精品解析：安徽省滁州新锐高级中学集团2024-2025学年高二上学期第一次联考物理试题

物理 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：必修第三册第九章至第十章。 一、选择题（本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第9~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 下列物理量是矢量的是（　　） A. 电场强度 B. 电势 C. 电势能 D. 功率 2. 关于各图所涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 图甲，导体棒因静电感应A端带负电荷，B端带正电荷 B. 图乙，用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电吸收信号 C. 图丙，静电计的金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖状可防止尖端放电 D. 图丁，工作人员在超高压下带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全 3. 如图所示是真空中三个等量点电荷形成的电场线和等势线，下列说法正确的是（　　） A. 点所在的线为电场线 B. 点电场强度的大小大于点电场强度的大小 C. 为同种点电荷 D. 与为异种点电荷，与为同种点电荷 4. 某一沿轴方向的静电场，电势在轴上的分布情况如图所示，是轴上的两点。一正电荷仅在电场力的作用下从点运动到点，该电荷在（　　） A. 点的速度最小 B. 点受到的电场力小于在点受到的电场力 C. 点时的电势能小于在点时的电势能 D. 点时的动能小于在点时的动能 5. 如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板同时接地，静电计指针的偏转角度显示电容器两极板间的电势差大小。现保持正对面积S不变，缓慢增大两极板间距离d，以下说法正确的是（　　） A. 电容器极板带电量Q变小 B. 电容器的电容C增大 C. 电容器板间电场强度E不变 D. 电容器两极板间电压U随d的增大而线性减小 6. 如图所示，小球A、B、C均带正电荷，三个球的电荷量均为Q，其中A、B两球固定在绝缘水平地面上，三球所在位置构成一个边长为a的等边三角形，A、B、C位于同一竖直平面内，重力加速度为g，静电力常量为k，则C球的质量为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，在正方体的一个顶点固定着电荷量为Q的负点电荷，a、b、c为与该点电荷相邻的三个顶点，下列说法正确的是（　　） A. a、b、c三点构成的平面是一个等势面 B. a、b、c三点的电场强度大小相同 C. 将正试探电荷沿直线移动过程中电场力始终不做功 D. 将正试探电荷沿直线移动过程中电势能先增大后减小 8. 如图所示，A、B两个带电小球用长度为L的不可伸长的绝缘细线连接，A球固定，B球悬吊处于静止状态，B球质量为m，重力加速度为g，两球带电荷量相等，剪断细线的瞬间，B球加速度大小为0.6g，两小球可视为点电荷，静电力常量为k，则（　　） A. 细线未断时，细线上拉力大小为0.8mg B. 带电小球的电荷量大小为 C. 未剪断细线时释放A球的瞬间，A球加速度大小为g D. 未剪断细线时释放A球的瞬间，B球加速度大小为g 9. 如图所示，水平放置的平行板电容器上下极板分别带有等量异种电荷，电荷量大小均为，两极板间距为，质量为电荷量为的带负电微粒从上极板的边缘以初速度射入，恰好沿直线从下极板边缘射出，重力加速度为。则（　　） A. 两极板间的电压 B. 微粒的机械能减小 C. 电容器的电容 D. 保持不变，仅将极板向下平移，微粒仍沿直线从极板间射出 10. 如图所示，在光滑竖直滑杆的左侧O点固定正点电荷，N点与O点等高且间距为，带正电小球套在滑杆上，从M点由静止释放，小球沿竖直滑杆下滑，小球刚释放时加速度大小为a。已知小球的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，静电力常数为k，下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到N点时速度最大，加速度为零 B. 小球运动到P点时，加速度大小为 C. 小球运动到P点时，速度大小为 D. 左侧O点固定的正点电荷的电荷量为 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 如图甲所示是定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电荷量，以及两电荷之间的距离关系的实验装置。 （1）该实验用到的研究方法是__________（填正确选项前的字母，单选） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法 （2）如图乙所示，当小球B静止时，两球球心恰好在同一水平面上，细线与竖直方向的夹角为，若小球B的质量为，重力加速度为，则库仑力与夹角之间的关系式=__________。 （3）如图乙所示，接着该同学增大（或减少）小球所带的电荷量，并在竖直方向上缓慢移动小球A的位置，保持A球在悬点的正下方并与B在同一水平线上，悬挂在点的不可伸长的绝缘细线下端的小球B的带电量不变，比较小球B所受库仑力大小的变化。在两次实验中，B处于受力平衡时，细线偏离竖直方向的角度分别为和，两次实验中A的电荷量分别为和，则__________。 12. （1）实验小组先用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，把开关S接1，给电容器充电，可以看到电压表示数迅速增大，随后逐渐稳定在某一数值，把开关S接2，电容器放电，可以看到电压表示数迅速减小到零，但在上述充放电过程中，始终看不到小灯泡发光。引起上述现象的可能原因是______。 A. 小灯泡断路 B. 电容器电容较小 C. 电容器已击穿短路 D. 电阻R断路 （2）实验小组后利用电流传感器设计了如图乙所示的电路来观察电容器充、放电现象。小组成员先将开关S接1，待充电完成后，把开关S再与2接通，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像如图丙所示。根据图像估算出电容器放电过程中释放的电荷量为______C；已知电源电压为6V，则该电容器的电容为______F。（计算结果均保留2位有效数字） 三、计算题（本题共3小题，共计44分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，空间存在方向竖直向上的匀强电场，电场强度大小为E = 6V/m，电场中有一直角三角形OMN，θ = 60°，P为MN中点，OM的距离为1m，OP在同一条电场线上。 （1）若P点电势为零，求O，M、N三点的电势； （2）将一电荷量为q = 1.6 × 10－19C的正电荷从P点沿PO移动到O点，求静电力所做的功。 14. 如图所示，在竖直平面内固定着一根光滑绝缘细杆，细杆左侧点处固定着一个带正电的点电荷，以为圆心的圆周与细杆交于两点，点为的中点。现将一质量为电荷量为的小球（可视为质点）套在杆上从点由静止释放，小球滑到点时的速度大小为。已知重力加速度为，M点和点的高度差为，取点为零电势点。求： （1）点的电势； （2）小球滑至点时的速度大小。 15. 如图甲所示，平行板电容器两极板的间距为，两极板长为，M板接地（电势为零），时刻，电荷量为，质量为的带正电粒子沿两板中心线以某一初速度射入极板间，板的电势随时间变化的规律如图乙所示，当时，粒子在（已知）时刻恰从板右端边缘飞出。忽略边界效应，板间的电场为匀强电场，不计粒子重力。求 （1）粒子从点飞入时的速度大小； （2）图乙中的； （3）若粒子恰从板右端边缘飞出，图乙中的值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：必修第三册第九章至第十章。 一、选择题（本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第9~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 下列物理量是矢量的是（　　） A. 电场强度 B. 电势 C. 电势能 D. 功率 【答案】A 【解析】 【详解】电势、电势能和功率为标量，电场强度为矢量。 故选A。 2. 关于各图所涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 图甲，导体棒因静电感应A端带负电荷，B端带正电荷 B. 图乙，用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电吸收信号 C. 图丙，静电计的金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖状可防止尖端放电 D. 图丁，工作人员在超高压下带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲，把大地和导体棒看成一个整体，导体棒是近端，因静电感应A端和B端均带负电荷，故A错误； B．图乙，用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电屏蔽，使金属外衣内不受外衣外的电场的干扰，故B错误； C．图丙，静电计的金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖状可防止尖端放电，故C正确； D．图丁中，超高压带电作业的工作人员，穿上金属丝制成的衣服，起到静电屏蔽的作用，可以保证安全，故D错误。 故选C。 3. 如图所示是真空中三个等量点电荷形成的电场线和等势线，下列说法正确的是（　　） A. 点所在的线为电场线 B. 点电场强度的大小大于点电场强度的大小 C. 为同种点电荷 D. 与为异种点电荷，与为同种点电荷 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据点电荷周围电场线与等势线分布的特点知，点所在的线为等势线，故A错误； B．由电场线的疏密程度反映场强大小可知，点电场强度的大小小于点电场强度的大小，故B错误； CD．根据电场线的分布情况可知， 与为同种点电荷，与为异种点电荷，故C错误，D正确。 故选D。 4. 某一沿轴方向的静电场，电势在轴上的分布情况如图所示，是轴上的两点。一正电荷仅在电场力的作用下从点运动到点，该电荷在（　　） A. 点的速度最小 B. 点受到的电场力小于在点受到的电场力 C. 点时的电势能小于在点时的电势能 D. 点时的动能小于在点时的动能 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据，由于点的电势最低，则正电荷在点时的电势能最小，由于动能和电势能之和保持不变，则正电荷在点时的动能最大，速度最大，故A错误； B．根据，可知图像的切线斜率表示电场强度，则A点的场强大于点的场强，电荷在A点受到的电场力大于在点受到的电场力，故B错误； CD．由图像可知A点的电势大于点的电势，根据，由于电荷带正电，则正电荷在A点时的电势能大于在点时的电势能，由于只有电场力做功，所以动能和电势能之和保持不变，则正电荷在点时的动能小于在点时的动能，C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板同时接地，静电计指针的偏转角度显示电容器两极板间的电势差大小。现保持正对面积S不变，缓慢增大两极板间距离d，以下说法正确的是（　　） A. 电容器极板带电量Q变小 B. 电容器的电容C增大 C. 电容器板间电场强度E不变 D. 电容器两极板间电压U随d的增大而线性减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于电容器与电源断开，因此电容器的带电量保持不变，A错误； B．根据电容器的定义式 ① 可知随着d的增加，电容器的电容C减小。B错误； C．利用公式 ② ③ 将①②③联立可得 可知电容器板间电场强度E不变。C正确； D．将①②联立可得 可知电容器两极板间电压U随d的增大而线性增加，D错误。 故选C。 6. 如图所示，小球A、B、C均带正电荷，三个球的电荷量均为Q，其中A、B两球固定在绝缘水平地面上，三球所在位置构成一个边长为a的等边三角形，A、B、C位于同一竖直平面内，重力加速度为g，静电力常量为k，则C球的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】依题意，小球C受力平衡，所受两个库仑力对称，大小为 如图 由平衡条件可得 解得 故选A。 7. 如图所示，在正方体的一个顶点固定着电荷量为Q的负点电荷，a、b、c为与该点电荷相邻的三个顶点，下列说法正确的是（　　） A. a、b、c三点构成的平面是一个等势面 B. a、b、c三点的电场强度大小相同 C. 将正试探电荷沿直线移动过程中电场力始终不做功 D. 将正试探电荷沿直线移动过程中电势能先增大后减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．a、b、c三点到Q点的距离相等，则电势相等，但是abc三点构成的平面到Q的距离不都是相等的，则该平面不是一个等势面，选项A错误； B．a、b、c三点到Q点的距离相等，则三点的电场强度大小相同，选项B正确； C．将正试探电荷沿直线移动过程中电场力先做正功后做负功，选项C错误； D．将正试探电荷沿直线移动过程中电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，选项D错误。 故选B。 8. 如图所示，A、B两个带电小球用长度为L的不可伸长的绝缘细线连接，A球固定，B球悬吊处于静止状态，B球质量为m，重力加速度为g，两球带电荷量相等，剪断细线的瞬间，B球加速度大小为0.6g，两小球可视为点电荷，静电力常量为k，则（　　） A. 细线未断时，细线上拉力大小为0.8mg B. 带电小球的电荷量大小为 C. 未剪断细线时释放A球的瞬间，A球加速度大小为g D. 未剪断细线时释放A球的瞬间，B球加速度大小为g 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于剪断细线的一瞬间，B球加速度大小为0.6g，小于重力加速度g，说明两球相互吸引，所以带异种电荷，根据牛顿第二定律 解得 细线未断时，对B球，根据平衡条件，有 可得细线上拉力大小为 故A错误； B．由 解得 q= 故B正确； CD．未剪断细线时释放A球，释放的一瞬间，A球受到向下的重力、库仑力，因此A球加速度大小大于g，B球受到向下的重力、向上的库仑力，因此B球加速度大小小于g，故CD错误。 故选B。 9. 如图所示，水平放置的平行板电容器上下极板分别带有等量异种电荷，电荷量大小均为，两极板间距为，质量为电荷量为的带负电微粒从上极板的边缘以初速度射入，恰好沿直线从下极板边缘射出，重力加速度为。则（　　） A. 两极板间的电压 B. 微粒的机械能减小 C. 电容器的电容 D. 保持不变，仅将极板向下平移，微粒仍沿直线从极板间射出 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．因为带电微粒做直线运动，则微粒受力平衡，根据平衡条件有 得 负电荷受电场力方向向上，所以电场方向竖直向下，则 所以 故A错误； B．重力做功mgd，微粒的重力势能减小，由于微粒做匀速直线运动，动能不变，根据能量守恒定律得知，微粒的重力势能减小了，故B正确； C．电容器的电容 故C正确； D．在不变时，仅将极板向下平移，由 知电场强度不变，微粒仍受力平衡，微粒仍沿直线从极板间射出，故D正确。 故选BCD。 10. 如图所示，在光滑竖直滑杆的左侧O点固定正点电荷，N点与O点等高且间距为，带正电小球套在滑杆上，从M点由静止释放，小球沿竖直滑杆下滑，小球刚释放时加速度大小为a。已知小球的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，静电力常数为k，下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到N点时速度最大，加速度为零 B. 小球运动到P点时，加速度大小为 C. 小球运动到P点时，速度大小为 D. 左侧O点固定的正点电荷的电荷量为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．小球运动到N点时竖直方向只受重力，则加速度为g，此时速度不是最大，选项A错误； B．小球在M点时 小球运动到P点时 解得P点加速度大小为 选项B错误； C．从M到P电场力做功为零，则 解得小球运动到P点时，速度大小为 选项C正确； D．在M点时 其中 解得左侧O点固定的正点电荷的电荷量为 选项D正确。 故选CD。 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 如图甲所示是定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电荷量，以及两电荷之间的距离关系的实验装置。 （1）该实验用到的研究方法是__________（填正确选项前的字母，单选） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法 （2）如图乙所示，当小球B静止时，两球球心恰好在同一水平面上，细线与竖直方向的夹角为，若小球B的质量为，重力加速度为，则库仑力与夹角之间的关系式=__________。 （3）如图乙所示，接着该同学增大（或减少）小球所带的电荷量，并在竖直方向上缓慢移动小球A的位置，保持A球在悬点的正下方并与B在同一水平线上，悬挂在点的不可伸长的绝缘细线下端的小球B的带电量不变，比较小球B所受库仑力大小的变化。在两次实验中，B处于受力平衡时，细线偏离竖直方向的角度分别为和，两次实验中A的电荷量分别为和，则__________。 【答案】（1）D （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在研究电荷之间作用力大小与两小球的电荷量和以及距离的关系时，采用控制变量的方法进行，根据小球的摆角变化可以看出小球所受作用力随电量或距离变化情况。 故选D。 【小问2详解】 根据小球B受力平衡，由几何关系可得 【小问3详解】 对小球B受力分析，根据库仑定律结合平衡条件有 解得 可得两次实验中A的电量之比为 12. （1）实验小组先用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，把开关S接1，给电容器充电，可以看到电压表示数迅速增大，随后逐渐稳定在某一数值，把开关S接2，电容器放电，可以看到电压表示数迅速减小到零，但在上述充放电过程中，始终看不到小灯泡发光。引起上述现象的可能原因是______。 A. 小灯泡断路 B. 电容器电容较小 C. 电容器已击穿短路 D. 电阻R断路 （2）实验小组后利用电流传感器设计了如图乙所示的电路来观察电容器充、放电现象。小组成员先将开关S接1，待充电完成后，把开关S再与2接通，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像如图丙所示。根据图像估算出电容器放电过程中释放的电荷量为______C；已知电源电压为6V，则该电容器的电容为______F。（计算结果均保留2位有效数字） 【答案】（1）B （2） ①. 3.0×10－3 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．若小灯泡断路，则整个过程中电压表示数为0，故A错误； B．若电容器电容较小，储存的电量较小，小灯泡可能不发光，故B正确； C．若电容器已击穿短路，则整个过程中电压表示数为0，故C错误； D．若电阻R断路，则电容器不能放电，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]根据题图乙的含义，因Q＝It，可知图形与时间轴围成的面积表示电荷量；根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子的电荷量为8×10－5C，由大于半格算一个，小于半格舍去，因此图像所包含的格子个数为38，所以释放的电荷量为 q＝8×10－5C×38C＝3.0×10－3C [2]电容器的电容 三、计算题（本题共3小题，共计44分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，空间存在方向竖直向上的匀强电场，电场强度大小为E = 6V/m，电场中有一直角三角形OMN，θ = 60°，P为MN中点，OM的距离为1m，OP在同一条电场线上。 （1）若P点电势为零，求O，M、N三点的电势； （2）将一电荷量为q = 1.6 × 10－19C的正电荷从P点沿PO移动到O点，求静电力所做的功。 【答案】（1）φO = 6V，φM = 3V，φN =－3V；（2）－9.6 × 10－19J 【解析】 【详解】（1）由于P点电势为零，且P为MN中点，则△MOP为等边三角形，则 MP = OP = PN = OM = 1m 根据匀强电场电势差与电场强度的关系有 UOP = EdOP = 6V，UOP = φO－φP 解得 φO = 6V 再有 UMP = EdMP = 3V，dMP = MPsin30°，UMP = φM－φP 解得 φM = 3V 再有 UPN = EdPN = 3V，dPN = PNsin30°，UPN = φP－φN 解得 φN =－3V （2）将一电荷量为q = 1.6 × 10－19C的正电荷从P点沿PO移动到O点，静电力所做的功 WPO = qUPO = 1.6 × 10－19 ×－6J =－9.6 × 10－19J 14. 如图所示，在竖直平面内固定着一根光滑绝缘细杆，细杆左侧点处固定着一个带正电的点电荷，以为圆心的圆周与细杆交于两点，点为的中点。现将一质量为电荷量为的小球（可视为质点）套在杆上从点由静止释放，小球滑到点时的速度大小为。已知重力加速度为，M点和点的高度差为，取点为零电势点。求： （1）点的电势； （2）小球滑至点时的速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球从点到点过程，由动能定理可得 又 解得 又由 ， 解得 【小问2详解】 由几何关系可得段的竖直高度 小球从点到点过程，静电力做功为零，根据动能定理可得 解得 15. 如图甲所示，平行板电容器两极板的间距为，两极板长为，M板接地（电势为零），时刻，电荷量为，质量为的带正电粒子沿两板中心线以某一初速度射入极板间，板的电势随时间变化的规律如图乙所示，当时，粒子在（已知）时刻恰从板右端边缘飞出。忽略边界效应，板间的电场为匀强电场，不计粒子重力。求 （1）粒子从点飞入时的速度大小； （2）图乙中的； （3）若粒子恰从板右端边缘飞出，图乙中的值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在沿板方向做匀速直线运动，可得 解得 【小问2详解】 粒子在垂直板方向做变速直线运动，内粒子的加速度 因为，内粒子在垂直板方向加速度大小与内相等，图像如图所示， 在内垂直板方向位移 解得 【小问3详解】 若粒子恰从板右端边缘飞出，即粒子在垂直板方向先向上加速后向上减速再反向加速，图像如图所示 粒子在0到时刻，加速度 粒子在到时刻，加速度 全程在垂直极板方向列运动学公式 解得 即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $