2024-2025学年甘肃省武威市凉州区高二（上）开学考物理试卷（含解析）

2024-2025学年甘肃省武威市凉州区高二（上）开学考物理试卷
一、单选题：本大题共15小题，共45分。
1.下列有关说法正确的是( )
A. 质子和电子都是元电荷
B. 任何带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍
C. 感应起电现象说明电荷可以创生或消灭
D. 法国物理学家库仑最早测出了元电荷的数值
2.甲、乙、丙三个相同的带电导体球，电荷量分别为、和，先使甲与乙接触，然后使乙与丙接触，最终乙的电荷量为( )
A. B. C. D.
3.如图所示，质量为的带电小球用绝缘丝线悬挂于点，另一带正电小球固定在带电小球的左侧；小球平衡时，绝缘丝线与竖直方向的夹角，且两球球心在同一水平线上，、均可视为点电荷，重力加速度为。下列判断正确的是( )
A. 小球带正电，所受库仑力大小为
B. 小球带负电，所受库仑力大小为
C. 小球带正电，所受库仑力大小为
D. 小球带负电，所受库仑力大小为
4.两个分别带有电荷量和的相同金属小球均可视为点电荷，固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，各电场中、两点电场强度相同的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示，整个空间存在水平方向的匀强电场，轻绳一端固定在点，另一端系一个质量为，电荷量为的带电小球，当小球平衡时细绳与竖直方向夹角为，重力加速为，则电场强度的大小为( )
A.
B.
C.
D.
7.如图所示，、两点处分别固定有等量异种点电荷和，是线段的中点，是的中点，是的垂直平分线上的一点，、、点场强的大小关系为( )
A. B. C. D.
8.根据场强的定义式，电场强度的单位是( )
A. 牛库 B. 牛米 C. 米库 D. 库牛
9.关于电场强度的定义式，以下叙述正确的是( )
A. 与成正比
B. 与成反比
C. 由和的比值决定
D. 表示电场本身性质，与无关，其大小可由和的比值来测定
10.下列说法中正确的是( )
A. 由库仑定律可知，时，
B. 由电场强度可知，电场强度与电荷量成反比
C. 由电场强度可知，电场强度与电场力成正比
D. 由点电荷场强公式可知，一定时，电荷量越大，场强越大
11.如图，带电量为的点电荷与均匀带电薄板相距，点电荷在通过带电薄板几何中心的垂线上．点处电场强度为零，静电力恒量为在图中点点关于带电薄板的对称点的电场强度大小和方向正确的是( )
A. B. ，垂直薄板向右
C. ，垂直薄板向右 D. ，垂直薄板向右
12.下列说法正确的是( )
A. 静电力常量为
B. 处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为
C. 存在电荷量为的带电粒子
D. 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和可能增加
13.下列现象中不属于静电屏蔽应用的是( )
A. 在三条高压输电线的上方还有两条金属导线与大地相连形成一个稀疏的金属网
B. 超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服
C. 信号传输线中间是铜芯线，芯线外包裹发泡塑料，发泡塑料外面还要包一层金属丝编织成的网，最外层为防护套
D. 在加油站，工作人员给汽车加油前，要触摸一下静电释放器
14.、是一条电场线上的两个点，一带正电的微粒仅在电场力作用下静止开始从点沿电场线运动到点，其加速度变大且电场力做正功的是( )
A. B.
C. D.
15.如图所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子只受静电力作用下的运动轨迹，则( )
A. 若粒子是从点运动到点，则其带负电荷
B. 粒子运动的加速度在点小于点
C. 粒子在点的速度大于在点的速度
D. 粒子在点的电势能小于在点的电势能
二、填空题：本大题共1小题，共8分。
16.如图所示，将带有负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球，两个导体开始时互相接触且对地绝缘。
为了使两球带上等量异号电荷，应______。
A.先移走棒，再把两球分开 先把两球分开，再移走棒。
先使甲球瞬时接地，再移走棒，导体甲的带电情况是_______电
导体乙的带电情况是_______电。填“正”、“负”或“不带”。
先使乙球瞬时接地，再移走棒，导体乙的带电情况是_______电。填“正”、“负”或“不带”。
三、实验题：本大题共1小题，共8分。
17.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电荷量有关。他选用了两个带电的小球和，将球放在可移动的绝缘座上并置于铁架台旁，球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒上的位置，如图所示。实验时，先使球带正电。
若要使球受到的库仑力向右，应使球带_______________填“正”或“负”电荷。
保持两球电荷量不变和球位置不变，将球悬挂的位置由分别移至、等位置，可发现，悬挂位置向右移动时，绝缘丝线的偏角_______________填“变小”“不变”或“变大”。
保持球位置不变，球悬挂的位置和电荷量不变，改变球所带的电荷量，观察到球所带的电荷量越大，悬挂球的丝线偏角_______________填“越小”“不变”或“越大”。
此同学在探究中应用的科学方法是_________填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”。
四、计算题：本大题共4小题，共39分。
18.如图所示，一电荷量的带正电小球用轻质绝缘细线悬挂于点，另一带电量的小球固定在点正下方绝缘柱上、均可视为点电荷。当小球平衡时，恰好与处在同一水平
线上，且相距，已知静电力常量，求：
小球带何种电荷；
小球给小球的库仑力方向；
、两球之间库仑力的大小。
19.在真空中点有一正点电荷，把负检验电荷置于点，它们相距，如图所示。已知静电力常数，求：
受到的电场力大小；
所在点的电场强度大小。
20.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。重力加速度取求：
带点小球的电性正或负；
小球受到的电场力的大小；
电场强度。
21.把的试探电荷放在电场中的点，具有的电势能，
求点的电势。
若把的试探电荷放在电场中的点，电荷所具有的电势能是多少？
若把的试探电荷放在电场中的点，电荷所具有的电势能又是多少？
答案解析
1.
【解析】A.最小的电荷量叫元电荷，不是指电子和质子，故A错误；
B.自然界中任何带电体的电荷量都是元电荷电量的整数倍，故B正确；
C.由电荷守恒定律可知，电荷不可能凭空产生，也不可能凭空消失，故C错误；
D.元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，故D错误。
故选B。
2.
【解析】先使甲与乙接触，则甲乙带电量各为
然后使乙与丙接触，最终乙的电荷量为
故选B。
3.
【解析】小球带正电，两球相斥，故小球带正电；以小球为研究对象，对小球进行受力分析如图，
根据小球处于平衡状态可知
故选A。
4.
【解析】根据库仑定律得
两小球相互接触后，两个小球带电荷量相等，都等于，根据库仑定律得
解得
故选C。
5.
【解析】A、两点处于同一圆周上，根据公式，电场强度大小，但方向不同。故 A错误
B、由图两点的电场强度方向，根据公式，可知，电场大小不同，故B错误
C、在匀强电场中，各处的电场强度处处相同，故 C正确
D、电场线密的地方电场强度大，由图可知点电场强度大于点的电场强度，故 D错误。
6.
【解析】】根据平衡条件得
解得
故选B。
7.
【解析】解：等量异号电荷的电场的分布特点如图：
从图中可知看到点的电场线最密，点的电场线最疏，则点场强最大，点场强最小，则；
故D正确，ABC错误。
8.
【解析】根据场强的定义式 ，可知电场强度的单位是牛库。
故选A。
9.
【解析】电场强度的定义式为比值定义法定义的物理量，由电场本身决定，与试探电荷的受力和电荷量无关，但可由和的比值来测定其大小。
故选D。
10.
【解析】A.由库仑定律
可知， 时库仑定律不再适用，则选项A错误；
电场强度是由电场本身决定的，由试探电荷的电量以及所受的电场力无关，选项BC错误；
D.由点电荷场强公式
可知，一定时，电荷量越大，场强越大，选项D正确。
故选D。
11.
【解析】解；在点形成的电场强度的大小为，方向向右；
因为点场强为零，故薄板在点的场强方向向左，大小也为，由对称性可知，薄板在点的场强也为，方向垂直于薄板向右；
故选：。
由点电荷的场强公式可得出在点形成的场强，由电场的叠加原理可求得薄板在点的场强大小及方向；由对称性求解薄板在点形成的场强．
题目中要求的是薄板形成的场强，看似无法解决；但注意点的场强是由薄板及点电荷的电场叠加而成，故可求得薄板在点的电场强度，而薄板两端的电场是对称的，可由对称性得解．
12.
【解析】A.静电力常量为 ，选项A错误；
B.处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为，选项B正确；
C.任何带电体的带电量都等于元电荷 的整数倍，则不存在电荷量为 的带电粒子，选项C错误；
D.一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变，不可能增加，选项D错误。
故选B。
13.
【解析】在三条高压输电线的上方还有两条金属导线与大地相连形成一个稀疏的金属网，这个金属网就是一个静电屏蔽装置，可以保护输电线不受外部电场的影响，故A不符合题意；
B.超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服，这个衣服就是一个静电屏蔽装置，可以保护电力工人不受外部电场的影响，故B不符合题意；
C.信号传输线中间是铜芯线，芯线外包裹发泡塑料，发泡塑料外面还要包一层金属丝编织成的网，最外层为防护套，这个金属丝编织成的网就是一个静电屏蔽装置，可以保护信号传输线不受外部电场的影响，故C不符合题意；
D.在加油站，工作人员给汽车加油前，要触摸一下静电释放器，这是为了释放人体上的静电，防止静电火花引起火灾，不属于静电屏蔽应用，故D符合题意。
故选D。
14.
【解析】带正电的微粒从点沿电场线运动到点，加速度变大且电场力做正功，则电场方向由 ，且 点的电场强度大于 ，即 点电场线较密。
故选A。
15.
【解析】解：带电粒子在电场中只受电场力作用，电场力的方向指向轨迹的凹侧，正电荷所受电场力的方向与该点的场强方向相同，因此带电粒子带正电，故A错误；
B.电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方场强越大，因此
根据牛顿第二定律，因此，即粒子运动的加速度在点小于点，故B正确；
若粒子从运动到，由于，电场力做功
电场力做正功，电势能减小，动能增加，因此有和
根据可知，、两点的速度大小关系
综上分析，故CD错误。
故选：。
A.做曲线运动的物体，所受的合力指向轨迹的凹侧，据此判断电场力的方向；正电荷所受电场力的方向与该点的场强方向相同，据此判断带电粒子的电性；
B.电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方场强越大，结合电场力公式和牛顿第二定律分析作答；
若粒子从运动到，根据电场力做功公式判断做功的正负，再判断电势能和动能的变化，然后作答。
本题考查了电场力方向和电性的判断，考查了电场力做功公式、牛顿第二定律在电场中的运用、电场力做功与电势能的变化以及动能定理，涉及的知识点较多，需要认真分析。
16.；正，正 ；正。
【解析】根据静电感应可知，将带负电的绝缘棒移近两个不带电的导体球时，在两个导体球上分别感应出等量的异种电荷，此时先把两球分开，再移走棒，就会使两球带上等量异号电荷；若先移走棒，再把两球分开，两球将不带电，故选 B；
先使甲球瞬时接地，会使两球瞬间与大地连为一体，此时导体球上感应出的负电荷会导入大地，再移走棒，两球均带正电荷；
先使乙球瞬时接地，会使两球瞬间与大地连为一体，此时导体球上感应出的负电荷会导入大地，再移走棒，两球均带正电荷。
17.正
变小
越大
控制变量法

【解析】若要使球受到的库仑力向右，则、应带同种电荷，由于球带正电，则应使球带正电荷。
保持两球电荷量不变和球位置不变，将球悬挂的位置由 分别移至 、 等位置，可发现，悬挂位置向右移动时，两球的距离变大，库仑力变小，则绝缘丝线的偏角变小。
保持球位置不变，球悬挂的位置和电荷量不变，改变球所带的电荷量，观察到球所带的电荷量越大，两球的间的库仑力越大，则悬挂球的丝线偏角越大。
实验过程，先保持两球电荷量不变，改变两球之间的距离；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，应用的科学方法是控制变量法。
18.正电；水平向右；
【解析】对小球进行受力分析，由受力平衡可知，、之间为库仑斥力，则、带同种电荷，由于小球带正电，则小球带正电。
对小球进行受力分析，由受力平衡可知，小球给小球的库仑力方向水平向右。
根据库仑定律可得、两球之间库仑力的大小为
19.根据库仑定律，受到的电场力大小为
根据电场强度的定义，所在点的电场强度大小为

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
20.解：小球处于匀强电场，在电场力、拉力与重力作用下处于平衡状态，如图，
电场力方向应水平向右，与电场强度方向相同，所以小球带正电；
结合受力示意图，根据平衡条件得：
小球受到的电场力 ；
由，得：。
【解析】本题是带电体在电场中平衡问题，研究的方法与力学问题一样，关键是分析带电体的受力情况，根据平衡条件和电场知识解答。
带电小球处于匀强电场中，在电场力、拉力与重力的作用下处于平衡状态。由电场强度方向和电场力方向，即可确定电荷的电性；
根据平衡条件列式，求解小球所受的电场力大小；
电场力与电场强度的关系是，由此式求解电场强度的大小。
21.解：根据
可得
根据公式可得
根据公式可得
【解析】本题考查电势和电势能的关系，利用直接分析即可，
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