福建省连城县第一中学2024-2025学年高二上学期开学物理试题（原卷版+解析版）

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满分：100分 考试时间：75分钟
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（ ）
A. 静电除尘原理是静电屏蔽
B. 印刷车间的空气应保证适当潮湿，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电
C. 避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点
D. 干燥天气里脱毛衣时会产生火花，是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷
【答案】B
【解析】
【详解】A．静电除尘的原理是带电粒子受到电场力作用，故A错误；
B．印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，需空气保持一定湿度，以便及时导走静电，故B正确；
C．避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷密集、附近空间电场较强的特点，故C错误；
D．摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体，而不是创造出新的电荷，故D错误；
故选B。
2. 两个相同的金属小球分别带上和的电荷后固定在相距为r的两处（距离r远大于球的半径故两球均可视为点电荷），它们之间库仑力的大小为F，使两小球相互接触后再放回相距处，则两球之间库仑力的大小变为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】接触前，根据库仑定律得
两小球接触后，两球所带电量先中和，后平分
接触后，根据库仑定律得
故选C。
3. 甲、乙、丙、丁四图中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘。下列关于坐标原点O处电场强度的说法中正确的是（ ）
A. 图甲与图丙场强相同
B. 图乙与图丁场强相同
C. 四图中O处电场强度大小关系为
D. 乙、丙两图中O处电场强度的大小关系为
【答案】D
【解析】
【详解】设带电圆环在O点产生的场强大小为E。甲图中原点O处电场强度大小为E；根据对称性和场强叠加原则可知，乙图中坐标原点O处电场强度大小等于；丙图中原点O处电场强度大小为E；丁图中坐标原点O处电场强度为0。综合以上分析，比较大小可知
，
故选D。
4. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（ ）
A. 平行板电容器的电容值将变大
B. 静电计指针张角变小
C. 带电油滴的电势能将增大
D. 若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据知，d增大，则电容减小，故A错误；
B．静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变。故B错误；
C．电势差不变，d增大，则电场强度减小，P点与上极板的电势差减小，则P点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小。故C错误；
D．电容器与电源断开，则电荷量不变，d改变，根据
知电场强度不变，则油滴所受电场力不变，故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本題共4小題，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知（ ）
A. 三个等势面中，c的电势最低
B. 带电质点在P点的电势能比在Q点的大
C. 带电质点在R点加速度方向垂直于等势面b
D. 带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由于没有给出带电质点带何种电荷，因此无法判断三个等势面电势高低，A错误；
B．若带电质点从P向Q运动，利用运动轨迹的弯曲方向可知，受力向下，电场力做正功，电势能减小，因此带电质点在P点的电势能比在Q点的大，B正确；
C．由于等势面与电场线垂直，而带电质点受力的方向与电场线平行，因此质点在R点的加速度方向垂直于等势面b，C正确；
D．在整个运动过程中，只有电场力做功，动能和电势能的和保持不变，D错误。
故选BC。
6. 如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场，之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上，整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（ ）
A. 偏转电场对三种粒子做功一样多
B. 三种粒子打到屏上时速度一样大
C. 三种粒子运动到屏上所用时间相同
D. 三种粒子一定打到屏上的同一位置，
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．带电粒子在加速电场中加速，由动能定理可知
解得
粒子在偏转电场中的时间
在偏转电场中的纵向速度
纵向位移
即位移与比荷无关，与速度无关；则可三种粒子的偏转位移相同，则偏转电场对三种粒子做功一样多，故A正确，B错误；
CD．因三粒子由同一点射入偏转电场，且偏转位移相同，故三个粒子打在屏幕上的位置一定相同；因粒子到屏上的时间与横向速度成反比；因加速后的速度大小不同，故三种粒子运动到屏上所用时间不相同，故C错误，D正确。
故选AD。
【点睛】此题考查带电粒子在电场中的偏转，要注意偏转中的运动的合成与分解的正确应用；正确列出对应的表达式，根据表达式再去分析速度、位移及电场力的功。
7. 某静电场中x轴上的电势随x坐标变化的图像如图所示，图像关于中轴对称，a、b两点到O点的距离相等，将一电荷从x轴上的a点由静止释放后粒子沿x轴运动到b点，运动过程中粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是（ ）
A. 该电荷一定带负电
B. 电荷从a到b点过程中的加速度先减小后增大
C. 从O到b，电荷的电势能减小
D. 从a到b过程中电场力对电荷先做正功，后做负功
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据沿电场线电势降低可知，aO段电场强度沿x轴正方向，电荷从x轴上的a点由静止释放后粒子沿x轴运动到b点，可知电荷在a点受到的电场力沿x轴正方向，故该电荷一定带正电，故A错误；
B．图像斜率表示电场强度，由图可知，从a到b点电场强度先减小后增大，根据牛顿第二定律
可知电荷从a到b点过程中的加速度先减小后增大，故B正确；
C．由图可知，从O到b，电势升高，电荷带正电，根据可知，电荷的电势能增大，故C错误；
D．由图可知，从a到b过程中，电势先降低后增大，电荷带正电，电场力对电荷先做正功后做负功，故D正确。
故选BD。
8. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球，系在一根长为d的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度，下列说法正确的是（ ）
A. 若小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为
B. 若将细线剪断，再将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，小球将能到达B点
C. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时机械能最大
D. 若将小球在A点由静止开始释放，则小球沿AC圆弧到达C点的速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．小球受到水平向右的电场力
合力为
方向斜向右下方，与竖直方向夹角为，设小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最小速度为v，有
联立解得
故A正确；
B．小球将在竖直方向上做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动，当竖直方向位移为0时，有
水平位移有
由牛顿第二定律
解得
x=23d>2d
故小球将不能到达B点，故B错误；
C．由功能关系知，小球机械能的变化等于除重力或弹力之外的力所做的功，小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，运动到B点时，静电力做功最多，故运动到B点时小球的机械能最大，故C正确；
D．设合力方向与电场线方向夹角为，有
解得
故将小球静止释放，小球将沿合力方向做匀加速直线运动，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：共60分。
9. 在静电场中的某点A放一个试探电荷，受到的电场力为，方向向右，则A点的场强的大小为________N/C，方向_______（填“向左”或“向右”）。如果将试探电荷q1移开，则A点的场强的大小为_______ N/C。
【答案】 ①. 100 ②. 向左 ③. 100
【解析】
【详解】[1]A点的场强的大小为
[2]电场强度方向与负电荷所受电场力的方向相反，故A点的场强的方向向左。
[3] 如果将试探电荷q1移开，则A点的场强不变，大小为。
10. 如图，在真空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂直线，C点在AB上，将一负电荷q3由无穷远处沿中垂直线移到C点的过程中，q3的电势能将_______（填“增大”、“减小”或“不变”），电势将_______（填“增大”、“减小”或“不变”），q3所受的电场力大小的变化是_______（填“增大”、“减小”、“不变”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）。
【答案】 ①. 减小 ②. 增大 ③. 先增大后减小
【解析】
【详解】[1][2]q1、q2是两个等量的正电荷，根据沿电场线电势降低，可知负电荷q3由无穷远处沿中垂直线移到C点的过程中，电势将增大，电场力做正功，其电势能将减小；
[3]q1、q2是两个等量的正电荷，根据电场的叠加可知，C点的场强为零，而无穷远处场强也为零，由无穷远处沿中垂直线移到C点的过程中，场强先增大后减小，则q3受到的电场力先增大后减小。
11. 一匀强电场的方向平行于平面，平面内、、三点的位置如下图所示，三点的电势分别为、、则点的电势为________，匀强电场的电场强度大小为_______，电场强度的方向与的夹角的正切值=_______。
【答案】 ①. 2 ②. 5 ③. 0.75
【解析】
【详解】[1]根据匀强电场中平行且相等的线段两端的电势差相等，则有
可得坐标原点处的电势为
[2][3]设场强方向与x正方向夹角为θ，则沿y轴负向
沿x轴负向
则场强
，
解得
E=5V/cm，
12. 某同学取一对带有绝缘支座导体A和B使它们接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的，做了如下的实验：如图所示，把一带正电荷的物体D移近导体A，贴在A、B导体下的金属箔片会张开，这时先把A和B分开一小段距离，然后移去D，此时导体B带_____________（填“正电”、“负电”或“不带电”），此时金属箔片张角比之前___________（填“变大”、“变小”或“不变”），之后再让导体A和B接触，金属箔片会_______________（填“张开”或“闭合”）。
【答案】 ①. 正电 ②. 变小 ③. 闭合
【解析】
【详解】[1][2]把一带正电荷的物体D移近导体A、B，由于静电感应现象，导体B的右端感应正电荷，导体A的左端感应负电荷；这时把A和B分开，然后移去D，则导体A还是带负电，导体B带正电，A、B的金属箔片仍会张开，但是电荷会分别均匀分布在整个导体A、B中，两端电荷量相对减少，所以金属箔片张角变小；
[3]由于感应起电过程中，使得导体A和导体B带有等量的异种电荷，现在再把导体A和导体B接触，它们的电荷就会中和，中和之后，导体A和导体B都不带电，金属箔片会闭合。
13. 电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛，使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化。图甲直流电源电动势E=8V、内阻不计，充电前电容器带电量为零。先使S与“1”端相连，电源向电容器充电。充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。
（1）在电容器放电过程中，通过电阻R0的电流方向_______（选填“顺时针”或“逆时针”）；
（2）乙图中阴影部分的面积S1________S2（选填“>”、“