内容正文:
三贤中学2025年上学期第一次考试
高二物理试卷
一、单选题:(本题共7小题。每小题4分,共28分。)
1. 下列说法正确的是( )
A. 元电荷是电荷量的基本单位,其大小为1C
B. 点电荷是自然界中客观存在的最小带电体
C. 物体起电的实质是电荷的转移
D. 摩擦起电使原本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子
2. 下图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点,其中a、b两点电场强度相同的是( )
A. B.
C. D.
3. 使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上﹣Q和+7Q的电荷后,将它们固定在相距为L的两点,它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们放回原位置,它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之比为( )
A. 1:1 B. 9:1 C. 7:9 D. 4:3
4. 如图为某静电场的电场线,a、b、c是同一条电场线上的三个点,这三个点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,电势分别为φa、φb、φc。把一个检验电荷先后放在a、b、c三点,它受到的电场力大小分别为Fa、Fb、Fc,下列判断正确的是( )
A. Fa>Fb>Fc B. Ea<Eb<Ec C. Fa=Fb=Fc D. φa=φb<φc
5. 如图所示,带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B,均放在绝缘支座上。先将A、B分开,再移走C,关于A、B的带电情况,下列说法正确的是( )
A. A带正电、B带负电 B. A带负电、B带正电
C. A、B均带负电 D. A、B均带正电
6. 如图所示,圆形绝缘薄板均匀带电,圆心为O,过圆心的轴线上有三点A、B、C,,A点放置一电荷量为+Q的电荷,B点场强为零,静电力常量为k,则以下说法正确的是( )
A. 薄板带正电
B. C点场强大小为,方向向左
C. C点场强大小为,方向向左
D. 薄板上的电荷在B点产生的场强大小为,方向向左
7. 如图所示,用两根等长的轻质绝缘细线把两个可视为点电荷的小球A、B悬挂在O点。两小球静止时,细线与竖直方向的夹角分别为α和,两小球的质量分别为和,电荷量绝对值分别为和。已知α等于,则( )
A. 一定大于 B. 一定小于
C. 可能等于 D. 一定等于
二、多选题(本题共3小题。每小题6分,共18分。)
8. 如图是电场中某点的电场强度E及所受电场力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像,其中正确的是( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,虚线a、b、c表示O点处的点电荷电场中的三条等势线,相邻等势线的电势差相等,质子射入电场后(只受电场力作用)的运动轨迹如图中实线所示,其中先后经过的四个点1、2、3、4为运动轨迹与等势线的交点,下列说法正确的是( )
A. O点处的点电荷一定带正电
B. 质子运动过程中,动能先减小后增大,电势能先减小后增大
C. 三条等势线的电势高低关系是
D. 质子从位置2到位置3与从位置3到位置4过程中电场力所做的功相等
10. 如图所示,两个等量正点电荷形成的电场中,O点为两电荷连线的中点,O、A、B、C为以其中一正电荷为圆心的圆上四点,取无限远处电势为零。下列说法正确的是( )
A. A、C两点电场强度相同
B. A、C两点电势相等
C. O点的电势为零
D. 电子在O点的电势能小于在B点的电势能
三、实验题(本题共2小题。11题6分,12题9分,共15分。)
11. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中,A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大(或减小)小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小。
(1)图甲中实验采用的方法是________(填正确选项前的字母,单选)。
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法
(2)图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而____,随着距离的减小而________。(填“增大”“减小”或“不变”)
12. 课外实验小组为加深对电容器的理解进行了如下实验。
(1)图甲所示的电容器充电后与电源断开,电容器的_______(选填“电荷量”或“电压”)将不变,在常见的电介质中,由于空气的_______很小,当极板间插入其他的电介质时,电容器的电容将_______(选填“增大”“减小”或“不变”),同时可以发现,静电计指针偏角将_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)有一平行板电容器,两极板间电压为30V,若使它所带的电荷量减少,则电容器两极板间的电压将降为原来的,故此电容器的电容为_______。
(3)如图乙所示,将电容器上极板A接电源正极,下极板B接电源负极,且将上极板接地。闭合开关S,有一带电液滴静止在电容器两极板间P点,现将电容器下极板B向下平移一小段距离,则液滴______(选填“向上运动”“向下运动”或“静止不动”)。
四、计算题(本题有3小题,39分。应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。)
13. 如图所示,A球用水平细绳(绷直)悬挂,现在A球的右边放置一个B球,使A球向左偏转了53°。待A球静置后,小明发现A球与B球处于同一条水平线上。已知A球的质量为m,B球的带电量为q,AB之间的距离为r,,静电力常量为k。回答下列有关小题:
(1)若B球带负电,判断A球的电性并说明理由;
(2)求细绳的拉力及A球所带的电荷量;
14. 如图所示,水平向左的匀强电场中有a、b、c三点,ab与场强方向平行,bc与场强方向成60°,,。现将一个电量为的正电荷从a移动到b,静电力做功。求:
(1)求电场强度E的大小;
(2)bc间的电势差;
(3)若b点的电势为2.5V,则c点电势。
15. 如图所示,为匀强电场中的三个点,电场的方向与所在的平面平行,。将电荷量的点电荷从点移动到点,静电力做功;将该电荷从点移动到点,电势能增加了。设点的电势,的距离,求:
(1)与两点间的电势差;
(2)两点的电势和点的电势能;
(3)电场强度的大小。
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三贤中学2025年上学期第一次考试
高二物理试卷
一、单选题:(本题共7小题。每小题4分,共28分。)
1. 下列说法正确的是( )
A. 元电荷是电荷量的基本单位,其大小为1C
B. 点电荷是自然界中客观存在的最小带电体
C. 物体起电的实质是电荷的转移
D. 摩擦起电使原本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子
【答案】C
【解析】
【详解】A.元电荷是最小的电荷量,其大小为,A错误;
B.点电荷是理想模型,不是真实存在的,B错误;
C.物体起电的实质是电荷的转移,C正确;
D.摩擦起电是电荷发生了转移,不是使物体产生了电子和质子,D错误。
故选C。
2. 下图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点,其中a、b两点电场强度相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中a、b两点到负电荷的距离相等,由可知,电场强度大小相等,但方向不同,则电场强度不同,故A错误;
B.图两等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线,根据对称性和电场线的分布可知,a、b两点的电场强度大小不等、方向相同,则电场强度不同,故B错误;
C.图两等量同种电荷连线上,根据对称性和电场线的分布可知,a、b两点的电场强度大小相等、方向不同,则电场强度不同,故C错误;
D.图平行金属板内部是匀强电场,a、b两点的电场强度相同,故D正确。
故选D。
3. 使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上﹣Q和+7Q的电荷后,将它们固定在相距为L的两点,它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们放回原位置,它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之比为( )
A. 1:1 B. 9:1 C. 7:9 D. 4:3
【答案】C
【解析】
【详解】两小球相互接触前,由库仑定律得
两小球相互接触后,电量均分,故两球分别带电
又由库仑定律得
故C正确、ABD错误。
故选C。
4. 如图为某静电场的电场线,a、b、c是同一条电场线上的三个点,这三个点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,电势分别为φa、φb、φc。把一个检验电荷先后放在a、b、c三点,它受到的电场力大小分别为Fa、Fb、Fc,下列判断正确的是( )
A. Fa>Fb>Fc B. Ea<Eb<Ec C. Fa=Fb=Fc D. φa=φb<φc
【答案】A
【解析】
【详解】B.电场线越密电场强度越大,有Ea>Eb>Ec,故B错误。
AC.由于Ea>Eb>Ec,而电场力F=qE,则有Fa>Fb>Fc,故A正确,C错误。
D.沿电场线方向电势逐渐降低,所以有φa>φb>φc,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B,均放在绝缘支座上。先将A、B分开,再移走C,关于A、B的带电情况,下列说法正确的是( )
A. A带正电、B带负电 B. A带负电、B带正电
C. A、B均带负电 D. A、B均带正电
【答案】B
【解析】
【详解】带电体C靠近相互接触的金属导体A和B时,在A的左端感应出负电荷,在B的右端感应出与A等量的正电荷,如果先将A、B分开,再移走C,则A带负电、B带正电。
故选B。
6. 如图所示,圆形绝缘薄板均匀带电,圆心为O,过圆心的轴线上有三点A、B、C,,A点放置一电荷量为+Q的电荷,B点场强为零,静电力常量为k,则以下说法正确的是( )
A. 薄板带正电
B. C点场强大小为,方向向左
C. C点场强大小为,方向向左
D. 薄板上的电荷在B点产生的场强大小为,方向向左
【答案】B
【解析】
【详解】AD.设薄板上的电荷在B点产生的场强为,取向左为正,根据题意,B点的场强为0,则薄板在B点产生的场强与A点处的点电荷在B点处产生的场强大小相等方向相反,则有
解得
方向向右,则可知薄板带负电,故AD错误;
BC.由对称性可知,薄板在C点产生的场强为,而C点处的场强为薄板在C点处产生的场强与A点处的点电荷在C点处产生的场强的合场强,则可知C点场强为
方向向左,故B正确,C错误。
故选B。
7. 如图所示,用两根等长的轻质绝缘细线把两个可视为点电荷的小球A、B悬挂在O点。两小球静止时,细线与竖直方向的夹角分别为α和,两小球的质量分别为和,电荷量绝对值分别为和。已知α等于,则( )
A. 一定大于 B. 一定小于
C. 可能等于 D. 一定等于
【答案】D
【解析】
【详解】CD.对两球受力分析,如图所示
根据共点力平衡和几何关系可得,
由于
已知α等于β,则
则有
即,故C错误,D正确;
AB.两球间的库仑力是作用力与反作用力,一定相等,与两个球带电量的多少无关,不能确定电荷的多少,故AB错误。
故选D。
二、多选题(本题共3小题。每小题6分,共18分。)
8. 如图是电场中某点的电场强度E及所受电场力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.电场强度由电场本身决定,与试探电荷无关,故该点电场强度是个定值,故A正确,B错误;
CD.根据可知,F-q图像是正比例函数图像,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 如图所示,虚线a、b、c表示O点处的点电荷电场中的三条等势线,相邻等势线的电势差相等,质子射入电场后(只受电场力作用)的运动轨迹如图中实线所示,其中先后经过的四个点1、2、3、4为运动轨迹与等势线的交点,下列说法正确的是( )
A. O点处的点电荷一定带正电
B. 质子运动过程中,动能先减小后增大,电势能先减小后增大
C. 三条等势线的电势高低关系是
D. 质子从位置2到位置3与从位置3到位置4过程中电场力所做的功相等
【答案】AD
【解析】
【详解】A.从质子射入电场后的运动轨迹可以看出质子和点电荷相互排斥,故O点处点电荷带正电,A正确;
B.质子和点电荷相互排斥,故质子运动过程中电场力先做负功,后做正功,根据动能定理,动能先减小后增大,根据能量守恒,电势能先增大后减小,B错误;
C. O点处点电荷带正电,结合正电荷的等势面图,沿电场方向,电势降低,可以知道三条等势线的电势高低关系是
C错误;
D.由于相邻等势线的电势差相等,所以
可知质子从位置2到位置3与从位置3到位置4过程中电场力所做的功相等,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,两个等量正点电荷形成的电场中,O点为两电荷连线的中点,O、A、B、C为以其中一正电荷为圆心的圆上四点,取无限远处电势为零。下列说法正确的是( )
A. A、C两点电场强度相同
B. A、C两点电势相等
C. O点的电势为零
D. 电子在O点的电势能小于在B点的电势能
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据对称性,A、C两点电场强度大小相等,方向不同,故A错误;
B.A、C两点距两个等量正点电荷的距离相等,则A、C两点电势相等,故B正确;
C.根据正点电荷电势分布可知,左侧正点电荷在O点的电势大于零,右侧正点电荷在O点的电势大于零,故O点的电势大于零,故C错误;
D.根据正点电荷电势分布可知,左侧正点电荷在O点的电势大于B点的电势,右侧正点电荷在O点的电势等于B点的电势,则O点的电势大于在B点的电势,负电荷在高电势处电势能反而小,则电子在O点的电势能小于在B点的电势能,故D正确。
故选BD。
三、实验题(本题共2小题。11题6分,12题9分,共15分。)
11. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中,A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大(或减小)小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小。
(1)图甲中实验采用的方法是________(填正确选项前的字母,单选)。
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法
(2)图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而____,随着距离的减小而________。(填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】(1)D (2) ①. 增大 ②. 增大
【解析】
【小问1详解】
此实验中比较小球在不同位置所受静电力的大小,再使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小,故该实验采用的方法是控制变量法。
故选D。
【小问2详解】
[1][2]本实验中,根据小球的摆角可以看出小球所受作用力的大小,由图可知,电荷量越大,距离越小,细线偏离竖直方向的角度越大,电荷之间的静电力越大。故电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的减小而增大。
12. 课外实验小组为加深对电容器的理解进行了如下实验。
(1)图甲所示的电容器充电后与电源断开,电容器的_______(选填“电荷量”或“电压”)将不变,在常见的电介质中,由于空气的_______很小,当极板间插入其他的电介质时,电容器的电容将_______(选填“增大”“减小”或“不变”),同时可以发现,静电计指针偏角将_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)有一平行板电容器,两极板间电压为30V,若使它所带的电荷量减少,则电容器两极板间的电压将降为原来的,故此电容器的电容为_______。
(3)如图乙所示,将电容器上极板A接电源正极,下极板B接电源负极,且将上极板接地。闭合开关S,有一带电液滴静止在电容器两极板间P点,现将电容器下极板B向下平移一小段距离,则液滴______(选填“向上运动”“向下运动”或“静止不动”)。
【答案】(1) ①. 电荷量 ②. 相对介电常数 ③. 增大 ④. 减小
(2)15 (3)向下运动
【解析】
【小问1详解】
[1]电容器充电后与电源断开,电容器的电荷量不会随其他物理量的变化而发生改变;
[2][3][4]空气的相对介电常数很小,当极板间插入其他电介质时,两极板间电介质的相对介电常数会增大,根据,可知电容增大;又电容器的电荷量不变,根据,可知电容器两极板间的电压降低,故静电计指针偏角将减小。
【小问2详解】
根据题意,由公式有
可得
【小问3详解】
电容器两极板间的电压不变,将电容器下极板B向下平移一小段距离,根据,可知电容器两极板间的电场强度减小,带电液滴所受的电场力将小于重力,液滴向下运动。
四、计算题(本题有3小题,39分。应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。)
13. 如图所示,A球用水平细绳(绷直)悬挂,现在A球的右边放置一个B球,使A球向左偏转了53°。待A球静置后,小明发现A球与B球处于同一条水平线上。已知A球的质量为m,B球的带电量为q,AB之间的距离为r,,静电力常量为k。回答下列有关小题:
(1)若B球带负电,判断A球的电性并说明理由;
(2)求细绳的拉力及A球所带的电荷量;
【答案】(1)带负电,在右边放置B球时,A球向左偏,说明两者相互排斥
(2),
【解析】
【小问1详解】
带负电,理由:在右边放置B球时,A球向左偏,说明两者相互排斥。
【小问2详解】
由几何关系,得
受力分解,得
故有
得
14. 如图所示,水平向左的匀强电场中有a、b、c三点,ab与场强方向平行,bc与场强方向成60°,,。现将一个电量为的正电荷从a移动到b,静电力做功。求:
(1)求电场强度E的大小;
(2)bc间的电势差;
(3)若b点的电势为2.5V,则c点电势。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
从,由动能定理有
代入数据得
【小问2详解】
在匀强电场中,由场强和电势差的关系有
又
代入数据得
【小问3详解】
由电势差公式
代入数据得
15. 如图所示,为匀强电场中的三个点,电场的方向与所在的平面平行,。将电荷量的点电荷从点移动到点,静电力做功;将该电荷从点移动到点,电势能增加了。设点的电势,的距离,求:
(1)与两点间的电势差;
(2)两点的电势和点的电势能;
(3)电场强度的大小。
【答案】(1),
(2),,
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题可知
解得
电荷从B点移动到C点,电势能增加,说明在此过程中,电场力也是做负功,同理可得
根据电势差的关系可得
【小问2详解】
根据上述分析可知
所以,B点的电势
同理可得
解得,A点的电势
【小问3详解】
沿AB方向的电场强度
沿AC方向的电场强度
所以电场强度
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