内容正文:
2025-2026学年度春学期5月学情调研试卷
高一物理
一、单选题(本题包括11小题,每题4分,共计44分)
1. 关于元电荷的解释,下列说法正确的是( )
①元电荷就是电子; ②元电荷是最小电荷量;
③元电荷就是质子; ④物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍
A. ①② B. ③④ C. ②④ D. ①③
【答案】C
【解析】
【详解】元电荷是自然界最小的电荷量,是物理量,不是电子、质子这类实物粒子,电子和质子所带电荷量的大小等于元电荷的数值;同时电荷具有量子化特性,所有物体所带电荷量只能是元电荷的整数倍。①③说法错误;②④说法正确。
故选C。
2. 带有等量异种电荷的一对平行金属板,如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大,即使在两极板之间,它的电场线也不是彼此平行的直线,而是如图所示的曲线,关于这种电场,下列说法正确的是( )
A. 这种电场的电场线虽然是曲线,但是电场线的分布却是左右对称的,很有规律性,它们之间的电场,除边缘部分外,可以看作匀强电场
B. 电场内部A点的电场强度小于B点的电场强度
C. 电场内部A点的电场强度等于B点的电场强度
D. 若将一正电荷从电场中的A点由静止释放,它将沿着电场线方向运动到负极板
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于题图中平行金属板形成的电场的电场线不是等间距的平行直线,即平行金属板间各处的电场强度不是处处相同,所以不能看成匀强电场,故A错误;
BC.从电场线分布看,A点的电场线比B点密,所以A点的电场强度大于B点的电场强度,故BC错误;
D.A、B两点所在的电场线为一条直线,电荷受力方向沿着这条直线,所以若将一正电荷从电场中的A点由静止释放,它将沿着电场线方向运动到负极板,故D正确。
故选D。
3. 一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A、电荷做曲线运动,电场力与速度方向不在同一直线上,应指向轨迹弯曲的内侧,不可能沿轨迹的切线方向,则场强也不可能沿轨迹的切线方向.故A错误.
B、负电荷所受的电场力方向与场强方向相反,图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角,电场力做正功,电荷的速率增大,与题不符.故B错误.
C、图中场强方向指向轨迹的内侧,则电场力指向轨迹的外侧,电荷的轨迹应向上弯曲,不可能沿如图的轨迹运动.故C错误.
D、图中场强方向指向轨迹的外侧,则电场力指向轨迹的内侧,而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角,电场力做负功,电荷的速率减小,符合题意.故D正确.
4. 如图所示,B为线段AC的中点,如果在A处放一个+Q的点电荷,测得B处的场强EB=48 N/C,则
A. 若要使EB=0,可在C处放一个-Q的点电荷
B. 把q=10-9 C的点电荷放在C点,则其所受电场力的大小为6×10-9 N
C. EC=12 N/C
D. EC=24 N/C
【答案】C
【解析】
【详解】A、若要使,若在C处放一个−Q的点电荷,等量异种电荷连线的中点电场强度不为0;要使,可在C处放一个+Q的点电荷,等量同种电荷的连线中点电场强度为0,故A错误;
CD、B离点+Q的距离等于C离+Q的距离的一半,根据真空中点电荷场强公式可知,因B处的场强,则,故C正确,D错误;
B、把的点电荷放在C点,则其受电场力的大小为:,故B错误;
故选C.
5. 如图所示,光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球(可以看成点电荷),A球带电量为+2q,B球带电量为-q,由静止开始释放后A球加速度大小为B球的两倍,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. A球受到的静电力是B球受到静电力的2倍
B. A球的质量是B球质量的2倍
C. A球受到的静电力与B球受到的静电力是一对平衡力
D. A、B球相互靠近过程中加速度都增大,且A球加速度总是B球的两倍
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.A球受到的静电力与B球受到的静电力是相互作用力,大小相等,方向相反,A错误;
B.因为两球受力大小相等,但A球的加速度是B球的两倍,所以根据牛顿第二定律
可知,A球的质量为B球的,B错误;
C.平衡力必须作用在同一个物体上。C错误;
D.A、B球相互靠近过程中,相互作用力越来越大,所以加速度都增大,并且力的大小相等,A球质量为B球质量的,所以A球加速度总是B球的两倍。D正确。
故选D。
6. 如图所示,边长为4cm的菱形abcd位于匀强电场中,菱形平面与电场强度方向平行,∠abc为60°。已知点a、b、d的电势分别为:φa=2V,φb=2V,φd=10V,则( )
A. c点电势为φc=10V
B. bc边中点电势为0
C. 匀强电场的场强方向由a指向b
D. 匀强电场的场强大小为200V/m
【答案】D
【解析】
【详解】A.因
可得
φc=6V
选项A错误;
B.bc边中点f电势为
选项B错误;
C.因af电势相等,则af为等势面,场强方向垂直af,方向由c指向b,选项C错误;
D.匀强电场的场强大小为
选项D正确。
故选D。
7. 在如图所示的等势线中,将一电子从A点移动到B点,电场力做功为20eV,则下列说法正确的是( )
A. 电场线的方向可能由A沿直线指向B
B. 若AB等于BC,则电子从B到C电场力做功为20eV
C. 若将正电荷从B点移动到A点,其电势能将减小
D. 若A、B两点连线的中点为D点,则电子从A移动到D时电场力做功为10eV
【答案】C
【解析】
【详解】A.电子从A点移动到B点,电场力做功为20eV,根据
可得
可得
即B点的电势高于A点的电势,又沿着电场线的方向电势逐渐降低,且电场线与等势面垂直,可知电场线为曲线,电场线的方向不可能由A沿直线指向B,故A错误;
B.由图可得B、C两点位于同一条等势线上,电势相等,电势差为零,根据可得电子从B到C电场力做功为零,故B错误;
C.B点的电势高于A点的电势,根据可得将正电荷从B点移动到A点,其电势能将减小,故C正确;
D.若A、B两点连线的中点为D点,该电场为非匀强电场,电势差不与距离成正比,可知
可得电子从A移动到D时电场力做功为,故D错误。
故选C。
8. 超级电容的容量比通常的电容器大得多,其主要优点是高功率脉冲应用和瞬时功率保持,具有广泛的应用前景.如图所示,某超级电容标有“2.7 V 100 F”,将该电容接在1.5 V干电池的两端,则电路稳定后该电容器的负极板上所带电量为( )
A. -150 C B. -75 C C. -270 C D. -135 C
【答案】A
【解析】
【详解】根据电容器的公式,则有
所以
由于是负极板,故选A。
9. 在x轴上A、B两点处分别有点电荷和,两点电荷形成的静电场中,取无穷远处电势为零,x轴上各点的电势随x变化的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. 和带同种电荷
B. 电子在P点的电势能最小
C. 将电子点移到无穷远的过程中,电场力做负功
D. 电子仅在电场力作用下从点沿x轴正向运动到P点的过程中,加速度逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.取无穷远处电势为零,Q1处电势小于0,Q2处电势大于0,根据沿电场线方向电势降落可知,Q1和Q2带异种电荷,故A错误;
B.负电荷的电势能随电势的增加而增加,电子在P点的电势能不是最小,故B错误;
C.无穷远处电势为零,将电子点移到无穷远的过程中,电场力做正功,故C错误;
D.电子仅在电场力作用下从点沿x轴正向运动到P点的过程中,由图像可知,从到P图像斜率变小,电场强度变小,电子受到的电场力变小,加速度逐渐减小,故D正确。
故选D。
10. 一个带电小球在空中从a点运动到b点的过程中,重力做功5 J,电场力做功2 J,克服阻力做功1 J.由此可判断能量变化的有关说法中正确的是( )
A. 重力势能增加5 J B. 电势能增大2 J
C. 动能增大6 J D. 机械能减少3 J
【答案】C
【解析】
【详解】A. 重力做功等于重力势能的减小量,重力做功5J,故重力势能减小5J,故A错误.
B. 电场力做功等于电势能的减小量,电场力做功2J,故电势能减小2J,故B错误.
C. 合力做功等于动能的增加量,合力做功等于各个分力做的功,总功为
W总=WG+W电+W阻=5J+2J-1J=6J
故动能增大6J,故C正确.
D. 除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量,除重力外,电场力做功2J,与克服空气阻力做功l J,故机械能增加1J,故D错误.
11. 如图所示,A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面,一个电子垂直经过等势面D时,动能为20eV,飞经等势面C时,电势能为,飞至等势面B时速度恰好为零,已知相邻等势面间的距离为5cm,则下列说法不正确的是( )
A. 等势面A的电势为
B. 电子再次飞经D等势面时,动能为10eV
C. 电子的运动为匀变速直线运动
D. 匀强电场的场强大小为
【答案】B
【解析】
【详解】AD.A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面,电场线与等势面垂直。电子从D到B的过程,根据动能定理得
解得
则电场强度为
电子经过等势面C时的电势能为,则C点的电势为10V;在匀强电场中可得C、A间的电势差等于DB间的电势差,可知A点电势为,故AD正确;
B.根据能量守恒定律得,电子再次经过D等势面时,动能不变,仍然为20eV,故B错误;
C.因为电场强度的方向与等势面垂直,则电子所受电场力方向与速度方向在同一条直线上,做匀变速直线运动,故C正确。
本题选不正确的,故选B。
二、填空题(本题包括4个填空,每个填空3分,共计12分)
12. 某同学选用两个完全相同的小球A、B来验证库仑定律。让小球A和B带上同种电荷,A球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图。实验时,保证A、B两球球心在同一水平线上,待B球平衡后,丝线偏离竖直方向的角度为,已知B球质量为m,重力加速度为g,先保持两球电量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球间距离越小,悬线的偏角越大;再保持两球间距离不变,改变小球所带的电量,观察到电量越大,悬线的偏角越大。
(1)实验中用到的探究方法是_________________________________;
(2)均匀分布的带电球体可以等效为电量全部集中在球心处的点电荷;根据该知识,他将两个半径为R的金属小球分别带上了和的正电,并使其球心相距3R时两小球处于平衡状态,应用库仑定律,计算了两球之间的库仑力________________________。
(3)对B球根据平衡条件计算A、B两球之间的电场力________________________(用m、g、表示)比较发现__________(选填“大于”“小于”或“等于”),原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)控制变量法
(2)
(3) ①. ②. 大于 ③. 库仑定律适用于点电荷模型。当两球心相距为3R时,两球不能看成点电荷,因带同种电荷,导致电量间距大于3R,可知,它们相互作用的库仑力大小
【解析】
【小问1详解】
实验时,“先保持两球电荷量不变”和“再保持两球距离不变”,可见,实验中需要用到控制变量法。
【小问2详解】
根据库仑定律可知
【小问3详解】
[1]对B受力分析如图所示
根据共点力物体的平衡条件及几何知识可得
[2][3]。库仑定律适用于点电荷模型。当两球心相距为3R时,两球不能看成点电荷,因带同种电荷,导致电量间距大于3R,可知,它们相互作用的库仑力大小
三、计算题(共4题,共计44分)
13. 在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,如图甲所示,坐标轴上A、B两点与O点的距离分别为和。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图像如图乙中直线a、b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。求:
(1)试判断点电荷Q的电性
(2)点的电场强度的大小和方向;
(3)点电荷Q的位置坐标。
【答案】(1)负电 (2),方向沿x轴负方向。
(3)
【解析】
【小问1详解】
放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,而正电荷所受电场力与电场强度方向相同,负电荷所受电场力与电场强度方向相反,A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电,可知B点的场强向左,A点的场强向右,所以点电荷Q应位于A、B两点之间,且点电荷带负电。
【小问2详解】
由图可知,B点的电场强度
方向沿x轴负方向。
【小问3详解】
由图可知,A点的电场强度
设点电荷Q的坐标为,有,
可得
可得或(舍去)
14. 当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗,该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子,使其从静止开始被加速到v,已知加速电场的电场强度为E,质子的质量为m,电荷量为q,运动过程中不计粒子重力。求:
(1)质子所受的电场力大小;
(2)质子加速的加速度;
(3)加速到速度v所需要的直线距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据电场力的定义式,带电粒子在电场中受到的电场力满足
【小问2详解】
质子运动不计重力,合外力等于电场力,根据牛顿第二定律
可得加速度为
【小问3详解】
加速过程只有电场力做功,根据动能定理
解得
15. 如图所示,在匀强电场中直角三角形ABC的边长,,将带电荷量的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了的功,再从B点移到C点,静电力做了的功。求:
(1)A、B两点间的电势差和B、C两点间的电势差;
(2)如果规定B点的电势为零,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)计算电场强度的大小。
【答案】(1);
(2);
(3)
【解析】
【小问1详解】
负电荷从A点移到B点,克服静电力做功,由
同理,从B点移到C点,静电力做正功,则
【小问2详解】
由电势差与电势的关系
将,代入可得
同理
【小问3详解】
将(2)问中的条件代入,因,,,故AB连线的中点D的电势为2V,即CD为2V的等势线,由于电场线垂直于等势面由高电势指向低电势,即电场强度的方向为过B点与CD的垂线,即由M指向B,由几何关系可知
则电场强度
16. 用一条长为1m的绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为,所带电荷量为 ,现加一水平向右的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直方向成,(g取10m/s2)。
(1)求该匀强电场的电场强度大小;
(2)在外力作用下,使小球从A移到B,求电场力所做的功WAB;
(3)AB之间的电势差UAB。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球在 A 点平衡,受力分析可得
解得电场强度大小
【小问2详解】
小球从A移到B,电势升高,电势能变大,可知电场力做负功,可得电场力所做的功
解得
【小问3详解】
根据
可得AB之间的电势差
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2025-2026学年度春学期5月学情调研试卷
高一物理
一、单选题(本题包括11小题,每题4分,共计44分)
1. 关于元电荷的解释,下列说法正确的是( )
①元电荷就是电子; ②元电荷是最小电荷量;
③元电荷就是质子; ④物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍
A. ①② B. ③④ C. ②④ D. ①③
2. 带有等量异种电荷的一对平行金属板,如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大,即使在两极板之间,它的电场线也不是彼此平行的直线,而是如图所示的曲线,关于这种电场,下列说法正确的是( )
A. 这种电场的电场线虽然是曲线,但是电场线的分布却是左右对称的,很有规律性,它们之间的电场,除边缘部分外,可以看作匀强电场
B. 电场内部A点的电场强度小于B点的电场强度
C. 电场内部A点的电场强度等于B点的电场强度
D. 若将一正电荷从电场中的A点由静止释放,它将沿着电场线方向运动到负极板
3. 一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)
A. B.
C. D.
4. 如图所示,B为线段AC的中点,如果在A处放一个+Q的点电荷,测得B处的场强EB=48 N/C,则
A. 若要使EB=0,可在C处放一个-Q的点电荷
B. 把q=10-9 C的点电荷放在C点,则其所受电场力的大小为6×10-9 N
C. EC=12 N/C
D. EC=24 N/C
5. 如图所示,光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球(可以看成点电荷),A球带电量为+2q,B球带电量为-q,由静止开始释放后A球加速度大小为B球的两倍,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. A球受到的静电力是B球受到静电力的2倍
B. A球的质量是B球质量的2倍
C. A球受到的静电力与B球受到的静电力是一对平衡力
D. A、B球相互靠近过程中加速度都增大,且A球加速度总是B球的两倍
6. 如图所示,边长为4cm的菱形abcd位于匀强电场中,菱形平面与电场强度方向平行,∠abc为60°。已知点a、b、d的电势分别为:φa=2V,φb=2V,φd=10V,则( )
A. c点电势为φc=10V
B. bc边中点电势为0
C. 匀强电场的场强方向由a指向b
D. 匀强电场的场强大小为200V/m
7. 在如图所示的等势线中,将一电子从A点移动到B点,电场力做功为20eV,则下列说法正确的是( )
A. 电场线的方向可能由A沿直线指向B
B. 若AB等于BC,则电子从B到C电场力做功为20eV
C. 若将正电荷从B点移动到A点,其电势能将减小
D. 若A、B两点连线的中点为D点,则电子从A移动到D时电场力做功为10eV
8. 超级电容的容量比通常的电容器大得多,其主要优点是高功率脉冲应用和瞬时功率保持,具有广泛的应用前景.如图所示,某超级电容标有“2.7 V 100 F”,将该电容接在1.5 V干电池的两端,则电路稳定后该电容器的负极板上所带电量为( )
A. -150 C B. -75 C C. -270 C D. -135 C
9. 在x轴上A、B两点处分别有点电荷和,两点电荷形成的静电场中,取无穷远处电势为零,x轴上各点的电势随x变化的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. 和带同种电荷
B. 电子在P点的电势能最小
C. 将电子点移到无穷远的过程中,电场力做负功
D. 电子仅在电场力作用下从点沿x轴正向运动到P点的过程中,加速度逐渐减小
10. 一个带电小球在空中从a点运动到b点的过程中,重力做功5 J,电场力做功2 J,克服阻力做功1 J.由此可判断能量变化的有关说法中正确的是( )
A. 重力势能增加5 J B. 电势能增大2 J
C. 动能增大6 J D. 机械能减少3 J
11. 如图所示,A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面,一个电子垂直经过等势面D时,动能为20eV,飞经等势面C时,电势能为,飞至等势面B时速度恰好为零,已知相邻等势面间的距离为5cm,则下列说法不正确的是( )
A. 等势面A的电势为
B. 电子再次飞经D等势面时,动能为10eV
C. 电子的运动为匀变速直线运动
D. 匀强电场的场强大小为
二、填空题(本题包括4个填空,每个填空3分,共计12分)
12. 某同学选用两个完全相同的小球A、B来验证库仑定律。让小球A和B带上同种电荷,A球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图。实验时,保证A、B两球球心在同一水平线上,待B球平衡后,丝线偏离竖直方向的角度为,已知B球质量为m,重力加速度为g,先保持两球电量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球间距离越小,悬线的偏角越大;再保持两球间距离不变,改变小球所带的电量,观察到电量越大,悬线的偏角越大。
(1)实验中用到的探究方法是_________________________________;
(2)均匀分布的带电球体可以等效为电量全部集中在球心处的点电荷;根据该知识,他将两个半径为R的金属小球分别带上了和的正电,并使其球心相距3R时两小球处于平衡状态,应用库仑定律,计算了两球之间的库仑力________________________。
(3)对B球根据平衡条件计算A、B两球之间的电场力________________________(用m、g、表示)比较发现__________(选填“大于”“小于”或“等于”),原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
三、计算题(共4题,共计44分)
13. 在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,如图甲所示,坐标轴上A、B两点与O点的距离分别为和。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电荷量的关系图像如图乙中直线a、b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。求:
(1)试判断点电荷Q的电性
(2)点的电场强度的大小和方向;
(3)点电荷Q的位置坐标。
14. 当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗,该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子,使其从静止开始被加速到v,已知加速电场的电场强度为E,质子的质量为m,电荷量为q,运动过程中不计粒子重力。求:
(1)质子所受的电场力大小;
(2)质子加速的加速度;
(3)加速到速度v所需要的直线距离。
15. 如图所示,在匀强电场中直角三角形ABC的边长,,将带电荷量的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了的功,再从B点移到C点,静电力做了的功。求:
(1)A、B两点间的电势差和B、C两点间的电势差;
(2)如果规定B点的电势为零,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)计算电场强度的大小。
16. 用一条长为1m的绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为,所带电荷量为 ,现加一水平向右的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直方向成,(g取10m/s2)。
(1)求该匀强电场的电场强度大小;
(2)在外力作用下,使小球从A移到B,求电场力所做的功WAB;
(3)AB之间的电势差UAB。
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