内容正文:
同安一中2025-2026学年上学期第一次月考
高二物理试卷
本卷满分100分,考试时间75分钟
第I卷
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 我国古人最早发现了尖端放电现象,并将其用于生产生活,如许多古塔的顶端采用“伞状”金属饰物在雷雨天时保护古塔。雷雨中某时刻,一古塔顶端附近等势线分布如图所示,相邻等势线电势差相等,则a、b、c、d四点中电场强度最大的是( )
A. a点 B. b点 C. c点 D. d点
2. 如图甲、乙所示,两个电荷量均为的点电荷分别置于电荷量线密度相同、半径相同的圆环和半圆环的圆心,环的粗细可忽略不计。若图甲中环对圆心点电荷的库仑力大小为,则图乙中环对圆心点电荷的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
3. 将一正点电荷在电场中由A点静止释放,仅受静电力作用下,从A点运动到B点的图像如图所示,该电场不可能是( )
A. B.
C. D.
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
4. 某电场的电场线分布如图实线所示,虚线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,为轨迹上的两个点,则下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带正电
B. 粒子一定是从点运动到点
C. 粒子在点的电势能小于在点的电势能
D. 粒子在点受到的电场力小于在点受到的电场力
5. 如图所示,为匀强电场中的一个直角三角形,,,为三角形的高,电场方向与平面平行。已知a、b、c三点的电势分别为、,下列说法正确的是( )
A. 电场强度的方向沿方向
B. 电场强度的方向沿方向
C. 将电子从点移到d点,电子电势能增加
D. 将电子从点移到d点,电子电势能减小
6. 竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,小球A、B带有同种电荷。现用指向墙面的水平推力作用于小球B,两球分别静止在竖直墙和水平地面上,如图所示。如果将小球B向左推动少许,当两球重新达到平衡时,与原来的平衡状态相比较( )
A. 推力将变大 B. 竖直墙面对小球A的弹力变小
C. 地面对小球B的支持力变大 D. 两小球之间的距离变大
7. 如图所示,一无限长、竖直放置的粗糙绝缘直杆与等量异种电荷连线的中垂线重合,直杆上有A、B、O三点,其中O为等量异种点电荷连线的中点,AO=BO=L。现有一质量为m的带电小圆环从杆上A点以初速度v0向B点滑动,滑到B点时速度恰好为0。重力加速度大小为g,关于小圆环从A运动到B的过程,下列说法正确的是( )
A. 电场力先做正功后做负功
B. 小圆环的加速度先增大后减小
C. 摩擦力对小圆环做功为
D. 小圆环运动到O点时的动能为
第II卷
三、非选择题:共60分,考生根据要求作答。
8. 空间中一电场线分布如图所示,则电场强度_____,电势_____,_____(均选填“”、“”或“”)。
9. 两个半径均为的带电金属球A、B,电荷量,。让两球接触一下再分开,这时A、B两球的带电量分别为,则_____,若此时两球心距离,则它们之间的库仑力_____(选填“”、“”或“”)。
10. 如图所示,空间中存在着水平方向的匀强电场,一个带电量为的点电荷从点移动到点,静电力做功,已知两点间距为,两点连线与水平方向成角,该匀强电场_____V/m,方向_____(选填“向左”或“向右”)。
11. 如图所示,水平地面上固定着一轻质弹簧,空间存在着竖直向下的匀强电场。一个带电量为的带电小球从轻质弹簧上方点由静止下落,在小球从到的过程中,重力做功,小球克服弹簧弹力做功,电场力做功,忽略空气阻力,则该过程小球的动能增加了_____J,小球和弹簧组成的系统机械能增加_____J,A、B两点电势差_____。
12. 如图甲所示为半径为、均匀带正电的球体,为过球心的直线上的两点,、两点到的距离分别为、,球体在空间产生球对称的电场,电场强度沿半径方向分布情况如图乙所示,曲线下部分的面积等于部分的面积。两点的场强大小分别为和,电势分别为和,则_____,_____(均选填“”、“”或“”);将电荷量为的正电荷从移动到的过程中静电力做功为_____(用和表示)。
13. 如图所示,小球A、B均可视为点电荷,两球均带正电,固定的小球A的电荷量为Q,用绝缘细绳悬挂起来的小球B的质量为m、电荷量为q。当小球B静止时,两球心在同一高度,细绳与竖直方向的夹角α,静电力常量为k,重力加速度大小为g,求:
(1)小球B所受电场力的大小F;
(2)小球A在小球B处电场的电场强度大小E;
(3)A、B两球间的距离r。
14. 示波器能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器部分结构如图所示,金属丝发射出来的电子(速度可忽略)被加速后从金属板的小孔穿出,从极板正中央垂直射入偏转场偏转后射出电场。已知加速电压为,两板间电压为,板间距为,板长为,电子的电荷量为、质量为,不计电子的重力。求:
(1)电子刚进入偏转场时的速度的大小;
(2)电子在偏转电场加速度的大小;
(3)若,,,电子离开偏转场时偏离原入射方向的侧移距离的大小。
15. 如图所示,光滑水平轨道与半径为的光滑竖直半圆轨道在点平滑连接,在过圆心的水平界面的下方分布有大小为、水平向右的匀强电场,现将一质量为、电荷量为的小球(可视为质点)从水平轨道上点由静止释放,小球运动到点离开半圆轨道后,经界面上的点进入电场,已知整个运动过程小球的电荷量保持不变,、间的距离为,重力加速度为。求小球
(1)从点运动到点的时间;
(2)在竖直半圆轨道速度的最大值;
(3)在水平轨道上的落点到点的距离。
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同安一中2025-2026学年上学期第一次月考
高二物理试卷
本卷满分100分,考试时间75分钟
第I卷
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 我国古人最早发现了尖端放电现象,并将其用于生产生活,如许多古塔的顶端采用“伞状”金属饰物在雷雨天时保护古塔。雷雨中某时刻,一古塔顶端附近等势线分布如图所示,相邻等势线电势差相等,则a、b、c、d四点中电场强度最大的是( )
A. a点 B. b点 C. c点 D. d点
【答案】C
【解析】
【详解】在静电场中,等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小。图中c点的等差等势线相对最密集,故该点的电场强度最大。
故选C。
2. 如图甲、乙所示,两个电荷量均为的点电荷分别置于电荷量线密度相同、半径相同的圆环和半圆环的圆心,环的粗细可忽略不计。若图甲中环对圆心点电荷的库仑力大小为,则图乙中环对圆心点电荷的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据对称性,图甲中四分之一圆环对圆心点电荷的库仑力可等效为环上电荷集中于环中点处电荷对圆心点电荷产生的,如图
同理,图乙中环对圆心点电荷的库仑力可等效为上下两个四分之一圆环电荷对其产生的,如图
几何关系可知
故选A。
3. 将一正点电荷在电场中由A点静止释放,仅受静电力作用下,从A点运动到B点的图像如图所示,该电场不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,电荷做加速运动且加速度越来越小,根据牛顿第二定律得
所以从A到B场强越来越小,等量同种电荷中垂线上从A到B场强可能越来越小,正电荷可能做加速度减小的加速运动,故A错误;
B.正电荷周围从A到B场强越来越小,正电荷从A点静止释放后做加速度减小的加速运动,故B错误;
C.等量异种电荷连线的中点电场强度最小,正电荷从A点到B点做加速度减小的加速运动,故C错误;
D.设在右侧处场强为0,根据
解得
图中A点在紧邻位置右侧,从A到B场强可能一直增大,也可能先增大后减小,均不可能出现如图所示图像,故D正确。
故选D。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
4. 某电场的电场线分布如图实线所示,虚线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,为轨迹上的两个点,则下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带正电
B. 粒子一定是从点运动到点
C. 粒子在点的电势能小于在点的电势能
D. 粒子在点受到的电场力小于在点受到的电场力
【答案】AC
【解析】
【详解】A.粒子做曲线运动,受力方向指向轨迹的凹面侧,且应与电场线共线,受力如下图红色箭头所示
所以带电粒子带正电,故A正确;
B.粒子可以从P运动到O,也可以从O运动到P,故B错误;
C.根据图像可知,沿电场线的方向电势降低,有
带电粒子是正电荷,所以,故C正确;
D.根据图像可知,点的电场强度大于O点,所以粒子在点受到的电场力大于在点受到的电场力,故D错误。
故选AC。
5. 如图所示,为匀强电场中的一个直角三角形,,,为三角形的高,电场方向与平面平行。已知a、b、c三点的电势分别为、,下列说法正确的是( )
A. 电场强度的方向沿方向
B. 电场强度的方向沿方向
C. 将电子从点移到d点,电子电势能增加
D. 将电子从点移到d点,电子电势能减小
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.匀强电场中,平行等间距两条线段之间的电势差相等,可知,将ac边四等份,则相邻等份之间的电势差为20V,根据几何关系可知,d点为第一个等分点,则d点的电势为80V,则bd连线为等势线,由于电场线与等势线垂直且由高电势点指向低电势点,则电场强度的方向沿方向,故A错误,B正确;
CD.将电子从点移到d点,电场力做功
电场力做正功,可知,电子电势能减小,故C错误,D正确。
故选BD。
6. 竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,小球A、B带有同种电荷。现用指向墙面的水平推力作用于小球B,两球分别静止在竖直墙和水平地面上,如图所示。如果将小球B向左推动少许,当两球重新达到平衡时,与原来的平衡状态相比较( )
A. 推力将变大 B. 竖直墙面对小球A的弹力变小
C. 地面对小球B的支持力变大 D. 两小球之间的距离变大
【答案】BD
【解析】
【详解】ABC.以A球为研究对象,受力如图所示
设B对A的库仑力与墙壁的夹角为,由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为
将小球B向左推动少许时,减小,则竖直墙面对小球A的弹力减小;再以AB整体为研究对象,受力如图所示
由平衡条件可得
可知推力变小,地面对小球B的支持力不变,B正确,AC错误;
D.由上分析可得库仑力为
可知减小,增大,减小,根据库仑定律
可知两球之间的距离变大,D正确。
故选BD。
7. 如图所示,一无限长、竖直放置的粗糙绝缘直杆与等量异种电荷连线的中垂线重合,直杆上有A、B、O三点,其中O为等量异种点电荷连线的中点,AO=BO=L。现有一质量为m的带电小圆环从杆上A点以初速度v0向B点滑动,滑到B点时速度恰好为0。重力加速度大小为g,关于小圆环从A运动到B的过程,下列说法正确的是( )
A. 电场力先做正功后做负功
B. 小圆环的加速度先增大后减小
C. 摩擦力对小圆环做功为
D. 小圆环运动到O点时的动能为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.一对等量异种电荷的连线的中垂线是等势面,故小圆环从A到B过程电场力不做功,故A错误;
B.一对等量异种电荷的连线的中垂线上,从A到B电场强度先增大后减小,O点的电场强度最大,所以小圆环受到的电场力先增大后减小,小圆环受到的摩擦力f=μFN=μqE
所以小圆环受到的摩擦力先增大后减小,它的加速度大小为
所以加速度先增大后减小,故B正确;
CD.结合前面分析及对称性可知,小圆环由A到O和由O到B,摩擦力对其做功情况相同,设AB之间摩擦力做功为2Wf,小圆环运动到O点时的动能为Ek,小圆环从A到B的过程中,电场力不做功,重力和摩擦力做功,根据动能定理得,A→O过程中有
A→B过程中有
联立可得,,故C错误,D正确。
故选BD。
第II卷
三、非选择题:共60分,考生根据要求作答。
8. 空间中一电场线分布如图所示,则电场强度_____,电势_____,_____(均选填“”、“”或“”)。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]电场线越密集的地方电场强度越大,可得电场强度
[2]沿电场线方向电势逐渐降低,可得
[3]该电场为非匀强电场,有
可得
整理得
9. 两个半径均为的带电金属球A、B,电荷量,。让两球接触一下再分开,这时A、B两球的带电量分别为,则_____,若此时两球心距离,则它们之间的库仑力_____(选填“”、“”或“”)。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]让两球接触一下再分开,这时A球的带电量为。
[2]两球心相距为0.3m,则不能将两球看作点电荷,因接触后两球带同种电荷,由于同性电荷相互排斥,使得球面上电荷的等效间距大于0.3m,则它们之间的库仑力。
10. 如图所示,空间中存在着水平方向的匀强电场,一个带电量为的点电荷从点移动到点,静电力做功,已知两点间距为,两点连线与水平方向成角,该匀强电场_____V/m,方向_____(选填“向左”或“向右”)。
【答案】 ①. 100 ②. 向右
【解析】
【详解】[1][2]一个带电量为的点电荷从点移动到点,静电力做正功,所以电场方向向右。根据
解得
11. 如图所示,水平地面上固定着一轻质弹簧,空间存在着竖直向下的匀强电场。一个带电量为的带电小球从轻质弹簧上方点由静止下落,在小球从到的过程中,重力做功,小球克服弹簧弹力做功,电场力做功,忽略空气阻力,则该过程小球的动能增加了_____J,小球和弹簧组成的系统机械能增加_____J,A、B两点电势差_____。
【答案】 ①. 0.3 ②. 0.5 ③. 250
【解析】
【详解】[1]小球从到的过程中,由动能定理
解得
[2]机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力做功,因此小球和弹簧组成的系统机械能的增加量
[3] A、B两点电势差
12. 如图甲所示为半径为、均匀带正电的球体,为过球心的直线上的两点,、两点到的距离分别为、,球体在空间产生球对称的电场,电场强度沿半径方向分布情况如图乙所示,曲线下部分的面积等于部分的面积。两点的场强大小分别为和,电势分别为和,则_____,_____(均选填“”、“”或“”);将电荷量为的正电荷从移动到的过程中静电力做功为_____(用和表示)。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]根据题意,由图乙可知,两点的场强。
[2]根据题意可知,球体带正电,电场强度方向由球体指向无穷远,而沿电场方向电势逐渐降低,则有
[3]图线与坐标轴围成的面积表示电势差大小,由于部分的面积等于部分的面积,则有
则将电荷量为的正电荷从移动到的过程中静电力做功为
13. 如图所示,小球A、B均可视为点电荷,两球均带正电,固定的小球A的电荷量为Q,用绝缘细绳悬挂起来的小球B的质量为m、电荷量为q。当小球B静止时,两球心在同一高度,细绳与竖直方向的夹角α,静电力常量为k,重力加速度大小为g,求:
(1)小球B所受电场力的大小F;
(2)小球A在小球B处电场的电场强度大小E;
(3)A、B两球间的距离r。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
以小球B为对象,根据受力平衡可得
解得小球B所受电场力的大小为
【小问2详解】
根据
可得小球A在小球B处电场的电场强度大小为
【小问3详解】
根据点电荷场强表达式
可得A、B两球间的距离为
14. 示波器能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器部分结构如图所示,金属丝发射出来的电子(速度可忽略)被加速后从金属板的小孔穿出,从极板正中央垂直射入偏转场偏转后射出电场。已知加速电压为,两板间电压为,板间距为,板长为,电子的电荷量为、质量为,不计电子的重力。求:
(1)电子刚进入偏转场时的速度的大小;
(2)电子在偏转电场加速度的大小;
(3)若,,,电子离开偏转场时偏离原入射方向的侧移距离的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由动能定理得
解得
【小问2详解】
根据牛顿第二定律得
根据匀强电场公式
解得
【小问3详解】
水平方向
竖直方向
联立解得
15. 如图所示,光滑水平轨道与半径为的光滑竖直半圆轨道在点平滑连接,在过圆心的水平界面的下方分布有大小为、水平向右的匀强电场,现将一质量为、电荷量为的小球(可视为质点)从水平轨道上点由静止释放,小球运动到点离开半圆轨道后,经界面上的点进入电场,已知整个运动过程小球的电荷量保持不变,、间的距离为,重力加速度为。求小球
(1)从点运动到点的时间;
(2)在竖直半圆轨道速度的最大值;
(3)在水平轨道上的落点到点的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球点运动到点过程,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
根据运动学公式可得
解得
【小问2详解】
如图所示
小球运动到等效最低点D时速度最大,由于,可知OD与竖直线OB夹角为,小球从A点运动到D点的过程中,根据动能定理有
解得小球在竖直半圆轨道速度的最大值为
【小问3详解】
设小球过C点时的速度大小为,小球从A运动到C的过程中,根据动能定理有
解得
小球离开C点后做平抛运动,小球从C运动到P的过程中,有,
解得,
小球通过P点时水平方向速度大小为
竖直方向速度大小为
进入电场后,水平方向加速度大小为,竖直方向加速度为;小球在水平方向做匀减速运动,在竖直方向做匀加速运动,水平方向有
竖直方向有
联立解得
则在水平轨道上的落点到点的距离为
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