关山中学2023-2024学年高二上学期10月月考
物理 答案
满分100分，时间75分钟。
一、选择题(共12小题，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；第9～12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．如图，水平直线表示电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点．一负点电荷仅在电场力作用下，从静止开始由A向B做匀加速运动．则电场强度( C )
A．逐渐增大，方向向左 B．逐渐增大，方向向右
C．保持不变，方向向左 D．保持不变，方向向右
解析：负电荷从静止开始由A向B做匀加速运动，说明负电荷受到的电场力保持不变，所以从A到B电场强度保持不变，负电荷受到的电场力方向向右，所以电场强度向左，故A、B、D错误，C正确．
2．下列防雷措施可行的是（ ）
①在大树下避雷雨；②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨；③不要快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔；④在空旷地带，最好关掉手机电源
A．①③ B．②③ C．①④ D．③④
2．D
【详解】
表面具有突出尖端的导体，在尖端部分电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电，因此，不要在大树下避雨，别停留在山顶、山脊的凉亭等地方。快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔，身体的跨步越大，电压就越大，雷电也越容易伤人。在空旷地带使用手机通话，手机很有可能成为闪电的放电对象。所以ABC错误； D正确；
故选D。
3．电荷量为1.0×10－8C的正电荷，从电场中的A点移到B点，电场力做功1.5×10－6J的功，则电场中A、B两点间的电势差是( C )
A．50V B．100V
C．150V D．200V
解析：A、B两点间的电势差为UAB＝＝V＝150V。
4．两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示。c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则下列说法错误的是( B )
A．a点的电场强度比b点的大 B．a点的电势比b点的高
C．c点的电场强度比d点的大 D．c点的电势比d点的低
解析：观察题中图可知a点附近电场线比b点附近电场线密，所以Ea＞Eb，A项正确；由沿电场线方向电势逐渐降低可知φb＞φa，B项错；由场强公式E＝k和场强叠加原理可知Ec＞Ed，C项正确；若只有正电荷形成电场，则φc＝φd，若只有负电荷形成电场，则φc＜φd，而同时存在两种电荷时，可知φd＞φc，D项正确。本题选错误的，故选B。
5．在雷雨天气中，两头牛躲在一棵大树下，A牛面对大树站立，B牛侧对大树站立。当闪电击中大树时，大树周围的电势分布如图所示，则( B )
A．A牛的前脚电势比后脚电势低
B．A牛比B牛受到伤害可能更大
C．大树周围形成的电场是匀强电场
D．大树周围形成的电场是图中的同心圆
解析：由等势线分布图可看出，A牛前脚的电势大于后脚的电势，选项A错误；由题中等势面所标出数据可知，类似于正电荷形成的电场，故选项C、D错误；A牛前后脚存在电势差，而B牛处于同一等势上，根据W＝qU可判A牛比B牛受到的伤害更大，故B项正确。
6．(2021·全国高二单元测试)如图所示是一对等量异种电荷形成的等势面，下列说法正确的是( C )
A．一负电荷在a点处电势能大于在c点电势能
B．一正试探电荷放在a点处受力比在b处大
C．将一电子从a处移到c处电势能增加10eV
D．将一电子置于b点受力方向水平向右
解析：电势能为标量，由Ep＝φq可知，负电荷在a点电势能小于c点电势能，故A错误；等势面密的地方电场线也较密，由电场线的疏密程度可知a点场强比b点场强小，由F＝qE知电荷在b处受力更大，故B错误；由W＝qU＝－e(φa－φc)＝－10eV，知电场力做负功，电势能增加，故C正确；电场线与等势面垂直，由电势高一侧指向电势低一侧，可知b处电场线水平向右，则电子受力方向水平向左，故D错误。
7．(2022·西藏林芝市第二高级中学高二期末)如图所示，两平行板间有匀强电场，不同带电粒子先后以相同初速度v0，从平行板左侧中央沿垂直电场方向射入，粒子均不与平行板碰撞，粒子重力不计。设粒子质量为m，带电荷量为q，粒子从平行板右侧离开时偏转距离为y，则下列说法正确的是( C )
A．y与q成正比 B．y与m成反比
C．y与成正比 D．y与成反比
解析：电子进入偏转电场，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，设电子在偏转电场中运动的时间为t，水平方向t＝，竖直方向y＝at2＝××2＝，由此可知，y与成正比。
8．(2022·湖南衡阳一模)人体的细胞膜模型图如图a所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位)，现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图b所示，初速度可视为零的一价正钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是( D )
A．A点电势等于B点电势
B．钠离子的电势能增大
C．若膜电位不变，钠离子进入细胞内的速度越大
D．若膜电位增加，钠离子进入细胞内的速度更大
解析：初速度可视为零的一价正钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，则电场线从A到B，沿电场线电势降低，所以A点电势大于B点电势，A错误；钠离子运动中电场力做正功，所以钠离子的电势能减小，B错误；由动能定理可知qU＝mv2，若膜电位不变时，即电压U不变时，钠离子进入细胞内的速度不变；电压U增加时，速度增大，C错误，D正确。
9．研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是( AC )
A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电
B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小
C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变小
D．实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
解析：实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，在b板上将感应出异种电荷，A正确；b板向上平移，正对面积S变小，由C＝知，电容C变小，由C＝知，Q不变，U变大，因此静电计指针的张角变大，B错误；插入有机玻璃板，相对介电常数εr变大，由C＝知，电容C变大，由C＝知，Q不变，U变小，因此静电计指针的张角变小，C正确；由C＝，实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表示U变大，但带电荷量与电容器电容无关C不变，D错误。
10．(2022·四川资阳高二上期中)如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C的连线构成一直角三角形，AB＝Lm，∠ABC＝60°，电场线与三角形所在的平面平行，已知A点的电势为5V，B点的电势为－5V，C点的电势为15V，据此可以判断( BD )
A．场强方向由C指向B B．场强方向垂直于A、D连线指向B
C．场强大小为V/m D．场强大小为V/m
解析：由于D点是BC的中点，则UCD＝UDB，即φC－φD＝φD－φB，故φD＝＝V＝5V，则φD＝φA，A、D连线为一条等势线，根据电场线和等势面垂直及沿电场线方向电势逐渐降低，可知场强的方向垂直于A、D连线指向B点，选项A错误，B正确；场强的大小为E＝＝V/m＝V/m，选项C错误，D正确。
11．(本题4分)图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线。两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N粒子从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则（ ）
A．M带负电荷，N带正电荷
B．N在a点的速度大小等于M在c点的速度大小
C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功
D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的总功等于零
BD
【详解】
A．由于O点电势高于c点，电场强度方向向下，根据M、N粒子的运动轨迹可知N受到的电场力向上，M受到的电场力向下，N带负电，M带正电，故A错误；
B．根据题图可知
而且电场力都做的是正功，两粒子电荷和质量大小相等，根据动能定理得
可知N粒子在a点的速度与M粒子在c点的速度大小相等；
C．N在从O点运动至a点的过程中受到的电场力向上，轨迹运动方向也向上，故电场力做正功，故C错误；
D．图中的虚线为等势线，即O点和b点的电势相等，所以M粒子从O点到b点的过程中电场力对粒子做功等于零，故D正确。
故选D。
12．(本题5分)如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为，偏转电压为，要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，下列方法中正确的是（ ）
A．使减小到原来的 B．使增大为原来的2倍
C．使偏转板的长度增大为原来2倍 D．使偏转板的距离减小为原来的
12．ABD
【详解】
设电子的质量和电量分别为m和e，电子在加速电场中加速过程，根据动能定理，有
电子进入偏转电场后，做类平抛运动，加速度大小为
电子在水平方向做匀速直线运动，则有
在竖直方向做匀加速运动，则有偏转量
联立，可得
A．根据偏转量的表达式，可知要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，使减小到原来的即可，故A正确；
B．根据偏转量的表达式，可知要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，使增大为原来的2倍即可，故B正确；
C．根据偏转量的表达式，可知要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，使偏转板的长度增大为原来倍即可，故C错误；
D．根据偏转量的表达式，可知要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，使偏转板的距离减小为原来的即可，故D正确。
故选ABD。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共2小题，共14分。把答案直接填在横线上)
13．(6分)(2022·山东聊城高一期末)某实验小组利用如图甲所示的电路“观察电容器的充、放电现象”。
(1)若将开关S接1，电容器上极板带__正电__(填“正电”或“负电”)，再将S接2，通过电流表的电流方向__向左__(填“向左”或“向右”)。
(2)实验中所使用的电容器如图乙所示，当电容器两端电压为额定电压时，电容器极板上所带电荷量为__2.6__C(结果保留两位有效数字)。
解析：(1)将开关S接1，电容器上极板与电源的正极相接，则上板带正电，再将S接2，电容器放电，所以通过电流表的电流方向向左。
(2)由题图乙可知该电容器的额定电压为5.5V，电容C＝0.47F，当电容器两端电压为额定电压时，电容器极板上所带电荷量Q＝CU＝0.47×5.5C≈2.6C。
14．(8分)当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0×107m/s。已知加速电场的场强为1.3×105N/C，质子的质量为1.67×10－27kg，电荷量为1.6×10－19C，则
（1）加速过程中电场力做 (填“正功”或“负功”)；质子电势能__ __(填“增加”或“减少”)；
(2)质子所受到的电场力为__2.08×10－14__ N；
(3)质子加速需要的时间约为__8×10－7__ s；
解析：(1)加速质子过程中，电场力对质子做正功，质子的电势能减少。
(2)质子受到的电场力为F＝Eq＝1.3×105×1.6×10－19N＝2.08×10－14N。
(3)质子的加速度为a＝＝m/s2≈1.25×1013m/s2，
根据v＝at得，加速时间t＝8×10－7s。
三、计算题(本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(8分)如图所示，带电球A用绝缘细线悬挂于天花板下，将其置于平行金属板MN产生的水平匀强电场中，并处于静止状态，细线与竖直方向的夹角为，小球的质量为m，带电量为q，MN板间距离为d（，），重力加速度为g，则：
(1)小球所带电荷电性以及电场强度E为大小；
(2)平行金属板间的电压为多大。
解析(1)小球带正电，；(2)
【详解】
(1)物体受力分析，如图所示
则有
解得
小球带正电
(2)根据电势差公式有
解得
16．(16分)(2022·江苏启东中学高二上期中)如图所示的平行金属板电容器的电容C＝2×10－4F，极板A、B之间可以看成匀强电场，场强E＝1.2×103V/m，极板间距离为L＝5cm，电场中c点到A极板、d点到B极板的距离均为0.5cm，B极板接地。求：
(1)d点处的电势φd；
(2)B极板所带电荷量Q；
(3)d、c两点间的电势差Udc；
(4)将电荷量q＝－5×10－6C的负点电荷从d移到c，静电力的功Wdc。
答案：(1)－6V (2)1.2×10－2C (3)48V
(4)－2.4×10－4J
解析：(1)d点与B极板间的电势差UdB＝－Ed＝－1200×0.005V＝－6V，所以φd＝－6V。
(2)B、A间的电势差UBA＝EL＝1200×0.05V＝60V
B极板所带电荷量Q＝CUBA＝2×10－4×60C＝1.2×10－2C。
(3)d、c两点沿电场方向的距离
Ldc＝0.05m－2×0.5×10－2m＝0.04m
d、c两点间的电势差Udc＝ELdc＝48V。
(4)Wdc＝qUdc＝－2.4×10－4J。
17．(14分)(2022·黑龙江宾县第二中学高二期末)如图所示，一静止的电子经过电压为U的电场加速后，立即从A点射入偏转匀强电场中，射入方向与偏转电场的方向垂直，最终电子从B点离开偏转电场。已知偏转电场的电场强度大小为E，宽度为L，方向竖直向上(如图所示)，电子的电荷量为e，质量为m，重力忽略不计。
(1)求电子离开加速电场时的速度；
(2)求电子在偏转电场中的偏转距离；
(3)若仅将加速电场的电压提高为原来的2倍，使电子仍从B点经过，求偏转电场的电场强度E′的大小。
答案：(1) (2) (3)2E
解析：(1)电子在电场中的加速，由动能定理得eU＝mv，
解得v0＝。
(2)设电子的竖直偏移量为y，则根据类平抛运动规律水平方向有L＝v0t，竖直方向有y＝at2，由牛顿第二定律得a＝，
联立解得y＝。
(3)当电压U1＝2U时，使电子仍从B点经过，则电子的水平位移x和偏转位移y不变，同理水平方向有x＝L＝v′0t1，竖直方向有y＝a1t，由牛顿第二定律得a1＝，
联立解得y＝，
则可得E′＝2E。关山中学2023-2024学年高二上学期10月月考
物理
一、选择题(共12小题，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；第9～12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．如图，水平直线表示电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点．一负点电荷仅在电场力作用下，从静止开始由A向B做匀加速运动．则电场强度( )
A．逐渐增大，方向向左 B．逐渐增大，方向向右
C．保持不变，方向向左 D．保持不变，方向向右
2．下列防雷措施可行的是（ ）
①在大树下避雷雨；②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨；③不要快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔；④在空旷地带，最好关掉手机电源
A．①③ B．②③ C．①④ D．③④
3．电荷量为1.0×10－8C的正电荷，从电场中的A点移到B点，电场力做功1.5×10－6J的功，则电场中A、B两点间的电势差是( )
A．50V B．100V
C．150V D．200V
4．两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示。c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则下列说法错误的是( )
A．a点的电场强度比b点的大
B．a点的电势比b点的高
C．c点的电场强度比d点的大
D．c点的电势比d点的低
5．在雷雨天气中，两头牛躲在一棵大树下，A牛面对大树站立，B牛侧对大树站立。当闪电击中大树时，大树周围的电势分布如图所示，则( )
A．A牛的前脚电势比后脚电势低
B．A牛比B牛受到伤害可能更大
C．大树周围形成的电场是匀强电场
D．大树周围形成的电场是图中的同心圆
6．如图所示是一对等量异种电荷形成的等势面，下列说法正确的是( )
A．一负电荷在a点处电势能大于在c点电势能
B．一正试探电荷放在a点处受力比在b处大
C．将一电子从a处移到c处电势能增加10eV
D．将一电子置于b点受力方向水平向右
7．如图所示，两平行板间有匀强电场，不同带电粒子先后以相同初速度v0，从平行板左侧中央沿垂直电场方向射入，粒子均不与平行板碰撞，粒子重力不计。设粒子质量为m，带电荷量为q，粒子从平行板右侧离开时偏转距离为y，则下列说法正确的是( )
A．y与q成正比 B．y与m成反比
C．y与成正比 D．y与成反比
8．人体的细胞膜模型图如图a所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位)，现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图b所示，初速度可视为零的一价正钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是( )
A．A点电势等于B点电势
B．钠离子的电势能增大
C．若膜电位不变，钠离子进入细胞内的速度越大
D．若膜电位增加，钠离子进入细胞内的速度更大
9．（多选）研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电
B．实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小
C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变小
D．实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
10．（多选）如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C的连线构成一直角三角形，AB＝Lm，∠ABC＝60°，电场线与三角形所在的平面平行，已知A点的电势为5V，B点的电势为－5V，C点的电势为15V，据此可以判断( )
A．场强方向由C指向B B．场强方向垂直于A、D连线指向B
C．场强大小为V/m D．场强大小为V/m
11．(多选)图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线。两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N粒子从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则（ ）
A．M带负电荷，N带正电荷
B．N在a点的速度大小等于M在c点的速度大小
C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功
D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的总功等于零
12．(多选)如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为，偏转电压为，要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，下列方法中正确的是（ ）
A．使减小到原来的 B．使增大为原来的2倍
C．使偏转板的长度增大为原来2倍 D．使偏转板的距离减小为原来的
二、填空题(共2小题，共14分。)
13．(6分)某实验小组利用如图甲所示的电路“观察电容器的充、放电现象”。
(1)若将开关S接1，电容器上极板带 (填“正电”或“负电”)，再将S接2，通过电流表的电流方向 (填“向左”或“向右”)。
(2)实验中所使用的电容器如图乙所示，当电容器两端电压为额定电压时，电容器极板上所带电荷量为 (结果保留两位有效数字)。
14．(8分)当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0×107m/s。已知加速电场的场强为1.3×105N/C，质子的质量为1.67×10－27kg，电荷量为1.6×10－19C，
（1）加速过程中电场力做 (填“正功”或“负功”)；质子电势能 (填“增加”或“减少”)；
(2)质子所受到的电场力为 N；(3)质子加速需要的时间约为 s；
三、计算题(本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(8分)如图所示，带电球A用绝缘细线悬挂于天花板下，将其置于平行金属板MN产生的水平匀强电场中，并处于静止状态，细线与竖直方向的夹角为，小球的质量为m，带电量为q，MN板间距离为d（，），重力加速度为g，则：
(1)小球所带电荷电性以及电场强度E为大小；
(2)平行金属板间的电压为多大。
16．(16分)如图所示的平行金属板电容器的电容C＝2×10－4F，极板A、B之间可以看成匀强电场，场强E＝1.2×103V/m，极板间距离为L＝5cm，电场中c点到A极板、d点到B极板的距离均为0.5cm，B极板接地（电势为0）。求：
(1)d点处的电势φd；
(2)B极板所带电荷量Q；
(3)d、c两点间的电势差Udc；
(4)将电荷量q＝－5×10－6C的负点电荷从d移到c，静电力的功Wdc。
17．(14分)如图所示，一静止的电子经过电压为U的电场加速后，立即从A点射入偏转匀强电场中，射入方向与偏转电场的方向垂直，最终电子从B点离开偏转电场。已知偏转电场的电场强度大小为E，宽度为L，方向竖直向上(如图所示)，电子的电荷量为e，质量为m，重力忽略不计。
(1)求电子离开加速电场时的速度；
(2)求电子在偏转电场中的偏转距离；
(3)若仅将加速电场的电压提高为原来的2倍，使电子仍从B点经过，求偏转电场的电场强度E′的大小。
