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科技中学2025-2026学年(上)物理限时检测
满分100分 考试时间75分钟 命题 高二备课组
一.选择题(共4道题,共16分)
1. 电场中A点电势为2V,B点电势为1V,则等于( )
A. 0 B. 1V C. -1V D. 2V
【答案】B
【解析】
【详解】电场中A点电势为2V,B点电势为1V,则
故选B。
2. 用毛皮摩擦过的橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下金属杆后拿开橡胶棒,这时验电器小球a和金箔b的带电情况是( )
A. a带正电,b带负电
B. a带负电,b带正电
C. a、b均带正电
D. a、b均不带电
【答案】C
【解析】
【详解】毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,靠近验电器金属小球a,发生静电感应,用手指接触金属杆的瞬间,电子从金属杆转移到手指上,故拿开橡胶棒后,小球a和金箔b都带正电,故C正确,ABD错误。
故选C。
3. 如图所示为球心为O的球面。过球心O有一圆形截面DMCN,CD和MN是该圆形截面上的两条直径,AB是球的某一直径且与圆形截面DMCN垂直。在A、B两点放置两个等量的异种点电荷,下列说法正确的是( )
A. M、N两点的电场强度不同
B. O点的电场强度为零
C. 沿直径AB从A到B,电场强度先减小后增大
D. 沿直径CD从C到D,电场强度先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.对于两个等量的异种点电荷,电场强度关于直线AB对称,所以M、N两点的电场强度相同,故A错误;
B.O点的电场强度为,不为零,故B错误;
C.在两个点电荷连线上,O点的电场强度最小。沿直径AB从A到B,电场强度先减小后增大,故C正确;
D.在两个点电荷连线的垂直平分线上,O点的电场强度最大。沿直径CD从C到D,电场强度先增大后减小,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,在电场强度大小为、方向竖直向下的匀强电场中,一根长为的轻质绝缘细线一端固定在点,另一端固定一个质量为、所带电荷量为的带电小球1。另一带电荷量为的小球2固定在点正下方的点且距离点为。开始时小球1位于点,细线伸直且与电场线垂直,由静止释放小球1,小球1运动到点时速度为零,OQ连线与OP连线之间的夹角为。不计小球所受重力和空气阻力,两小球均可视为质点,下列说法正确的是( )
A. 小球1从点运动到点的过程中,小球2对小球1做的功为
B. P、Q两点的电势相等
C. 小球1运动至点时,其受力平衡
D. 小球1从点运动到点的过程中,小球1的电势能一直增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球1从点运动到点的过程中,根据动能定理可得
解得小球2对小球1做的功为,故A错误;
B.小球1从点运动到点,电场力做的功为零,所以P、Q两点的电势相等,故B正确;
C.小球1运动到点时,其受力不平衡,随后其会返回点,故C错误;
D.小球1从点运动到点的过程中,小球1受到的电场力对小球1先做正功后做负功,所以小球1的电势能先减小后增大,故D错误。
故选B。
二.双项选择题(共4道题,共24分)
5. 如图,空间存在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场,质量为m的带电微粒恰好沿图中的虚线在竖直平面内做匀速直线运动,虚线与水平方向的夹角θ为(,),微粒受到的空气阻力不能忽略,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 微粒可能带正电
B. 微粒可能由M点向N点运动
C. 微粒的电势能不断减少
D. 微粒所带电荷量的绝对值为
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.微粒受到的空气阻力与运动方向相反,根据受力分析可知,微粒只能由N点向M点运动才能保持平衡,受力分析如图所示
可知微粒带负电,故AB错误;
C.微粒由N点向M点运动,电场力做正功,微粒的电势能不断减少,故C正确;
D.根据平衡条件有
解得,故D正确。
故选CD。
6. 下列关于电势与电势能的说法正确的是( )
A. 沿着电场线方向,电势逐渐降低
B. 静电力做正功,电势能减小
C. 电势越高,电势能一定越小
D. 电势是矢量
【答案】AB
【解析】
【详解】A.沿着电场线方向电势逐渐降低,故A正确;
B.静电力做正功,电势能减小,故B正确;
C.正电荷在电势越高的点,电势能越大,故C错误;
D.电势是标量,故D错误。
故选AB。
7. 电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚或发散使微小物体成像。一种电子透镜的电场分布如图所示(截取其中一部分),虚线为等势面,相邻两等势面间的电势差相等,电子枪发射的电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示,a、b、c是轨迹上的三点,若c点处电势为,电子从a点运动到b点电势能变化了,则下列说法正确的是( )
A. a点电势为 B. 电子在b点的动能可能为
C. 电子在b点加速度比在c点加速度大 D. 电子在电场中运动的最小速度可能不为零
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据电子的受力和运动情况可知,电子从a点到c点电场力做负功,电势能增大,根据电场力做功与电势差的关系可知,b点电势比a点电势低5 V,则相邻两等势面间的电势差为2.5 V,则a点电势为
A正确;
B.电子在b、c两点,由能量守恒定律有
由于电子在c点动能不为零,因此在b点的动能一定大于2.5 eV,B错误;
C.c点处等差等势面比b点处密集,则b点比c点电场强度小,因此加速度小,C错误;
D.电子速度与等势面切线平行时,在电场中运动的速度最小,此时的速度最小值不一定为零,D正确。
故选AD。
8. 点电荷A、B固定在同一水平线上,电荷量均为+Q,两电荷间的距离为 2L。一电子从中垂线上的 P 点由静止释放。已知静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A. 从P到O,电势一直升高,电子的电势能也一直增大
B. P点的电场强度大小可能为
C. 若PO≪L,电子的运动可视为简谐运动
D. 若 在 P 点给电子垂直纸面向里、大小为 的速度,电子做匀速圆周运动
【答案】CD
【解析】
【详解】A.在PO连线上,合场强方向竖直向上,电场力对电子一直做正功,根据功能关系可知电子的电势能一直在减小,故A错误;
B.设PA连线与竖直方向夹角为,若P点的电场强度大小可能为 ,根据场强叠加原理有
该方程无解,故P点的电场强度大小不可能为 ,故B错误;
C.设电子从距离O点为的P位置释放,取竖直向上为正方向,则电子受到的合电场力为
若PO≪L,即,整理可得
令,则电子受到的合电场力满足
显然电子从P点开始在电场力的作用下先向O点做加速运动,到达O点时,速度达最大,由于O点的场强为零,加速度为零;由于O点下方的合场强竖直向下,电子受到的电场力竖直向上,接着在O点下方做减速运动,直到减速为零,接着又向上运动到达P点,周而复始。结合电子受力特点,可知电子的运动可视为简谐运动,故C正确;
D.若 则在 P 点给电子垂直纸面向里、大小为 的速度,此时电子受到的合电场力大小满足
可知电子符合做匀速圆周运动的条件,电子将做匀速圆周运动。
故选CD。
三.填空题(共3道题,共12分)
9. 把带电荷量2×10﹣8C的正点电荷从无限远处移到电场中A点,要克服电场力做功8×10﹣6J,若把该电荷从无限远处移到电场中B点,需克服电场力做功2×10﹣6J,取无限远处电势为零。则A点的电势为_______V; A、B两点的电势差为___________V;若把2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点电场力做的功为___________J。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]无穷远处某点O的电势为零,根据电场力做功与电势能变化的关系公式
有
无穷远处电势能为零,即,,故
根据电势的定义式
得
[2]把该电荷从无限远处的O点移到电场中B点,根据电场力做功与电势能变化的关系公式
无穷远处电势能为零,即,,故
根据电势的定义式
故A和B间的电势差为
[3]把2.0×10-5C的负电荷由A点移到B点电场力做的功为
10. 某电场的电场线分布如图中实线所示,一带电粒子仅在电场力作用下沿虚线运动,先后经过A、B两点。则该粒子在A、B两点的加速度大小为aA_____aB,(选填“>”或“<”)该粒子带_____电(填写“正或负”)
【答案】 ①. > ②. 负
【解析】
【详解】[1]电场线越密,电场强度越大,电场力越大,加速度越大,
[2]轨迹向左弯曲,电场力向左,粒子带负电。
11. 图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV时,它的动能应为 .
【答案】20eV
【解析】
【详解】经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV,则可知经过3等势面时动能为12ev,运动过程中只是电势能和动能之间的转化,即电势能动能之和不变.0+12=-8+计算得它的动能为=20ev
四.实验题(共1道题,共8分)
12. 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。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)该实验采用的方法是 ________(填正确选项前的字母)。
A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法
(2)实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而 ________,随着距离的增大而 ________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)小球的质量用m表示,重力加速度为g,可认为物体A与小球在同一水平线上,当小球偏离竖直方向的角度为θ时保持静止,小球所受电场力大小为 ________。
【答案】(1)B (2) ①. 增大 ②. 减小
(3)
【解析】
【小问1详解】
此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小,再使小球处于同一位置,改变小球所带电荷量,比较小球所受静电力的大小,是采用了控制变量的方法。
故选B。
【小问2详解】
[1]当小球处于同一位置,增大小球所带的电荷量时,细绳的偏转角越大,由电荷之间的静电力,可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大。
[2]当小球带电量不变时,小球距离带电物体越远时,细绳的偏转角越小,由电荷之间的静电力,可知电荷之间的静电力随着距离的增大而减小。
【小问3详解】
当小球静止后,对小球受力分析,根据平衡条件和几何关系可知
五.解答题题(共3道题,共40分)
13. 如图所示,在电场强度大小、方向水平向右的匀强电场中,将一电荷量的正点电荷从电场中的A点移动到B点,静电力做的功已知B点的电势为=20 V。求:
(1)该点电荷在电场中A点所受静电力F的大小;
(2)A、B两点间的电势差及A点电势;
【答案】(1)
(2)200V;220V
【解析】
【小问1详解】
该点电荷在电场中A点所受静电力大小
【小问2详解】
A、B两点间的电势差
因,
可得
14. 如图所示,匀强电场的方向平行于直角三角形ABC所在的平面,匀强电场范围足够大,∠C是直角,,,A、B、C三点的电势分别是,,。已知电子的电荷量大小。求:
(1)匀强电场的电场强度大小和方向;
(2)将一电子从A点由静止释放,电子运动位移大小为40cm过程中电势能的变化量。
【答案】(1),方向由B指向A
(2)减少
【解析】
【小问1详解】
由等差法可得AB中点D的电势为6V,BD中点E的电势为8V,故CE连线为等势线,,则场强方向由B指向A,如图
由可得
代入解得
【小问2详解】
电子在A点静止释放后将沿AB方向一直做匀加速直线运动,则有
该过程电子电势能减少
15. 如图所示,在竖直平面内固定一半径为0.4m的光滑绝缘轨道,圆心为O,匀强电场存在竖直平面内,电场方向与竖直平面平行,一带电小球在轨道内侧做顺时针圆周运动,运动过程中,当小球通过圆弧上A点时动能最大,此时轨道对小球的支持力为10N,已知小球在轨道内做圆周运动中最大动能与最小动能差值为1.2J,不计空气阻力。
(1)试判断小球动能最小的位置并说明理由;
(2)小球在轨道内做圆周运动过程中的最小动能及此时小球对轨道的作用力;
(3)如小球运动到动能最小位置时,将轨道撤去并开始计时,小球在0.2s时运动到C点,小球在C点的动能与原来在A点时的动能相等,则小球的质量是多少及AC间的距离。
【答案】(1)见解析 (2),
(3),
【解析】
【小问1详解】
小球动能最小的位置在点,与A点关于圆心对称。
理由:重力和电场力的合力恒定,沿方向,可见从A点到点合力做负功最多,故点动能最小。
【小问2详解】
由题意可知小球受到的电场力与重力的合力应该沿半径方向,当小球运动到以所在直线的直径另一端点时动能最小,设小球在A点对应速度为直径另一端点时速度大小为;由牛顿第二定律可知在处有
从A点运动到B点,由动能定理可知
解得
当小球运动到点时,设轨道对小球的压力为则有
解得
【小问3详解】
如果此时撤去轨道,并开始计时,小球将会做类平抛运动,设小球时运动到点,由于在点动能与在处一样大,则由题可判断连线应该与重力场和电场的合力场方向垂直,小球从到做类平抛运动,设小球的质量为,沿方向加速度为
解得
粒子在点时速度为则有
运动到点时做类平抛运动则
解得
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满分100分 考试时间75分钟 命题 高二备课组
一.选择题(共4道题,共16分)
1. 电场中A点电势为2V,B点电势为1V,则等于( )
A. 0 B. 1V C. -1V D. 2V
2. 用毛皮摩擦过的橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下金属杆后拿开橡胶棒,这时验电器小球a和金箔b的带电情况是( )
A. a带正电,b带负电
B. a带负电,b带正电
C. a、b均带正电
D. a、b均不带电
3. 如图所示为球心为O的球面。过球心O有一圆形截面DMCN,CD和MN是该圆形截面上的两条直径,AB是球的某一直径且与圆形截面DMCN垂直。在A、B两点放置两个等量的异种点电荷,下列说法正确的是( )
A. M、N两点的电场强度不同
B. O点的电场强度为零
C. 沿直径AB从A到B,电场强度先减小后增大
D. 沿直径CD从C到D,电场强度先减小后增大
4. 如图所示,在电场强度大小为、方向竖直向下的匀强电场中,一根长为的轻质绝缘细线一端固定在点,另一端固定一个质量为、所带电荷量为的带电小球1。另一带电荷量为的小球2固定在点正下方的点且距离点为。开始时小球1位于点,细线伸直且与电场线垂直,由静止释放小球1,小球1运动到点时速度为零,OQ连线与OP连线之间的夹角为。不计小球所受重力和空气阻力,两小球均可视为质点,下列说法正确的是( )
A. 小球1从点运动到点的过程中,小球2对小球1做的功为
B. P、Q两点的电势相等
C. 小球1运动至点时,其受力平衡
D. 小球1从点运动到点的过程中,小球1的电势能一直增大
二.双项选择题(共4道题,共24分)
5. 如图,空间存在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场,质量为m的带电微粒恰好沿图中的虚线在竖直平面内做匀速直线运动,虚线与水平方向的夹角θ为(,),微粒受到的空气阻力不能忽略,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 微粒可能带正电
B. 微粒可能由M点向N点运动
C. 微粒的电势能不断减少
D. 微粒所带电荷量的绝对值为
6. 下列关于电势与电势能的说法正确的是( )
A. 沿着电场线方向,电势逐渐降低
B. 静电力做正功,电势能减小
C. 电势越高,电势能一定越小
D. 电势是矢量
7. 电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚或发散使微小物体成像。一种电子透镜的电场分布如图所示(截取其中一部分),虚线为等势面,相邻两等势面间的电势差相等,电子枪发射的电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示,a、b、c是轨迹上的三点,若c点处电势为,电子从a点运动到b点电势能变化了,则下列说法正确的是( )
A. a点电势为 B. 电子在b点的动能可能为
C. 电子在b点加速度比在c点加速度大 D. 电子在电场中运动的最小速度可能不为零
8. 点电荷A、B固定在同一水平线上,电荷量均为+Q,两电荷间的距离为 2L。一电子从中垂线上的 P 点由静止释放。已知静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A. 从P到O,电势一直升高,电子的电势能也一直增大
B. P点的电场强度大小可能为
C. 若PO≪L,电子的运动可视为简谐运动
D. 若 在 P 点给电子垂直纸面向里、大小为 的速度,电子做匀速圆周运动
三.填空题(共3道题,共12分)
9. 把带电荷量2×10﹣8C的正点电荷从无限远处移到电场中A点,要克服电场力做功8×10﹣6J,若把该电荷从无限远处移到电场中B点,需克服电场力做功2×10﹣6J,取无限远处电势为零。则A点的电势为_______V; A、B两点的电势差为___________V;若把2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点电场力做的功为___________J。
10. 某电场的电场线分布如图中实线所示,一带电粒子仅在电场力作用下沿虚线运动,先后经过A、B两点。则该粒子在A、B两点的加速度大小为aA_____aB,(选填“>”或“<”)该粒子带_____电(填写“正或负”)
11. 图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV时,它的动能应为 .
四.实验题(共1道题,共8分)
12. 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。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)该实验采用的方法是 ________(填正确选项前的字母)。
A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法
(2)实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而 ________,随着距离的增大而 ________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)小球的质量用m表示,重力加速度为g,可认为物体A与小球在同一水平线上,当小球偏离竖直方向的角度为θ时保持静止,小球所受电场力大小为 ________。
五.解答题题(共3道题,共40分)
13. 如图所示,在电场强度大小、方向水平向右的匀强电场中,将一电荷量的正点电荷从电场中的A点移动到B点,静电力做的功已知B点的电势为=20 V。求:
(1)该点电荷在电场中A点所受静电力F的大小;
(2)A、B两点间的电势差及A点电势;
14. 如图所示,匀强电场的方向平行于直角三角形ABC所在的平面,匀强电场范围足够大,∠C是直角,,,A、B、C三点的电势分别是,,。已知电子的电荷量大小。求:
(1)匀强电场的电场强度大小和方向;
(2)将一电子从A点由静止释放,电子运动位移大小为40cm过程中电势能的变化量。
15. 如图所示,在竖直平面内固定一半径为0.4m的光滑绝缘轨道,圆心为O,匀强电场存在竖直平面内,电场方向与竖直平面平行,一带电小球在轨道内侧做顺时针圆周运动,运动过程中,当小球通过圆弧上A点时动能最大,此时轨道对小球的支持力为10N,已知小球在轨道内做圆周运动中最大动能与最小动能差值为1.2J,不计空气阻力。
(1)试判断小球动能最小的位置并说明理由;
(2)小球在轨道内做圆周运动过程中的最小动能及此时小球对轨道的作用力;
(3)如小球运动到动能最小位置时,将轨道撤去并开始计时,小球在0.2s时运动到C点,小球在C点的动能与原来在A点时的动能相等,则小球的质量是多少及AC间的距离。
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