湖北省武汉市部分重点中学2025-2026学年高二（上）质量检测物理试卷（10月）

这是一份湖北省武汉市部分重点中学2025-2026学年高二（上）质量检测物理试卷（10月），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.关于匀强电场中的电势差与电场强度的关系的说法正确的是( )
A. 任意两点间的电势差等于场强和这两点间的距离的乘积
B. 电势降低的方向必定是场强方向
C. 沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差的绝对值一定相等
D. 不沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差不可能相等
2.如图所示为某校高二物理兴趣小组探究某电学元件时，某次作出的I-U图线，在图线上取一点M，其坐标为U0,I0，其中过M点的切线与横轴正向的夹角为β=60∘，MO与横轴正向的夹角为α=30∘，则下列说法正确的是( )
A. 对应M点，该材料的电阻值为U0I0B. 对应M点，该材料的电阻值为 3Ω
C. 对应M点，该材料的电阻值为 33ΩD. 随着所加电压的增大，该材料的电阻增加
3.如图所示为某静电除尘装置的原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带电的尘埃仅在静电力作用下向集尘板迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点，不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，以下说法正确的是( )
A. 尘埃在B点的加速度大于在A点的加速度
B. 尘埃带正电
C. 尘埃由A运动到B的过程中，速度先减小后增加
D. 尘埃由A运动到B的过程中，电势能先减少后增加
4.北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，当环中电子以速率v沿轨道做匀速圆周运动时形成的电流为I，已知电子电荷量为e，则环中运行的电子数目为( )
A. πRIevB. 2πRIevC. IπR2evD. IπR2ev
5.ab是长为L的均匀带电绝缘细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的两点，位置如图所示。ab上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1，在P2处的场强大小为E2。则以下说法正确的是( )
A. E1=0B. E1E2D. 两处的电场方向相同
6.匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示。当t=0时。在此匀强电场中由静止释放一个带正电的粒子，带电粒子只受静电力的作用，下列说法正确的是( )
A. 带电粒子将做往复运动B. 3s末带电粒子回到原出发点
C. 3s末带电粒子的速度不为零D. 前3s内，静电力做的总功为零
7.如图甲所示，x轴上固定两个点电荷A和B，电荷A固定在原点O，电荷B固定在x=2L处，通过电势传感器测出x轴上各点电势φ，并描绘出φ-x图像，如图乙所示。已知φ-x图线与x轴的交点坐标为x1和x2，x=3L处的图线的切线平行x轴，取无穷远处电势为零时，点电荷的电势公式φ=kQr，其中k为静电力常量，Q为场源点电荷的电荷量，r为某点距场源点电荷的距离，下列不正确的是( )
A. 两电荷为异种电荷
B. 两电荷量大小之比为QA:QB=9:1
C. 交点坐标x1=97L、x2=94L
D. 在x轴上x>3L的区域内静止释放一负电荷，该电荷只在电场力作用下一定不能向左穿过x2位置
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，在正方形的四个顶点A、B、C、D固定四个电荷量相等的点电荷，E、F、G、H分别为正方形四条边的中点，O为正方形的中心。已知B、D点处的点电荷为正电荷，A、C点处的点电荷为负电荷。规定无穷远处电势为0，下列判断正确的是( )
A. 沿AC方向电势一直降低B. E、G两点处电场强度相同
C. O点处场强、电势均为0D. EG和FH连线上的电势处处相等
9.如图所示的电路中，R是定值电阻，MN是水平正对放置的平行板电容器的两个极板，开关S闭合，电池、电阻、开关与电容器组成串联电路。有一带电油滴悬浮在两极板间A点静止不动，下列说法正确的是( )
A. 保持开关S闭合，将M板向左平移一小段距离，电容器的电容C增大
B. 保持开关S闭合，增大两极板距离的过程中，电阻R中有从D到B的电流
C. 断开开关S，将N板向下平移一小段距离，带电油滴的电势能增大
D. 保持开关S闭合，将两极板绕各自中点顺时针旋转一个相同的小角度(如图)，则带电油滴将水平向右运动
10.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场，将一质量为m、电荷量为q的带正电小球向右以速度v0水平抛出，小球在此后的运动过程中最小速度为12v0。重力加速度为g，P点电势φP=0，下列说法正确的是( )
A. 电场强度大小E= 3mg3q
B. 小球抛出后经过t1= 3v04g速度最小
C. 经过t2=2 3v03g小球运动到P点正下方
D. 小球在运动过程中具有的最大电势能为mv02
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某实验小组利用电流传感器观察电容器充放电的电流变化。电路图如图(a)所示，其中电源电压U=3.0V、内阻不计，定值电阻R1=2kΩ，定值电阻R2=5kΩ，电流传感器内阻忽略不计。
(1)初始时电容器所带电荷量为0，当单刀双掷开关既不接1，也不接2时，电容器上极板的电势为_______V。
(2)将单刀双掷开关先接1充电，当电容器充满电后，再将单刀双掷开关接到2放电；已知图像中电流I随时间t变化的图线与坐标轴围成的面积均为0.06mA⋅s，则该实验使用的电容器电容大小为C=_______F。
(3)若将定值电阻R1换成一个阻值更大的电阻，则电容充满电所用时间_______(填“大于”“小于”或“等于”)t1。
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)注水前，如图1所示，用10分度游标卡尺测得玻璃管长度为L=_______cm；如图2所示，用螺旋测微器测得玻璃管内径为d=_______mm；
(2)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要求电流从零开始调节，请将电路图画入空白方框内______；
②右图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，可求出该纯净水的电阻R；
(3)计算纯净水的电导率表达式σ=_______(用符号π、R、d、L表示)，通过代入数据发现数值偏大很多，据此可以判定纯净水_______(填“合格”或“不合格”)。
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13.如图所示，带正电的小球1用绝缘细线a悬挂在水平墙壁上，带负电的小球2用绝缘细线b悬挂在竖直墙壁上。两小球处于静止状态时，细线b水平，细线a与竖直方向的夹角为37°，小球1、2(均可视为点电荷)的连线与水平方向的夹角也为37°，小球1、2间的距离d=2m。已知小球1、2所带的电荷量大小分别为q1=2.0×10-4C、q2=1.0×10-4C，静电力常量k=9.0×109N⋅m2/C2，取重力加速度大小g=10m/s2,sin37∘=0.6,cs37∘=0.8。求：
(1)小球1、2间的库仑力大小F库；
(2)细线b上的弹力大小F和小球2的质量m2；
(3)小球1的质量m1。
14.如图，平行板电容器两极板水平放置，极板长和两极板间的距离均为L，距极板右端L2处有一竖直屏M，电容器充电后与电源断开。当极板电压U=U0(未知)时，一电荷量为q、质量为m的带正电小球(可视为质点)以水平初速度v0= gl2从左端射入两极板后一直沿水平中线(图中虚线)运动，离开电场后向下偏转打在竖直屏M上。已知重力加速度大小为g。求：
(1)下极板带什么电？求U0的大小；
(2)若小球向右运动的过程中不会碰到两极板，求U的范围；
(3)在(2)的条件下，小球最终打到屏M上的P点(未画出)距离水平中线最远，求此最远距离h。
15.如图所示，光滑绝缘水平面上方空间，竖直平面MN左侧空间存在一水平向右的匀强电场，场强大小E1=mgq，右侧空间有长为R的轻质绝缘细绳一端固定于O点，另一端拴一个质量为m的不带电的小球B，可在竖直面内沿顺时针做圆周运动，运动到最低点时速度大小vB=8m/s(B在最低点与水平面恰好无弹力)，在MN左侧水平面上有一质量也为m，带电荷量为+q的小球A，在距MN平面L=0.2m位置由静止释放，恰能与运动到最低点的B球发生正碰(碰撞过程电量不变)，并瞬间成为一个整体C，碰后瞬间在MN的右侧空间立即加一竖直向上的匀强电场，场强大小E2=4E1。(取g=10m/s2)
(1)求碰撞后瞬间整体C的速率v1；
(2)若R=0.8m，m=1kg，求C在最高点时受到的拉力T；
(3)将碰后瞬间MN右侧的电场方向改为水平向右，大小改为E3=32E1，其它条件不变，当R的大小(轨迹圆不超过MN边界)范围为多少时，整体C在碰撞后的运动过程中绳子不松弛？(此问结果保留两位有效数字)
答案和解析
1.C
【解析】A、根据公式U=Ed可知，两点间的电势差等于场强和这两点间在电场线方向上距离的乘积，故A错误；
B、电势降低最快的方向是电场强度方向，电势降落的方向不一定是场强的方向，故B错误；
C、根据公式U=Ed，可知沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差的绝对值一定相等，故C正确；
D、不沿电场线方向的平行直线上任意相等距离的两点间的电势差也是相等的，故D错误。
2.A
【解析】ABC.对应M点，该材料的电阻值为 R=U0I0
由于纵坐标与横坐标的标度不确定，所以不能用R = tanα计算电阻，更不能用tanβ计算，故A正确，BC错误；
D.图像上某点与原点连线的斜率倒数等于电阻，可知随着所加电压的增大，该材料的电阻减小，故D错误。
故选A。
3.C
【解析】A.由电场线的分布图可知， A 点的场强比B点的大，则尘埃在B点的加速度小于在A点的加速度，故A错误；
B.由尘埃的运动轨迹与受力特点可知，尘埃在 A 点所受电场力的方向应沿电场线的切线方向指向左上方，与电场强度方向相反，所以尘埃带负电，故B错误；
CD.尘埃由 A 运动到B的过程中，电场力方向与速度方向夹角先为钝角，后为锐角，则电场力先做负功后做正功，尘埃的电势能先增大后减小，根据能量守恒定律可知，动能应先减小后增大，所以速度先减小后增大，故C正确，D错误。
故选C。
4.B
【解析】电子以速率v沿轨道做匀速圆周运动，则电子运动的周期为：T=2πRv，根据电流强度的定义，可得等效电流为：I=qt=neT，联立解得环中运行的电子数目为：n=2πRIev，故B正确，A、C、D错误。
故选B。
5.B
【解析】ABC、由于细杆均匀带电，我们取a关于P1的对称点a' ，则a与a' 关于P1点的电场互相抵消，整个杆对于P1点的电场，仅仅相对于 a' b部分在P1产生的电场，而对于P2，却是整个杆都对其有作用，所以E13L的区域内，电势逐渐降低，电场强度沿x轴正方向；若在x轴上x>3L的区域内无初速度释放一正电荷，正电荷受到的电场力向右，正电荷将向右加速运动到无穷远处，故D正确。
本题选不正确的，故选C。
8.CD
【解析】A、电荷分布如图所示：
等量正点电荷连线中垂线上场强方向由连线中点沿中垂线向外，等量同种负电荷连线上场强由中点指向负电荷，结合电场的叠加知，AC上各点场强方向为O指向A和O指向C方向，由沿电场线方向电势逐渐降低知，沿AC方向电势先升高后降低，故A错误；
B、等量异种电荷连线上各点场强方向相同，由正电荷指向负电荷，中垂线上各点场强方向也相同，垂直中垂线指向负电荷一侧，结合场强的叠加知，E处场强向左，G点场强向右，则E、G两点处电场强度不相同，故B错误；
CD、等量同种电荷连线的中点场强为0，结合场强的叠加知，O点场强为0，等量异种电荷连线的中垂线是等势面，且电势等于无穷远的电势，结合电势的叠加知，EG连线上、FH连线上各点电势为0，即EG和FH连线上的电势处处相等，而O为EG、HF中点，则O点电势为0，故CD正确。
9.BD
【解析】A.保持开关闭合，将M板向左平移一段距离，则其两板的正对面积减小，根据平行板电容器有 C=εrS4kπd
可知电容器的电容减小，故A项错误；
B.保持开关S闭合，增大两极板距离，由平行板电容器公式 C=εrS4kπd
由上述分析可知平行板电容器的电容减小，根据公式 C=QU
由于电容器和电源相连，则其两端的电压不变，所以平行板电容器上的电荷量减小，即负电荷从B到D，所以电阻R中有从D到B的电流，故B项正确；
C.开关断开，则电容器板上的电荷量不变，由于平行板电容器，由 C=εrS4kπd=QU
整理有 U=4kπdQεrS
平行板间的场强 E=Ud=4kπQεrS
所以电容器板间的电场强度不变，则N板到A点有 UNA=φN-φA=-EdNA
由于N板到A点的距离增加，电场强度不变，N板接地，所以A点电势升高，由于油滴开始时静止，受到竖直向下的重力以及竖直向上的电场力，由题图可知板间的电场强度方向竖直向下，故油滴带负电，由于 Ep=qφ
所以油滴的电势能减小，故C项错误；
D.由之前的分析可知，开始时，油滴受到的电场力与重力大小相等即 qUd=mg
方向为竖直向上，设旋转的角度为 θ ，即旋转过程中与电源相连，两板间的电势差不变，两极板间的电场力变为 F=qUdcsθ
竖直方向分力 Fcsθ=qUd=mg
所以对油滴来说竖直方向上受力平衡，此时油滴受到的合力为水平方向，即油滴将水平方向运动，故D项正确。
故选BD。
10.BC
【解析】A. 带电小球受到电场力和重力作用，其合力恒定，小球做类斜上抛运动，将其速度沿合力方向和垂直合力方向分解，垂直合力方向的分速度为小球运动过程中的最小速度，最小速度为12v0，
设合力与水平方向的夹角为α，则12v0=v0sinα，解得α=30∘，E= 3mgq，A错误；
B. 合力F合=2mg，a=2g，t1=v0csαa= 3v04g，B正确；
C. 带电小球的运动可以看作水平向右的匀减速直线运动和竖直方向的自由落体，加速度ax=qEm= 3g
根据位移公式x=v0t2-12axt22，当小球运动到P点的正下方时，x=0，解得t2=2 3v03g，C正确；
D. 带电粒子在向右运动过程中，电场力做负功，电势能增大，当向右方向的速度减为0时，电势能最大，由x=v022ax=v022 3g，Epm=qEx=12mv02，D错误。
故选BC。
11.(1)0
(2) 2×10-5
(3)大于
【解析】(1)初始时电容器所带电荷量为0，开关并未与电源相连，所以电容器两端的电势差为零，下极板接地，所以其电势为零，则电容器的上极板电势为零。
(2)电容器充放电的 I-t 图像中，图像与坐标轴围成的面积为电容器一个极板上的电荷量，由于当开关接1时，其与电源相连，所以其电势差为3.0V。由公式有 C=QU
解得 C=2×10-5F
(3)换用阻值更大的电阻后充电电流会变小，故充电时间变长。
12.(1) 5.25 4.774##4.773##4.772##4.775
(2)
(3) 4Lπd2R 不合格

【解析】(1)[1]10分度游标卡尺的精度为 0.1mm ，玻璃管长度为 L=52mm+5×0.1mm=52.5mm=5.25cm
[2]螺旋测微器的精度为 0.01mm ，玻璃管内径为 d=0.5×9mm+0.01×27.4mm=4.774mm
(2)根据题意，滑动变阻器应采用分压式接法，根据 U-I 图像，纯净水的电阻约 2000Ω ，因为 RARV