2024届湖北省武汉市华中师大附中高三下学期2月考物理试题
一、选择题（本大题共8小题，每小题6分，其中1～4题只有一项符合题目要求；5～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1.库仑定律是电磁学的基本定律．1766的英国的普里斯特利通过实验证实了带电金属空腔不仅对位于空腔内部的电荷没有静电力的作用，而且空腔内部也不带电．他受到万有引力定律的启发，猜想两个点电荷（电荷量保持不变）之间的静电力与它们的距离的平方成反比．1785年法国的库仑通过实验证实了两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比．下列说法不正确的是（ ）
A.普里斯特利的实验表明，处于静电平衡状态的带电金属空腔内部的电场处处为0 B.普里斯特利的猜想运用了“类比”的思维方法
C.为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，库仑精确测定了两个点电荷的电荷量
D.库仑利用扭秤装置验证了两个点电荷之间的静电力与它们的距离的平方成反比 答案：C
解：A、普里斯特利的实验表明，处于静电平衡状态的带电金属空腔内部的电场处处为0，故A正确；
B、普里斯特利联想到万有引力定律的猜想，故运用了“类比”的思维方法，故B正确； C、为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，库仑定性的比较了电荷的变化，并没有精确测量两点电荷的电荷量；故C错误；
D、库仑利用扭秤装置验证了两个点电荷之间的静电力与它们的距离的平方成反比，故D正确； 错误的故选C．
【点睛】金属导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在金属导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，只有叠加后电场为零时，电荷才不会移动；明确库仑实验的原理．
2.如图所示，空间有一正三棱锥OABC，点A′、B′、C′分别是三条棱的中点．现在顶点O处固定一正的点电荷，则下列说法中正确的是（）
A.A′，B′，C′三点的电场强度相同 B.△ABC所在平面为等势面
C.将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点，静电力对该试探电荷先做正功后做负功
D.若A′点的电势为φA′，A点的电势为φA，则A′A连线中点D处的电势φD一定小于答案：D 【分析】
根据点电荷的场强公式E=kQ/r2分析电场强度的大小关系；点电荷的等势面是一系列的同心圆；沿着电场线，电势逐渐降低；根据电势的变化，分析电势能的变化，从而判断电场力做功的正负；根据公式U=Ed分析A′A连线中点D处的电势．
解：A′、B′、C′三点到O点的距离相等，根据点电荷的场强公式E=kQ/r2分析可知，A′、B′、C′三点的电场强度大小相等．但方向不同，故A错误．A、B、C的三个点到场源电荷的距离相等，在同一等势面，但其它点到场源电荷的距离与A、B、C三点到场源电荷的距离不等，故△ABC所在平面不是等势面，故B错误；将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点，电势先升高后降低，电势能先增大后减小，则静电力对该试探电荷先做负功后做正功，故C错误．由于A′D间场强大于DA间场强，由U=Ed知，A′、D间的电势差大于DA间的电
1势差，则有：φA-φD＞φD-φA′，则φD＜（φA+φA′），由于正点电荷电场中电势大于零，
2?A'??A2
因此φD＜φA+φA′，故D正确；故选D．
【点睛】本题关键是明确点电荷的电场分布情况，注意根据对称性分析，同时要注意场强是矢量，电势是标量．
3.如图所示，质量为2kg的木板M放置在足够大光滑水平面上，其右端固定一轻质刚性竖直挡板，能承受的最大压力为4N，质量为1kg的可视为质点物块m恰好与竖直挡板接触，已知
M、m间动摩擦因数?=0.5，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始两物体均静止，某时刻开始M受水平向左力F作用，F与M位移关系为F=3+0.5x，重力加速度g=10m/s2，关于M、m的运动，下列表述正确的是（）
A.m的最大加速度为5m/s2 B.m获得的最大速度无法求解
C.当F刚作用时，竖直挡板对m就有弹力作用
D.当M运动位移为24m过程中，F所做的功为216J 答案：D
解：A．m与木板M之间的最大静摩擦力为
fm??FN??mg?0.5?1?10N＝5N
m受到的向左的力最大为静摩擦力与弹力的和，所以最大加速度为
am=
故A错误；
BC．开始时m与木板一起做加速运动，共同的加速度为
fm?F弹m=
5?4m/s2=9m/s2 1a=
1F3?0.5x==1+x M?m2?16刚开始时，x=0，则加速度为a0=1m/s2。开始时m受到的摩擦力为
f0?ma0?1?1N=1N＜5N
1所以当F刚作用时，竖直挡板对m没有弹力作用；由am=9m/s2和=1+x，可知当m的加速度
6最大时的位移为xm=48m，根据F的平均值可求出拉力对系统做的功，由动能定理即可求出系统的动能，即
12?Fmxm ?M?m?vm2由此即可求出m的最大速度，故BC错误； D．当M运动位移为24m时有
F=3+0.5×24N=15N
根据功的公式有
W?Fl
可知力F做的功等于力在空间的积累效果，由积累的关系可得
3?15×24J=216J 2W=Fx=
故D正确。 故选D。
4.如图所示，质量为M、倾角为θ的斜面体置于粗糙的水平面上，斜面体处于静止状态，一质量为m的木块置于斜面上。情景（一）：给木块一沿斜面向下的初速度，木块沿斜面匀速下滑；情景（二）：对木块施加一沿斜面向上的力F，木块沿斜面匀速上滑；情景（三）：对木块施加一沿斜面向上的力2F，木块沿斜面上滑，下列判断正确的是（）
2024届湖北省武汉市华中师大附中高三下学期2月考物理试题解析
