江门市名校2023-2024学年高二上学期9月月考
物理试卷
（时间75分钟，满分100分）
一、单选题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分。）
1. 如图所示，电荷量相同的4个点电荷分别位于矩形abcd的四个顶点上，其中ab=2L，bc=L。A、B、C、D分别是四条边的中点，O为矩形的中心。则（ ）
A. O点的电场强度为零
B. A、C两点的电场强度相同
C. B、D两点的电势相等
D. 负电荷沿直线从B移动到D，电场力先做正功后做负功
2. 随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后（ ）
A. 电容器的电容变小
B. 电容器的带电量增大
C. 极板间电场强度变小
D. 膜片下移过程中，电流表有从a到b的电流
3. 在竖直平面内有一电场强度大小为E的匀强电场，将一个质量为m、电量为q的带电小球由静止开始释放，带电小球沿与竖直方向成θ角做直线运动。关于带电小球的电势能ε 和机械能Ep的判断，正确的是（ ）
A. 若θ<90°且，则ε、Ep一定不变
B. 若45°<θ<90°且，则ε可能减小、Ep可能增加
C. 若0°<θ<45°且，则ε可能增加、Ep一定减小
D. 若0°<θ<45°且，则ε可能减小、Ep可能增加
4. 如图所示，正三棱柱的A点固定一个电荷量为＋Q的点电荷，C点固定一个电荷量为－Q的点电荷，选取无穷远处电势为0。则（ ）
A. 点处的电场强度比点处的电场强度大
B. 将一负试探电荷从点移到点，其电势能保持不变
C. 将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力做正功
D. 点处的电势一定小于零
5. 如图所示，两带正电粒子从同一位置以平行于极板的初速度v0进入两平行板间的匀强电场，其中打到A位置粒子的水平位移是打到B位置粒子的水平位移的。不计粒子重力，忽略粒子间的相互作用。若打到A位置的粒子比荷为k，则打到B位置的粒子比荷为（ ）
A. k B. k C. k D. k
6. 如图所示，A、B是两个带有绝缘支架金属球，它们原来均不带电， 并彼此接触．现使带负电的橡胶棒C靠近A（C与A不接触），然后先将A、B分开，再将C移走．关于A、B的带电情况，下列判断正确的是（ ）
A. A带正电，B带负电 B. A带负电，B带正电
C. A、B均不带电 D. A带负电，B带负电
7. 如图所示在光滑、绝缘的水平面上，沿一直线依次排列三个带电小球A、B、C（可视为质点）.若它们恰能处于平衡状态.那么这三个小球所带的电荷量及电性的关系，下面的情况可能的是（ ）
A. 3、-2、6
B -9、4、-36
C. -3、2、8
D. 4、9、36
二、多选题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不齐全得3分，有选错或不答的得0分。）
8. 兴趣小组利用图示器材探究平行板电容器，保持正对面积S不变，缓慢增大两极板间距离，描绘出电容器两端电压、电容器电容、极板带电量、板间电场强度与的关系图像，以下描述可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
9. 如图所示，圆形虚线表示固定于O点的某点电荷电场中的部分等势线，实线为某个电子的该电场中由a点经b点和c点的运动轨迹，该轨迹与其中一条等势线相切于b点。若电子只受该电场的作用，则下列说法正确的是（ ）
A. O点的电电荷带正电
B. a点的电势高于c点的电势
C. 电子在a点加速度大于在c点的加速度
D. 电子运动过程中，在b点的电势能最大
10. 如图，一不带电的金属球壳Q放在绝缘支架上，现在Q的右侧放置一带负电不计体积大小的小球A，同样放在绝缘支架上。M、N两点为A球与球壳Q的球心O连线上的两点，均在球壳内部，分别在球心O的左、右两侧关于O点对称。由于静电感应，球壳Q的左右两侧分别带上等量异种电荷。有关现象描述正确的是（ ）
A. 感应电荷在M点产生的电场强度向左，在N点产生的电场强度向右
B. 感应电荷在M点产生的电场强度比N点要小
C. M、O、N三点合场强均为0，但由于N点离带电小球A较近，故N点电势较另两点要低
D. 若将金属球壳Q的左侧接地，则球壳Q的左侧将不带电
三、实验题（每空2分，共12分）
11. “求知”研究小组在探究平行板电容器的实验中，如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带负电，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，静电计指针偏角______（填“变大”、“变小”或“不变”），P点电势______（填“升高”、“降低”或“不变”），油滴的电势能______（填“大于”、“小于”或“等于”）零。
12. 如图所示，一半径为r的圆环上均匀分布着电荷，在垂直于圆环且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（q > 0）的固定点电荷。已知d点处的电场强度为零，静电力常量为k，则圆环在d点产生的电场强度大小为___________，c点的电场强度大小为___________，b点的电场强度大小为___________。
三、计算题（本大题共3小题，共42分）
13. 如图所示，在倾角θ＝37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E＝4.0×103N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板。质量m＝0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回。已知斜面的高度h＝0.24m，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.30，滑块带电荷q＝－5.0×10－4C。取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80。求：
（1）滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小；
（2）滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度；
（3）滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q。（计算结果保留两位有效数字）
14. 如图所示，粒子发射器发射出一束质量为，电荷量为的粒子（不计重力），从静止经加速电压加速后，沿垂直于电场方向射入两平行板中央，受偏转电压作用后，以某一速度离开电场。已知平行板长为，两板间距离为，求：
（1）粒子进入偏转电场速度
（2）粒子在离开偏转电场时的纵向偏移量；
（3）粒子在离开偏转电场时的动能。
15. 如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道竖直固定放置，所在空间存在一竖直向下的匀强电场，且与电容器间的电场互不影响。一带电电量为q，质量为m小球以一定的初速度从圆弧轨道顶端开始沿轨道运动，小球恰好对圆弧轨道无压力的以水平速度飞出，随即沿接在恒压电源上的平行板电容器中线水平飞入两平行板间的电场，在电容器中做匀速直线运动，已知电容器两极板间距离为d，板长为L。当小球运动到某一点P处时立即将上板向上平移，小球刚好从金属板右端飞出，重力加速度为g，则求：
（1）带电小球的电性；
（2）匀强电场的电场强度E；
（3）小球从射入电容器到运动至P点所用时间t（不考虑电容器充放电的时间）。
江门市名校2023-2024学年高二上学期9月月考
物理试卷 答案解析
（时间75分钟，满分100分）
一、单选题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分。）
1. 如图所示，电荷量相同的4个点电荷分别位于矩形abcd的四个顶点上，其中ab=2L，bc=L。A、B、C、D分别是四条边的中点，O为矩形的中心。则（ ）
A. O点的电场强度为零
B. A、C两点的电场强度相同
C. B、D两点的电势相等
D. 负电荷沿直线从B移动到D，电场力先做正功后做负功
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据场强的叠加原理可知，O点处的场强方向水平向右，不为零，故A错误；
B．根据场强的叠加原理可知，C点场强方向沿d到c，A点的场强方向沿a到b，故两点场强方向相同，且两点都位于等量异种电荷的中点处，场强大小相等，则A、C两点的电场强度相同，故B正确；
C．由于两个等量同种点电荷连线的中垂线上电场方向从中点指向无穷远处，或无穷远处指向中点，而无穷远处电势为零，所以B、D两点的电势一正一负，电势不相等，故C错误；
D．负电荷沿直线从B移动到D，沿着电场线相反的方向运动，电场力一直做正功，故D错误。
故选B。
2. 随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则放上物体后（ ）
A. 电容器电容变小
B. 电容器的带电量增大
C. 极板间电场强度变小
D. 膜片下移过程中，电流表有从a到b的电流
【答案】B
【解析】
【详解】ABD．根据电容器表达式
当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大；再根据电容器定义式
由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，即电容器被充电，电流表有从b到a的电流，AD错误，B正确；
C．由匀强电场公式得
所以当电压不变，两个极板的距离减小时，极板间电场强度变大，C错误。
故选B。
3. 在竖直平面内有一电场强度大小为E的匀强电场，将一个质量为m、电量为q的带电小球由静止开始释放，带电小球沿与竖直方向成θ角做直线运动。关于带电小球的电势能ε 和机械能Ep的判断，正确的是（ ）
A. 若θ<90°且，则ε、Ep一定不变
B. 若45°<θ<90°且，则ε可能减小、Ep可能增加
C. 若0°<θ<45°且，则ε可能增加、Ep一定减小
D. 若0°<θ<45°且，则ε可能减小、Ep可能增加
【答案】A
【解析】
【详解】A．若θ＜90°且时，运用三角形定则作出力的合成图如左图所示，可知电场力qE与合力F合垂直，则电场力与速度方向垂直，电场力不做功，ε、Ep一定不变，故A正确。
B．若45°＜θ＜90°且时，则电场力大于重力，电场力与合力成锐角，电场力一定做正功，则ε一定减小、Ep一定增加，故B错误。
CD．若0＜θ＜45°且时，则电场力小于重力，电场力与合力成锐角，如右图所示。电场力做正功，所以电势能ε一定减小，机械能Ep一定增大；故CD错误。
故选A。
4. 如图所示，正三棱柱的A点固定一个电荷量为＋Q的点电荷，C点固定一个电荷量为－Q的点电荷，选取无穷远处电势为0。则（ ）
A. 点处的电场强度比点处的电场强度大
B. 将一负试探电荷从点移到点，其电势能保持不变
C. 将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力做正功
D. 点处的电势一定小于零
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据对称性可得，点处的电场强度与点处的电场强度大小相等，方向不同，故选项A错误；
B．一负试探电荷从点移到点，电场力做负功，电势能增加，故选项B错误；
C．因为B点和点在等量异种电荷的中垂面上，中垂面为零等势面，电荷沿直线从B点移到点，电场力不做功，故选项C错误；
D．电场线是由正电荷指向负电荷，由高等势面指向低等势面，因为点在零等势面右面，故点处的电势一定小于零，故选项D正确。
故选D。
5. 如图所示，两带正电粒子从同一位置以平行于极板的初速度v0进入两平行板间的匀强电场，其中打到A位置粒子的水平位移是打到B位置粒子的水平位移的。不计粒子重力，忽略粒子间的相互作用。若打到A位置的粒子比荷为k，则打到B位置的粒子比荷为（ ）
A. k B. k C. k D. k
【答案】C
【解析】
【详解】设粒子的电荷量为q，质量为m，粒子在匀强电场中运动的加速度为
运动时间为
偏转位移为
整理得
因此，得
联立解得
故选C。
6. 如图所示，A、B是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电， 并彼此接触．现使带负电的橡胶棒C靠近A（C与A不接触），然后先将A、B分开，再将C移走．关于A、B的带电情况，下列判断正确的是（ ）
A. A带正电，B带负电 B. A带负电，B带正电
C. A、B均不带电 D. A带负电，B带负电
【答案】A
【解析】
【详解】试题分析：带负电的橡胶棒C靠近A时，由于静电感应，则A带上正电、B带负电，若先将A、B分开，再将C移走，则A带正电，B带负电，故选A．
考点：静电感应
【名师点睛】此题考查了静电感应；要知道同性电荷相斥、异性电荷相吸的道理，同时注意操作的各个步骤的顺序．
7. 如图所示在光滑、绝缘的水平面上，沿一直线依次排列三个带电小球A、B、C（可视为质点）.若它们恰能处于平衡状态.那么这三个小球所带的电荷量及电性的关系，下面的情况可能的是（ ）
A. 3、-2、6
B. -9、4、-36
C. -3、2、8
D. 4、9、36
【答案】B
【解析】
【详解】题中要求三个小球均能处于平衡状态，则要使A平衡，BC所带电性相反（BC对A的力方向必须相反）；同理，则要使C平衡，AB所带电性相反；综上，电荷电性需满足“两同夹异”，排除CD
A：若A选项正确：
对小球B受力分析，则 ，代入数据得：
对小球A受力分析，则，代入数据得：
两式相互矛盾，故A错误
B：若B选项正确：
对小球B受力分析，则 ，代入数据得：
对小球A受力分析，则，代入数据得：
两式一致，故B正确．
点睛：三个电荷的自平衡问题，从力的方向角度满足“两同夹异”，从力的大小角度满足“两大夹小”．
二、多选题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不齐全得3分，有选错或不答的得0分。）
8. 兴趣小组利用图示器材探究平行板电容器，保持正对面积S不变，缓慢增大两极板间距离，描绘出电容器两端电压、电容器电容、极板带电量、板间电场强度与关系图像，以下描述可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】
【详解】C．因为电容器负极板接地，正极板与静电计的金属球相连，二者之间保持开路状态，不会使电容器发生充放电，所以Q不变，故C正确；
B．根据平行板电容器的电容决定式可知C随d的增大而减小，且满足反比例关系，即C-d图像为双曲线的一支，故B错误；
D．两极板间电场强度为
因为Q和S均不变，所以E不变，故D正确；
A．根据可知U随d的增大而线性增大，故A正确。
故选ACD。
9. 如图所示，圆形虚线表示固定于O点的某点电荷电场中的部分等势线，实线为某个电子的该电场中由a点经b点和c点的运动轨迹，该轨迹与其中一条等势线相切于b点。若电子只受该电场的作用，则下列说法正确的是（ ）
A. O点的电电荷带正电
B. a点的电势高于c点的电势
C. 电子在a点的加速度大于在c点的加速度
D. 电子运动过程中，在b点的电势能最大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图可知电子受力方向远离场源电荷，故电子受到排斥力，所以场源电荷带负电，故A选项错误；
B．场源负电荷周围电场线由无穷远指向O点，沿电场线方向电势逐渐降低，所以a点的电势高于c点的电势，故B选项正确；
C．离场源电荷越近场强越大，电子在a点所受电场力小于c点所受电场力，由牛顿第二定律知电子在a点的加速度小于在c点的加速度，故C选项错误；
D．电子从a到b电场力做负功电势能增大，从b到c电场力做正功电势能减小，所以在b点电势能最大，故D选项正确。
故选BD。
10. 如图，一不带电金属球壳Q放在绝缘支架上，现在Q的右侧放置一带负电不计体积大小的小球A，同样放在绝缘支架上。M、N两点为A球与球壳Q的球心O连线上的两点，均在球壳内部，分别在球心O的左、右两侧关于O点对称。由于静电感应，球壳Q的左右两侧分别带上等量异种电荷。有关现象描述正确的是（ ）
A. 感应电荷在M点产生的电场强度向左，在N点产生的电场强度向右
B. 感应电荷在M点产生的电场强度比N点要小
C. M、O、N三点的合场强均为0，但由于N点离带电小球A较近，故N点电势较另两点要低
D. 若将金属球壳Q的左侧接地，则球壳Q的左侧将不带电
【答案】BD
【解析】
【详解】A．带负电的小球A在球壳内部M、N点产生的场强方向向右，所以感应电荷在M、N点产生的电场强度向左，故A错误；
B．带负电的小球A在球壳内部M点产生的场强小于在N点产生的场强，所以感应电荷在M点产生的电场强度比N点要小，故B正确；
C．金属球壳Q是等势体，三点的电势相同，故C错误；
D．若将金属球壳Q的左侧接地，则球壳Q的左侧将不带电，故D正确。
故选BD。
三、实验题（每空2分，共12分）
11. “求知”研究小组在探究平行板电容器的实验中，如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带负电，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，静电计指针偏角______（填“变大”、“变小”或“不变”），P点电势______（填“升高”、“降低”或“不变”），油滴的电势能______（填“大于”、“小于”或“等于”）零。
【答案】 ①. 变小 ②. 不变 ③. 小于
【解析】
【详解】[1]上极板下移，板间距d减小，根据
可知，场强E不变，电容器电容增大，两极板间电压变小，静电计指针张角变小。
[2]因下极板接地，电势为零，电场强度不变，P点与下极板间距不变，根据
可知P点的电势不变。
[3]油滴所受电场力与重力平衡，则电场力方向竖直向上，而根据题意知场强方向竖直向上，可知油滴带正电；下极板接地，电势为零，则P点电势为负，油滴的电势能小于零。
12. 如图所示，一半径为r的圆环上均匀分布着电荷，在垂直于圆环且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（q > 0）的固定点电荷。已知d点处的电场强度为零，静电力常量为k，则圆环在d点产生的电场强度大小为___________，c点的电场强度大小为___________，b点的电场强度大小为___________。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度为
向右；d点处的场强为零，故圆环在d处产生的场强为
向左，故圆环带负电荷；
[2]结合对称性和矢量合成法则，圆环在c点产生的场强为零；电荷q在c点产生的场强为
向右；故c点的场强为，向右；
[3]结合对称性，圆环在b处产生的场强为
向右；点电荷q在b处产生的场强为
向右；故b点场强为
向右
三、计算题（本大题共3小题，共42分）
13. 如图所示，在倾角θ＝37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E＝4.0×103N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板。质量m＝0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回。已知斜面的高度h＝0.24m，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.30，滑块带电荷q＝－5.0×10－4C。取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80。求：
（1）滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小；
（2）滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度；
（3）滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q。（计算结果保留两位有效数字）
【答案】（1）2.4m/s；（2）0.10m；（3）0.96J
【解析】
【详解】（1）滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力为
设到达斜面底端时的速度为v1，根据动能定理有
解得
（2）滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大，设此高度为h1，根据动能定理有
代入数据解得
（3）滑块最终将静止在斜面底端，因此重力势能和电势能的减少量等于克服摩擦力做的功，即等于产生的热能
14. 如图所示，粒子发射器发射出一束质量为，电荷量为的粒子（不计重力），从静止经加速电压加速后，沿垂直于电场方向射入两平行板中央，受偏转电压作用后，以某一速度离开电场。已知平行板长为，两板间距离为，求：
（1）粒子进入偏转电场速度
（2）粒子在离开偏转电场时的纵向偏移量；
（3）粒子在离开偏转电场时的动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在加速电场中，由动能定理得
解得
（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动
水平方向上有
得
竖直方向上有
又
联立解得
（3）粒子从静止到离开偏转电场的运动过程中，由动能定理得
解得，粒子在离开偏转电场时的动能
15. 如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道竖直固定放置，所在空间存在一竖直向下的匀强电场，且与电容器间的电场互不影响。一带电电量为q，质量为m小球以一定的初速度从圆弧轨道顶端开始沿轨道运动，小球恰好对圆弧轨道无压力的以水平速度飞出，随即沿接在恒压电源上的平行板电容器中线水平飞入两平行板间的电场，在电容器中做匀速直线运动，已知电容器两极板间距离为d，板长为L。当小球运动到某一点P处时立即将上板向上平移，小球刚好从金属板右端飞出，重力加速度为g，则求：
（1）带电小球的电性；
（2）匀强电场的电场强度E；
（3）小球从射入电容器到运动至P点所用的时间t（不考虑电容器充放电的时间）。
【答案】（1）带负电；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球恰好对圆弧轨道无压力的以水平速度υ0飞出，受力分析可知电场力必定向上，故小球带负电。
（2）恰好不脱离轨道时，则
解得
（3）带电小球在板间受重力和竖直向上的电场力，因为小球匀速运动，所以满足
当上板向上提后，由于板间场强减小，电场力减小，故小球向下偏转，在电场中做类平抛运动，此时小球的加速度满足
解得
小球刚好从金属板右端飞出，设从P点到板末端飞出过程的时间，则有
设刚进入电场到飞出电场时间为，有
因此小球从射入电容器到运动至P点时间
解得
