2024-2025学年河南省部分学校高二（上）考试物理试卷（9月）（含解析）

2024-2025学年河南省部分学校高二（上）考试物理试卷（9月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，各电场中两点电场强度和电势都相同的是
A. B.
C. D.
2.在天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时，常常会被电一下。关于该过程的说法正确的是( )
A. 脱掉外衣时，由于摩擦而创造了电荷，使外衣和身体各自带上了电
B. 脱掉外衣时，电荷由于摩擦发生了转移，使外衣所带电荷量比身体多
C. 脱掉外衣后，外衣所带的电荷量可能为
D. 脱掉外衣后，手靠近金属门把手时，会使门把手靠近手的一端与手带异种电荷
3.如图所示，半径为的两个相同金属球，两球心相距，若它们所带电荷量分别为，则它们之间相互作用的静电力的大小为
A. B.
C. D.
4.真空中，在与带电荷量为的点电荷相距的点放一个带电荷量为的试探电荷，此时试探电荷受到的电场力大小为，方向如图所示。则( )
A. 点的电场强度方向与相同
B. 点的电场强度大小为
C. 点的电场强度大小为
D. 取走试探电荷，点电场强度变为零
5.如图，三个点位于以为圆心的圆上，直径与弦间的夹角为两点分别放有电荷
量大小为的点电荷时，点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则等于已知( )
A. B. C. D.
6.如图所示为某静电除尘装置的原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带电的尘埃仅在静电力作用下向集尘板迁移并沉积的轨迹，、两点是轨迹与电场线的交点，不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，以下说法正确的是( )
A. 尘埃带正电
B. 尘埃在点的加速度小于在点的加速度
C. 尘埃由运动到的过程中，速度一直增大
D. 尘埃由运动到的过程中，电势能先减少后增加
7.如图甲所示，在一个点电荷的电场中，轴与它的某一条电场线重合，已知坐标轴上、两点的坐标分别为和。现在、两点分别放置带正、负电的试探电荷，得到其受到的静电力大小与电荷量绝对值的关系图线、如图乙所示。已知两试探电荷所受静电力的方向均与轴正方向相同，则( )
A. 点电荷带正电 B. 、两点的电场强度大小之比为
C. 点电荷可能位于点左侧 D. 点电荷所在位置的坐标为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.下列物理量中，与放入电场中的试探电荷有关的是
A. 电势差 B. 电场力 C. 电势 D. 电势能
9.三条等势线如图所示，其中、两点在同一等势线上，下列说法正确的是( )
A. 电子在点的电势能为
B. 电子从点移动到点跟从点移动到点，电场力所做的功相等
C. 电子从点移动到点，电场力所做的功为
D. 电子从点移动到点，电势能增加
10.如图所示，是边长为的正方形的四个顶点，在点和点放有电荷量均为的正点电荷，在点放了某个未知点电荷后，恰好点的电场强度等于。下列说法正确的是
A. 未知电荷可能带正电
B. 未知电荷的电荷量
C. 未知电荷受其他两电荷的静电力的合力大小为
D. 未知电荷从点沿连线运动到点的过程中，电势能先减少后增加
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.如图所示，金属圆片、均可视为点电荷固定在两个轻质绝缘支架上，固定支架、下支架放在电子秤检测台面上，上支架等距贴上红色纸圈作为距离标尺，再穿过固定支架的小孔不与固定支架接触。
为了方便直观知道静电力大小，首先将电子秤的示数归零。
用起电机让、两金属圆片带上相同的电荷量，调整二者之间的正对距离，读出电子秤的示数，便可得到对的静电力的大小，则_______已知当地重力加速度为。用已知和测量物理量的字母表示
保持、两金属圆片的电荷量不变，把二者的距离增大，通过读取电子秤示数，便可得到每次对的静电力的大小，利用所测数据描点作图，发现__________选填“”“”或“”图像为过原点的直线，由此说明在电荷量不变的情况下，两点电荷之间的静电力与________。
12.小明学习静电现象时，做了以下实验：
如图甲所示，取一对用绝缘柱支持的导体和，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片均是闭合的。先把带正电荷的物体移近导体，导体的金属箔片__________；接着保持位置不动，用手摸一下导体，然后移走，导体的金属箔片__________。均选填“张开”或“闭合”
用金属网把验电器罩起来，再使带电荷量为的金属球可看成点电荷靠近验电器，如图乙所示，箔片_______选填“张开”或“闭合”，分析可知，当达到静电平衡时已知静电力常量为，金属网内与点电荷相距处点的电场强度大小为_______。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，电荷量为质量为的带正电小球可视为点电荷，用轻质不可伸长的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，细线长为假设电场区域足够大，静止时细线与竖直方向夹角为，小球在运动过程中电荷量始终保持不变，重力加速度为。
求匀强电场电场强度的大小；
若剪断细线，求小球运动时间后的速度大小。
14.把带电荷量为的正点电荷从无限远处移到电场中的点，要克服电场力做功，若把该电荷从电场中的点移到点，电场力做功，取无限远处电势为零。求：
两点的电势差；
点的电势；
把的负电荷由点移到无限远处，电场力做的功。
15.如图所示，竖直平面内光滑绝缘直杆与水平面的夹角，在点处固定一正点电荷电荷量未知，点到两点的距离相等。现将质量电荷量套在杆上的带负电小球从点由静止开始释放。已知两点间的距离两点间的距离，小球沿杆下滑到点时的速度大小为，取重力加速度，不计空气阻力。
求由到过程中，电场力对小球做的功；
求小球滑到点时的速度大小；
若规定点的电势为零，求点的电势。
答案解析
1.
【解析】A.该图中、两点电势相等，场强大小相等，方向不相同，故A错误；
B.该图中、两点电势不相等，场强大小相等，方向相同，故B错误；
C.该图中、两点电势相等，场强大小相等，方向相同，故C正确；
D.该图中、两点电势不相等，场强大小不相等，方向不相同，故D错误。
故选C。
2.
【解析】脱掉外衣时，由于摩擦使电荷发生转移，并不是创造了电荷，从而使外衣和身体各自带上了等量异种电荷，故AB错误；
C.任何带电体所带的电荷量一定为元电荷的整数倍，故C错误；
D.脱掉外衣后，手靠近金属门把手时，由于感应起电，会使门把手靠近手的一端与手带异种电荷，故D正确。
故选D。
3.
【解析】它们所带电荷是异种电荷，则相互吸引，电荷间距小于，因此库仑力
故选C。
4.
【解析】A.点的电场强度方向与相反，故A错误；
B.点的电场强度大小为
故B正确；
C.点的电场强度大小为
故C错误；
D.取走试探电荷，点电场强度不变，故D错误。
故选B。
5.
【解析】根据题意可知两电荷为异种电荷，设 为正电荷， 为负电荷，两电荷在点的场强如图所示
设圆的直径为 ，根据几何知识可得 ，
同时有
，
联立解得
故选B。
6.
【解析】A.由尘埃的运动轨迹与受力特点可知，尘埃在点所受电场力的方向应沿电场线的切线方向指向左上方，与电场强度方向相反，所以尘埃带负电，故A错误；
B.由电场线的分布图可知，点的场强比点的大，则尘埃在点的加速度小于在点的加速度，故B正确；
尘埃由运动到的过程中，电场力方向与速度方向夹角先为钝角，后为锐角，则电场力先做负功后做正功，尘埃的电势能先增大后减小，根据能量守恒定律可知，动能应先减小后增大，所以速度先减小后增大，故CD错误。
故选B。
7.
【解析】由于两试探电荷所受静电力的方向均与轴正方向相同，所以点电场强度方向沿轴正方向，点电场强度方向沿轴负方向，由此可知，点电荷应位于间，且应为负电荷，故AC错误；
B.由图像可知
所以
故B错误；
D.根据
解得
故D正确。
故选D。
8.
【解析】A.电势差是电场本身的性质，与试探电荷和零势能面的选取都没有关系，故A错误；
B.电场力是指带电粒子在电场中的受力，与试探电荷有关，故B正确；
C.电势描述的是电场能的性质，只与电场有关，故C错误；
D.电势能是指带点粒子在电场中某位置所具有的能量，与试探电荷有关，故D正确。
故选BD。
9.
【解析】A.由于点电势为，所以电子在点的电势能为，故A错误；
B.由于、在同一等势线上，电势相等，所以电子从点移动到点跟从点移动到点，电场力所做的功相等，故B正确；
电子从点移动到点，电场力所做的功为
根据功能关系可得
即电势能增加，故C错误，D正确。
故选BD。
10.
【解析】A.点电荷在点的场强方向沿方向，点电荷在点的场强方向沿方向，点的合场强方向沿方向，故点放的未知电荷在点的场强方向沿方向，故点放的未知电荷带负电，故A错误；
B.点和点电荷在点的场强大小为
则合场强为
点放的未知电荷在点的场强大小为
又
得
故B正确；
C.未知电荷受其他两电荷的静电力的合力大小为
故C错误；
D.未知电荷从 点沿 连线运动到 点的过程中，电场力先做正功后做负功，电势能先减少后增加，故D正确。
故选BD。
11. 距离的平方成反比
【解析】金属片不带电时，电子秤示数为零，当、两金属圆片带上相同的电荷量，由于同种电荷互相排斥，静电力为
根据库仑定律，有
电荷量不变的情况下，静电力与距离的平方成反比， 图像为过原点的直线。
12. 张开 张开
闭合

【解析】起初导体和不带电，先把带正电荷的物体移近导体，发生静电感应现象，则端带负电，端带正电，金属箔片张开；
接着保持位置不动，用手摸一下导体，导体、人和大地形成了新的巨大导体，此时端和端都是近端，都带负电，此时远端在地球另一端，带正电，然后移走，带负电，则导体的金属箔片张开。
根据静电屏蔽原理可知，由于金属网的静电屏蔽使得金属网内场强为，验电器的金属球不带电，验电器的金属箔片闭合。当达到静电平衡时已知静电力常量为 ，金属网内与点电荷相距 处 点的电场强度大小为。
13.小球静止时，受水平向右的电场力、竖直向下的重力和细线的拉力作用。由平衡条件可得
得匀强电场电场强度的大小为
若剪断细线，小球受到的电场力及重力不变，合力大小为
方向沿细线方向向下，加速度大小为
小球将沿细线方向向下做匀加速直线运动，运动时间后的速度大小

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14. 两点的电势差
点与无限远处电势差
取无限远处电势为零，则点电势
点的电势
点与无限远处电势差
把 的负电荷由 点移到无限远处，电场力做的功

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.小球从运动到的过程中，根据动能定理有
解得
小球从运动到的过程中，根据动能定理有
根据点电荷电场的特点可知
解得
根据
得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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