C越大
B．搬运Δq的电荷量，克服电场力所做的功近似等于Δq上方小矩形的面积
C．对同一电容器，电容器储存的能量E与两极板间电压U成正比
D．若电容器电荷量为Q时储存的能量为E，则电容器电荷量为时储存的能量为
（3）某学习小组在“用传感器观察电容器放电过程”的实验中得到的I-t图像如图4所示，已知图线与坐标轴所围图形包含约40个小方格，则电容器释放的电荷量约为 C。
五、解答题（共42分）
13．（12分）四分之一光滑圆弧与光滑水平面连接于B点，圆弧半径为，在圆心O处固定一正点电荷，电量为。将另一个带正电小球放置于水平面A处，并给它一个向左的初速度，小球恰好能够运动到C处（C与圆心等高）。已知小球电量为，质量为，静电力常量为，重力加速度为，接触面均绝缘，运动过程中小球电量保持不变，不考虑运动小球对电场的影响。求：
（1）小球从A到C过程中电场力对小球做功W；
（2）小球刚进入圆弧轨道的B点时受到的弹力大小。
14．（14分）如图，在匀强电场中，有一电荷量的电荷。现将该电荷从电场中的点移到点，克服电场力做了的功；再从点移到点，电场力做了的功。
（1）求两点间的电势差和两点间的电势差；
（2）如果规定点的电势为零，则点和点的电势分别为多少？
（3）若，，，求出电场强度的大小。
15．（16分）如图所示，小车质量M=8kg，带电荷量q=+3×10﹣2C，置于光滑水平面上，水平面上方存在方向水平向右的匀强电场，场强大小E=2×102N/C。当小车向右的速度为3m/s时，将一个不带电、可视为质点的绝缘物块轻放在小车右端，物块质量m=1kg，物块与小车表面间动摩擦因数μ=0.2，小车足够长，g取10m/s2。求：
（1）物块相对小车滑动时物块和小车的加速度；
（2）物块相对小车滑动的时间；
（3）物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能；
（4）从滑块放在小车上后5s内小车电势能的变化量。
《安岳中学高2024级第三学期10月月考 物理试卷》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D A C D C C BD CD BCD
1．A
【详解】AB．将带负电的金属球甲靠近原先不带电的接地金属球乙，根据静电感应原理可知乙的左端带正电；先断开开关，再撤去甲球，则乙球带正电，故A正确，B错误；
CD．将带负电的金属球甲靠近原先不带电的接地金属球乙，根据静电感应原理可知乙的左端带正电；先撤去甲球，则地面的负电荷与乙的正电荷中和，再断开开关，则乙球不带电，故CD错误。
故选A。
2．D
【详解】A．根据点电荷场强公式
可知点场强大于点的场强，故A错误；
B．由图中电场线方向可知，、两点的场强方向不同，但是大小相同，场强是矢量，故二者场强不同，故B错误；
C．根据点电荷场强公式
可知点的场强小于点的场强，故C错误；
D．根据点电荷场强公式
可知点的场强大于点的场强，故D正确。
故选D。
3．A
【详解】由题意可知，在足够远处的电场相当于将两电荷合在一起时形成的电场，由于带正电、带负电，且，即相当于的正点电荷产生的电场。
故选A。
4．C
【详解】A．根据图像可知，A球向右做减速运动，受到向左的库仑力，B球向右做加速运动，受到向右的库仑力，A、B之间存在排斥力，所以小球A、B带同种电荷，故A错误；
B．由图像可知，时刻两小球的速度相同，共同速度，A、B组成的系统满足动量守恒，根据动量守恒定律有
解得
故B错误；
C．当A、B速度相同时两者相距最近，系统的电势能最大，动能最小，此时
故C正确；
D．小球A、B速度为时相距最近，小球A受到向左的库仑力，继续向右做减速运动，运动的速度小于，小球B受到向右的库仑力，继续向右做加速运动，运动的速度大于，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】A．根据图中电场强度分布，且方向指向x轴正方向为正，知Q带负电，q带正电，又x＝0处电势
根据点电荷电势公式
则有
故A错误；
B．沿着x轴从到，电场强度E的大小先减小后增加，故B错误；
C．沿着电场线方向电势降低，沿着x轴从到，电势增加，故C错误；
D．带负电的试探电荷，从起向x轴正方向运动到无穷远，电场力先做负功后做正功，其电势能先增加后减小，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】A．根据电势分布规律，可知若在只有A、B两点电荷形成的电场中M、N两点电势相同，若在只有C点电荷所形成的电场中，M、N两点电势也相同，故M、N两点电势相等，故A错误；
B．根据电场强度叠加原理可知，M、N两点场强大小相等，方向不同，故B错误；
C．当只有A、B两处的负电荷时，根据等量同种负电荷中垂线的电势分布可知，O点的电势高于M点电势；当只有C处正电荷时，O点离C处正电荷更近，则O点的电势高于M点电势，故ABC三处的点电荷同时存在时O点的电势高于M点电势，根据
可知试探电荷-q在电势越低处，电势能越大，故M点电势能比在O点大，故C正确；
D．点电荷沿直线OC运动，电势升高，电势能减小，电场力做正功，故D错误。
故选C。
7．C
【分析】从粒子运动轨迹看出，轨迹向上弯曲，可知带电粒子受到向上的电场力作用，从过程中，电场力做负功，过程中，电场力做正功，可判断电势能大小的变化；电场强度是矢量，两点的电场强度相同，则其大小相等方向相同。
【详解】A．根据两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面的特点可得，该图中正电荷位于上方，负电荷位于下方。从粒子运动轨迹看出，轨迹向上弯曲，可知带电粒子受到了向上的电场力作用，所以粒子带负电荷，A项错误；
B．b点和d点的电场强度方向不同，B项错误；
C．a点和e点都在中垂线上，且位置对称，所以a点和e点的电场强度相同，C项正确；
D．粒子从a点运动到b点再到c点的过程中，电场力做负功，粒子从c点运动到d点再到e点的过程中，电场力做正功，故粒子从a点运动到e点的过程中，电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，D项错误；
故选C。
【点睛】本题是轨迹问题，首先要根据弯曲方向判断出带电粒子所受电场力方向，确定是排斥力还是吸引力。由动能定理分析动能和电势能的变化是常用的思路。
8．BD
【详解】A．由于小球高处由静止开始下落，穿过小孔后恰好到达下极板，则小球在两极板间做减速运动，受到竖直向上的电场力，小球带正电，故上极板带负电，下极板带正电，A错误；
B．由于小球在电场中运动时，电场力做负功，小球的电势能增大，B正确；
C．根据动能定理可得
解得
C错误；
D．若下极板左移一些，根据
可知电容器的电容减小，而电容器的电荷量不变，结合
可知极板间的电势差增大，又因为
可知，极板间的电场强度增大，带电小球受到电场力增大。由于小球重力不变，电场力增大，小球将到不了下极板，D正确。
故选BD。
9．CD
【详解】A．根据该电场分布特点可知，由M到N电场线越来越稀疏，电场强度不断减小，且减小的越来越慢，图线斜率应逐渐减小，并不是倾斜的直线，故A错误；
B．沿电场线方向电势逐渐降低，所以由 M 到 N 电势升高，而不是降低，故B错误；
C．由M到N电场力对微粒做正功，微粒的动能、速度不断增大，由于由M到N电场强度不断减小，微粒加速度不断减小，所以微粒速度增大的越来越慢，反映到图像上，图线斜率逐渐减小，故C正确；
D．该图线切线的斜率也表示电场力，由于电场力不断减小并且减小的越来越慢，图线斜率就逐渐减小且减小的越来越慢，又由于电场力对微粒做正功，微粒的动能不断增大，则电势能不断减小，故D正确；
故选CD。
10．BCD
【详解】A．如果两粒子带异种电荷，它们会相互吸引，粒子靠近粒子时速度应该变化更快，且粒子会加速运动。从图像看，粒子先减速，粒子加速，之后粒子反向加速，粒子继续加速，更符合同种电荷相互排斥的情况，故A错误；
B．因为只有静电力做功，系统的动能和电势能之和守恒。两粒子间的距离在时刻最小，此时电势能最大，根据能量守恒，动能之和应该最小，故B正确；
C．设时刻粒子的速度为，粒子的速度为
由图像可知，初始时粒子的速度为，粒子速度为0，时刻两者速度相等为。
根据动量守恒
即，故C正确；
D．根据图像的面积表示位移，有
说明在时间内，粒子的位移与粒子的距离恢复到初始状态，因此初末状态电势能不变，动能不变。
根据动量守恒定律，系统在水平方向不受外力，动量守恒
又因
时刻粒子的速度大小是，故D正确。
故选BCD。
11． 负电荷 0
【详解】[1]根据静电感应原理可知导体P左端带负电荷；
[2][3]处于静电平衡的导体内部的场强为零，故c点的合场强为零，则有
两点电荷在c点的场强
方向向右，因此感应电荷在c点的场强大小为，方向向左。
12．(1)D
(2) AC 不变 变短 B
(3)3.2×10-3
【详解】（1）A．A板与静电计的指针带的是同种电荷，故A错误；
B．甲图中将B板上移，两极板相对面积减小，根据
可知电容C减小，因Q一定，根据可知两极板电压U变大，可知静电计的指针偏角变大，故B错误；
C．乙图中将B板左移，两极板间距d变大，根据
可知电容C减小，因Q一定，根据可知两极板电压U变大，静电计的指针偏角变大，故C错误；
D．丙图中将电介质插入两板之间，根据
可知电容C变大，因Q一定，根据可知两极板电压U变小，静电计的指针偏角减小，故D正确。
故选D。
（2）①[1]CD．电容器充电过程中电容器所带电荷量Q从零开始逐渐变大，随时间增加电量增加的逐渐变慢最终趋于定值，故C正确，D错误；
AB．电容器两极间电压U从零开始逐渐变大，随时间增加电压增加的越来越慢，最终趋于定值，故A正确，B错误。
故选AC。
②[2][3]如果不改变电路其他参数，只减小电阻，因电容器带电量不变，而图像与坐标轴围成的面积等于电量，故充电时曲线与横轴所围成的面积将不变；因充电电流变大，可知充电时间将变短。
③[4]A．根据，可知图线的斜率为
斜率越大，电容越小，故A错误；
B．根据电场力做功
所以搬运的电量，克服电场力所做的功近似等于上方小矩形的面积，故B正确；
C．电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功，由B选项的分析，可知曲线与横轴所围成的面积表示电场力做功，可得
可知E和成正比，故C错误；
D．由，
可得
则电容器电荷量为时储存能量为，故D错误。
故选B。
（3）电容器带电荷量为
13．(1)-10J
(2)55N
【详解】（1）小球从A到C过程，由动能定理
解得
（2）根据点电荷电场的特点，小球从B到C过程电场力不做功，则从A到B过程由动能定理
在B点有
解得
【点睛】
14．(1)，
(2)，
(3)
【详解】（1）根据电场力做功与电势差的关系得
解得
解得
（2）根据电势差的定义式
点电势为0，所以
（3）的中点的电势为
如图所示，连接，为等势线，电场线与等势线垂直，且由高电势指向低电势所以可过作的垂线交于点
15．（1）2m/s2，0.5m/s2；（2）2s；（3）6J；（4）132J
【详解】（1）物块放上后，小车向右做匀加速运动
物块向右做匀加速运动
（2）设滑块在小车滑行时间t1
v1+a1t1=a2t1
解得
t1=2s
（3）物块在车上相对车滑行距离
ΔS=S车﹣S物==3（m）
因摩擦产生的内能
Q=f·ΔS=μmg·ΔS=6J
（4）当物块与小车相对静止时，共同运动加速度
当物块与小车相对静止时，共同运动的速度
v=v1+a1t1=4m/s
二者位移分别为
则电势能的变化量
ΔEp减少=-W电=-qE·（S1+S2)=-6×22=-132J
答案第6页，共8页

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