2024-2025学年四川省广元市川师大万达中学高二（上）检测物理试卷（9月）（含解析）

这是一份2024-2025学年四川省广元市川师大万达中学高二（上）检测物理试卷（9月）（含解析），共14页。试卷主要包含了选择题，综合题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题：本大题共12小题，共48分。
1.下列关于电荷和电场的说法正确的是( )
A. 电荷量很小的电荷就是点电荷
B. 所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
C. 若电场中某点不放试探电荷，则该点的电场强度一定为0
D. 根据F=kq1q2r2可知，两带电小球间的距离趋近于0时，库仑力趋近于无穷大
2.如图所示，将带正电的绝缘棒甲左端靠近原来不带电的验电器乙的金属球，乙的金箔片张开，则( )
A. 金属球带负电
B. 金属球带正电
C. 金属球和金箔片均带正电
D. 金属球和金箔片均带负电
3.关于电场强度，下列说法正确的是( )
A. 电场中某点先后放入正、负试探电荷，受到的电场力反向，所以两种情况下电场强度方向相反
B. 电场强度公式E=kQr2表明，当r减半时，电场强度变为原来的4倍
C. 电场强度公式E=Fq表明，q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍
D. 匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同
4.如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径AB与弦BC间的夹角为30∘。A、B两点分别放有电荷量大小为qA、qB的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则qAqB等于( )
A. 13 B. 33
C. 3 D. 2
5.如图所示，实线为电场中方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子以不同速度从M点射入电场，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则( )
A. a一定带正电，b一定带负电
B. a的动能逐渐减小，b的动能逐渐增加
C. a的加速度逐渐减小，b的加速度逐渐增加
D. 两个粒子的电势能一个逐渐增加一个逐渐减小
6.两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上O、D两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示(OB>BD)，取无穷远处电势为零，由图可知( )
A. B点的电场强度为零
B. Q1为负电荷，Q2为正电荷
C. 电子从D点移到B点电势降低，电势能也降低
D. 将电子沿x轴从A点移到C点，电场力一直做负功
7.如图，实线为电场中的电场线，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，一个带正电荷的粒子(不计重力)在等势面A处时的动能为20J，运动到等势面C处时的动能为零，现取B等势面为零电势面，则当此电荷的电势能为2J时的动能是( )
A. 2JB. 18JC. 10JD. 8J
8.如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd均为该圆直径。将电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，电场力做功为2W(W>0)；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W。下列说法正确的是( )
A. 该匀强电场的场强方向与ad平行
B. a点电势低于c点电势
C. 将该粒子从d点移动b点，电场力做功为0.5W
D. 若粒子从d点顺时针移动到b点，电场力做正功；从d点逆时针移动到b点，电场力做负功
9.如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R为滑动变阻器。用绝缘细线将一带负电的小球悬于电容器内部。闭合开关S，给电容器充电后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是( )
A. 保持S闭合，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，则θ增大
B. 保持S闭合，将N板向M板靠近，则θ增大
C. 断开S，将N板向M板靠近，则θ增大
D. 断开S，将N板向下移动少许，则θ增大
10.如图所示，A、B两板间电压为600V，A板接地，B板带负电，A、B两板间距离为12cm，C点离A板4cm，
下列说法正确的是( )
A. E=2000V/mB. φC=−200V
C. 电子在C点具有的电势能为−200eVD. 电子在C点具有的电势能为200eV
11.如图甲所示为点电荷电场中的一条电场线，a、b是电场线上的两点，试探电荷在a、b两点的静电力F与电荷量q的关系如图乙所示，a、b间的距离为L，则下列判断正确的是( )
A. 场源电荷在b点右侧B. 场源电荷带负电
C. 场源电荷到b点距离为2LD. 场源电荷到a点距离为0.5L
12.如图甲所示，两个带正电的等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平地面上，间距为L，其连线的中点为O点，A、B为水平地面上两点电荷连线的中垂线上的两个点。一电荷量为q、质量为m的试探电荷从A点由静止释放，其运动的v−t图像如图乙所示，已知试探电荷t1时刻位于B点，且B点是图乙中图线切线斜率最大的位置(图乙中画出了该切线)，下列说法正确的是( )
A. 试探电荷带正电
B. B点的电场强度大小为mvBqt1
C. 试探电荷从A点到B点电势能减小了12mvB2
D. A点电场强度大于B点电场强度
二、综合题：本大题共5小题，共52分。
13.（8分）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)实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的_____而增大，随其所带电荷量的_____而增大。(选填“增大”或“减小”)
14.（6分）如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器的因素，其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地，电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。
(1)静电计是测量下列哪一个物理量的仪器 。
A.电荷量 B.电容 C.电势差
(2)保持两极板所带的的电荷量Q不变，极板间的正对面积S不变，让带有绝缘手柄的A板向左移动增大两极板间的距离d，发现静电计指针偏角变大，得出的结论是：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)改变相关因素使电容器电容发生变化，从而可以测量某些物理量，因此可制作电容式传感器。保持B板不动，将A板左右移动会使静电计指针的偏角变化。下列传感器电容变化和此原理相同的是 。
A. B．C. D．
15.（10分）如图所示，把电荷量q1=2×10−6C、质量m1=0.9kg的带正电小球用绝缘细线悬挂在水平天花板上，带正电的物块放置在倾角θ=37∘的光滑固定斜面上。当小球与物块间的连线水平且细线与水平方向的夹角为37°时，小球与物块均静止，此时两者之间的距离d=0.3m。已知静电力常量k=9.0×109N⋅m2/C2，小球及物块均可视为点电荷，重力加速度大小g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。求：
(1)小球与物块间的库仑力大小F1；
(2)物块的电荷量大小q2；
(3)物块的质量m2。
16.（12分）如图所示，AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm，A、B、C三点都在匀强电场中，且A、B、C所在平面与电场线平行，把一个电荷量q=10−5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为− 3×10−3J。
(1)求B、C间的电势差；
(2)假设规定B点电势为零，求C点的电势；
(3)求匀强电场的场强大小与方向。
17.（16分）如图所示，粒子发射器发射出一束质量为m，电荷量为q的粒子(不计重力)，从静止经加速电压U1加速后，沿垂直于电场方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以某一速度离开电场。已知平行板长为L，两板间距离为d，求：
(1)粒子进入偏转电场速度v0
(2)粒子在离开偏转电场时的纵向偏移量y；
(3)粒子在离开偏转电场时的动能Ek。
答案解析
1.B
【解析】A.当带电体的形状、体积对所研究的问题影响很小或者没有影响时，可将带电体看成点电荷，故A错误；
B.所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，故B正确；
C.电场中某点的电场强度与试探电荷无关，故C错误；
D.两带电小球间的距离趋近于0时，两小球不能看成点电荷，该公式不再适用，库仑力并不是趋近于无穷大，故D错误。
故选B。
2.A
【解析】用带正电的绝缘棒甲去靠近原来不带电的验电器乙，由于静电感应验电器(导体)两端出现等量正负感应电荷，近端的电荷的电性与甲相反，带负电，所以金属球带负电，远端的金属箔片电荷与甲的电性相同，带正电荷，即金属球带负电，金箔片带正电，故A正确，BCD错误。
故选：A。
3.B
【解析】A.电场强度由电场本身决定，与放不放试探电荷，放何种电荷均无关，则电场中某点先后放入正、负试探电荷，受到的电场力反向，但两种情况下电场强度方向相同，故A错误；
B.公式 E=kQr2 是真空中点电荷电场强度的决定式，则点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离 r 的二次方成反比，故在 r 减半的位置上，电场强度变为原来的4倍，故B正确；
C.公式 E=Fq 是电场强度的定义式，电场强度由电场本身决定，电场中某点的电场强度的大小与试探电荷所带的电荷量大小无关，故C错误；
D.根据电荷在电场中所受电场力公式 F=qE 可知，电荷在电场中所受电场力与电场强度、电荷量有关，而匀强电场中电场强度 E 处处相同，电荷的电荷量 q 不同，则电荷在其中受力不同，故D错误。
故选B。
4.B
【解析】根据题意，qA、qB带异种电荷，假设qA为正点电荷，qB为负点电荷，两点电荷产生的场强如图所示：
设圆的半径为r，根据数学知识A点到C点的距离rA=r
B点到C点的距离rB=2rcs30°= 3r
根据点电荷的场强公式，点电荷qA在C点产生的场强EA=kqArA2=kqAr2
点电荷qB在C点产生的场强EB=kqBrB2=kqB( 3r)2=kqB3r2
根据数学知识tan30°=EBEA
代入数据联立解得qAqB= 33
综上分析，故ACD错误，B正确。
故选：B。
5.C
【解析】解：A、由于两电荷所受的电场力的方向相反，故a、b两粒子所带的电荷的电性相反，但电性无法判断，故A错误；
BD、由于出发后电场力对两对电荷均做正功，所以两个粒子的电势能均减小，动能均增大，故BD错误；
C、电场线的疏密代表电场的强弱，由图可知越向左场强越小，故a出发后的一小段时间内其所处的位置的场强越来越小，而b出发后的一小段时间内其所处的位置场强越来越大，根据牛顿第二定律可知a的加速度逐渐减小，b的加速度逐渐增加，故C正确；
故选：C。
正电荷所受电场力的方向就是电场线的方向，而负电荷所受的电场力的方向与电场线的方向相反，由于场强方向未知故不能确定电荷的电性；电场线的疏密代表电场的强弱，所以出发后的一小段时间内a受到的电场力变小，b受到的电场力变大；根据动能定理，合外力做正功，动能增加．
本题虽然是综合性很强的题目，但只要我们理解了电场线的特点就能顺利解决A、C，明白了只要合外力做正功物体的动能就将增加、电势能减小的道理选项B、D就不难解决，所以我们一定要掌握好基本知识。
6.B
【解析】A.φ−x图象的斜率表示电场强度，B点的斜率不为0，所以B点的电场强度不为0，故A错误；
B.由图象可以发现，离Q1越近电场中的电势越低，由此可以判断Q1为负电荷，同理，由于离Q2越近电势越高，所以Q2为正电荷，在它们的连线上的B点的电势也是零，但B点离Q2近，所以Q1的电荷量要大于Q2的电荷量，故B正确；
C.电子从D点移到B点电势降低，电子带负电，电势能增大，故C错误；
D.从A点到C点电势升高，负电荷在电势越高处电势能越小，所以电场力一直做正功，故D错误。
7.D
【解析】根据题意可知相邻等势面间电势差相等，则从等势面A到等势面B与从等势面B到等势面C，粒子克服电场力做的功相等；由于从等势面A处到等势面C处，粒子动能减少 20J ，则从等势面A处到等势面B处，粒子动能减少 10J ，而粒子在等势面A处时的动能为 20J ，所以粒子在等势面B处时的动能为 10J ；现取B等势面为零电势面，则粒子的动能和电势能之和为 10J ，且动能和电势能之和保持不变，所以当此电荷的电势能为 2J 时的动能是 8J 。
故选D。
8.C
【解析】A.根据题意可知：粒子从a点移动到b点，电场力做功为2W (W>0)；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W，移动距离ab在电场方向的投影dab，移动距离cd在电场方向的投影dcd，根据电场力做功表达式：W电=qEd，可知dab是dcd的两倍，设圆形电场区域的半径为R，如图，
由几何关系得：cd在ab方向的投影等于R，刚好满足dab是dcd的两倍，所以电场线的方向由a指向b，场强方向与ab平行，故A错误；
B.沿电场方向电势逐渐降落，a点电势高于 c′ 点电势，c与 c′ 为等势点，所以a点电势高于c点电势，故B错误；
C.由A选项的结论可知
2W=2qER
由图可知：d到b的距离在电场方向的投影
d′b=12R
粒子从d点移动到b点电场力做功
Wdb=qE×12R=0.5W
故C正确；
D.电场力做功和路径无关只与初末位置有关，因此从d点到b点电场力做正功，故D错误。
故选C。
9.BD
【解析】根据对小球的受力分析可知，悬线偏离竖直方向的夹角符合
tanθ=Eqmg
因此两极板间的场强越大θ越大。
A.保持S闭合，极板间的电压大小等于电源电动势。滑动变阻器的滑片位置不会影响极板上的电压大小，则场强大小不变， θ不变。故A错误；
B.保持S闭合，极板间电压不变时，将N板向M板靠近，则板间距离d减小，根据场强E=Ud可知场强大小增大，则θ增大。故B正确；
C.断开S，则极板上的电荷量Q不变，将N板向M板靠近，则根据C=εS4πkd ， C=QU
可得U=4πkQdεS
极板间的场强E=Ud=4πkQεS
极板间距离d增大或减小不影响场强大小，其余物理量均不变，则场强大小不变，θ不变。故C错误；
D.根据上述分析，断开S ，将N板向下移动少许，则极板间的正对面积S减小，则场强E增大，则θ增大。故D正确。
故选BD。
10.BD
【解析】A、AB间有匀强电场，场强为：E=Ud=6000.12=5000V/m；A错误；
B.A、C间的电势差为：UAC=Ed1=5000×0.04V=200V；因A带正电且电势为零，C点电势低于A点的电势，故φC=−UAC=−200V，故B正确；
CD、电子在C点具有的电势能ɛ=φC×(−e)=200eV；故C错误，D正确；
故选：BD。
11.BC
【解析】AB.由图乙可知，a点场强大，a点离场源电荷近，因此场源电荷带负电，场源电荷在a点左侧，故A错误，B正确；
CD.由图乙知，a点场强是b点场强的4倍，由点电荷电场强度公式E=kqr2可知，b点到场源电荷的距离是a点到场源电荷距离的2倍，因此场源电荷到b点距离为2L，到a点距离L，故C正确，D错误。
12.AC
【解析】解：AD、由乙图可知，试探电荷先做加速度逐渐增加的加速运动，再做加速度逐渐隇小的加速运动，试探电荷受到电场力的方向从A到B，故带正电，由于A点的加速度小于B点的加速度，所以A点的电场强度小于B点的电场强度，故A正确、D错误；
B、由乙图可知，B点的加速度
aB=ΔvΔt=vBt1−t0
由牛顿第二定律
qE=maB
解得
E=mvBt1−t0
故B错误；
C、A到B的过程中，电场力做正功，电势能减小，由动能定理可知
−ΔEp=ΔEk=12mvB2
故C正确。
故选：AC。
根据正电荷的运动方向得出电场力的方向，进而分析出试探电荷的电性；根据图像的物理意义结合加速度的定义式和牛顿第二定律得出场强的大小；根据能量的转化特点得出电场力的做功，从而得出电势能的变化；根据加速度的大小判断场强的大小关系。
本题主要考查了电场强度的相关概念，理解图像的物理意义，熟悉同种等量正电荷的电场分布的特点，结合几何关系和数学知识即可完成分析，对学生的数学分析能力要求较高，难度较大。
13.(1)D；(2)B；(3) 减小 增大
【解析】(1)此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小，再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，所以是采用了控制变量的方法；
(2)在小球远离带电体的过程中，偏转角越来越小，说明小球受带电体的作用力越来越小，所以B正确。
(3)实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大，随其所带电荷量的增大而增大。
14.(1)C
(2)减小
(3)C
【解析】(1)静电计是测量电势差的仪器。
故选C。
(2)静电计指针偏角变大，则电压变大，根据 C=QU 可知，电容变小。得出的结论是：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而减小。
(3)保持B板不动，将A板上下移动，目的是改变两极板间距。BD图是通过改变两极板的正对面积来改变电容的大小，而A图是通过改变介电常数来改变电容的大小，C图是通过改变两极板间距来改变电容的大小。
故选C。
15.解：(1)对小球受力分析，
根据平衡条件，竖直方向上有 Fsin37∘=m1g
水平方向上有 Fcs37∘=F1
联立解得 F1=12N
(2)由库仑定律有 F1=kq1q2d2
解得 q2=6×10−5C
(3)对物块受力分析，根据平衡条件，沿斜面方向上有 m2gsin37∘=F1cs37∘
解得 m2=1.6kg

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
16.(1)根据电势差与电场力做功的关系可得
qUBC=W
带入数据可得
UBC=− 3×102V
(2)根据电势与电势差之间的关系可得
UBC=φB−φC
而B点电势为零，带入数据可得
φC= 3×102V
(3)由于正电荷从A移到B，电场力做功为零。故AB两点为等势点，AB所在直线为等势线，又C点电势比B点电势高，根据沿着电场线方向电势降低。综上可知，场强方向垂直AB连线且指向右下方。故该电场电场线分布如图所示
根据匀强电场中，电势差与场强的关系可得
UCB=EdCBsin60∘
带入数据可得
E=1000V/m
匀强电场的场强大小为 1000V/m ，场强方向垂直AB连线指向右下方。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
17.解：(1)粒子在加速电场中，由动能定理得qU1=12mv02
解得v0= 2qU1m
(2)粒子在偏转电场中做类平抛运动水平方向上有L=v0t
得t=Lv0
竖直方向上有y=12at2
又a=qU2md
联立解得y=U2L24dU1
(3)粒子从静止到离开偏转电场的运动过程中，由动能定理得q(U1+U2dy)=Ek
解得，粒子在离开偏转电场时的动能Ek=qU1+qU22L24U1d2

【解析】(1)研究粒子在加速电场中运动过程，根据动能定理求出粒子进入偏转电场时的速度v0；
(2)抓住粒子在偏转电场中水平方向上做匀速直线运动，由位移公式求出时间t；粒子在偏转电场中做类平抛运动。根据电势差和两极板间的距离求出电场强度，从而得出电场力，根据牛顿第二定律求出加速度；粒子在竖直方向上做匀加速直线运动，根据分位移公式求出粒子在离开偏转电场时的纵向偏移量y；
(3)应用动能定理分析粒子在离开偏转电场时的动能。
解决本题的关键要掌握处理类平抛运动的方法：运动的分解，知道粒子在垂直电场和沿电场方向的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式及动能定理灵活求解。