2025-2026学年内蒙古通辽市第一中学高二（上）开学考试物理试卷（普通班）（含解析）

这是一份2025-2026学年内蒙古通辽市第一中学高二（上）开学考试物理试卷（普通班）（含解析），共10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。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.带电体的电荷量可能是( )
A. 1.60×10−20CB. 2.62×10−19CC. 3.20×10−19CD. 4.60×10−18C
2.在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是( )
A. 甲图：与点电荷等距的a、b两点
B. 乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图：点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面的a、b两点
D. 丁图：匀强电场中的a、b两点
3.如图所示，在光滑的水平面上有两物块A、B，其中A的质量为m，B的质量为2m，物块B的左端固定一个轻弹簧。一开始物块B及弹簧静止，物块A以速度v0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物块B发生作用，则弹簧最大的弹性势能是( )
A. 12mv02B. 13mv02C. 14mv02D. 16mv02
4.某快递公司用无人机向山区配送急救药品。无人机载药后从卫生院平台由静止竖直起飞，其升力随高度变化规律如图所示。则从起点到升至高度为15m的过程中，升力对无人机做的总功为( )
A. 100J
B. 400J
C. 200J
D. 300J
5.如图所示，A为地球的同步卫星，B为近地卫星，虚线为A、B各自绕地球做匀速圆周运动的轨道，则( )
A. A的运行速度等于地球的第一宇宙速度
B. B的运行速度大于地球的第一宇宙速度
C. A的运行周期大于B的运行周期
D. A的运行速度大于B的运行速度
6.如图所示，有A、B两个带正电小球，质量均为m，电荷量分别为Q和4Q，在真空中相距l。已知静电力常量为k，小球均可看成点电荷，重力可忽略不计。现引进第三个带电小球，正好使三个小球均处于平衡状态，则关于第三个小球的带电情况及位置说法正确的是( )
A. 小球带正电 B. 小球应放在A的右侧2l3处
C. 电荷量大小为49Q D. 电荷量大小为94Q
7.如图所示，边长为a的正方形的三个顶点上，放置电荷量分别为+q、+2q、+2q的三个点电荷，已知静电力常量为k，若在正方形中心处放置一带电量为+q的点电荷，则该点电荷受到的库仑力大小为( )
A. kq2a2 B. 2kq2a2
C. 3kq2a2D. 4kq2a2
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳中，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则( )
A. B的空腔内电场强度为零
B. B不带电
C. B的内表面带负电
D. 金属壳B外C点电场强度为零
9.带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图所示，如果带电粒子只受电场力作用从a到b运动，下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电
B. 粒子在a和b点的加速度相同
C. 该粒子在a点的电势能比在b点时小
D. 该粒子在b点的速度比在a点时大
10.如图所示，M、N为两个等量同号点电荷，在其连线的中垂线上任意一点P自由释放一个负点电荷q，不计重力影响，下列关于点电荷q的运动的说法正确的是 ( )
A. 从P→O的过程中，加速度可能越来越大，速度也越来越大
B. 从P→O的过程中，加速度可能越来越小，而速度越来越大
C. 点电荷q运动到O点时加速度为零，速度达到加速过程的最大值
D. 点电荷q越过O点后，速度越来越小，而加速度可能越来越大，直到速度为零
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.18世纪，库仑设计扭秤装置探究电荷间相互作用规律。其装置核心是一根弹性金属丝悬挂绝缘横杆，杆的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受的重力平衡。另有一个与A相同的带电小球C插于玻璃罩内合适位置。
(1)实验时，通过旋转顶部旋钮M改变带电小球间距r，利用金属丝扭转角度α衡量电荷间作用力F大小。实验数据记录如下：
已知在该装置中，金属丝扭转角度与两小球间库仑力成正比。根据上述数据，推导库仑力F与两小球间距r的关系为 ；
(2)若保持间距不变，仅将其中小球C电荷量减变为原来一半，预计金属丝扭转角度将 (填“增大”或“减小”)；
(3)这一实验中用到了下列哪些方法 。
A.微小量放大法 B.控制变量法 C.极限法 D.逐差法
12.甲同学利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有 (选填器材前的字母)；
A.大小合适的铁质重锤
B.体积较大的木质重锤
C.刻度尺
D.天平
E.秒表
(2)乙同学利用水平放置的气垫导轨和光电门验证机械能守恒定律，装置如图乙所示。测得遮光片的宽度为d，光电门A、B之间的距离为l，遮光片通过光电门A、B的时间分别为t1、t2已知滑块的质量为M，钩码的质量为m，重力加速度大小为g。
①滑块通过光电门A时的速度大小vA= ；
②要验证系统机械能守恒，需要验证的等式为 (用题中所给字母表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，将一质量m=0.2g的带负电荷的小球B用绝缘线挂起来，用带电荷量qA=5×10−7C的小球A靠近B，当B球静止时悬线与竖直方向成45°角，此时两球位于同一水平面上，相距r=30cm。重力加速度g=10m/s2。静电力常量k=9.0×109N⋅m2/C2，求：
(1)B球所带电荷量；
(2)此时A球在B球平衡处产生的电场强度的大小。
14.质量m=2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向右上方、大小为10N的拉力F的作用，在水平地面向右移动的距离s=2m，物体与地面间的滑动摩擦力f=4.2N，取sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，求在此过程中合外力对物体所做的功。
(1)各个力对物体所做的功；
(2)合外力对物体所做的功。
15.如图所示，半径R=0.4m的粗糙半圆环轨道固定于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量为m=1kg的小球从A点以速度v0=6m/s冲上竖直半圆环，沿轨道恰好运动到B点飞出，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。
(1)求小球在B点的速度大小vB；
(2)求从A到B过程中，重力对小球做的功WG和小球克服摩擦力所做的功Wf；
(3)小球离开B点后做平抛运动，求小球的水平位移x。
答案解析
1.【答案】C
【解析】元电荷为最小的电荷量1.6×10−19C，带电体的带电荷量为元电荷的整数倍。
×10−20C、2.62×10−19C、4.60×10−18C都不是元电荷的整数倍，故ABD不可能，不合题意；
×10−19C 是元电荷的整数倍，故C可能，符合题意。
故选C。
2.【答案】B
【解析】A、甲图中a、b两点所在电场线方向不同，故电场强度的方向不同，故A错误；
B、ab两点电场线方向均水平向左，且两电荷中垂线为等势面，故电势相等，因两点关于连线对称，故电场强度相等，故B正确；
C、a、b两点电势相等，但两点的场强大小不等，故C错误；
D、沿电场线方向电势降低，a、b两点电势不相等，故D错误。
故选：B。
3.【答案】B
【解析】当A的速度大于B的速度时，弹簧的压缩量逐渐增大，当A、B速度相等时，弹簧被压缩到最短，弹簧的弹性势能最大，设系统的共同速度为v，以A、B组成的系统为研究对象，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv0=3mv，解得v=v03，弹簧弹性势能最大值为Ep=12mv02−12⋅3mv2=13mv02，故ACD错误，B正确。
故选B。
4.【答案】B
【解析】由题意可知，图像与横轴围成的图形的面积即为升力F做的功，得W=20×15J+(5+15)×102J=400J，故选B。
5.【答案】C
【解析】ABD.第一宇宙速度是指绕卫星地球表面做圆周运动的速度，则B的运行速度等于地球的第一宇宙速度，根据 GMmr2=mv2r，可知 v= GMr ，则A的运行速度小于地球的第一宇宙速度；A的运行速度小于B的运行速度，选项ABD错误；
C.根据开普勒第三定律可知 r3T2=k 可知，A的运行周期大于B的运行周期，选项C正确。
故选C。
6.【答案】C
【解析】由“两大夹小，两同夹异”可知第三个小球应带负电，且位于A、B两小球之间某位置，
假设第三个小球带电量为q，距A小球的距离为x，则对第三个小球有 kQqx2=4kQql−x2，解得 x=l3，
对A小球有 kQqx2=4kQ2l2，解得 q=49Q。
故选C。
7.【答案】B
【解析】根据对称性，两个+2q点电荷在O点处产生的合电场的电场强度E1=0，+q到O的距离r= 22a，+q点电荷在O点处产生的电场的电场强度E2=kqr2,解得E2=2kqa2，故O点处合电场的电场强度E=E2=2kqa2，若在正方形中心处放置一带电量为+q的点电荷，则该点电荷受到的库仑力大小为F=E2q，解得F=2kq2a2，故B正确，ACD错误。
故选：B。
8.【答案】CD
【解析】A.由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零，故A错误；
BC.金属球壳B外表面接地，大地中电子跑到球壳B上将正电荷中和，所以B内表面带负电，故B错误，C正确；
D.金属球壳B外表面接地，发生静电屏蔽，金属壳B外C点电场强度为零，故D正确。
故选CD。
9.【答案】BD
【解析】A.由于粒子运动轨迹越来越向上弯曲，可判断它受的电场力方向为竖直向上，与电场方向相反，所以粒子带负电，故A错误；
B.匀强电场中粒子所受的电场力恒定，所以粒子在a和b点的加速度相同，故B正确；
CD.从a到b由于电场力方向与速度方向成锐角，电场力做正功，则电势能减小，动能增大，故该粒子在b点的电势能比在a点时小，在b点的速度比在a点时大，故C错误，D正确。
故选BD。
10.【答案】BCD
【解析】AB、点电荷在从P→O的过程中，所受的电场力方向竖直向下，做加速运动，所以速度越来越大，因为从O点向上到无穷远，电场强度先增大后减小，从P→O的过程中，电场强度大小变化可能越来越小，也可能先增大再减小，加速度的变化也是如此，故A错误，B正确；
C、点电荷运动到O点时，所受的电场力为零，加速度为零，然后向下做减速运动，所以O点的速度达到最大值，故C正确；
D、根据电场线的对称性可知，越过O点后，负电荷做减速运动，加速度可能越来越大，也可能先增大后减小，故D正确。
故选：BCD。
M、N为两个等量的正点电荷，其连线中垂线上电场强度方向O→P，负点电荷q从P点到O点运动的过程中，电场力方向P→O，速度越来越大．但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况不确定；越过O点后，负电荷q做减速运动，点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值，加速度变化情况同样不确定。
本题考查对等量同种电荷电场线的分布情况及特点的理解和掌握程度，要抓住电场线的对称性进行分析求解，注意从O点向上或向下的过程，电场强度都是先增大后减小。
11.【答案】力F与距离r的二次方成反比或 F∝1r2
减小
AB

【解析】(1)库仑力 F 与扭转角度 α 成正比，根据表中数据，两小球间距 r 的平方与扭转角度 α 成反比，可推测：库仑力 F 与两小球间距 r 的二次方成反比，或 F∝1r2；
(2)若保持间距不变，仅将其中小球C电荷量减变为原来一半，预计金属丝扭转角度将减小；
(3)这一实验中涉及变量为库仑力、间距、电量，用到了控制变量法。将微小的库仑力变化放大为金属丝扭转角度，用到了微小量放大法。故选AB。
12.【答案】AC
dt1
mgl=M+md221t22−1t12

【解析】(1)AB.为了减小空气阻力的影响，实验中应选择大小合适的铁质重锤，故A正确，B错误；
C.需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离，故C正确；
D.由于验证机械能守恒的表达式 mgℎ=12mv2 中，质量可以约去，所以不需要天平，故D错误；
E.通过打点计时器可以知道计数点间的时间间隔，所以不需要秒表，故E错误。
故选AC；
(2)①滑块通过光电门A时的速度大小 vA=dt1 ；
②滑块通过光电门B时的速度大小 vB=dt2，
对滑块与钩码构成的系统，根据机械能守恒定律有 mgl=12M+mvB2−12M+mvA2，
联立可得 mgl=M+md221t22−1t12。
13.【答案】解：(1)对B球进行受力分析，如图所示，B球受重力、拉力T、库仑力F作用
由平衡条件则有：F=mgtan45°=0.2×10−3×10×1N=2×10−3N，
由牛顿第三定律知B球受到的库仑力的大小为：F′=F=2×10−3N，
根据库仑定律：F=kqAqBr2，
解得：qB=4×10−8C；
(2)把B球看成是试探电荷，由电场强度定义可以求得，
A球在B球平衡处产生的电场强度：E=FqB=2×10−34×10−8N/C=5×104N/C。
【解析】详细解答及解析过程详见【答案】
14.【答案】解：(1)物体的受力情况如图所示：
根据功的计算公式可得各个力对物体所做的功分别为：
拉力做的功WF=Fscs α=10×2×0.8J=16J，
摩擦力做的功Wf=−fs=−4.2×2J=−8.4J，
重力做的功WG=0，
支持力做的功WN=0；
(2)由受力分析并将 F 分解可知，物体所受的合外力为F合=Fcs α−f=10×0.8N−4.2N=3.8N，方向水平向右，
故合外力对物体所做的功为W合=F合s=3.8×2J=7.6J。

【解析】详细解答及解析过程详见【答案】
15.【答案】(1)小球沿轨道恰好运动到 B 点飞出，则在 B 点小球只受重力，根据牛顿第二定律可知 mg=mvB2R，
解得 vB= gR=2m/s；
(2)从 A 到 B 过程中，重力对小球做的功 WG=−mg⋅2R=−8J，
从 A 到 B 过程中，由动能定理可知 WG−Wf=12mvB2−12mv02，
解得 Wf=12mv02−12mvB2+WG=8J；
(3)小球离开 B 点后做平抛运动，则
竖直方向有 2R=12gt2,t=0.4s，
水平方向有 x=vBt,x=0.8m。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】实验序号
两小球间距r(单位：m)
金属丝扭转角度α(单位：°)
1
2
36
2
4
9
3
6
4