内容正文:
宿州 2025-2026学年第一学期高二学段—教学质量检测
物理试卷
(分值100 时间:75分钟)
一、单选题:(本题共8小题,每小题4分,共32分)
1. 两个分别带有电荷量-Q和+5Q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,则两球间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
2. 真空中,在与带电荷量为+q1的点电荷相距r的M点放一个带电荷量为−q2的试探电荷,此时试探电荷−q2受到的电场力大小为F,方向如图所示。已知静电力常量为k,则( )
A. M点的电场强度方向与F方向相同 B. M点的电场强度大小为
C. M点的电场强度大小为 D. 取走试探电荷−q2,M点电场强度变为零
3. 两个点电荷相距为l,电荷量分别为2q和,其电场线分布如图所示,过两点电荷连线中点a作一条垂线,垂线上的b、c两点关于a点对称,d点和b点在同一条电场线上,静电力常量为k,则下列说法中正确的是( )
A. b、c两点的电场强度相同
B. a点的电势高于c点的电势
C. 将一正的试探电荷从b点由静止释放,它将沿电场线运动到d点
D. a点的电场强度大小为
4. 如图,取一对用绝缘支柱支持的导体A和B,使他们彼此接触,B的一端接地。起初他们都不带电,贴在他们下面的两片金属箔是闭合的,现手握绝缘棒,把带正电荷的带电体C移近导体A,则关于两金属箔的情况,下列说法正确的是( )
A. A下面的箔片张开,B下面的箔片也张开 B. A下面的箔片张开,B下面的箔片不张开
C. A下面的箔片不张开,B下面的箔片张开 D. A下面的箔片不张开,B下面的箔片也不张开
5. 如图示,在匀强电场中有边长为10cm的等边三角形△ABC,已知电场线的方向平行于△ABC所在平面,A、B、C三点的电势分别为2V、6V和-2V,则匀强电场的场强大小E为( )
A. 20V/m B. 40V/m C. 60V/m D. 80V/m
6. 在如图所示的电路中,定值电阻分别为,现在M、N两点间加12V的稳恒电压,则下列说法正确的是( )
A. 流经上的电流为
B. 两端的电压为4V
C. 和两端的电压之比为
D. 流过和的电流之比为
7. 如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A. 甲表是电流表,增大时量程增大
B. 乙表是电流表,增大时量程增大
C. 在甲图中,若改装成的电流表的量程为,则
D. 在乙图中,若改装成的电压表的量程为,则
8. 两个等量同种正点电荷固定于光滑水平面上,两点电荷连线的中垂线上有A、B、C三点如图所示(中垂线也在水平面内),一个带电小物块从C点由静止释放,沿路径C-B-A运动,小物块运动过程中的加速度a、速度v、电势能Ep以及从C→A的电势随时间变化的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题(本题共2小题,每小题5分,共10分)
9. 如图所示,固定在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球A、B,A位于筒底靠在左侧壁处,B在右侧筒壁上受到A的斥力作用处于静止状态。若筒壁竖直,A的电荷量保持不变,B由于漏电而下降少许后重新平衡,下列说法正确的是( )
A. 小球A、B间的库仑力变大 B. 小球B对筒壁的压力变小
C. 小球A对筒底的压力变大 D. 小球A对筒壁的压力变大
10. 如图所示,在轴上放有两个电荷量分别为和的点电荷,其中位于轴的坐标原点,电荷的右侧各点电势随变化的关系如图曲线所示,其余部分的电势变化情况没有画出,其中点电势为零,段中的电势最低点为点,则下列说法正确的是( )。
A. 点的电场强度方向向左
B. 两点电荷的电荷量的大小关系为
C. 从点到点的电场强度先增大后减小
D. 将一带负电的试探电荷从点移到点,电场力做负功
三、实验题(本大题共2小题,共16分)
11. 电流传感器可以测量电流,它的反应非常快,可以捕捉到瞬间的电流变化;将它与计算机相连还能用计算机显示出电流随时间变化的图像,图甲所示的电路中:直流电源电动势为8V,内阻可忽略;C为电容器,先将单刀双掷开关S与1相连,电源向电容器充电,这个过程可在短时间内完成;然后把开关S与2相连,电容器通过电阻R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示电流随时间变化的图像,如下图所示。
Ⅰ.通过实验数据,请计算出电容器的电容为______F。
Ⅱ.如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,放电时的曲线与横轴所围成的面积将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
12. 实验小组测定一个小金属圆筒的电阻率,圆筒横断面如图甲所示,进行了如下操作:
(1)用游标卡尺测量圆筒的长度为L,如图乙所示,则L=____________mm;圆筒内径已测出为d,用螺旋测微器测圆筒的外径D如图丙所示,则外径为D=___________mm。
(2)为了精确测量该圆筒电阻,实验小组设计如图丁所示电路,测出多组电流、电压数值,画出伏安特性I-U图线如图戊所示。则圆筒电阻R=___________Ω(结果保留一位小数);用此电路测量的电阻值___________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(3)圆筒材料的电阻率ρ=___________(测得物理量分别用L,d,D,R等字母表示)。
四、计算题(本大题共3小题,共42分)
13. 如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间的距离为d,上板正中有一小孔.质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.
14. 如图所示,质量为m,电荷量为q的带电粒子从粒子源无初速度地飘入电压为U的加速电场,经加速后从小孔沿平行金属板A、B的中线射入,并打到B板的中心。已知A、B两极板长为L,间距为d,不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用。
(1)求带电粒子离开加速电场时的速度大小;
(2)求A、B板间电场的电场强度大小;
(3)若保持A、B两极板的电荷量不变,将B板下移适当距离,让同种带电粒子原样射入恰能射出电场,求B板下移的距离。
15. 如图所示,在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O,用一根长度L=0.4m的绝缘细绳把质量为m=0.1kg、带有正电荷的金属小球悬挂在O点,小球静止在B点时细绳与竖直方向的夹角为θ=37º。现将小球拉至位置A使细绳水平后由静止释放,(g=10m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8)求:
(1)小球最初静止在B点时所受电场力的大小;
(2)小球通过最低点C时,细绳的拉力大小;
(3)小球在摆动过程中小球对细绳的最大拉力大小。
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宿州 2025-2026学年第一学期高二学段—教学质量检测
物理试卷
(分值100 时间:75分钟)
一、单选题:(本题共8小题,每小题4分,共32分)
1. 两个分别带有电荷量-Q和+5Q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,则两球间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】两球相距r时,根据库仑定律
两球接触后,带电荷量均为2Q,则
由以上两式可解得
故选D。
2. 真空中,在与带电荷量为+q1的点电荷相距r的M点放一个带电荷量为−q2的试探电荷,此时试探电荷−q2受到的电场力大小为F,方向如图所示。已知静电力常量为k,则( )
A. M点的电场强度方向与F方向相同 B. M点的电场强度大小为
C. M点的电场强度大小为 D. 取走试探电荷−q2,M点电场强度变为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于试探电荷带负电,故电场强度方向与电场力方向相反,故A错误;
B.根据点电荷电场强度公式可得M点的场强大小为
故B错误;
C.根据电场强度的定义式可得M点的电场强度大小为
故C正确;
D.电场强度是电场本身的性质,与放不放电荷,放什么电荷均无关,故D错误。
故选C。
3. 两个点电荷相距为l,电荷量分别为2q和,其电场线分布如图所示,过两点电荷连线中点a作一条垂线,垂线上的b、c两点关于a点对称,d点和b点在同一条电场线上,静电力常量为k,则下列说法中正确的是( )
A. b、c两点的电场强度相同
B. a点的电势高于c点的电势
C. 将一正的试探电荷从b点由静止释放,它将沿电场线运动到d点
D. a点的电场强度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.电场的方向沿电场线的切线方向,b、c两点的电场强度方向不同,故A错误;
B.等势线与电场线垂直,a点的电势高于c点的电势,故B正确;
C.试探电荷受力的方向沿电场线的切线方向,将一正的试探电荷从b点由静止释放,它不沿电场线运动,故C错误;
D. a点的电场强度大小为,故D错误。
故选B。
4. 如图,取一对用绝缘支柱支持的导体A和B,使他们彼此接触,B的一端接地。起初他们都不带电,贴在他们下面的两片金属箔是闭合的,现手握绝缘棒,把带正电荷的带电体C移近导体A,则关于两金属箔的情况,下列说法正确的是( )
A. A下面的箔片张开,B下面的箔片也张开 B. A下面的箔片张开,B下面的箔片不张开
C. A下面的箔片不张开,B下面的箔片张开 D. A下面的箔片不张开,B下面的箔片也不张开
【答案】B
【解析】
【详解】把带正电荷的带电体C移近导体A,由于静电感应,A的左端感应出负电荷,下面的箔片张开,A、B以及大地相连成为一个整体,大地远端感应出正电荷,B没有净电荷,下面的箔片不张开。
故选B。
5. 如图示,在匀强电场中有边长为10cm的等边三角形△ABC,已知电场线的方向平行于△ABC所在平面,A、B、C三点的电势分别为2V、6V和-2V,则匀强电场的场强大小E为( )
A. 20V/m B. 40V/m C. 60V/m D. 80V/m
【答案】D
【解析】
【详解】设BC中点为D,则D点的电势为
可知AD连线为等势线,则电场方向由B指向C,场强大小为
故选D。
6. 在如图所示的电路中,定值电阻分别为,现在M、N两点间加12V的稳恒电压,则下列说法正确的是( )
A. 流经上的电流为
B. 两端的电压为4V
C. 和两端的电压之比为
D. 流过和的电流之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.与并联的电阻为
故M、N间的总电阻为
干路上的电流
并联电路电流与电阻成反比,得
解得,故A错误;
B.与并联,二者两端的电压相等,有,故B错误;
C.与串联,电压与电阻成正比,即4∶5,故C错误;
D.流过的电流即为干路电流,即得流过与的电流之比为,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A. 甲表是电流表,增大时量程增大
B. 乙表是电流表,增大时量程增大
C. 在甲图中,若改装成的电流表的量程为,则
D. 在乙图中,若改装成的电压表的量程为,则
【答案】D
【解析】
【详解】AC.甲表是电流表,量程为
增大时量程变小,若改装后量程为,则
故AC错误;
BD.乙表是电压表,量程为
增大时量程变大,若改装后量程为,则
故B错误,D正确。
故选D。
8. 两个等量同种正点电荷固定于光滑水平面上,两点电荷连线的中垂线上有A、B、C三点如图所示(中垂线也在水平面内),一个带电小物块从C点由静止释放,沿路径C-B-A运动,小物块运动过程中的加速度a、速度v、电势能Ep以及从C→A的电势随时间变化的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.因等量同种电荷连线的中垂线上各点的场强不等,物块沿路径C-B-A运动时,所受的电场力可能一直增加,也可能先增加后减小,且变化不是均匀增加的,则加速度随时间的变化不是直线,选项A错误;
B.物块沿路径C-B-A运动时,加速度先增加后减小或一直增大,则v-t图像的斜率先增加后减小或逐渐增大,选项B正确;
C.带电小物块从C点由静止释放,沿路径C-B-A运动,则电场力一定是做正功,则电势能一直减小,选项C错误;
D.距离正电荷越近,电势越高,则从C→A的电势逐渐降低,选项D错误。
故选B。
二、多选题(本题共2小题,每小题5分,共10分)
9. 如图所示,固定在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球A、B,A位于筒底靠在左侧壁处,B在右侧筒壁上受到A的斥力作用处于静止状态。若筒壁竖直,A的电荷量保持不变,B由于漏电而下降少许后重新平衡,下列说法正确的是( )
A. 小球A、B间的库仑力变大 B. 小球B对筒壁的压力变小
C. 小球A对筒底的压力变大 D. 小球A对筒壁的压力变大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对B受力分析如图所示
由平衡条件可得
(为与竖直方向夹角)
B由于漏电而下降少许后重新平衡,增大,故小球A、B间的库仑力变大,故A正确;
B D.筒壁对B的支持力为
增大,筒壁对B的支持力变大,由牛顿第三定律可知B对筒壁的压力变大,将小球A、B看成整体,水平方向受力平衡,可知筒壁对A的支持力等于筒壁对B的支持力,根据牛顿第三定律可知,小球A对筒壁的压力变大,故B错误,D正确;
C.将小球A、B看成整体,竖直方向受力平衡,筒底对A的支持力等于小球A、B的重力之和,根据牛顿第三定律可知,小球A对筒底的压力不变,故C错误。
故选AD。
10. 如图所示,在轴上放有两个电荷量分别为和的点电荷,其中位于轴的坐标原点,电荷的右侧各点电势随变化的关系如图曲线所示,其余部分的电势变化情况没有画出,其中点电势为零,段中的电势最低点为点,则下列说法正确的是( )。
A. 点的电场强度方向向左
B. 两点电荷的电荷量的大小关系为
C. 从点到点的电场强度先增大后减小
D. 将一带负电的试探电荷从点移到点,电场力做负功
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由电势分布可知,带负电,带正电,故点场强方向向左,故A正确;
B.曲线斜率表示场强,点斜率为0,所以,由点电荷场强公式及叠加原理可知:,故B正确;
C.从到,斜率变小,点斜率为0,从到,斜率先变大后变小,所以从到,场强先变小后变大,再变小,故C错误;
D.由图知,从到电势逐渐升高,因沿电场线方向电势逐渐降低,所以电场线向左,负电荷从到,电场力做正功,故D错误。
故选AB。
三、实验题(本大题共2小题,共16分)
11. 电流传感器可以测量电流,它的反应非常快,可以捕捉到瞬间的电流变化;将它与计算机相连还能用计算机显示出电流随时间变化的图像,图甲所示的电路中:直流电源电动势为8V,内阻可忽略;C为电容器,先将单刀双掷开关S与1相连,电源向电容器充电,这个过程可在短时间内完成;然后把开关S与2相连,电容器通过电阻R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示电流随时间变化的图像,如下图所示。
Ⅰ.通过实验数据,请计算出电容器的电容为______F。
Ⅱ.如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,放电时的曲线与横轴所围成的面积将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. ②. 不变
【解析】
【详解】Ⅰ[1]根据I-t图像以及可知,图像与坐标轴所围的面积表示电容器放电前所带的电荷量;根据横轴与纵轴的数据可知,一个格子表示的电荷量为8×10-5 C;根据数格法的原则,大于半格算一个,小于半格舍去,得出图像所包含的格子个数为37,所以释放的电荷量是
电容器的电容为
Ⅱ[2] 如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,则放电过程中电流变大,放电时间变短,但放电前电容器上的电量是不变的,所以放电时的曲线与横轴所围成的面积将不变。
12. 实验小组测定一个小金属圆筒的电阻率,圆筒横断面如图甲所示,进行了如下操作:
(1)用游标卡尺测量圆筒的长度为L,如图乙所示,则L=____________mm;圆筒内径已测出为d,用螺旋测微器测圆筒的外径D如图丙所示,则外径为D=___________mm。
(2)为了精确测量该圆筒电阻,实验小组设计如图丁所示电路,测出多组电流、电压数值,画出伏安特性I-U图线如图戊所示。则圆筒电阻R=___________Ω(结果保留一位小数);用此电路测量的电阻值___________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(3)圆筒材料的电阻率ρ=___________(测得物理量分别用L,d,D,R等字母表示)。
【答案】 ①. 50.15 ②. 10.500##10.499##10.501 ③. 6.0 ④. 小于 ⑤.
【解析】
【详解】(1)用游标卡尺测量圆筒长度
用螺旋测微器测量圆筒外径
(2)在I-U图像中,R为斜率的倒数,则
由于电流表外接,电阻测量值小于真实值;
(3)根据电阻定律
得
四、计算题(本大题共3小题,共42分)
13. 如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间的距离为d,上板正中有一小孔.质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)小球到达小孔前是自由落体运动,根据速度位移关系公式,有:v2=2gh
解得: ①
(2)对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式,有:mg(h+d)-qEd=0
解得:②
电容器两极板间的电压为:
电容器的带电量为:
(3)加速过程:
mgt1=mv…③
减速过程,有:
(mg-qE)t2=0-mv…④
t=t1+t2…⑤
联立①②③④⑤解得:
【点睛】本题关键是明确小球的受力情况和运动规律,然后结合动能定理和动量定理列式分析,不难.
14. 如图所示,质量为m,电荷量为q的带电粒子从粒子源无初速度地飘入电压为U的加速电场,经加速后从小孔沿平行金属板A、B的中线射入,并打到B板的中心。已知A、B两极板长为L,间距为d,不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用。
(1)求带电粒子离开加速电场时的速度大小;
(2)求A、B板间电场的电场强度大小;
(3)若保持A、B两极板的电荷量不变,将B板下移适当距离,让同种带电粒子原样射入恰能射出电场,求B板下移的距离。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设粒子离开加速电场时的速度为,由动能定理可得
解得
(2)设A、B板间电场的电场强度大小为,带电粒子在A、B板间电场中做类平抛运动,有
,
联立解得
(3)若保持A、B两极板的电荷量不变,将B板下移适当距离,根据
可知电场强度保持不变;让同种带电粒子原样射入恰能射出电场,则有
解得
故板下移的距离为
15. 如图所示,在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O,用一根长度L=0.4m的绝缘细绳把质量为m=0.1kg、带有正电荷的金属小球悬挂在O点,小球静止在B点时细绳与竖直方向的夹角为θ=37º。现将小球拉至位置A使细绳水平后由静止释放,(g=10m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8)求:
(1)小球最初静止在B点时所受电场力的大小;
(2)小球通过最低点C时,细绳的拉力大小;
(3)小球在摆动过程中小球对细绳的最大拉力大小。
【答案】(1)0.75N
(2)1.5N (3)2.25N
【解析】
【小问1详解】
在B点由力的平衡
得
qE=0.75N
【小问2详解】
对A到C由动能定理
在C点由牛顿第二定律
解得
FT=1.5N
【小问3详解】
小球摆到B点时,绳上的拉力最大,设该时刻小球的速度vB,对A到B由动能定理
在B点
得
Fm=2.25N
由牛顿第三定律
=2.25N
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