内容正文:
怀仁一中高二年级2026~2027学年度第一学期第二次月考
物理试题
(考试时长:75分钟 满分:100分)
一、单选题(每小题4分,共28分)
1. 如图所示四幅电场图,下列说法正确的是( )
A. 图甲为等量同种点电荷形成的电场线
B. 图乙离点电荷距离相等的a、b两点的电场强度相同
C. 图丙中在c点静止释放一正电荷,可以沿着电场线运动到d点
D. 图丁中、两点的电场强度大小相等、方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线上某点的切线方向表示该点电场强度的方向。
A.图甲中两电荷间的电场线互相连接,为等量异种点电荷形成的电场线,故A错误;
B.图乙中、两点到点电荷的距离相等,电场强度大小相等,但方向不同,故两点的电场强度不相同,故B错误;
C.图丙中电场线是曲线,在点静止释放的正电荷在电场力作用下将偏离原电场线运动,不能沿电场线运动到点,故C错误;
D.图丁中为匀强电场,、两点的电场强度大小相等、方向相同,故D正确。
故选D。
2. 下列关于电场强度的两个表达式和的叙述,错误的是( )
A. 从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式,式中是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小,而是点电荷产生的电场在处的场强大小
B. 是电场强度的定义式,是放入电场中的电荷所受的力,是放入电场中电荷的电荷量,它适用于任何电场
C. 是点电荷场强的计算式,是产生电场的电荷的电荷量,它不适用于匀强电场
D. 是电场强度的定义式,是放入电场中的电荷所受的力,是产生电场的电荷的电荷量
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据点电荷场强公式,表示点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小,表示点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小,A正确,不符合题意;
B.是电场强度的定义式,其中是试探电荷所受的电场力,是试探电荷的电荷量,该定义式适用于任何电场,B正确,不符合题意;
C.适用于真空中点电荷产生的电场,其中是场源电荷的电荷量,是场点到该点电荷的距离,不能用它计算匀强电场的场强,C正确,不符合题意;
D.中的是放入电场中的试探电荷的电荷量,不是产生电场的场源电荷的电荷量,D错误,符合题意。
故选D。
3. 如图所示,质子()和α粒子()以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子重力不计),则质子和α粒子射出电场时的侧向位移y之比为( )
A. 1∶1 B. 1∶2
C. 2∶1 D. 1∶4
【答案】B
【解析】
【详解】根据
,,
得
可知,侧向位移与电荷量成正比,则质子和α粒子射出电场时的侧向位移y之比为1∶2。
故选B。
4. 如图所示,电荷量的绝对值均为Q的四个点电荷分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a,已知静电力常量为,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
A. 大小为,方向竖直向上 B. 大小为,方向竖直向上
C. 大小为,方向竖直向下 D. 大小为,方向竖直向下
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,由几何关系可得,正方形的四个顶点到点的距离均为
由点电荷场强公式可得,每个点电荷在点产生的电场强度的大小为
对角线上的两异种点电荷在O处的合电场强度为
方向指向负电荷,两对角线方向的电场强度互相垂直,合电场强度为
方向竖直向下。
故选C。
5. 如图MON是固定的光滑绝缘直角杆,MO水平,NO竖直,A,B为两个穿在此杆上的带有同种电荷的小球.用一指向竖直杆的水平力F作用在A球,使两球均处于静止状态。现将A球向竖直杆方向缓慢拉动一小段距离后,A,B两小球可以重新平衡。则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较,下列说法正确的是( )
A. A、B两小球间的库仑力变大
B. A、B两小球间的库仑力变小
C. A球对MO杆的压力变大
D. A球对MO杆的压力变小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】对A球受力分析,受重力mg、拉力F、支持力,静电力,如图,根据平衡条件,有
x方向
y方向
再对B球受力分析,受重力Mg、静电力、杆对其向左的支持力,如图,根据平衡条件,有
x方向
y方向
由上述四式得到
因为新位置两球连线与竖直方向夹角变小,故静电力变小;水平杆对球A的支持力等于两个球的重力之和,不变,再结合牛顿第三定律可以知道,球A对水平杆的压力不变。
故选B。
6. 如图所示,、、三条虚线为电场中的等势面,等势面的电势为0,且相邻两个等势面间的电势差相等,一个带正电的粒子在点时的动能为10J,在电场力作用下从运动到,在点时速度为0,当这个粒子的动能为7.5J时,其电势能为( )
A. 12.5J B. 2.5J C. 0 D. -2.5J
【答案】D
【解析】
【详解】设带电粒子电荷量为,与、与电势差为,则粒子从等势面运动至,静电力做功
而
粒子从等势面运动至,由动能定理,有
则联立解得,
动能与电势能之和守恒,即
则当粒子的动能为7.5J时,其电势能为-2.5J。
故选D。
7. 如图所示为匀强电场的场强随时间变化的图像。当时,在此匀强电场中由静止释放一个带正电粒子,设带电粒子只受电场力的作用,则下列说法中正确的是( )
A. 带电粒子始终向同一个方向运动
B. 末带电粒子回到原出发点
C. 末带电粒子的速度最大
D. 内,电场力做的总功为零
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.取第内电场的方向为正方向,设第内粒子的加速度大小为,第内的加速度大小为,
由
可知,
由图可知第内加速度大小等于、方向与第加速度方向相同,
可见,粒子第内向负方向运动,末粒子的速度为零,然后向正方向运动,至末回到原出发点,粒子的速度为 0,ABC错误;
D.图像如图所示,
由动能定理可知,电场力做的总功为零,D正确;
故选D。
二、多选题(每小题6分,共18分,全选对得6分,选对但不全得3分)
8. 如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,当到达B极板时速度为v,保持两板间电压不变,则( )
A. 当增大两板间距离时,v增大
B. 当减小两板间距离时,v增大
C. 当改变两板间距离时,v不变
D. 当增大两板间距离时,电子在两板间运动的时间也增大
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC.由动能定理
可得
所以当改变两板间距离时,v不变,故A、B错误,C正确;
D.由可知,当增大两板间距离时,电场强度E减小,由牛顿第二定律和匀加速直线运动规律
可知电子的运动时间
所以当增大两板间距离时,电子在两板间运动的时间也增大,D正确。
故选CD。
9. 如图所示,A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点,各点的电势分别为φA=5 V,φB=2 V,φC=3 V,H、F三等分AB,G为AC的中点,在下列各示意图中,能正确表示该电场强度方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据匀强电场的特点可知,H、F点的电势分别为
φH=4 V,φF=3 V
G点的电势
则
φH=φG
由于等势面与电场线垂直,因此电场线垂直GH,A错误,B正确;
CD.又由于
φC=φF=3 V
因此电场线与CF垂直,C正确,D错误。
故选BC。
10. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷
A. 在和处电势能相等
B. 由运动到的过程中电势能增大
C. 由运动到的过程中电场力先增大后减小
D. 由运动到的过程中电场力先减小后增大
【答案】BC
【解析】
【分析】由图像判断电场线的方向,再确定电势大小的关系.
【详解】A.由图像可知,在0~x1之间,电场强度E是正的,是沿x轴正方向的;在x1~x4之间,电场强度E是负的,是沿x轴负方向的,故由x2到x4是逆着电场线的方向,所以x4处的电势要大于x2处的电势,选项A错误;
B.由x1运动到x3的过程中,是逆着电场线方向的,所以电势能增大,选项B正确;
CD.由x1运动到x4的过程中,x3处的电场强度的大小是最大的,故电荷在该点受到的电场力也应该是最大的,故电场力是先增大后减小,选项C正确,D错误.图像只是向我们提供一种电场强度与位置的关系,需要我们通过图像将其转化为具有一定形态的东西,当我们将其转化成具体的电场线的某一个方向时,我们再去判断就会很容易了,所以对图像的识别很重要.
三、实验题:(共15分)
11. 某同学选用两个完全相同的小球A、B来验证库仑定律.使小球A和B带上同种电荷,A球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图.实验时,保证A、B两球球心在同一水平线上,待B球平衡后偏离竖直线的角度为θ,B球质量为m,重力加速度为g;先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,悬线的偏角越大;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大.
(1)实验中用到的科学方法是 ________.
(2)根据平衡关系,A、B两球之间的电场力F=________(用m、g、θ表示).
(3)在阅读教材后,该同学知道了库仑定律的表达式,并知道了均匀分布的带电球体可以等效为电荷量全部集中在球心处的一个点电荷.它将两个半径为R的金属小球分别带上了q1和q2的正电,并使其球心相距3R,应用库仑定律,计算了两球之间的库仑力,则该同学的计算结果______(选填“偏大” “偏小”“正确”).
【答案】 ①. 控制变量法 ②. mgtanθ ③. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]实验中需要研究库仑力的影响因素,先后控制距离不变和电量的乘积不变利用平衡条件得到库仑力的变化,故用控制变量法的科学方法.
(2)[2]A球受重力,绳的拉力和电场力三力平衡,根据平衡关系,A、B两球之间的电场力
F=mgtanθ.
(3)[3]当两球心相距为3R时,两球不能看成点电荷,因带同种电荷,导致电量间距大于3R,
根据库仑定律,可知,它们实际的相互作用库仑力大小.即该同学的计算结果偏大. 原因是两电荷带同种电荷,导致电量间距大于3R.
12. 如图所示,某同学探究影响平行板电容器的因素,设两极板正对面积为,极板间的距离为,静电计指针偏角为,实验中,极板所带电荷量不变,
(1)图甲:若保持d不变,减小S,则角______(填“变大”、“变小”、“不变”)
(2)图乙:若保持S不变,增大d,则角______(填“变大”、“变小”、“不变”)
(3)图丙:若保持d、S不变,在两极板间插入有机玻璃板,则角______(填“变大”、“变小”、“不变”)
【答案】(1)变大 (2)变大
(3)变小
【解析】
【分析】本实验中电容器极板带电量保持不变,静电计的指针偏角反映极板间的电势差的大小:越大,代表极板间电势差越大。
结合平行板电容器电容的决定式,以及电容定义式分析。
【小问1详解】
不变、减小正对面积时,由可知电容减小;不变,由可知极板间电势差增大,因此静电计偏角变大。
【小问2详解】
不变、增大极板间距时,由可知电容减小;不变,由可知极板间电势差增大,因此静电计偏角变大。
【小问3详解】
、不变,插入有机玻璃板后,极板间介质的相对介电常数增大,由可知电容增大;不变,由可知极板间电势差减小,因此静电计偏角变小。
四、计算题:(写出必要的文字说明,共39分)
13. 如图所示,质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平面上。已知A与B间、B与C间和C与A间的距离均为L,A球带电荷量,B球带电荷量。若在小球C上加一方向水平向右、大小未知的恒力F,恰好使A、B、C三小球保持相对静止。求:
(1)C球所带电荷量;
(2)外力F的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
单独研究A球,因三小球保持相对静止,所受合力方向应与整体所受合力方向一致,其受力如图
可知C球电性应与A、B球相异,对A球有
联立解得
【小问2详解】
三小球保持相对静止,拥有相同的运动状态,将其视为一个整体研究,由牛顿第二定律得
对A球应有
联立解得
14. 在电场方向水平向右的匀强电场中,一带电小球从点竖直向上抛出,其运动的轨迹如图所示。小球运动的轨迹上、两点在同一水平线上,为轨迹的最高点。小球抛出时的动能为,在点的动能为,不计空气的阻力。求:
(1)小球水平位移与的比值;
(2)小球落到点时的动能。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球在竖直方向上做竖直上抛运动,在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动。
设小球从到的时间为,从到的时间为。由于、两点等高,竖直方向的运动具有对称性,故
设小球水平方向的加速度大小为,由匀变速直线运动的位移公式得
从到的水平位移为
解得
【小问2详解】
设小球的质量为,电荷量为,电场强度大小为。小球向右偏转,电场力方向向右,由牛顿第二定律得
小球到达最高点时,竖直分速度为零,速度只有水平分量。设此时的水平速度为,则
因此
从到的过程中,重力做功为零,由动能定理得
由第1问可知
解得
15. 如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间的距离为d,上板正中有一小孔.质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)小球到达小孔前是自由落体运动,根据速度位移关系公式,有:v2=2gh
解得: ①
(2)对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式,有:mg(h+d)-qEd=0
解得:②
电容器两极板间的电压为:
电容器的带电量为:
(3)加速过程:
mgt1=mv…③
减速过程,有:
(mg-qE)t2=0-mv…④
t=t1+t2…⑤
联立①②③④⑤解得:
【点睛】本题关键是明确小球的受力情况和运动规律,然后结合动能定理和动量定理列式分析,不难.
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怀仁一中高二年级2026~2027学年度第一学期第二次月考
物理试题
(考试时长:75分钟 满分:100分)
一、单选题(每小题4分,共28分)
1. 如图所示四幅电场图,下列说法正确的是( )
A. 图甲为等量同种点电荷形成的电场线
B. 图乙离点电荷距离相等的a、b两点的电场强度相同
C. 图丙中在c点静止释放一正电荷,可以沿着电场线运动到d点
D. 图丁中、两点的电场强度大小相等、方向相同
2. 下列关于电场强度的两个表达式和的叙述,错误的是( )
A. 从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式,式中是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小,而是点电荷产生的电场在处的场强大小
B. 是电场强度的定义式,是放入电场中的电荷所受的力,是放入电场中电荷的电荷量,它适用于任何电场
C. 是点电荷场强的计算式,是产生电场的电荷的电荷量,它不适用于匀强电场
D. 是电场强度的定义式,是放入电场中的电荷所受的力,是产生电场的电荷的电荷量
3. 如图所示,质子()和α粒子()以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子重力不计),则质子和α粒子射出电场时的侧向位移y之比为( )
A. 1∶1 B. 1∶2
C. 2∶1 D. 1∶4
4. 如图所示,电荷量的绝对值均为Q的四个点电荷分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a,已知静电力常量为,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
A. 大小为,方向竖直向上 B. 大小为,方向竖直向上
C. 大小为,方向竖直向下 D. 大小为,方向竖直向下
5. 如图MON是固定的光滑绝缘直角杆,MO水平,NO竖直,A,B为两个穿在此杆上的带有同种电荷的小球.用一指向竖直杆的水平力F作用在A球,使两球均处于静止状态。现将A球向竖直杆方向缓慢拉动一小段距离后,A,B两小球可以重新平衡。则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较,下列说法正确的是( )
A. A、B两小球间的库仑力变大
B. A、B两小球间的库仑力变小
C. A球对MO杆的压力变大
D. A球对MO杆的压力变小
6. 如图所示,、、三条虚线为电场中的等势面,等势面的电势为0,且相邻两个等势面间的电势差相等,一个带正电的粒子在点时的动能为10J,在电场力作用下从运动到,在点时速度为0,当这个粒子的动能为7.5J时,其电势能为( )
A. 12.5J B. 2.5J C. 0 D. -2.5J
7. 如图所示为匀强电场的场强随时间变化的图像。当时,在此匀强电场中由静止释放一个带正电粒子,设带电粒子只受电场力的作用,则下列说法中正确的是( )
A. 带电粒子始终向同一个方向运动
B. 末带电粒子回到原出发点
C. 末带电粒子的速度最大
D. 内,电场力做的总功为零
二、多选题(每小题6分,共18分,全选对得6分,选对但不全得3分)
8. 如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,当到达B极板时速度为v,保持两板间电压不变,则( )
A. 当增大两板间距离时,v增大
B. 当减小两板间距离时,v增大
C. 当改变两板间距离时,v不变
D. 当增大两板间距离时,电子在两板间运动的时间也增大
9. 如图所示,A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点,各点的电势分别为φA=5 V,φB=2 V,φC=3 V,H、F三等分AB,G为AC的中点,在下列各示意图中,能正确表示该电场强度方向的是( )
A. B.
C. D.
10. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷
A. 在和处电势能相等
B. 由运动到的过程中电势能增大
C. 由运动到的过程中电场力先增大后减小
D. 由运动到的过程中电场力先减小后增大
三、实验题:(共15分)
11. 某同学选用两个完全相同的小球A、B来验证库仑定律.使小球A和B带上同种电荷,A球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图.实验时,保证A、B两球球心在同一水平线上,待B球平衡后偏离竖直线的角度为θ,B球质量为m,重力加速度为g;先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,悬线的偏角越大;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大.
(1)实验中用到的科学方法是 ________.
(2)根据平衡关系,A、B两球之间的电场力F=________(用m、g、θ表示).
(3)在阅读教材后,该同学知道了库仑定律的表达式,并知道了均匀分布的带电球体可以等效为电荷量全部集中在球心处的一个点电荷.它将两个半径为R的金属小球分别带上了q1和q2的正电,并使其球心相距3R,应用库仑定律,计算了两球之间的库仑力,则该同学的计算结果______(选填“偏大” “偏小”“正确”).
12. 如图所示,某同学探究影响平行板电容器的因素,设两极板正对面积为,极板间的距离为,静电计指针偏角为,实验中,极板所带电荷量不变,
(1)图甲:若保持d不变,减小S,则角______(填“变大”、“变小”、“不变”)
(2)图乙:若保持S不变,增大d,则角______(填“变大”、“变小”、“不变”)
(3)图丙:若保持d、S不变,在两极板间插入有机玻璃板,则角______(填“变大”、“变小”、“不变”)
四、计算题:(写出必要的文字说明,共39分)
13. 如图所示,质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平面上。已知A与B间、B与C间和C与A间的距离均为L,A球带电荷量,B球带电荷量。若在小球C上加一方向水平向右、大小未知的恒力F,恰好使A、B、C三小球保持相对静止。求:
(1)C球所带电荷量;
(2)外力F的大小。
14. 在电场方向水平向右的匀强电场中,一带电小球从点竖直向上抛出,其运动的轨迹如图所示。小球运动的轨迹上、两点在同一水平线上,为轨迹的最高点。小球抛出时的动能为,在点的动能为,不计空气的阻力。求:
(1)小球水平位移与的比值;
(2)小球落到点时的动能。
15. 如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间的距离为d,上板正中有一小孔.质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.
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