内容正文:
长春博硕学校2025-2026学年度上学期
高二年级阶段性考试 物理学科试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单选题(本题共7道小题,每题4分,共28分)
1. 关于电场力和电场强度,以下说法中不正确的是( )
A. 一点电荷分别处于电场中的A、B两点,电荷受到的电场力大则该处场强大
B. 在电场某点如果没有试探电荷,则电场力为零,电场强度也为零
C. 电场中某点场强为零,则试探电荷在该点受到的电场力为零
D. 一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r的球面上各点所受电场力不同
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由F=qE可知,q相同时F大意味着E大,A正确;
B.电场强度的大小只取决于电场本身无关,与试探电荷无关,B错误;
C.由F=qE可知,E=0时F=0,C正确;
D.单个点电荷产生的电场线是“发散状”的,在同一球面上不同点的场强方向不同,所以试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r的球面上各点所受电场力不同,D正确。
故选B。
2. 关于静电力做功的特点,下列说法正确的是( )
A. 静电力做功与路径有关,与初末位置无关
B. 静电力做功与路径无关,仅与初末位置有关
C. 正电荷在电场中运动,静电力一定做正功
D. 负电荷在电场中运动,静电力一定做负功
【答案】B
【解析】
【详解】A.静电力是保守力,做功与路径无关,只与初末位置有关,故A错误;
B.静电力做功与路径无关,仅由初末位置的电势差决定,故B正确;
C.正电荷沿电场线方向运动时静电力做正功,若逆电场线方向运动则做负功,故C错误;
D.负电荷沿电场线方向运动时静电力做负功,若逆电场线方向运动则做正功,故D错误。
故选B。
3. 下列对于与静电现象有关的四幅图的说法正确的是( )
A. 甲图中,尺子吸收轻小纸片是因为尺子对小纸片有粘滞力
B. 乙图中,导线外包裹一层金属编织网是为了增加导线的强度,使其不易被拉坏
C. 丙图中,避雷针的工作原理是通过尖端放电,金属棒上的电荷向大气释放,中和空气中的电荷
D. 丁图中,工人进行超高压带电作业,穿戴的工作服是由铁甲制成,起静电屏蔽的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.尺子吸收轻小纸片是因为尺子与轻小纸片带异种电荷而相互吸引,故A错误;
B.导线外包裹一层金属编织网是为了形成静电屏蔽,保护导线不受外界电场影响,故B错误;
C.避雷针的工作原理是通过尖端放电,金属棒上的电荷向大气释放,中和空气中的电荷,故C正确;
D.工人进行超高压带电作业,穿戴的工作服是由含金属丝的织物制成,起静电屏蔽的作用,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,三个点电荷q1、q2、q3在一直线上静止,q2与q3的距离为q1与q2距离的2倍,每个点电荷的电荷量之比q1:q2:q3为( )
A. (-9):4:(-36) B. 9:4:36
C. (-3):2:(-6) D. 3:2:6
【答案】A
【解析】
【详解】根据受力平衡分析可得,q1和q3带同种电荷,q2与q1和q3带相反的电荷,对q1
对q2
对q3
又因为q1和q3带同种电荷,q2与q1和q3带相反的电荷,当q1和q3带正电,则三个点电荷电荷量之比为
q1:q2:q3=9:(-4):36
当q1和q3带负电,则三个点电荷电荷量之比为
q1:q2:q3=(-9):4:(-36)
故选A。
5. 如图所示,电荷量为+q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,垂线上的a、b两点关于薄板对称,到薄板的距离都是d,若图中a点的电场强度为零,则b点的电场强度大小和方向分别为(静电力常数k)( )
A. ,垂直薄板向左 B. ,垂直薄板向右
C. ,垂直薄板向左 D. ,垂直薄板向左
【答案】D
【解析】
【详解】由于a点处的合场强为零,所以带电薄板在a处产生的场强与点电荷+q在a处产生的场强大小相等均为,方向相反,可知带电薄板应带正电,由带电薄板产生场强的特点可知,薄板在b点产生的场强方向向左,大小等于。根据电场强度叠加原理,可得b点的电场强度大小为
方向向左。
故选D。
6. 如图所示,两光滑定滑轮、分别安装在竖直的固定轻杆上,带电小球A用轻质绝缘细线绕过两滑轮与不带电的物块C相连,与C连接端的细线竖直,在定滑轮的正下方用绝缘杆固定一带电小球B,整个系统处于平衡状态,忽略小球A、B及滑轮的大小。由于小球A缓慢漏电,与竖直方向的夹角缓慢减小。当与竖直方向的夹角为45°时,地面对物块C的支持力大小为4N;当与竖直方向的夹角为30°时,地面对物块C的支持力大小为( )
A. 2N B. 3N C. 4N D. 5N
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示,将小球A受到的重力mg、拉力T、库仑力F平移成矢量三角形,它与三角形相似,有。
由于、mg不变,因此不变,由于不变,因此T不变。
对物块C,由于细线拉力不变,因此地面对C的支持力为4N不变。
故选C。
7. 如图所示,竖直平面内固定着等量同种正点电荷 P、Q,在P、Q连线的中垂线上的A 点由静止释放一个负点电荷,该负点电荷仅在电场力的作用下运动,下列关于该负点电荷在一个运动周期内的速度一时间图像,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】等量的两个正电荷的连线的中垂线上,O点的场强为零,O点上方的电场方向向上,O点下方的电场方向向下,中垂线上任意一点与关于O点对称的点的电势相等,即AB电势相等,所以负电荷由A点运动到B点的过程中电场力先使负电荷速度增加,过了O点速度又逐渐减小,到达B点速度减为0 ,然后又向上先加速,再减速,如此往复运动;由于等量的两个正电荷的连线的中垂线上,关于O点对称的上下有两个位置电场强度大小最大,第一种情况若负电荷所在位置A点在场强最大的位置之上,则释放负电荷后,由A点运动到B点的过程中电场力先变大,后变小,再反向先变大,后变小,其加速度也是同步变化;第二种情况若负电荷所在位置A点在场强最大的位置之下,则释放负电荷后,由A点运动到B点的过程中电场力先变小,再反向变大,其加速度也是同步变化,由于图像的斜率表示加速度,可知C正确,ABD错误。
故选C。
二、多选题(本题共3道小题,每小题6分,选不全得3分,有错误选项得0分。共18分)
8. 关于电场强度与电场线的概念,下列说法正确的是( )
A. 由可知,某电场的场强E跟F成正比,跟q成反比
B. 是点电荷的电场强度公式,其中Q是场源电荷的电荷量
C. 以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相同
D. 电场线是人们假想的,用以形象地表示电场强度大小和方向,实际并不存在
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电场强度定义式是比值定义法,E的大小由场源有关,故F、q无关,故A错误;
B.是点电荷的电场强度公式,其中Q是场源电荷的电荷量,故B正确;
C.电场强度是矢量,不仅有大小,而且有方向,以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E大小相等,但方向不同,故场强不同,故C错误;
D.电场线是人们假想的,用以形象地表示电场强度大小和方向,实际并不存在,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,曲线是电场中的一组电场线,A、B是电场中的两点,则下列说法正确的是( )
A. 电势,场强
B. 电势,场强
C. 将+q电荷从A点移到B点电场力做正功
D. 将-q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,;根据图中电场线的疏密程度可知,,故A错误,B正确;
C.将+q电荷从A点移到B点,则有
可知电场力做正功,故C正确;
D.根据,,可知将-q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,三个带电小球A、B、C可视为点电荷,所带电荷分别为、、。A、B固定在绝缘水平桌面上,C带有小孔,穿在动摩擦因数处处相同的粗糙绝缘直杆上,绝缘杆竖直放置在A、B连线的中点处,将C从杆上某一位置由静止释放,下落至桌面时速度恰好为零,C沿杆下滑时带电荷量保持不变,C在下落过程中,以下判断正确的是( )
A. 电场力不做功
B. 小球C所受摩擦力一直增大
C. 小球C下落一半高度时速度一定最大
D. 摩擦产生的内能小于小球C重力势能减少量
【答案】AB
【解析】
【详解】A.A、B为等量异种点电荷,其连线的中垂线上电场线水平,故小球C沿杆(中垂线)下落,电场力方向与位移方向垂直,所以电场力不做功,A正确;
B.设小球C到桌面的高度为h,A、B间距为2d,如图所示,则小球A、C之间的距离为
根据库仑定律
所以小球C受到的合力为
又小球C与杆之间的正压力N等于电场力,则摩擦力
在小球C下落过程中,电场力越大,正压力N越大,摩擦力f一直增大,故B正确;
C.小球C的速度最大时,加速度为零,即重力等于摩擦力,由于摩擦力一直增大,小球C先加速后减速,但速度最大的位置并不一定是下落一半的高度,这无法进一步确定,故C错误;
D.小球C下落过程中,重力势能减少,而由于初末速度都为零,动能变化为零,且因为电场力不做功,所以根据能量守恒,重力势能的减少量等于摩擦产生的内能,故D错误。
故选AB。
三、实验题(16分)
11. 某同学探究电荷间相互作用力大小的影响因素。
(1)某次实验时,将质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂,并在其附近放置另一带正电小球B,稳定时,绝缘细线与竖直方向夹角为α,A、B在同一水平高度(两球均可视为质点),如图甲所示,重力加速度为g,则小球A带_______(填“正”或“负”)电,此时小球B在小球A处产生的电场强度的大小为________(用题中相关物理量的字母表示)。
(2)为了进一步研究电荷间相互作用力大小的影响因素,该同学又将小球A先后挂在横杆的P1、P2、P3的位置,如图乙所示,每次稳定后发现细线与竖直方向间的夹角依次减小,故可得,电荷量不变时,随着相距距离的增大,相互间的静电力______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 正 ②.
(2)减小
【解析】
【小问1详解】
[1]由电荷间相互作用规律知,同种电荷相互排斥。现带正电小B固定,通过图中细线偏转的角度,可以判断小球A受到金属球B向右的排斥力,所以小球A带正电;
[2]带电小球静止时,有
解得小球B在小球A处产生的电场强度的大小为
【小问2详解】
带电小球静止时,有
可见带电小球偏转角度越小,受到的作用力越小,由图可知悬挂的小球A离带正电的B球越远,受到的作用力越小,故两个电荷之间的作用力大小随它们之间距离的增大而减小。
12. 某同学在一次“观察静电感应现象”的实验中,取一对用绝缘柱支持的导体M和N,使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的两片金属箔是闭合的(如图)。P和Q是原来都不带电的物体,它们互相摩擦后P带的正电荷。把P移近导体M。
(1)对于Q在摩擦后的带电情况,下列说法正确的是___________(填正确答案标号)。
A. Q在摩擦后一定带个电子
B. Q在摩擦后一定得到了个电子
C. Q在摩擦后一定带个电子
D. Q在摩擦后一定失去了个电子
(2)把P移近导体M,M侧金属箔___________,N侧金属箔___________(均选填“闭合”或“张开”)。
(3)把M和N分开,然后移去P,两侧箔片张角___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)把M和分开,然后移去P,再让M和接触,两侧箔片___________(选填“闭合”或“张开”)。
【答案】(1)B (2) ①. 张开 ②. 张开
(3)变小 (4)闭合
【解析】
【小问1详解】
互相摩擦后P带的正电荷,可知Q在摩擦后带的负电荷,即得到了个=个电子。
故选B。
【小问2详解】
[1][2]把P移近导体M,M左端感应出负电,则M侧金属箔张开,N右端感应出正电,则N侧金属箔张开。
【小问3详解】
把M和N分开后然后移去P,则导体M与导体N带上了等量异种电荷,两侧箔片仍张开,但电荷均匀分布后,两侧的电荷量减小,则张角变小。
【小问4详解】
把M和N分开,然后移去P,再让M和N接触,则电荷重新中和,则两侧箔片闭合。
四、解答题(38分)
13. 如图所示,真空中有A、B、C三个点组成的一个等边三角形,边长r=0.1m,把两个带正电的点电荷放在B、C两点,它们带电量相等,Q=3.0×10-8C,k=9.0×109Nm2/C2。
(1)B、C上两个点电荷之间的库仑力是多大?
(2)求A点的合场强大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)由库仑定律得B、C上两个点电荷之间的库仑力大小为
(2)两点电荷在A处产生的场强分别为
则A点的合场强
14. 如图A、B、C、D为一匀强电场中的四个点,其中,,电场线与矩形所在平面平行。已知将的正电荷从A点移到B点,电场力做功;,设A点电势为零。求:
(1)AB两点的电势差;
(2)C点电势;
(3)匀强电场的电场强度大小和方向。
【答案】(1)
(2)
(3)2V/cm,方向与竖直方向夹角为。
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知AB两点的电势差
【小问2详解】
由于A点电势为零,则
解得
由于
可知
【小问3详解】
将电场强度沿CA方向、AB方向正交分解,且随着电场线方向电势降低,故场强分量方向如图
可知,
则匀强电场的电场强度大小
设E方向与竖直方向夹角为,则
可知
可知场强方向与竖直方向夹角为。
15. 如图所示,用的细线将质量为的带电小球P悬挂在O点正下方,当空中有方向为水平向右,大小为的匀强电场时,小球偏转后处在静止状态(g取,;)。
(1)分析小球带何种电荷,并求小球所带电荷量q;
(2)求剪断细线后带电小球的加速度大小a;
(3)若小球距水平地面竖直高度为8m,从剪断细线到小球落地瞬间,静电力做功为多少。
【答案】(1)正电,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球受到重力、水平向右的电场力和绳子拉力的作用,处于静止状态,匀强电场的场强水平向右,则小球带正电;则
解得小球所带电荷量为
【小问2详解】
剪断细线后,小球只受重力和电场力作用,合力为
小球的加速度为
【小问3详解】
竖直方向上做自由落体运动,根据
解得
水平方向上,
静电力做功
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长春博硕学校2025-2026学年度上学期
高二年级阶段性考试 物理学科试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单选题(本题共7道小题,每题4分,共28分)
1. 关于电场力和电场强度,以下说法中不正确的是( )
A. 一点电荷分别处于电场中的A、B两点,电荷受到的电场力大则该处场强大
B. 在电场某点如果没有试探电荷,则电场力为零,电场强度也为零
C. 电场中某点场强为零,则试探电荷在该点受到的电场力为零
D. 一试探电荷在以一个点电荷为球心、半径为r的球面上各点所受电场力不同
2. 关于静电力做功的特点,下列说法正确的是( )
A. 静电力做功与路径有关,与初末位置无关
B. 静电力做功与路径无关,仅与初末位置有关
C. 正电荷在电场中运动,静电力一定做正功
D. 负电荷在电场中运动,静电力一定做负功
3. 下列对于与静电现象有关的四幅图的说法正确的是( )
A. 甲图中,尺子吸收轻小纸片是因为尺子对小纸片有粘滞力
B. 乙图中,导线外包裹一层金属编织网是为了增加导线的强度,使其不易被拉坏
C. 丙图中,避雷针的工作原理是通过尖端放电,金属棒上的电荷向大气释放,中和空气中的电荷
D. 丁图中,工人进行超高压带电作业,穿戴的工作服是由铁甲制成,起静电屏蔽的作用
4. 如图所示,三个点电荷q1、q2、q3在一直线上静止,q2与q3的距离为q1与q2距离的2倍,每个点电荷的电荷量之比q1:q2:q3为( )
A. (-9):4:(-36) B. 9:4:36
C. (-3):2:(-6) D. 3:2:6
5. 如图所示,电荷量为+q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,垂线上的a、b两点关于薄板对称,到薄板的距离都是d,若图中a点的电场强度为零,则b点的电场强度大小和方向分别为(静电力常数k)( )
A. ,垂直薄板向左 B. ,垂直薄板向右
C. ,垂直薄板向左 D. ,垂直薄板向左
6. 如图所示,两光滑定滑轮、分别安装在竖直的固定轻杆上,带电小球A用轻质绝缘细线绕过两滑轮与不带电的物块C相连,与C连接端的细线竖直,在定滑轮的正下方用绝缘杆固定一带电小球B,整个系统处于平衡状态,忽略小球A、B及滑轮的大小。由于小球A缓慢漏电,与竖直方向的夹角缓慢减小。当与竖直方向的夹角为45°时,地面对物块C的支持力大小为4N;当与竖直方向的夹角为30°时,地面对物块C的支持力大小为( )
A. 2N B. 3N C. 4N D. 5N
7. 如图所示,竖直平面内固定着等量同种正点电荷 P、Q,在P、Q连线的中垂线上的A 点由静止释放一个负点电荷,该负点电荷仅在电场力的作用下运动,下列关于该负点电荷在一个运动周期内的速度一时间图像,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题(本题共3道小题,每小题6分,选不全得3分,有错误选项得0分。共18分)
8. 关于电场强度与电场线的概念,下列说法正确的是( )
A. 由可知,某电场的场强E跟F成正比,跟q成反比
B. 是点电荷的电场强度公式,其中Q是场源电荷的电荷量
C. 以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相同
D. 电场线是人们假想的,用以形象地表示电场强度大小和方向,实际并不存在
9. 如图所示,曲线是电场中的一组电场线,A、B是电场中的两点,则下列说法正确的是( )
A. 电势,场强
B. 电势,场强
C. 将+q电荷从A点移到B点电场力做正功
D. 将-q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能
10. 如图所示,三个带电小球A、B、C可视为点电荷,所带电荷分别为、、。A、B固定在绝缘水平桌面上,C带有小孔,穿在动摩擦因数处处相同的粗糙绝缘直杆上,绝缘杆竖直放置在A、B连线的中点处,将C从杆上某一位置由静止释放,下落至桌面时速度恰好为零,C沿杆下滑时带电荷量保持不变,C在下落过程中,以下判断正确的是( )
A. 电场力不做功
B. 小球C所受摩擦力一直增大
C. 小球C下落一半高度时速度一定最大
D. 摩擦产生的内能小于小球C重力势能减少量
三、实验题(16分)
11. 某同学探究电荷间相互作用力大小的影响因素。
(1)某次实验时,将质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂,并在其附近放置另一带正电小球B,稳定时,绝缘细线与竖直方向夹角为α,A、B在同一水平高度(两球均可视为质点),如图甲所示,重力加速度为g,则小球A带_______(填“正”或“负”)电,此时小球B在小球A处产生的电场强度的大小为________(用题中相关物理量的字母表示)。
(2)为了进一步研究电荷间相互作用力大小的影响因素,该同学又将小球A先后挂在横杆的P1、P2、P3的位置,如图乙所示,每次稳定后发现细线与竖直方向间的夹角依次减小,故可得,电荷量不变时,随着相距距离的增大,相互间的静电力______(填“增大”“减小”或“不变”)。
12. 某同学在一次“观察静电感应现象”的实验中,取一对用绝缘柱支持的导体M和N,使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的两片金属箔是闭合的(如图)。P和Q是原来都不带电的物体,它们互相摩擦后P带的正电荷。把P移近导体M。
(1)对于Q在摩擦后的带电情况,下列说法正确的是___________(填正确答案标号)。
A. Q在摩擦后一定带个电子
B. Q在摩擦后一定得到了个电子
C. Q在摩擦后一定带个电子
D. Q在摩擦后一定失去了个电子
(2)把P移近导体M,M侧金属箔___________,N侧金属箔___________(均选填“闭合”或“张开”)。
(3)把M和N分开,然后移去P,两侧箔片张角___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)把M和分开,然后移去P,再让M和接触,两侧箔片___________(选填“闭合”或“张开”)。
四、解答题(38分)
13. 如图所示,真空中有A、B、C三个点组成的一个等边三角形,边长r=0.1m,把两个带正电的点电荷放在B、C两点,它们带电量相等,Q=3.0×10-8C,k=9.0×109Nm2/C2。
(1)B、C上两个点电荷之间的库仑力是多大?
(2)求A点的合场强大小。
14. 如图A、B、C、D为一匀强电场中的四个点,其中,,电场线与矩形所在平面平行。已知将的正电荷从A点移到B点,电场力做功;,设A点电势为零。求:
(1)AB两点的电势差;
(2)C点电势;
(3)匀强电场的电场强度大小和方向。
15. 如图所示,用的细线将质量为的带电小球P悬挂在O点正下方,当空中有方向为水平向右,大小为的匀强电场时,小球偏转后处在静止状态(g取,;)。
(1)分析小球带何种电荷,并求小球所带电荷量q;
(2)求剪断细线后带电小球的加速度大小a;
(3)若小球距水平地面竖直高度为8m,从剪断细线到小球落地瞬间,静电力做功为多少。
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