内容正文:
成都市金牛区实外高级中学高2025级2026—2027学年度上
第一阶段考试 物理
满分:100分 时间:75分钟
一、单选题(本大题共7小题,每题4分,共28分)。
1. 如图所示,梳过头发的梳子,常能吸引轻小物体,这属于摩擦起电。关于此现象,下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电现象使物体产生了电子和质子
B. 头发和梳子互相摩擦后,带等量异种电荷
C. 若梳子带正电,是因为头发的质子转移到梳子上
D. 头发和梳子互相摩擦后带的电量可以是任意数
2. 关于库仑定律,下列说法正确的是( )
A. 库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积最小的带电体
B. 根据,当两个带电体间的距离趋近于零时,库仑力将趋向于无穷大
C. 所带电荷量分别为和的点电荷、相互作用时,受到的静电力是受到的静电力的倍
D. 库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷
3. 如图所示,两根细线挂着两个质量相同的小球A、B,原来两球不带电时,上、下两根细线的拉力分别为FA、FB,现在两球都带上同种电荷,上、下两根细线的拉力分别为FA′、FB′,则( )
A. FA=FA′,FB>FB′ B. FA=FA′,FB<FB′
C. FA<FA′,FB>FB′ D. FA>FA′,FB>FB′
4. 图为某一电场的电场线和等势面,电荷在A、B两点,下列说法错误的是( )
A. 正电荷在A点的电势能比在B点的小
B. 负电荷从A点运动到B点,电势能增加
C. A点的电场强度更大
D. B点的电势更高
5. 真空中,将电荷量为+q的金属小球固定在顶角为120°的等腰三角形ABC上的A点,金属小球可视为点电荷,此时C点处的电场强度大小为E,现再将另一个电荷量为+q的同样金属小球固定在B点,则此时C点处的电场强度大小为( )
A. B. C. E D.
6. 预计2025年底,济宁光伏装机总量可达700万千瓦左右,光伏电站的核心部件由半导体材料制成。一半导体材料内部电场的电场强度E与位置x的关系如图所示,取O点的电势为零,则该电场中N点到P点的电势随位置x变化的图像可能为( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连S闭合后,两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是( )
A. 在S仍闭合的情况下,若将A板向下平移一小段距离,则油滴向下加速运动,G中有b→a的电流
B. 在S仍闭合的情况下,若将A板向右平移一小段距离,则油滴保存静止不动,G中有b→a的电流
C. 若将S断开,且将A板向左平移一小段距离,P点电势不变
D. 若将S断开,再将A板向下平移一小段距离,P点电势能变大
二、多选题(本大题共3小题,每题6分,共18分)。
8. a、b为匀强电场中相距d=10cm的两个点, 如果把的点电荷从 a点移动到b点,电场力对该电荷做了4×10⁻7J的正功。下列说法正确的是( )
A. 该电荷的电势能增加了4×10⁻7J B. a、b两点间电势差
C. 匀强电场的场强为200 V/m D. 匀强电场的场强最小值为 200 V/m
9. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,实线为一带电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R同时在等势面b上,据此可知( )
A. 三个等势面中,c的电势最低
B. 带电质点在P点的电势能比在Q点的大
C. 带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b
D. 带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小
10. 如图所示,在竖直放置的平行金属板、B之间加有恒定电压,、B两板的中央留有小孔、,在B板的右侧有平行于极板的匀强电场,电场范围足够大,感光板垂直于电场方向固定放置。第一次从小孔处由静止释放带正电的甲粒子,第二次从小孔处由静止释放带正电的乙粒子,甲粒子和乙粒子的电荷量之比为,质量之比为,不计两粒子受到的重力和空气阻力,关于这两个粒子的运动,下列判断正确的是( )
A. 甲粒子和乙粒子在处的速度大小之比为
B. 甲粒子和乙粒子打到感光板上时的动能之比为
C. 甲粒子和乙粒子在整个过程中运动的时间之比为
D. 甲粒子和乙粒子打到感光板上的位置相同
三、实验题(本大题共2小题,每空2分,共14分)。
11. 如图所示,在“研究电荷间作用力大小影响因素”的实验中,将一带电轻质小球B挂在铁架台上,小球B静止时丝线与竖直方向的夹角为θ如下图甲所示。
(1)作用力大小的变化通过___________的变化呈现。
(2)在研究作用力大小与电量的关系时,当增大小球A的电荷量后,在铁架台不动时,需将___________。
A.A球支架不动
B.A球支架左移
C.A球支架右移
(3)在小球A与B电量不变时,将小球B分别挂在P1、P2、P3的位置,可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同。如图乙。关于此实验得出的结论:电荷之间作用力的大小与___________有关。
12. 探究电容器充放电规律,实验装置如图甲所示,有电源E,定值电阻R0,电容器C,单刀双置开关S。
(1)为测量电容器充放电过程电压U和电流I变化,需在①、②处接入测量仪器,位置②应该接入测_____(电流、电压)仪器。
(2)接通电路并接通开关使电容器充电,当电压表示数最大时,电流表示数为_____。
(3)根据测到数据,某过程中电容器两端电压U与电流I的关系图如图乙所示。该过程为_____(充电,放电)。放电过程中电容器两端电压U随时间t变化关系如图丙所示。0.2s时R0消耗的功率_____W。
四、计算题(本大题共3小题,13题12分明4题14分,15题14分,共40分)。
13. 如图所示,把一带电荷量为的小球A用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向成45°角,取,,且A、B两小球均可视为点电荷,求:
(1)A、B两球间的库仑力大小;
(2)细绳拉力的大小。
14. 如图所示,一粒子带负电q在恒力F作用下在匀强电场中做匀速运动,某段时间内由A运动到B,已知:AB距离为L = 0.5 m,恒力F = 1.5 × 10−4 N,F与AB的夹角为α = 37°,电荷量为q = −5 × 10−7 C,A点的电势φA = 150 V,不计电荷的重力,sin37° = 0.6。求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)AB间电势差UAB及B点的电势φB;
(3)到B时撤去F,问粒子能否回到A所在的等势面,若能,请计算回来过程动能增加量。若不能,请说明原因。
15. 一个电荷量为、质量为的带电粒子,由静止经电压为的加速电场加速后,立即沿中心线垂直进入一个电压为的偏转电场,然后打在垂直于放置的荧光屏上的点,偏转电场两极板间距为,极板长,极板的右端与荧光屏之间的距离也为。整个装置如图所示,(不计粒子的重力)求:
(1)粒子出加速电场时的速度的大小;
(2)粒子出偏转电场时的偏移距离;
(3)点到的距离。
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成都市金牛区实外高级中学高2025级2026—2027学年度上
第一阶段考试 物理
满分:100分 时间:75分钟
一、单选题(本大题共7小题,每题4分,共28分)。
1. 如图所示,梳过头发的梳子,常能吸引轻小物体,这属于摩擦起电。关于此现象,下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电现象使物体产生了电子和质子
B. 头发和梳子互相摩擦后,带等量异种电荷
C. 若梳子带正电,是因为头发的质子转移到梳子上
D. 头发和梳子互相摩擦后带的电量可以是任意数
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.摩擦起电现象的本质是使一个物体上的自由电子转移到另一个物体上,从而使两物体分别带上等量的异种电荷。故AC错误;B正确;
D.头发和梳子互相摩擦后带的电量只能是元电荷的整数倍。故D错误。
故选B。
2. 关于库仑定律,下列说法正确的是( )
A. 库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积最小的带电体
B. 根据,当两个带电体间的距离趋近于零时,库仑力将趋向于无穷大
C. 所带电荷量分别为和的点电荷、相互作用时,受到的静电力是受到的静电力的倍
D. 库仑定律的适用条件是真空和静止点电荷
【答案】D
【解析】
【详解】A.点电荷是理想化模型,其体积不一定最小,能否视为点电荷取决于问题中的相对距离和精度要求,故A错误;
B.当两带电体距离趋近于零时,无法再视为点电荷,库仑定律不再适用,此时库仑力不会趋向无穷大,故B错误;
C.根据牛顿第三定律,A、B间的静电力大小相等,方向相反,与电荷量无关,故C错误;
D.库仑定律的适用条件为真空和静止点电荷,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,两根细线挂着两个质量相同的小球A、B,原来两球不带电时,上、下两根细线的拉力分别为FA、FB,现在两球都带上同种电荷,上、下两根细线的拉力分别为FA′、FB′,则( )
A. FA=FA′,FB>FB′ B. FA=FA′,FB<FB′
C. FA<FA′,FB>FB′ D. FA>FA′,FB>FB′
【答案】B
【解析】
【详解】选取A、B整体为研究对象,在两种情况下有
,
所以
选取B为研究对象,当A、B不带电时
当A、B带上同种电荷时
所以
故ACD错误,B正确。
故选B。
【点睛】整体法与隔离法
4. 图为某一电场的电场线和等势面,电荷在A、B两点,下列说法错误的是( )
A. 正电荷在A点的电势能比在B点的小
B. 负电荷从A点运动到B点,电势能增加
C. A点的电场强度更大
D. B点的电势更高
【答案】B
【解析】
【详解】C.根据题图电场线的疏密程度可知,A点的电场强度更大,故C正确,不满足题意要求;
D.根据沿电场线方向电势降低,可知B点的电势高于A点的电势,故D正确,不满足题意要求;
A.根据
,
可知正电荷在A点的电势能比在B点的小,故A正确,不满足题意要求;
B.负电荷从A点运动到B点,电场力做功
可知电场力做正功,所以电势能减少,故B错误,满足题意要求。
故选B。
5. 真空中,将电荷量为+q的金属小球固定在顶角为120°的等腰三角形ABC上的A点,金属小球可视为点电荷,此时C点处的电场强度大小为E,现再将另一个电荷量为+q的同样金属小球固定在B点,则此时C点处的电场强度大小为( )
A. B. C. E D.
【答案】C
【解析】
【详解】A点的点电荷在C点处的电场强度大小为E,方向沿AC方向;再将另一个电荷量为+q的同样金属小球固定在B点,则该点电荷在C点的电场强度大小也为E,方向沿BC方向,因AC与BC夹角为120°,则此时C点处的电场强度大小为。故选C。
6. 预计2025年底,济宁光伏装机总量可达700万千瓦左右,光伏电站的核心部件由半导体材料制成。一半导体材料内部电场的电场强度E与位置x的关系如图所示,取O点的电势为零,则该电场中N点到P点的电势随位置x变化的图像可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由E-x图像可知从N点到P点电场强度先增大后减小,根据可知,电势随位置x变化的图像的斜率表示电场强度,可知图像的斜率从N点到P点先变大后变小。O点电场强度最大,则图像在O点的斜率最大,只有C选项的图像符合此规律。
故选C。
7. 如图所示,两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连S闭合后,两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是( )
A. 在S仍闭合的情况下,若将A板向下平移一小段距离,则油滴向下加速运动,G中有b→a的电流
B. 在S仍闭合的情况下,若将A板向右平移一小段距离,则油滴保存静止不动,G中有b→a的电流
C. 若将S断开,且将A板向左平移一小段距离,P点电势不变
D. 若将S断开,再将A板向下平移一小段距离,P点电势能变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.在S仍闭合的情况下,两板电势差U一定,若将A板向下平移一小段距离,根据
则d减小,E变大,则油滴向上加速运动,根据
可知C变大,根据
Q=CU
可知电容器带电量Q变大,电容器充电,即G中有a→b的电流,选项A错误;
B.在S仍闭合的情况下,两板电势差U一定,若将A板向右平移一小段距离,d不变,则两板间场强不变,则油滴保存静止不动,根据
可知S减小,则C变小,根据
Q=CU
可知电容器带电量Q变小,电容器放电,G中有b→a的电流,选项B正确;
C.若将S断开,则电容器带电量Q不变,根据
,,
可知
且将A板向左平移一小段距离,S减小,E变大,P点与B板的距离不变,根据
U=Ed
可知电势差变大,则P点电势降低,选项C错误;
D.若将S断开,则电容器带电量Q不变,根据
,,
可知
且再将A板向下平移一小段距离,d减小,E不变,P点与B板的距离不变,根据
U=Ed
可知电势差不变,则P点电势不变,P点电势能不变,选项D错误。
故选B。
二、多选题(本大题共3小题,每题6分,共18分)。
8. a、b为匀强电场中相距d=10cm的两个点, 如果把的点电荷从 a点移动到b点,电场力对该电荷做了4×10⁻7J的正功。下列说法正确的是( )
A. 该电荷的电势能增加了4×10⁻7J B. a、b两点间电势差
C. 匀强电场的场强为200 V/m D. 匀强电场的场强最小值为 200 V/m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电场力做正功,电势能减少,故A错误;
B.a、b两点间电势差为
故B正确;
CD.若a、b两点在同一电场线上,则
若a、b两点不在同一电场线上,则
由于a、b两点的具体位置关系未知,故C错误,D正确;
故选BD。
9. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,实线为一带电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R同时在等势面b上,据此可知( )
A. 三个等势面中,c的电势最低
B. 带电质点在P点的电势能比在Q点的大
C. 带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b
D. 带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由于没有给出带电质点带何种电荷,因此无法判断三个等势面电势高低,A错误;
B.若带电质点从P向Q运动,利用运动轨迹的弯曲方向可知,受力向下,电场力做正功,电势能减小,因此带电质点在P点的电势能比在Q点的大,B正确;
C.由于等势面与电场线垂直,而带电质点受力的方向与电场线平行,因此质点在R点的加速度方向垂直于等势面b,C正确;
D.在整个运动过程中,只有电场力做功,动能和电势能的和保持不变,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,在竖直放置的平行金属板、B之间加有恒定电压,、B两板的中央留有小孔、,在B板的右侧有平行于极板的匀强电场,电场范围足够大,感光板垂直于电场方向固定放置。第一次从小孔处由静止释放带正电的甲粒子,第二次从小孔处由静止释放带正电的乙粒子,甲粒子和乙粒子的电荷量之比为,质量之比为,不计两粒子受到的重力和空气阻力,关于这两个粒子的运动,下列判断正确的是( )
A. 甲粒子和乙粒子在处的速度大小之比为
B. 甲粒子和乙粒子打到感光板上时的动能之比为
C. 甲粒子和乙粒子在整个过程中运动的时间之比为
D. 甲粒子和乙粒子打到感光板上的位置相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据动能定理有
解得
可知粒子运动到处时的速度之比为,故A错误;
D.在偏转电场中粒子做类平抛运动,则有
可得
在竖直位移y相同的情况下,水平位移x也相同,故两粒子有相同的运动轨迹,故D正确,
B.运动轨迹完全一样可知整个运动过程中两个粒子有共同的起点和终点,根据
U相同的情况下,两粒子的末动能只比等于电荷量之比,为1∶2,故B正确;
C.由加速电场中匀变速直线运动
可知加速电场中的时间之比为,在偏转电场中水平方向匀速直线运动
可知偏转电场中运动时间之比也为
故总时间之比为,故C错误。
故选BD。
三、实验题(本大题共2小题,每空2分,共14分)。
11. 如图所示,在“研究电荷间作用力大小影响因素”的实验中,将一带电轻质小球B挂在铁架台上,小球B静止时丝线与竖直方向的夹角为θ如下图甲所示。
(1)作用力大小的变化通过___________的变化呈现。
(2)在研究作用力大小与电量的关系时,当增大小球A的电荷量后,在铁架台不动时,需将___________。
A.A球支架不动
B.A球支架左移
C.A球支架右移
(3)在小球A与B电量不变时,将小球B分别挂在P1、P2、P3的位置,可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同。如图乙。关于此实验得出的结论:电荷之间作用力的大小与___________有关。
【答案】 ①. 丝线与竖直方向的夹角为θ ②. C ③. 电荷之间距离
【解析】
【详解】(1)[1]当作用力较大时,θ角较大,当作用力较小时,θ角较大。故作用力的大小的变化通过丝线与竖直方向的夹角θ的变化来呈现。
(2)[2]在研究作用力大小与电量的关系时,要保持A球与B球之间的距离不变。当增大小球A的电荷量后,因作用力变大,两球之间的距离变大。则要保持两球间距离不变,在铁架台不动时,则需将A球支架右移。
故选C。
(3)[3]在小球A与B电量不变时,将小球B分别挂在P1、P2、P3的位置,两球之间的距离不同,观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同。故探究的是电荷之间作用力的大小与电荷之间距离的关系。
【点睛】控制变量法的应用,需要分析不变量和变量如何控制,继而在对现象进行分析得出对应的结论。
12. 探究电容器充放电规律,实验装置如图甲所示,有电源E,定值电阻R0,电容器C,单刀双置开关S。
(1)为测量电容器充放电过程电压U和电流I变化,需在①、②处接入测量仪器,位置②应该接入测_____(电流、电压)仪器。
(2)接通电路并接通开关使电容器充电,当电压表示数最大时,电流表示数为_____。
(3)根据测到数据,某过程中电容器两端电压U与电流I的关系图如图乙所示。该过程为_____(充电,放电)。放电过程中电容器两端电压U随时间t变化关系如图丙所示。0.2s时R0消耗的功率_____W。
【答案】(1)电压 (2)0
(3) ①. 放电 ②. 0.32
【解析】
【小问1详解】
位置②与电容器并联,为测电压仪器。
【小问2详解】
电压表示数最大时,电容器充电完毕,电流表示数为零。
【小问3详解】
[1]电容器放电时电压和电流都减小,图像逆向分析,该过程为电容器放电过程。
[2]电容器充电完毕后的电压等于电源电动势,大小为12V,由题图丙可知t = 0.2s时电容器两端电压为U = 8V,由题图乙可知当U = 8V时,电流I = 40mA,电路中只有消耗电功率,则电阻R0消耗的功率为
四、计算题(本大题共3小题,13题12分明4题14分,15题14分,共40分)。
13. 如图所示,把一带电荷量为的小球A用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向成45°角,取,,且A、B两小球均可视为点电荷,求:
(1)A、B两球间的库仑力大小;
(2)细绳拉力的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)A、B间的库仑力大小
(2)小球A受力如图所示
由平衡条件
解得A球所受拉力
14. 如图所示,一粒子带负电q在恒力F作用下在匀强电场中做匀速运动,某段时间内由A运动到B,已知:AB距离为L = 0.5 m,恒力F = 1.5 × 10−4 N,F与AB的夹角为α = 37°,电荷量为q = −5 × 10−7 C,A点的电势φA = 150 V,不计电荷的重力,sin37° = 0.6。求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)AB间电势差UAB及B点的电势φB;
(3)到B时撤去F,问粒子能否回到A所在的等势面,若能,请计算回来过程动能增加量。若不能,请说明原因。
【答案】(1)300 N/C
(2)120 V;30 V
(3)能, 6 × 10−5 J
【解析】
【小问1详解】
由电荷做匀速运动可得
所以
电场强度的方向与F的方向相同。
【小问2详解】
A、B两点电势差为
而
所以
【小问3详解】
由于粒子所受电场力与等势面垂直且指向A所在的等势面,所以撤去F后粒子一定能回到A所在的等势面。静电力做功为
由动能定理可得,回来过程动能增加量为
15. 一个电荷量为、质量为的带电粒子,由静止经电压为的加速电场加速后,立即沿中心线垂直进入一个电压为的偏转电场,然后打在垂直于放置的荧光屏上的点,偏转电场两极板间距为,极板长,极板的右端与荧光屏之间的距离也为。整个装置如图所示,(不计粒子的重力)求:
(1)粒子出加速电场时的速度的大小;
(2)粒子出偏转电场时的偏移距离;
(3)点到的距离。
【答案】(1)
(2)0.03m (3)0.09m
【解析】
【小问1详解】
粒子在加速电场中运动,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
粒子进入偏转电场后做类平抛运动,在水平方向上有
在竖直方向上有,
联立解得
【小问3详解】
根据
解得
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