精品解析：福建省山海联盟校教学协作体2024-2025学年高二上学期期中模拟物理试题

山海联盟校教学协作体2024-2025年第一学期高二年级 物理学科期中模拟卷 一、单选题 1. 静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（ ） A. 静电除尘的原理是静电屏蔽 B. 印刷车间的空气应保证适当潮湿，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 C. 避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点 D. 干燥天气里脱毛衣时会产生火花，是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷 2. 将一电荷量为的点电荷固定在空中某一位置O处，有两个电荷量相等的带负电小球A、B分别在O点下方不同高度的水平面内做匀速圆周运动，且运动轨迹处在以O点为球心的同一球面上，如图所示。小球A、B之间的作用力忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A. 小球A的质量大于小球B的质量 B. 小球A、B做圆周运动时受到的库仑力相同 C. 小球A的向心力大于小球B的向心力 D. 小球A的向心力小于小球B的向心力 3. 如图所示，一不计重力的带电粒子由静止开始经、间的加速电场加速后，沿极板、的中线以垂直于偏转电场的方向进入偏转电场。粒子从偏转电场射出时偏移量为。已知偏转极板、的长为，板间距离为，则、间的加速电压和、间的偏转电压的比值为（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示，一平行板电容器金属板a、b分别与电池两极相连，开始时开关S闭合，发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态，然后断开开关，并将b板向下平移一小段距离，稳定后，下列说法中正确的是（　　） A. 液滴带正电 B. 电容器的电容增大 C. P点电势升高，液滴在P点的电势能减小 D. 在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同 二、双选题 5. 某次探矿中大地表面设置一对正、负电极时，画出地下电场的分布图，它和等量异种点电荷的电场分布等效，A、B、C、D为电场中的四个点，其中C、D两点在两点电荷连线的中垂线上，下列说法正确的是（　　） A. 正电荷由A点移动到D点，电场力做负功 B. 正电荷在B点的电势能小于在C点的电势能 C. A点的电势等于D点的电势，A点的电场强度大于D点的电场强度 D. C点的电势等于D点的电势，C点的电场强度大于D点的电场强度 6. 某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带负电荷 B. M点的电场强度比N点的大 C. 粒子在运动轨迹上存在动能最小的点 D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 7. 如图甲所示，A，B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示，则（　　） A. 图甲中电场线的方向由B指向A B. A点的电场强度小于B点的电场强度 C. A点的电势低于B点的电势 D. 该负电荷在A点的电势能小于其在B点的电势能 8. 如图所示，竖直虚线a、b、c、d、e是等势线且相邻之间电势差相等，一带正电粒子从A点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A点在同一水平线上的E点，A、B、C、D、E为粒子轨迹与等势线的交点。粒子从A点运动到B点的过程中克服重力做的功为9J，电场力做的功为20J。已知，则下列说法正确的是（ ） A. B. 粒子在B点时的电势能为-20J C. 粒子在C点时的动能为40J D. 粒子在E点时的动能为89J 三、填空题 9. 如图所示，在x轴上关于O点对称的A、B两点有两个正点电荷，且两正点电荷带电荷量均为（），在y轴上C点有带电荷量为的负点电荷，且，。静电力常量为k，则O点的电场强度大小为________，D点的电场强度大小为________。 10. 如图为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V。机器人 的锂电池容量为20 A·h，则机器人额定工作电流为_________A ；电源充满电后最长工作时间约为_________h。 11. 取一对带有绝缘支座的导体A和B使它们接触。起初它们不带电，做如下实验：把一带正电荷的物体D移近导体A，贴在A、B导体下的金属箔片会张开，这时先把A和B分开一小段距离，然后移去D，此时导体B带_________（填“正电”、“负电”或“不带电”），金属箔片张角比之前__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。 四、实验题 12. 某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。图丙所示实验装置是用来探究影响平行板电容器的因素，其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地，电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。 （1）图甲当开关S接“1”达到稳定后，电容器上极板带__________（选填“正”或“负”）电。 （2）图甲开关S接“2”前，将电流传感器串联在左侧电路中，接着将开关S接“？”，与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流I随时间t变化的I-t图像如图，丙所示，通过分析可知，图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是__________。不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将__________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。 （3）已知电源电压为3V，通过数格子的方法测得I-t曲线与横轴围成的面积为2.5mA·s，则电容器的电容C=__________F（结果保留两位有效数字）。 （4）图丙中，静电计是测量下列哪一个物理量的仪器__________。 A. 电荷量 B. 电容 C. 电势差 （5）保持两极板所带的电荷量Q不变，极板间的正对面积S不变，让带有绝缘手柄的A板向左移动增大两极板间的距离d，发现静电计指针偏角变大，得出的结论是：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 五、解答题 13. 如图所示，A、B两点固定有电量相等且带正电的小球，两小球到其连线中点O的距离均为 。现用两根长度均为 的绝缘细线由A、B两点系一带电小球C，静止时，细线张力恰好为零。已知小球C的质量 ，电荷量 ，取重力加速度大小 ，静电力常量 ，不计空气阻力。 （1）求小球C所处位置的电场强度大小和方向； （2）求A、B两小球的电荷量Q。 14. 如图所示，一真空示波管的电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电场加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度方向与电场方向垂直，电子经过偏转电场后恰好从M板边缘飞出电场并打在荧光屏上的P点，P点到O点之间的距离为a，已知加速电压为，M、N板长是板间距离的倍，偏转电场的右端到荧光屏的距离为b，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力。求： （1）求电子穿过A板时的速度大小； （2）M、N金属板间电势差U； （3）M、N金属板的板长L。 15. 如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，CG为水平直径，BD为竖直直径，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左，大小的匀强电场中，现有一质量为m、带电量为的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.4，重力加速度为g。 （1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，求滑块到达轨道D点时对轨道的作用力。 （2）若滑块从水平轨道上距离B点的A点开始运动； ①求滑块到达轨道C点时轨道对它的作用力大小。 ②为使滑块再圆形轨道上恰好能从B点运动到G点，在A点至少要给滑块多大的初速度？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山海联盟校教学协作体2024-2025年第一学期高二年级 物理学科期中模拟卷 一、单选题 1. 静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（ ） A. 静电除尘的原理是静电屏蔽 B. 印刷车间的空气应保证适当潮湿，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 C. 避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点 D. 干燥天气里脱毛衣时会产生火花，是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷 【答案】B 【解析】 【详解】A．静电除尘的原理是带电粒子受到电场力作用，故A错误； B．印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，需空气保持一定湿度，以便及时导走静电，故B正确； C．避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷密集、附近空间电场较强的特点，故C错误； D．摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体，而不是创造出新的电荷，故D错误； 故选B。 2. 将一电荷量为的点电荷固定在空中某一位置O处，有两个电荷量相等的带负电小球A、B分别在O点下方不同高度的水平面内做匀速圆周运动，且运动轨迹处在以O点为球心的同一球面上，如图所示。小球A、B之间的作用力忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A. 小球A的质量大于小球B的质量 B. 小球A、B做圆周运动时受到的库仑力相同 C. 小球A的向心力大于小球B的向心力 D. 小球A的向心力小于小球B的向心力 【答案】C 【解析】 【详解】A．设球面半径为，库仑力与竖直方向的夹角为。库仑力大小 竖直方向受力平衡 整理得 由图可知A位置更高（更靠近O），因此，可得 推出，故A错误； B．二者库仑力大小相等，但方向不同，库仑力是矢量，因此库仑力不同，故B错误； C D．向心力由库仑力的水平分力提供 因为，所以 且大小相等，因此 ​，即A的向心力大于B的向心力，故C正确，D错误。 故选C。 3. 如图所示，一不计重力的带电粒子由静止开始经、间的加速电场加速后，沿极板、的中线以垂直于偏转电场的方向进入偏转电场。粒子从偏转电场射出时偏移量为。已知偏转极板、的长为，板间距离为，则、间的加速电压和、间的偏转电压的比值为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】因为 带电子离开加速电场时的速度 在偏转电场中向前运动的距离 偏转距离 解得 故选D。 4. 如图所示，一平行板电容器金属板a、b分别与电池两极相连，开始时开关S闭合，发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态，然后断开开关，并将b板向下平移一小段距离，稳定后，下列说法中正确的是（　　） A. 液滴带正电 B. 电容器的电容增大 C. P点电势升高，液滴在P点的电势能减小 D. 在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关闭合时，带电液滴受到向下的重力和竖直向上的电场力，处于静止状态，而电容器两极板间的电场强度方向向下，所以液滴带负电，故A错误； B．断开开关，电容器带电量不变，当下板向下移动一小段距离时，根据 可知，电容器的电容减小，故B错误； C．根据 可得 可知，Q不变，C减小，则U增大，E不变，由于P点与下极板间的距离增大，所以P点与下极板间的电势差增大，但下极板接地，电势始终为零，所以P点电势升高，由于液滴带负电，则液滴在P点的电势能减小，故C正确； D．在b板向下移动后ab两板间电势差U增大，若将液滴从a板移到b板，电场力做功不相同，故D错误。 故选C。 二、双选题 5. 某次探矿中大地表面设置一对正、负电极时，画出地下电场的分布图，它和等量异种点电荷的电场分布等效，A、B、C、D为电场中的四个点，其中C、D两点在两点电荷连线的中垂线上，下列说法正确的是（　　） A. 正电荷由A点移动到D点，电场力做负功 B. 正电荷在B点的电势能小于在C点的电势能 C. A点的电势等于D点的电势，A点的电场强度大于D点的电场强度 D. C点的电势等于D点的电势，C点的电场强度大于D点的电场强度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．正电荷受力方向和电场强度方向相同，则一直和速度同向，电场力做正功，故A错误； B．B点靠近负电极（左），C点在中垂线上，因此​，正电荷在B点的电势能小于在C点的电势能，故B正确； C．沿着电场线方向，电势逐渐降低，二者电势不相等，故C错误； D．C、D都在等量异种点电荷的中垂线上，因此电势相等；C比D更靠近两个电荷的连线，根据中垂线场强分布，C点场强大于D点场强，故D正确。 故选BD。 6. 某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带负电荷 B. M点的电场强度比N点的大 C. 粒子在运动轨迹上存在动能最小的点 D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据粒子所受电场力指向曲线轨迹的凹侧可知，带电粒子带正电，故A错误； B．等差等势面越密集的地方场强越大，故M点的电场强度比N点的小，故B错误； CD．粒子带正电，因为M点的电势大于在N点的电势，故粒子在M点的电势能大于在N点的电势能；由于带电粒子仅在电场作用下运动，电势能与动能总和不变，故可知当电势能最大时动能最小，故粒子在运动轨迹上到达最大电势处时动能最小，故CD正确。 故选CD。 7. 如图甲所示，A，B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图乙所示，则（　　） A. 图甲中电场线的方向由B指向A B. A点的电场强度小于B点的电场强度 C. A点的电势低于B点的电势 D. 该负电荷在A点的电势能小于其在B点的电势能 【答案】AC 【解析】 【详解】A． 负电荷从由静止释放后向运动，说明电场力方向由A指向B；负电荷的受力方向与电场线方向相反，因此电场线方向由B指向A，故A正确； B．图像的斜率表示加速度，由图乙可知，从到加速度逐渐减小；根据 ​，加速度减小说明电场强度逐渐减小，因此点电场强度大于点，故B错误； C．沿电场线方向电势逐渐降低，电场线方向由B指向A，因此电势 ​，即点电势低于点电势，故C正确； D．负电荷从到过程中，电场力做正功，电势能减小，因此负电荷在点的电势能大于在点的电势能，故D错误。 故选AC。 8. 如图所示，竖直虚线a、b、c、d、e是等势线且相邻之间电势差相等，一带正电粒子从A点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A点在同一水平线上的E点，A、B、C、D、E为粒子轨迹与等势线的交点。粒子从A点运动到B点的过程中克服重力做的功为9J，电场力做的功为20J。已知，则下列说法正确的是（ ） A. B. 粒子在B点时的电势能为-20J C. 粒子在C点时的动能为40J D. 粒子在E点时的动能为89J 【答案】AD 【解析】 【详解】A．带正电的粒子受电场力向右，可知场强方向向右，沿电场线电势降低，可知 选项A正确； B．从A到B电场力做的功为20J，可知从B到C电场力做功也为20J，则电势能减小20J，因在C点的电势能为零，可知粒子在B点时的电势能为20J，选项B错误； C．从A到B竖直方向 可知 粒子在A点的电势能为40J，因粒子只有重力和电场力做功，则电势能、动能和重力势能之和守恒，则对AC两点 因C点的重力势能EPC小于9J，可知C点的动能大于40J，选项C错误； D．因E点的电势能为-40J，则在AE两点时 可知在E点的动能 EkE=89J 选项D正确。 故选AD。 三、填空题 9. 如图所示，在x轴上关于O点对称的A、B两点有两个正点电荷，且两正点电荷带电荷量均为（），在y轴上C点有带电荷量为的负点电荷，且，。静电力常量为k，则O点的电场强度大小为________，D点的电场强度大小为________。 【答案】 ①. ②. 0 【解析】 【详解】[1][2]两个正点电荷在O点产生的场强的矢量和为0，但负点电荷在O点产生的场强大小为 则O点的电场强度大小为。由几何关系可知，则两个正点电荷在D点产生的场强大小相等，夹角为，两个正点电荷的合场强与负点电荷在D点产生的场强等大反向，故D点的电场强度为0。 10. 如图为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V。机器人 的锂电池容量为20 A·h，则机器人额定工作电流为_________A ；电源充满电后最长工作时间约为_________h。 【答案】 ①. 2 ②. 10 【解析】 【详解】[1]机器人额定工作电流为 [2]电源充满电后最长工作时间约为 11. 取一对带有绝缘支座的导体A和B使它们接触。起初它们不带电，做如下实验：把一带正电荷的物体D移近导体A，贴在A、B导体下的金属箔片会张开，这时先把A和B分开一小段距离，然后移去D，此时导体B带_________（填“正电”、“负电”或“不带电”），金属箔片张角比之前__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 ①. 正电 ②. 变小 【解析】 【详解】[1][2]把一带正电荷的物体D移近导体A、B，由于静电感应现象，导体B的右端感应正电荷，导体A的左端感应负电荷；这时把A和B分开，然后移去D，则导体A还是带负电，导体B带正电，A、B的金属箔片仍会张开，但是电荷会分别均匀分布在整个导体A、B中，两端电荷量相对减少，所以金属箔片张角变小； 四、实验题 12. 某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。图丙所示实验装置是用来探究影响平行板电容器的因素，其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地，电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。 （1）图甲当开关S接“1”达到稳定后，电容器上极板带__________（选填“正”或“负”）电。 （2）图甲开关S接“2”前，将电流传感器串联在左侧电路中，接着将开关S接“？”，与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流I随时间t变化的I-t图像如图，丙所示，通过分析可知，图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是__________。不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将__________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。 （3）已知电源电压为3V，通过数格子的方法测得I-t曲线与横轴围成的面积为2.5mA·s，则电容器的电容C=__________F（结果保留两位有效数字）。 （4）图丙中，静电计是测量下列哪一个物理量的仪器__________。 A. 电荷量 B. 电容 C. 电势差 （5）保持两极板所带的电荷量Q不变，极板间的正对面积S不变，让带有绝缘手柄的A板向左移动增大两极板间的距离d，发现静电计指针偏角变大，得出的结论是：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）正 （2） ①. 电荷量 ②. 不变 （3） （4）C （5）减小 【解析】 【小问1详解】 当开关S接“1”后，电源给电容器充电，根据充电电流方向可知，电容器上极板带正电，下极板带负电。 【小问2详解】 [1]当开关S接“2”，电容器进行放电，I-t图像与横轴围成的面积表示的物理量是电荷量； [2]只增大电阻R的阻值，只是使得放电过程变慢，而放电的电荷量不变，则I-t曲线与横轴围成的面积将不变。 【小问3详解】 根据电容的定义式可得 【小问4详解】 静电计是测量电势差的仪器。 故选C。 【小问5详解】 静电计指针偏角变大，则电压变大，根据 可知，电容变小，得出的结论是：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而减小。 五、解答题 13. 如图所示，A、B两点固定有电量相等且带正电的小球，两小球到其连线中点O的距离均为 。现用两根长度均为 的绝缘细线由A、B两点系一带电小球C，静止时，细线张力恰好为零。已知小球C的质量 ，电荷量 ，取重力加速度大小 ，静电力常量 ，不计空气阻力。 （1）求小球C所处位置的电场强度大小和方向； （2）求A、B两小球的电荷量Q。 【答案】（1），方向竖直向下 （2） 【解析】 【小问1详解】 设小球C所处位置的电场强度大小为E，根据小球C静止时，细线张力恰好为零，对小球C受力分析可知 解得 方向竖直向下 【小问2详解】 因A、B两点固定有电量相等且带正电的小球，则两个点电荷在小球C所处位置产生的电场强度的大小相等，设一个带正电小球在C所处位置产生的电场强度的大小为 ，AC与AB连线的夹角为α，由已知条件可知 ，根据电场的叠加原理可知小球C所处位置的电场强度 解得 根据点电荷电场强度公式 解得 14. 如图所示，一真空示波管的电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电场加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度方向与电场方向垂直，电子经过偏转电场后恰好从M板边缘飞出电场并打在荧光屏上的P点，P点到O点之间的距离为a，已知加速电压为，M、N板长是板间距离的倍，偏转电场的右端到荧光屏的距离为b，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力。求： （1）求电子穿过A板时的速度大小； （2）M、N金属板间电势差U； （3）M、N金属板的板长L。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电子经过加速电场过程，根据动能定理可得 解得电子穿过A板时的速度大小为 【小问2详解】 设M、N金属板的板长为，板间距离为，则有 电子在偏转电场中做类平抛运动，恰好从M板边缘飞出电场，则有 ，， 联立解得M、N金属板间电势差为 【小问3详解】 电子离开偏转电场时，竖直方向的分速度为 电子从板右端到荧光屏，有 P点到O点的距离 联立解得M、N金属板的板长为 15. 如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，CG为水平直径，BD为竖直直径，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左，大小的匀强电场中，现有一质量为m、带电量为的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.4，重力加速度为g。 （1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，求滑块到达轨道D点时对轨道的作用力。 （2）若滑块从水平轨道上距离B点的A点开始运动； ①求滑块到达轨道C点时轨道对它的作用力大小。 ②为使滑块再圆形轨道上恰好能从B点运动到G点，在A点至少要给滑块多大的初速度？ 【答案】（1），方向竖直向上 （2）①，② 【解析】 【小问1详解】 设滑块到达D点时的速度为，由动能定理有： 解得 设滑块到达D点时受到轨道的作用力大小为F，则有 解得 由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小为 方向竖直向上。 【小问2详解】 ①设滑块到达C点时的速度为，由动能定理有： 解得 滑块到达D点时受到轨道的作用力大小由 解得 ②如图所示，可以将电场力与重力的合力视为等效重力，图中H点为等效最高点 要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆轨道H点，恰好由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小，弹力为零，此时速度设为，则有： 解得 设滑块的初速度至少为，由动能定理有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $