安徽省芜湖市第一中学2022-2023学年高二上学期第一次阶段性诊断测试物理试题（Word版附解析）

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第Ⅰ卷（选择题 共60分）
一、单项选择题（本题共6小题，每小题只有一个选项正确，每小题6分，共36分。）
1. 物理学中经常用到比值定义物理量，下列有关公式表述正确的是（ ）
A. 电场强度公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍
B. 由公式得，匀强电场中场强E与电势差成正比，与两点间距离d成反比
C. 电势差的定义式，但电场中两点间的电势差与静电力做功、移动电荷的电荷量q均无关
D. 由公式知，电容器的电容C与其充电后所带电荷成正比，与两板间的电势差成反比
【答案】C
【解析】
【详解】A．电场强度定义式，只是为研究电场的性质而采用比值定义法定义的物理量，取决于电场本身，与有无试探电荷无关，故A错误；
B．匀强电场中场强的大小与电势差U、两点间的距离d无关，故B错误；
C．电势差的定义式，但电场中两点间的电势差与静电力做功、移动电荷的电荷量q均无关，故C正确；
D．电容器的电容是描述电容器容纳电荷多少的物理量，电容大小取决于电容器本身，与所带电荷量、两极板间的电压无关，故D错误。
故选C。
2. 两个完全相同的金属小球，所带异种电荷的电量之比为3：5，当它们相距L（L远大于小球大小）时，相互作用力为F，现将两球接触后放到相距为2L的两点，这时两球相互作用力大小是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设两球的带电量大小分别为3q、5q，根据库仑定律得，相距L时的相互作用力为
由于两球带异种电荷，所以接触后再分离，两球的带电量大小各为q，根据库仑定律得
故选D。
3. 如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是（ ）

A. b点场强大于d点场强
B. b点电势高于d点电势
C. 试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能
D. a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差
【答案】D
【解析】
【详解】A．由等量异种点电荷电场线分布可知连心线上中点的场强最小，中垂线上中点的场强最大， 故b点场强小于d点场强，选项A错误；
B．连心线上沿场强方向电势降低，中垂线是零势面，b点电势小于d点电势，故B错误；
C．作出a、c点的等势线，如图所示：

沿着电场线方向电势逐渐降低，可知a点的电势高于c点的电势，由Ep=q知试探电荷+q在a点的电势能大于在c点的电势能，选项C错误；
D．由对称性知a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，选项D正确。
故选D。
4. 如图所示，在一半径为R的圆周上均匀分布有N个绝缘带电小球（可视为质点）无间隙排列，其中A点的小球带电荷量为＋3q，其余小球带电荷量为＋q，此时圆心O点的电场强度大小为E，现仅撤去A点的小球，则O点的电场强度为（ ）
A. 大小为E，方向沿AO连线斜向下B. 大小为，方向沿AO连线斜向上
C. 大小为，方向沿AO连线斜向上D. 大小为，方向沿AO连线斜向上
【答案】B
【解析】
【详解】假设圆周上均匀分布的都是电荷量为＋q的小球，由于圆周的对称性和电场强度的叠加原理，可知圆心O点的电场强度是零，因此圆心O点的电场强度大小等效于A点处电荷量为+2q的小球在O点产生的场强，则有
方向沿AO连线斜向下，其余带电量＋q的所有小球在O点处产生的合场强大小等于在A点处带电量＋q的小球在O点处产生的场强大小，方向相反，则电荷量为＋q小球在A点处在O点处产生的场强大小为，方向沿AO连线斜向下，则其余带电量＋q的所有小球在O点处产生的合场强大小等于，方向沿AO连线斜向上，因此现仅撤去A点的小球，则O点的电场强度为，方向沿AO连线斜向上。
故选B。
5. 如图所示，水平天花板下用长度相同绝缘细线悬挂两个相同的带电介质小球A、B，左边放一个带电荷量为 + Q的固定球时，两悬线都保持竖直方向。下列说法中正确的是（ ）
A. A球带正电，B球带正电，并且A球带电荷量较小
B. A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较小
C. A球带负电，B球带正电，并且B球带电荷量较小
D. A球带正电，B球带负电，并且B球带电荷量较小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】存在球时，对A、B受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为零，可得A球带负电，B球带正电，根据库伦定律，A球离固定球近，所以A球带电荷量较小，B球带电荷量较大，故B正确，ACD错误。
故选B。
6. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0~x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2~x3段是直线，则下列说法正确的是（ ）
A. x1处电场强度最小，但不为零
B. 粒子在0~x1段做匀变速运动，x2~x3段做匀速直线运动
C. 若x1、x3处电势φ1、φ3，则φ1<φ3
D. x2~x3段的电场强度不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．Ep-x图像的斜率表示粒子所受电场力F，结合图像可知，x1处电场力最小且为零，则电场强度最小且为零，故A错误；
B．粒子在0~x1段电势能减小，动能增大，速度增大，切线的斜率减小，加速度减小，粒子做加速度减小的加速运动，x2~x3段电势能增大，动能减小，斜率不变，加速度不变，所以粒子做匀减速直线运动，故B错误；
C．带负电的粒子从x1到x3的过程中电势能增加，说明电势降低，即
故C错误；
D．x2~x3段斜率不变，即电场力不变，所以电场强度大小方向均不变，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，共24分。）
7. 如图所示，平行板电容器的金属板始终与电源两极相连，电源电压为8.0V，两板的间距为2cm，而且极板B接地。极板间有C、D两点，C距A板0.5cm，D距B板0.5cm，则（ ）
A. C点电势低于D点电势B. 两板间的场强为400V/m
C. D点的电势D. C点的电势
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由题，板间场强方向向下，则C点的电势高于D点的电势，故A错误；
B．电容器的板间电压U=8V，则两板间匀强电场的场强
故B正确；
C．D、B间的电势差为
UDB=EdDB=400×5×10-3V=2V
而极板B接地，电势为零，则D点的电势
φD=2V
故C正确；
D．C、B间的电势差为
UCB=EdCB=400×1.5×10-2V=6V
而极板B接地，电势为零，则C点的电势
φC=6V
故D错误。
故选BC。
8. 如图所示，实线为未标明方向的电场线，虚线为一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，带电粒子先经过P点，再经过Q点。下列说法正确的是（ ）
A. P点的电势一定比Q点高B. 粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度
C. 粒子在P点的动能大于在Q点的动能D. 粒子在P点的电势能大于在Q点的电势能
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图仅可以判断粒子受到的电场力偏向右方，不知粒子电性，无法判断两点电势高低，故A错误；
B．电场线的疏密程度表示电场强度的大小，由图可以知道，P处电场强度小于Q处电场强度，根据
则粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度，故B正确；
C．带电粒子先经过P点，再经过Q点，而粒子受到的电场力偏向右方，故电场力做正功，粒子动能增加，故粒子在P点的动能小于在Q点的动能，故C错误；
D．电场力做正功，电势能减小，故在P点的电势能大于在Q点的电势能，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示的同心圆是电场中的一簇等差等势线，一个电子只在静电力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越大，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是（ ）
A. 电子沿AC方向运动时受到的静电力越来越小B. 电子沿AC方向运动时具有的电势能越来越小
C. 电势差D. 电势
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由图可知，电子沿AC方向运动时，等差等势面越来越密，则电场强度越来越强，电子受到的电场力越来越大，故A错误；
BD．电子由A→C运动时的速度越来越大，动能增大，电势能减小，电势升高，即
故B正确，D错误；
C．根据
可知，由于该电场为非匀强电场，AB平均电场强度小于BC平均电场强度，所以
故C正确
故选BC。
10. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为12V、9V、8V，下列说法正确的是（ ）
A. 电场强度的大小为B. 坐标原点处的电势为11V
C. 电子在a点的电势能比在b点的电势能低3eVD. 电子从坐标原点运动到c点，电场力做功为-5eV
【答案】ACD
【解析】
【详解】B．根据匀强电场的特点可得
即
所以
故B错误；
C．电子在a、b点的电势能分别为
即电子在a点的电势能比在b点的电势能低3eV，故C正确；
D．电子从坐标原点运动到c点，电场力做功为
故D正确；
A．根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可得
所以匀强电场强度的大小为
故A正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷（非选择题 共40分）
三、实验题（本题共2小题，第11题每空2分，第12题每空3分，共15分。）
11. 如图，枕形导体安放在绝缘支柱上：
（1）将带正电荷的物体C移近导体A，然后保持不动，__________（A或B）端出现负感应电荷，另一端出现正感应电荷。
（2）枕形导体上的感应电荷在M点产生的场强__________N点产生的场强（填大于、小于或等于）。
（3）将导体沿图中虚线切开，左右两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则有QA__________QB（填大于、小于或等于）。
【答案】（1）A （2）大于
（3）等于
【解析】
【小问1详解】
在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向A端移动，使A端多带了电子而带负电，B端失去电子带正电，即A端出现负感应电荷，B端出现正感应电荷。
【小问2详解】
AB处于静电平衡状态，内部场强处处为零，即感应电荷在AB内部产生的电场与外界C在AB处的电场平衡，但由于M点更靠近C，场强更大。
【小问3详解】
根据电荷守恒定律可知，B部分转移的电子数目和A部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，即
12.
（1）如图甲所示为探究平行板电容器电容大小决定因素的实验。给电容器充电后与电源断开，若将B板上移，静电计指针偏角_____________（选填“变小”“变大”或“不变”）；若将B板左移，静电计指针偏角_____________（选填“变小”“变大”或“不变”）。
（2）“探究电容器充放电”的实验装示意图如图乙所示，若将灵敏电流计换成电流传感器，先将开关接a，待电容器充电后将开关扳到b，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的I－t图像如图丙所示。已知电源电压保持为2.5V，则电容器的电容C＝__________F。
【答案】（1） ①. 变大 ②. 变大
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1]电容器充电后与电源断开，电荷量保持不变，若将板上移，两极板正对面积减小，根据电容的决定式
电容器的电容减小。由电容的定义式
两极板间的电势差增大，静电计指针偏转角变大。
[2]同理，若将板左移，两极板间的距离增大，根据电容的决定式，电容器的电容减小，两极板间的电势差变大，静电计指针偏转角变大。
【小问2详解】
图像线下面积电荷量大小
电容器的电容
四、计算题（第13题12分，第14题13分，共25分，要求写出物理过程和重要的计算式，只写出最后结果的不得分。）
13. 如图所示，用30cm的细线将质量为m＝4×10－3kg的带电小球P悬挂在O点正下方，当空中有方向为水平向右，大小为E＝2×104N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态。（g取10m/s2，sin37°＝0.6；cs37°=0.8。）
（1）分析小球带何种电荷；
（2）求小球所带电荷量q；
（3）求剪断细线后带电小球的加速度a。
【答案】（1）小球带正电；（2）1.5×10－6C；（3）12.5m/s2。
【解析】
【详解】（1）小球受到水平向右的电场力作用，处于静止状态，匀强电场的场强水平向右，则小球带正电。
（2）小球受到重力、电场力和绳子拉力，处于静止状态，所以有
qE＝mgtan37°
小球所带电荷量为
（3）剪断细线后，小球只受到重力和电场力的作用，合力为
小球的加速度为
14. 如图所示。倾角为的绝缘粗糙斜面AB长度为3l，BC长度为。斜面上方BC间有平行斜面向上的匀强电场，一质量为m、电荷量为＋q的小物块自A端左上方某处以初速度水平抛出，恰好在A点与斜面相切滑上斜面，沿斜面向下运动。经过C点但未能到达B点，在电场力作用下返回，最终恰好静止在A点。已知物块与斜面间的动摩擦因数为，不考虑运动过程中物块电荷量的变化，小物块可看成点电荷，重力加速度为g。求；
（1）物块平抛至A点时的速度大小；
（2）物块沿斜面向下运动的最大位移x；
（3）物块在电场中的最大电势能（规定C处电势为零）。
【答案】（1）；（2）2l；（3）2mgl
【解析】
【详解】（1）物块落到斜面上A点时，速度方向与水平方向夹角为α，设此时速度为v，则
解得
（2）设物块沿斜面向下运动的最大位移为x，自物块从A点开始向下运动到再次返回A点，根据动能定理有
解得
（3）物块位于最低点时，电势能最大，物块自A点到最低点过程中，设电场力做功为W，根据动能定理有
解得
即物块电势能最大值为2mgl。