内容正文:
2026-2027学年度第一学期月考试卷
高二物理
一、单选(本大题共7小题,每题4分,共28分)
1. 真空中有两个静止的完全相同带电小球A和B,A的电荷量为+2Q,B的电荷量为-4Q,它们之间的静电力大小为。现在将A、B相互接触后再将它们之间的距离变为原来的二分之一,则它们之间的静电力大小变为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由匀速飞过,电子重力不计,则电子所受除电场力外的另一个力的大小和方向变化情况是( )
A. 先变大后变小,方向水平向左 B. 先变大后变小,方向水平向右
C. 先变小后变大,方向水平向左 D. 先变小后变大,方向水平向右
3. 如图所示的电场中,虚线为三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即,一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹如实线所示,是这条轨迹上的两点,由此可知( )
A. 三个等势面中,a的电势最高 B. 带电质点在P点的动能比在Q点大
C. 带电质点在P点的电势能比在Q点小 D. 带电质点在P点时的加速度比在Q点小
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. 两根材料相同、横截面半径之比为3:1的均匀直导线P、Q按如图所示的方式接入电路。当电路中通入恒定电流时,流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为( )
A. 1:9 B. 1:3 C. 3:1 D. 9:1
6. 电阻丝是中学实验室里常见的电学元件,规格各有不同。现有一根粗细均匀、长为L,电阻为R的电阻丝,将其截去,再把剩余部分均匀拉长至L,则导线电阻变为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,一质量为m的带电小球在方向竖直向下的匀强电场中由静止释放,小球以加速度竖直向下做匀加速度直线运动,不计空气阻力。在小球向下运动距离h的过程中( )
A. 小球的重力势能减少了 B. 小球的动能减少了
C. 小球的机械能增加了 D. 小球的电势能增加了
二、多选(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
8. 如图所示,A、B、C、D是匀强电场中的四个点,D是BC的中点,A、B、C构成一直角三角形,AB=1m,电场线与三角形所在的平面平行,已知A点的电势为5V,B点的电势为-5V,C点的电势为15V,据此可以判断( )
A. C点的电势比D点的电势高 B. 场强方向由B指向A
C. 场强的大小为 D. 场强的大小为
9. 将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等.a、b为电场中的两点,则
A. a点的电场强度比b点的大
B. a点的电势比b点的高
C. 检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大
D. 将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功
10. 如图所示,A、B为两个等量正点电荷连线上的两点(其中B为连线中点),C为连线中垂线上的一点。今将一带负电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C。下列说法中正确的是( )
A. B点的场强比C点的场强小
B. A点的电势比C点的电势高
C. 从A点移到B点的过程中,电场力对该试探电荷做正功
D. 从B点移到C点的过程中,该试探电荷的电势能保持不变
三、实验(本大题共两小题,共14分)
11. 如图所示为探究影响电荷间相互作用力的因素实验。
O是一个带正电的物体,把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3等位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。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)图中实验采用的方法是_______(填正确选项前的字母)
A.理想实验法 B.等效替代法 C.微小量放大法 D.控制变量法
(2)图中实验可依据下列选项中反映小球受带电体的作用力大小的是___________;
A.电荷间的距离 B.丝线偏离竖直方向的角度
C.带正电物体的电荷量 D.小球的电荷量
(3)若球质量为m,在P1位置的偏离竖直方向的夹角为,则带电体受的库仑力大小为___________。
12. 如图所示,在《实验:探究影响平行板电容器电容的因素》中,给平行板电容器充上一定量的电荷后,将电容器的两极板A、B分别跟静电计的指针和外壳相连(接地)。现请回答下列问题:
(1)本实验研究用到的物理方法是________。
(2)如果该电容器的电容为C,所带电量为Q,则两极板间的电势差为______;
(3)将A极板向右移动少许,则静电计指针的偏转角将______;将B极板向上移动少许,则静电计指针的偏转角将______;将一块玻璃板插入A、B两极板之间,则静电计指针的偏转角将______;(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(4)如果在操作过程中,手无意中触摸了B极板,则观察到的实验现象______发生变化。(选填“会”或“不会”)
四、计算
13. 如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角;已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度,,。求:
(1)小球所受电场力F的大小;
(2)小球的质量m;
(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。
14. 如图,在匀强电场中,将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点,其电势能增加了,再从B点移到C点,其电势能减少了。已知电场的方向与所在的平面平行。
(1)A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC分别为多少?
(2)如果规定B点的电势为,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)请在图中画出过B点的电场线方向,并说明理由。
15. 一束初速度不计的带电粒子,电荷量,在经过的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离,板长,两个极板上电压为,已知粒子的质量为。(重力忽略不计)求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度大小;
(2)粒子在偏转电场中的加速度大小;
(3)偏转电场对粒子做的功。
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2026-2027学年度第一学期月考试卷
高二物理
一、单选(本大题共7小题,每题4分,共28分)
1. 真空中有两个静止的完全相同带电小球A和B,A的电荷量为+2Q,B的电荷量为-4Q,它们之间的静电力大小为。现在将A、B相互接触后再将它们之间的距离变为原来的二分之一,则它们之间的静电力大小变为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据库仑定律可知开始时有
将A、B相互接触后,二者所带电荷量均变为
再将它们之间的距离变为原来的二分之一,它们之间的静电力大小变为
故选A。
2. 如图所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由匀速飞过,电子重力不计,则电子所受除电场力外的另一个力的大小和方向变化情况是( )
A. 先变大后变小,方向水平向左 B. 先变大后变小,方向水平向右
C. 先变小后变大,方向水平向左 D. 先变小后变大,方向水平向右
【答案】B
【解析】
【详解】电子做匀速直线运动,加速度为零,由牛顿第二定律可知电子所受合力为零,因此除电场力外的另一个力始终与电场力等大反向。设两电荷到的距离为,电子到的距离为,则电子到每个电荷的距离为
在中垂线上,正电荷产生的电场和负电荷产生的电场的竖直分量相互抵消,水平方向分量均向右。由库仑定律(其中为静电力常量),每个电荷产生的场强大小为,所以合场强大小为
电子从到时,的绝对值减小,电场强度增大;从到时,的绝对值增大,电场强度减小。电子带负电,所受电场力方向水平向左,所以平衡电场力的另一个力方向始终水平向右,大小先变大后变小。
故选B。
3. 如图所示的电场中,虚线为三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即,一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹如实线所示,是这条轨迹上的两点,由此可知( )
A. 三个等势面中,a的电势最高 B. 带电质点在P点的动能比在Q点大
C. 带电质点在P点的电势能比在Q点小 D. 带电质点在P点时的加速度比在Q点小
【答案】A
【解析】
【详解】A.电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于电荷带负电,因此电场线指向左上方,沿电场线电势降低,故a等势线的电势最高,c等势线的电势最低,A正确;
BC.根据质点受力情况可知,从P到Q过程中电场力做正功,电势能减小,动能增大,故P点的动能小于Q点的动能,带电质点在P点的电势能大于在Q点的电势能,B错误,C错误;
D.等差等势面中等势线密的地方场强大,故P点位置电场强度大,电场力大,根据牛顿第二定律,加速度也大,D错误。
故选A。
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. 两根材料相同、横截面半径之比为3:1的均匀直导线P、Q按如图所示的方式接入电路。当电路中通入恒定电流时,流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为( )
A. 1:9 B. 1:3 C. 3:1 D. 9:1
【答案】A
【解析】
【详解】根据
可得
可知流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为1:9。
故选A。
6. 电阻丝是中学实验室里常见的电学元件,规格各有不同。现有一根粗细均匀、长为L,电阻为R的电阻丝,将其截去,再把剩余部分均匀拉长至L,则导线电阻变为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设电阻丝电阻率为,横截面积为,根据电阻定律有
电阻丝的体积为;当电阻丝截去,剩余部分体积变为,设剩余部分拉长后的横截面积为S',可知
解得
剩余部分的电阻
故选A。
7. 如图所示,一质量为m的带电小球在方向竖直向下的匀强电场中由静止释放,小球以加速度竖直向下做匀加速度直线运动,不计空气阻力。在小球向下运动距离h的过程中( )
A. 小球的重力势能减少了 B. 小球的动能减少了
C. 小球的机械能增加了 D. 小球的电势能增加了
【答案】D
【解析】
【详解】A.重力做的功等于重力势能的减少量,重力做功
WG=mgh>0
故小球的重力势能减少mgh,故A错误;
B.根据动能定理可知小球动能的变化量等于合力做功,有
故小球的动能增加了,故B错误;
C.在小球向下运动距离h的过程中,根据牛顿第二定律有
解得
方向竖直向上。
此过程根据功能关系可知小球机械能的变化量
故机械能减少了,故C错误;
D.电场力做功等于电势能的变化量,电场力做功为
电场力做负功,说明电势能增加了,故D正确。
故选D。
二、多选(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
8. 如图所示,A、B、C、D是匀强电场中的四个点,D是BC的中点,A、B、C构成一直角三角形,AB=1m,电场线与三角形所在的平面平行,已知A点的电势为5V,B点的电势为-5V,C点的电势为15V,据此可以判断( )
A. C点的电势比D点的电势高 B. 场强方向由B指向A
C. 场强的大小为 D. 场强的大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.D点的电势为
则C点的电势比D点的电势高,AD为等势面,场强方向垂直AD连线指向B点,选项A正确,B错误;
CD.场强的大小为
选项C错误,D正确。
故选AD。
9. 将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等.a、b为电场中的两点,则
A. a点的电场强度比b点的大
B. a点的电势比b点的高
C. 检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大
D. 将检验电荷-q从a点移到b点的过程中,电场力做负功
【答案】ABD
【解析】
【详解】A项:电场线越密集的地方电场强度就越大,从上图中可以看出a处的电场线比b处的电场线密集,所以a点的场强大于b点的场强,故A项正确;
B项:a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止,所以a点的电势高于金属球的电势,而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远,所以金属球的电势高于b点的电势,即a点的电势比b点的高.故B正确;
C项:电势越高的地方,负电荷具有的电势能越小,即负电荷在a点的电势能较b点小,故C错误;
D项:由上知,-q在a点的电势能较b点小,则把-q电荷从电势能小的a点移动到电势能大的b点,电势能增大,电场力做负功.所以D选项是正确的.
综上所述:本题答案为:ABD
10. 如图所示,A、B为两个等量正点电荷连线上的两点(其中B为连线中点),C为连线中垂线上的一点。今将一带负电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C。下列说法中正确的是( )
A. B点的场强比C点的场强小
B. A点的电势比C点的电势高
C. 从A点移到B点的过程中,电场力对该试探电荷做正功
D. 从B点移到C点的过程中,该试探电荷的电势能保持不变
【答案】AB
【解析】
【详解】A.B点为两个等量正点电荷连线上的中点,则B点场强为零,所以B点的场强比C点的场强小,故A正确;
B.两个等量正点电荷连线上的电场线方向为由两个点电荷指向连线的中点,而在连线的垂直平分线上的电场线方向为由中点指向两端的无穷远处,即电场线是由A指向B,由B指向C,又因为沿电场线方向,电势逐渐降低,所以A点的电势比C点的电势高,故B正确;
C.从A点移到B点的过程中,该试探电荷受电场力方向为由B指向A,所以电场力对该试探电荷做负功,故C错误;
D.从B点移到C点的过程中,电场力对该试探电荷做负功,所以该试探电荷的电势能增加,故D错误。
故选AB。
三、实验(本大题共两小题,共14分)
11. 如图所示为探究影响电荷间相互作用力的因素实验。
O是一个带正电的物体,把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3等位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。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)图中实验采用的方法是_______(填正确选项前的字母)
A.理想实验法 B.等效替代法 C.微小量放大法 D.控制变量法
(2)图中实验可依据下列选项中反映小球受带电体的作用力大小的是___________;
A.电荷间的距离 B.丝线偏离竖直方向的角度
C.带正电物体的电荷量 D.小球的电荷量
(3)若球质量为m,在P1位置的偏离竖直方向的夹角为,则带电体受的库仑力大小为___________。
【答案】 ①. D ②. B ③.
【解析】
【详解】(1)[1] 图中实验采用的方法是控制变量法。故选D。
(2)[2]对小球受力分析,有
可知,反映小球受带电体的作用力大小的是丝线偏离竖直方向的角度。故选B。
(3)[3]根据前面分析,可得
12. 如图所示,在《实验:探究影响平行板电容器电容的因素》中,给平行板电容器充上一定量的电荷后,将电容器的两极板A、B分别跟静电计的指针和外壳相连(接地)。现请回答下列问题:
(1)本实验研究用到的物理方法是________。
(2)如果该电容器的电容为C,所带电量为Q,则两极板间的电势差为______;
(3)将A极板向右移动少许,则静电计指针的偏转角将______;将B极板向上移动少许,则静电计指针的偏转角将______;将一块玻璃板插入A、B两极板之间,则静电计指针的偏转角将______;(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(4)如果在操作过程中,手无意中触摸了B极板,则观察到的实验现象______发生变化。(选填“会”或“不会”)
【答案】 ①. 控制变量法 ②. ③. 增大 ④. 增大 ⑤. 减小 ⑥. 不会
【解析】
【详解】(1)[1]本实验中要控制一些量不变,然后再得出C的决定因素,故采用的是控制变量法。
(2)[2]根据电容的定义式
可知,如果该电容器的电容为C,所带电量为Q,则两极板间的电势差
(3)[3][4][5]根据电容的决定式
可知,将A极板向右移动少许,板间距离d增大,电容减小,总电荷量不变,电压增大则静电计指针的偏转角将增大;
将B极板向上移动少许,正对面积减小,则电容减小,总电荷量不变,电压变大则指针的偏转角将增大;
将一块玻璃板插入A、B两极板之间,介电常数增大,电容增大,总电荷量不变,电压减小则静电计指针的偏转角将减小。
(4)[6]如果在操作过程中,手无意中触摸了B极板,由于B极板已经接地,则观察到的实验现象不变。
四、计算
13. 如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角;已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度,,。求:
(1)小球所受电场力F的大小;
(2)小球的质量m;
(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。
【答案】(1)3.0×10-3N;(2)4.0×10-4kg;(3)2.0m/s
【解析】
【详解】(1)根据电场力的计算公式可得电场力
(2)小球受力情况如图所示
根据几何关系可得
所以
(3)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒,则
解得
14. 如图,在匀强电场中,将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点,其电势能增加了,再从B点移到C点,其电势能减少了。已知电场的方向与所在的平面平行。
(1)A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC分别为多少?
(2)如果规定B点的电势为,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)请在图中画出过B点的电场线方向,并说明理由。
【答案】(1),
(2),
(3),见解析
【解析】
【小问1详解】
根据电场力做功和电势差的关系,可得A、B两点间的电势差
同理B、C两点间的电势差
【小问2详解】
如果规定B点的电势为,根据,
解得,
【小问3详解】
设AB的中点为D,则
与C点电势相等。则CD连线为匀强电场中的一条等势线。过B作垂线,即为过B的电场线,沿电场方向电势降低。如图
15. 一束初速度不计的带电粒子,电荷量,在经过的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离,板长,两个极板上电压为,已知粒子的质量为。(重力忽略不计)求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度大小;
(2)粒子在偏转电场中的加速度大小;
(3)偏转电场对粒子做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子加速过程中,由动能定理可得
解得
【小问2详解】
根据牛顿第二定律,可得粒子在偏转电场中的加速度
【小问3详解】
根据恒力功的定义式,可得偏转电场对粒子做的功为
其中,,
解得
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