2024-2025学年福建省龙岩市第二中学东山校区高二（上）开学考物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年福建省龙岩市第二中学东山校区高二（上）开学考物理试卷（含解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.“通草球”是五加科植物通脱木的茎髓。秋天取茎，放置干燥处晾干，将其茎髓制成小球。这种小球密度很小，且绝缘，过去常用来做静电实验。现在这种东西较少见，一般中药店里有售。在图中，两个通草球甲和乙悬挂在支架上，彼此吸引。关于该现象判断正确的是( )
A. 甲小球一定带了电B. 乙小球一定带了电
C. 两个小球中有一个可能不带电D. 甲、乙小球可能带有同种电荷
2.把试探电荷+q放在电场中P点，受到电场力大小为F，下列说法正确的是( )
A. P处电场强度大小为E=qF
B. 若放在P点的试探电荷的电荷量减半，则P点场强减半
C. 若P点没有试探电荷，则P点的场强为零
D. 该试探电荷在P点的受力方向与该点的场强方向相同
3.如图，同一直线上的三个点电荷a、b、c，电荷量分别为q1、q2、q3，已知a、b间距离小于b，c间距离，仅在彼此间的静电力作用下，三个点电荷均处于平衡状态，下列说法正确的是( )
A. 三个点电荷可能均为正电荷B. 若a为正电荷，则b、c均为负电荷
C. 点电荷电荷量的绝对值满足q14.将带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内，另一带负电的小球B向C靠近，结果将( )
A. A向左偏离竖直线，B向右偏离竖直线B. A位置不变，B向右偏离竖直线
C. A向左偏离竖直线，B的位置不变D. A和B的位置都不变
5.如图所示为某静电除尘装置的电场线分布示意图.图中虚线是某一带电的烟尘微粒(不计重力)在电场力作用下向集尘板迁移的轨迹，a、b是轨迹上的两点，对该烟尘微粒，下列说法正确的是( )
A. 烟尘微粒带负电
B. a点的电势大于b点的电势
C. 烟尘微粒在a点的电势能小于在b点的电势能
D. 烟尘微粒在a点的加速度大小等于在b点的加速度大小
6.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布着总电荷量为q的正电荷，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=3R，已知M点的电场强度大小为E，静电力常量为k，则N点的电场强度大小为
A. 2kq9R2−EB. kq4R2+EC. kq2R2+ED. kq2R2−E
二、多选题：本大题共5小题，共25分。
7.关于电场，下列说法正确的是( )
A. 电场是物质存在的一种形式
B. 电场力一定对正电荷做正功
C. 电场线是实际存在的线，反映电场强度的大小和方向
D. 静电场的电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面
8.如图所示，A，B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体，起初都不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是( )
A. 把C移近导体A时，A，B上的金属箔片都张开
B. 把C移近导体A，先把A，B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开
C. 把C移近导体A，先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开
D. 把C移近导体A，先把A、B分开，再把C移走，最后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合
9.如图甲所示为某电场中的一条电场线，一电子只在电场力的作用下从A点到B点运动的速度−时间图象如图乙所示，则下列分析正确的是( )
A. 该电场线可能是负点电荷的电场线B. 该电场线可能是正点电荷的电场线
C. A点的电势比B点的低D. A点的电场强度比B的点大
10.如图甲所示，两个等量同种电荷P、Q固定于光滑绝缘水平面上，电荷量q=+1×10−3C、质量m=0.02kg的小球在该平面上从a点由静止释放，沿中垂线运动到电荷连线中点O，其v−t图像如图乙中图线①所示，其中b点处为图线切线斜率最大的位置，图中②为过b点的切线，则下列说法正确的是( )
A. P、Q带异种电荷B. 带电小球运动到O点时动能最大
C. a到O过程加速度一直减小D. b点的场强E=30V/m
11.如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则( )
A. 此电场线是由带正电的点电荷产生的
B. 两个粒子的电势能都减小
C. N点的电场强度大于P点的电场强度，而P点没有电场线，所以P点的电场强度为零
D. a的加速度减小，b的加速度增加
三、填空题：本大题共4小题，共27分。
12.如图所示，一带正电的导体球M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上。当小球N静止时，丝线与竖直方向成θ角，由此推断小球N带______(选填“正”或“负”)电荷。若把导体球M向右移动一小段距离，则丝线与竖直方向的夹角θ将______(选填“变大”或“变小”)。
13.如图所示，两个不带电的金属导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。现把带正电的小球C靠近导体A，贴在A、B下部的金属箔片都张开，此时A端________，B端________(选填“带正电”、“带负电”或“不带电”)。这时手持绝缘柱把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔片都将处于__________状态。(选填“张开”或“闭合”)
14.长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于________，方向为________．
15.如图所示，两个可视为质点的金属球A、B质量都是m，带电荷量分别为+2q和−q，用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住A悬挂于O点而保持平衡。重力加速度为g，则连接OA的细线张力是______，连接AB的细线张力是______。
四、计算题：本大题共3小题，共24分。
16.如图所示，直角三角形ABC的∠B为直角，∠A=30°，直角边BC=a。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+Q(Q>0)，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。
(1)判断固定在B点的点电荷的电性；
(2)求固定在A点的点电荷在C点产生的电场强度的大小E1；
(3)求C点的电场强度大小E。
17.如图甲所示，电荷量为q=1×10−4的带正电的小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在方向沿水平向右的电场，电场强度E的大小与时间t的关系如图乙所示，物块运动速度v与时间t的关系如图丙所示，取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)物块的质量；
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数；
(3)物块运动4s过程中；其电势能的改变量；
18.如图所示，光滑水平面上竖直固定有一半径为R的14光滑绝缘圆弧轨道BC，水平面AB与圆弧BC相切于B点，O为圆心，OB竖直，OC水平，空间有水平向右的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电绝缘小球自A点由静止释放，小球沿水平面向右运动，AB间距离为2R，匀强电场的电场强度E=mgq，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
(1)小球从A点开始到达B点的过程中电场力做的功；
(2)小球从A点开始到达C点的过程中，小球的电势能变化了多少；
(3)小球从A点开始到达C点的过程中对轨道的最大压力。
答案解析
1.C
【解析】同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，同时，带电物体还可吸引轻小物质，故甲乙两个小球可能带异种电荷，也可能一个带电，一个不带电，故C正确，ABD错误。
2.D
【解析】A.P处电场强度大小为E=Fq，故A错误；
BC.电场强度与试探电荷无关，若放在P点的试探电荷的电荷量减半，则P点场强不变，若P点没有试探电荷，P点的场强仍不变，故BC错误；
D.该试探电荷为正电荷，所以在P点的受力方向与该点的场强方向相同，故D正确。
3.C
【解析】AB、根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，所以三个点电荷不可能均为正电荷，若a为正电荷，则b为负电荷，c为正电荷，故AB错误；
CD、根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，距离上“近小远大”，根据题意a、b之间的距离小于b、c之间的距离，所以点电荷电荷量的绝对值满足|q1|>|q2|、|q1|<|q3|，故C正确，D错误。
4.B
【解析】解：A在空心金属球内，由于静电感应，使得C外表面带正电，B、C相互吸引，所以B向右偏，而金属空腔可以屏蔽外部电场，所以B的电荷对空腔C的内部无影响，所以A位置不变。
B靠近C时，改变的是C外表面的电荷分布，但对于C内部空间的电场可认为没有影响，这也就是平时说的静电屏蔽。故 B正确，ACD错误。
故选：B。
5.A
【解析】A.根据题意可知电场力大致向右，电场强度向左，所以粒子带负电，故A正确；
B.过a点、b点分别作等势线，沿着电场线电势降低，所以a点的电势小于b点的电势，故B错误；
C.电势能Ep=qφ，烟尘微粒带负电，φa<φb，所以烟尘微粒在a点的电势能大于在b点的电势能，故C错误；
D.电场线越密集，电场强度越大，微粒在a点受电场力大，所以微粒在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小，故D错误。
故选A。
6.A
【解析】若将带电量为2q的球面放在O处，均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场，则在M、N点所产生的电场为：E=k2q3R2=2kq9R2，由题知当半球面在N点产生的场强为E，则M点的场强为：E′=2kq9R2−E，故A正确，BCD错误。
7.AD
【解析】解：A、电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质，故A正确；
B、如果电场力方向与正电荷运动方向相反，电场力对正电荷做负功，故B错误；
C、电场线是人为假想的曲线，实际并不存在，故C错误；
D、电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面，等势面与电场线垂直，即电场线与等势面垂直；沿着电场线电势越来越低，即电场线由电势高的等势面指向低的等势面，故D正确。
故选：AD。
电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质，电场这种物质与通常的实物不同，它不是由分子原子所组成，但它是不依赖于我们的感觉而客观存在的；等势面与电场线垂直，沿着电场线电势越来越低．电场线与等势面垂直．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，沿电场线的方向，电势降低。
8.AB
【解析】A.把C移近导体A时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，由此可知A端带负电，B端带正电，故A、B上的金属箔片都张开，A正确；
B.把C移近导体A时，由以上分析可知AB两端带异种电荷，再把A、B分开，然后移去C，由于A上带负电荷，B带正电荷，电荷不能中和，故A、B上的金属箔片仍张开，B正确；
C.先把C移走，A、B电荷恢复原状，A、B两端都不带电，若再把A、B分开，A、B上的金属箔片不会张开，C错误；
D.由以上分析可知，把C移近导体A，先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，整体不再显电性，故A、B上的金属箔片不会张开，D错误。
故选AB。
9.BD
【解析】C.电子从A到B的过程中，速度减小，动能减小，则可知电场力做负功，故电势能增加；电子带负电，所以从A到B电势降低，故A点的电势比B点的高，电场线的方向由A指向B，故C错误；
D.速度−时间图象的斜率等于加速度，则由图可知，电子的加速度逐渐减小，所受电场力逐渐减小，由F=Eq可知，A点的场强大于B点场强，故D正确；
AB.由以上的分析可知，A点的电势高，电场强度也大，结合点电荷的电场的特点可知，若该电场线是点电荷发出的，点电荷一定在A的左侧，沿电场方向由A指向B，则点电荷为正电荷，故A错误，B正确。
故选BD。
10.BD
【解析】A.带正电的小球从a点由静止释放，向上做加速运动，带正电的小球受到向上的电场力，则a连线上的电场竖直向上，故P、Q带等量负电荷，A错误；
B.从a点到点小球一直加速，带电小球运动到点时动能最大，B正确；
C. v−t 图像中，图线的斜率表示加速度，所以小球从a到过程加速度先增大后减小，C错误；
D.b点的加速度
a=ΔvΔt=1.5m/s2
则
F=ma=0.03N
电场强度大小为
E=Fq=30V/m
D正确。
故选BD。
11.BD
【解析】解：A.由于不知道电场线的方向，两个带电粒子的电性也不知道，故不能确定此电场线是由带正电的点电荷产生的，还是由带负电的点电荷产生的，故A错误；
B.两个带电粒子受到的电场力方向沿电场线指向轨迹的凹侧，如图所示
可知电场力方向与速度方向的夹角均小于90°，电场力对两粒子均正功，故两个粒子的电势能都减小，故B正确；
C.根据电场线的疏密程度可知，N点的电场强度大于P点的电场强度，但P点的电场强度不为零，故C错误；
D.从a粒子运动轨迹可知，电场强度越来越小，电场力越来越小，故加速度越来越小，从b粒子运动轨迹可知，电场强度越来越大，电场力越来越大，故加速度越来越大，故D正确。
故选：BD。
物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧；电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小。物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧。根据电场力做功来判断动能的变化。
该类题目首先根据物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧判断出电场力的方向，然后再进行其他步骤的判定。加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题。
12.正；变小。
【解析】解：小球M与N相互排斥，M、N带同种电荷，M带正电，N也带正电；
小球N受重力mg，绳的拉力，库仑力F，绳与竖直方向夹角为：tanθ=Fmg，库仑力为：F=kQqr2，由于导体球M向右移动一小段距离，r增大，则库仑力变小，偏角变小，即角θ变小。
故答案为：正，变小。
根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，即可判定小球电性；再对小球受力分析，其受重力，绳的拉力，库仑力，进而得到夹角的变化。
点掌握库仑力表达式，其次是正确表示角度，尽量用重力，不要用绳的拉力来表示。
13. 带负电 带正电 张开
【解析】[1] [2]现把带正电的小球C靠近导体A，导体A、B中的电子在小球C库仑引力的作用下向A移动，A有多余的电子带负电，B带正电，所以贴在A、B下部的金属箔片都张开，此时A端带负电，B端带正电；
[3]这时手持绝缘柱把A和B分开，A带负电，B带正电，然后移去C，A仍然带负电，B仍然带正电，贴在A、B下部的金属箔片由带电都将处于张开状态。
14.kq(R+l2)2 ；向左。
【解析】当导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小与一带电量为+q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，则棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度为 E=kq(R+l2)2，方向水平向左。
故答案为：kq(R+l2)2 ；向左。
15.2mg mg−k2q2L2。
【解析】解：以整体为研究对象，受力分析可知受重力2mg，连接0A的细线张力为T，有平衡条件得：
T=2mg；
库仑力为：F=k2q2L2，
则连接AB的细线拉力T′=mg−k2q2L2。
故答案为：2mg；mg−k2q2L2。
两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，根据平衡条件可求得细线的拉力。
以−q球为研究对象，分析受力，根据平衡条件可求得细线的拉力
本题要灵活运动隔离法和整体法对物体进行受力分析。运用整体法时，由于不分析两球之间的相互作用力，比较简便。
16.解：(1)由C点正试探电荷受到的电场力平行于AB指向右方，根据电荷间相互作用规律和力的合成可知，固定在B点的点电荷带负电。
(2)根据几何关系可知AC=2a
根据库仑定律结合电场强度定义式可知，A点的点电荷在C点产生的电场强度的大小为：
E1=kQAC2
解得：E1=kQ4a2
(3)根据题意可知，C点的电场强度方向平行于AB向右，矢量合成图如图所示，根据几何关系可知：
cs30°=EE1
解得E= 3kQ8a2

【解析】(1)根据库仑定律结合矢量合成的特点得出B点点电荷的电性；
(2)根据场强的计算公式得出场强的大小；
(3)根据场强的计算公式，结合几何关系得出C点场强的大小。
本题主要考查了场强的叠加问题，熟悉场强的计算公式，结合几何关系即可完成分析。
17.(1)在2秒到4秒内物块做匀速直线运动qE2=μmg
在前2秒物块的加速度为a=ΔvΔt=42m/s2=2m/s2
由牛顿第二定律得qE1 ​−μmg=ma，
解得m=1kg
(2)在2秒到4秒内物块做匀速直线运动qE2=μmg
则有μ=0.4
(3)由题意可得，由图像得前2秒内的位移为x1=12×2×4m=4m
在2秒到4秒内物块的位移x2=4×2m=8m
则电场力的功为W=qE1x1+qE2x2
代入数据解得W=56J，则电势能减少了56J
答：(1)物块的质量为1kg；
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数为0.4；
(3)物块运动4s过程中；其电势能减少了56J；
【解析】(1)速度时间图象的斜率表示加速度，再由牛顿第二定律可得出物块的质量；
(2)在2秒到4秒内物块做匀速直线运动，根据受力分析解得；
(3)再由位移公式得出位移大小，最后由恒力功表达式即可求解。
本题考查电场力做功与电势能，解题关键注意v−t图像面积代表位移，斜率代表加速度。
18.(1)小球从A点开始到达B点的过程中电场力做的功为
W=qEx=q×mgq×2R=2mgR
(2)小球从A点开始到达C点的过程中，根据功能关系可知
WAC=qE⋅2R+R=−ΔEp
解得
ΔEp=−3mgR
即小球的电势能减少了3mgR。
(3)小球在光滑绝缘圆弧轨道上运动时，设电场力与重力的合力与竖直方向的夹角为 θ ，则有
tanθ=qEmg=1
可得
θ=45∘
可知当小球运动到圆弧轨道的中点时，小球的速度最大，根据动能定理可得
qE2R+Rsin45∘−mgR−Rcs45∘=12mvm2−0
根据牛顿第二定律可得
FN−mgcs45∘−qEsin45∘=mvm2R
联立解得
FN=2+3 2mg
根据牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小为 2+3 2mg ，方向与竖直方向成45°角斜向右下。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】