重庆市暨华中学2022-2023学年高二上学期第一次阶段测试物理试题（Word版附解析）

这是一份重庆市暨华中学2022-2023学年高二上学期第一次阶段测试物理试题（Word版附解析），共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：本题共8个小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1. 关于元电荷e，以下说法正确的是（ ）
A. 元电荷就是电子
B. 元电荷就是点电荷
C. 元电荷e的数值最早由美国物理学家密立根测得
D. 元电荷就是指所带的电荷量为的一类粒子，如电子、正电子和质子等
【答案】C
【解析】
【详解】ABD．元电荷指最小的电荷量，故ABD错误；
C．元电荷e的数值最早由美国物理学家密立根用油滴实验测得，故C正确。
故选C。
2. 关于下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（ ）
A. 图甲中，油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条是利用静电
B. 图乙中，高压输电线上方的两根细的导线具有静电屏蔽作用
C. 图丙中，燃气灶中针尖形点火器利用摩擦起电原理进行点火
D. 图丁中，用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电吸收信号
【答案】B
【解析】
【详解】A．油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条是利用铁的导电性，将运输过程中产生的静电导走，A错误；
B．高压输电线上方的两根细的导线的作用是与大地相连，形成稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，避免雷击，起到静电屏蔽作用，B正确；
C．燃气灶中针尖形点火器利用高压尖端放电的原理，C错误；
D．用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电屏蔽作用，避免外界干扰。D错误；
故选B。
3. 如图所示，可视为质点的两个带同种电荷的小球a和b，分别静止在竖直墙面和水平地面上，b球被光滑竖直板挡住，所有接触面均光滑，a球由于缓慢漏电而缓慢下降，在此过程中（ ）
A. 地面对b的支持力变小
B. 竖直挡板对b的支持力变小
C. a、b间的作用力变大
D. 以上说法均不正确
【答案】C
【解析】
【详解】A．对a、b整体而言，竖直方向受重力和地面的支持力，故支持力总等于两球的重力之和，可知地面对b的支持力不变。故A错误；
C．对a受力分析如图
受重力G、库仑力F和墙面的弹力N，当a球下移时，由受力图可知，N和F均变大。故C正确；
B．对a、b整体，水平方向竖直挡板对b的支持力等于墙面对a的弹力N，则竖直挡板对b的支持力变大。故B错误；
D．综上所述，故D错误。
故选C。
4. 物理课时，老师将一不带电的金属球壳用绝缘支架固定。球壳横截面如图所示，球心为O，A是球心左侧一点。当老师把丝绸摩擦过的玻璃棒缓慢靠近A点，可判定（ ）
A. 球壳将带上负电
B. 沿过A的虚线将球壳分为左、右两部分，则左侧球壳的带电量小于右侧球壳的带电量
C. A点的电场强度逐渐增大
D. 球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，靠近A点，则球壳左边带负电右边带正电，整体仍显示电中性，不带电，故A错误；
B．因为整体显示电中性，正电荷与负电荷数量相等，无论怎样将球壳分开，两部分的带电量始终相同，故B错误；
C．球壳内部形成静电屏蔽，内部场强处处为零，玻璃棒缓慢靠近A点，A点的电场强度一直为零，故C错误；
D．玻璃棒缓慢靠近A点，玻璃棒在A点形成的场强增大，而A点的电场强度一直为零，则球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大，故D正确。
故选D
5. 某同学制作了一除尘装置，装置由带正电的金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成。由于制作失误线状电极偏离圆心，形成如图所示的电场线。若A、B两点到P距离相等，A、C两点到Q距离相等，则（ ）
A. A、B两点电场强度相等
B. A点的电势比B点电势高
C. 带负电的粉尘从B点运动到C点电场力做负功
D. 带电荷量均为的粉尘在A、C两点所受电场力大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】AD．根据电场线的疏密程度与电场强度的关系，由图可知，A点的电场强度大于B点的电场强度和C点的电场强度，由可知，带电荷量均为的粉尘在A、C两点所受电场力大小不相等，故AD错误；
B．根据题意可知，A、B两点到P距离相等，由A分析可知，P左侧的平均电场强度大于右侧的平均电场强度，由公式可得
则
故B正确；
C．由图可知，电场方向为由B点到C点，则带负电的粉尘从B点运动到C点电场力做正功，故C错误；
故选B。
6. 2022年北京冬奥会开幕式上，由一朵朵代表各个参赛国家的“小雪花”组成一朵“大雪花”后，奥运圣火在其中央点燃，如图甲，让全世界惊叹。某同学发现每朵“小雪花”的基本形状如图乙所示，并利用绝缘弧形细条摆成模型，若其左右分别均匀分布着等量异种电荷。a、b、c、d四点均位于对称轴上，且它们与中心点的距离均相等。则（ ）
A. a点场强大于b点场强
B. a、c两点的电势相等
C. b、d两点的场强相等
D. 正的试探电荷从b点到d点电势能增加
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图像分析可知，从无穷远到对称轴中心点位置，ac所在轴上的场强大小先增大后减小。bd所在轴上的场强大小一直增大。由于无法确定ab两点的具体位置，故无法判断ab两点的场强大小。故A错误；
B．由图可知，电场方向为从左至右，根据沿电场方向，电势降低。因此a点电势比c点电势高。故B错误；
C．根据对称性可知，b、d两点的场强大小相等，方向相同，故C正确；
D．根据对称性可知，b、d两点的电势均为零。则正的试探电荷从从b点到d点电场力做功为零，电势能不变，故D错误。
故选C。
【点睛】根据对称性分析处场强的关系。沿着电场线的方向电势逐渐降低。结合电性得出电势能的变化。
7. 在某静电场中建立Ox轴，x轴上各点的电场强度均与x轴共线，x轴上各点的电势φ 随坐标x变化的关系图象如图所示。图线上P点为图线拐点，P点切线与x轴交点处坐标为x2，现让一电子从坐标原点O以初速度v0沿x轴正方向运动。已知电子的质量为 m，电荷量绝对值为e，不计电子重力，无穷远处电势为零，下列说法正确的是（ ）
A. 电场方向沿x轴负方向
B 电子先沿x轴正方向做加速运动后沿x轴正方向做减速运动，经x1处时速度最大
C. 电子向x轴正方向运动的过程中，电势能逐渐减小
D. 若电子最远能到达x3处，则x3处的电势为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于x轴上各点的电场强度均与x轴共线，则x轴可以看为一条电场线，根据图像可知，沿x轴方向电势逐渐降低，即电场方向沿x轴正方向，A错误；
B．由于电场方向沿x轴正方向，电子所受电场力方向沿x轴负方向，则电子在电场力作用下先沿x轴正方向做减速运动后沿x轴负方向做加速运动，B错误；
C．电子向x轴正方向运动的过程中，电场力做负功，电势能逐渐增大，C错误；
D．若电子最远能到达x3处，根据动能定理有
解得
D正确。
故选D。
8. 如图所示，正方形线框由边长为L、粗细均匀的绝缘棒组成，线框上均匀地分布着正电荷，以线框中心О为原点，建立xOy平面直角坐标系，现从与轴平行的线框上侧的中点A处取下足够短的带电量为q的一小段，将其移动至线框内轴上的B点处，若线框其他部分的带电量与电荷分布保持不变，此时О点的电场强度方向与轴正向成37°角偏上，已知，，则B点的位置坐标为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】整个正方形均匀带正电线框在О点的合场强为零，可知将A处取下足够短的带电量为q的一小段，剩下部分在点产生的场强方向沿方向，大小为
将从A处取下的带电量为q的一小段移动至轴上的B点处，设B点离О点的距离为，可知这一小段在点产生的场强方向沿方向，大小为
根据题意有
联立解得
可知B点的位置坐标为（，），B正确，ACD错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，在夹角为的V形绝缘槽里，离底端h高处有用细线相连的两个相同带电小球处于静止状态。为细线上的张力，每个小球的质量为m，重力加速度为g，槽面摩擦不计，则下列说法正确的是（ ）
A. 改变两球之间的细线长度，小球在另一高度平衡时，小球受槽面的支持力不变
B. 两球之间库仑力大小为
C. 烧断细线瞬间小球的加速度大小为
D. 烧断细线后小球机械能将减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．如图所示
对右侧槽面上的小球进行受力分析，有
可知小球所受支持力与所处高度无关，A正确；
B．右侧槽面上的小球受到的库仑力为
则
B错误；
C．烧断细线瞬间，小球的加速度沿槽面向上，有
C正确；
D．烧断细线后，小球沿槽面向上运动，电场力做正功，机械能增加，D错误．
故选AC。
10. 如图所示，两个等量异种电荷和M、N两点是菱形的四个顶点，a、b、c、d是菱形四个边长的中点，O是两电荷连线的中点。下列说法正确的是（ ）
A. M点电场强度比O点大
B. a、b两处的电场强度和电势都相同
C. a、c两处的电场强度一定相同
D. 将一负电荷从a移到O再移到c点，电场力在两段做的负功相同
【答案】CD
【解析】
【详解】A．在等量异种电荷连线的中垂线上，O点的电场强度最大，所以M点的电场强度比O点小，故A错误；
B．根据等量异种电荷周围电场的对称性可知，a、b两处的电场强度大小相等，方向不同，故B错误；
C．根据等量异种电荷周围电场的对称性可知，a、c两处的电场强度一定相同，故C正确；
D．如下图所示，作出经过a、b两点的等势面与等量异种电荷连线交于A点，作出经过c、d两点的等势面与等量异种电荷连线交于C点
根据等量异种电荷周围电场对称性可知，A、O两点间的电势差等于O、C两点间的电势差，即a、O两点间的电势差等于O、c两点间的电势差，所以将一负电荷从a移到O再移到c点，电场力在两段做的负功相同，故D正确。
故选CD。
11. 如图所示，为某一电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力。则下列说法正确的是（ ）
A. a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹
B. AB的长度等于BC的长度，故
C. a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变
D. b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由图只能确定三个粒子的受力方向，由于电场线的方向未知，则无法确定粒子的电性，A错误；
B．根据匀强电场的规律
AB的长度等于BC的长度，而电场线的疏密对应电场强度的大小，方向上电场强度逐渐增大，则有
B错误；
C．电场线的疏密对应电场强度的大小，根据牛顿第二定律可得
a虚线对应的粒子的电场强度越来越弱，加速度越来越小，c虚线对应粒子电场强度越来越强，粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子做圆周运动，库仑力提供向心力，粒子与场源电荷的距离保持不变，对应的电场强度大小保持不变，粒子的加速度大小不变，C正确；
D．设场源电荷的带电量大小为，粒子带电量大小为，场源电荷与点的距离为，粒子在点的速度大小为，b虚线对应的粒子的质量为，c虚线对应的粒子的质量为，则根据库仑定律可得粒子受到的电场力为
b虚线对应的粒子的做圆周运动，库仑力提供向心力，则有
c虚线对应的粒子的做近心运动，库仑力大于粒子圆周运动所需的向心力
即
由此可知，b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量，D正确。
故选CD
12. 有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd、cb分别垂直于x轴、y轴，其中a、O、b三点电势分别为：4V、6V、8V，一电荷量为C的负点电荷由a点开始沿abcd路线运动，则下列判断正确的是（ ）
A. d点的电势为10V
B. 电场强度的大小为100V/m
C. 该点电荷在c点的电势能为
D. 该点电荷从a点移到d点的过程中，电场力做功为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由于是匀强电场，故沿着一个方向前进相同距离电势的降低相等，故
代入数据解得
故A错误；
B．y方向上的电场强度为
x轴方向上的电场强度为
实际场强为
故B正确；
C．由
解得
点电荷在c点的电势能为
故C正确；
D．该点电荷从a点移到d点电场中做功为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：共52分。考生根据要求作答。
13. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
小步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
（1）图甲中实验采用的方法是______（填正确选项前的字母）。
A．等效替代法 B．理想实验法 C．控制变量法 D．微小量放大法
（2）接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为30°和45°，则为______。
【答案】 ①. C ②.
【解析】
【详解】（1）[1]图甲中保持电荷量不变，只改变距离，研究力的变化情况，所以，用的是控制变量法，故选C。
（2）[2]对小球B受力分析，根据库仑定律结合平衡条件有
解得
可得两次实验中A的电量之比为
14. 随着力传感器的测量精度的提高，不用“扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用力（库仑力）成为可能。如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置，在抽成真空的玻璃容器A内，M、N为完全相同的金属小球（带电后可视为点电荷），用绝缘支柱固定带电小球M，用可调丝线悬挂原来不带电的小球N，调控小球N的位置，通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4可准确确定小球M、N间的距离，相邻刻度线间距离均为d，通过固定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器B可以显示丝线上的拉力，控制放电杆可以让带电小球完全放电。实验小组完成了以下操作：
①在球N不带电时读出传感器示数F0；
②让球N与球M接触后，调整球N到位置1，读出并记录传感器示数F1；
③继续调整球N分别到位置2、3、4，依次读出并记录传感器示数F2、F3、F4；
④用放电杆使球N完全放电，再让球N与球M接触后，放回到位置1，读出并记录传感器示数F5；
⑤重复④的操作，依次读出并记录传感器示数F6、F7。
（1）小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时小球M、N间的库仑力大小为_______。
（2）对于上述操作，下列说法正确的是_______。
A．本实验采用的主要实验方法是等效替代法
B．根据①②③的操作，可研究库仑力跟点电荷距离间的关系
C．根据②④⑤的操作，可研究库仑力跟小球带电荷量间的关系
D．要测定静电力常量k，还须准确测出小球M的带电量
（3）实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是_______。
【答案】 ①. ②. BD ③. 使小球N与带电小球M接触时将M所带的电荷量平分
【解析】
【详解】（1）[1]在球N不带电时读出传感器示数F0；小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时传感器示数F1，则小球M、N间的库仑力大小为F0-F1。
（2）[2]A．本实验是采取了控制变量法，A错误；
B．根据①②③的操作，通过传感器的读数可知两球之间的库仑力，因各个位置的距离已知，则可研究库仑力跟点电荷距离间的关系，B正确；
C．在球N不带电时读出传感器示数F0；小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时传感器示数F1，则小球M、N间的库仑力大小为F0-F1，操作④⑤，保持小球间距离不变，每次小球N放电后再与M接触，由于两球完全相同，使小球所受电荷量依次减小到前次的一半，所以要研究库仑力跟小球带电荷量间的关系①②④⑤操作能够完成，C错误；
D．要测定静电力常量k，还须准确测出小球M的带电荷量，D正确。
故选BD。
（3）[3]实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是使小球N与带电小球M接触时将M所带的电荷量平分。
15. 如图，带电量为的小球A固定在光滑绝缘桌面的上方，高度，一个质量为、带电量的小球B在桌面上以小球A在桌面上的投影点O点为圆心做匀速圆周运动，其运动半径为r=0.1m。（静电力常量）求：
（1）小球A、B之间的库仑力F的大小；
（2）桌面对小球B的支持力的大小；
（3）小球运动的线速度v的大小；
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由几何关系知，A、B小球间的距离
A、B球连线与竖直方向的夹角。
由库仑定律
（2）在竖直方向，小球B的合力为0，即
代入数据可得
（3）库仑力的水平方向分力提供向心力
代入数据可得
16. 如图所示，电荷量分别为、的两带电小球A、B，分别用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止时A、B两球处于同一水平线上。已知O点到A球的距离，，，静电力常量为k，带电小球均可视为点电荷，重力加速度为g。
（1）求A、B两球间的库仑力大小；
（2）求A球的质量；
（3）若移去小球B，同时在空间中加上一匀强电场（电场方向平行于平面OAB且垂直OA），小球A仍能静止在原来位置，求所加电场的场强大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据库仑定律可得A、B间的库仑力为
又
联立解得
（2）对A受力分析，如图所示
依据矢量的合成法则，结合三角知识，则有
解得
（3）由几何关系可知，当电场方向与OA连线垂直时有
解得
17. 如图甲所示，A、B是两个电荷量都是Q的点电荷，相距l，AB连线中点为O。在AB连线的中垂线上有一点C，AC的连线与AB连线的夹角为，静电力常量为k。
（1）求C处的电场强度的大小；
（2）若A的电荷量变为-Q，其他条件都不变（图乙所示），此时C处电场强度的大小设为，求的大小。为使大于，应满足什么条件？
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）由点电荷电场强度的计算公式，得A或B是独立的点电荷在点C处的电场强度大小为
由电场强度的叠加原理，得
解得
（2）由电场强度的叠加原理，得
解得
为使大于，则需满足
解得
即θ应满足的条件为（答也正确）。
18. 如图所示，光滑水平固定轨道的左端点与竖直光滑半圆轨道平滑连接。一带正电的物块（可视为质点），其质量为带电量为以一定速度从点出发，冲上半圆轨道点时对轨道的压力大小为，点与半圆轨道的圆心在同一水平面上，已知半圆轨道的半径为，点和点间的距离为，电场力（ 为重力加速度大小），不计空气阻力，求：
（1）滑块点运动到点的过程中，合力对物块做功；
（2）滑块在点的速度大小 ；
（3）滑块从点落回到水平固定轨道上的时间及距点的距离。（计算结果可留根号）
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）从到过程只有电场力和重力做功，则有
可得
（2）在点物块受到的支持力为
根据牛顿第二定律可得
根据动能定理可得
联立解得
（3）从到有
由于
所以
物块从点离开时，在竖直方向有
解得
在水平方向上有
，
联立解得