2024-2025学年福建省武夷山第一中学高二（上）段阶段性测试物理试卷（实验班）（含答案）

2024-2025学年福建省武夷山第一中学高二（上）段阶段性测试
物理试卷（实验班）
一、单选题：本大题共5小题，共20分。
1.下列说法正确的是( )
A. 重力做功与路径无关，而电场力做功与路径有关
B. 电场力对电荷做正功时，电荷具有的电势能将增加
C. 电荷的电势能，电荷的电势能，则
D. 同一电荷在同一等势面上一定具有相同的电势能
2.空间有两个带等量正电荷的点电荷处于水平位置如图所示，点为两点电荷连线的中点，、为连线上相对点对称的点，、在两点电荷连线的中垂线上，。下列说法正确的是( )
A. 、两点场强相同
B. 从点静止释放一不计重力的带正电粒子，在从点向点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C. 点场强比点场强小
D. 若电子不计重力在点以一垂直于纸面向里的初速度被释放，则电子可能绕点做匀速圆周运动
3.某空间存在如图所示的电场，图中的虚线为电场的等势线。一带电荷量为的粒子不考虑所受重力以某一速度从图中点进入电场，其运动轨迹如图中实线所示，下列说法正确的是( )
A. 该粒子带正电
B. 粒子从点运动到点的过程中，电势能增大
C. 该粒子经过点时的加速度为
D. 若粒子经过点时的动能为，则该粒子经过点时的动能为
4.均匀带电、完整的球壳在球外空间产生的电场，等效为电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，半径为、均匀分布着电荷量为的球面，其圆心与直径都在轴上，轴上点有一带正电的点电荷与点的距离为。若轴上与点的距离为的点，其电场强度大小为，静电力常量为，则点电荷的带电量为
A. B. C. D.
5.如图所示，、、、为一粗糙绝缘水平面上的四个点，一电荷量为的负点电荷固定在点，现有一质量为、电荷量为的带负电小金属块可视为质点，从点静止沿它们的连线向右运动，到点时速度最大，其大小为，小金属块最后停止在点．已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为，间的距离为，静电力常量为，不计空气阻力，则( )
A. 在点电荷一形成的电场中，、两点间的电势差为
B. 在小金属块由向运动的过程中，电势能先增大后减小
C. 从到的过程中，小金属块的动能全部转化为电势能
D. 间的距离为
二、多选题：本大题共5小题，共20分。
6.如图所示，虚线、和是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为、和，，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线所示．由图可知( )
A. 粒子从到的过程中，电场力做负功 B. 粒子从到的过程中，电场力做负功
C. 粒子从到的过程中，电势能增加 D. 粒子从到的过程中，动能减少
7.如图甲所示，真空中有一半径为、电荷量为的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立轴。理论分析表明，轴上各点的场强随变化的关系如图乙所示，则( )
A. 点处的场强和点处的场强大小相等、方向相同
B. 球内部的电场为匀强电场
C. 、两点处的电势相等
D. 假设将一个带正电的试探电荷沿轴移动，则从点处移动到点处的过程中，电场力一直做正功
8.如图，在轴上放有两个电荷量分别为和的点电荷，其中位于轴的坐标原点，电荷的右侧各点电势中随变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中点电势为零，段中的电势最低点为点，则
A. 点的电场强度大小为零
B. 点的电场强度强度方向向左
C. 两点电荷的电荷量的大小关系为
D. 将一带负电的试探电荷从点移到点，电场力做正功
9.如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为，板间距离为，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板正中间点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离。下列说法正确的是( )
A. 油滴带正电 B. 静电计指针张角不变
C. 油滴静止 D. 点的电势不变
10.如图所示，长为、倾角为的光滑绝缘细杆，垂直穿过半径为、带电荷量为的固定大圆环圆心，细杆上、、三点等分细杆长度．现从细杆的顶端无初速度地释放一个质量为、带电荷量为的套在细杆上的可视为点电荷的小滑环．已知静电力常量为，重力加速度为，，，大圆环和小滑环上的电荷均匀分布，小滑环上的电荷不影响电场分布，则下列说法正确的是 ( )
A. 小滑环在点的速度大小为
B. 大圆环在点产生的场强大小为
C. 小滑环从到的过程中静电力做功为
D. 小滑环在点的加速度大小为
三、填空题：本大题共2小题，共10分。
11.如图所示，两个不带电的金属导体和，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。现把带正电的小球靠近导体，贴在、下部的金属箔片都张开，此时端________，端________选填“带正电”、“带负电”或“不带电”。这时手持绝缘柱把和分开，然后移去，贴在、下部的金属箔片都将处于__________状态。选填“张开”或“闭合”
12.如图所示，匀强电场的方向平行于坐标系平面，其中坐标原点处的电势为，点的坐标为，电势为，点的坐标为，电势为，则两点间的电势差__________，两点间的电势差__________，电场强度的大小为__________
四、实验题：本大题共1小题，共6分。
13.某学习小组同学利用系统研究某电容器的充电和放电过程，实验电路如图甲所示，电源为输出电压恒为的学生直流稳压电源，实验前电容器已充分放电。电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即
先将单刀双掷开关置于端，给电容器进行充分的充电。然后将单刀双掷开关置于端，通过电阻进行放电，充电过程电流的方向为__________填“从到”或“从到”。
将单刀双掷开关置于端时，电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上便显示出如图乙所示的图像。图线与坐标轴围成图形的面积可以用所围小方格的总面积近似代替，若按照“大于半个格的按一个格算，小于半个格的舍去”的原则数出小方格数为个，据此估算出电容器的电容为__________计算结果保留三位有效数字。
若换用另一个电介质相同、电极间距变小、电极正对面积变大的电容器进行实验，则得到的图线与坐标轴所围成图形的面积将__________填“变大”“变小”或“不变”。
五、计算题：本大题共3小题，共44分。
14.如图所示，在竖直平面内存在匀强电场，其电场线如图中实线所示，方向未知，将带电荷量为的点电荷由点沿水平线移至点，其电势能增加了，已知、两点间的距离为，两点连线与电场线成角。
求、两点间的电势差；
若点的电势，求点的电势；
求匀强电场场强的大小，并判断其方向。
15.扫描是计算机射线断层扫描技术的简称，可用于对多种病情的探测。某种机原理示意图如图所示。、之间是加速电场，虚线框内为匀强偏转电场；经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点，产生射线如图中带箭头的虚线所示。已知电子的质量为，电荷量为，、两端的电压为，偏转电场区域水平宽度为，竖直高度足够长，中电子束距离靶台竖直高度为，偏转电场的电场强度，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。求：
电子刚进入偏转电场时的速度大小；
电子束射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角；
点到偏转电场右边界的距离。
16.如图所示，是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为，下端与水平绝缘轨道在点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为、带正电的小滑块可视为质点置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为。
若滑块从水平轨道上距离点的点由静止释放，滑块到达点时速度为多大
在的情况下，求滑块到达点时轨道受到的作用力
为使滑块始终沿轨道滑行，求滑块在水平轨道上距点距离的范围。
参考答案
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11. 带负电 带正电 张开
12.
13.从到；；变大
14.解：由题意可知，静电力做负功为：
由
得：
则：
、两点沿电场线方向的距离为：
从而得：
方向：沿电场线指向左下方
15.根据动能定理有
电子刚进入偏转电场时的速度大小
电子在偏转场的加速度为
电子在偏转场运动的时间为
设电子束射出偏转电场时速度方向与水平方向夹角为 ，可得
联立解得
设点到偏转电场右边界的距离，电子在偏转场的偏转位移
电子束射出偏转电场时速度反向延长将交于水平位移的中点，由相似三角形可知
联立解得

16.设滑块到达点时的速度为，由动能定理有：
，
而：，
联立解得：；
设滑块到达点的速度为，
，
解得：，
水平方向的合力提供向心力为：
，
解得：，方向水平向右。
要使滑块始终沿轨道滑行，如图：
；
讨论一：若滑块恰好能通过圆轨道的“物理最高点“”，由牛顿第二定律得
解得
滑块起始位置到点，由动能定理得：
解得
讨论二：若滑块恰好滑到点垂直于，从起始位置到点，
由动能定理得：
解得
综上所述，的大小范围为。
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