广东省汕头市潮阳黄图盛中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷

这是一份广东省汕头市潮阳黄图盛中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（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. 在物理学习中，概念、模型、方法都需要理解与掌握，如下说法不正确的是（ ）
A. 质点、点电荷均为理想化模型
B. 合力与分力，合运动与分运动为等效替代关系
C. 位移、速度、电场强度、功均为矢量
D. 电场强度、加速度概念的引入利用了比值定义法
【答案】C
【解析】
【详解】A．质点与点电荷均忽略了物体的形状与大小，是实际物体的一种简化，均为理想化模型，A正确，不符合题意；
B．分力共同作用的效果与合力单独作用的效果相同，分运动叠加以后与合运动的效果相同，即合力与分力，合运动与分运动为等效替代关系，B正确，不符合题意；
C．位移、速度、电场强度均既有大小，又有方向，运算遵循平行四边形定则，则位移、速度、电场强度均为矢量，功有大小，没有方向，运算遵循代数和法则，功是标量，C错误，符合题意；
D．电场强度，电场强度与电场力、试探电荷的电荷量没有本质上的决定关系，加速度，加速度与速度的变化量、时间没有本质上的决定关系，即电场强度、加速度概念的引入利用了比值定义法，D正确，不符合题意。
故选C。
2. 小明同学在空气干燥的教室里进行一个小实验，将一塑料扁带撕成细丝后，一端打结，做成“章鱼”的造型，用毛巾顺着细丝向下捋几下，同样用毛巾来回摩擦PVC（塑料）管。将“章鱼”抛向空中，然后把PVC管从下方靠近它，直到“章鱼”处于悬停状态，则（ ）
A. PVC管带电方式属于感应起电
B. 塑料扁带丝由于带上同种电荷会向四周散开
C. 用毛巾摩擦后，“章鱼”与PVC管带异种电荷
D. PVC管与“章鱼”相互靠近过程中，两者间相互作用力变小
【答案】B
【解析】
详解】A．PVC管带电方式属于摩擦起电，A错误；
B．塑料扁带丝由于带上同种电荷相互排斥而会向四周散开，B正确；
C．用毛巾摩擦后，“章鱼”与PVC管带同种电荷，C错误；
D．PVC管与“章鱼”相互靠近过程中，距离减小，两者间相互作用力变大，D错误。
故选B。
3. 如图所示的情况中，a、b两点电场强度不同的是（ ）

A. 甲图：带电平行金属板两板间边缘附近处的a、b两点
B. 乙图：离点电荷等距的a、b两点
C. 丙图：两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点
D. 丁图：两个等量异种电荷连线上，与连线中点等距的a、b两点
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图：带电平行金属板两板间内为匀强电场，故带电平行金属板两板间边缘附近处的a、b两点电场强度相同，故A错误；
B．乙图：离点电荷等距的a、b两点电场强度大小相同，电场强度方向不同，故B正确；
C．设负电荷到a点的距离为，负电荷到a点的距离与两个等量异种点电荷连线的夹角为，a、b两点的场强
丙图：两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点的电场强度相同，故C错误；
D．设负电荷到a点距离为，正电荷到a点的距离为，a、b两点的场强
可知两个等量异种电荷连线上，与连线中点等距的a、b两点电场强度相同，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，三个带电小球A、B、C分别位于等边三角形的三个顶点且放在光滑绝缘的水平桌面上，空间存在水平且与BC连线垂直的匀强电场，三个小球可看成质点且均静止不动，则三个带电小球所带电荷的电性及电荷量的关系是（ ）
A. A、B带正电，C带负电，A、B、C所带电荷量之比为1：1：1
B. A、B带正电，C带负电，A、B、C所带电荷量之比为2：1：1
C. A带正电，B、C带负电，A、B、C所带电荷量之比为1：1：1
D. A带正电，B、C带负电，A、B、C所带电荷量之比为2：1：1
【答案】D
【解析】
【详解】AB．三个带电小球两两之间存在库仑力，且库仑力的方向一定沿两小球的连线方向，假设C球带负电，对C球进行受力分析，可知匀强电场对C球的电场力方向水平向左，要使C球受力平衡，则A球须带正电，B球需带负电，故AB错误；
CD．假设A球带正电，则匀强电场对A球的电场力方向水平向右，要使A球受力平衡，则B、C两球须均带负电且两者电荷量相等，分析B、C两球可知系统可处于平衡状态，对B球进行受力分析，可得
可得
因此有
故C错误，D正确。
故选D。
5. 如图所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若只受电场力，则下列判断中正确的是（ ）
A. 若粒子是从A到B，则粒子带正电；若粒子是从B到A，则粒子带负电
B. 带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
C. 若粒子是从B运动到A，则其速度减小
D. 粒子从B运动到A，机械能守恒
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据做曲线运动物体所受合外力指向曲线内侧可知与电场线的方向相反，所以不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电，故A错误；
B．若粒子是从A运动到B，电场力做负功，则电势能增加，则粒子在A点的电势能小于B点的电势能，选项B正确；
C．从B到A过程中电场力与速度方向成锐角，即做正功，动能增大，速度增大，故C错误；
D．粒子从B运动到A，电场力做正功，则机械能增加，故D错误。
故选B。
6. 如图，一正点电荷位于圆锥顶点O，A、B是底面边缘的两个点，C是的中点。下列说法正确的是（ ）

A. 两点间与两点间的电压满足
B. 电子从沿直线运动到的过程中，电势能先增加后减少
C. 欲使电子能沿底面边缘做匀速圆周运动，可加一个垂直底面向上的匀强电场
D. 欲使电子能沿底面边缘做匀速圆周运动，可在底面下方某处加一个负点电荷
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据
由于
所以
由于A和B在同一个等势面上，所以
所以有
故A错误；
B．如图所示，电子从A沿直线运动到B的过程中，电场力先做正功后做负功，即电势能先减少后增加，故B错误；
C．依题意，底面边缘圆周上的各点合场强方向应沿半径向外且大小相等，如图所示，加一个强度大小合适、垂直底面向上的匀强电场，可以实现，故C正确；
D．依题意，底面边缘圆周上的各点合场强方向应沿半径向外且大小相等，如图所示，在底面下方某处加一个负点电荷，底面边缘圆周上的各点合场强也不可能平行于底面，故D错误。

故选C。
7. 如图，在直角中，匀强电场的电场线平行于所在平面，且点的电势分别为。下列说法中正确的是（ ）

A. 一个电子从点移动到点，电场力做功为
B. 一个电子从点移动到点，电场力做功不可能为零
C. 电场强度的方向沿方向
D. 电场强度的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．一个电子从点移动到点，电场力做功为
故A错误；
B．点和点电势相等，ac为一条等势线，粒子在等势线上移动时电场力不做功，所以电子从点移动到点时电场力做功为零，故B错误；
C．ac为一条等势线，电场线与等势线垂直，沿着电场线电势逐渐降低，所以电场方向垂直于ac，且指向斜上方，故C错误；
D．电场强度的大小为
故D正确。
故选D。
二、多选题（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，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 如图所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连。开始，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出。当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，立即可以看到不再有烟从玻璃管中冒出来了。过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘，这是因为( )
A. 烟尘在高压电场作用下带上了负电
B. 烟尘在高压电场作用下带上了正电
C. 带负电烟尘吸附在管壁上，因此看不到有烟冒出
D. 带正电的烟尘吸附在直导线上，因此看不到有烟冒出
【答案】AC
【解析】
【详解】A B．蚊香的烟中含有一定的碳颗粒，当玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压后，玻璃管中的导线和管外线圈间的空气被电离，碳颗粒吸附一定的电子带上负电荷，所以A正确，B错误；
C D．碳颗粒吸附电子带上负电荷以后，碳颗粒将向正极移动，被吸附到了管壁上，因此看不到有烟冒出，C正确，D错误。
故选AC。
9. 如图所示，、是两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，线与竖直方向的夹角分别为、，且。不计空气阻力，两球带电荷量不变。下列说法正确的是（ ）
A. 球的质量比球的大
B 若同时剪断两根细线，则、两球同时落地
C. 球的电荷量比球的大
D. 若同时剪断两根细线，则、两球飞行的水平距离相等
【答案】AB
【解析】
【详解】A．设、球间库仑力大小为，分析两球受力可得
因，故有，故A正确；
B．剪断细线后，两球竖直方向只受重力，做自由落体运动，同时落地，故B正确；
C．无法比较电荷量大小，故C错误。
D．由于在水平方向上，两球始终在同一直线上，库仑力大小相等，故水平方向球的加速度比球的小，因此相等时间内，球的水平距离比球的小，故D错误；
故选AB。
10. 如图所示，电容式麦克风振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成，它与基板构成电容器。工作时，振动膜随声波左右振动。下列说法正确的是（ ）

A. 振动膜向右运动时，电容器的电容减小
B. 振动膜向右运动时，电阻上有从a到b的电流
C. 振动膜向左运动时，a的电势比b的电势低
D. 振动膜向左运动时，电阻上的电压为零
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．振动膜向右运动时，与基板间的距离减小，根据
可知电容器的电容变大，根据
Q=CU
可知电容器充电，电阻上有从a到b的电流，故A错误，B正确；
CD．振动膜向左运动时，与基板间的距离变大，根据
可知电容器的电容变小，根据
可知电容器放电，电阻上有从b到a的电流，b的电势比a高，电阻上的电压不为零，故C正确，D错误。
故选BC。
三、实验题（16分）
11. 某物理兴趣小组利用如图所示装置来探究影响电荷间静电力的因素。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。
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）该实验采用的方法是______法。
（2）若球的质量为m，在位置时偏离竖直方向的夹角为，则带电体受到的库仑力大小为______。

（3）在另一个实验中，某同学让两半径为R的小球分别带上和的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状态，利用公式来计算两球之间的库仑力，则该同学的计算结果______（选填“比实际值偏大”“比实际值偏小”或 “正确”）
【答案】 ①. 转换法和控制变量法 ②. ③. 偏大
【解析】
【详解】（1）[1]该实验先控制小球的电荷量一定，研究静电力与距离的关系；再控制距离一定，研究静电力与电荷量的关系；该实验采用的方法是转换法和控制变量法。
（2）[2]根据受力平衡可得带电体受到的库仑力大小为
（3）[3]在实验中，某同学让两半径为R的小球分别带上和的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状态，利用公式
来计算两球之间的库仑力，则该同学的计算结果偏大；因为同种电荷相互排斥，电荷间等效距离大于3R，库仑力的实际值小于
12. “探究电容器充放电”的实验装置示意图如图所示，灵敏电流计为G表。请根据所学知识回答下列问题。

（1）当开关接到“_____”时（选填a或b），电容器处于充电过程，电容器所带的电荷量逐渐增加, 电容器的电容_____（选填“增加” “减少”或“不变”）
（2）电容器充电结束后，将开关 扳到“______”时（选填a或b），电容器处于放电过程，通过灵敏电流计G的电流方向向_______（选填“左”或“右”，看上图判断）
（3）再次让电源给电容器充电，充满电后，保持充电时开关位置不变，若将电容器中间插入一层有机玻璃板，则在插入过程中，通过灵敏电流计G的电流方向向_______（选填“左”或“右”）。
【答案】 ①. a ②. 不变 ③. b ④. 右 ⑤. 左
【解析】
【详解】（1）[1][2]由图可知当开关接到a时，电容器处于充电过程，电容器所带的电荷量逐渐增加，由电容决定式
可知电容不变。
（2）[3][4]电容器充电结束后，将开关扳到b电容器处于放电过程，电容器上极板带正电，所以通过灵敏电流计G的电流方向向右。
（3）[5]再次让电源给电容器充电，充满电后，保持充电时开关位置不变，即电容两端的电压U不变。若将电容器中间插入一层有机玻璃板，由电容公式
可知电容C变大，电源将继续对电容充电，所以通过灵敏电流计G的电流方向向左。
四、解答题
13. 密立根油滴实验装置如图所示：两块平行间距为d的金属板A、B分别与电源正、负极相接。当两极板间电压为U时，一带电油滴恰好悬浮；撤去电场，一段时间后，通过显微镜观测到油滴在时间t内匀速下降了距离h。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比，比例系数为k。
（1）判断该带电油滴所带电性，并说明理由；
（2）求该油滴所带电荷量q。
【答案】（1）负电，见解析；（2）
【解析】
【详解】（1）带电油滴恰好悬浮，根据受力平衡可知，电场力竖直向上，而电场方向竖直向下，故油滴带负电。
（2）极板间的电场强度为
油滴悬浮时，根据平衡条件有
撤去电场，油滴匀速运动时，根据平衡条件有
根据题意，油滴匀速运动的速度为
联立解得
14. 如图所示，在方向水平、足够大的匀强电场中，一不可伸长的绝缘细线的一端连着一个质量为m、带电量为q的带电小球，另一端固定于O点，平衡时细线与竖直方向的夹角成30°。试问：
（1）带电小球的带电性，电场强度的大小；
（2）若剪断细线，则小球的加速度大小；
（3）剪断细线开始，经历2秒小球机械能的变化。
【答案】（1）带正电，；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据受力分析可知，小球所受电场力方向与场强方向相同，所以小球带正电，带电小球在重力mg、电场力qE和绳的拉力T作用下处于平衡，则有
解得
（2）剪断细线时小球在重力mg、电场力qE 的合力作用下，沿细线方向做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得
解得
（3）2秒钟内小球发生的位移
小球沿电场线移动的位移
所以电场力做的正功为
根据功能关系，机械能的增加量即为电场力做的正功，即为
15. 静电喷涂是使雾化了的带负电油漆微粒在静电场的作用下，定向喷向工件，并吸附在工件表面的一种技术，其可简化成如图所示的模型：竖直放置的、B两块平行金属板间距为，两板间所加电压为，在板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半球形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒。油漆微粒的质量为、电荷量为，喷出时的初速度大小均为，忽略空气阻力和带电微粒之间的相互作用力，微粒的重力忽略不计。求：
（1）油漆微粒到达B板的速度大小；
（2）初速度方向沿平行于金属板A喷出的油漆微粒运动至B板的时间；
（3）估算喷到B板的油漆区可能的最大面积。
【答案】（1）；（2） ；（3）
【解析】
【详解】（1）设微粒到达B板的速度大小为v，由动能定理得
得
（2）初速度沿平行金属板A方向喷出的带电微粒作类平抛运动，微粒在垂直板方向做初速度为零的匀加速运动。由运动方程
牛顿第二定律
又

由上面各式解得
（3）当带电微粒初速度沿平行金属板射出时，带电微粒能射到面积最大，由公式
由上两式解得