2022-2023学年河南省皖豫名校高二上学期阶段测试（一）物理试题（解析版）

“皖豫名校”2022-2023学年（上）高二年级阶段性测试（一）

物理

考生注意：

1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．回答选择题时，选出每小题 后，用铅笔把答题卡对应题目的 标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他 标号。回答非选择题时，将 写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法不正确的是（　　）

A. 甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷

B. 乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上

C. 丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理

D. 丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理

【答案】B

【解析】

【详解】A．甲图中，该女生接触带电的金属球，与金属球带同种性质的电荷，故A正确；

B．乙图中线状电离器B带负电，管壁A带正电，带负电的尘埃被收集在管壁A上，故B错误；

C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理，故C正确；

D．金属体壳能产生静电屏蔽作用，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，故D正确。

故选B。

2. 如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为m和2m的带有异种电荷的小球A、B（A、B可视为质点），现在B球上施加水平向右，大小为F的作用力后，当两小球保持相对静止时，A、B间的距离为L；若改用方向水平向左，大小为的力作用在A上后，两小球仍能保持相对静止时，则A、B间的距离为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】将A和B整体为研究对象，当大小为F的力作用在B时，根据牛顿第二定律可知

以A为研究对象，可知

当大小为的力作用在A上，加速度为

以B为研究对象，可知

解得

故选C。

3. 如图所示，真空中有两个点电荷和，分别固定在坐标轴上，其中位于处，位于处。则在轴上（　　）

A. 场强为0的点有两处

B. 在区域，电势沿轴正方向降低

C. 质子从运动到过程，具有的电势能增加

D. 在和的区域，场强沿轴正方向

【答案】D

【解析】

【详解】A．在轴上，某点的场强是电荷和在该点产生的电场强度的叠加，是合场强，根据点电荷的场强公式，要使电场强度为0，则要求电荷和在该点产生的电场强度大小相等，方向相反，因为的电荷量大于的电荷量，则电场强度为0的点不会在左边；又因为在和之间，两者产生的电场强度方向均向右，则电场强度为0的点也不会在和之间，所以电场强度为0的点只能在右边，设电场强度为0的点的坐标为

则有

解得

即只有在时，电场强度为0，在处，电场强度方向向左；在处，电场强度方向向右；在处，电场强度方向向左；在处，电场强度方向向右，在轴上，电场强度为0的点只有一个，在处，故A错误；

B．在范围内，电场强度方向向左，电势沿轴正方向升高，在范围内，电场强度方向向右，电势沿轴正方向降低，故B错误；

C．在范围内，电场强度方向向右，质子带正电荷，从运动到，电场力做正功，电势能降低，故C错误；

D．在和范围内，电场强度方向向右，即沿轴正方向，故D正确。

故选D。

4. 医用口罩的核心层为熔喷布，其本身是一种不带电的绝缘材料。如图为熔喷布生产线上监控熔喷布厚度的装置原理图：、两块固定金属极板组成一电容器，并与恒压直流电源及灵敏电流表相连，熔喷布从、两极板间穿过。若仅是穿过、间的熔喷布正在变厚，则此过程中（　　）

A. 、间电容大小不变

B. 、间电容变小

C. 有电流自向流过表

D. 有电流自向流过表

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由可知仅是穿过、间的熔喷布正在变厚，变大，、间的电容变大，故AB错误；

CD．当熔喷布的厚度变厚时，、间的电容变大，由于电容器与电源保持连接，则两板间的电压保持不变，根据可知极板带电量增加，由充电电流从b向a流过表，故D正确，C错误。

故选D。

5. 如图所示，绝缘的斜劈M静止在粗糙水平的地面上，带正电的滑块m在平行斜面向下的匀强电场中恰沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是（　　）

A. 地面对斜劈有摩擦力作用且方向水平向左

B. 地面和斜劈之间没有摩擦力作用

C. 若场强逐渐增大，地面对斜劈的摩擦力也增大

D. 地面对斜劈的支持力等于斜劈和滑块的重力之和

【答案】A

【解析】

【详解】AB．易知m所受电场力沿斜面向下，对m根据平衡条件可知其一定受到沿斜面向上的滑动摩擦力，则m对M有沿斜面向下的滑动摩擦力，而该滑动摩擦力具有水平向右的分量，再对M在水平方向上根据平衡条件可知，地面对M有摩擦力作用且方向水平向左，故A正确，B错误；

C．若场强逐渐增大，m对M的滑动摩擦力大小不变，所以地面对M的摩擦力不变，故C错误；

D．对M和m整体分析，整体受到沿斜面向下的电场力，而该电场力具有竖直向下的分量，整体处于平衡状态，在竖直方向上根据平衡条件可知，地面对斜劈的支持力大小等于斜劈和滑块的重力之和再加上电场力沿竖直方向的分力大小，故D错误。

故选A。

6. 如图所示为一带电粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动时，其动能随位移x变化的关系图像，其中段为曲线，段为直线，则下列说法正确的是（　　）

A. 段粒子受到沿方向逐渐变小的力

B. 段电场强度的大小、方向均保持不变

C. 若段曲线关于直线对称，则点的电势高于处的电势

D. 带点粒子在段运动过程中的电势能逐渐增大

【答案】B

【解析】

【详解】A．由题可知当位移极小时，根据动能定理得

则

可知图像斜率反映电场强度的大小，在段，斜率变小，而且受反方向的力即方向的变小的力，故A错误；

B．段斜率不变，则电场强度大小、方向均保持不变，故B正确；

C．若段曲线关于直线对称，可知粒子在O点和点的动能相等，由功能关系可知两点的电势能相等，故电势相等，故C错误；

D．由图可知在做加速直线运动，电场力做正功，电势能减小，故D错误。

故选B。

7. 如图所示，用绝缘细线拴一个带负电的小球，让它在竖直向下的匀强电场中绕O点做竖直平面内的圆周运动，、两点分别是圆周的最高点和最低点，则（  ）

A. 小球经过点时，线中的张力一定最小

B. 小球经过点时，线中的张力可能为零

C. 小球经过点时，电势能最大

D. 小球经过点时，机械能最大

【答案】B

【解析】

【详解】AB．球所受的电场力方向向上，重力方向向下，但大小未知，小球经过点时，如果电场力大于重力，绳子上的张力最大，因此线中的张力不一定最小，小球经过点时，电场力等于大于重力，线中的张力可能为零，A错误，B正确；

CD．小球从a到b的过程中，电场力做负功电势能增大，则小球经过a点时，电势能最小，小球经过点时，机械能最小，C、D错误；

故选B。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 在光滑绝缘的水平面上相距为的、两处分别固定一正电荷，两电荷的位置坐标如图1所示。图2是、连线之间的电势与位置之间的关系图像，图中点为图线上的最低点，若在的点由静止释放一个质量为、电荷量为的带电小球（可视为质点），下列有关说法正确的是（　　）

A. 小球在处的速度最大

B. 小球一定不能到达点处

C. 小球将以点为中心做往复运动

D. 固定在、处的电荷的电荷量之比为

【答案】AB

【解析】

【详解】A．据图象切线的斜率等于场强E可知处场强为零，右侧电场为负，即方向向左，左侧电场为正，即方向向右；那么，小球先向左做加速运动，到处加速度为0，从向左运动时，电场力方向向右，小球做减速运动，所以小球在处的速度最大，故A正确；

D．处场强为零，根据点电荷场强则有

解得

故D错误；

BC．由点电荷电势，根据叠加定理，由两点电荷的电荷量及电性可得：处电势与处电势相等，故根据动能定理得

得

所以小球能运动到电势与出发点相同的位置，由图知向左最远能到达处，故小球将以点为中心作往复运动，故B正确，C错误。

故选AB。

9. 如图所示带电平行板电容器的板长、间距都为L，相同带电粒子（不计重力）以不同初速度从上极板左边端点垂直电场方向射入电场，依次打到A、B、C、D四点，打到这四点时速度大小分别为、、、。A为底边中点，B为下极板右边端点，C为侧边中点，D为侧边四等分点。下列关系正确的是（　　）

A.  B.  

C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】根据类平抛的规律有

联立解得

对于A粒子，有

，

解得

对于B粒子，有

，

解得

对于C粒子，有

，

解得

对于D粒子，有

，

解得

比较四个粒子的末速度有

故AC错误，BD正确；

故选BD。

10. 水平地面上方空间有水平向右的匀强电场，场强大小为，某同学从地面上的点斜向右上方以速度抛出一个带正电荷为质量为的小球，速度方向与水平地面的夹角，运动轨迹如图所示。其中点为轨迹最高点，、两点高度相等，小球落在水平地面的点。忽略空气阻力的影响，，，重力加速度取，则（　　）

A. 点速度为

B. 点速度大小大于点速度大小

C. 小球落地时与水平方向的夹角仍为

D. 、两点距离为

【答案】BD

【解析】

【详解】B．D、E两点高度相等，小球从D到E重力做功为零，电场力做正功，所以点速度大小大于点速度大小，故B正确；

A．小球在竖直方向与水平方向的初速度为

点为轨迹最高点，所以在点竖直速度为零，由

联立可得

即小球在点速度为7m/s，故A错误；

C．小球从A到C的时间为从A到B的时间的两倍，则到C点时，水平速度为

则小球落地时与水平方向的夹角正切为

故C错误；

D．A、C两点距离为

故D正确。

故选BD。

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某实验小组利用如图1所示的电路图“观察电容器的充、放电现象”。

（1）若将开关S打到1，电容器上极板带___________（选填“正”或“负”）电，再将S打到2，通过电流表的电流方向向___________（选填“左”或“右”）；

（2）实验中所使用的电容器如图2所示，当电容器两端电压为额定电压时，电容器正极板带电荷量为___________C（结果保留2位有效数字）；

（3）下列关于电容器放电时电容器所带的电荷量Q与两极板间的电压U的关系、电容器放电时电路中的电流I与时间t的关系正确的是___________。

【答案】    ①. 正    ②. 左    ③. 2.6    ④. D

【解析】

【详解】（1）[1][2]将开关S打到1，电容器上极板与电源正极相接，则上极板带正电，再将S打到2，电容器放电，正电荷向左定向移动，所以通过电流表的电流方向向左。

（2）[3]电容器的额定电压为5.5 V，电容C=0.47 F，则当电容器两端电压为额定电压时，电容器极板上所带电荷量为

Q=CU=0.47×5.5 C=2.6 C

（3）[4]

AB．电容器放电过程中，随着电荷量的减少，电压也减少，最终为零，故AB错误；

CD．电容器放电时电流肯定减小，且减小得越来越慢，故C错误，D正确。

故选D。

12. 美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如下图所示，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止。

（1）若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有_____________；

A.油滴质量m            B.两板间的电压U

C.两板间距离d        D.两板的长度L

（2）用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=___________（已知重力地加速度为g）；

（3）在某次测量中，发现某油滴静止在两极板中央，若将极板电压减小为原来的一半，这个油滴运动到极板的时间为t=__________。（用测量量的符号表示）

【答案】    ①. ABC    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]平行金属板板间存在匀强电场，液滴恰好处于静止状态，电场力与重力平衡，则有

所以需要测出的物理量有油滴质量m，两板间的电压U，两板间的距离d，故ABC正确，D错误；

（2） [2]用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量

（3） [3] 将极板电压减小为原来的一半，由牛顿第二定律

解得

由匀变速直线运动规律

解得油滴运动到极板的时间为

13. 如图所示，一电荷量为、质量为的小物块处于一倾角为的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止。重力加速度为，，。求：

（1）水平向右电场的电场强度；

（2）若将电场强度减小为原来的，物块的加速度是多大；

（3）电场强度变化后物块下滑距离时的动能。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，受力分析如图所示

则有

解得

（2）电场强度减小为原来的，即

由牛顿第二定律可得

解得

（3）电场强度变化后物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得

解得

14. 如图所示，一对竖直放置的平行金属板A、B构成电容器，电容为C。电容器的A板接地，板的中间上有一小孔S。被加热的灯丝K不断地向外发射电子，电子经过电压为的电场加速后通过小孔S，能够打在B板上。设电子的电荷量为e，质量为m，到达B板的电子都被B板吸收，电子从灯丝发射的初速度不计。随着电子的射入，两极板之间的电势差逐渐增加，最终使电子无法打在B板上。求：

（1）当B板吸收了N个电子时，A、B两极板之间的电势差；

（2）A、B两极板之间可达到的最大电势差；

（3）达到最大电势差时电容器的带电量Q。

【答案】（1）；（2） ；（3）

【解析】

【详解】（1）当B板吸收了N个电子时，电容器所带电荷量为

根据电容的定义为

得此时A、B两板间的电压为

（2）电子经过U0的电压加速后，进入A、B两板间电场后做减速运动。随着B板电荷增加，电子在A、B两板间的加速度越来越大，直至电子到达B板的速度为零，此时A、B两板间的电压达到最大值，对电子从灯丝发射到B板整个运动过程分析，根据动能定理得

解得

（3）设电子进入A、B两板间，直到板间电压达到最大值时，电容器所带的最大电荷量为

15. 如图所示，是竖直平面内一足够长的绝缘轨道，水平放置，竖直放置，轨道段是绝缘光滑的四分之一圆弧形轨道，圆弧的圆心为，半径，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小 。现有质量、电荷量的带电体（可视为质点），从点由静止开始运动，已知，带电体与轨道、间的动摩擦因数均为0.75，若带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，重力加速度取，，。求：

（1）带电体在圆弧轨道什么位置速度最大；（用该位置与圆心连线和水平方向的夹角表示）

（2）带电体运动到圆弧轨道点时对轨道的压力大小；

（3）带电体最终停在何处。

【答案】（1）37°；（2）13N；（3）C点正上方0.375m处

【解析】

【详解】（1）由题意，小球所受重力与电场力的合力斜向左下，方向与水平方向的夹角为，则有

即

当带电体在圆弧轨道上运动至速度方向与合力方向垂直（即等效最低点）时速度最大，该位置圆心连线和水平方向的夹角为37°。

（2）设带电体运动到圆弧轨道点时的速度大小为v，根据动能定理有

设带电体运动到圆弧轨道点时受到轨道的支持力大小为FN，根据牛顿第二定律有

解得

根据牛顿第三定律可知，带电体运动到圆弧轨道点时对轨道的压力大小为13N。

（3）带电体在CD上能够受到的最大静摩擦力为

所以带电体通过C点后向上运动一段距离后最终能够停在CD上，设该位置到C点距离为h，根据动能定理有

解得