湖北省咸宁市崇阳县第二中学等二校2023-2024学年高一下学期5月期末考试物理试题

这是一份湖北省咸宁市崇阳县第二中学等二校2023-2024学年高一下学期5月期末考试物理试题，共12页。试卷主要包含了物理等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题纸上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题纸上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于电场线和等势面，下列说法中正确的是（ ）
A．电场线密集处场强大，电势高B．沿电场线方向场强一定减小，电势一定降低
C．等势面一定垂直于电场线D．场强为零处，电势也一定为零
2．下列选项中的公式，不适用于点电荷产生的静电场的是（ ）
A．电场强度E= B．电场强度E=
C．电场强度E= D．电场力做功W=qU
3．静电场中某点电势的数值等于（ ）
A．试验电荷q0置于该点时具有的电势能
B．单位试验电荷置于该点时具有的电势能
C．单位正电荷置于该点时具有的电势能
D．把单位正电荷从该点移到电势零点外力所作的功
4．如图所示，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
5．在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点，其电势分别为、，电场强度大小分别为、。下列说法正确的是（ ）
A．若，则M点到电荷Q的距离比N点的远
B．若，则M点到电荷Q的距离比N点的近
C．若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则
D．若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则
6．空间中存在一静电场，一电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能 随位置x的变化关系如图所示，则电子从x1向x3运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．在x1处电子速度最大
B．在x2处电子加速度最大
C．在x3处电场强度最大
D．在x2处电势最高
7．如图所示，等量同种点电荷放在x轴上，O点为中心（ ）

A． B．
C． D．
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．如图所示，是点电荷电场的一条电场线，电场的方向水平向右。线上有a、b、c三点，且ab=bc，则下列说法正确的是（ ）
A．若点电荷是负电荷，则电势差Uab>Ubc
B．若点电荷是正电荷，则电势差Uab>Ubc
C．只有点电荷是正电荷时，a>b>c
D．若Ea>Eb>Ec，则点电荷是正电荷
9．等量异种点电荷的电场线示意图如图所示，图中、分别处于两点电荷连线的四等分点，、分别在两点电荷连线的垂直平分线上，且到两点电荷连线的距离相等。则下列说法正确的是（ ）
A．、两点的电场强度相同，电势不相等
B．、两点的电场强度相同，电势也相等
C．同一试探电荷在、两点的电势能一定相等
D．同一试探电荷在、两点所受的电场力可能不等
10．如图，在匀强电场中有一虚线圆，和是圆的两条直径，其中与电场方向的夹角为，，与电场方向平行，a、b两点的电势差。则（ ）
A．电场强度的大小
B．b点的电势比d点的低
C．将电子从c点移到d点，电场力做正功
D．电子在a点的电势能大于在c点的电势能
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（8分）研究平行板电容器电容的实验装置如图所示。
（1）当在充电后与电源断开的平行板电容器的两极板间插入电介质板时，电容器的电容将_________，与电容器相连的静电计指针偏角将___________；若只将左极板向上移动少许，则与电容器相连的静电计指针偏角将_________。（均填“增大”“减小”或“不变”）
（2）有一充电的平行板电容器，两板间电压为10v，当电容器的电荷量减少时，电容器两板间的电压降为5V，则此电容器的电容是__________。
12.（8分）在科学探究电容器的实验中：
（1）如图甲所示，电容器上标有“，10V”，下列说法正确的是_________。
A.电容器电压为5V时，电容是
B.电容器电压为5V时，电容是
（2）利用如图乙所示电路观察电容器的充、放电现象。其中为电池、为电阻箱、C为电容器、G为电流计、S为单刀双掷开关。
①将开关S接1，观察到电流计指针偏转情况为________；
A.逐渐偏转到某一刻度后保持不变B.逐渐偏转到某一刻度后迅速回到零
C.迅速偏转到某一刻度后保持不变D.迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到零
②将开关S接2，观察到电流计指针偏转方向与接1的偏转方向__________（填“相同”或“相反”）；
③将电流计G表换成电流传感器，充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如图丙所示，则这一过程中电容器释放的电荷量约为________C。（结果保留两位有效数字）
13．（10分）如图所示，匀强电场的电场强度，沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离。将质量、电荷量的点电荷从A点移至B点。求：
（1）电荷所受静电力F的大小。
（2）电荷从A点移至B点的过程中，静电力所做的功W。
（3）电荷的电势能改变了多少？
14．（14分）如图所示，平行金属带电极板A、B间可看成匀强电场，场强E=1.2×102 V/m，极板间距离d=5cm，电场中C和D分别到A、B两板距离均为0.5 cm，B板接地，求：
（1）C点的电势为多少，CD两点间的电势差UCD为多少；
（2）点电荷q=-2×10-2 C在C点具有的电势能 ；
（3）将点电荷q=-2×10-2 C从C移到D点时，电场力做功多少。
15．（14分）如图所示，一个带电荷量绝对值为、质量为的小物块（可看做质点）处于一倾角为的光滑绝缘斜面上，斜面长度，整个装置处于一水平向右的匀强电场中，此时物块恰好静止于斜面的顶端，求：（g取，，）
（1）小物体的电性；
（2）电场强度的大小；
（3）若从某时刻开始，电场强度减小为原来的，物块下滑至斜面底端时电场力做了多少功，到达斜面底端时物块的速度大小。

参考答案：
1．C
【详解】A．电场线密集处，电场强度大，但是电势不一定高，顺电场线电势逐渐降低，故A错误；
B．电场线的疏密表示电场强度大小，沿电场线，场强未必减小，故B错误；
C．等势面与电场线处处垂直，故C正确；
D．电场强度与电势无直接关系，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】A．电场强度E=适用于任何电场，A错误，不符合题意；
B．电场强度E=只适用于匀强电场，B正确，符合题意；
C．电场强度E=只适用于点电荷形成的电场，C错误，不符合题意；
D．电场力做功W=qU适用于任何电场，D错误，不符合题意。
故选B。
3．C
【详解】由
可知，电势的数值等于单位正电荷置于该点时具有的电势能。
故选C。
4．D
【详解】由点电荷场强公式确定各点的场强大小，由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低．
由点电荷的场强公式可知，a、b两点到场源电荷的距离相等，所以a、b两点的电场强度大小相等，故A错误；由于c点到场源电荷的距离比b点的大，所以b点的场强大小比c点的大，故B错误；由于点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面，所以a点与b点电势相等，负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，所以b点电势比c点低，故D正确．
5．C
【详解】A．沿着电场线的方向电势降低，根据正点电荷产生的电场特点可知若
则M点到电荷Q的距离比N点的近，故A错误；
B．电场线的疏密程度表示电场强度的大小，根据正点电荷产生的电场特点可知若
则M点到电荷Q的距离比N点的远，故B错误；
C．若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则是逆着电场线运动，电势增加，故有
故C正确；
D．若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则是逆着电场线运动；根据正点电荷产生的电场特点可知
故D错误。
故选C。
6．C
【详解】A. 电子仅在电场力作用下运动，动能与电势能之和是恒定的，则电子从x1向x3运动的过程中，在x3处的电势能最小，则动能最大，速度最大，A错误；
B. 图象的斜率绝对值表示电子受到的电场力大小，在x2处图象的斜率为0，则电场力为0，故电子的加速度为0，B错误；
C. 电子从x1向x3运动的过程中，x3处的图象斜率绝对值最大，则电场力最大，电场强度最大，C正确；
D. 电子从x1向x3运动的过程中，电子在x2处电势能最大，但由于电子带负电，故在x2处电势最低，D错误；
故选C。
7．D
【详解】等量同种正点电荷的电场线分布如图所示

AB．由图和对称性可知，轴上点处的场强为零，越靠近正电荷电场强度越大，且每个点电荷两侧的电场强度方向相反，则每个点电荷两侧的电场强度一定是一侧为正方向，另一侧为负方向，故AB错误；
CD．由于两点电荷为等量同种正点电荷，可知轴上的电势均大于0；根据沿电场方向电势降低可知，离正点电荷越近，电势越高；图像中，图像的斜率表示电场场强，则离点电荷越近，图像的切线斜率绝对值越大，故C错误，D正确。
故选D。
8．BD
【详解】A．若点电荷是负电荷，bc间的平均电场强度大于ab间的，根据电势差与电场强度的关系可知电势差UabUbc，故B正确；
C．沿电场方向电势降低，所以无论点电荷是正电荷还是负电荷，a>b>c都成立，故C错误；
D．若点电荷是正电荷，则a点与点电荷间的距离最近，c点最远，根据
可知Ea>Eb>Ec，故D正确。
故选BD。
9．ABC
【详解】A．根据对称性可知、两点的电场强度相同，根据沿电场强度方向电势降低可知B点电势高于A点电势，故A正确；
BD．根据对称性可知、两点的电场强度大小相等，方向均水平向左，所以同一试探电荷在、两点所受的电场力一定相等；根据对称性可知、两点的电势也相等，故B正确，故D错误；
C．等量异种电荷连线的中垂线为等势线，所以同一试探电荷在、两点的电势能一定相等，故C正确。
故选ABC。
10．AD
【详解】A．根据
可得电场强度的大小
选项A正确；
B．沿电场线电势逐渐降低，可知b点的电势比d点的电势高，选项B错误；
C．将电子从c点移到d点，因电子所受的电场力与位移反向，可知电场力做负功，选项C错误；
D．因a点的电势低于c点电势，则电子在a点的电势能大于在c点的电势能，选项D正确。
故选AD。
11.（1）增大 减小 增大
（2）20
【解析】（1）依题意，电容器极板间的电荷量保持不变，根据可知，两极板间插入电介质板时，电容器的电容增大，由可知极板间电压减小，即与电容器相连的静电计指针偏角将减小；同理可知，若只将左极板向上移动少许，极板的正对面积减小，电容器的电容减小，极板间电压将增大，与电容器相连的静电计指针偏角将增大。
（2）由题意可知，极板上电压减小量为，根据，可得。
12.（1）A（2）①D ②相反 ③
【解析】（1）电荷量不同时，电容器两端电压不同，但无论电压多少电容器的电容都保持不变，是，故选A项。
（2）①使开关S接1，电池给电容器充电，电流顺时针方向，电路瞬间有了充电电流，随着电容器所带电荷量逐渐增大，电容器两极板间的电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，所以此过程中观察到电流表指针迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到零，故选D项。
②将开关S接2，电容器放电，放电电流方向为逆时针方向与充电电流方向相反，故观察到电流计指针偏转方向与接1的偏转方向相反。
③由图像可知，图线与坐标轴围成的面积表示电容器所带的电荷量，图中图线与坐标轴围成的部分大约有43个小方格，则电容器所带的电荷量为。
13．（1）；（2）；（3）电势能减小了
【详解】（1）电荷所受电场力F的大小为
F=Eq=2.0×104×2.0×10-8N=4.0×10-4N
（2）电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功为
W=Fs=4.0×10-4×0.10J=4.0×10-5J
（3）电场力做正功，电势能减小量等于电场力做功，为。
14．（1）-5.4V；-4.8V；（2）0.108J；（3）9.6×10-2J
【详解】（1）B板接地
φB=0
沿电场方向，CD之间的距离为
dCD=d-dAC-dBD=4cm=4×10-2m
CD两点间的电势差
UCD=-EdCD=-1.2×102×4×10-2=-4.8V
BD两点间的电势差
UBD=EdBD=1.2×102×0.5×10-2=0.6V
故
φB-φD=0.6V
即
φD=-0.6V
BC两点间的电势差
UBC═EdBC=1.2×102×4.5×10-2=5.4V
即
φB-φC=5.4V
φC=-5.4V
（2）由
EP=qφ
可知点电荷q=-2×10-2C在C点的电势能
EPC=-2×10-2×（-5.4）J =0.108J
（3）将点电荷q=-2×10-2C从C移到D时电场力所做的功
W=q×UCD=-2×10-2×（-4.8）J =9.6×10-2J
15．（1）负电；（2）；（3），
【详解】（1）小物块静止时受力如图：可知小物块受的电场力与匀强电场的方向相反，所以小物块带负电。

（2）由受力平衡得
解得
代入数据得
（3）物块下滑至斜面底端时电场力做功为
根据动能定律可得
解得到达斜面底端时物块的速度大小为