[物理]江苏省江阴市某校2023-2024学年高一下学期5月学情调研试题(解析版)

这是一份[物理]江苏省江阴市某校2023-2024学年高一下学期5月学情调研试题(解析版)，共14页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：本题包括11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。
1. 一带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上带有的负电荷几乎不存在了，这说明（ ）
A. 小球上原有的负电荷逐渐消失了
B. 在此现象中，电荷不守恒
C. 小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了
D. 该现象不遵循电荷守恒定律
【答案】C
【解析】A．根据电荷守恒定律，电荷不能消灭，也不能创生，只会发生转移，故A错误；
BCD．此过程中电荷仍然守恒，电荷没有消失，因为潮湿的空气导电，所以负电荷只是被潮湿的空气导走而已，仍然遵循电荷守恒定律，故BD错误，C正确。
故选C。
2. 下列应用中属于静电防范的是（ ）
A. 静电复印B. 工业静电除尘
C. 工厂采用的静电喷涂技术D. 飞机轮胎用导电橡胶制作
【答案】D
【解析】A.静电复印是静电的应用,A错误;
B.工业静电除尘是静电的应用,B错误;
C.工厂采用的静电喷涂技术静电的应用,C错误;
D.飞机轮胎与地面摩擦后会带上静电,为了及时将其导走,飞机轮胎用导电橡胶制作,属于静电防范,D正确;
故选D。
3. 下列物理量中与检验电荷q的大小有关的是（ ）
A. 电场强度EB. 电势φ
C. 电势能EpD. 电势差U
【答案】C
【解析】A．电场强度E与场源电荷和所在位置有关，与检验电荷无关，故A错误；
B．电势与电场所在位置有关，与检验电荷无关，故B错误；
C．电势能与检验电荷的电量电势差q以及电性都有关系，故C正确；
D．由于电势差，电势差U与两点的电势之差有关，与检验电荷无关，故D错误。
故选C。
4. 如图所示为某带电导体四周的电场线分布，M、N是电场中两点，则（ ）
A. 导体左侧带正电，右侧带负电
B. 导体左侧的电荷分布密度大于右侧
C. M点的电场强度大于N点的电场强度
D. 导体内部的P点场强为零
【答案】D
【解析】A．由电场线分布可知，导体左右两侧均带正电，故A错误；
B．右侧电场线分布较密集，可知导体电荷分布密度左侧小于右侧，故B错误；
C．因N点电场线较M点密集，则N点的电场强度大于M点的电场强度，故C错误；
D．导体处于静电平衡状态，所以内部场强为零，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个梯形的四个顶点，ab平行于cd，且ab边长为cd边长的一半。电场线与梯形所在的平面平行。已知a点的电势是3V，b点的电势是5V，c点的电势是7V，则d点的电势为（ ）
A. 1VB. 2VC. 3VD. 4V
【答案】C
【解析】设e为cd中点，连接b、e，如图所示
在匀强电场中，沿任意平行方向的相等的长度上，电势降落相等，有
可得d点的电势，选项C正确。
故选C
6. 在x轴上的M点和N点分别固定电荷量为q1和q2的点电荷，则x轴上M、N之间的电势分布如图所示，P为MN间电势最低点且P距离N更近，则下列说法正确的是（ ）
A. q1为正电荷，q2为负电荷B. q1电荷量小于q2
C. P点处电场强度最大D. N点的右侧存在电势与P相同的点
【答案】D
【解析】ABC．图线的切线斜率表示电场强度的大小，P点切线斜率为零，则P点的电场强度为零，即两电荷在P点的合场强为零，P点距离q1较远，根据点电荷的场强公式知，q1的电量大于q2的电量，从坐标M到N电势先减小后增大，因为沿电扬线方向电势逐渐降低，知q1和q2一定是同种电荷，且都为正电荷，故ABC错误；
D．N点处是点电荷，电场线的方向由电荷向外，因为等势面和电场线垂直，所以在q2周围肯定能画出和P点电势相同等势面，即N点的右侧存在电势与P相同的点，故D正确。
故选D。
7. 一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd，若不计粒子所受重力，则（ ）
A. 粒子一定带正电
B. 粒子运动是匀变速运动
C. 粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大
D. 粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大
【答案】B
【解析】根据题意可知由于φa>φb>φc>φd，所以电场线垂直于等势面由a指向d，根据AB弯曲方向可知其受力由d指向a，故该粒子带负电，从A点到B点的运动过程中只受电场力，电场力做正功，粒子的动能在增大，电势能在减小；在匀强电场中，电场力恒定，加速度恒定，故粒子做匀变速运动。故B正确，ACD错误。
故选B。
8. 如图所示，一个带负电的点电荷固定在O点，实线为几条对称分布的电场线，虚线为以电场线上的点为圆心的一个圆，a、b、c、d、e、f、g、h为圆与电场线的交点，下列说法正确的是（ ）
A. b、h两点的电场强度相同
B. a点电势比e点电势高
C. d、b两点之间的电势差大于e、b两点之间的电势差
D. 将电子沿圆周由h运动到d与由h运动到f，电场力做功相等
【答案】D
【解析】A．由题图可知，b、h两点到O点的距离相同，则电场强度的大小相同，但是方向不同，则b、h两点的电场强度不同，故A错误；
BC．电势沿着电场线的方向逐渐降低，该电场是由带负电的点电荷产生的，则离点电荷越远，电势越高，所以a点电势低于e点电势，d点电势低于e点电势，则d、b两点间电势差小于e、b两点间电势差，故BC错误；
D．d、f两点到O点的距离相等，则d、f两点的电势相同，电子沿圆周由h运动到d与由h运动到f，电场力做功相等，故D正确。
故选D。
9. 美国物理学家密立根于20世纪初进行了多次试验，比较准确地测定了电子的电荷量，其实验原理图可简化为如图所示模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B与电压为的恒定电源两极相连，金属板A板接电源正极，两板的间距为d、油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行板间。现有一质量为的带电油滴在极板间匀速下落，已知元电荷，重力加速度，则（ ）
A. 油滴带正电
B. 油滴中电子的数目为
C. 油滴从小孔运动到金属板B过程中，电势能增加
D. 若将金属板A向下缓慢移动一小段距离，油滴将加速下降
【答案】C
【解析】A．带电油滴在极板间匀速下落，重力和电场力平衡，则油滴所受的电场力方向竖直向上，与电场方向相反，所以油滴带负电，故A错误；
B．由平衡条件得
解得油滴所带电荷量为
则油滴中电子的数目
故B错误；
C．油滴从小孔运动到金属板B过程中，克服电场力做功为
则电势能增加mgd，故C正确；
D．将金属板A向下缓慢移动一小段距离，板间电压不变，板间距离减小，由知板间场强增大，油滴受到的电场力增大，电场力将大于重力，则油滴将加速上升，故D错误。
故选C。
10. 如图所示，地面上空有水平向右的匀强电场，将一带电小球从电场中的A点以某一初速度射出，小球恰好能沿与水平方向成角的虚线由A向B做直线运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球带正电荷
B. 小球受到的电场力与重力大小之比为
C. 小球从A运动到B的过程中电势能增加
D. 小球从A运动到B的过程中电场力所做的功等于其动能的变化量
【答案】C
【解析】根据题意，受力分析如图所示
A．由于小球沿直线运动，则合力与速度在同一直线上，所以小球受到的电场力水平向左，即小球带负电，故A错误；
B．由图可知
所以小球受到的电场力与重力大小之比为 ，故B错误；
C．由于小球从A到B电场力做负功，所以电势能增加，故C正确；
D．根据动能定理可知
故D错误。
故选C。
11. 如图所示，O点为两等量异种点电荷连线的中点，一带正电的粒子（不计重力）从连线上的A点由静止释放。在电场力作用下运动到B点。取A点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向。在粒子从A点运动到B点的过程中，下列关于粒子运动的速度v和加速度a随时间t的变化，运动径迹上电势和粒子的电势能随位移x的变化图线可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】AB．根据等量异种电荷的电场线分布可知，在A到B的运动过程中，电场强度先变小后变大，粒子受到的电场力先变小后变大，则加速度先变小后变大．v-t图象切线的斜率先变小后变大，故A错误，B正确；
C．沿着电场线方向电势降低，电势与位移的图象的斜率表示电场强度，电场强度先减小后增大，所以图象的斜率先减小后增大，故C错误；
D．根据EP=qφ，得
E先减小后增大，所以EP-x图象切线的斜率先减小后增大，故D错误。
故选B。
二、非选择题：共5题，共56分其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。某实验小组用如图甲所示的电路研究电容器充、放电情况及电容大小，他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的曲线。
实验时，根据图甲所示的电路原理图连接好电路，时刻把开关K掷向1端，电容器充电完毕后，再把开关K掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。
（1）电容器放电时，流过电阻R的电流方向为________；（选填“由a到b”或“由b到a”）
（2）乙图中，阴影部分的面积______；（选填“>”、“<”或“=”）
（3）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时间将________；（填“变长”、“不变”或“变短”）
（4）图丙为电压恒为的电源给电容器充电时作出的电流随时间变化的图像，电容器充电完毕后的电荷量为________C，电容器的电容为C=________F。（计算结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）由a到b （2） = （3）变短 （4）## ####
【解析】（1）电容器充电时上极板接电源正极，故上极板带正电荷，放电时上极板正电荷通过电阻流向下级板，故流过电阻R的电流方向为由a到b。
（2）根据电流的定义式
则
乙图中，阴影部分的面积等于充、放电的电荷量，而充放电的电荷量相等，故
（3）根据电流的定义式
可得
如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，则放电电流将增大，由上式可知放电时间将变短。
（4）根据图像的面积表示电容器充电完毕后的电荷量，由图知，每小格代表的电荷量为
数出图线包围的格数，满半格或超过半格的算一格，不满半格的舍去，数得格数为32格，则电容器充电完毕后的电荷量为
因从图中数格数有一定误差，故结果也可能为
根据电容的定义知，电容器的电容为
因电荷量有一定误差，故电容的计算值也可以是或。
13. 如图所示，一带电量为的小球用绝缘绳悬挂，匀强电场方向水平向右。小球的质量为，平衡时小球偏离竖直方向的夹角为。（重力加速度g取10m/s2）求：
（1）带点小球的电性（正或负）；
（2）小球受到的电场力的大小；
（3）电场强度。
【答案】（1）正电；（2）；（3）
【解析】（1）对在匀强电场中处于平衡状态小球受力分析可知，小球受竖直向下的重力mg，沿绳收缩方向的拉力FT及水平向右的电场力F的作用，由于电场方向水平向右，故小球带正电。
（2）由受力分析得
代入数据解得
（3）根据电场强度得定义式得
14. 如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为q的带正电小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零。若空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g，求：
（1）小球到达小孔处的速度大小；
（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量。
【答案】（1）；（2）；
【解析】（1）小球由静止下落到达小孔处过程，根据动能定理得
得小球到达小孔处的速度大小
（2）小球由静止下落到达下极板处速度为零过程，根据动能定理得
则两板间电势差
由
得电场强度大小
又
得电容器所带电荷量
15. 如图所示，直角三角形的 斜边倾角为30°，底边BC长为2L，处在水平位置，斜边AC是光滑绝缘的，在底边中点O处放置一正电荷Q，一个质量为m，电量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下，滑到斜边上的垂足D时速度为。求：
（1）A到D的过程中静电力做得功；
（2）Q到达C点时的速度大小；
（3）A、C两点间的电势差。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）因为
从A到D由动能定理
解得
（2）因质点在DC两点电势能相同，则从D到C由动能定理
其中
解得
（3）从A到C由动能定理
解得
16. 如图所示为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，求：
（1）电子通过B点时的速度大小；
（2）右侧平行金属板的长度；
（3）电子穿出右侧平行金属板时的动能。
【答案】（1）；（2）d；（3）
【解析】（1）由
得
vB＝
（2）右侧平行金属板长度为L，由题意得
、、
联立解得
（3）由动能定理得
U0e＋e=Ek末
所以电子穿出右侧平行金属板时的动能
Ek末=