河南省南阳市方城县第一高级中学2025~2026学年高二（上）开学考试物理检测试题（附解析）

这是一份河南省南阳市方城县第一高级中学2025~2026学年高二（上）开学考试物理检测试题（附解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.关于电荷、电场强度，小明有以下认识，其中正确的有( )
A. 电荷量很小的电荷就是元电荷
B. 物体所带的电荷量可以是任意的
C. 点电荷的电场强度公式E=kQr2表明，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，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍
D. 电场强度公式E=Fq表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比。若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍
2.如图甲所示是一个原先不带电的导体，图乙中C是靠近图甲中导体的带正电的导体球．若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，将导体分为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的是 ( )
A. 沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QA>QB
B. 只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QA=QB
C. 沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QA0)的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，A、B分别为导体棒左右两端的一点，静电力常量为k。当棒达到静电平衡后，下列说法正确的是( )
A. 棒的两端都感应出负电荷
B. 棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度方向水平向右
C. 棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小E=kqR+l22
D. 若用一根导线将A、B相连，导线上会产生电流
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，真空中有两个点电荷Q1=+4×10−8C和Q2=−1.0×10−8C，分别固定在x轴的坐标为0和6cm的位置上。以下说法正确的是( )
A. 在x=12cm的位置电场强度为0
B. 在x=4cm的位置电场强度为0
C. 若在x=8cm的位置放一正电荷，所受电场力方向为x轴负方向
D. 若在x=14cm的位置放一负电荷，所受电场力方向为x轴负方向
9.如图所示为某次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器充电后的电压为4.0kV，电容器电容为15μF，若电容器在一定时间内放电至两极板间电势差为0，在此过程中，共释放了0.06C的电荷，则下列说法正确的是( )
A. 电容器在充电后的电容为15μF，放电后的电容为0
B. 电容器在放电过程中产生的电流大小是恒定不变的
C. 电容器充电后，单个极板所携带的电荷量为0.06C
D. 电容器两极板之间电势差与电荷量成正比
10.(多选)如图所示，足够大的匀强电场区域中，a、b、c、d为间距相等的一组竖直等势面，一质子以速率v0从等势面a上某点进入该电场。若质子经过a、c等势面时动能分别为18eV和6eV。不计质子重力，下列说法正确的是( )
A. 该匀强电场场强的方向水平向左
B. 质子一定能到达等势面d
C. 若取等势面b为零电势面，则c所在等势面的电势为6V
D. 质子第二次经过等势面b时动能是6eV
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电动势为8.0V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
(1)电容器充电后，开关S改接2使电容器进行放电，此过程得到的图像如图2所示，如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将_____(选填“减小”“不变”或“增大”)。
(2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量Q=3.44×10−3C，则该电容器的电容为_____μF。
(3)关于电容器在整个充，放电过程中的q−t图像和UAB−t图像的大致形状，可能正确的有_____(q为电容器极板所带的电荷量，UAB为A，B两板的电势差)
12.随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水，玻璃管长为L，玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率是_______(填“偏大”或“偏小”)；
(2)注水前，如图1所示，用螺旋测微器测得玻璃管内径为d=_______mm；如图2所示，用20分度游标卡尺测得玻璃管长度为L=_______cm。
(3)为了测量所取纯净水的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：
A.电流表(量程0∼3mA，电阻约为5Ω)
B.电压表(量程0∼6V，电阻约为10kΩ)
C.滑动变阻器(0∼20Ω，额定电流1A)
D.电源(能提供6V的恒定电压)
E.开关一只、导线若干
①根据图3中的电路图，请将图4电路连接完整___；
②图5为根据电流表和电压表的实验数据所画的U−I图像。根据U−I图像，求出该纯净水的电阻R=______Ω(保留2位有效数字)。
(4)计算纯净水的电导率表达式σ=____(用符号π、R、d、L表示)，通过代入数据可以判定此纯净水是否合格。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，在匀强电场中，有边长为10cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为φA=2V，φB=4V，φC=6V，电子电荷量为e=−1.6×10−19C，求：
(1)匀强电场的电场强度；
(2)将电子由A点移到C点，电子的电势能变化量；
(3)在三角形ABC外接圆的圆周上，电势最低点的电势。
14.粒子直线加速器简化如图所示：沿轴线分布O(为薄金属环)及A、B、C、D、E 5个金属圆筒(又称漂移管)，相邻漂移管分别接在高压交流电源MN的两端，O接M端。质子飘入(初速度不计)金属环O轴心沿轴线进入加速器，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间为交流电压周期的一半，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时电压U大小相同，周期为T。质子电荷量为e，质量为m，不计质子经过狭缝的时间，则
(1)质子从金属圆筒E射出时的速度大小为多少？
(2)金属圆筒C的长度与金属圆筒D的长度之比为多少？
15.示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，示波管是电子示波器的心脏。在示波管中，电子通过电子枪加速，进入偏转电场，然后射到荧光屏上。在如图所示的示波管模型中，一个电荷量为q，质量为m的带负电粒子从灯丝K发出(初速度不计)，经加速电场加速后，从AB板中心孔S沿中心线KO以速度v射入平行板电容器之间的偏转电场里偏转，穿出偏转电场后，再经过一段匀速直线运动最后打到荧光屏上的C点。已知平行板电容器两极板间的电压为U2，板长为2L，两板间的距离为d，两板右端到荧光屏的距离为L，不计带电粒子重力。求：
(1)加速电场的电压U1；
(2)带电粒子从偏转电场射出时的侧移量y和荧光屏上O、C的距离。
答案和解析
1.【正确答案】C
A.元电荷是最小的电荷量，其数值等于电子或质子所带的电荷量，并不是电荷量很小的电荷就是元电荷，故A错误；
B.物体所带的电荷量是元电荷的整数倍，不是任意的，故B错误；
C.点电荷的电场强度公式 E=kQr2
可知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，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍，故C正确；
D.电场强度公式 E=Fq 是电场强度的定义式，电场强度是由电场本身决定的，与试探电荷的电荷量q无关，所以即使q减半，该处的电场强度也不变，故D错误。
故选C。
2.【正确答案】D
由于静电感应使A部分带正电，B部分带负电，导体原来不带电，只是在带正电的导体球C的静电感应的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分带负电，A部分带正电．根据电荷守恒定律可知，A部分减少的电子数目和B部分增加的电子数目相同，所以沿任意一条虚线切开时，均有A带正电，B带负电，且QA=QB，故D正确．
3.【正确答案】B
【分析】
分别对两球受力分析，由共点力的平衡得解。
本题主要考查库仑力作用下的平衡问题，熟悉共点力的平衡是解题的关键，难度一般。
A.以B球为研究对象，受力分析如图所示：
由于B球处于平衡态，由共点力的平衡及合成法可知A、B间库仑力大小为：F=m2gtan60°= 3m2g，
A错误；
B.以A球为研究对象，受力分析如图所示：
可知A、B间库仑力大小：F=m1gtan30°= 33m1g，绳的弹力：F弹A=m1gcs30°=2 33m1g，B正确；
C.由几何关系可知，A、B距离为2l，两球间库仑力大小为：F=kq1q22l2=kq1q24l2，C错误；
D.由A、B的分析可知F= 3m2g= 33m1g，可得A、B的质量之比为：m1∶m2=3∶1，D错误。
故选B。
4.【正确答案】C
根据q=It，可知充满电时电池可储存的电荷量为q=3.5×3600C=12600C，
故放电时电池可输出的最大电荷量为12600C，由于不知道电压，
故无法计算充满电时电池可储存的能量，A、B错误;
播放视频时的平均电流约为I1=1260015×3600A≈0.2333A，
待机电流约为I2=1260019×24×3600A≈0.0077A，电流之比为I1I2≈30，C正确，D错误。
5.【正确答案】C
D、P两点沿电场线方向的距离等于DC的长度，则D、P两点间的电势差UDP=UDC=EdDC=2×104×4×10−2 V=800 V，故选 C．
6.【正确答案】B
AD.设薄板上的电荷在B点产生的场强为 EB ，取向左为正，根据题意，B点的场强为0，则薄板在B点产生的场强与A点处的点电荷在B点处产生的场强大小相等方向相反，则有EB+kQ(3R)2=0
解得EB=−kQ(3R)2
方向向右，则可知薄板带负电，故AD错误；
BC.由对称性可知，薄板在C点产生的场强为 −EB ，而C点处的场强为薄板在C点处产生的场强与A点处的点电荷在C点处产生的场强的合场强，则可知C点场强为−EB+kQR2=10kQ9R2
方向向左，故B正确，C错误。
故选B。
7.【正确答案】C
【分析】
当棒达到静电平衡后，棒内各点的合场强为零，即感应电荷产生的电场强度与+q产生的电场强度大小相等、方向相反，根据静电平衡的特点和点电荷场强公式E=kQr2结合求解。
感应带电的本质是电荷的转移，当金属导体处于电场时会出现静电平衡现象，关键要理解并掌握静电平衡的特点。
A.由于带电量q的正点电荷放在导体棒的中心轴线上左端处，根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，可知导体棒左端带负电，右端带正电，故A错误；
B.棒上感应电荷中点O处产生的场强大小与+q点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，所以棒上感应电荷在O点处产生的电场方向向左，故B错误；
C.棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，故可得棒上感应电荷在棒中心O处产生的电场强度大小为E=kQr2=kq(R+0.5l)2，故C正确;
D.导体棒处于静电平衡状态，故导体棒上电势处处相等，用一根导线将A、B相连，导线上不会产生电流，D错误。
故选C．
8.【正确答案】ACD
B.在0∼6 cm的范围内，两点电荷产生的场强的方向相同，均沿x轴正方向，故合场强水平向右，因此场强一定不为零，故B错误；
A.设合场强为零的坐标为 x(x>6cm) ，由
kQ1x2=kQ2(x−6)2
可得
x=12cm
故A正确；
C.根据电场的叠加可知 6cm