2024-2025学年河南省部分学校高二（上）考试物理试卷（9月）（含解析）

这是一份2024-2025学年河南省部分学校高二（上）考试物理试卷（9月）（含解析），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示，各电场中A、B两点电场强度和电势都相同的是()
A. B.
C. D.
2.在天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时，常常会被电一下。关于该过程的说法正确的是( )
A. 脱掉外衣时，由于摩擦而创造了电荷，使外衣和身体各自带上了电
B. 脱掉外衣时，电荷由于摩擦发生了转移，使外衣所带电荷量比身体多
C. 脱掉外衣后，外衣所带的电荷量可能为5.6×10−19C
D. 脱掉外衣后，手靠近金属门把手时，会使门把手靠近手的一端与手带异种电荷
3.如图所示，半径为r的两个相同金属球，两球心相距4r，若它们所带电荷量分别为+q、−q，则它们之间相互作用的静电力F的大小为()
A. F=kq24r2B. F=kq216r2
C. F>kq216r2D. F4.真空中，在与带电荷量为+q1的点电荷相距r的M点放一个带电荷量为−q2的试探电荷，此时试探电荷受到的电场力大小为F，方向如图所示。则( )
A. M点的电场强度方向与F相同
B. M点的电场强度大小为kq1r2
C. M点的电场强度大小为q2F
D. 取走试探电荷−q2，M点电场强度变为零
5.如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径AB与弦BC间的夹角为37∘。A、B两点分别放有电荷
量大小为qA、qB的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则qAqB等于(已知sin37∘=0.6,cs37∘=0.8)( )
A. 43B. 34C. 35D. 916
6.如图所示为某静电除尘装置的原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带电的尘埃仅在静电力作用下向集尘板迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点，不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，以下说法正确的是( )
A. 尘埃带正电
B. 尘埃在B点的加速度小于在A点的加速度
C. 尘埃由A运动到B的过程中，速度一直增大
D. 尘埃由A运动到B的过程中，电势能先减少后增加
7.如图甲所示，在一个点电荷Q的电场中，x轴与它的某一条电场线重合，已知坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.4m和0.8m。现在A、B两点分别放置带正、负电的试探电荷，得到其受到的静电力大小与电荷量绝对值的关系图线a、b如图乙所示。已知两试探电荷所受静电力的方向均与x轴正方向相同，则( )
A. 点电荷Q带正电B. A、B两点的电场强度大小之比为3:1
C. 点电荷Q可能位于A点左侧D. 点电荷Q所在位置的坐标为0.5m
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.下列物理量中，与放入电场中的试探电荷有关的是()
A. 电势差B. 电场力C. 电势D. 电势能
9.三条等势线如图所示，其中A、B两点在同一等势线上，下列说法正确的是( )
A. 电子在A点的电势能为−10J
B. 电子从A点移动到C点跟从B点移动到C点，电场力所做的功相等
C. 电子从A点移动到C点，电场力所做的功为6eV
D. 电子从A点移动到C点，电势能增加4eV
10.如图所示，A、B、C、D是边长为L的正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量均为q的正点电荷，在B点放了某个未知点电荷q′后，恰好D点的电场强度等于0。下列说法正确的是( )
A. 未知电荷可能带正电
B. 未知电荷的电荷量q′=2 2q
C. 未知电荷受其他两电荷的静电力的合力大小为2kq2L2
D. 未知电荷从B点沿BD连线运动到D点的过程中，电势能先减少后增加
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.如图所示，金属圆片A、B(均可视为点电荷)固定在两个轻质绝缘支架上，固定支架、下支架放在电子秤检测台面上，上支架等距贴上红色纸圈作为距离标尺，再穿过固定支架的小孔(不与固定支架接触)。
(1)为了方便直观知道静电力大小，首先将电子秤的示数归零。
(2)用起电机让A、B两金属圆片带上相同的电荷量，调整二者之间的正对距离d，读出电子秤的示数m，便可得到B对A的静电力F的大小，则F=_______(已知当地重力加速度为g)。(用已知和测量物理量的字母表示)
(3)保持A、B两金属圆片的电荷量不变，把二者的距离d增大，通过读取电子秤示数m，便可得到每次B对A的静电力F的大小，利用所测数据描点作图，发现F−__________(选填“d2”“1d2”或“1d”)图像为过原点的直线，由此说明在电荷量不变的情况下，两点电荷之间的静电力与________。
12.小明学习静电现象时，做了以下实验：
(1)如图甲所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片均是闭合的。先把带正电荷的物体C移近导体A，B导体的金属箔片__________；接着保持C位置不动，用手摸一下导体B，然后移走B，B导体的金属箔片__________。(均选填“张开”或“闭合”)
(2)用金属网把验电器罩起来，再使带电荷量为+Q的金属球(可看成点电荷)靠近验电器，如图乙所示，箔片_______(选填“张开”或“闭合”)，分析可知，当达到静电平衡时(已知静电力常量为k)，金属网内与点电荷相距r处D点的电场强度大小为_______。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，电荷量为q、质量为m的带正电小球(可视为点电荷)，用轻质不可伸长的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，细线长为L。假设电场区域足够大，静止时细线与竖直方向夹角为θ，小球在运动过程中电荷量始终保持不变，重力加速度为g。
(1)求匀强电场电场强度的大小E；
(2)若剪断细线，求小球运动时间t后的速度大小v。
14.把带电荷量为2×10−8C的正点电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功9×10−6J，若把该电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功3×10−6J，取无限远处电势为零。求：
(1)A、B两点的电势差；
(2)B点的电势；
(3)把2×10−5C的负电荷由B点移到无限远处，电场力做的功。
15.如图所示，竖直平面内光滑绝缘直杆ABC与水平面的夹角θ=30∘，在O点处固定一正点电荷(电荷量未知)，O点到B、C两点的距离相等。现将质量m=0.08kg、电荷量q=−4×10−3C、套在杆上的带负电小球从A点由静止开始释放。已知A、C两点间的距离d=2.0m,B、C两点间的距离x=1.6m，小球沿杆下滑到B点时的速度大小为3m/s，取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。
(1)求由A到B过程中，电场力对小球做的功WAB；
(2)求小球滑到C点时的速度大小vC；
(3)若规定A点的电势为零，求B点的电势φB。
答案解析
1.C
【解析】A.该图中A、B两点电势相等，场强大小相等，方向不相同，故A错误；
B.该图中A、B两点电势不相等，场强大小相等，方向相同，故B错误；
C.该图中A、B两点电势相等，场强大小相等，方向相同，故C正确；
D.该图中A、B两点电势不相等，场强大小不相等，方向不相同，故D错误。
故选C。
2.D
【解析】AB.脱掉外衣时，由于摩擦使电荷发生转移，并不是创造了电荷，从而使外衣和身体各自带上了等量异种电荷，故AB错误；
C.任何带电体所带的电荷量一定为元电荷的整数倍，故C错误；
D.脱掉外衣后，手靠近金属门把手时，由于感应起电，会使门把手靠近手的一端与手带异种电荷，故D正确。
故选D。
3.C
【解析】它们所带电荷是异种电荷，则相互吸引，电荷间距小于4r，因此库仑力F>kq216r2
故选C。
4.B
【解析】A.M点的电场强度方向与F相反，故A错误；
B.M点的电场强度大小为E=kq1r2
故B正确；
C.M点的电场强度大小为E=Fq2
故C错误；
D.取走试探电荷，M点电场强度不变，故D错误。
故选B。
5.B
【解析】根据题意可知两电荷为异种电荷，设 qA 为正电荷， qB 为负电荷，两电荷在C点的场强如图所示
设圆的直径为 d ，根据几何知识可得rAC=35d ， rBC=45d
同时有
EA=kqArAC2 ， EB=kqBrBC2
tan37∘=EBEA
联立解得qAqB=34
故选B。
6.B
【解析】A.由尘埃的运动轨迹与受力特点可知，尘埃在A点所受电场力的方向应沿电场线的切线方向指向左上方，与电场强度方向相反，所以尘埃带负电，故A错误；
B.由电场线的分布图可知，A点的场强比B点的大，则尘埃在B点的加速度小于在A点的加速度，故B正确；
CD.尘埃由A运动到B的过程中，电场力方向与速度方向夹角先为钝角，后为锐角，则电场力先做负功后做正功，尘埃的电势能先增大后减小，根据能量守恒定律可知，动能应先减小后增大，所以速度先减小后增大，故CD错误。
故选B。
7.D
【解析】AC.由于两试探电荷所受静电力的方向均与x轴正方向相同，所以A点电场强度方向沿x轴正方向，B点电场强度方向沿x轴负方向，由此可知，点电荷Q应位于AB间，且应为负电荷，故AC错误；
B.由图像可知
Ea=Faq=30.1N/C=30N/C
Eb=Fbq=10.3N/C=103N/C
所以EaEb=Faq=91
故B错误；
D.根据
Ea=kQ(x−0.4)2
Eb=kQ(0.8−x)2
解得x=0.5m
故D正确。
故选D。
8.BD
【解析】A.电势差是电场本身的性质，与试探电荷和零势能面的选取都没有关系，故A错误；
B.电场力是指带电粒子在电场中的受力，与试探电荷有关，故B正确；
C.电势描述的是电场能的性质，只与电场有关，故C错误；
D.电势能是指带点粒子在电场中某位置所具有的能量，与试探电荷有关，故D正确。
故选BD。
9.BD
【解析】A.由于A点电势为10V，所以电子在A点的电势能为−10eV，故A错误；
B.由于A、B在同一等势线上，电势相等，所以电子从A点移动到C点跟从B点移动到C点，电场力所做的功相等，故B正确；
CD.电子从A点移动到C点，电场力所做的功为W=q(φA−φC)=−4eV
根据功能关系可得ΔEp=−W=4eV
即电势能增加4eV，故C错误，D正确。
故选BD。
10.BD
【解析】A.A点电荷在D点的场强方向沿AD方向，C点电荷在D点的场强方向沿CD方向，D点的合场强方向沿BD方向，故B点放的未知电荷在D点的场强方向沿DB方向，故B点放的未知电荷带负电，故A错误；
B.A点和C点电荷在D点的场强大小为E=kqL2
则合场强为
E合= 2E2= 2kqL2 B点放的未知电荷在D点的场强大小为E′=kq′( 2L)2
又E合=E′
得q′=2 2q
故B正确；
C.未知电荷受其他两电荷的静电力的合力大小为F合= 2F2=4kq2L2
故C错误；
D.未知电荷从 B 点沿 BD 连线运动到 D 点的过程中，电场力先做正功后做负功，电势能先减少后增加，故D正确。
故选BD。
11. mg 1d2 距离的平方成反比
【解析】(2)[1]金属片不带电时，电子秤示数为零，当A、B两金属圆片带上相同的电荷量，由于同种电荷互相排斥，静电力为F=mg
(3)[2][3]根据库仑定律，有F=kq1q2d2
电荷量不变的情况下，静电力与距离的平方成反比， F−1d2 图像为过原点的直线。
12.(1) 张开 张开
(2) 闭合 0

【解析】(1)[1]起初导体A和B不带电，先把带正电荷的物体C移近导体A，发生静电感应现象，则A端带负电，B端带正电，金属箔片张开；
[2]接着保持C位置不动，用手摸一下导体B，导体、人和大地形成了新的巨大导体，此时A端和B端都是近端，都带负电，此时远端在地球另一端，带正电，然后移走B，B带负电，则B导体的金属箔片张开。
(2)[1][2]根据静电屏蔽原理可知，由于金属网的静电屏蔽使得金属网内场强为0，验电器的金属球不带电，验电器的金属箔片闭合。当达到静电平衡时(已知静电力常量为 k) ，金属网内与点电荷相距 r 处 D 点的电场强度大小为0。
13.(1)小球静止时，受水平向右的电场力、竖直向下的重力和细线的拉力作用。由平衡条件可得qE=mgtanθ
得匀强电场电场强度的大小为E=mgtanθq
(2)若剪断细线，小球受到的电场力及重力不变，合力大小为F合=mgcsθ
方向沿细线方向向下，加速度大小为a=F合m=gcsθ
小球将沿细线方向向下做匀加速直线运动，运动时间t后的速度大小v=at=gtcsθ

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.(1) A、B 两点的电势差UAB=WABq=3×10−62×10−8V=150V
(2)A点与无限远处电势差φA∞=9×10−62×10−8V=450V
取无限远处电势为零，则A点电势
φA=450V B 点的电势φB=450V−150V=300V
(3)B点与无限远处电势差φB∞=300V
把 2×10−5C 的负电荷由 B 点移到无限远处，电场力做的功W=qφB∞=−2×10−5×300J−=6×10−3J

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.(1)小球从A运动到B的过程中，根据动能定理有
WAB+mgxABsinθ=12mvB2
xAB=d−x
解得WAB=0.2J
(2)小球从A运动到C的过程中，根据动能定理有WAB+WBC+mgdsinθ=12mvC2
根据点电荷电场的特点可知
UBC=0
WBC=qUBC=0
解得vC=3m/s
(3)根据
WAB=0.2J
WAB=qUAB
UAB=φA−φB
得φB=50V

【解析】详细解答和解析过程见【答案】