河南省创新联盟2022-2023学年高二上学期第一次联考物理试题（A卷）（含答案）

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2022~2023年度创新联盟高二年级第一次联考物   理考生注意：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共110分。考试时间90分钟。2．请将各题答案填写在答题卡上。3．本试卷主要考试内容：人教版必修第三册第九章至第十章第1节。第Ⅰ卷（选择题  共60分）一、选择题：本题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．下列关于点电荷的说法中，正确的是（    ）A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷   B．点电荷实际上是不存在的理想模型C．点电荷所带的电荷量一定非常小         D．点电荷就是元电荷2．一装置由带正电的金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成，圆筒内的电场线如图所示，A、B两点到电极P的距离相等，A、B、C三点和电极P在一条直线上，下列说法正确的是（    ）A．B点的电场强度大于A点的电场强度B．C点与A点的电场方向相同C．C点的电势比B点的电势高D．将一试探电荷从C点沿不同的路径移至A点，电场力做的功可能不相等3．如图所示，将一不带电的枕形导体放在一个点电荷+Q（）的右侧，C、D为枕形导体内部的两点，沿过D点的竖直虚线将导体视为左、右两部分，当达到静电平衡时，下列说法正确的是（    ）A．枕形导体左边部分带正电B．枕形导体左边部分的电荷量大于右边部分的电荷量C．C、D两点的电场强度相等D．将点电荷缓慢靠近枕形导体，C点的电场强度逐渐增大4．如图所示，两点电荷分别固定在M、N两点，其间距为L，M处点电荷带正电，N处点电荷带负电，它们的电荷量关系为，则直线MN上电场强度为零的点（    ）A．在直线MN上M点左侧L处     B．在直线MN上M点右侧处C．在直线MN上N点左侧处     D．在直线MN上N点右侧处5．在一个点电荷的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，x轴上A、B两点的坐标如图甲所示。在A、B两点分别多次放置试探电荷，规定沿x轴正方向的静电力方向为正方向，试探电荷受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系如图乙所示，下列说法正确的是（    ）A．A点的电场强度大小为      B．点电荷是负电荷C．点电荷恰好位于x轴原点          D．AB中点的电场强度恰好为A点电场强度的6．一带负电的粒子从电场中的A点运动到B点，该过程中，粒子受到的电场力做的功为，粒子受到的重力做的功为，除重力和电场力外的其他力做的功为。关于该过程中功与能量变化的关系，下列说法正确的是（    ）A．电势能减少了    B．重力势能增加了C．机械能减少了   D．动能的变化量是7．如图所示，一均匀带电绝缘细棒的电荷量为，在过细棒中点c的中垂线上有a、b、d三点，且。在a点固定一负点电荷，其电荷量为一，已知d点的电场强度为零，静电力常量为，则b点的电场强度大小为（    ）A．   B．   C．   D．8．如图所示，空间内存在方向水平向右的匀强电场，一根长为L、不可伸长的绝缘细绳的一端连着一个质量为m、带电荷量为的小球（视为质点），另一端固定于O点。初始时细绳（张紧状态）与电场线平行，由静止释放小球，小球摆到O点正下方时速度为零，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（    ）A．匀强电场的电场强度大小为B．摆动过程中小球的最大速度为C．摆动过程中小球所受的最大拉力为D．摆动过程中小球减少的重力势能与增加的电势能始终相等9．电场看不见摸不着，我们最初是从电荷开始学习电场的。下列说法正确的是（    ）A．玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒由于失去电子而带正电B．电场是为了便于研究电荷而引入的理想模型C．电场强度反映电场的强弱和方向，与试探电荷的电荷量成反比D．家用燃气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的10．如图所示，倾角的光滑绝缘斜面体放在水平地面上，斜面体处在竖直向上的匀强电场中，质量为m、带电荷量为q的木块轻放在斜面上，木块由静止开始下滑的加速度大小为（g为重力加速度大小），斜面体静止不动，下列说法正确的是（    ）A．匀强电场的电场强度大小为      B．斜面对木块的支持力大小为C．地面对斜面体的摩擦力方向水平向右，大小为D．若仅将匀强电场的方向改为水平向右，则木块下滑的加速度将减小11．某区域的电场线分布如图中实线所示，一带电粒子仅在电场力的作用下先通过M点，后通过N点，运动路径如图中虚线所示，下列说法正确的是（    ）A．带电粒子带负电                           B．带电粒子在M点的加速度小于在N点的加速度C．带电粒子在M点的速度大于在N点的速度    D．带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能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C．试探电荷从A点到B点电势能减小了      D．O、B两点间的距离为第Ⅱ卷（非选择题  共50分）二、非选择题：共5小题，共50分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13．（6分）美国物理学家密立根通过研究带电油滴在平行金属板间的运动，比较准确地测定了元电荷，获得了1923年的诺贝尔物理学奖。其实验原理可简化为如图所示的模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B与电压为U的恒定电源两极相连，平行金属板A、B间距为d，两板间存在竖直方向的匀强电场，喷雾器喷出带同种电荷的油滴，少数油滴通过金属板A的小孔进入平行金属板间，油滴进入金属板间后，有的油滴刚好悬浮不动。（1）已知金属板A带正电，金属板B带负电，则平行金属板A、B间的电场方向______（填“竖直向上”或“竖直向下”），油滴带______（填“正电”或“负电”）。（2）若已知两板间的电场强度大小为，悬浮油滴的质量为m，重力加速度大小为g，忽略空气对油滴的影响，则悬浮油滴带的电荷量为______。（3）现在公认的元电荷的值______C。14．（8分）某物理兴趣小组探究影响电荷间静电力的因素，实验装置如图所示。（1）带正电的小球A固定不动，带正电的小球B通过绝缘丝线系在铁架台上，小球B会在静电力的作用下发生偏离。把系在丝线上的带电小球B先后挂在图中横杆上的、、等位置，实验时通过调节丝线长度，始终使A、B两球球心在同一水平线上，待小球B平衡后，测得丝线偏离竖直方向的角度为，A、B两球球心间的距离为r，小球B的质量为m，当地重力加速度大小为g，则A、B两球之间的库仑力大小为______。（用题中涉及的物理量符号表示）（2）通过分析A、B两球之间的库仑力大小与A、B两球球心间的距离r的关系可知：两小球所带电荷量不变时，两小球间的静电力____________。（3）以上实验采用的方法是______。A微小量放大法   B．控制变量法   C．等效替代法   D．理想实验法（4）若实验中小球A、B的电荷量分别为和，则静电力常量可表示为______。（用题中涉及的物理量符号表示）15．（10分）如图所示，直角三角形ABC的为直角，，直角边。分别在A、B两点固定两个点电荷，已知固定在A点的点电荷的电荷量为，静电力常量为k，若在C点放置一带正电的试探电荷，它受到的电场力平行于AB指向右方，求：（1）固定在A点的点电荷在C点产生的电场强度的大小；（2）C点的电场强度大小E。16．（12分）如图所示，在A点固定一电荷量为的正点电荷，在离A点高度为H的B处由静止释放带电小球，开始运动瞬间小球的加速度大小为品（g为重力加速度大小），小球运动到C点时达到最大速度m。带电小球的质量为m、带电荷量为g，静电力常量为k，带电小球可视为点电荷，不计空气阻力。题中Q、q均为未知量，其他物理量为已知量，求：（1）A、C两点间的距离x；（2）小球从B点到C点的过程中电势能的变化量。17．（14分）如图所示，水平地面上方有水平向右的、范围足够大的匀强电场，从地面上的A点竖直向上以初速度抛出一个质量为m、电荷量为的小球，B点为其运动轨迹的最高点，小球落在水平地面上的C点，取重力加速度大小，匀强电场的电场强度大小，忽略空气阻力的影响，求：（1）小球运动到B点时水平方向的分位移大小；（2）小球运动到C点时速度方向与水平方向夹角的正切值；（3）小球从A点运动到C点的过程中，小球动能减少过程所对应的时间。2022~2023年度创新联盟高二年级第一次联考物理参考答案1．B【解析】当带电体的形状对研究问题的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定的，与带电体自身大小形状无具体关系，与其电荷量大小也无具体关系，选项A、C均错误；点电荷是理想模型，实际上不存在，选项B正确；物理学中把质子所带的电荷量或电子所带的荷量的绝对值叫元电荷，元电荷是电荷量的单位，与点电荷这种理想物理模型显然不同，选项D错误。2．C【解析】根据电场线的疏密程度与电场强度的关系，结合题图可知A点的电场强度大于B点的电场强度，选项A错误：电场方向与电场线相切，由题图可知C点与A点的电场方向相反，选项B错误；沿着电场线方向电势降低，选项C正确；同一试探电荷在电场中移动时，电场力做的功与移动路径无关，选项D错误。3．C【解析】根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引可知，当达到静电平衡时，枕形导体左边部分带负电、右边部分带正电，选项A错误；因为枕形导体整体为电中性，则左边部分的电荷量等于右边部分的电荷量，选项B错误；枕形导体内部形成静电屏蔽，内部电场强度处处为零，即C、D两点的电场强度均为零，选项C正确；将点电荷缓慢靠近枕形导体，导体内部电场强度仍处处为零，选项D错误。4．A【解析】M处点电荷和N处点电荷的电场强度方向必然相反，则在直线MN上电场强度为零的点不可能在M、N两点间。由于，因此该点应在M点左侧，设该点到M点的距离为x，根据点电荷产生的电场的电场强度公式有，解得，选项A正确。5．D【解析】由题图乙可知，A点的电场强度大小，选项A错误；B点的电场强度大小，由于带正电的试探电荷受到的电场力的方向都跟x轴正方向相同，且，可知场源电荷是正电荷，位置在A点的左侧，选项B错误；设场源电荷的位置坐标为x，则有、，，结合条件解得，选项C错误；A点到场源电荷的距离，AB中点到场源荷的距离，根据是可知，AB中点的电场强度恰好为A点电场强度的，选项D正确。6．A【解析】功是能量变化的量度，根据可知，带电粒子从A点运动到B点的过程中，电势能减少了，重力势能减少了，选项A正确、B错误；根据他可知，带电粒子的机械能变化了，选项C错误；根据动能定理可知，该过程中带电粒子动能的变化量是，选项D错误。7．D【解析】电荷量为的负点电荷在d点产生的电场强度大小，方向向左；根据电场的叠加原理可知细棒在d点产生的电场强度大小为，方向向右；根据对称性可知细棒在b点产生的电场强度大小为，方向向左；电荷量为的负点电荷在b点产生的电场强度大小为，方向向左；根据电场的叠加原理可知细棒在b点产生的电场强度大小为，选项D正确。8．C【解析】设匀强电场的电场强度大小为E，小球由静止释放至最低点的过程中，根据动能定理有，解得，选项A错误；将电场力与重力合成，有，合力方向与竖直方向成斜向右下，将合力看成一个等效重力，找出等效最低点，则与竖直方向成斜向右下，小球由静止运动到点的过程，根据动能定理有，解得，选项B错误；小球在点时受到的拉力最大，设拉力为，根据牛顿第二定律有，解得，选项C正确；摆动过程中小球减少的重力势能等于小球增加的动能和增加的电势能之和，选项D错误。9．AD【解析】玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒由于失去电子而带正电，选项A正确；电场是传递电荷间相互作用客观存在的物质，选项B错误；电场强度反映电场自身的强弱和方向，与试探电荷的电荷量无关，选项C错误；家用燃气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成的，选项D正确。10．AC【解析】对木块受力分析，根据牛顿第二定律有，解得，选项A正确；斜面对木块的支持力大小，选顶B错误；对木块和斜面体整体受力分析，在水平方向，根据牛顿第二定律可知地面对斜面体的摩擦力大小，方向水平向右，选项C正确；若仅将匀强电场的方向改为水平向右，对木块受力分析，结合牛顿第二定律可知木块下滑的加速度将大于，即木块下滑的加速度将增大，选项D错误。11．BD【解析】电场线越密的地方电场强度越大，因此带电粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，结合牛顿第二定律可知，带电粒子在M点的加速度小于在N点的加速度，选项B正确；根据带电粒子的运动路径可知，其受到的电场力指向路径内侧且与电场线相切，由此可知带电粒子带正电，选项A错误；沿着电场线方向电势降低，则M点电势大于N点电势，结合可知，带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，选项D正确；带电粒子从M点到N点，电势能减小，电场力做正功，根据动能定理可知带电粒子在M点的速度小于在N点的速度，选项C错误。12．ACD【解析】试探电荷从A点由静止释放后向B点运动，其受到的电场力由A点指向B点，根据同种电荷互相排斥及力的合成可知，试探电荷带正电，选项A正确；根据v—t图线的斜率等于加速度，可得试探电荷在B点的加速度最大为，结合牛顿第二定律和电场强度定义式可知，B点的电场强度大小为，选项B错误；试探电荷从A点到B点，根据动能定理有，即试探电荷从A点到B点电势能减小了，选项C正确；如图所示，设试探电荷与左边电荷的连线与竖直方向的夹角为，根据点电荷的电场强度及电场的合成可知，试探电荷所在位登的电场强度大小，根据几何关系有，即试探电荷所在位置的电场强度大小，令，则，仅当（即）时，试探电荷位于B点，即O，B两点间的距离为，选项D正确。13．（1）竖直向下（1分）    负电（1分）（2）（2分）（3）（2分，也正确）【解析】（1）根据电场线起于正电荷终于负电荷可知，平行金属板A、B间的电场方向竖直向下；悬浮油滴在两极板间受力平衡，则油滴所受的电场力方向竖直向上，与电场方向相反，所以油滴带负电。（2）悬浮油滴在两极板间受力平衡，则有，即。（3）在密立根之后，人们又做了许多测量，现在公认的元电荷的值。14．（1）（2分）（2）与A、B两球球心间的距离的平方成反比（2分，其他表达形式，意思明确即给分）（3）B（2分）（4）（2分）【解析】（1）对小球B受力分析，小球B受力平衡，则有，即A、B两球之间的库仑力大小。（2）由库仑定律，并结合实验可知，两小球所带电荷量不变时，两小球间的静电力与A、B两球球心间的距离的平方成反比。（3）实验中应用的研究方法是控制变量法。（4）根据题意，结合库仑定律有，解得静电力常量。15．解：（1）根据几何关系可知（1分）根据库仑定律结合电场强度定义式可知，固定在A点的点电荷在C点产生的电场强度的大小（2分）解得。（1分）（2）根据题意可知，C点的电场强度方向平行于AB向右（1分）根据矢量合成的知识可知，固定在A点的点电荷在C点产生的电场强度方向竖直向下（1分）根据几何关系可知（2分）解得。（2分）16．解：（1）对带电小球在B点时受力分析，根据牛顿第二定律有（2分）根据库仑定律有（1分）小球运动到C点时，根据小球受力平衡有（2分）根据库仑定律有（1分）解得。（1分）（2）带电小球从B点到C点的过程中，根据动能定理有（2分）根据电场力做功和电势能变化的关系有（1分）解得。（2分）17．解：（1）将小球的运动沿水平方向和竖直方向分解，水平方向的分运动为匀加速直线运动，竖直方向的分运动为竖直上抛运动。小球从A点运动到B点的时间为，则（1分）设水平方向的分加速度大小为，根据牛顿第二定律有（1分）小球运动到B点时水平方向的分位移（2分）解得。（1分）（2）将小球运动到C点时的速度沿水平方向和竖直方向分解，根据竖直方向运动的对称性可知（1分）小球从A点运动到C点的时间（1分）水平方向的分速度大小（1分）小球运动到C点时速度方向与水平方向夹角的正切值（1分）解得。（1分）（3）设小球受到的电场力和重力的合力与水平方向的夹角为α，则（1分）小球从A点抛出后小球的合力与速度方向的夹角为钝角，小球的动能逐渐减小，时刻速度方向与合力方向垂直，此后小球的合力与速度方向的夹角为锐角，小球的动能逐渐增加，则（2分）解得。（1分）