吉林省名校联盟2024-2025学年高二上学期9月联考物理试题（Word版附解析）

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注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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. 下列关于电荷的说法正确的是（ ）
A. 密立根测得了元电荷的数值B. 摩擦起电创造了新的电荷
C. 自然界的电荷只有三种D. 物体所带的电荷量可以是任意的
【答案】A
【解析】
【详解】A．密立根通过油滴实验测得了元电荷的数值，A正确；
B．摩擦起电只是将电荷从一个物体转移到另一个物体，并没有创造新的电荷，B错误；
C．自然界的电荷只有正、负电荷两种，C错误；
D．物体所带的电荷量不可以是任意的，只能是元电荷的整数倍，D错误。
故选A。
2. 直到库仑定律发表的时候，电学才进入科学的行列。下列关于库仑定律的理解，正确的是（ ）
A. 两个不带电的小球间也可能存在库仑力
B. 两个点电荷的电荷量发生改变，它们之间的库仑力一定发生改变
C. 静电力常量有单位
D. 其他条件不变，若两个点电荷间的距离增大，则它们之间的库仑力变大
【答案】C
【解析】
【详解】A．两个不带电的小球间不可能存在库仑力的作用，故A错误；
BD．根据库仑定律
可知，点电荷的电荷量发生改变时，它们之间的库仑力不一定改变；同理可知，其他条件不变，若两个点电荷间的距离增大，则它们之间的库仑力一定变小，故BD错误；
C．静电力常量有单位，为，故C正确。
故选C。
3. 如图所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，若把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（ ）
A. 金属罩B的内表面带正电荷
B. 金属罩B的右侧外表面带正电荷
C. 验电器C的金属箔片将张开
D. 金属罩B左、右两侧电荷电性相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．金属罩B处于静电平衡状态，电荷分布在其外表面上，所以A错误；
BD．由于静电感应，使金属罩B在左侧外表面感应出负电荷，所以金属罩B的右侧外表面感应出正电荷，B正确，D错误；
C．由于静电屏蔽，金属网罩内电场强度为零，故验电器C上无感应电荷，验电器C的金属箔片不会张开，C错误。
故选B。
4. 高压输电线路的铁塔顶端有一条比下面输电线细的金属线，它的作用是（ ）
A. 提高铁塔的稳定性
B. 传输零线的电流
C. 防雷电，起到避雷针的作用
D. 作为备用线，供输电线断开时应急使用
【答案】C
【解析】
【详解】输电细线起着与避雷针相似的作用，通过放电中和周围空气中的电荷，可以防止雷击，故ABD错误，C正确。
故选C。
5. A、B两个点电荷在真空中产生的电场的电场线（方向未标出）如图所示。图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称。下列说法正确的是（ ）
A. 这两个点电荷一定是等量同种点电荷
B. 这两个点电荷一定是等量异种点电荷
C. 某正电荷从C点沿直线移动到D点所受电场力方向发生了改变
D. C点的电场强度可能比D点的电场强度小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据电场线的特点可，电场线起始于正电荷终止于负电荷，而且电荷A、B周围电场线分布情况完全一致，可知A、B是两个等量异种电荷，故A错误，B正确；
C．由图可知，中垂线MN为等势面，即CD两点电势相等，正点电荷从C点移到D点，电场力不做功，可知电场力的方向与MN垂直，即水平方向，则正电荷从C点移到D点所受电场力方向不变，故C错误；
D．根据电场线的疏密可知，C点附近电场线密集，故C点的电场强度比D点电场强度大，故D错误。
故选B。
6. 图中的平行直线表示一簇等势面。一个电荷量为6.0×10-8C的点电荷沿图中曲线从B点移动到A点，该过程中电场力做的功为（ ）
A. -6.0×10-7JB. -3.5×10-6JC. 6.0×10-7JD. 3.5×10-6J
【答案】C
【解析】
【详解】根据电场力做功的计算公式可得
故选C。
7. 两个可视为质点的带正电小球a和b用一细杆连接，放置在一个光滑的绝缘半球面内，如图所示。已知小球a、b之间的距离是球面半径的倍，两球处于平衡状态时，细杆与水平面的夹角，下列说法正确的是（ ）
A. a和b的质量之比B. a和b的质量之比
C. a和b的电荷量之比D. a和b的电荷量之比
【答案】A
【解析】
【详解】AB．如左图所示，根据几何关系可知a、b所受半球面的支持力方向垂直。将a、b和细杆整体分析如右图所示，设整体重力为Mg，根据平衡条件可得
作过O的竖直线与ab相交于P，根据力的三角形与几何三角形相似可得
联立以上四式可得
故A正确，B错误；
CD．由于a和b各自所受的三个力与其电荷量大小之间无必然联系，所以根据题给条件无法求得a和b的电荷量之比，故CD错误。
故选A。
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。
8. 在电场强度大小的匀强电场中，以O点为圆心，r为半径作一圆，a、b、c、d为圆周上四点，如图所示，在O点固定一带电荷量为-Q的点电荷，则a、b、c、d各点的合电场强度大小为（ ）
A. Ea=0B. Eb=2EC. Ed=0D. Ec=2E
【答案】BC
【解析】
【详解】由点电荷的电场强度公式可得，-Q的点电荷在a、b、c、d四点处的场强大小均为
方向分别由a、b、c、d四点沿半径指向O点，所以在a、c两点，匀强电场的方向与-Q点电荷在a、c两点产生的电场强度方向垂直，所以a、c两点合电场强度大小均为
在b点，匀强电场E的方向与-Q点电荷的电场方向相同，该点的合电场强度大小为
在d点，匀强电场的方向与-Q点电荷的电场方向相反，该点的合电场强度大小为
故选BC。
9. 如图所示，在竖直向下的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为M，最低点为N，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球从M点运动到N点的过程中，电势能增大
B. 小球从M点运动到N点的过程中，机械能减少，是因为静电力做负功
C 小球带正电
D. 小球在N点受到绳的拉力最大，在M点受到绳的拉力最小
【答案】AB
【解析】
【详解】C．小球在竖直平面内做匀速圆周运动，受到重力、静电力和细绳的拉力，所以静电力与重力平衡，则知小球带负电，故C错误；
AB．由图可知M点电势高于N点的电势，小球带负电，所以小球在M点的电势能低于N点的电势能，则小球从M点运动到N点的过程中，电势能增大，根据电场力做功与电势能变化的关系可知，电场力做负功，根据能量守恒定律可知，小球的机械能减少，故AB正确；
D．小球在竖直平面内做匀速圆周运动，拉力提供向心力，所以拉力大小不变，故D错误。
故选AB。
10. 如图所示，匀强电场中有A、B、C三点，AC⊥BC，，，一个带电荷量为的负电荷由A点移到B点，电势能增加，由B点移到C点，电场力做功。下列说法正确的是（ ）
A. 该电场的电场强度大小为1V/m
B. 电场强度方向沿着BC方向，由B指向C
C. B点的电势比A点的电势低8V
D. 带电荷量为的正电荷由A点移到C点，电势能减少
【答案】AC
【解析】
【详解】C．负电荷由A点移到B点的过程中，电势能增加，根据电场力做功等于电势能的变化得，负电荷由A点移到B点的过程中，电场力做功为，两点处的电势差
点电势比B点的电势高8V，选项C正确；
B．根据
两点处电势相等，所以连线为等势线，电场强度方向沿方向，由A指向C，选项B错误；
A．根据
联立得
选项B错误；
D．正电荷由点移到点的过程中，电场力做正功为
即电势能减少，选项D错误。
故选AC。
三、非选择题：共54分。
11. “求知”研究小组在探究平行板电容器的实验中，如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带负电，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，静电计指针偏角______（填“变大”、“变小”或“不变”），P点电势______（填“升高”、“降低”或“不变”），油滴的电势能______（填“大于”、“小于”或“等于”）零。
【答案】 ①. 变小 ②. 不变 ③. 小于
【解析】
【详解】[1]上极板下移，板间距d减小，根据
可知，场强E不变，电容器电容增大，两极板间电压变小，静电计指针张角变小。
[2]因下极板接地，电势为零，电场强度不变，P点与下极板间距不变，根据
可知P点的电势不变。
[3]油滴所受电场力与重力平衡，则电场力方向竖直向上，而根据题意知场强方向竖直向上，可知油滴带正电；下极板接地，电势为零，则P点电势为负，油滴的电势能小于零。
12. 某实验小组用如图所示的装置探究库仑力与电荷量的关系。A、B是均匀带电的塑料小球，其中A球的质量为m，用一根绝缘细线将A悬挂起来，实验时改变两小球所带的电荷量，移动B并保持A、B两球球心连线与细线垂直。用Q和q分别表示A、B的电荷量，d表示A、B球心间的距离，θ表示绝缘细线偏离竖直方向的角度，k为静电力常量，当地的重力加速度大小为g。
（1）该实验运用到实验方法是___________。
（2）关于实验，下列说法正确的是（ ）
A. 实验中两塑料小球的带电荷量必须相等
B. 两个小球不可以换成异种电荷进行实验
C. 细线的拉力随着θ角的增大而增大
D. 库仑力随着θ角的增大而增大
（3）通过实验数据得到的图像可能正确的为（ ）
A. B.
C D.
【答案】（1）控制变量法
（2）D （3）B
【解析】
【小问1详解】
该实验探究究库仑力与电荷量关系，需要控制电荷之间距离不变，所以用到的实验方法是控制变量法。
【小问2详解】
A．实验中两塑料小球所带电荷量无论是否相等都可以产生库仑斥力以完成实验，故A错误；
B．两个小球可以换成异种电荷，库仑力由斥力变为引力，将小球B放置在A的左上方同样可以进行实验，故B错误；
CD．如图所示
根据平衡条件可得
所以细线的拉力T随着θ的增大而减小，库仑力F随着θ的增大而增大，故C错误，D正确。
故选D。
【小问3详解】
根据库仑定律有
整理得
由上式可知Qq-sinθ图像为一条过原点的倾斜直线。
故选B。
13. 如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B静止在图示位置，其左侧固定着另一个带正电的小球A，已知B球的质量为m，带电荷量为q，静止时细线与竖直方向的夹角，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中（A、B可视为质点，重力加速度大小为g，静电力常量为k，，）。
（1）求此时小球B受到的电场力大小和方向；
（2）若小球A所带电荷量为Q，求A、B间的距离。
【答案】（1），A指向B；（2）
【解析】
【详解】（1）对小球B受力分析，得
解得
方向为由A指向B。
（2）由库仑定律有
解得
14. 将一带电粒子以初速度υ0沿水平方向从A点射入方向竖直向上的匀强电场中，粒子从B点飞出电场时速度方向与电场方向夹角为，电场的水平宽度为L，如图所示．不计粒子的重力。设粒子的质量为m，电荷量的绝对值为q。求
（1）该匀强电场的电场强度为多大？
（2）A、B两点的电势差UAB为多大？
【答案】（1） ；（2）
【解析】
【分析】
【详解】（1）设粒子在电场中的时间为t，水平方向
竖直方向
解得
（2）粒子逆着电场线偏转，说明粒子带负电，由动能定理
所以
15. 如图所示，为固定在竖直平面内的绝缘轨道，其中部分为倾角的倾斜轨道。部分是圆心为O、半径为R的四分之三圆弧轨道（两部分轨道相切于B点），C为圆弧轨道的最低点，空间存在方向水平向右的匀强电场，使质量为m、电荷量为q的带正电小滑块（视为质点）静止在斜面上到B点距离为的A点。现将滑块由静止释放、结果滑块经过D点后，落在斜面轨道上的F点（图中未画出）。匀强电场的电场强度大小为（g为重力加速度大小），不计一切摩擦及空气阻力。求：
（1）滑块经过C点时对轨道的压力大小N；
（2）滑块沿圆弧轨道运动过程中的最大速度；
（3）B、F两点间的距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块从A点到C点，根据动能定理有
解得
在C点，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可得滑块经过C点时对轨道的压力大小；
（2）将滑块受到重力和电场力合成一个力，等效成一个新的“重力”，其大小为
设其与水平方向的夹角为，则有
解得
即滑块沿圆弧轨道运动过程中的最大速度的位置是图中的M点，如图所示
从C点到M点，根据动能定理有
解得
（3）根据对称性原理，可知D点为等效的最高点，从C点到D点，根据动能定理有
解得
粒子从D到F点做类平抛运动，沿半径方向做匀加速直线运动，垂直半径方向做匀速直线运动，根据几何关系可知，垂直半径方向的位移为R，则有
沿半径方向，根据牛顿第二定律有
则沿半径方向的位移为
解得
故B、F两点间的距离