精品解析：天津市双菱中学2026-2027学年高二上学期9月阶段检测物理试卷

双菱中学2026-2027学年度高二第一次阶段性检测（物理） 一、单选题（共25分，每个5分） 1. 下列关于教科书上的四幅插图，说法正确的是（ ） A. 图甲为静电除尘装置的示意图，应用了静电屏蔽的原理 B. 图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，是为了增加手上的静电 C. 图丙中，导线外面包裹着金属外衣是为了增加导线的硬度 D. 图丁的燃气灶中安装了电子点火器，应用了尖端放电的原理 2. 如图，A是能在声波驱动下振动的金属膜片，B是固定不动的金属板，A、B构成一个电容器。电容器与直流电源连接，下极板B接地，静电计所带电荷量很少，可忽略。开关闭合，电路稳定时，一带负电的油滴被固定于电容器中的P点，当声波使上极板A向下运动一小段距离时，下列说法正确的是（ ） A. 静电计的指针张角变小 B. A、B两板间的电场强度减小 C. 带负电的油滴在P点的电势能减少 D. 电容器两极板所带的电荷量保持不变 3. 如图所示，A、B两个点电荷固定在空间，实线为两点电荷电场中的部分电场线，弯曲虚线为一个带电粒子仅在静电力作用下运动的轨迹，a、b为轨迹上两点，下列说法正确的是（　　） A. A、B带同种电荷 B. a点电场强度比b点电场强度大 C. A、B带电荷量的绝对值不相等 D. 带电粒子在a点加速度比在b点加速度大 4. 如图，距离为的、两点分别固定有等量异种点电荷、。是的中点，是以为圆心、为半径的半圆。是延长线上的一点，间的距离为。将一正点电荷从点沿 移动到点，则下列说法正确的是（　　） A. 从到的过程，电荷的电势能一直增大 B. 从到的过程，电荷受到的静电力先减小后增大 C. 从到的过程，电荷的电势能一直增大 D. 从到的过程，电荷受到的静电力先增大后减小 5. 如图所示，在匀强电场中，边长为10cm的等边三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为，，。则关于匀强电场的电场强度的说法正确的是（ ） A. 方向由B指向O B. 方向由指向 C. 大小为20V/m D. 大小为40V/m 二、多选题（共15分，每个5分，少选给3分，错选不给分） 6. 在静电场中沿电场线建立x轴，x轴上各点的电势随x的变化关系如图所示，一个带电量为q，质量为m的负电荷由坐标处静止释放，只在电场力的作用下运动，下列说法正确的是（　　） A. 坐标两侧的电场方向相反 B. 坐标处的电场强度小于处的 C. 电荷在坐标处的速度小于处的 D. 电荷运动的速度最大值为 7. 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图，一电子在电场中仅受电场力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于轴对称，、、、分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过点时动能为80eV，各等势线的电势标注在图中，则（ ） A. 电子从运动到d，电势能升高 B. 电子在经过等势线点时的动能为 C. 点电场强度小于b点电场强度 D. 电子从a运动到c，动能先增加后减少 8. 如图所示，竖直面内固定的均匀带电圆环半径为R，所带电荷量为，在圆环的最高点用绝缘丝线悬挂一质量为m、带电荷量为q的小球（大小不计），小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，小球到圆环中心O的距离为R，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则小球所处位置的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 三、实验题（共12分，每空2分） 9. 相机闪光灯的核心工作原理是电容器快速充电、瞬间放电。某同学用实验室器材模拟闪光灯的充放电过程，探究电容器的电学特性。实验器材如下：电源（输出电压恒为6V）；定值电阻；电压传感器；电流传感器；电容器C；单刀双掷开关S；导线若干；计算机。该同学设计了下图实验电路。 （1）开关接通“1”后，电容器进行______，电流______流过。 A.充电 B.放电 C.向左 D.向右 （2）开关接通“1”后，当电压传感器示数稳定时，再将开关接通“2”。在下列四个图像中，能表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为______，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为______。（填选项对应的字母） A. B. C. D. （3）将开关接通“2”后，当电流传感器示数再次为零时电容器两极板间电压为______V；若放电时曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为，则电容器的电容为______（保留2位有效数字）。 四、解答题（共48分，第10题14分，第11题16分，第12题18分） 10. 如图所示，绝缘细线将质量为的足够小的带电小球悬挂在O点，当空中竖直平面内加上如图所示斜向上与水平方向成角，大小为的匀强电场时，小球能在图示位置处于静止状态，此时细线与竖直方向成角。（取 ，）求： （1）小球是正电荷还是负电荷？ （2）带电小球所带电荷量大小为多少？ （3）剪断细线后经过，带电小球的位移是多少？ 11. 如图甲所示，某装置中，n个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，图乙中电压的绝对值为，周期为T。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，为使电子在各个间隙中都能恰好不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律依次增加。电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。若已知电子的质量为m、电子电荷量为，偏转电场由两块相同的平行金属极板A与B组成，A、B的长度均为L，相距为d，把两板间的电场看作匀强电场。电子从直线加速器射出后，沿两板中线自M点射入偏转电场中，最后从上极板边缘N点射出偏转电场。求： （1）电子在第n个金属圆筒中运动的速度大小； （2）第n个金属圆筒的长度； （3）若极板间的电压为，则电子在加速器中加速了多少次？ 12. 如图所示，竖直面（即纸面）内存在匀强电场，电场强度大小和方向均未知，O、P两点距离为L，OP连线与竖直方向（图中虚线）夹角为37°。一质量为m、电荷量为+q的带电小球自O点沿纸面以水平方向速度v0开始运动（如图甲），之后恰好也以大小一样的速度v0通过P点。已知重力加速度为g，不计空气阻力。（sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）要使电场强度最小，则电场强度沿什么方向？场强大小为多少？ （2）如图乙，改变电场强度大小和方向（方向仍平行于纸面），使带电小球自O点沿纸面以的速度垂直OP斜向上开始运动，之后以的速度通过P点，求电场强度的大小及方向。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 双菱中学2026-2027学年度高二第一次阶段性检测（物理） 一、单选题（共25分，每个5分） 1. 下列关于教科书上的四幅插图，说法正确的是（ ） A. 图甲为静电除尘装置的示意图，应用了静电屏蔽的原理 B. 图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，是为了增加手上的静电 C. 图丙中，导线外面包裹着金属外衣是为了增加导线的硬度 D. 图丁的燃气灶中安装了电子点火器，应用了尖端放电的原理 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲为静电除尘装置，利用静电吸附原理使尘埃被吸附，故A错误； B．图乙为加油前触摸的静电释放器，作用是将人体上的静电导走，而不是增加手上的静电，故B错误； C．导线外包裹金属外衣利用静电屏蔽原理保护内部导线，不是为了增加导线的硬度，故C错误； D．燃气灶中的电子点火器利用尖端处电荷密集、电场强，容易发生尖端放电的原理，故D正确。 故选D。 2. 如图，A是能在声波驱动下振动的金属膜片，B是固定不动的金属板，A、B构成一个电容器。电容器与直流电源连接，下极板B接地，静电计所带电荷量很少，可忽略。开关闭合，电路稳定时，一带负电的油滴被固定于电容器中的P点，当声波使上极板A向下运动一小段距离时，下列说法正确的是（ ） A. 静电计的指针张角变小 B. A、B两板间的电场强度减小 C. 带负电的油滴在P点的电势能减少 D. 电容器两极板所带的电荷量保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图可知，电容器始终与电源相连，则两极板间的电势差保持不变，所以静电计指针张角不变，故A错误； B．A、B两板间的电场强度为 由于两极板间的电势差保持不变，而当声波使上极板A向下运动一小段距离时，两板间的距离d减小，所以A、B两板间的电场强度增大，故B错误； C．根据匀强电场电势差与场强的关系有 由于电场强度E增大，所以P点与下极板B间的电势差增大，又因为 故P点的电势增大，则根据可知，带负电的油滴在P点的电势能减少，故C正确； D．上极板A向下运动一小段距离时，根据可知，由于d减小，则电容器的电容变大；再根据公式可知，由于两极板间的电势差保持不变，所以电容器两极板所带的电荷量增大，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，A、B两个点电荷固定在空间，实线为两点电荷电场中的部分电场线，弯曲虚线为一个带电粒子仅在静电力作用下运动的轨迹，a、b为轨迹上两点，下列说法正确的是（　　） A. A、B带同种电荷 B. a点电场强度比b点电场强度大 C. A、B带电荷量的绝对值不相等 D. 带电粒子在a点加速度比在b点加速度大 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场线起始于A终止于B，说明A、B带异种电荷，故A错误； B．电场线的疏密反映电场强度的大小，由图可知b点处电场线比a点处密集，则，故B错误； C．若A、B带电荷量的绝对值相等，电场线分布应关于A、B连线的中垂线对称，图中电场线分布明显不对称，说明A、B带电荷量的绝对值不相等，故C正确； D．根据牛顿第二定律有，因为，所以带电粒子在b点的加速度比在a点加速度大，故D错误。 故选C。 4. 如图，距离为的、两点分别固定有等量异种点电荷、。是的中点，是以为圆心、为半径的半圆。是延长线上的一点，间的距离为。将一正点电荷从点沿 移动到点，则下列说法正确的是（　　） A. 从到的过程，电荷的电势能一直增大 B. 从到的过程，电荷受到的静电力先减小后增大 C. 从到的过程，电荷的电势能一直增大 D. 从到的过程，电荷受到的静电力先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．等量异种点电荷电场分布如图所示，结合场强的叠加原理可知，处的场强水平向左，正电荷从到的过程中，电场力做正功，电势能减小，故A错误； B．从到的过程，场强逐渐增大，故电荷受到的电场力不断增大，故B错误； C．以来看，圆弧为等势面，电势不变，以来看，从到到，电势升高，故正电荷的电势能一直增加，故C正确； D．以来看，圆弧场强大小不变，以来看，从到到，场强增大，且在处，两电荷的场强方向相同，场强最大，电荷受到的电场力最大，故电荷受到的电场力不可能先增大后减小，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，在匀强电场中，边长为10cm的等边三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为，，。则关于匀强电场的电场强度的说法正确的是（ ） A. 方向由B指向O B. 方向由指向 C. 大小为20V/m D. 大小为40V/m 【答案】D 【解析】 【详解】AB．取的中点，由匀强电场中电势均匀变化可知 与点电势相等，故为等势线。电场线与等势线垂直，且由高电势指向低电势，因，故电场方向由指向，故A错误，B错误； CD．电场强度大小，故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题（共15分，每个5分，少选给3分，错选不给分） 6. 在静电场中沿电场线建立x轴，x轴上各点的电势随x的变化关系如图所示，一个带电量为q，质量为m的负电荷由坐标处静止释放，只在电场力的作用下运动，下列说法正确的是（　　） A. 坐标两侧的电场方向相反 B. 坐标处的电场强度小于处的 C. 电荷在坐标处的速度小于处的 D. 电荷运动的速度最大值为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图可知处的电势最高，根据沿电场线方向电势逐渐降低，可知左侧的电场方向向左，右侧的电场方向向右，故坐标两侧的电场方向相同，故A错误； B．根据 即 可知图像的切线斜率表示电场强度，可知在坐标处的切线斜率小于在坐标处的切线斜率，故在坐标处的电场强度小于在坐标处的电场强度，故B正确； C．由图可知在坐标处的电势等于在坐标处的电势，负电荷从坐标处运动到坐标处，电势能的变化量为零，故电荷在坐标处的动能等于在坐标处的动能，所以电荷在坐标处的速度等于在坐标处的速度，故C错误； D．当加速度为零时电荷的速度最大，由图可知在坐标处图像的切线斜率为零，即该点的电场强度为零，根据牛顿第二定律，可知加速度为零，所以负电荷在坐标处的动能最大，负电荷从坐标处运动坐标处，根据动能定理有 解得，故D正确。 故选BD。 7. 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图，一电子在电场中仅受电场力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于轴对称，、、、分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过点时动能为80eV，各等势线的电势标注在图中，则（ ） A. 电子从运动到d，电势能升高 B. 电子在经过等势线点时的动能为 C. 点电场强度小于b点电场强度 D. 电子从a运动到c，动能先增加后减少 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题图可知，由a点到d点电势先增加后减小，电子带负电，根据可知，电子从运动到d，电势能先减小后增大，故A错误； B．电子在电场中仅受电场力作用，所以电势能与动能之和保持不变，则有 可得，故B错误； C．等差等势面越密集，场强越大，故b点场强大于a点场强，故C正确； D．电子从a运动到，电势先增大后减小，根据可知，电势能应先减小后增大，则动能应先增加后减少，故D正确。 故选CD 8. 如图所示，竖直面内固定的均匀带电圆环半径为R，所带电荷量为，在圆环的最高点用绝缘丝线悬挂一质量为m、带电荷量为q的小球（大小不计），小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态，小球到圆环中心O的距离为R，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则小球所处位置的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．对小球，根据平衡条件可知 解得，故A正确，B错误； CD．由于圆环不能看作点电荷，我们取圆环上很小一部分，圆环总电荷量为Q，则该部分电荷量为，该部分电荷在小球处产生的电场强度大小为 方向沿该点与小球的连线指向小球；同理取与圆心对称的相同的一段，其电场强度与大小相等，如图所示 则合电场强度为 方向沿圆心与小球的连线向左；因圆环上各点均在小球处产生电场，则合电场强度大小为，故C错误，D正确。 故选AD。 三、实验题（共12分，每空2分） 9. 相机闪光灯的核心工作原理是电容器快速充电、瞬间放电。某同学用实验室器材模拟闪光灯的充放电过程，探究电容器的电学特性。实验器材如下：电源（输出电压恒为6V）；定值电阻；电压传感器；电流传感器；电容器C；单刀双掷开关S；导线若干；计算机。该同学设计了下图实验电路。 （1）开关接通“1”后，电容器进行______，电流______流过。 A.充电 B.放电 C.向左 D.向右 （2）开关接通“1”后，当电压传感器示数稳定时，再将开关接通“2”。在下列四个图像中，能表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为______，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为______。（填选项对应的字母） A. B. C. D. （3）将开关接通“2”后，当电流传感器示数再次为零时电容器两极板间电压为______V；若放电时曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为，则电容器的电容为______（保留2位有效数字）。 【答案】（1） ①. A ②. C （2） ①. A ②. C （3） ①. 6 ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]开关接通“1”后，电容器进行充电，电流向左流过。故选A和C。 【小问2详解】 [1]将开关先与“1”端闭合，电容器与电源相连，进行充电；稍后再将开关与“2”端闭合，电容器放电，充电电流与放电电流方向相反，放电过程中因为极板的电荷量逐渐减小，所以电势差也逐渐减小；充电过程中因为极板的电势差逐渐增大，所以电源电动势和极板的电势逐渐接近，因此电流均逐渐变小，故传感器的电流随时间变化的图像为A； [2]充电过程，电压逐渐增大，且增大的越来越慢，放电过程电压逐渐变小，减小的越来越慢，故电压随时间变化的图像为C。 【小问3详解】 [1]将开关接通“2”后，当电流传感器示数再次为零时电容器反向充电完毕，则两极板间电压为6V； [2]若放电时曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为，则电容器的电容 四、解答题（共48分，第10题14分，第11题16分，第12题18分） 10. 如图所示，绝缘细线将质量为的足够小的带电小球悬挂在O点，当空中竖直平面内加上如图所示斜向上与水平方向成角，大小为的匀强电场时，小球能在图示位置处于静止状态，此时细线与竖直方向成角。（取 ，）求： （1）小球是正电荷还是负电荷？ （2）带电小球所带电荷量大小为多少？ （3）剪断细线后经过，带电小球的位移是多少？ 【答案】（1）正电荷 （2） （3）16m 【解析】 【小问1详解】 对小球受力分析，可知其受重力、细线的拉力和电场力，根据平衡条件，可知电场力方向与电场强度方向相同时，小球才能处于平衡状态。可知小球带正电荷。 【小问2详解】 小球受力平衡，则有 解得 【小问3详解】 剪断细线后，重力和电场力不变，根据牛顿第二定律有 带电小球做初速度为0的匀加速直线运动，位移 解得x=16m 11. 如图甲所示，某装置中，n个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，图乙中电压的绝对值为，周期为T。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，为使电子在各个间隙中都能恰好不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律依次增加。电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。若已知电子的质量为m、电子电荷量为，偏转电场由两块相同的平行金属极板A与B组成，A、B的长度均为L，相距为d，把两板间的电场看作匀强电场。电子从直线加速器射出后，沿两板中线自M点射入偏转电场中，最后从上极板边缘N点射出偏转电场。求： （1）电子在第n个金属圆筒中运动的速度大小； （2）第n个金属圆筒的长度； （3）若极板间的电压为，则电子在加速器中加速了多少次？ 【答案】（1） （2） （3）16次 【解析】 【小问1详解】 电子每次经过一个间隙，电场力做功，经过个间隙后，总动能为： 由动能定理： 解得： 【小问2详解】 电子在圆筒中做匀速直线运动，且在每个圆筒中的运动时间为（半个周期），因此第个圆筒的长度为： 整理得： 【小问3详解】 电子进入偏转电场时的速度为，在偏转电场中做类平抛运动 水平方向： 竖直方向：，其中加速度 联立得： 化简得： 代入，得 又由（1）知，因此： 求得 12. 如图所示，竖直面（即纸面）内存在匀强电场，电场强度大小和方向均未知，O、P两点距离为L，OP连线与竖直方向（图中虚线）夹角为37°。一质量为m、电荷量为+q的带电小球自O点沿纸面以水平方向速度v0开始运动（如图甲），之后恰好也以大小一样的速度v0通过P点。已知重力加速度为g，不计空气阻力。（sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）要使电场强度最小，则电场强度沿什么方向？场强大小为多少？ （2）如图乙，改变电场强度大小和方向（方向仍平行于纸面），使带电小球自O点沿纸面以的速度垂直OP斜向上开始运动，之后以的速度通过P点，求电场强度的大小及方向。 【答案】（1）电场强度方向为P指向O， （2），方向与OP成斜向左下方。 【解析】 【小问1详解】 小球自O点沿纸面以水平方向速度v0开始运动，之后恰好以大小一样的速度v0通过P点，根据动能定理 解得 根据可知要使电场强度最小，d则最大等于L，电场强度方向与OP平行，再根据，可知电场强度方向为P指向O。 根据 可得最小的场强大小 【小问2详解】 改变电场后，小球自O点沿纸面以速度v0沿垂直OP斜向上开始运动，之后以速度v通过P点， 以v0方向为x轴正方向，OP方向为y轴正方向，根据匀变速直线运动规律 可知x方向位移，y方向位移 联立P点速度 解得，， 根据x方向速度，y方向速度 可解得， 根据牛顿第二定律可得， 解得， 根据 可解得 设v与OP夹角为，根据 解得，故电场强度方向与OP成斜向左下方。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $