山东省聊城市第一中学2023-2024学年高一下学期第二次阶段测试物理试题

2023 级高一下学期第二次阶段性测试 物 理 试 题 时间：90 分钟 分值：100 分 第Ⅰ卷（40 分） 一、单项选择题（本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符 合题目要求） 1.关于物理学史，下列说法错误的是( ) A．正电荷和负电荷最早是由英国科学家爱迪生命名的 B．元电荷 e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的 C．英国物理学家法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场 D．库仑利用扭秤装置得出了库仑定律 2.两个分别带有电荷量-2Q和+6Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为 r的两处，它们 间库仑力的大小为 F。两小球相互接触后将其固定距离变为 2 r ，则两球间库仑力的大小为（ ） A. 1 12 F B. 3 4 F C. 4 3 F D. 12F 3．在如图所示的四种电场中，分别标记有 a、b两点。其中 a、b两点的电势相等，电场强度相同的是 （ ） A．甲图：与点电荷等距的 a、b两点 B．乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、b两点 C．丙图：点电荷与带电平板形成的电场中靠近平板上表面的 a、b两点 D．丁图：匀强电场中的 a、b两点 4.如图所示，同一直线上的三个点电荷 1q 、 2q 、 3q ，恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力外不 受其他外力作用。已知 1q 、 2q 间的距离是 2q 、 3q 间距离的 2倍。下列说法错误的是（ ） A. 若 1q 、 3q 为正电荷，则 2q 为负电荷 B. 若 1q 、 3q 为负电荷，则 2q 为正电荷 C. 1 2 3: : 9 : 4 : 36q q q  D. 2 3 1q q q  5.静电除尘器的除尘原理如图所示，带负电的尘埃在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除 尘目的。下列说法正确的是（ ） A．电晕极和收尘极间的电场是典型的匀强电场 B．尘埃所受电场力的方向总与所处位置的电场强度方向相同 C．尘埃所带的电荷量可能为 C17100.8  D．在同一位置，该点电场强度的大小与尘埃受到的电场力成正比 6.随着我国国民经济的高速发展，对电力的需求越来越多，而清洁能源发电一般在偏远地区，这需要 远距离高压输电，为了不影响人们的生产生活，电路维护时需要带电作业。为了保障电工安全，电 工要穿上用金属丝线编织的衣服和手套，如图甲所示。图乙中电工站在高压直流输电线的 A供电线 上作业，其头顶上方有 B供电线，B供电线的电势高于 A供电线的电势。虚线表示电工周围某一截 面上的等差等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，下列说法正确的是( ) A．在 c、d、e、f四点中，c点的电场强度最大 B．若将某电子由 c移到 f，其电势能将减小 C．将某电子在 d点由静止释放，它会向 e点所在等势面运动 D．在 c、d、e、f四点中，c点的电势最高 7.某电场的电场线的分布如图所示。一个带电粒子只在电场力作用下由 M点沿图中虚线所示的路径运 动通过 N点。则下列判断正确的是( ) A．粒子可能带负电荷 B．M点的电势比 N点的电势低 C.粒子在 M点的加速度比在 N点的加速度大 D．粒子在 N点的速度比在 M点的速度大 8. 匀强电场中同一平面内有 a、b、c三点，电场方向跟 a、b、c，所在平面平行， 2 2cmab  ， 4 2cmbc  ， 90abc  。已知 a、b、c点电势分别为 3V、-1V和 7V。则（ ） A. 电场强度大小为 2V/cm B. 电场强度的方向与 ac的连线垂直 C. 电子从 a点移到 b点，电场力对电子做功 4 eV D. 电子从 a点移到 c点，电子电势能增加了 4 eV 二、多项选择题（每小题 4 分，共 16 分。全对得 4分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。） 9．下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是( ) A．根据电场强度的定义式 E＝F q ，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 B．根据电容的定义式 C＝Q U ，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C．根据真空中点电荷电场强度公式 E＝kQ r2 ，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比 D．根据公式 UAB＝WAB q ，带电荷量为 1 C 的负电荷，从 A点移动到 B点克服静电力做功为 1 J， 则 A、B两点的电势差为 1 V 10.如图所示，M点有电荷量为 Q的负点电荷，在距离点电荷为 r处放入厚度为 d的平行金属板，N点 为金属板内距表面为 2 d 的点，MN连线与金属板表面垂直。当金属板处于静电平衡时，下列说法正 确的是（ ） A．金属板的左侧面感应出正电荷 B．金属板的左侧面感应出负电荷 C．感应电荷在 N点产生的电场强度 2r kQE  ，方向沿 MN连线向右 D．感应电荷在 N点产生的电场强度 2) 2 dr kQE   （ ，方向沿 MN连线向右 11.如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为 Q，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， 所带电荷量绝对值为 q，静电力常量为 k，下列说法正确的是( ) A．油滴带负电 B．油滴受到的静电力大小为4kQq d2 C．若仅将上极板平移到图中虚线位置，则静电计指针张角减小 D．若仅将上极板平移到图中虚线位置，则油滴将加速向上运动 12.如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为 d，电荷量分别为＋Q和-Q。在它们的水平 中垂线上固定一根长为 L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度 v0从管口射入， 则小球（ ） A．速度先增大后减小再增大 B．小球对管壁的作用力先变大后变小 C．小球的电势能先增大后减小 D．管壁对小球的弹力最大值为 2 8 d kQq 第Ⅱ卷（60 分） 三、非选择题：（本题共 6 小题，共 60 分） 13．（6分） 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带 正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通 过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了 以下操作。 步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的 1P、 2P 、 3P 等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的 静电力的大小。 步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）图甲中实验采用的方法是___________（填正确选项前的字母）； A． 理想实验法 B． 等效替代法 C． 控制变量法 （2）若球的质量为 m，重力加速度为 g，在 P1位置时偏离竖直方向的夹角为α，则带电体受到的库仑 力大小为 。 （3）在另一个实验中，某同学让两半径为 R的小球分别带上 q1和 q2的正电，并使两小球球心相距 3R时处于平衡状态，利用公式 2 21 )3( R qkqF  来计算两球之间的库仑力，则该同学的计算结果 （选填“比实际值偏大”“比实际值偏小”或 “正确”） 14.（10分）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图 1所示连接电路。电源电压为 8.0V， 内阻可以忽略。单刀双掷开关 S先跟 2相接，某时刻开关改接 1，一段时间后，把开关再改接 2实验 中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 （1）开关 S改接 2后，电容器进行的是 （选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的 I-t 图像如图 2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是 。 如果不改变电路其他参数，只减小电阻 R的阻值，则此过程的 I-t曲线与坐标轴所围成的面积 将 （选填“减小”、“不变”或“增大”）。 （2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量 Q=3.44×10-3C，则该电容器的电容 为 μF。 （3）电容器充电时，其电荷量 Q、电压 U、电容 C之间的相互关系，正确的是（ ） A． B． C． D． 15. (9分)如图所示，Δabc处在真空中，边长分别为 ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm。两个带电小球固定在 a、b两点，电荷量分别为 qa=6.4×10-12C，qb=-2.7×10-12C，已知静电力常量 k=9.0×109N·m2/C2。 求：（1）c点电场强度的大小及方向； （2）在 c点放电荷量 qc=1.6×10-12C的带点小球，小球在 c点 受到的库仑力的大小。 16. （10分）把带电荷量为 2×10-6C的正点电荷从电场中的 A点移到 B点，电场力做功 6×10-6J，求： （1）A点到 B点电势能的变化量 pE （2）A、B两点的电势差； （3）若取 A点电势为零，B点的电势； （4）若把 2×10-5C的负电荷由 B点移动到 A点，电场力做的功。 17.（12分）如图所示，在水平向右的匀强电场中，用长为 L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为 m，带 电荷量为 q的小球，线的上端固定于 O点。细线与竖直方向成 30°角时静止释放小球，小球开始摆动， 当摆到 A点时速度为零，此时 OA恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直状态，静电力 常量为 k，忽略空气阻力，重力加速度为 g。求： （1）小球带何种电荷； （2）BA两点间的电势差； （3）匀强电场的场强 E的大小。 18.（13分）如图所示，真空中平行金属板 M、N之间距离为 d，两板所加的电压为 U。一质量为 m、 电荷量为 q的带正电粒子从 M板由静止释放。不计带电粒子的重力。 （1）求带电粒子所受的静电力的大小 F； （2）求带电粒子到达 N板时的速度大小 v； （3）若带电粒子运动 2 d 距离时立刻撤去所加电压，求该粒子从 M板运动到 N板的时间。 2023 级高一下学期第二次阶段性测试 物 理 试 题 答 案 1.【答案】 A 【详解】A．正电荷和负电荷最早是由美国科学家富兰克林命名的，故 A 错误，符合题意。 2.【答案】 C 3.【答案】 B 【详解】 A ．甲图为单独一个正电荷，则 a、b两点电势相等，电场强度大小相 等方向不同，A 错误；B．乙图为等量异种电荷，则 a、b两点电势均为零，且电场强度相同，B正确； C．丙图中 a电场强度小于 b点电场强度，a点距负电极板更近，电势低于 b点电势， C 错误； D．丁图为匀强电场，则 a、b两点电场强度相同，沿电场线方向电势降低，则 a点电势低于 b点电势， 4.【答案】C 【详解】ABD．同一直线上的三个点电荷 1q 、 2q 、 3q ，恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力 外不受其他外力作用,则需满足“两同夹异，两大夹小，近小远大”的规律，ABD正确； C．根据 1q 、 2q 、 3q 的受力可知， 1q 、 3q 带同种电荷， 2q 带异种电荷，故 2 31 2 2 24 q qq qk k r r  1 31 22 24 9 q qq qk k r r  解得 1 2 3 : : 36 : 4 : 9| |q q q  C错误。 本题选择错误的，故选 C。 5.【答案】 C 【详解】A ．由图可知，电晕极和收尘极间的电场不是匀强电场，靠近电晕极的电场较强， A错误： B．尘埃带负电，所受电场力的方向与电场方向相反， B 错误；C．电荷量一定是元电荷的整数倍， C 正确；D．电场中某位置的电场强度与电荷量和电场力的大小无关， D 错误。 6.【答案】 D 【详解】A．在 c、d、e、f四点中， f点所处的等势面最密集，所以电场线也密集，则 f 点的场强较 大，故 A 错误； B．f 点电势最低，若将某电子由 c移到 f ，其电势能将增大，故 B 错误； C．电场方向由 c等势面指向 f 等势面，则将某电子在 d点由静止释放，它会向 c点所在等势面运动， 故 C 错误； D．因 B供电线的电势高于 A电线的电势，故 c点的电势最高，故 D 正确。 7.【答案】 D 【详解】 A．电场线的方向斜向右上方，根据粒子的运动轨迹可以知道，粒子受到的电场力的方向也 斜向右上方，所以电荷为正电荷，故 A错误；B．根据顺着电场线方向电势逐渐降低，可知， N点的 电势低，故 B错误；C.电场线越密，电场力越大，加速度越大，所以粒子在 N点的加速度比在 M点 的大，C错误； D.粒子所受的电场力向右上方，与粒子的运动方向成锐角，电场力对粒子做正功，粒 子的速度增加，D正确。 8.【答案】A 【详解】AB．将 bc线段 8等分，连接 ae，做 ae的垂线 bf，如图所示，由题意可知 a 点电势和 e点电势相等，fb为电场线，方向由 f指向 b，由几何知 识可知 2 2cm 2 bcbe   又 2 2cmab  ，则有 2 2 2cm 2 ab befb   fb（即电场强度的方向）与 bc夹角为 45，电场强度大小为 3 ( 1) V/cm=2V/cm 2 a bE fb       C．电子从 a点移到 b点，电场力对电子做功为��� =− � �� − �� =− 4eV < 0，故电场力对电子做 了负功，故 C错误； D．电子从 a点移到 c点，电场力对电子做功为��� =− � �� − �� = 4eV > 0，故电场力对电子做了 正功，电势能减小了 4eV，故 D错误。 9.【答案】 CD 10.【答案】 AD 11.【答案】 AC 【详解】根据题意知，油滴所受静电力与重力平衡，电场强度方向竖直向下，故 油滴带负电，A正确；两极板间的电场为匀强电场，库仑定律不适用，B错误；上极板下移，板间距 d减小，根据 C＝ εrS 4kπd ，U＝Q C ＝ 4kπdQ εrS ，则 E＝U d ＝ 4πkQ εrS ，故电场强度 E不变，F＝qE，可知油滴所受 静电力不变，油滴静止不动，根据 U＝Ed可知两极板间电压变小，静电计指针张角减小，故 C正确， D错误。 12【答案】 BD 【详解】 A．电场力与弹力始终平衡，水平方向合力为 0，竖直方向只受重力， 所以小球做自由落体运动，速度一直增大，A错误； B．电场强度先增大后减小，电场力先增大后减小，弹力相同， B 正确； C．电场力始终与速度垂直不做功，所以 Ep不变 C 错误； D．中点处为场强最大处，故需计算此处电场强度， 22 82 d kQ d 2 1 QkE         ，则最大电场力为 2 8 d kQq ， 弹力等大反向，D 正确。 13.（1）C （2） tanmg  （3）比实际值偏大 14.（1）放电 0.2秒内电容器释放的电荷量 不变（2）430（3）BCD 15.（1）如图所示，a、b两电荷在 c点的场强分别为 Ea＝k 2 a ac q r ＝36N/C Eb＝k 2 b bc q r ＝27N/C 由几何关系，有 E2＝Ea2＋Eb2 解得 E＝45N/C，方向与由 a指向 b的方向相同. （2） 117.2 10 NcF q E    16.（1）A点到 B点电势能的变化 66 10 JpE W       （2）A、B两点的电势差为 3VAB WU q   （3）A、B两点的电势差可表示为 AB A BU    ，解得 3VB   （3）若把 2×10-5C的负电荷由 B点移动到 A点，电场力做的功为 5( ) 6 10 JBA ABW q U q U        17.（1）若果小球不带电，则会运动到与 B等高位置，因此小球一定受到水平向右的电场力，故小球 带正电； （2）从 B到 A的过程中根据动能定理 cos30 0 0BAqU mgL    解得 3 2BA mgL q U  （3）匀强电场的场强 E的大小 BA UE d  由几何关系 sin 30d L L   联立解得 3 3 mgE q  18.（1）平行金属板间电场强度为 UE d  带电粒子所受的静电力的大小为 UqF Eq d   (2)由动能定理得 2 1 2 qU mv 解得 2qUv m  （1）带电粒子运动 2 d 距离时速度为 v，由动能定理得 2 1 2 2 Uq mv 解得 qUv m   撤去电压前，带电粒子做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有 F ma 由运动学规律有 2 1 1 2 2 d at ，得�1 = � � �� 撤去电压后，带电粒子做匀速直线运动，有 � 2 = �‘�2 总时间为 1 2t t t  解得 3 2 d mt qU  章节内容 （题号） 知识点 知识点考查层次 难度 系数 分值 分配了解 识记 掌握 理解 表达 1 物理学史 √ 易 3 2 库仑定律公式、接触带电 √ 易 3 3 常见电场电场强度、电势判断 √ 易 3 4 三个电荷的平衡问题 √ 中 3 5 静电现象的应用 √ 中 3 6 等势面 √ 易 3 7 带点粒子在电场中运动 √ 易 3 8 等分法求电场强度 √ 中 3 9 电场基本概念和公式理解 √ 易 4 10 静电感应及非点电荷电场 √ 易 4 11 电容器动态分析 √ 中 4 12 等量异种电荷特点及受力问题 √ 中 4 13 探究库仑力的影响因素 √ 易 6 14 电容器的充放电 √ √ 中 10 15 电场的叠加 √ 易 9 16 电场的基本计算 √ 易 10 17 带点粒子在匀强电场中的运动 √ 中 12 18 带电粒子在平行板中的加速 √ 难 13