公安县第三中学2022-2023学年高一下学期5月月考
物理试卷
（满分：75分；时间：100分钟）
注意事项：
1．答卷前，考生务必用0．5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、考试科目填写在规定的位置上。
2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
3．非选择题必须用0．5毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不得使用涂改液，胶带纸、修正带和其他笔。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28．0分）
1．公式和公式分别为电场强度的定义式和点电荷的场强公式．下列说法中正确的是 ( )
A． 式中的场强不是式中的电荷所产生的电场的场强，式中的场强是式中的电荷所产生的电场的场强
B． 式中的是放入某电场中的电荷所受的力，是产生这个电场的电荷
C． 式中的场强是某电场的场强，是放入此电场中的电荷
D． 两式都只对点电荷产生的电场才成立
2．下列四幅图描述的场景依次为雷电击中避雷针图甲、高压输电线上方还有两条与大地相连的导线图乙、燃气灶中的针尖状点火器图丙、工人穿戴着含金属丝制成的工作服进行超高压带电作业图丁，关于这四幅图所涉及的物理知识，下列说法正确的是( )
A． 图甲中避雷针的工作原理主要是静电屏蔽
B． 图丙中的点火器是利用摩擦起电的原理进行点火的
C． 图丙中的点火器的工作原理和图丁中工作服内掺入的金属丝的工作原理是相同的
D． 图乙中与大地相连的两条导线所起的作用和图丁中工作服内的金属丝所起的作用是相同的
3．如图所示，放置在水平地面上的箱子内，带电小球、用绝缘细线分别系于箱子的上、下两边，均处于静止状态，下列说法正确的是( )
A． 两球一定带异种电荷
B． 若增大球带电量，连接的绳子拉力可能变小
C． 若增大球带电量，连接的绳子拉力可能不变
D． 若增大球带电量，箱子对地面的压力一定增大
4．如图所示，电荷量为和的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有( )
A． 体中心、各面中心和各边中点 B． 体中心和各边中点
C． 各面中心和各边中点 D． 体中心和各面中心
5．如图所示为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线方向未标出图中点为两点电荷连线的中点，为两点电荷连线的中垂线，为中垂线上的一点，电场线的分布关于左右对称，则下列说法中正确的是( )
A． 这两点电荷一定是等量异种电荷 B． 这两点电荷一定是等量同种电荷
C． ，两点的电场强度一定相等 D． 点的电场强度比点的电场强度小
6．下列各图中，正确描绘一个负电荷电场线的是( )
A． B．
C． D．
7．如图，光滑平面上固定金属小球，用长的绝缘弹簧将与另一个金属小球连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为，若让它们带上等量异种电荷，弹簧压缩量变为，则有( )
A． B． C． D． 条件不足无法判断
二、多选题（本大题共4小题，共16．0分）
8．如图所示，光滑绝缘水平面上放有三个可看成点电荷的带电小球、、，它们间的连线构成一个顶角为的等腰三角形，已知、边长为，静电力常量为，小球带电量为。现在在水平面上加垂直于指向的匀强电场，匀强电场的场强为，三球均处于静止状态。下列说法正确的是( )
A． 球一定带正电 B． B、球的电性和电量都可以不同
C． 一定等于 D．
9．如图所示，仅在电场力作用下，一带电粒子沿图中虚线从运动到，则( )
A． 电场力做正功 B． 动能减少 C． 电势能增加 D． 加速度增大
10．如图所示，一带电物体以一定的初速度从绝缘粗糙水平面上的点向固定的带电物体运动相距够远，二者电性相同且都可看成点电荷，当向右运动距离时速度减为零，那么当物体运动到处时，物体的( )
A． 动能等于初动能的一半 B． 动能大于初动能的一半
C． 动能小于初动能的一半 D． 克服摩擦力做的功小于其动能变化量
11．如图所示，质量均为的个相同匀质圆柱体依次搁置在倾角为的光滑斜面上，斜面底端有一竖直光滑挡板挡住使圆柱体均处于静止状态。则下列说法中正确的是( )
A． 挡板对圆柱体的弹力大小为
B． 圆柱体对斜面的压力大小为
C． 圆柱体对圆柱体的压力大小为
D． 若将挡板绕下端点缓慢顺时针转动，则转动过程中斜面对每个圆柱体的支持力均减小
第II卷（非选择题）
三、填空题（本大题共1小题，共6．0分）
12．如图所示，带电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距为，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中点处的电场强度为零，则在图中点处的电场强度大小为________，方向________。静电力常量为
四、实验题（本大题共1小题，共8．0分）
13．用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。
关于本实验下列说法正确的是______填字母代号。
A．应选择质量大、体积小的重物进行实验
B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态
C．先释放纸带，后接通电源
实验中，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点点与下一点的间距接近的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器的打点周期为。设重物质量为。从打点到点的过程中，重物的重力势能变化量______，动能变化量________。用已知字母表示
某同学用如图丙所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为。已知小球质量为，当地重力加速度为。在误差允许范围内，当满足关系式_______时，可验证机械能守恒。
五、计算题（本大题共3小题，共42．0分）
14．沿水平向左的场强为的足够大的匀强电场中，用绝缘细线系一个质量的带电小球，线的另一端固定于点，平衡时悬线与竖直方向成角，，如图所示，求：
小球所带电的种类及电量；
剪断细线小球在内的位移。取
15．如图甲所示，粗糙水平轨道与半径为的竖直光滑、绝缘的半圆轨道在点平滑连接，过半圆轨道圆心的水平界面的下方分布有水平向右的匀强电场，质量为的带正电小滑块从水平轨道上点由静止释放，运动中由于摩擦起电滑块电量会增加，过点后电荷量保持不变，小滑块在段加速度随位移变化图像如图乙。已知、间距离为且，滑块与轨道间动摩擦因数为，重力加速度为，不计空气阻力，求：
小滑块从点释放到运动至点过程中电荷量的变化量；
小滑块再次进入电场时，电场强度大小保持不变、方向变为水平向左，求小滑块再次到达水平轨道时的速度大小以及距的距离。
16．如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场，有圆弧形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中．圆心与管口在同一水平线上，管的半径为，下端管口切线水平，离水平地面的距离为，有一质量为的带正电小球从管的上端口由静止释放，小球与管间摩擦不计，小球从下端管口飞出时，对管壁压力为，求：
小球运动到管口时的速度大小；
匀强电场的场强；
若，，小球着地点与管的下端口的水平距离．
答案和解析
1．【答案】
【解析】式中的场强不是式中的电荷所产生的电场的场强，式中的场强是式中的电荷所产生的电场的场强，故A正确；B．式中的是放入某电场中的电荷所受的力，是放入这个电场中的电荷，故B错误；C．式中的场强是某电场的场强，是产生此电场的电荷，故C错误；D．公式是电场强度的定义式，适用于任何电场，而式只对点电荷产生的电场才成立，故D错误。
2．【答案】
【解析】A．避雷针的工作原理主要是利用尖端放电避免雷击，故 A错误B．放电电极做成针尖状，更容易累积电荷从而发生尖端放电现象，故 B错误C．点火器是利用高压尖端放电的原理，而工作服内掺入的金属丝，是利用了静电屏蔽的原理，故 C错误D．高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线的作用是它们与大地相连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，与工作服内掺入的金属丝，都是利用了静电屏蔽的原理，故 D正确。故选D．
3．【答案】
【解析】对小球进行分析，根据平衡条件即可明确库仑力的性质，再根据平衡条件分析电荷量变化时绳子上拉力的变化；再对整体分析，明确箱子对地面的压力变化。A．对小球分析可知，受重力和绳子向下的拉力作用，故库仑力只能向上，故两电荷相互吸引，故两球一定带异种电荷，故A正确； 对球受力分析可知，静止时，库仑力等于重力与绳子上的拉力之和，增大球的带电量，库仑力增大，则绳子上的拉力一定增大，故BC错误； D．对整体分析可知，整体受重力和支持力，库仑力属于内力，增大球带电量，对箱子受到的支持力没有影响，由牛顿第三定律可知箱子对地面的压力不变，故D错误。 故选A。
4．【答案】
【解析】正方体每个面上有对称分布的四个电荷，根据对称性可以作出判断：正方体中心和各面中心场强一定为零，而各边中点场强叠加时不为零，故ABC错误，D正确。故选D。
5．【答案】
【解析】根据电场线分布的特点：电场线从正电荷出发到负电荷终止，可知、是两个等量异种电荷，故A正确，B错误；在两等量异号电荷连线的中垂线上，点处电场线最密，电场强度最大，故CD错误。故选A。
6．【答案】
【解析】电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，负电荷电场线是向内汇聚状，且是直线，故A正确，故BCD错误。故选A。
7．【答案】
【解析】当两个小球带电性质变化，根据库仑定律知，若两个球之间的距离保持不变，库仑力由排斥力变为吸引力，库仑力大小不变；而实际情况是，由于电荷不是均匀分布，带上等量异种电荷时由于异种电荷吸引，电荷间距将减小，库仑力增大，弹簧的弹力增加，弹簧的压缩量变大，所以实际的弹簧的压缩量故B正确，ACD错误。
8．【答案】
【解析】三球均处于静止状态，合力为零，若带正电，球受到匀强电场沿方向的电场力，又合力为零，所以受球沿方向的引力、球沿方向的引力，此时，、球都带负电，电量相同，两球在匀强电场受到的电场力、斥力及引力的作用下也处于平衡状态。同理，分析可得若球带负电，三球不能都处于静止状态，故A球一定带正电，、球的电性和电量相同，故A正确，B错误；设、两球的电荷量数值为，对球，由平衡条件有：，解得；对整体有，则，代入上式得，可以取之间的值，故C错误、D正确。故选AD。
9．【答案】
【解析】带电粒子在电场中受到的电场力的方向应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可以判断带电粒子受到的电场力是向下的，与电场线的方向相反，所以粒子一定是带负电。在从运动的的过程中，电场力做负功，动能减小，电荷的电势能增加，故A错误，BC正确；D．由于点的电场线比的电场线稀疏，所以的电场强度大，电荷在的时受到的电场力大，加速度大，故D正确。故选BCD。
10．【答案】
【解析】由题意知带同种电荷，设物体电量为，与及间的电压分别为，与地面间的动摩擦因数为，由动能定理可得：
又根据点电荷的电场强度规律知，物体产生的电场特点可知物体运动前一半段路程的电场强度小于后一半段路程间的电场强度，，所以；联立可得，即物体的动能应大于初动能的一半，故B正确，AC错误；D．因两物体电性相同，运动过程中电场力做负功，电势能增加，摩擦力做负功产生热量，根据动能定理可知动能的减少量大于克服摩擦力做功，所以克服摩擦力做的功小于其动能变化量，故 D正确。故选BD。
11．【答案】
【解析】A．将个圆柱体作为整体分析，如图所示，
其中为挡板对圆柱的弹力，为斜面对所有圆柱体的支持力，由平衡条件可得，，故A错误；B．隔离圆柱体受力分析得到，圆柱体受到斜面体的力的大小等于圆柱体受到的挡板弹力垂直斜面的分力和圆柱体的重力垂直斜面的分力，大小为 ，故B正确；C．选取除以外的所有圆柱体为研究对象，如图，
整体受到重力、斜面从支持力和圆柱体的支持力，根据共点力平衡的条件可知，整体受到的的支持力与整体的重力沿斜面方向的分力大小相等，方向相反，所以：，根据牛顿第三定律可得，圆柱体对圆柱体的压力大小为，故C正确；D．缓慢转动挡板时，斜面对圆柱体、、的支持力不变，故D错误。故选BC。
12．【答案】；从到，垂直薄板向左。
【解析】在点由于电场强度为，而带电荷量为的点电荷在点产生的电场强度大小为，方向向左，故薄板在点产生的电场强度大小也为，方向向右，根据对称性可知薄板在点产生的电场强度大小也为，方向向左，而带电荷量为的点电荷在点产地的电场强度大小为，方向向左，故点的合场强大小为，方向垂直薄板向左。故答案为：；从到，垂直薄板向左。
13．【答案】；
；；
。
【解析】A、为减小空气阻力，在实验中，应选择质量大、体积小的重物进行实验，故A正确；B、为减小纸带与限位孔间的摩擦，释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态，故B正确；C、由实验步骤可知，应先接通电源，当打点计时器工作稳定后，再释放纸带，故C错误；故选AB；由重力做功与重力势能的关系可知，从打点到点的过程中，重物的重力势能变化量：，由平均速度解得打点时重物的瞬时速度：，该过程的动能增量为：；
设小球做圆周运动的半径为，则在最低点，由牛顿第二定律可得：，解得此时球的动能为：，球由静止释放后，到到达最低点过程，若满足机械能守恒，则有：，联立解得：，解得：．
14．【答案】如图，小球受到的电场力水平向右，与场强方向相反，则小球带负电。小球受力如图，据受力平衡得
代入得小球的电荷量
剪断细线后，小球受到重力和电场力，做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得
得小球的加速度
剪断细线小球在内的位移
【解析】对小球受力分析，根据共点力平衡求出电量的大小，根据电场力确定小球的电性。
剪断细线后，根据小球的受力确定小球的运动规律，根据牛顿第二定律求出加速度，根据匀变速直线运动规律求解位移。
本题是带电体在电场中平衡问题，关键是分析受力情况，画出受力分析图。剪断细线后，根据小球的受力确定小球的运动规律，根据牛顿第二定律求出加速度，根据匀变速直线运动规律求解位移。
15．【答案】解：由图知，在点有：
在点有：
又
联立得：
从到过程，由动能定理可得
从到过程，由动能定理可得
从点到再次进入电场前做平抛运动，则有，
联立解得
， ，
由以上各式解得：
则进入电场后合力与速度共线，小滑块做匀加速直线运动，则
解得
从点到水平轨道过程，由动能定理得：
由以上各式解得，方向与水平方向夹角为
距点的距离
【解析】本题考查了牛顿第二定律、平抛运动、动能定理的综合应用，关键是根据在、两点的加速度结合牛顿第二定律即可求解小滑块释放后运动至点过程中电荷量的变化量。
根据小球在，上受力情况，由牛顿第二定律求得加速度，即可根据图乙求得电荷变化量；
根据动能定理求得在点的速度，然后分析滑块从点飞出后的受力情况得到运动情况，即可根据匀变速运动规律求得运动的距离以及速度的大小。
16．【答案】解：小球从下端管口飞出时，根据牛顿第二定律有：
且支持力：
联立解得：
小球从运动到管口的过程中，只有重力和电场力做功，
根据动能定理得：
解得：
小球离开管口后，水平方向做匀加运动，竖直方向做自由落体运动，
有：，解得：
水平方向：，
代值解得：
答：小球运动到管口时的速度大小为；
匀强电场的场强大小为；
小球着地点与管的下端口的水平距离为．
【解析】小球从下端管口飞出时，根据牛顿第二定律求解通过时的速度；
小球从运动到管口的过程中，只有重力和电场力做功，根据动能定理求解电场强度；
小球从下端管口飞出后，小球在电场和重力场的复合场中运动，运用运动的分解法求解水平位移．
本题主要考查了圆周运动、动能定理的综合应用，小球在管中运动过程，重力和电场力做功，由动能定理求解电场强度．小球在电场和重力场的复合场中时，运用运动的分解法求解水平位移．
