2022-2023学年黑龙江省哈尔滨市剑桥第三中学高二上学期开学考试物理试题含解析

2021级高二上学期（物理）开学测试

（考试时间：50分钟：试卷满分：100分）

一、单项选择（每题6分）

1. 下列选项中，属于理想模型是（　　）

A. 电阻 B. 电压 C. 电场线 D. 元电荷

【答案】C

【解析】

【详解】建立理想化模型的一般原则是首先突出问题的主要因素，忽略问题的次要因素。物理学是一门自然学科，它所研究的对象、问题往往比较复杂，受诸多因素的影响有的是主要因素，有的是次要因素。为了使物理问题简单化，也为了便于研究分析，我们往往把研究的对象、问题简化，忽略次要的因素，抓住主要的因素，建立理想化的模型如质点、电场线、磁感线、理想气体、点电荷等。
则电阻、电压和元电荷都不是理想模型；电场线是理想模型。

故选C。

2. 下列关于电荷的说法中正确的是（　　）

A. 电子和质子就是元电荷

B. 只有所带电荷量很小才能被视为点电荷

C. 点电荷所带电荷量一定是元电荷的整数倍

D. 点电荷、元电荷、检验电荷是同一概念的不同名称

【答案】C

【解析】

【详解】A．质子和电子为实物粒子，它们所带的电荷量的大小为元电荷，A错误；

B．由带电体看作点电荷的条件，当带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状以及带电量无具体关系，B错误；

C．元电荷是电量的最小值，是一个电量的单位，不管物体的大小能不能忽略，物体的带电量一定是元电荷的整数倍，C正确；

D．元电荷是最小的带电量，点电荷是理想化模型，D错误。

故选C。

3. 一个带电体所带的电量可能是（  ）

A. 1.5×10－19 C B. 3.2×10－18 C C. 3.3×10－19 C D. 4.7×10－19 C

【答案】B

【解析】

【详解】最小的电荷量是，我们把这个最小的电荷量叫做元电荷，任何物体的带电量都是元电荷或是元电荷的整数倍，由于是的整数倍，所以B是可能的。

故选B。

4. 关于摩擦起电和感应起电，下列说法正确的是（　　）

A. 摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生新电荷

B. 感应起电是因为电荷的转移，摩擦起电是因为产生新电荷

C. 不论是摩擦起电还是感应起电都是因为电荷的转移

D. 不论是摩擦起电还是感应起电都是因为产生新电荷

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】根据电荷守恒定律，摩擦起电和感应起电都是因为电荷的转移，没有产生新电荷。

故选C。

5. 如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，下列说法正确的是（　　）

A. S闭合前，a端带正电，b端带负电

B. S闭合前，a端带负电，b端带正电

C. S闭合后，a端带正电，b端带负电

D. S闭合后，a端带负电，b端带正电

【答案】B

【解析】

【详解】AB．S闭合前，靠近A的a端会感应出负电，远离A的b端会感应出正电，故A错误，B正确；

CD．S闭合后，电子会从大地流入导体与b端的正电荷中和，此时a端带负电，b端不带电，故CD错误。

6. 真空中有两个完全相同的均匀带电金属小球（可视为点电荷），带电量分别为-Q和+3Q，将它们放在相距为的两点，它们之间库仑力的大小为F；若将它们接触一下，再放回原来的位置，它们之间库仑力的大小是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】由库伦定律可得

当它们接触后电荷要先中和再均分，故电荷量都变为Q，则库仑力为

故B正确，ACD错误。

故选B。

7. 关于库仑定律，下列说法正确的是（　　）

A. 库仑定律适用于点电荷，体积很大的带电体都不能看做点电荷

B. 根据库仑定律，当两个带电体间的距离r→0时，库仑力将趋向无穷大

C. 库仑定律和万有引力定律的表达式很相似，它们都是与距离平方成反比例的定律

D. 若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力

【答案】C

【解析】

【详解】A．库仑定律适用于点电荷，当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷，与带电体的体积没有必然的联系，故A错误；

B．当两个带电体间的距离r→0时，带电体不能看成点电荷，库伦定律不再适用，故B错误；

C．库仑定律和万有引力定律的表达式分别为

可知它们都是与距离平方成反比例的定律，故C正确；

D． q1对q2的静电力与q2对q1的静电力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D错误。

故选C。

8. 两个带电小球静止时细线与竖直方向的夹角分别为α、β，两球在同一水平面上，A、B两小球的质量与电量分别为m1、q1，m2、q2，若α>β，则（　　）

A. m1受到的库仑力大于m2受到的库仑力

B. m1受到细线的拉力大于m2受到细线的拉力

C. q1＜q2

D. m1＜m2

【答案】D

【解析】

【详解】A．由牛顿第三定律可知，m1受到的库仑力大小等于m2受到的库仑力大小，A错误；

B．对m1受力分析可得，其受到的细线的拉力为

对m2受力分析可得，其受到的细线的拉力为

又

α>β

即m1受到细线的拉力小于m2受到细线的拉力，B错误；

CD．对m1受力分析可得

对m2受力分析可得

又

α>β

可得

由于两者的库仑力大小相等，方向相反，两者的电荷量无法比较，C错误，D正确。

故选D。

9. A、B、C三点在同一直线上，AB:BC=1:2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷．当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放电荷量为-2q的点电荷，其所受电场力为          （      ）

A. -F/2 B. F/2 C. -F D. F

【答案】B

【解析】

【详解】设AB的距离为r，在A处放电荷量为＋q的点电荷，在B处放电荷量为Q的点电荷，据库仑定律有：；移去A处电荷，在C处放－2q的点电荷，该电荷受到的电场力为：，据同种电荷相斥，异种电荷相吸可知，两力方向相同．故选项B正确．

二、多项选择（每题6分）

10. 光滑绝缘水平面上有三个带电小球（均可视为点电荷）、、，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下保持静止状态。若、之间的距离小于、之间的距离.则以下说法正确的是（　　）

A. 对的静电力一定是引力

B. 对的静电力一定是引力

C. 三个小球所带电荷量的大小关系是

D. 三个小球所带电荷量的大小关系是

【答案】BC

【解析】

【详解】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a、c一定为同种电荷即两荷间一定为排斥力，所以a、c和b的电性相反，即a对b的静电力一定是引力，故B正确，A错误；

CD．同时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”，“近小远大”，所以

故C正确，D错误。

故选BC。

11. 如图所示，A、B两带电小球通过绝缘细线连接，跨过光滑斜面顶端定滑轮放置，平衡时小球均处于静止状态，A、B小球在同一水平线上，OA长为L且与竖直方向的夹角为30°，已知A的质量为m，带电荷量为+q，斜面与水平方向的夹角也为30°，静电力常量为k，则（   ）

A. A、B小球间的库仑力大小为

B. 斜面对B的支持力大小为

C. 细线对B的拉力大小为

D. B小球所带电荷量大小为

【答案】AB

【解析】

【详解】AC.以A为研究对象，受力分析如图甲所示，

沿x轴有FTcos30°=mg，

沿y轴有，

解得细线的拉力，，

所以选项A正确，C错误；

D.根据几何关系可知A、B间距离为2L，根据库仑定律有，又，

解得，所以选项D错误；

B.对B受力分析，如图乙所示，，，，

解得，所以选项B正确．

12. 如图，光滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环A、B电荷量均为q，质量均为m，用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环，并系于结点O．在O处施加一水平恒力F使A、B一起加速运动，轻绳恰好构成一个边长为l的等边三角形，则（     ）

A. 小环A的加速度大小为

B. 小环A的加速度大小为

C. 恒力F大小为

D. 恒力F的大小为

【答案】BC

【解析】

【详解】设轻绳的拉力为T，则对A有：，，联立解得：，故B正确，A错误；把AB看成一个整体有：，故C正确，D错误．所以BC错误，AD正确．

三、计算题

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，若固定的带正电的小球的电荷量为，B球的质量为，带电荷量为，，和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求：

（1）AB间库仑力多大；

（2）、B两球间的距离。

【答案】（1）间库仑力为；（2）、两球间的距离为

【解析】

【详解】（1）对B受力分析，如图

根据平衡条件有

（2）根据库仑定律有

联立解得

14. 甲、乙两导体球，甲球带有4.8×10－16C的正电荷，乙球带有3.2×10－16C的负电荷，放在真空中相距为10cm的地方，甲、乙两球的半径远小于10cm。（结果保留三位有效数字）

（1）试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力？

（2）将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，其作用力能求出吗？是斥力还是引力？

（3）如果两个导体球完全相同，接触后放回原处，两球之间的作用力如何？

【答案】（1）138×10-19N，引力；（2）不能，斥力；（3）5.76×10-21N，斥力

【解析】

【详解】（1）甲、乙两球的半径均远小于10cm，所以甲、乙两球可以看作点电荷，由库仑定律

两球带异种电荷，它们之间的作用力为引力。

（2）若甲、乙为两个体积不同的导体球，则接触再分离后，两球都带正电，但无法知道两球所带电荷量的大小，故两球之间作用力是斥力，但不能求出两球间的作用力。

（3）如果两个导体球完全相同，接触后则电荷先中和后平分，每个小球带的电荷量均为

放回原处后，根据库仑定律可得

两球均带正电荷，它们之间的作用力为库仑斥力。