内容正文:
2025-2026学年天津市静海一中高二(上)调研物理试卷(10月份)
一、单选题:本大题共5小题,共25分。
1.电场中P点放一个试探电荷,它所受的电场力为F,则关于P点的电场强度,正确的说法是( )
A. ,方向与F相同
B. 若取走,P点的电场强度
C. 若试探电荷为,E不变
D. 若试探电荷为,则,方向与相反
2.如图所示,真空中点电荷的电场中有a、b、c三点,a、b在同一直线上,各点到点电荷的距离满足,则下列说法不正确的是( )
A. b点和c点的电势相同
B. a点电势比c点电势高
C. b点和c点的场强相同
D. a点的场强大小是b点的4倍
3.如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用、表示A、B两处的场强,则( )
A. 正试探电荷只受电场力作用下一定沿A到B的方向运动
B. 因为A、B在一条电场线上,且电场线是直线,所以
C. 电场线从A指向B,所以
D. 电场线从A指向B,所以A点电势一定高于B点
4.如图,两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上,下端分别系有均带正电荷的小球P、Q;小球处在某一方向水平向右的匀强电场中,平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则( )
A. 两绳中的张力大小一定相等 B. P的质量一定大于Q的质量
C. P的电荷量一定小于Q的电荷量 D. P的电荷量一定大于Q的电荷量
5.如图所示,虚线ac和bd分别为椭圆的长轴和短轴,相交于O点,两个等量异种点电荷分别固定在椭圆的两个焦点P、Q上,c、e两点关于Q点对称,下列说法正确的是( )
A. b、d两点场强不同,电势相等
B. b、e两点场强方向相同,e点场强较b点大,而b点电势高
C. 同一带正电的试探电荷在e点具有的电势能小于在c点具有的电势能
D. 将一带负电的试探电荷沿椭圆从a点经b点移到c点的过程中,电场力先做正功后做负功
二、多选题:本大题共3小题,共15分。
6.空间中有方向与纸面平行的匀强电场,其中纸面内P、Q和R三点分别是等边三角形abc三边的中点,如图所示。已知三角形的边长为2m,a、b和c三点的电势分别为1V、2V和3V。下列说法正确的是( )
A. 该电场的电场强度大小为
B. 电子在R点的电势能大于在P点的电势能
C. 将一个电子从P点移动到Q点,电场力做功为
D. 将一个电子从P点移动到R点,电场力做功为
7.如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两极板间的电场强度,表示点电荷在P点的电势能,表示静电计指针的偏角,若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则( )
A. 增大,E增大 B. 减小,不变 C. 减小,增大 D. 减小,E不变
8.真空中某电场的电场线如图中实线,M、O、N为同一根电场线上的不同位置的点,两个带电粒子a、b从同一位置P点以相同速度射入该电场区域,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线,a粒子带负电,b粒子带正电,说法正确的( )
A. M点的电势高于N点的电势
B. 电场力对a粒子做负功,对b粒子做正功
C. a粒子与b粒子的电势能均减小
D. 若在O点静止释放a粒子,仅在电场力的作用下,a粒子将沿电场线运动到M点
三、填空题:本大题共2小题,共12分。
9.关于基本概念,判断是否正确,对的表明√,不对的表明,不对的改正。
负电荷在电势高的地方,电势能一定大。______
若电场力对电荷做功为零,则该电荷一定沿着等势面运动。______
等势面一定与电场线垂直。______判断对错
10.规律总结:分析以下问题中的电势关系,总结电势高低的判断方法
______
______
正电荷在某个电场中由A点移至B点电场力做负功,则______。负电荷在某个电场中A点所具有的电势能比B点大,则______。分析以上判断,归纳电势高低的判断方法______。
四、实验题:本大题共1小题,共8分。
11.如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中已充电的电容器左侧极板和静电计外壳接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。
本实验过程使用的实验方法是______。
A.等效替代法
B.控制变量法
C.转换法
D.比较法
当板间距离增大时如图①,我们会看到静电计指针的偏角______,由此可知电容器的电容______;填“增大”、“减小”或“不变”
当正对面积减小时如图②,我们会看到静电计指针的偏角______,由此可知电容器的电容______;填“增大”、“减小”或“不变”
当两板间插入电介质时如图③,我们会看到静电计指针的偏角______,由此可知电容器的电容______。填“增大”、“减小”或“不变”
五、计算题:本大题共3小题,共37分。
12.如图所示,在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小有一个质量的带电小球,用绝缘轻细线悬挂起来,静止时细线偏离竖直方向的夹角取,,,不计空气阻力的作用。
求小球所带的电荷量及电性。
若细线长,则该静止点A与悬点的正下方B点之间的电势差为多少?
13.反射式速调管是常用的微波器械之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其震荡原理与下述过程类似。如图所示,在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场,一带电微粒从A点由静止开始,在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是和,方向如图所示,带电微粒质量,带电荷量,A点距虚线MN的距离,不计带电微粒的重力,忽略相对论效应。求:
点距虚线MN的距离;
带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t。
14.如图所示,一带电粒子质量为m,电荷量为q,从靠近左板的A点由静止开始经电压为U的电场加速后,垂直进入虚线PQ、MN间的匀强电场中,从MN上的某点C离开匀强电场时速度与竖直方向的夹角为。已知PQ、MN间的距离为d,带电粒子的重力忽略不计。求:
带电粒子的电性;
带电粒子到达PQ位置时的速率;
、MN间匀强电场的电场强度E的大小。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:根据电场强度的定义式可得,
P点的电场强度大小为:,
因为试探电荷是负电荷,所以电场场强方向与F相反,故A错误;
电场强度的大小、方向是由电场本身决定的,不会因取走试探电荷而改变,也不会因试探电荷电性、带电量大小的改变而改变,故B错误,C正确;
D.根据前面分析可知,若试探电荷为,则有:,方向与相同,故D错误。
故选:C。
A.根据电场强度的定义,结合试探电荷电性,即可分析求解;
电场强度的大小、方向是由电场本身决定的,据此分析判断;
D.根据前面分析,即可判断求解。
本题考查了对电场强度的掌握,解题时需注意,电场强度的大小、方向是由电场本身决定的,是客观存在的,与放不放试探电荷,以及放入的试探电荷的正负、电荷量多少均无关。
2.【答案】C
【解析】解:点和c点在同一等势面上,电势相同,故A正确;
B.沿电场线电势降低,a点电势比b点电势高,所以a点电势比c点电势高,故B正确;
C.b点和c点的场强大小相等,方向不同,故C错误;
D.根据
,,
所以a点的场强大小是b点的4倍,故D正确。
本题选择错误的,
故选:C。
b点和c点在同一等势面上,电势相同沿电场线电势降低,b点和c点的场强大小相等,方向不同,根据解得电场大小关系。
本题考查电场强度与电势,解题关键掌握沿电场线电势降低,注意电场是矢量有方向。
3.【答案】D
【解析】解:A、电荷在电场中的运动还与电荷的初速度有关,不知道试探电荷的初速度的大小与方向情况,所以不能判断出试探电荷具体的运动轨迹以及方向,故A错误;
BC、只有一条电场线,无法判断电场线的疏密,也就无法判断A、B两点电场强度的大小,故BC错误;
D、沿电场线方向电势降低,可知A点电势一定高于B点电势,故D正确。
故选:D。
由于A、B两点所在的电场线是直线,A、B两点电场强度方向相同。电场线的疏密表示电场的强弱,一条电场线无法判断疏密,就无法确定A、B两处电场强度的大小,沿电场线方向电势降低。
本题要抓住电场线的疏密表示电场强度的相对大小,但一条电线线,不能反映电场线的疏密,所以不能确定场强的大小。
4.【答案】B
【解析】解:AB、设P、Q之间相互作用的库仑力大小为F,对P、Q受力分析如下图所示:
由题可知P、Q处于同一水平面内,根据平衡条件得:
对P在水平方向上有:
对P在竖直方向上有:
同理,对Q在水平与竖直方向上分别有:
对比可得:,,故A错误,B正确;
CD、P、Q之间相互作用的库仑力总是等大反向,其大小为,故无法判断两者的电荷量的大小关系,故CD错误。
故选:B。
确定均带正电荷的小球P、Q之间的库仑力方向与各自受到的匀强电场的电场力方向,对P、Q受力分析,应用正交分解法,结合平衡条件平衡条件列方程解答。P、Q之间相互作用的库仑力总是等大反向,无法判断两者的电荷量的大小关系。
本题主要是考查了在静电力作用下的共点力的平衡问题,关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或分解,建立平衡方程进行解答。
5.【答案】B
【解析】解:B、根据等量异种电荷电场线分布情况可知,be两点电场线均向右,且b点场强小于O点场强小于e点场强,根据等势线特点可知,所以O点电势等于b点电势高于b点电势,故B正确。
A、根据等量异种电荷电场线、等势面分布对称性,知b、d两点电势、场强均相同。故A错误。
C、根据电场线疏密表示场强的大小,可知,eQ间的平均场强大于cQ间的平均场强,由知,eQ间的电势差大于cQ间的电势差,而e、c两点的电势高于Q点的电势,所以e点的电势高于c点的电势,而正电荷在电势高处电势能大,所以同一带正电的试探电荷在e点具有的电势能大于在c点具有的电势能。故C错误。
D、将一带负电的试探电荷沿椭圆从a点经b点移到c点的过程中,电势一直降低,电势能一直增加,则电场力始终做负功,故D错误。
故选:B。
根据等量异种电荷电场线分布情况和等势线特点可知,各点场强大小关系和电势大小关系;电势能一直增加,则电场力始终做负功。
本题考查电场力做功与但关系,解题关键掌握等量异种电荷电场线分布和等势线特点,注意电势能一直增加,则电场力始终做负功
6.【答案】AD
【解析】解:根据匀强电场中沿任意方向两点间中点的电势为两点电势的平均值,则有P点电势为
可知bP是等势面,则场强方向由c指向a点,场强大小
故A正确;
B.R点的电势为
可知电子在R点的电势能小于在P点的电势能,故B错误;
C.Q点的电势为
将一个电子从P点移动到Q点,电场力做功为
解得
故C错误;
D.将一个电子从P点移动到R点,电场力做功为
解得
故D正确。
故选:AD。
根据匀强电场中电势差与场强的关系求出ac中点的电势为2V,则BP为一条等势线,ca连线即为一条电场线,由ca间的电势差,由公式求出场强大小。根据电场力做功计算公式及电势能变化关系分析判断。
本题的关键要匀强电场中两点间电势差与电场强度的关系,要知道公式中d是两点沿电场方向的距离。
7.【答案】BD
【解析】解:因电容器极板的电量Q不变,若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离时,两板间的距离减小,根据可知,电容C增大,则根据可知,电压U减小,故静电计指针偏角减小;
由两板间的电场强度可知,电场强度与板间距无关,因此电场强度E不变;
再根据设P与下极板距离为L,则P点的电势,电势能,因此电荷在P点的电势能保持不变;
综上所述,故AC错误,BD正确。
故选:BD。
由图可知,电容器极板的电量不变,根据电容器的决定式可分析电容的变化,再根据定义式可分析电压的变化,从而分析静电计指针夹角的变化;根据分析电场强度的变化;根据电势与电势差之间的关系可分析P点电势,再由电势分析电势能的变化。
本题考查电容器的动态分析问题,解题的关键在于正确掌握电容的决定式和定义式;同时注意要掌握相关结论的应用,如本题中可以直接应用结论:当充电后断开电源时,如果只改变两板间距离,则两板间的电场强度不变。
8.【答案】AC
【解析】解:根据带电粒子a、b的运动方向可知,电场的方向是向右的,沿电场线方向电势逐渐降低,所以M点的电势高于N点的电势,故A正确;
根据轨迹可知在电场力的作用下,a、b两粒子的运动时的位移与受到的电场方向都成锐角,即电场力对两个粒子都做了正功,电场力做正功,电势能减小,所以两个粒子的电势能都将减小,故B错误、C正确;
D.带电粒子受到的电场力是沿着电场线的切线方向的,根据曲线运动的条件可知,a粒子是不可能沿着电场线运动到M点的,故D错误。
故选:AC。
沿电场线方向电势逐渐降低;电场力做正功,电势能减小;根据曲线运动的条件分析。
掌握物体做曲线运动的条件,能够根据粒子的运动轨迹确定粒子的受力方向是解题的关键,知道电场力做正功,电势能减小。
9.【答案】,负电荷在电势高的地方,电势能一定小。
,若电场力对电荷做功为零,则该电荷不一定沿着等势面运动。
√
【解析】根据可知,负电荷在电势高值大的地方,电势能一定小,故原题说法错误,
故答案为:,负电荷在电势高的地方,电势能一定小。
根据可知,若电场力对电荷做功为零,则该电荷初末位置电势差U为零,即该电荷初末位置的电势相等,但不一定沿着等势面运动,故原题说法错误,
故答案为:,若电场力对电荷做功为零,则该电荷不一定沿着等势面运动。
根据等势面与电场线的关系可知,等势面一定与电场线垂直,故原题说法正确,
故答案为:√。
结合题意,根据电势与电势能的关系,即可分析判断。
结合题意,根据电场力做功与电势差的关系,即可分析判断。
结合题意,根据等势面与电场线的关系,即可分析判断。
本题主要考查等势面及其与电场线的关系,解题时需注意:等势面与电场线一定处处正交垂直、电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。
10.【答案】<,>;
<,<;根据沿电场线方向电势降低;根据电场力做功与电势能关系结合电势能与电势关系进行判断
【解析】解:甲:根据沿电场线的方向电势降低,知;乙图:根据沿电场线的方向电势降低,知;
正电荷在某个电场中由A点移至B点电场力做负功,电势能增大,根据可知,;
正电荷在某个电场中由B点移至A点电场力做正功,则电势能减小,根据可知,;负电荷在某个电场中A点所具有的电势能比B点大,则根据可知,。
分析以上判断,归纳电势高低的判断方法:根据沿电场线方向电势降低;根据电场力做功与电势能关系结合电势能与电势关系进行判断。
故答案为:,>;
,<;根据沿电场线方向电势降低;根据电场力做功与电势能关系结合电势能与电势关系进行判断。
根据电场线方向电势高低的判断方法进行分析解答;
根据电场力做功和电势能的表达式分析电势高低。
考查电场中电势高低的判断,熟悉两种方法,会在具体实例中判断电势和电势能的变化情况。
11.【答案】B; 增大,减小; 增大,减小; 减小,增大
【解析】在本实验中需要保持极板所带电荷量不变,在判断电容和极板间距离关系时,需要保持正对面积不变;在判断电容和极板正对面积关系时,需要保持极板间距离不变,在判断电容和电介质关系时,需要保持极板间距离和正对面积不变,所以本实验所用的方法是控制变量法,故B正确,ACD错误。
故选:B。
当板间距离增大时如图①,我们会看到静电计指针的偏角变大,即两板间电压变大,根据可知,电容器的电容变小;
当正对面积减小时如图②,我们会看到静电计指针的偏角变大,即两板间电压变大,根据可知,电容器的电容变小;
当两板间插入电介质时如图③,我们会看到静电计指针的偏角变小,根据可知,电容器的电容变大。
故答案为:;增大,减小;增大,减小;减小,增大。
本实验采用的是控制变量法;
根据实验现象分析静电计指针张角的变化,根据分析电容的变化即可。
知道静电计指针张角的变化反映了电容器两板间电压的变化,掌握电容的定义式是解题的基础。
12.【答案】小球受到重力mg、电场力F和绳的拉力T的作用,由共点力平衡条件有:
解得: C
电场力的方向与电场强度的方向相同,故小球所带电荷为正电荷;
在电场线方向的距离为:
答:小球所带的电荷量为 C,为正电。
若细线长,则该静止点A与悬点的正下方B点之间的电势差为。
【解析】小球处于静止状态,分析受力,根据电场力与场强方向的关系判断电性。
根据,为沿电场线方向的距离。
本题是带电体在电场中平衡问题,分析受力情况是解题的关键,并能根据受力情况判断此后小球的运动情况。电势差,d为沿电场线方向的距离。
13.【答案】解:带电微粒由A运动到B的过程中,由动能定理有
得 cm
设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为、,由牛顿第二定律有
设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为和,由运动学公式有
联立方程解得
答:点距虚线MN的距离是;
带电微粒从A点运动到B点所经历的时间是
【解析】对带电粒子运用动能定理研究A到B得过程,注意其中电场力做功的表达.
抓住粒子在同一电场中做的是匀变速直线运动,运用运动学公式求出时间.
动能定理的应用范围很广,可以求速度、力、功、位移等物理量.
在不同的物理情境下,所受的力不同,就有不同的加速度,我们要分过程分析力与运动.
对于时间的求解我们更多的是运用牛顿第二定律结合运动学公式知识去解决.
14.【答案】解:带电粒子在PQ、MN间的电场中向上偏转,受到的电场力方向与电场线方向相反,所以带电粒子带负电
根据动能定理有
解得
粒子在PQ、MN间的电场中做类平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,设粒子的加速度为a,根据牛顿第二定律有
根据平抛运动规律有
联立解得
答:带电粒子带负电荷;
带电粒子到达PQ位置时的速率为;
、MN间匀强电场的电场强度E的大小为。
【解析】根据带电粒子受到的电场力方向分析;
根据动能定理计算;
粒子在竖直方向的电场中做类平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,根据平抛运动规律和牛顿第二定律计算。
知道粒子在PQ、MN间匀强电场中做类平抛运动是解题的关键,掌握平抛运动规律是解题的基础。
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