重庆市两江新区2023-2024学年高二上学期第一学月质量监测
物理试题
（考试时间：90分钟 满分：100分）
一、单项选择题（本大题共8小题，共32分）
1．真空中甲、乙两个固定的点电荷，相互作用力为F，若甲的带电量变为原来的2倍，乙的带电量变为原来的8倍，要使它们的作用力仍为F，则它们之间的距离变为原来的 （ ）
A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍
2．如图所示，是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷连线长度为2r，左侧点电荷电荷量为false，右侧点电荷电荷量为false，P、Q两点关于两电荷连线对称。下列说法中正确的是（ ）
A．P、Q两点的电场强度相同
B．M点的电场强度小于N点的电场强度
C．在两点电荷连线上，中点处的电场强度最小
D．在M点由静止释放一个正的试探电荷，电荷不会沿电场线通过P点
3．如图所示，三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆半径之差相等。A、B、C分别是这三个等势面上的点，且在同一条电场线上，A、C两点的电势为false和false，则B点的电势（ ）
A．可能等于15V B．可能大于15V
C．一定小于15V D．无法判断
4．如图所示，实线表示匀强电场的电场线．一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点．若a点电势为false，b点电势为false，则（ ）
A．场强方向一定向左，且电势false B．场强方向一定向左，且电势false
C．场强方向一定向右，且电势false D．场强方向一定向右，且电势false
5．如图所示，在原来不带电的空心金属球壳外面放置一个正电荷，A、B、C三点分别位于球壳外部、球壳实体中和球壳空腔内。各点的场强分别为false、false、false，电势分别false、false、false，当球壳处于静电平衡状态时，下列说法正确的是（ ）
A．false B．false
C．B点的电场强度等于0 D．由于静电感应，球壳左侧内表面感应出负电荷
6．平行板电容器的两板A、B接于电池两极，一带正电小球用绝缘细线悬挂在电容器两板之间，细线与竖直方向夹角为false，如图，那么：（ ）
A．保持电键S闭合，仅将A板向B板靠近，则θ减小
B．保持电键S闭合，仅将A板沿极板方向下移少许，则θ不变
C．电键S断开，仅将A板靠近B板，则θ增大
D．电键S断开，仅将A板远离B板，则θ减小
7．如图所示，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，false和false为圆的两条直径，false．将一电荷量为q的正点电荷从a点移到b点，电场力做功为false；若将该电荷从d点移到c点，电场力做功也为W．下列说法正确的是（ ）
A．a、c两点的电势相等
B．电场强度方向由a指向d
C．a、O两点间的电势差大于false
D．将该电荷从d点移到圆周上不同点时，电场力做功最大值为false
8．如图所示，中子内有一个电荷量为false的上夸克和两个电荷量为false的下夸克，3个夸克都分布在半径为r的同一圆周上，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为（ ）
A．false B．false C．false D．false
二、多项选择题（本大题共4小题，共16分，每小题至少有两个选项正确。）
9．下列说法中，正确的是（ ）
A．沿着电场线的方向移动正电荷，电势能一定增加
B．沿着电场线的方向移动正电荷，电势能一定减少
C．沿着电场线的方向移动负电荷，电势能一定减少
D．沿着电场线的方向移动负电荷，电势能一定增加
10．如图所示，在a、b两点固定着两个带等量异种电荷的点电荷，c、d两点将a、b两点的连线三等分，e、f是a、b两点连线的中垂线上的两点，且e、f到a、b两点连线的距离相等，则（ ）
A．将一带正电的检验电荷从c点由静止释放，该检验电荷从c运动到d的过程中加速度一直增大
B．将一带正电的检验电荷从c点由静止释放，该检验电荷从c运动到d的过程中速度一直增大
C．带正电的检验电荷在e点的加速度方向平行于c、d连线向右
D．带正电的检验电荷在e点的加速度方向为由e指向f
11．如图所示，水平向左的匀强电场中，质量为m、带电量为q的小球从A点沿直线由A点运动到B点。false与电场线之间夹角为false，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小球可能带正电 B．小球一定带负电
C．电场强度false D．小球沿false做匀速直线运动
12．如图，false为直角三角形，false，false，三角形处于平行于三角形平面的匀强电场中。已知A、B、C三点的电势分别为false、false、false。下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的方向可能由B指向C
B．匀强电场的方向与false的角平分线平行
C．匀强电场的电场强度大小为false
D．匀强电场的电场强度大小为false
三、实验题（本大题共2小题，共12分）
13．某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，其操作步骤如下：
A．将操作台调为水平；
B．用天平测出滑块A、B的质量false、false；
C．用细线将滑块A、B连接，滑块A、B紧靠在操作台边缘，使A、B间的弹簧处于压缩状态；
D．剪断细线，滑块A、B均做平抛运动，记录A、B滑块的落地点M、N；
E．用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离false、false；
F．用刻度尺测出操作台面距地面的高度h
（1）上述步骤中，多余的步骤是__________．
（2）如果动量守恒，须满足的关系是__________（用测量量表示）．
14．某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为6V的交变电流和直流电，交变电流的频率为50Hz。重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。
（1）他进行了下面几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是__________，操作不当的步骤是__________。（填选项字母）
（2）这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点。根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重锤的速度为__________false．（保留3位有效数字）
（3）他根据纸带上的数据算出各点的速度v，量出下落距离h，并以false为纵轴、以h为横轴面出图象，应是下列图中的________。
A． B． C． D．
四、计算题（本大题共4小题，共40分）
15．（6分）如图所示，把一电荷量为false的小球A用绝缘细绳悬起，若将电荷量为false的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距false时，绳与竖直方向的夹角false，g取false，false，且A、B两小球均可视为点电荷，求：
（1）A、B两球间的静电力的大小；
（2）A球的质量。
16．（9分）如图所示，水平向左的匀强电场中有a、b、c三点，false与场强方向平行，false与场强方向成false，false，false。现将一个电量为false的正电荷从a移动到b，电场力做功false。求：
（1）该电场的场强大小；
（2）false间的电势差false；
（3）若b点的电势为3V，则c点电势false。
17．（10分）如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m、带电荷量为false的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处时速度恰为零。求：（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）
（1）小球到达小孔处时的速度大小；
（2）极板间的电场强度大小和电容器所带的电荷量；
（3）小球从开始下落至运动到下极板处所用的时间。
18．（15分）如图所示，虚线左侧有一场强为false的匀强电场，在两条平行的虚线false和false之间存在着宽为L、电场强度为false的匀强电场，在虚线false右侧相距也为L处有一与电场false平行的屏．现将一电子（电荷量为e，质量为m）无初速度放入电场false中的A点，最后打在右侧的屏上，false连线与屏垂直，垂足为O，求：
（1）电子从释放到打到屏上所用的时间；
（2）电子刚射出电场false时的速度方向与false连线夹角的正切值false；
（3）电子打到屏上的点false到O点的距离．
重庆市两江新区2023-2024学年高二上学期第一学月质量监测
物理试题答案
1．【答案】B
【解析】解：由库仑定律可得：false；
当甲的带电量变为原来的2倍，即2Q；乙的带电量变为原来的8倍，即8q
由于作用力相等，所以变化后距离变为原来的4倍
故选：B。
由库仑力公式可得出两次作用力的表达式，则可求得相等的相互作用力对应的距离．
本题考查库仑定律的直接应用，只需注意电量值的变化即可顺利求出
2．【答案】D
【解析】解：false、电场线的疏密表示电场强度的大小，根据图象可知，P点场强大小与Q点场强，大小相等，但是方向不同，所以P、Q两点的电场强度相同；同理可得M点的电场强度大于N点的电场强度，故AB错误；
C、由电场线分布可知，在两点电荷连线上，中点处的电场线不是最稀疏的，则电场强度不是最小，故C错误；
D、因false之间的电场线是曲线，则在M点由静止释放一个正的试探电荷，电荷不会沿电场线通过P点，故D正确。
故选：D。
电场线的疏密表示电场强度的大小，切线方向表示电场强度的方向；电场线为曲线时，点电荷的运动轨迹不会与电场线重合。
本题考查借助电场线可以形象直观表示电场这两方面的特性：电场线疏密表示电场强度的大小，切线方向表示电场强度的方向，要明确点电荷运动轨迹与电场线重合的条件。
3．【答案】C
【解析】【分析】
由false结合点电荷周围电场强度分布情况分析即可。
正确应用公式false是解题的关键。
【解答】
由false可知，在d相同时，平均场强越大，电势差U也越大，因此false·
即false，故false，选项C正确。
4．【答案】C
【解析】解：由图正电荷运动轨迹可知，正电荷受向右的电场力作用，故场强方向一定向右。
沿着电场线的方向电势降低的，可判定a点的电势大于b点，即电势false。
故选：C。
粒子在电场力作用下，由运动与力关系可知，根据轨迹的弯曲程度，判断出合力（电场力）的方向，再根据电场力方向和电荷性质判断场强方向；
沿着电场线的方向电势降低的．因此可作出M、N点的等势点（要同在一根电场线），接着沿着电场线去判定．
电场线虽然不存在，但可形象来描述电场的分布．对于本题关键是根据运动轨迹来判定电场力方向，由曲线运动条件可知合力偏向曲线内侧．
5．【答案】C
【解析】【分析】静电平衡导体是等势体，内部的场强处处为零。
【解答】AC．由于静电平衡球壳实体中和球壳空腔内，场强处处为0，则有false，故A错误，C正确；
B．根据顺着电场线方向电势降低，静电平衡导体是等势体，则false故B错误；
D．由于外加电场和球壳表面电荷产生的内电场在球壳内（包括实体内和空腔中）合电场为0，则球壳左侧外表面感应出负电荷，右侧外表面感应出等量的正电荷，内表面没有电荷，故D错误。
故选C。
6．【答案】B
【解析】【分析】
小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态，保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变；断开开关S，电容器所带的电量不变．根据false、false、false结合进行分析．解决电容器的动态分析问题关键抓住不变量．若电容器与电源断开，电量保持不变；若电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差保持不变．
【解得】
A．保持电键S闭合，仅将A板向B板靠近，由于电容器的端电压等于电源的电动势，故其端电压不变，而由于板间距减小，故场强增大，故电荷所受的电场力增大，故false变大，A错误；
B．保持电键S闭合，仅将A板沿极板方向下移少许，由于电容器的端电压等于电源的电动势，故其端电压不变，板间距不变，则场强不变，故电荷的受力不变，则false不变，B正确；
CD．电键S断开时，电容器的电荷量不变，此时仅将A板靠近或远离B板，则由false、false，false可得false，所以板间的场强E大小不变，故由其受力可知则false不变，CD错误。
故选B。
7．【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查电场。根据电场力做功情况分析电势差，可知电势情况；由电场线与等势线垂直的特点分析电场强度的方向；根据匀强电场中同一条直线上电势差与距离成正比的关系分析a、O两点间的电势差；根据匀强电场的特点，分析将该电荷从d点移到圆周上不同点时电场力做功的最大值。
【解答】
A．根据题意电荷量为q的正点电荷从a点移到b点过程和该电荷从d点移到c点过程，电场力都做正功，做功为W，由电场力做功的公式false，可知false，由几何知识可知，false，所以可知a、d两点的电势相等，故A错误；
B．a、d两点的电势相等，false连线是一条等势线，根据电场线与等势线垂直的特点可知，电场强度方向由a指向c，故B错误；
C．根据匀强电场中同一条直线上电势差与距离成正比的关系可知，a、O两点间的电势差false，故C错误；
D．电场线方向由d指向b，圆周上电势最低的点是与false垂直的圆的切线经过的点，此切线为一条等势线，根据几何关系可知，d点与圆周上电势最低的点之间沿电场线方向的距离为false，false两点之间的距离为R，根据匀强电场中同一条直线上电势差与距离成正比的关系，结合电场力做功的公式false可求得将该电荷从d点移到圆周上不同点时，电场力做功最大值为false，故D正确。
8．【答案】A
【解析】解：一个下夸克在圆心处产生的电场强度大小为false，两个电荷量为false的下夸克在圆心处产生的合场强大小为false，方向沿false．电荷量为false的上夸克在圆心处产生的电场强度大小为false，方向沿false，所以3个夸克在其圆心处产生的电场强度大小false，方向沿false。
故选：A。
先将两个电荷量为false的下夸克在圆心处产生的电场强度进行合成，再与电荷量为false的上夸克在圆心处产生的电场强度合成，求出3个夸克在其圆心处产生的电场强度。
本题电场的叠加问题，要利用对称性。对于两个下夸克场强的合成可利用力的合成进行类比。
9．【答案】BD
【解析】【分析】
电场力对电荷做正功时电荷的电势能减小，电场力对电荷做负功时，电荷的电势能增大．根据电场力做功情况，分析电势能的变化情况．
解决本题的关键要掌握电场力做功的正负与电势能变化的关系，可与重力做功和重力势能变化的关系来类比理解．
【解答】
AB、正电荷所受静电力方向与电场方向相同，故沿着电场线的方向移动正电荷，静电力做正功，电势能减少，故B正确，A错误；
CD、负电荷所受静电力方向与电场方向相反，故沿着电场线的方向移动负电荷，静电力做负功，电势能增加，故C错误，D正确。
故选BD。
10．【答案】BC
【解析】解：AB、根据等量异种点电荷周围电场线的特点可知，c、d两点关于两点电荷连的中点对称，则可知其电场强度大小相等，且电场的方向由正电荷指向负电荷。c、d两点在两点电荷连线上。因此可知c、d两点的电场强度方向相同，而两点电荷连线中点处的场强最小。故该检验电荷从c运动到d的过程中加速度先减小后增大，可知速度一直增大，故A错误，B正确；
CD、e点的电场强度为两点电荷在e点场强的合场强，作出e点的电场强度如图所示
可知e点的电场强度平行于c、d连线向右，故C正确，D错误。
故选：BC。
根据电场线的方向和疏密判断场强的方向和大小，以及电势的高低。
常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，并要注意依据电场线的疏密
来判定电场强度的大小，同时注意等量异号电荷形成电场的对称性。加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题。
11．【答案】BC
【解析】解：AB、小球沿false方向做直线运动，则所受的合力方向应与false连线共线，由于重力方向竖直向下，而电场力与电场线平行，只能沿水平方向，可见电场力应水平向右，与电场线的方向相反，则小球带负电，故A错误，B正确；
C、重力和电场力的合力如图所示，由几何关系可知，false，解得false，故C正确；
D、小球所受的合力方向与运动方向相反，且合力恒定，小球将做匀减速直线运动，故D错误。
故选：BC。
根据运动情况结合受力特点，根据平行四边形定则得出电场力的方向，从而得出小球的电性即可判断；根据受力情况，结合几何关系列方程求出电场强度的大小即可判断；根据小球的受力情况得出小球的运动情况即可判断。
本题考查带电粒子在电场中的运动情况分析问题，要注意明确小球做直线运动，所以只能是受力平衡或者是合力的方向与运动方向在同一直线上。
12．【答案】BD
【解析】【分析】
本题考查电势、电场强度相关知识，解决要点为熟知电场线与等势面垂直，顺电场线方向电势降低，熟练应用匀强电场中有中点电势公式以及场强与电势差的计算公式。
【解答】
A．取false中点O，可知O点电势为false，故即false连线为等势面，电场线垂直等势面，且由高电势指向低电势，故电场方向为过B点指向false的垂线，可知A错误：
B．根据几何关系可得，false为等边三角形，则匀强电场的方向与false的角平分线平行，故B正确。
CD．false，故C错误，D正确。
13．【答案】（1）F；（2）false
【解析】【分析】
烧断细线后，两球离开桌面做平抛运动，由于高度相等，则平抛的时间相等，水平位移与初速度成正比，小球的水平位移可替代平抛运动的初速度；将需要验证的关系速度用水平位移替代。
本题是运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证。
【解答】
取小球A的初速度方向为正方向，两小球质量和平抛初速度分别为false、false，false、false，平抛运动的水平位移分别为false、false，平抛运动的时间为t
需要验证的方程：false
又false，false
代入得到false
故不需要用刻度尺测出操作台面距地面的高度h，所以多余的步骤是F；
故答案为：（1）F；（2）false
14．【答案】【小题1】 CB
【小题2】 1.84
【小题3】 C
【解析】1．将打点计时器接到电源的“交流输出”上，故B错误，操作不当；因为我们是比较false、false的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要．故答案为：C，B；
2．匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可以求出B点的 速度大小为false；
3．他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以false为纵轴、以h为横轴画出的图象，根据false，所以应是图中的C．
15．【答案】解：（1）由库仑定律得：false
代入数据：false。
故false两球间的库仑力为0.02N。
（2）由牛顿第三定律知，B所受库仑力与A所受库仑力大小相等，对A受力分析如下图所示：
根据物体平衡得：false
代入数据：false。
故A球的质量为：false。
答：（1）A、B两球间的静电力的大小为0.02N；
（2）A球的质量为false。
【解析】对小球A进行正确受力分析，小球受水平向左的库仑力、重力、绳子的拉力，根据平衡条件列方程求解。
本题结合物体平衡考查了库仑定律的应用，属于简单基础题目，是一道考查基础知识的好题。
16．【答案】解：（1）带点粒子从从a移到b时，电场力做正功，有：false，false
解得：false；
（2）false间的电势差：false
解得：false；
（3）若b点的电势为3V，有false间电势差：false
又由false
解得：false。
【解析】本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动、匀强电场中电势差与电场强度的关系。
（1）根据匀强电场电场力做功的表达式false结合false可求得电场强度大小；
（2）根据匀强电场电势差与电场强度的关系可求得false两点间的电势差；
（3）根据电势差的定义式可得c点的电势。
17．【答案】解：（1）进入电场前，小球做自由落体运动，false
false；
（2）全过程，据动能定理可得false
解得 false
据false得false
据false得false；
（3）加速过程：false
减速过程，有：false
false
联立
解得：false
【解析】【分析】
本题关键是明确小球的受力情况和运动规律，然后结合动能定理和动量定理列式分析，不难。
（1）小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式列式求解即可；
（2）对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式求解电场强度，然后根据false求解电容器的带电量；
（3）对加速过程和减速过程分别运用动量定理列式求解时间，然后求和即可。
18．【答案】解：（1）电子在电场false中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为false，时间为false，
由牛顿第二定律得：false ①
由false得：false ②
电子进入电场false时的速度为：false ③
进入电场false到屏水平方向做匀速直线运动，时间为：false ④
电子从释放到打到屏上所用的时间为：false ⑤
①→⑤联立求解得：false；
（2）设粒子射出电场false时平行电场方向的速度为false
由牛顿第二定律得：
电子进入电场false时的加速度为：false ⑥
false ⑦
false⑧
电子刚射出电场false时的速度方向与false连线夹角的正切值为；false ⑨
①②③⑥⑦⑧⑨联立得：false ⑩
（3）带电粒子在电场中的运动轨迹如图所示；
设电子打到屏上的点P到O点的距离x，
根据上图有几何关系得：false ?
⑩?联立得：false
答：（1）电子从释放到打到屏上所用的时间为：false；
（2）电子刚射出电场false时的速度方向与false连线夹角的正切值false；
（3）电子打到屏上的点P到O点的距离false．
【解析】（1）电子运动分三段，左侧电场初速度为零的匀加速直线运动，后做类平抛运动，最后做匀速直线运动，根据各自规律可求时间；
（2）在电场false中做类平抛运动，速度偏转角为false；
（3）做出带电粒子的运动轨迹，根据几何关系可求得．
本题考查带电粒子在电场中的加速和偏转，明确受力情况，根据力与运动关系找出运动规律即可求解．
