内容正文:
泉港二中2025年秋季高二上第一次月考
物理试卷
(考试时间:75分钟 总分:100分)
一、单项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 两个完全相同的小金属球,它们的电荷量的绝对值之比为5:1(皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力为,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为,则可能为( )
A. 5:2 B. 5:4 C. 5:6 D. 5:8
2. 如图所示的平面内,有静止的等量异号点电荷,M、N两点关于两电荷连线对称,M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是( )
A. 电子在M点所受电场力比在P点所受电场力大
B. N点的场强与P点的场强相同
C. M点的电势比N点的电势高
D. 电子在M点的电势能比在P点的电势能大
3. 如图所示,两个点电荷所带电荷量分别为和,固定在直角三角形的A、B两点,其中。若长度为,则点电场强度大小为( )
A. B. C. D.
4. 下列关于电场强度的两个表达式和的叙述,正确的是( )
A. 是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电荷量
B. 是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的静电力,q是放入电场中的电荷的电荷量,它只适用于点电荷的电场
C. 是点电荷电场强度的计算式,Q是产生电场的电荷的带电量,它不适用于匀强电场
D. 分析库仑定律的表达式,式中是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的电场强度
5. 如图所示,虚线O、A、B、C、D是某匀强电场中的5个平行且相邻间距为2cm的等势面,一电子经过O时的动能为10eV,从O到C的过程中克服电场力所做的功为6eV,已知等势面B的电势为0,下列说法错误的是( )
A. 等势面A的电势为2V
B. 该匀强电场的场强大小为100V/m
C. 该电子经过等势面C时,其电势能为-2eV
D. 该电子经过等势面A时的动能是经过等势面C时动能的2倍
二、双项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每题只有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。)
6. 如图所示,真空中有两个点电荷,为、为,分别固定在x轴的坐标为0和的位置上。下到说法正确的是( )
A. x轴上的位置的电场强度为0
B. x轴上的位置的电场强度为0
C. x轴上和的位置的电场强度的方向是沿x轴的正方向的
D. 取无穷远处电势为0,x轴上的位置电势均为负
7. 如图1所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,将一负电荷从A点由静止释放,仅在电场力的作用下,从A点运动到B点,其运动的图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 从A到B的过程中,电场强度先增大后减小
B. 从A到B的过程中,电场的电势先增大后减小
C. 从A到B的过程中,负电荷的电势能先增大后减小
D. 从A到B的过程中,负电荷的电势能一直减小
8. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带负电的粒子仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知( )
A. P点的电势比Q点小 B. P点的电场强度比Q点大
C. 带电质点通过P点的动能比Q点大 D. 带电质点通过P点的电势能比Q点小
9. 如图,在点电荷的电场中,所在的电场线竖直向下,在点由静止释放一个质量为,电荷量大小为的带电小球,小球到达点时速度恰好为零,、间的高度差为,则说法正确的是( )
A. 小球带负电 B. 、两点间的电势差
C. 点小球所受重力与静电力平衡 D. 点场强大于点场强
三、填空、实验题(本题共5小题,每个空格2分,共26分)
10. 如图所示,将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球,两个导体开始时互相接触且对地绝缘。
(1)为了使两球带上等量异号电荷,应 。
A. 先移走棒,再把两球分开 B. 先把两球分开,再移走棒。
(2)使棒与甲球瞬时接触,再移走棒,导体甲带___________;导体乙带________。(填“正电”、“负电”或“不带电”)
11. 如图,A、B、C、D是匀强电场中一个边长为2m的正方形的四个顶点,已知A、B、C三个点的电势分别为φA=9V,φB=3V,φC=6V,由此可求得空间匀强电场的电场强度大小E=_______v/m, D点电势φD=___________V.
12. 在真空中某点电荷Q的周围有A、B两点,它们离Q分别为1cm和2cm,若将一个电荷量为的正电荷q放在A点,它所受的电场力大小为,则电荷Q在A点产生的电场的电场强度大小为____________,电荷量_________C,电荷Q在B点产生的电场强度大小为_________.
13. 雷电是一种强烈的放电现象,高大建筑物的顶端都装有避雷针来预防雷击。如图所示,虚线是避雷针上方电场的等差等势面,A、B是等势面上的两点。则A点电场强度_____(填“大于”“小于”或“等于”)B点电场强度,一带负电的雨滴()从C点到A点,电场力做功为___________。
14. 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、、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);
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 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增大,随着距离的减小而________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)接着该组同学使小球处于同一位置,增大(或减少)小球A所带的电荷量,比较小球所受作用力大小的变化。如图乙,悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B,在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A,当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上,B处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为,若两次实验中A的电量分别为和,分别为和,则为________。
四、计算题(本题共3小题,共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案的不给分,有数值计算的,答案中有单位的必须明确写出数值的单位)
15. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一电荷量为的负点电荷从A点运动到B点,电场力做功为,AB间距离,与水平方向夹角为 。求:
(1)B、A间电势差是多少?
(2)电场强度是多大?
(3)如果A点的电势为,求B点的电势为多大?电荷量的正电荷在A点具有的电势能是多少?
16. 静电喷涂是使雾化了的带负电油漆微粒在静电场的作用下,定向喷向工件,并吸附在工件表面的一种技术,其可简化成如图所示的模型:竖直放置的 、B两块平行金属板间距为 ,两板间所加电压为 ,在板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半球形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒。油漆微粒的质量为 、电荷量为 ,喷出时的初速度大小均为,忽略空气阻力和带电微粒之间的相互作用力,微粒的重力忽略不计。求:
(1)油漆微粒到达B板的速度大小;
(2)初速度方向沿平行于金属板A喷出的油漆微粒运动至B板的时间;
17. 如图所示,竖直固定的光滑绝缘圆轨道处于水平向右的匀强电场中,轨道半径为R,a为轨道最低点。一质量为m、电荷量为()的带电小球(可视为质点)在轨道内侧的P点处于静止状态,过P点的轨道半径与竖直方向的夹角,,,重力加速度为g。某时刻,沿轨道切线方向给小球一大小为v的速度,使小球能沿轨道做完整的圆周运动。
(1)求电场强度E的大小;
(2)求a、p两点电势差Uap;
(3)求小球在a点的速度大小va。
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泉港二中2025年秋季高二上第一次月考
物理试卷
(考试时间:75分钟 总分:100分)
一、单项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 两个完全相同的小金属球,它们的电荷量的绝对值之比为5:1(皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力为,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为,则可能为( )
A. 5:2 B. 5:4 C. 5:6 D. 5:8
【答案】B
【解析】
【详解】在相距一定距离时相互作用力为
若两电荷异性,接触后再分开,每个球带电量的绝对值为,此时两球的库仑力
则为5:4。
若两电荷同性,接触后再分开,每个球带电量的绝对值为,此时两球的库仑力
则为5:9。
故选B。
2. 如图所示的平面内,有静止的等量异号点电荷,M、N两点关于两电荷连线对称,M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是( )
A. 电子在M点所受电场力比在P点所受电场力大
B. N点的场强与P点的场强相同
C. M点的电势比N点的电势高
D. 电子在M点的电势能比在P点的电势能大
【答案】B
【解析】
【详解】A.依题意,M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称,已知等量异种点电荷的电场线关于两电荷连线的中垂线对称,则M、P两点场强大小相等,电子在M点所受电场力等于在P点所受电场力,A错误;
B.依题意,M、N两点关于两电荷连线对称,M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称,则N、P两点关于两电荷连线的中点对称,已知等量异种点电荷的电场线关于两电荷连线的中点对称,故N点的场强与P点的场强大小相等,方向相同,B正确;
C.依题意,M、N两点关于两电荷连线对称,已知等量异种点电荷的电场线关于两电荷连线对称,故M点的电势等于N点的电势,C错误;
D.由图可知,
由
其中
解得,D错误。
故选B。
3. 如图所示,两个点电荷所带电荷量分别为和,固定在直角三角形的A、B两点,其中。若长度为,则点电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】两个点电荷在点产生的电场强度的方向如图所示
由题可知,
由于夹角为,由平行四边形定则可知点电场强度大小为
故选A。
4. 下列关于电场强度的两个表达式和的叙述,正确的是( )
A. 是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电荷量
B. 是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的静电力,q是放入电场中的电荷的电荷量,它只适用于点电荷的电场
C. 是点电荷电场强度的计算式,Q是产生电场的电荷的带电量,它不适用于匀强电场
D. 分析库仑定律的表达式,式中是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的电场强度
【答案】C
【解析】
【详解】A.是场强的定义式,其中是放入电场的试探电荷的电荷量,而非产生电场的电荷量,故A错误;
B.是普适的电场强度定义式,适用于所有电场(包括非点电荷电场),而非仅适用于点电荷电场,故B错误;
C.是点电荷场强公式,为场源电荷量,该公式仅适用于点电荷电场,不适用于匀强电场,故C正确;
D.库仑定律中,是点电荷在处产生的场强,而非在处的场强,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,虚线O、A、B、C、D是某匀强电场中的5个平行且相邻间距为2cm的等势面,一电子经过O时的动能为10eV,从O到C的过程中克服电场力所做的功为6eV,已知等势面B的电势为0,下列说法错误的是( )
A. 等势面A的电势为2V
B. 该匀强电场的场强大小为100V/m
C. 该电子经过等势面C时,其电势能为-2eV
D. 该电子经过等势面A时的动能是经过等势面C时动能的2倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.因等势面间距相等,由U=Ed得相邻虚线之间电势差相等,电子由O到C,由
代入数值可得
则两个相邻的等势面之间的电势差为2V,电子由O到C,因电场力做负功,故电场方向垂直等势面向右,沿电场线方向电势降低,等势面B的电势为0,则等势面A的电势为2V,故A正确;
B.根据
代入数据解得,故B正确;
C.由上述分析可知C点的电势为-2V,经过C时,电势能为,故C错误;
D.由O到A,电场做功
根据动能定理有
所以
由O到C,根据动能定理有
所以
则,故D正确。
本题选错误的,故选C。
二、双项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每题只有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。)
6. 如图所示,真空中有两个点电荷,为、为,分别固定在x轴的坐标为0和的位置上。下到说法正确的是( )
A. x轴上的位置的电场强度为0
B. x轴上的位置的电场强度为0
C. x轴上和的位置的电场强度的方向是沿x轴的正方向的
D. 取无穷远处电势为0,x轴上的位置电势均为负
【答案】BC
【解析】
【详解】A.两点电荷在 x轴上的位置产生的场强均沿x轴正向,可知该点的电场强度不可能为0,选项A错误;
B.x轴上的位置的电场强度为
选项B正确;
C.x轴上区域两电荷在各点叠加后的场强沿x轴正向,的位置的电场强度的方向是沿x轴的负方向,在的位置的电场强度的方向是沿x轴的正方向的,选项C正确;
D.取无穷远处电势为0,因,可知x轴上x=3cm处的电势为正,可知的位置电势不是均为负,选项D错误。
故选BC。
7. 如图1所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,将一负电荷从A点由静止释放,仅在电场力的作用下,从A点运动到B点,其运动的图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 从A到B的过程中,电场强度先增大后减小
B. 从A到B的过程中,电场的电势先增大后减小
C. 从A到B的过程中,负电荷的电势能先增大后减小
D. 从A到B的过程中,负电荷的电势能一直减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由v-t图像可知,图像的斜率先增加后减小,则电荷的加速度先增加后减小,电场力先增加后减小,则从A到B的过程中,电场强度先增大后减小,A正确;
BCD.从A到B的过程中,动能一直增加,电场力一直做正功,则负电荷的电势能一直减小,电场的电势一直增大,BC错误,D正确。
故选AD。
8. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带负电的粒子仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知( )
A. P点的电势比Q点小 B. P点的电场强度比Q点大
C. 带电质点通过P点的动能比Q点大 D. 带电质点通过P点的电势能比Q点小
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据轨迹弯曲的方向以及电场线与等势线垂直,可知负电荷所受的电场力应向下,所以电场线向上,故P点的电势比Q点小,故A正确;
B.等差等势面P处密集,P处电场强度大,故B正确;
CD.负电荷在电势高处电势能小,则负电荷在P点的电势能比Q点的大,根据能量守恒定律可知,质点通过P点时的动能较Q点小,故CD错误。
故选AB。
9. 如图,在点电荷的电场中,所在的电场线竖直向下,在点由静止释放一个质量为,电荷量大小为的带电小球,小球到达点时速度恰好为零,、间的高度差为,则说法正确的是( )
A. 小球带负电 B. 、两点间的电势差
C. 点小球所受重力与静电力平衡 D. 点场强大于点场强
【答案】AB
【解析】
【详解】A.在a点由静止释放小球,到达b点时速度恰好为零,可知小球所受电场力与重力方向相反,也与电场线方向相反,故小球带负电,故A正确;
B.由于小球在a点由静止,到达b点也静止,故
故,故B正确;
C.小球先加速后减速,在点有向上的加速度,故C错误;
D.从a到b先加速后减速,因为重力不变,故电场力逐渐变大,故b点场强大于a点场强,故D错误;
故选AB。
三、填空、实验题(本题共5小题,每个空格2分,共26分)
10. 如图所示,将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球,两个导体开始时互相接触且对地绝缘。
(1)为了使两球带上等量异号电荷,应 。
A. 先移走棒,再把两球分开 B. 先把两球分开,再移走棒。
(2)使棒与甲球瞬时接触,再移走棒,导体甲带___________;导体乙带________。(填“正电”、“负电”或“不带电”)
【答案】(1)B (2) ①. 负电 ②. 负电
【解析】
【小问1详解】
根据静电感应原理可知,将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球时,在两个导体球上分别感应出等量的异号电荷,此时先把两球分开,再移走棒,就会使两球带上等量异号电荷。
故选B。
【小问2详解】
[1][2]使棒与甲球瞬时接触,再移走棒,会使两导体球均带上负电荷。
11. 如图,A、B、C、D是匀强电场中一个边长为2m的正方形的四个顶点,已知A、B、C三个点的电势分别为φA=9V,φB=3V,φC=6V,由此可求得空间匀强电场的电场强度大小E=_______v/m, D点电势φD=___________V.
【答案】 ①. ②. 12
【解析】
【分析】在AB上找出与C点等电势点,作出等势线,再过D作出等势线,在AB线上找出与D等势点,再确定D点的电势;再根据U=Ed求出电场强度的大小.
【详解】在AB上找出与C点等电势点,作出等势线CM,再过D作出等势线DG,如图所示:
则由几何关系可知:DA沿电场线方向的距离GH与AC沿电场线方向的距离HN相等,根据U=Ed,则有:,又,联立解得:,设正方形的边长为a=2cm,CB沿电场线方向的距离NB为d,由几何关系得:,解得:,则电场强度的大小为.
【点睛】本题关键是找到等势点,作出等势线.电场线与等势面之间的关系要理解,常常是作电场线的依据.
12. 在真空中某点电荷Q的周围有A、B两点,它们离Q分别为1cm和2cm,若将一个电荷量为的正电荷q放在A点,它所受的电场力大小为,则电荷Q在A点产生的电场的电场强度大小为____________,电荷量_________C,电荷Q在B点产生的电场强度大小为_________.
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]根据
可得A点的电场强度大小为:
N/C
[2]根据点电荷的电场强度公式:
可得电荷量:
C
[3]根据点电荷的电场强度公式:
可得点电荷在B点的产生的电场强度大小为:
N/C
13. 雷电是一种强烈的放电现象,高大建筑物的顶端都装有避雷针来预防雷击。如图所示,虚线是避雷针上方电场的等差等势面,A、B是等势面上的两点。则A点电场强度_____(填“大于”“小于”或“等于”)B点电场强度,一带负电的雨滴()从C点到A点,电场力做功为___________。
【答案】 ①. 小于 ②.
【解析】
【详解】[1]等差等势面越密,电场强度越大,故A点电场强度小于B点电场强度。
[2]一带负电的雨滴从C点到A点,电场力做功为
14. 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、、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);
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 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增大,随着距离的减小而________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)接着该组同学使小球处于同一位置,增大(或减少)小球A所带的电荷量,比较小球所受作用力大小的变化。如图乙,悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B,在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A,当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上,B处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为,若两次实验中A的电量分别为和,分别为和,则为________。
【答案】(1)C (2)增大
(3)
【解析】
【小问1详解】
图甲中实验研究采用的方法是控制变量法,故选C;
【小问2详解】
图甲实验表明,细线与竖直方向的夹角随着距离的减小而增大,根据受力可知,电荷之间的静电力随着距离的减小而增大。
【小问3详解】
由小球B的受力可知
解得
四、计算题(本题共3小题,共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案的不给分,有数值计算的,答案中有单位的必须明确写出数值的单位)
15. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一电荷量为的负点电荷从A点运动到B点,电场力做功为,AB间距离,与水平方向夹角为 。求:
(1)B、A间电势差是多少?
(2)电场强度是多大?
(3)如果A点的电势为,求B点的电势为多大?电荷量的正电荷在A点具有的电势能是多少?
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)AB间电势差为
则B、A间电势差为
(2)匀强电场的电场强度大小为
(3)如果A点的电势为,则有
解得B点的电势为
电荷量的正电荷在A点具有的电势能为
16. 静电喷涂是使雾化了的带负电油漆微粒在静电场的作用下,定向喷向工件,并吸附在工件表面的一种技术,其可简化成如图所示的模型:竖直放置的 、B两块平行金属板间距为 ,两板间所加电压为 ,在板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半球形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒。油漆微粒的质量为 、电荷量为 ,喷出时的初速度大小均为,忽略空气阻力和带电微粒之间的相互作用力,微粒的重力忽略不计。求:
(1)油漆微粒到达B板的速度大小;
(2)初速度方向沿平行于金属板A喷出的油漆微粒运动至B板的时间;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设微粒到达B板的速度大小为v,由动能定理可得
解得
【小问2详解】
初速度沿平行金属板A方向喷出的带电微粒作类平抛运动,微粒在垂直板方向做初速度为零的匀加速运动,根据运动学规律可得
由牛顿第二定律可得
联立解得
17. 如图所示,竖直固定的光滑绝缘圆轨道处于水平向右的匀强电场中,轨道半径为R,a为轨道最低点。一质量为m、电荷量为()的带电小球(可视为质点)在轨道内侧的P点处于静止状态,过P点的轨道半径与竖直方向的夹角,,,重力加速度为g。某时刻,沿轨道切线方向给小球一大小为v的速度,使小球能沿轨道做完整的圆周运动。
(1)求电场强度E的大小;
(2)求a、p两点电势差Uap;
(3)求小球在a点的速度大小va。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在P点对小球进行受力分析,如图所示
根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
根据电势差与电场强度的关系有
结合上述解得
【小问3详解】
设小球在a点的速度为va,根据动能定理有
结合上述解得
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