北京市首都师范大学附属密云中学2022-2023学年高二上学期阶段性练习物理（等级考）试题（含答案）

首师附密云中学2022-2023第一学期阶段练习

高二物理等级考 2022.10.8

一、单选题（每小题3分，共36分，各小题的四个选项中只有一个选项是最符合题意的）

1.下列物理量中属于矢量的是(  )

A. 电荷量 B. 电势能 C. 电势 D. 电场强度

2.下列各物理量中，与试探电荷有关的量是(  )

A. 电场强度E B. 电势 C. 电场做的功W   D. 电势差U

3.如图1所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球a、b，左边放一个带正电的固定球时，两悬球都保持竖直方向。下面说法中正确的是(    )

A. a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大

B. a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大
C. a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小
D. a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小
4．用绝缘柱支撑着贴有小金属箔的导体A和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，贴在它们下部的并列平行双金属箔是闭合的。 现将带正电荷的物体C移近导体A，发现金属箔都张开一定的角度，如图2所示，则  

A．导体B下部的金属箔感应出负电荷

B．导体A下部的金属箔感应出正电荷

C．导体 A和B下部的金属箔都感应出负电荷

D．导体 A感应出负电荷，导体B感应出等量的正电荷

5．在探究影响电荷之间相互作用力大小因素的过程中，老师做了如图3所示的实验。O是一个带正电的绝缘导体球，将同一带电小球用绝缘细丝线分别挂在P1、P2、P3不同的位置，调节丝线长度，使小球与带电导体球O的球心保持在同一水平线上，发现小球静止时细丝线与竖直方向的夹角不同，且θ1>θ2>θ3。关于这个实验，下列说法中正确的是 

A．通过该实验的现象可知，小球带负电

B．该实验中细丝线与竖直方向的夹角越大，表示电荷之间的相互作用力越弱

C．该实验可以研究电荷间相互作用力大小与它们之间距离是否有关

D．通过该实验现象可知，电荷之间的相互作用力与电荷之间的距离的平方成反比

6．如图4所示，a、b两点位于以负点电荷-Q（Q > 0）为球心的球面上，c点在球面外，则

A．a点场强的大小比b点大

B．b点场强的大小比c点小

C．a点电势比b点高

D．b点电势比c点低

7.如图所示，质量为 m 的足球在离地高 h 处时速度刚好水平向左，大小为 v1，守门员在此时握拳击球，使球以大小为 v2 的速度水平向右飞出，手和球作用的时间极短，则（　　）

A．击球前后球动量改变量的方向水平向左

B．击球前后球动量的改变量的大小是 mv2－mv1

C．击球前后球动量的改变量的大小是 mv2＋mv1

D．球离开手时的机械能不可能是 mgh＋

8.正点电荷和负点电荷的电荷量相等，它们在真空中所产生电场的电场线其中方向未标出的分布如图所示，为两点电荷连线的中点，为两点电荷连线的中垂线上一点。下列说法中正确的是

A. 点的电场强度比点的电场强度小
B. 点的电势比点的电势高
C. 将负电荷从点移动到点，电势能减小
D. 将负电荷从点移动到点，电场力做功为零

9.右图既可以看成是用来描述山坡地势的等高线图，也可以看成是用来描述电场中电势高低的等势线图。关于此图，下列说法正确的是

A.若该图为等高线图，可知 a 坡的地势比 b 坡陡峭

B.若该图为等高线图，可知在不考虑摩擦力时，小球从 a坡滑下的加速度大于从 b 坡滑下的加速度

C.若该图为等势线图，可知 a 侧的电势降落比 b 侧慢

D.若该图为等势线图，可知 a 侧的电场强度比 b 侧大

10．在如图所示平面内，两个带等量正电的点电荷分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，MN为AB的垂直平分线，C、D两点在MN上且OC＝OD。下列说法正确的是

A．O点的场强比C点的场强大

B．C点的场强与D点的场强相同

C．O点的电势比D点的电势高

D．电子在C点的电势能比在D点的电势能大

11．如图11甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能Ep随其坐标x变化的关系如图11乙所示，则下列说法中正确的是   

A．该电场一定不是孤立点电荷形成的电场

B．A点的电场强度小于B点的电场强度

C．电子在A点的动能小于在B点的动能

D．电子由A点运动到B点的过程中电场力对其所做的功W=EpA－EpB

12.目前智能手机普遍采用了电容触摸屏。电容触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的，它是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂一层纳米铟锡金属氧化物，夹层涂层作为工作面，四个角引出四个电极，当用户手指肉触摸电容触摸屏时，手指肉和工作面形成一个电容器，因为工作面上接有高频信号，电流通过这个电容器分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算来确定手指位置。寒冷的冬天，人们也可以用触屏手套进行触控操作。下列说法正确的是(  )

A. 使用绝缘笔压电容触摸屏也能进行触控操作
B. 为了安全，触屏手套指尖处应该采用绝缘材料
C. 手指按压屏的力变大，手指肉和工作面形成的电容器电容变大
D. 手指与屏的接触面积变大，手指肉和工作面形成的电容器电容变小

二、不定项选择题（共18分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）

13. 质量为m的物体,放在光滑的水平面上,用与水平方向成600角斜向上力作用于该物体,F=20N,作用时间为t=1s,位移为s=1m,则 (       )

A.力F的冲量为10N∙s         B.力F做的功为10J

C.物体动量的变化是10kg∙m/s   D.物体动能的变化是10J

14．如图2所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置。设两极板的正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ，平行板电容器的电容为C。实验中极板所带电荷量可视为不变，则下列关于实验的分析正确的是

A．保持d不变，减小S，则C变小，θ变大；

B．保持d不变，减小S，则C变大，θ变大

C．保持S不变，增大d，则C变小，θ变大

D．保持S不变，增大d，则C变大，θ变大

15.如图1所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是　

A．箔片张开

B．箔片不张开

C．金属球带电电荷足够大时才会张开

D．金属网罩内部电场强度为零

16．如图1所示，图中以点电荷Q为圆心的虚线同心圆是该点电荷电场中球形等势面的横截面图。一个带正电的粒子经过该电场，它的运动轨迹如图中实线所示，M和N是轨迹上的两点。不计带电粒子受到的重力，由此可以判断 

A．此粒子在M点的加速度小于在N点的加速度

B．此粒子在M点的电势能大于在N点的电势能

C．此粒子在M点的动能小于在N点的动能

D．电场中M点的电势低于N点的电势

17.物理是来源于生活，最后应用服务于生活。下面请同学们根据学过的有关静电场的知识判断下列说法正确的是(    )

A.  制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
B. 小鸟停站在单根高压输电线上会被电死

C. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全          

D. 打雷时，待在汽车里比呆在木屋里要安全

18.如图所示，平行板电容器与电压为E的直流电源内阻不计连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则(      )

A. 带电油滴将沿竖直方向向下运动 B. P点的电势将降低
C. 极板带电量将增加                 D. 带电油滴的电势能将减少

三、 实验题（共12分）

19. 如图甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V。S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器。

（1）当开关S接______时选填“1”或“2”，平行板电容器充电，在充电开始时电路中的电流比较______选填“大”或“小”。电容器放电，流经灵敏电流计的电流方向与充电时______选填“相同”或“相反”

（2）将灵敏电流计换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如图乙所示，已知如图所围的面积约为50个方格，可算出电容器的电容为______F（结果保留1位有效数字）。
在电容器放电实验中，接不同的电阻放电，图丙中放电电流的图线的a、b、c、三条曲线中对应电阻最大的一条是______选填“a”、“b”或“c”。

四、计算题（共34分）

要求：写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。

20.（6分）如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们的间距为4cm，两点的连线与场强方向成角。将一个电量为的电荷由A移到B，其电势能增加了，求：

（1）从移动到的过程中，电场力对电荷做的功W；

（2）A、B两点的电势差；

匀强电场的场强大小。
 

21. （9分）如图16所示，长为L的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的足够大的匀强电场中，小球静止在B点，此时细线与竖直方向成37角。重力加速度为g，sin37=0.6，cos37=0.8。

（1）判断小球的带电性质并求该匀强电场的电场强度E的大小；

（2）若将小球向右拉起至与O点处于同一水平高度且细绳刚好张紧，将小球由静止释放，求小球运动到最低点A时的速度大小；

（3）过B点做一等势面交电场线于C点，试论证沿电场线方向电势φA>φC。

22.（9分）示波器的核心部件是示波管，其内部抽成真空，图17是它内部结构的简化原理图。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。炽热的金属丝可以连续发射电子，电子质量为m，电荷量为e。发射出的电子由静止经电压U1加速后，从金属板的小孔O射出，沿OO′进入偏转电场，经偏转电场后打在荧光屏上。偏转电场是由两个平行的相同金属极板M、N组成，已知极板的长度为L，两板间的距离为d，极板间电压为U2，偏转电场极板的右端到荧光屏的距离为L。不计电子受到的重力和电子之间的相互作用。

（1）求电子从小孔O穿出时的速度大小v0；

（2）求电子离开偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y；

（3）极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重势”的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。

23.（10分）类比是一种重要的科学思想方法。在物理学史上。法拉第通过类比不可压缩流体中的流速线模出用电场线来描述电场。
静电场的分布可以用电场线来形象描述，已知静电力常量为k。
①真空中有一电荷量为Q的正点电荷，其周围电场的电场线分布如图甲所示。距离点电荷r处有一点P，请根据库仑定律和电场强度的定义，推导出P点场强大小E的表达式；
②如图乙所示，若在A、B两点放置的是电荷量分别为和的点电荷，已知A、B间的距离为2a，C为A、B连线的中点，求C点的电场强度的大小的表达式，并根据电场线的分布情况比较和的大小关系，说明原因。
如图丙所示，有一足够大的静止水域，在水面下足够深的地方放置一大小可以忽略的球形喷头，其向各方向均匀喷射水流。稳定后水在空间各处流动速度大小和方向是不同的，为了形象地描述空间中水的速度的分布，可引入水的“流速线”。水不可压缩，该情景下水的“流速线”的形状与图乙中的电场线相似，箭头方向为速度方向，“流速线”分布的疏密反映水流速的大小。已知喷头单位时间喷出水的体积为Q，推导喷头单独存在时，距离喷头为r处水流速大小v的表达式。

参考答案

 一、单项选择题，每题3分，共36分

二、不定项选择题，每题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）

二、实验题，共12分，（1）每空2分，（2）（3）每空3分

19. （1）1，，大 ，相反   （2）    （3）C

四、计算题（共34分）

20.（6分）

（1）………2分

（2） 50V………2分

（3）2500V/m………2分

21.（9分）

（1）负电，

（2）

（3）证明过程略

22.（9分）

（1）  （2）  

（3）

23.①在距该正点电荷r处放置试探电荷，其所受电场力大小为
电场强度大小E的定义为
联立以上两式得
②根据电场的叠加C点的电场强度的大小的表达式为：。
如图所示，过C作A、B连线的中垂线，交某条电场线于D点，由图可知该点场强斜向上方，因此
喷头向空间各方向均匀喷水，设单位时间喷头喷出水的体积为Q，在距喷头r处水流速度大小为v，设极短的一段时间，则：
因此，在距喷头r处的流速大小为