重庆市南开中学校2026-2027学年高二上学期物理周测一（9.13）

**基本信息** 南开中学高二物理周测试卷聚焦选择性必修三电场模块，通过等量异种电荷电场分布、带电粒子在匀强电场中运动等真实情境，融合科学思维中的模型建构与科学推理，实验题考查电容器充放电电流图像分析，实现基础巩固与能力提升的周测目标。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|元电荷、电场强度公式适用条件|结合E-r图像分析电势差（科学思维）| |多选题|3/15|电容器动态变化、电荷运动加速度|通过正方体顶点电荷分布考查对称性（模型建构）| |实验题|2/14|电容器充放电电荷量计算|电流图像面积意义分析（科学探究）| |解答题|4/43|带电粒子在电场中运动、电荷系统平衡|融合几何关系与能量守恒（物理观念）|

南开中学2026-2027学年高二（上）周测一 物理试卷（9.13） （考试范围选择性必修三第九章——第十章） 一、单选题（共28分） 1．某个物体带电量不可能的是（　　） A． B． C． D． 2．下列说法中，正确的是（　　） A．公式只适用于真空中点电荷产生的电场 B．某电场中任意两点间的电势差大小等于该两点间移动点电荷电场力做的功 C．并联电路任一支路电阻增大（其他支路不变），总电阻一定减小 D．单位换算关系：1N/C=1V/m 3．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，A、B两点固定两个等量正电荷的点电荷，O为A、B两点连线的中点，C、D为连线上关于O点对称的两个点，且CO＝OD＝L。将一带正电的小球（可视为点电荷）从C点由静止释放，以C点为坐标原点、CB为x轴，取水平向右为正方向，下列关于电场强度E、小球受到的电场力F、小球的加速度a、小球的动能随小球运动的位移x变化的图像，可能正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   4．用电场线能很直观，很方便地比较电场中各点的强弱。如图，是等量异种点电荷形成电场的电场线，图是场中的一些点：是电荷连线的中点，、是连线中垂线上相对对称的两点，、和、也相对对称，则下列认识正确的是（　　） A．、两点场强大小相等，方向相反 B．、两点场强相同，电势相等 C．带正电的试探电荷在、两点的电势能相等 D．带正电的试探电荷仅在电场力作用下从到动能减小 5．图中虚线为电场中与场强方向垂直的等间距的平行直线。两粒子M、N质量相等，所带电荷量的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则以下说法错误的是（　　） A．M带正电荷，N带负电荷 B．N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 C．N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 D．M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零 6．如图所示，A、B、C、D、E、F、G、H是正方体的八个顶点。则下列说法错误的是（　　） A．只在F、D两点放置等量异种点电荷，则A、G两点电势相等 B．只在B、D两点放置等量异种点电荷，则E、C两点电势相等 C．只在A、B两点放置等量异种点电荷，则H、G两点电场强度大小相等 D．在八个顶点均放置电荷量为+q的点电荷，则立方体每个面中心的电场强度大小相等 7．如图甲所示为半径为R、均匀带正电的球体，AB为过球心O的直线上的两点，且，，球体在空间产生对称的电场，电场强度大小沿半径方向分布情况如图乙所示，图中已知，曲线部分的线下面积等于部分的线下面积。则下列说法正确的是（    ）    A．A点的电势高于B点的电势 B．A点的电场强度大小小于B点的电场强度大小 C．从球面到A点的电势差小于A、B两点间的电势差 D．电荷量为q的正试探电荷沿直线从A点移到B点的过程中，电场力做功 二、多选题（共15分） 8．如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，P为其中的一个定点。将开关S闭合，电路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　） A．电容器的电容增加 B．在A板上移过程中，电阻R中有向上的电流 C．A、B两板间的电场强度不变 D．P点电势降低 9．如图所示，在绝缘水平面上固定两个等量同种电荷P、Q，在PQ连线上更靠近P的M点由静止释放一带电滑块，则滑块会由静止开始一直向右运动到PQ连线上的另一点N而停下．下述正确的是 （  ） A．滑块受到的电场力一定是先减小后增大 B．停下前滑块的加速度一定是先减小后增大 C．滑块的动能与电势能之和保持不变 D．PM间距一定小于QN间距 10．如图所示，足够大的光滑绝缘水平地面上有一足够长的带正电平板，平板的右端与绝缘墙壁的距离为L；在平板的上面有一带正电的绝缘物块，平板和物块的质量均为m、带电荷量均为q，物块与平板间有一种特殊物质（质量不计），可使得它们之间的滑动摩擦力大小为（，g为重力加速度大小）。自时刻开始，加一水平向右、电场强度大小的匀强电场，使平板和物块一起向右做匀加速直线运动，直至平板碰到墙壁。假设平板与墙壁碰撞的时间极短且以碰前速率返回，不计空气阻力，运动过程中平板和物块上所带的电荷量都不发生变化。下列说法正确的是（　　） A．平板第一次与墙壁碰撞时的速度 B．平板第二次与墙壁碰撞时的速度 C．从开始到平板和物块都静止的过程中，系统因摩擦而产生的热量 D．从开始到平板和物块都静止的过程中，系统因摩擦而产生的热量 三、实验题（共14分） 11．电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛，使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势内阻不计，充电前电容器带电量为零。先使与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。     (1)在电容器放电过程中，通过电阻的电流方向________（选填“顺时针”或“逆时针”）； (2)乙图中阴影部分的面积__________（选填“>”、“<”或“=”）； (3)已知，则该电容器的电容值约为_________（计算结果保留两位有效数字）； (4)如果不改变电路其他参数，只增加放电电路中电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 12．某同学用电流传感器观察电容器充放电过程，实验电路如图甲所示。直流电源的电动势为5V。 （1）将单刀双掷开关合向“1”，电流传感器记录电容器充电电流随时间的变化规律如图乙所示，通过计算机可知图线与坐标轴所围的区域中共有38个小正方形，则该电容器所储存的电荷量为__________C； （2）充电结束时电容器两端的电压为U=__________V，结合图像面积可知，电容器的电容为C=__________F； （3）将单刀双掷开关合向“2”，电容器进行放电，在放电过程中，定值电阻R两端的电压大小u随时间t变化的规律是__________。 四、解答题（共43分） 13．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab=5cm，bc=12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一电子(其电荷量为e=1.6×10-19C)从a移动到b电场力做功为Wab= 3.2×10-18J求： （1）匀强电场的场强大小及方向 （2）电子从b移到c，电场力对它做功． （3）b、c两点的电势差等于多少？ 14．如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量同种电荷的小球A、B电荷量均为-q，整个系统置于方向平行于水平面的匀强电场中，A、B在外力作用下处于静止状态。现引入第三个带电小球C，使C位于和A、B两小球组成的边长为d的正三角形的第三个顶点上，同时撤去外力，三个小球均处于静止状态。已知静电力常量为k，三个小球均可视为点电荷。求： (1)匀强电场的电场强度的大小和方向。 (2)C球的电性和电荷量。 15．在真空中，一个电荷量为-q、质量为m的试探电荷绕电荷量为+Q的点电荷做椭圆轨道运动，如图甲，O′为椭圆中心，O′A为半长轴，长度为a，O′B为半短轴，点电荷处于椭圆的焦点F处，焦距为c。图乙是的关系图，其中v为该试探电荷运动速率，r为该试探电荷到点电荷的距离。距离点电荷r处的电势，其中k为静电力常量。重力和万有引力忽略不计。 (1)求B点的电势。 (2)求该试探电荷从A点运动到B点电场力所做的功。 (3)通过推理论证该试探电荷在运动过程中动能和电势能之和是否守恒。若不守恒，说明理由；若守恒，求出该试探电荷在运动过程中动能和电势能之和。 16．如图甲所示，离子源产生的正离子由离子源飞出时的速度可忽略不计，离子在离开离子源后进入一加速电压为的加速电场，偏转电场极板间的距离为，极板长，偏转电场的下极板接地，偏转电场极板右端到竖直放置的足够大的荧光屏之间的距离也为。现在偏转电场的两极板间接一周期为的交流电压，上极板的电势随时间变化的图像如图乙所示。已知离子电荷量为、质量为，穿过平行板的时间远小于，不计离子之间的相互作用力。 (1)求离子刚进入偏转电场的速度的大小； (2)若离子能到达荧光屏，求偏转电压的最大值； (3)求离子打到荧光屏上的区间长度；在电势变化的过程中发现荧光屏有“黑屏”现象，即无正离子到达荧光屏，计算每个周期内荧光屏黑屏的时间。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．A 【详解】A．元电荷是最小的电荷量，其值取，任何带电体带的电荷量都是元电荷的整数倍或者等于元电荷。不等于元电荷的整数倍，故A符合题意； B．恰好是元电荷的2倍，故B不符合题意； C．恰好是元电荷的3倍，故C不符合题意； D．是元电荷的 倍，故D不符合题意。 故选A。 2．D 【详解】A．公式 是电场强度的定义式，适合所有电场，故A错误； B．某电场中任意两点间的电势差大小等于该两点间移动点电荷电场力做的功与点电荷电量之比，故B错误； C．并联电路任一支路电阻增大（其他支路不变），总电阻一定增大，故C错误； D．根据 故单位换算关系 1N/C=1V/m 故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．设A、C两点间距为，则在离C点距离为x的位置的电场强度 电场强度E的方向先向右后向左，但电场强度E随小球运动的位移x的图像不是线性图像，选项A错误； B．根据可知，小球受到的电场力F的方向先向右后向左，选项B错误； C．根据有 由数学知识可知，选项C正确； D．小球的动能随小球运动的位移x变化的图像的斜率等于小球所受合力，即电场力F，小球从C点运动到D点的过程中，电场力先减小后增大，图像的斜率先减小后增大，选项D错误； 故选C。 4．C 【详解】A．根据对称性看出，、两处电场线疏密程度相同，则、两点场强大小相同。这两点场强的方向均由，方向相同，A错误。 B．根据对称性看出，、两处电场线疏密程度相同，则、两点场强大小相同。这两点场强的方向均沿两电荷连线向左，方向相同；取无穷远处电势为零，点电势为正、点电势为负，B错误。 C．两等量异种点电荷连线的中垂线线上，场强方向与中垂线垂直，沿中垂线移动电荷，电场力不做功，正电荷在、两点的电势能相等，C正确。 D．图中、两点场强的方向均由，带正电的试探电荷仅在电场力作用下从到电场力做正功，动能增加，D错误。 故选C。 5．C 【详解】A．由题，等势线在水平方向，O点电势高于c点，根据电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，可知电场方向垂直于虚线且竖直向下，根据粒子的轨迹可判断出a粒子所受的电场力方向垂直于虚线有O指向a，M粒子所受的电场力方向垂直于虚线且b指向c，故知N粒子带负电，M带正电，故A正确； B．由动能定理可知，N在a点的速度与M在c点的速度大小相等，故B正确； C．N从O点运动至a点的过程中电场力与速度的夹角为锐角，电场力做正功，故C错误； D．O、b间电势差为零，由可知，电场力对它做功为零，故D正确。 本题选错误的，故选C。 6．A 【详解】B．只在B、D两点放置等量异种电荷，那么在BD连线的中垂面上场强方向与中垂面垂直，故中垂面为等势面；又有E、C在中垂面上，故电势相等，选项B正确； A．只在F、D两点放置等量异种点电荷时，显然A、G两点不在FD连线的中垂面，也不在中垂面的平行面上，所以A、G两点电势不相等，选项A错误； C．异号电荷电荷量相等，那么A处点电荷在H处场强与B处点电荷在G处场强大小相等，A处点电荷在G处场强与B处点电荷在H处场强大小相等，根据几何关系，G处两分场强的夹角和H处两分场强的夹角相等，故合场强大小相等，选项C正确； D．在八个顶点均放置电荷量为+q的点电荷，则立方体每个面上四个点电荷在面中心的场强之和为零，后面四个点电荷在面中心形成的场强垂直平面；又有点电荷电荷量都为q，点电荷到对面面中心的距离相等，故场强大小相等，又有点电荷到面中心的直线与面中心的角度相等，故合场强大小相等，选项D正确。 本题选不正确的，故选A。 7．A 【详解】A．球体带正电，周围电场线向外背离球体，根据沿电场线方向电势降低可知，A的电势高于B的电势，故A正确； B．根据图乙可知，A点电场强度大于B点，故B错误； C．E-r曲线下的面积表示电势差，R~2R部分的面积大于2R~3R部分的面积，所以从球面到A点的电势差大于A、B两点间的电势差，故C错误； D．根据图象O~R部分的面积等于2R~3R部分的面积，可得A、B两点的电势差为 则带电荷量为q的正点电荷沿直线从A点移动到B点的过程中，电场力做功为 故D错误。 故选A。 【点睛】本题考查E-r图像围成面积的意义进行求解。 8．BD 【详解】A．根据电容器的决定式 由于两极板距离d增大，电容器的电容减小，A错误； B．根据电容器的定义式 由于电容减小，因此电容器的带电量减小，故在A板上移过程中，回路中有顺时针方向的电流，即电阻R中有向上的电流，B正确； C．根据 两板间的电压U不变，而d增加，因此A、B两板间的电场强度E减小，C错误； D．根据 由于场强E减小，因此减小，而B板的电势为零，故P点电势降低，D正确。 故选BD。 9．BD 【详解】A．滑块受到的电场力是两个电荷对它作用力的合力，在PQ的中点，两个电荷对滑块作用力的合力为0，从M向右电场力先减小，过PQ的中点后，电场力又增大，但不知道N点是否在中点右侧，故不能确定具体变化，故A错误； B．开始时电场力大于摩擦力，加速度向右，随着电场力的减小，加速度减小，当a=0时速度最大，然后继续运动时，电场力小于摩擦力，加速度向左，且随着向右的运动合外力逐渐变大，则加速度变大，故B正确； C．因水平面不光滑，知内能增加，则动能与电势能之和减小，故C错误； D．因水平面不光滑，PN间距不等于QN间距，在水平方向上除了受电场力以外，还受摩擦力，则运动到速度为0的位置在M对称点的左侧，所以 PM＜QN 故D正确。 故选BD。 10．AD 【详解】A．平板第一次与墙壁碰撞时的速度为，根据动能定理 解得 故A正确； B．第一次碰撞后，对物块 解得 第一次碰撞后平板 解得 第一次碰撞后平板先向左做匀减速直线运动，后向右做匀加速直线运动；物块向右做匀减速直线运动，第二次与墙壁碰撞前达到速度相同，规定向右为正方向，从平板第一次与墙壁碰撞到平板和物块速度相同时，对平板有 对物块有 解得 平板在第一次碰撞后到二者共速的过程中，根据位移与速度公式可得 解得 由于 故 故第二次与墙壁碰撞前已经达到共速，二者在电场力作用下一起向右加速，故平板第二次与墙壁碰撞时的速度 故B错误； CD．最终平板的右端与墙壁存在弹力，平板和物块都静止。从释放到平板和物块都静止的过程中，物块相对于平板的相对路程为x，由能量守恒有 解得二者的相对路程 系统因摩擦产生的热量 故D正确，C错误。 故选AD。 11．(1)顺时针 (2)= (3)0.15 (4)不变 【详解】（1）由图甲可知，电容器充电时，电容器上极板带正电，下极板带负电，则在电容器放电过程中，通过电阻的电流方向为顺时针方向。 （2）根据 可知曲线图像与对应时间轴所围成的面积表示电荷量，充电和放电电荷量相等，所以乙图中阴影部分的面积相等，即。 （3）已知，电容器充电结束后，电容器两端电压等于电源电动势，则该电容器的电容值为 （4）如果不改变电路其他参数，只增加放电电路中电阻的阻值，根据 由于电容器电容不变，充完电后电容器电压等于电动势不变，所以电容器刚放电时的电荷量不变，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变。 12． 5 C 【详解】（1）[1]根据可知图线与坐标轴所围的面积的物理意义为充电后电容器的带电量 （2）[2][3]充电结束时电容器两端的电压为U=5V，则电容器的电容 （3）[4]放电过程，电流逐渐减小，且电流减小得越来越慢，根据欧姆定律，可知在减小，且图像的斜率在减小。 故选C。 13．（1）400V/m；方向向左（2）3.84×10-18J．（3）-24V 【详解】试题分析：（1）对a到b的过程有：Wab=eExab，解得电场强度为：，方向向左． （2）电子从b到c，电场力做功为：Wbc=eExbccos60°=1.6×10-19×400×0.12×0.5=3.84×10-18J． （3）b、c两点的电势差为：Ubc=-Exbccos60°=-24V 考点：电场强度；电势差. 14．(1)，垂直于连线由一侧指向 (2)带正电， 【详解】（1）A、B两球在点产生的电场强度 两者的合电场强度 方向垂直连线背离，小球C保持静止，则处总的电场强度为0，则匀强电场的电场强度大小为 方向垂直于连线由一侧指向。 （2）对小球A受力分析，有 解得 A、C两球之间为引力，易知小球C带正电。 15．(1) (2) (3)守恒， 【详解】（1）根据椭圆的性质可知，B点到F点的距离 则B点的电势 （2）同（1）问可知，A点到F点的距离 则A点的电势 根据电场力做功与电势能变化的关系可知 又， 联立解得 （3）设题图乙中图线斜率为k0，由题图乙有 试探电荷运动过程中动能与电势能之和 变形得 对比分析可知， 解得 由于E总为一定值，则试探电荷运动过程中动能与电势能之和守恒。 16．(1) (2) (3)； 【详解】（1）离子在加速电场中加速，由动能定理得 则 （2）设离子能到达荧光屏的最大偏转电压为，离子在偏转电场中做类平抛运动： 水平方向有，竖直方向有， 联立解得 （3）离子打到荧光屏上，偏移量最大时，对应的偏转电压是，此时离子出电场时的竖直分速度 速度偏转角正切值 离子在荧光屏上的最大偏移量为 根据对称性可知离子打到荧光屏上的区间长度 当时，离子打到极板上，无法到达荧光屏，对应黑屏。由图像乙可得每个周期内荧光屏黑屏的时间为 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $