内容正文:
培英高级中学2025-2026学年度高二第一学期10月阶段考试
物理
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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. 电学是物理学中一个重要的分支,下列说法正确的是( )
A. 元电荷是带电量最小的电荷
B. 密立根最早测算出了元电荷的数值
C. 物体通常呈现电中性,是因为物体没有电荷
D. 电场是物质存在的一种形式,因此描述电场的电场线也是真实存在的
2. 两个电荷量相同的负点电荷固定在水平面上的、两点,点是两个点电荷连线的中点,点位于点电荷的连线上,两点位于中垂线上,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 点的场强不为零
B. 点的场强方向竖直向上
C. 点的场强一定比点的场强小
D. 点的场强方向水平向右
3. 图甲中AB是一条点电荷的电场线,图乙为在线上a、b处的正检验电荷所受静电力与电荷量之间的关系图像(向右为正方向),由此可知以下判断可能正确的是( )
A. 场源电荷可能是负电荷,且位于b点的右侧
B. 若将a点的检验电荷由静止释放,其一定沿着电场线向左运动
C. a点电场强度大小等于图像的斜率即:tan45°=1N/C
D. a、b两点的电场强度之比为8:3
4. 如图所示,真空中有两个点电荷分别位于点和点,它们所带电荷量分别为和。已知在、连线上某点处的电场强度为零,且,则( )
A. B. C. D.
5. 静止于坐标原点O的点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点和点电荷之间的距离x的关系如图所示。A、B、C为x轴上等距的三点,取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是( )
A. A、B、C三点的场强关系为:
B. A、B、C三点的电势关系为:
C. AB、BC间的电势差关系为:
D. 负电荷在A、B、C三点的电势能关系为:
6. 静电纺纱利用了高压静电场使单纤维两端带异种电荷,其电场分布如图所示,下列说法正确的是( )
A. 虚线可能是等势线
B. 电场强度
C. 负电荷在A点的电势能小于其在点的电势能
D. 在点静止释放一电子,它将在电场力作用下沿着虚线运动
7. 如图所示,、、三条虚线为电场中的等势面,等势面的电势为0,且相邻两个等势面间的电势差相等,一个带正电的粒子在点时的动能为10J,在电场力作用下从运动到,在点时速度为0,当这个粒子的动能为7.5J时,其电势能为( )
A. 12.5J B. 2.5J C. 0 D. -2.5J
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 一段粗细均匀的导线的横截面积为S,导线内自由电子的电荷量为e,导线单位长度内自由电子数为n1,导线单位体积内自由电子数为n2,自由电子定向运动的速率为v,单位时间内通过某一横截面的自由电子数为n3。则导线中的电流为( )
A. n1eSv B. n1ev C. n2eSv D. n3e
9. 在手机塑料壳的生产线上,用如图所示装置监控塑料壳的厚度。两个完全一样的金属板A、B平行、正对、水平固定放置,A在上、B在下,通过导线接通电源一段时间后断开开关,让塑料壳匀速通过A、B间,当塑料壳变厚时( )
A. 两板间电压减小
B. 两板间电场强度减小
C. 两板所带电荷量减小
D. 静电计指针偏角增大
10. 有两块水平放置的带电平行金属板,相距为d,板间有竖直向上的匀强电场,一个质量为m的带电油滴以初速度从上板边缘进入电场,沿图中虚线(虚线是从上极板边缘指向下极板边缘的直线)运动恰好从下板边缘飞出电场,空气阻力不计,则( )
A. 该油滴带正电
B. 油滴在穿越电场过程中,动能增加mgd
C. 油滴在穿越电场过程中,电势能增加mgd
D. 油滴在穿越电场过程中,油滴的机械能保持不变
三、实验题(本大题共3小题,共15分,考生根据要求作答)
11. 电容器作为储能器件,在生产生活中有广泛的应用。某小组对电容器的充放电进行研究。
(1)充电研究:他们发现对给定电容值为C的电容器充电,无论采用何种方式,其两极间的电势差U随电荷量Q的变化图像都相同。下图中正确反映U随Q变化关系的是( )
A. B.
C. D.
(2)放电研究:图乙为研究平行板电容器的放电电流随时间变化关系的电路。
①下列操作正确的是( )
A.单刀双掷开关先接接线柱1,再移至2 B.单刀双掷开关先接接线柱2,再移至1
②正确操作后,计算机显示的电流I随时间t变化的图像如图丙所示,图中I—t图线与横轴围成的面积约有21小格。已知该电容器的电容为,则放电前电容器两极板间的电势差约为( )
A.0.75V B.1.5V C.3.0V D.7.0V
12. 下图游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为______mm和______mm。
13. 探究影响电阻大小的因素:在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表一所示。为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
表一
编号
材料
长度/m
横截面积/
a
镍铬合金
0.5
0.5
b
镍铬合金
1.0
0.5
c
镍铬合金
0.5
1.0
d
锰钢合金
0.5
0.5
(1)为了验证上述猜想①,应该选用编号为_________两根电阻丝进行实验;如果选用编号为a、c两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想_________(填序号);如果选用编号为a、d两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想_________(填序号)。
(2)小红将某待测量的金属丝单层缠绕在圆柱形铅笔上,测得N圈的电阻丝宽为d,电阻丝的总阻值为R,总长度为L,则该电阻丝的电阻率_________。(用题目给出物理量的字母表示)
14. 如图,A、B两点所在的圆半径分别为r1和r2,这两个圆为同心圆,圆心处有一带电为+Q的点电荷,内外圆间的电势差为U,一电子仅在电场力作用下由A运动到B,电子经过B点时速度为v,若电子质量为m,带电荷量为e,求:
(1)电子经过B点时的加速度大小;
(2)电子在A点时的速度大小v0。
15. 如图所示,光滑绝缘的斜面倾角为,处于水平向右的匀强电场中,一质量电荷量的小物体置于斜面上P点时,恰好静止。在某时刻,电场强度大小不变、方向突然逆时针旋转,之后小物体从P点由静止沿斜面上滑距离到达斜面顶端点。重力加速度g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)电场强度的大小;
(2)电场旋转后,两点的电势差;
(3)小物体运动到点的速度大小。
16. 如图,M、N两极板间加速电压为。一个质量为m、电量为q的带电粒子在M板边缘的点静止释放后,沿着虚线进入电压为的偏转电场,偏转电场两极板长和两极板间的跑离均为L,偏转电场右边有一长也为L的接收屏AB靠着极板右端放置,为AB的中点。已知该粒子刚好打在的中点。忽略粒子的重力、相对论效应和场的边缘效应。
(1)求粒子进入偏转电场时初速度的大小;
(2)求与的比值n;
(3)若将加速电压改为,其他保持不变,要让粒子刚好打在NB板的离N点处,求k的大小。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
培英高级中学2025-2026学年度高二第一学期10月阶段考试
物理
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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. 电学是物理学中一个重要的分支,下列说法正确的是( )
A. 元电荷是带电量最小的电荷
B. 密立根最早测算出了元电荷的数值
C. 物体通常呈现电中性,是因为物体没有电荷
D. 电场是物质存在的一种形式,因此描述电场的电场线也是真实存在的
【答案】B
【解析】
【详解】A.元电荷是电荷量的最小单位,不是实际存在的某种电荷;电子和质子的电荷量的绝对值均等于元电荷,故A错误;
B.密立根通过油滴实验最早测得了元电荷的数值,故B正确;
C.物体通常呈电中性,是因为物体内部正、负电荷的总量相等,净电荷量为零,并不是物体内部没有电荷,故C错误;
D.电场是客观存在的物质,电场线是为形象描述电场而人为引入的假想曲线,并不真实存在,故D错误。
故选B。
2. 两个电荷量相同的负点电荷固定在水平面上的、两点,点是两个点电荷连线的中点,点位于点电荷的连线上,两点位于中垂线上,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 点的场强不为零
B. 点的场强方向竖直向上
C. 点的场强一定比点的场强小
D. 点的场强方向水平向右
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据等量负电荷的电场分布可知,点距离两个负电荷距离相同,可知该点的场强为零,选项A错误;
B.点的场强方向竖直向下,选项B错误;
C.从O点沿着OF方向的场强先增加后减小,可知点的场强不一定比点的场强小,选项C错误;
D.点距离右侧的负电荷更近,可知C点的场强方向水平向右,选项D正确。
故选D。
3. 图甲中AB是一条点电荷的电场线,图乙为在线上a、b处的正检验电荷所受静电力与电荷量之间的关系图像(向右为正方向),由此可知以下判断可能正确的是( )
A. 场源电荷可能是负电荷,且位于b点的右侧
B. 若将a点的检验电荷由静止释放,其一定沿着电场线向左运动
C. a点电场强度大小等于图像的斜率即:tan45°=1N/C
D. a、b两点的电场强度之比为8:3
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电场强度的定义式有
结合图乙可知
由于正检验电荷所受静电力为正值,即方向向右,可知,电场强度方向也向右,根据点电荷电场线的分别规律,电场线方向向右,场源点电荷位于a点左侧,则场源点电荷带正电,故A错误;
B.若将a点的检验电荷由静止释放,由于其带正电,所受电场力方向向右,则其一定沿着电场线向右运动,故B错误;
C.物理坐标图像轴线的标度不一样,不能够用直线与横坐标夹角的正切求斜率,实际上,a点电场强度大小等于
故C错误;
D.b点电场强度大小等于
结合上述解得,a、b两点的电场强度之比为8:3,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,真空中有两个点电荷分别位于点和点,它们所带电荷量分别为和。已知在、连线上某点处的电场强度为零,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】已知在、连线上某点P处的电场强度为零,则与必定是同种电荷,根据点电荷的电场强度公式得
又
解得
故选D。
5. 静止于坐标原点O的点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点和点电荷之间的距离x的关系如图所示。A、B、C为x轴上等距的三点,取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是( )
A. A、B、C三点的场强关系为:
B. A、B、C三点的电势关系为:
C. AB、BC间的电势差关系为:
D. 负电荷在A、B、C三点的电势能关系为:
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据点电荷场强公式
A、B、C到原点O的距离满足
离点电荷越近场强越大,可得,故A正确;
B.由φ-x图像可知,距离点电荷越远电势越低,因此,故B错误;
C.非匀强电场中电势差可表示为,AB与BC间距d相等,AB段的平均场强大于BC段的平均场强,因此,故C错误;
D.根据电势能公式
负电荷,电势越高电势能越小,因此,故D错误。
故选A。
6. 静电纺纱利用了高压静电场使单纤维两端带异种电荷,其电场分布如图所示,下列说法正确的是( )
A. 虚线可能是等势线
B. 电场强度
C. 负电荷在A点的电势能小于其在点的电势能
D. 在点静止释放一电子,它将在电场力作用下沿着虚线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.电极是等势体,其表面是等势面,根据电场线与等势面垂直可知虚线应是电场线,故A错误;
B.由电场线的疏密表示电场强度的大小可知
故B错误;
C.电场线由高压电源的正极到负极,所以A点的电势高,C点的电势低,由
可知,负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能,故C正确;
D.CD电场是曲线,在C点静止释放一电子,在电场力作用下不会沿着虚线CD运动,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,、、三条虚线为电场中的等势面,等势面的电势为0,且相邻两个等势面间的电势差相等,一个带正电的粒子在点时的动能为10J,在电场力作用下从运动到,在点时速度为0,当这个粒子的动能为7.5J时,其电势能为( )
A. 12.5J B. 2.5J C. 0 D. -2.5J
【答案】D
【解析】
【详解】设带电粒子电荷量为,与、与电势差为,则粒子从等势面运动至,静电力做功
而
粒子从等势面运动至,由动能定理,有
则联立解得,
动能与电势能之和守恒,即
则当粒子的动能为7.5J时,其电势能为-2.5J。
故选D。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 一段粗细均匀的导线的横截面积为S,导线内自由电子的电荷量为e,导线单位长度内自由电子数为n1,导线单位体积内自由电子数为n2,自由电子定向运动的速率为v,单位时间内通过某一横截面的自由电子数为n3。则导线中的电流为( )
A. n1eSv B. n1ev C. n2eSv D. n3e
【答案】BCD
【解析】
【详解】根据电流定义式可得
根据电流微观表达式可得
根据电流定义式可得
故选BCD。
9. 在手机塑料壳的生产线上,用如图所示装置监控塑料壳的厚度。两个完全一样的金属板A、B平行、正对、水平固定放置,A在上、B在下,通过导线接通电源一段时间后断开开关,让塑料壳匀速通过A、B间,当塑料壳变厚时( )
A. 两板间电压减小
B. 两板间电场强度减小
C. 两板所带电荷量减小
D. 静电计指针偏角增大
【答案】AB
【解析】
【详解】ACD.塑料壳变厚时,相当于介电常数εr变大,根据可知C变大。断开开关,Q不变。根据可知U会减小,静电计指针偏角减小,故CD错误;A正确;
B.根据公式结合电容的决定式与电容的定义式解得电场强度
可知当介电常数变大时,电场强度减小,故B正确。
故选AB。
10. 有两块水平放置的带电平行金属板,相距为d,板间有竖直向上的匀强电场,一个质量为m的带电油滴以初速度从上板边缘进入电场,沿图中虚线(虚线是从上极板边缘指向下极板边缘的直线)运动恰好从下板边缘飞出电场,空气阻力不计,则( )
A. 该油滴带正电
B. 油滴在穿越电场过程中,动能增加mgd
C. 油滴在穿越电场过程中,电势能增加mgd
D. 油滴在穿越电场过程中,油滴的机械能保持不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.油滴做直线运动,所受重力竖直向下,所以受到的静电力只能向上,且大小和重力的大小相等,即油滴做匀速直线运动,所以油滴带正电。故A正确;
B.因为油滴做匀速直线运动,所以动能没有增加。故B错误;
C.油滴在穿越电场过程中,电场力对油滴做负功,大小为
故C正确;
D.油滴的动能没有变,油滴的重力势能减小了mgd,所以油滴的机械能减小了mgd。故D错误。
故选AC。
三、实验题(本大题共3小题,共15分,考生根据要求作答)
11. 电容器作为储能器件,在生产生活中有广泛的应用。某小组对电容器的充放电进行研究。
(1)充电研究:他们发现对给定电容值为C的电容器充电,无论采用何种方式,其两极间的电势差U随电荷量Q的变化图像都相同。下图中正确反映U随Q变化关系的是( )
A. B.
C. D.
(2)放电研究:图乙为研究平行板电容器的放电电流随时间变化关系的电路。
①下列操作正确的是( )
A.单刀双掷开关先接接线柱1,再移至2 B.单刀双掷开关先接接线柱2,再移至1
②正确操作后,计算机显示的电流I随时间t变化的图像如图丙所示,图中I—t图线与横轴围成的面积约有21小格。已知该电容器的电容为,则放电前电容器两极板间的电势差约为( )
A.0.75V B.1.5V C.3.0V D.7.0V
【答案】(1)A (2) ①. A ②. C
【解析】
【小问1详解】
由电容定义式整理得,对于电容值给定的电容器,与成正比,其图像是过原点的倾斜直线。
故选A。
【小问2详解】
[1]给电容器充电时,先将单刀双掷开关接接线柱1,使电容器与电源相连;充电完成后再将开关移至接线柱2,使电容器通过电阻和电流传感器放电。
故选A。
[2]横轴每小格表示,纵轴每小格表示,所以每一小格面积表示的电荷量为
图线与横轴围成约21小格面积,放电前电容器所带电荷量
由整理得
故选C。
12. 下图游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为______mm和______mm。
【答案】 ①. 23.7 ②. 6.726
【解析】
【详解】[1]游标卡尺的读数为
[2]螺旋测微器读数
13. 探究影响电阻大小的因素:在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表一所示。为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
表一
编号
材料
长度/m
横截面积/
a
镍铬合金
0.5
0.5
b
镍铬合金
1.0
0.5
c
镍铬合金
0.5
1.0
d
锰钢合金
0.5
0.5
(1)为了验证上述猜想①,应该选用编号为_________两根电阻丝进行实验;如果选用编号为a、c两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想_________(填序号);如果选用编号为a、d两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想_________(填序号)。
(2)小红将某待测量的金属丝单层缠绕在圆柱形铅笔上,测得N圈的电阻丝宽为d,电阻丝的总阻值为R,总长度为L,则该电阻丝的电阻率_________。(用题目给出物理量的字母表示)
【答案】(1) ①. a、b ②. ② ③. ③
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]为了研究导体电阻与导体长度的关系,控制导体的材料和横截面积相同,长度不同,应该选用a、b两根电阻丝进行实验;
[2]如果选用编号为a、c两根电阻丝进行实验,导体的材料和长度相同,横截面积不同,为研究导体电阻与横截面积的关系,是为了验证猜想②;
[3]如果选用编号为a、d两根电阻丝进行实验,导体的长度和横截面积相同,材料不同,为研究导体电阻与材料的关系,是为了验证猜想③;
【小问2详解】
待测金属丝的直径,金属丝的横截面积,根据公式
联立解得
14. 如图,A、B两点所在的圆半径分别为r1和r2,这两个圆为同心圆,圆心处有一带电为+Q的点电荷,内外圆间的电势差为U,一电子仅在电场力作用下由A运动到B,电子经过B点时速度为v,若电子质量为m,带电荷量为e,求:
(1)电子经过B点时的加速度大小;
(2)电子在A点时的速度大小v0。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)电子在B点受到的库仑力大小为
电子在该处的加速度为
(2)电子经过B点时速度为v,由动能定理得
解得
15. 如图所示,光滑绝缘的斜面倾角为,处于水平向右的匀强电场中,一质量电荷量的小物体置于斜面上P点时,恰好静止。在某时刻,电场强度大小不变、方向突然逆时针旋转,之后小物体从P点由静止沿斜面上滑距离到达斜面顶端点。重力加速度g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)电场强度的大小;
(2)电场旋转后,两点的电势差;
(3)小物体运动到点的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)3m/s
【解析】
【小问1详解】
电场水平向右时,对小物体,根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
电场旋转后,P、Q两点电势差
解得
【小问3详解】
电场旋转后,根据牛顿第二定律有
根据位移时间公式有
根据速度时间公式有
解得
16. 如图,M、N两极板间加速电压为。一个质量为m、电量为q的带电粒子在M板边缘的点静止释放后,沿着虚线进入电压为的偏转电场,偏转电场两极板长和两极板间的跑离均为L,偏转电场右边有一长也为L的接收屏AB靠着极板右端放置,为AB的中点。已知该粒子刚好打在的中点。忽略粒子的重力、相对论效应和场的边缘效应。
(1)求粒子进入偏转电场时初速度的大小;
(2)求与的比值n;
(3)若将加速电压改为,其他保持不变,要让粒子刚好打在NB板的离N点处,求k的大小。
【答案】(1);(2)1;(3)
【解析】
【详解】(1)在加速电场中,由动能定理得
得粒子进入偏转电场时初速度
(2)粒子在偏转电场中做类平抛运动,设运动时间为,加速度为,粒子刚好打在的中点,则
解得与的比值
(3)加速电压改为,粒子进入偏转电场时初速度,由动能定理得
得
粒子刚好打在NB板的离N点处,设在偏转电场中运动时间为,则
解得
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$