重庆市名校联盟2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题
1．（2024高二上·重庆市期中）某同学在学习了静电场及其应用后，归纳整理了如下笔记，其中错误的是（ ）
A．自然界中的电荷只有正电荷和负电荷两种
B．点电荷和元电荷都类似于质点，都是一种理想化模型
C．电场是物质存在的一种形式
D．仅受电场力的带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线不一定重合
【答案】B
【知识点】电场线
【解析】【解答】A．根据电荷的基本性质，我们知道自然界中的电荷确实只有正电荷和负电荷两种，没有第三种电荷存在。A正确，不符合题意；
B．点电荷是一种理想化模型，它忽略了电荷的大小和形状，只考虑其带电性质和位置。然而，元电荷并不是一种理想化模型，而是指最小的电荷量，它是电荷量的单位。B错误，符合题意；
C．电场是物质存在的一种形式，C正确，不符合题意；
D．仅受电场力的带电粒子在电场中的运动轨迹上某点的切线方向为速度方向，而电场线上某点的切线方向为电场强度方向，与带电粒子所受的电场力方向相同或相反，若电场线与轨迹重合，带电粒子的速度方向与合力方向共线，粒子一定做直线运动，若电场线为曲线，轨迹与电场线必定不重合，D正确，不符合题意。
故选B。
【分析】点电荷是忽略带电体的形状与大小，将带电体可看带有电荷量的点；元电荷是带电量的最小值，所有带电体的电荷量均是元电荷的整数倍；电场强度由电场本身决定，跟放不放试探电荷没有关系。
2．（2024高二上·重庆市期中）要打碎一块5毫米厚的普通玻璃，需要约600N的力。现让一枚质量约100g的鹅蛋从高空落到5毫米厚的普通玻璃上，若鹅蛋与玻璃的作用时间为0.01s，要使玻璃打碎，鹅蛋从高空落下的高度约为（ ）（不计空气阻力，重力加速度为）
A．300m B．250m C．180m D．120m
【答案】C
【知识点】动量定理；自由落体运动
【解析】【解答】 本题考查了自由落体运动规律和动量定理的应用，掌握利用动量定理求解物体受到的冲击力的原理。设落下的高度为，则
因为重力远小于F，所以鹅蛋的重力忽略，规定竖直向上为正方向，根据动量定理，得
解得
C正确。
故选C。
【分析】 根据自由落体运动速度位移关系求解求落地速度，根据动量定理求得与玻璃的平均冲力。
3．（2024高二上·重庆市期中）如图在A、B两点处各固定一个点电荷P、Q，点C与AB不在一条直线，。在C点放一个正的试探电荷，试探电荷受到电场力的方向与AB平行向右，则下列判断正确的是（ ）
A．P、Q可能带同种电荷
B．P点电荷量大于Q的电荷量
C．C的场强方向向左
D．把试探电荷的电荷量增加后，再放在C点，C点的场强增加
【答案】B
【知识点】电场强度；电场强度的叠加
【解析】【解答】 本题主要考查了电场场强的叠加，具有一定的综合性，需注意电场强度是矢量，不仅要考虑大小还要注意方向。ABC．由题意可知，正电荷在C点受电场力方向与AB平行向右，则C点的场强方向平行AB向右，则P、Q带异种电荷，且P带正电，Q带负电，由图可知电荷P在C点的场强大于电荷Q在C点的场强，根据
可知，因AC>BC，则P点电荷量大于Q的电荷量，选项AC错误，B正确；
D．C点的场强与试探电荷的电量无关，即把试探电荷的电荷量增加后，再放在C点，C点的场强不变，选项D错误。
故选B。
【分析】同名电荷相互排斥，异名电荷相互吸引，可以讨论AB电荷的电性，结合平行四边形法则，最终只有P带正电，Q带负电且P点电荷量大于Q的电荷量才符合题意。
4．（2024高二上·重庆市期中）如图所示，边长为5cm的等边三角形ABC。三角形处在匀强电场中，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，三角形各顶点的电势分别为，下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的场强大小为120V/m，方向由A指向C
B．匀强电场的场强大小为120V/m，方向由C指向A
C．匀强电场的场强大小为240V/m，方向由A指向C
D．匀强电场的场强大小为240V/m，方向由C指向A
【答案】D
【知识点】电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】能够计算出匀强电场的电场强度是解题的关键，知道沿电场线方向电势逐渐降低。
设AC的中点为D，则D点的电势为
则，B、D在同一等势面上，A、C在同一条电场线上，电场强度大小为
解得
根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，电场强度的方向由C指向A。
故选D。
【分析】先计算出D点的电势，然后根据几何关系计算O点的电势；根据电场强度和电势差的关系计算；沿电场线方向电势逐渐降低。
5．（2024高二上·重庆市期中）下图为地图上某山地的等高线图，O点为峰顶（图中数字的单位是米）。小山坡的左边a和右边b，据地理知识可根据该图判断出哪一边的地势更陡，若现在把该图看成一个描述电势高低的等势线图，图中数字的单位是伏特，以下说法正确的是（ ）
A．与Ob方向相比，沿Oa方向电势降落较快
B．负电荷在20V等势线上的电势能小于在40V等势线上的电势能
C．若只考虑电场力，在电势为30V的等势线上静止释放q = 1.6 × 10－6C的点电荷，运动到零势能面时动能一定为4.8 × 10－5J
D．若电子沿30V的等势线从左到右逆时针运动一周，则电场力先做正功，后做负功，总功为零
【答案】D
【知识点】电势；电势差；等势面
【解析】【解答】电势的高低和场强的大小没有关系，但电场强度大的地方，电势降落的比较快，所以也可以用等势线的疏密程度表示场强的大小。A．由图判断相邻等势面为等差等势面，描述电势降落快慢的物理量是电场强度，描述电场强度的大小可用等差等势面的疏密程度，a侧电场强度小，所以沿Oa方向电势降落得慢，故A错误；
B．负电荷在电势低的地方电势能大，故B错误；
C．据能量守恒，带电粒子的动能和电势能之间相互转化，总能量不变为4.8×10－5J，故C正确；
D．在同一条等势线上移动电荷，电场力始终不做功，故D错误。
故选C。
【分析】 根据等高线的疏密程度表示电势变化的快慢判断；根据等势线的疏密程度表示场强的大小判断。
6．（2024高二上·重庆市期中）如图所示，建立平面直角坐标系xOy，在y轴上放置垂直于x轴的无限大接地的导体板，在x轴上x=2L处P点放置点电荷，其带电量为+Q，在xOy平面内有边长为2L正方形，正方形的四个边与坐标轴平行，中心与O点重合，与x轴交点分别为M、N，四个顶点为a、b、c、d，静电力常量为k，以下说法正确的是（ ）
A．点场强大小为
B．点与点的电场强度相同
C．正点电荷沿直线由点到点过程电势能先减少后增加
D．电子沿直线由点到点的过程电场力先增大后减小
【答案】D
【知识点】电场线；电场强度的叠加；电势
【解析】【解答】A．由于y轴上放置了一个无限大且接地的导体板，根据静电感应的原理，导体板会感应出与点电荷+Q等量异号的负电荷。这些感应电荷与点电荷+Q共同在空间中产生电场。点电荷与无限大接地导体板构成的电场等效成等量异种电荷的电场，点场强大小为
故A错误；
B．根据等量异种电荷电场特点，点与点场强大小相等，方向不同，故B错误；
C．根据等势线与电场线垂直的特点，由点沿直线到点过程中电势先升高后降低，则正点电荷沿直线由点到点过程电势能先增加后减少，故C错误；
D．根据电场线疏密，可知由点到过程电场强度先增大后减小，电子沿直线由点到点电场力先增大后减小，故D正确。
故选D。
【分析】导体板会感应出与点电荷+Q等量异号的负电荷，根据等量异名电荷电势电场强度特点进行分析。
7．（2024高二上·重庆市期中）沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，其电电势的φ随位置x变化的图像如图所示，一电荷都为e带负电的试探电荷，经过x2点时动能为1.5eV，速度沿x轴正方向若该电荷仅受电场力。则其将（ ）
A．不能通过x3点 B．在x3点两侧往复运动
C．能通过x0点 D．在x1点两侧往复运动
【答案】B
【知识点】电势能；电势
【解析】【解答】 本题主要考查了 φ-x图像的斜率的含义，电场力做功公式以及动能定理；知道负电荷所受电场力的方向与场强方向相反。带负电的试探电荷在x2处动能为1.5eV，电势能为-1eV，总能量为0.5eV，且试探电荷速度沿x轴正方向，在x2 ~ x3区域试探电荷受到沿x轴正方向的静电力，做加速运动，在x3处速度最大，试探电荷继续运动到x3右侧，做减速运动，当速度为零时，电势能为0.5eV，即运动到电势为－0.5V处减速到零，开始向x轴负方向运动，后反向回到x2处动能仍为1.5eV，继续向左运动，在电势为－0.5V处减速到零又反向，不会运动到x0、x1处，即试探电荷在x3点两侧往复运动。
故选B。
【分析】 在 φ-x图像中，图像的斜率表示 电场强度的大小，斜率为零场强为零；斜率的正、负表示场强的方向，负电荷所受电场力与场强方向相反，结合动能定理和试探电荷的运动速度分析其运动状态，然后作答。
8．（2024高二上·重庆市期中）电晕放电在电选矿、静电除尘等方面均有广泛应用。以针板式电晕放电为例，如图，在针板式电极场中，在高电压作用下，针式电极周围空气被电离，在周围产生电晕区，生成正离子和负离子。电晕区的负离子在电场力的作用下向集尘极移动，途中黏附在灰尘上，并在电场力作用下继续向集尘极移动，最后沉积在集尘极上面。下列说法正确的是（ ）
A．供电装置上端为电源正极，下端为电源负极
B．供电装置上端为电源负极，下端为电源正极
C．带电灰尘飞向集尘极的过程中，电势能减小
D．带电灰尘飞向集尘极的过程中，做匀加速直线运动
【答案】B,C
【知识点】静电的防止与利用；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】 静电的利用与防止一直以来都与生活息息相关，除了尖端放电核静电屏蔽之外，静电还有其他的作用，如静电吸附等。另外就是再不需要静电的场合，要采取合理的方式防止静电带来的危害 。AB．负离子在电场力的作用下向集尘极移动，说明集尘极为正极，故供电装置上端为电源负极，下端为电源正极，A项错误，B项正确；
C．带电灰尘飞向集尘极的过程中，电场力做正功，电势能减小，C项正确；
D．由于电场并非匀强电场，另外，灰尘受到重力作用，所以带电灰尘做变加速运动，D项错误。
故选BC。
【分析】 根据负离子的运动情况能判断供电装置的正负极；电极附近电场强度越大；根据电场力做功判断电势能变化；根据灰尘受力情况判断物体做何种运动。
9．（2024高二上·重庆市期中）测弹丸速率常用如图所示冲击摆，用长为l的细线悬挂质量为M的沙袋（沙袋尺寸远小于l），沙袋静止，质量为m的子弹以一定的初速度自左方水平射向沙袋，并留在沙袋中，测出沙袋向右摆过的最大偏角θ（小于90°），就可以计算出子弹的初速度。重力加速度为g，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．子弹打击沙袋过程中系统机械能守恒
B．子弹射入沙袋后瞬间细线的拉力为
C．子弹射入沙袋瞬间子弹和沙袋的共同速度为
D．子弹的初速度
【答案】C,D
【知识点】碰撞模型
【解析】【解答】 本题中物理过程较多，关键先要正确把握每个过程的物理规律，根据动量守恒定律进行求解．A．子弹射入沙袋过程中需要克服阻力做功，系统有机械能损失，故A错误；
BC．根据牛顿第二定律可得
整体向右摆动过程中，有
联立可得
故B错误，C正确；
D．子弹射入沙袋过程，由于内力远大于外力，系统的动量守恒，根据动量守恒定律可得
所以
故D正确。
故选CD。
【分析】子弹射入沙袋过程，由于内力远大于外力，系统的动量守恒．子弹打入沙袋后二者共同摆动的过程机械能守恒。
10．（2024高二上·重庆市期中）如图甲所示，长为L的两块正对金属板A、B水平放置，两板接上如图乙所示随时间变化的交变电压，电子流沿中心线OO'从O点以初速度射入板间，所有电子都不会碰到极板，已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力及电子间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．两板间距
B．电子在t=0时刻从O点射入时一定从中心线离开电场
C．电子在时刻从O点射入时偏离中心线的距离离开电场
D．电子无论在哪一时刻从O点射入，离开电场时的速率一定为v0
【答案】A,C,D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】 本题考查带电粒子在交变电场中的运动，注意根据其在两个方向上的运动的等时性、交变电场的周期性，求解其在竖直方向上的分位移。A．电子在水平方向匀速运动，电场中的运动时间为
又
解得
两板间距满足
且
解得
故A正确；
B．由A项可知，电子在电场中运动的时间等于交变电压的周期，故电子在t=0时刻从O点射入时，沿电场方向先向上做匀加速，再向上做匀减速，电子在竖直方向速度一直向上，从靠近上极板附近射出，此时离开电场时偏离中心线距离最大，故B错误；
C．电子在时刻从O点射入时，沿电场方向，电子的运动分四段，第一阶段从静止向正方向加速运动，则根据匀变速直线运动的位移时间关系可得位移为
第二阶段向正方向减速运动，速度为零，则位移为
第三阶段从静止开始向负方向做加速运动，则位移为
第四阶段向负方向做减速运动，速度减为零，则位移为
则粒子的总位移为
又
解得
故C正确；
D．依题意，电子在电场中的运动时间为T，无论在哪一时刻从O点射入电场，正向电场和反向电场对电子的作用时间都为，设电子的出射速度为v，沿电场方向根据动量定理有
又
解得
即出离电场时沿电场方向的速度为零，但是电子有一个初速度， 所以离开电场时的速率一定为 v0，故D正确。
故选ACD。
【分析】根据带电粒子在交变电场中的受力，可分析其在水平方向、竖直方向上的分运动，可得到极板间距的取值范围、电子出电场的速度；电子在不同时刻进入电场，竖直方向上的位移可以根据周期性计算。
11．（2024高二上·重庆市期中）如图所示的实验装置，可以通过改变两极板的正对面积S，改变两极板间的距离d，在两极板间插入电介质等方法研究影响平行板电容器电容大小的因素。
（1）若把M板向左平移一小段距离后，可观察到静电计指针偏转角 （选填“变大”、“变小”或“不变”），极板间的电场强度 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）下面说法正确的有（ ）
A．实验研究的方法是控制变量法
B．通过实验可以得出平行板电容器的电容与极板的正对面积S成正比，与两极板间的距离d成反比的结论
C．实验中极板上的电荷量几乎不变，根据电容器电容的相关公式可判定电容的变化
【答案】（1）变大；不变
（2）A；C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】本题考查平行板电容器的问题，结合控制变量法分析判断电容和电场强度的变化情况。 （1）若把M板向左平移一小段距离后，电荷量Q不变，两极板的正对面积S也不变，增大两板间距离d，由电容的决定式
可知，电容C减小，电容器不与电源相连，则Q不变，根据
可知，U增大，所以静电计指针偏转角变大；
根据
可得
所以极板间的电场强度不变。
（2）
A．实验中，通过分别改变电容器的结构，可以探究出影响平行板电容器电容的因素，实验研究的方法是控制变量法，故A正确；
B．通过实验可以得出电容器的电容随两极板的正对面积，两极板间的距离变化而变化的定性关系，不可以得出平行板电容器的电容与极板的正对面积S成正比，与两极板间的距离d成反比的结论，故B错误；
C．实验中极板上的电荷量几乎不变，根据电容器电容的相关公式可判定电容的变化，故C正确。
故选AC。
【分析】 （1）根据平行板电容器的定义式和决定式结合电荷量保持不变进行分析判断；
（2）根据平行板电容器涉及的控制变量法和电容器的决定因素以及环境因素是否造成影响进行分析解答。
（1）[1]若把M板向左平移一小段距离后，则两极板间距离增大，根据
可知，电容C减小，电容器不与电源相连，则Q不变，根据
可知，U增大，所以静电计指针偏转角变大；
[2]根据
可得
所以极板间的电场强度不变。
（2）A．实验中，通过分别改变电容器的结构，可以探究出影响平行板电容器电容的因素，实验研究的方法是控制变量法，故A正确；
B．通过实验可以得出电容器的电容随两极板的正对面积，两极板间的距离变化而变化的定性关系，不可以得出平行板电容器的电容与极板的正对面积S成正比，与两极板间的距离d成反比的结论，故B错误；
C．实验中极板上的电荷量几乎不变，根据电容器电容的相关公式可判定电容的变化，故C正确。
故选AC。
12．（2024高二上·重庆市期中）某同学设计如图甲所示的实验电路来测量铜丝的电阻率。铜丝接入电路的长度，由于铜丝的电阻太小，通过串联电阻箱选择适当的电阻，使电压表读数范围较大，电压表内阻不影响测量结果。
（1）图乙是用螺旋测微器测量铜丝直径时的示意图，可读得 mm；
（2）闭合开关S之前，滑动变阻器的触片P应滑在最 （填“左”或“右”）端；
（3）电阻箱取值，触片P调至适当位置，闭合开关S，电压表示数为2.80V，电流表示数为0.40A.则铜丝的电阻 （保留2位有效数字）；
（4）该铜丝此时的电阻率 （保留2位有效数字）。
【答案】（1）0.150
（2）左
（3）1.5
（4）
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）由图可知
（2）开关S闭合前，为保护电表，应使电路中连入电阻最大，电流表和电压表的示数最小，故触片应滑在最左端；
（3）根据欧姆定律有
可得
（4）由电阻定律
和
解得
【分析】本题主要考查测量铜丝的电阻率的实验。
（1）螺旋测微器读数为固定刻度加上可动刻度，精度为0.01mm，需要估读。
（2）闭合开关之前，电路中电流要最小，电阻要最大。
（3）根据欧姆定律和串并联知识求解铜丝的电阻。
（4）根据电阻定律求解铜丝此时的电阻率。
（1）由图可知
（2）开关S闭合前，应使得电流表和电压表的示数最小，故触片应滑在最左端；
（3）根据公式有
可得
（4）由电阻定律
解得
13．（2024高二上·重庆市期中）如图所示，把电荷量、质量的带正电小球用绝缘细线悬挂在水平天花板上，带正电的物块放置在倾角的光滑固定斜面上。当小球与物块间的连线水平且细线与水平方向的夹角为37°时，小球与物块均静止，此时两者之间的距离。已知静电力常量，小球及物块均可视为点电荷，重力加速度大小，，。求：
（1）小球与物块间的库仑力大小；
（2）物块的电荷量大小；
（3）物块的质量。
【答案】解：（1）对小球受力分析，根据平衡条件，竖直方向上有
水平方向上有
联立解得
（2）由库仑定律有
解得
（3）对物块受力分析，根据平衡条件，沿斜面方向上有
解得
【知识点】库仑定律
【解析】【分析】 （1）运用力的合成与分解方法，将力分解成水平、竖直两个方向上的分力进行受力分析，求解库仑力大小。
（2）运用库仑定律分析物块的电荷量。
（3） 对物块受力分析，根据平衡条件求解物体质量。
14．（2024高二上·重庆市期中）如图所示，轨道ABC固定在水平面上，其中AB段为半径的圆弧，对应的圆心角为段水平，长为，并与AB段相切。初始时在点静置一个质量为的物块a，另一个完全相同的物块b从轨道左侧与圆心等高处的某点，以某一初速度水平抛出，恰好从点沿轨道切线方向进入轨道，之后两物块在点发生碰撞并粘在一起，碰撞时间极短。最终两物块恰好未滑出轨道。已知物块与BC段的动摩擦因数为0.5，两物块均可视为质点，忽略空气阻力，取，求：
（1）物块b运动到点时速度的大小；
（2）两物块碰后速度的大小；
（3）物块b从运动到过程中因摩擦产生的热量。
【答案】（1）解：b从开始运动到A点的过程中，做平抛运动，在竖直方向根据平抛运动的规律，有
在A点时
解得
（2）解：设两物块碰后速度的大小为，ab碰撞后到停止的过程中，由动能定理得
解得
（3）解：ab碰撞过程，动量守恒，设碰前b的速度为，由动量守恒定律得
b从A运动到B的过程，由能量守恒得
解得
【知识点】碰撞模型；动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】 （1）物体在空中做平抛运动，在竖直方向利用位移—速度关系式求出物体在A点时的竖直分速度，然后结合A点速度分解，求出物块b运动到A点时速度的大小；
（2）ab碰撞后到停止的过程中，由动能定理求出两物块碰后速度的大小；
（3）ab碰撞过程中，由动量守恒守恒定律求出b碰前的速度为vB，b从A运动到B的过程中，由能量守恒定律求出物块b从A运动到B过程中因摩擦产生的热量。
（1）b从开始运动到A点的过程中，做平抛运动，在竖直方向根据平抛运动的规律，有
在A点时
解得
（2）设两物块碰后速度的大小为，ab碰撞后到停止的过程中，由动能定理得
解得
（3）ab碰撞过程，动量守恒，设碰前b的速度为，由动量守恒定律得
b从A运动到B的过程，由能量守恒得
解得
15．（2024高二上·重庆市期中）如图所示，竖直虚线ab右侧空间有水平向右、场强大小为的匀强电场，竖直固定的圆弧轨道DEFG半径为R＝1.8m，O为圆心，点D、G位于ab上，EF为竖直直径，。在同一竖直面内虚线ab左侧空间无电场，有一弹射装置，由竖直细管和半径为r＝0.9m的圆弧轨道BC组成，为圆心，半径水平，管内下端压缩一轻弹簧并被锁扣K锁定在A点，AB段高h＝1m。现管中有一质量为m＝1kg、电荷量为的带正电小球静止在弹簧上端，某时刻打开K，小球被弹出，恰好能通过C点飞出，并从D点沿圆弧切线方向进入轨道DEFG。已知弹簧和所有轨道均光滑绝缘，空气阻力不计，小球可视为点电荷，重力加速度取。求：
（1）弹簧被K锁定在A点时所具有的弹性势能大小Ep；
（2）小球进入圆弧轨道DEFG后沿轨道运动的最大速度vm；
（3）通过计算判断小球能否沿轨道运动至G点。
【答案】（1）解：小球恰好能通过C点飞出，则有
可得
小球与弹簧组成的系统机械能守恒，有
代入数据可得
（2）解：由几何关系可知，小球到D点的速度为
小球受到的电场力为
则重力与电场力的合力与电场方向的夹角正切为
所以
则小球在圆弧轨道DEFG运动的等效最低点与G点关于O对称，与D点关于EF对称，即与D点等高，即
由动能定理可得
可得
（3）解：G是小球运动的等效最高点，小球恰好过最高点时，有
可得过最高点的最小速度为
由动能定理可得
可得
故不能到G点。
【知识点】机械能守恒定律；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】 （1）小球被弹出，在圆弧轨道BC做竖直平面内圆周运动，恰好能通过C点飞出，在C点只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律求解速度；
（2）打开K，小球被弹出，弹性势能转化为小球的初动能，从A点运动到C点根据动能定理列方程求解；
（3）根据几何知识求得进入D点速度，根据切线方向合力为零确定速度最大位置，根据动能定理求出最大速度。根据动能定理求出经过F点和G点速度，判断能否沿轨道通过G点。
（1）小球恰好能通过C点飞出，则有
可得
小球与弹簧组成的系统机械能守恒，有
代入数据可得
（2）由几何关系可知，小球到D点的速度为
小球受到的电场力为
则重力与电场力的合力与电场方向的夹角正切为
所以
则小球在圆弧轨道DEFG运动的等效最低点与G点关于O对称，与D点关于EF对称，即与D点等高，即
由动能定理可得
可得
（3）G是小球运动的等效最高点，小球恰好过最高点时，有
可得过最高点的最小速度为
由动能定理可得
可得
故不能到G点。
1 / 1重庆市名校联盟2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题
1．（2024高二上·重庆市期中）某同学在学习了静电场及其应用后，归纳整理了如下笔记，其中错误的是（ ）
A．自然界中的电荷只有正电荷和负电荷两种
B．点电荷和元电荷都类似于质点，都是一种理想化模型
C．电场是物质存在的一种形式
D．仅受电场力的带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线不一定重合
2．（2024高二上·重庆市期中）要打碎一块5毫米厚的普通玻璃，需要约600N的力。现让一枚质量约100g的鹅蛋从高空落到5毫米厚的普通玻璃上，若鹅蛋与玻璃的作用时间为0.01s，要使玻璃打碎，鹅蛋从高空落下的高度约为（ ）（不计空气阻力，重力加速度为）
A．300m B．250m C．180m D．120m
3．（2024高二上·重庆市期中）如图在A、B两点处各固定一个点电荷P、Q，点C与AB不在一条直线，。在C点放一个正的试探电荷，试探电荷受到电场力的方向与AB平行向右，则下列判断正确的是（ ）
A．P、Q可能带同种电荷
B．P点电荷量大于Q的电荷量
C．C的场强方向向左
D．把试探电荷的电荷量增加后，再放在C点，C点的场强增加
4．（2024高二上·重庆市期中）如图所示，边长为5cm的等边三角形ABC。三角形处在匀强电场中，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，三角形各顶点的电势分别为，下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的场强大小为120V/m，方向由A指向C
B．匀强电场的场强大小为120V/m，方向由C指向A
C．匀强电场的场强大小为240V/m，方向由A指向C
D．匀强电场的场强大小为240V/m，方向由C指向A
5．（2024高二上·重庆市期中）下图为地图上某山地的等高线图，O点为峰顶（图中数字的单位是米）。小山坡的左边a和右边b，据地理知识可根据该图判断出哪一边的地势更陡，若现在把该图看成一个描述电势高低的等势线图，图中数字的单位是伏特，以下说法正确的是（ ）
A．与Ob方向相比，沿Oa方向电势降落较快
B．负电荷在20V等势线上的电势能小于在40V等势线上的电势能
C．若只考虑电场力，在电势为30V的等势线上静止释放q = 1.6 × 10－6C的点电荷，运动到零势能面时动能一定为4.8 × 10－5J
D．若电子沿30V的等势线从左到右逆时针运动一周，则电场力先做正功，后做负功，总功为零
6．（2024高二上·重庆市期中）如图所示，建立平面直角坐标系xOy，在y轴上放置垂直于x轴的无限大接地的导体板，在x轴上x=2L处P点放置点电荷，其带电量为+Q，在xOy平面内有边长为2L正方形，正方形的四个边与坐标轴平行，中心与O点重合，与x轴交点分别为M、N，四个顶点为a、b、c、d，静电力常量为k，以下说法正确的是（ ）
A．点场强大小为
B．点与点的电场强度相同
C．正点电荷沿直线由点到点过程电势能先减少后增加
D．电子沿直线由点到点的过程电场力先增大后减小
7．（2024高二上·重庆市期中）沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，其电电势的φ随位置x变化的图像如图所示，一电荷都为e带负电的试探电荷，经过x2点时动能为1.5eV，速度沿x轴正方向若该电荷仅受电场力。则其将（ ）
A．不能通过x3点 B．在x3点两侧往复运动
C．能通过x0点 D．在x1点两侧往复运动
8．（2024高二上·重庆市期中）电晕放电在电选矿、静电除尘等方面均有广泛应用。以针板式电晕放电为例，如图，在针板式电极场中，在高电压作用下，针式电极周围空气被电离，在周围产生电晕区，生成正离子和负离子。电晕区的负离子在电场力的作用下向集尘极移动，途中黏附在灰尘上，并在电场力作用下继续向集尘极移动，最后沉积在集尘极上面。下列说法正确的是（ ）
A．供电装置上端为电源正极，下端为电源负极
B．供电装置上端为电源负极，下端为电源正极
C．带电灰尘飞向集尘极的过程中，电势能减小
D．带电灰尘飞向集尘极的过程中，做匀加速直线运动
9．（2024高二上·重庆市期中）测弹丸速率常用如图所示冲击摆，用长为l的细线悬挂质量为M的沙袋（沙袋尺寸远小于l），沙袋静止，质量为m的子弹以一定的初速度自左方水平射向沙袋，并留在沙袋中，测出沙袋向右摆过的最大偏角θ（小于90°），就可以计算出子弹的初速度。重力加速度为g，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．子弹打击沙袋过程中系统机械能守恒
B．子弹射入沙袋后瞬间细线的拉力为
C．子弹射入沙袋瞬间子弹和沙袋的共同速度为
D．子弹的初速度
10．（2024高二上·重庆市期中）如图甲所示，长为L的两块正对金属板A、B水平放置，两板接上如图乙所示随时间变化的交变电压，电子流沿中心线OO'从O点以初速度射入板间，所有电子都不会碰到极板，已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力及电子间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．两板间距
B．电子在t=0时刻从O点射入时一定从中心线离开电场
C．电子在时刻从O点射入时偏离中心线的距离离开电场
D．电子无论在哪一时刻从O点射入，离开电场时的速率一定为v0
11．（2024高二上·重庆市期中）如图所示的实验装置，可以通过改变两极板的正对面积S，改变两极板间的距离d，在两极板间插入电介质等方法研究影响平行板电容器电容大小的因素。
（1）若把M板向左平移一小段距离后，可观察到静电计指针偏转角 （选填“变大”、“变小”或“不变”），极板间的电场强度 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）下面说法正确的有（ ）
A．实验研究的方法是控制变量法
B．通过实验可以得出平行板电容器的电容与极板的正对面积S成正比，与两极板间的距离d成反比的结论
C．实验中极板上的电荷量几乎不变，根据电容器电容的相关公式可判定电容的变化
12．（2024高二上·重庆市期中）某同学设计如图甲所示的实验电路来测量铜丝的电阻率。铜丝接入电路的长度，由于铜丝的电阻太小，通过串联电阻箱选择适当的电阻，使电压表读数范围较大，电压表内阻不影响测量结果。
（1）图乙是用螺旋测微器测量铜丝直径时的示意图，可读得 mm；
（2）闭合开关S之前，滑动变阻器的触片P应滑在最 （填“左”或“右”）端；
（3）电阻箱取值，触片P调至适当位置，闭合开关S，电压表示数为2.80V，电流表示数为0.40A.则铜丝的电阻 （保留2位有效数字）；
（4）该铜丝此时的电阻率 （保留2位有效数字）。
13．（2024高二上·重庆市期中）如图所示，把电荷量、质量的带正电小球用绝缘细线悬挂在水平天花板上，带正电的物块放置在倾角的光滑固定斜面上。当小球与物块间的连线水平且细线与水平方向的夹角为37°时，小球与物块均静止，此时两者之间的距离。已知静电力常量，小球及物块均可视为点电荷，重力加速度大小，，。求：
（1）小球与物块间的库仑力大小；
（2）物块的电荷量大小；
（3）物块的质量。
14．（2024高二上·重庆市期中）如图所示，轨道ABC固定在水平面上，其中AB段为半径的圆弧，对应的圆心角为段水平，长为，并与AB段相切。初始时在点静置一个质量为的物块a，另一个完全相同的物块b从轨道左侧与圆心等高处的某点，以某一初速度水平抛出，恰好从点沿轨道切线方向进入轨道，之后两物块在点发生碰撞并粘在一起，碰撞时间极短。最终两物块恰好未滑出轨道。已知物块与BC段的动摩擦因数为0.5，两物块均可视为质点，忽略空气阻力，取，求：
（1）物块b运动到点时速度的大小；
（2）两物块碰后速度的大小；
（3）物块b从运动到过程中因摩擦产生的热量。
15．（2024高二上·重庆市期中）如图所示，竖直虚线ab右侧空间有水平向右、场强大小为的匀强电场，竖直固定的圆弧轨道DEFG半径为R＝1.8m，O为圆心，点D、G位于ab上，EF为竖直直径，。在同一竖直面内虚线ab左侧空间无电场，有一弹射装置，由竖直细管和半径为r＝0.9m的圆弧轨道BC组成，为圆心，半径水平，管内下端压缩一轻弹簧并被锁扣K锁定在A点，AB段高h＝1m。现管中有一质量为m＝1kg、电荷量为的带正电小球静止在弹簧上端，某时刻打开K，小球被弹出，恰好能通过C点飞出，并从D点沿圆弧切线方向进入轨道DEFG。已知弹簧和所有轨道均光滑绝缘，空气阻力不计，小球可视为点电荷，重力加速度取。求：
（1）弹簧被K锁定在A点时所具有的弹性势能大小Ep；
（2）小球进入圆弧轨道DEFG后沿轨道运动的最大速度vm；
（3）通过计算判断小球能否沿轨道运动至G点。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电场线
【解析】【解答】A．根据电荷的基本性质，我们知道自然界中的电荷确实只有正电荷和负电荷两种，没有第三种电荷存在。A正确，不符合题意；
B．点电荷是一种理想化模型，它忽略了电荷的大小和形状，只考虑其带电性质和位置。然而，元电荷并不是一种理想化模型，而是指最小的电荷量，它是电荷量的单位。B错误，符合题意；
C．电场是物质存在的一种形式，C正确，不符合题意；
D．仅受电场力的带电粒子在电场中的运动轨迹上某点的切线方向为速度方向，而电场线上某点的切线方向为电场强度方向，与带电粒子所受的电场力方向相同或相反，若电场线与轨迹重合，带电粒子的速度方向与合力方向共线，粒子一定做直线运动，若电场线为曲线，轨迹与电场线必定不重合，D正确，不符合题意。
故选B。
【分析】点电荷是忽略带电体的形状与大小，将带电体可看带有电荷量的点；元电荷是带电量的最小值，所有带电体的电荷量均是元电荷的整数倍；电场强度由电场本身决定，跟放不放试探电荷没有关系。
2．【答案】C
【知识点】动量定理；自由落体运动
【解析】【解答】 本题考查了自由落体运动规律和动量定理的应用，掌握利用动量定理求解物体受到的冲击力的原理。设落下的高度为，则
因为重力远小于F，所以鹅蛋的重力忽略，规定竖直向上为正方向，根据动量定理，得
解得
C正确。
故选C。
【分析】 根据自由落体运动速度位移关系求解求落地速度，根据动量定理求得与玻璃的平均冲力。
3．【答案】B
【知识点】电场强度；电场强度的叠加
【解析】【解答】 本题主要考查了电场场强的叠加，具有一定的综合性，需注意电场强度是矢量，不仅要考虑大小还要注意方向。ABC．由题意可知，正电荷在C点受电场力方向与AB平行向右，则C点的场强方向平行AB向右，则P、Q带异种电荷，且P带正电，Q带负电，由图可知电荷P在C点的场强大于电荷Q在C点的场强，根据
可知，因AC>BC，则P点电荷量大于Q的电荷量，选项AC错误，B正确；
D．C点的场强与试探电荷的电量无关，即把试探电荷的电荷量增加后，再放在C点，C点的场强不变，选项D错误。
故选B。
【分析】同名电荷相互排斥，异名电荷相互吸引，可以讨论AB电荷的电性，结合平行四边形法则，最终只有P带正电，Q带负电且P点电荷量大于Q的电荷量才符合题意。
4．【答案】D
【知识点】电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】能够计算出匀强电场的电场强度是解题的关键，知道沿电场线方向电势逐渐降低。
设AC的中点为D，则D点的电势为
则，B、D在同一等势面上，A、C在同一条电场线上，电场强度大小为
解得
根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，电场强度的方向由C指向A。
故选D。
【分析】先计算出D点的电势，然后根据几何关系计算O点的电势；根据电场强度和电势差的关系计算；沿电场线方向电势逐渐降低。
5．【答案】D
【知识点】电势；电势差；等势面
【解析】【解答】电势的高低和场强的大小没有关系，但电场强度大的地方，电势降落的比较快，所以也可以用等势线的疏密程度表示场强的大小。A．由图判断相邻等势面为等差等势面，描述电势降落快慢的物理量是电场强度，描述电场强度的大小可用等差等势面的疏密程度，a侧电场强度小，所以沿Oa方向电势降落得慢，故A错误；
B．负电荷在电势低的地方电势能大，故B错误；
C．据能量守恒，带电粒子的动能和电势能之间相互转化，总能量不变为4.8×10－5J，故C正确；
D．在同一条等势线上移动电荷，电场力始终不做功，故D错误。
故选C。
【分析】 根据等高线的疏密程度表示电势变化的快慢判断；根据等势线的疏密程度表示场强的大小判断。
6．【答案】D
【知识点】电场线；电场强度的叠加；电势
【解析】【解答】A．由于y轴上放置了一个无限大且接地的导体板，根据静电感应的原理，导体板会感应出与点电荷+Q等量异号的负电荷。这些感应电荷与点电荷+Q共同在空间中产生电场。点电荷与无限大接地导体板构成的电场等效成等量异种电荷的电场，点场强大小为
故A错误；
B．根据等量异种电荷电场特点，点与点场强大小相等，方向不同，故B错误；
C．根据等势线与电场线垂直的特点，由点沿直线到点过程中电势先升高后降低，则正点电荷沿直线由点到点过程电势能先增加后减少，故C错误；
D．根据电场线疏密，可知由点到过程电场强度先增大后减小，电子沿直线由点到点电场力先增大后减小，故D正确。
故选D。
【分析】导体板会感应出与点电荷+Q等量异号的负电荷，根据等量异名电荷电势电场强度特点进行分析。
7．【答案】B
【知识点】电势能；电势
【解析】【解答】 本题主要考查了 φ-x图像的斜率的含义，电场力做功公式以及动能定理；知道负电荷所受电场力的方向与场强方向相反。带负电的试探电荷在x2处动能为1.5eV，电势能为-1eV，总能量为0.5eV，且试探电荷速度沿x轴正方向，在x2 ~ x3区域试探电荷受到沿x轴正方向的静电力，做加速运动，在x3处速度最大，试探电荷继续运动到x3右侧，做减速运动，当速度为零时，电势能为0.5eV，即运动到电势为－0.5V处减速到零，开始向x轴负方向运动，后反向回到x2处动能仍为1.5eV，继续向左运动，在电势为－0.5V处减速到零又反向，不会运动到x0、x1处，即试探电荷在x3点两侧往复运动。
故选B。
【分析】 在 φ-x图像中，图像的斜率表示 电场强度的大小，斜率为零场强为零；斜率的正、负表示场强的方向，负电荷所受电场力与场强方向相反，结合动能定理和试探电荷的运动速度分析其运动状态，然后作答。
8．【答案】B,C
【知识点】静电的防止与利用；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】 静电的利用与防止一直以来都与生活息息相关，除了尖端放电核静电屏蔽之外，静电还有其他的作用，如静电吸附等。另外就是再不需要静电的场合，要采取合理的方式防止静电带来的危害 。AB．负离子在电场力的作用下向集尘极移动，说明集尘极为正极，故供电装置上端为电源负极，下端为电源正极，A项错误，B项正确；
C．带电灰尘飞向集尘极的过程中，电场力做正功，电势能减小，C项正确；
D．由于电场并非匀强电场，另外，灰尘受到重力作用，所以带电灰尘做变加速运动，D项错误。
故选BC。
【分析】 根据负离子的运动情况能判断供电装置的正负极；电极附近电场强度越大；根据电场力做功判断电势能变化；根据灰尘受力情况判断物体做何种运动。
9．【答案】C,D
【知识点】碰撞模型
【解析】【解答】 本题中物理过程较多，关键先要正确把握每个过程的物理规律，根据动量守恒定律进行求解．A．子弹射入沙袋过程中需要克服阻力做功，系统有机械能损失，故A错误；
BC．根据牛顿第二定律可得
整体向右摆动过程中，有
联立可得
故B错误，C正确；
D．子弹射入沙袋过程，由于内力远大于外力，系统的动量守恒，根据动量守恒定律可得
所以
故D正确。
故选CD。
【分析】子弹射入沙袋过程，由于内力远大于外力，系统的动量守恒．子弹打入沙袋后二者共同摆动的过程机械能守恒。
10．【答案】A,C,D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】 本题考查带电粒子在交变电场中的运动，注意根据其在两个方向上的运动的等时性、交变电场的周期性，求解其在竖直方向上的分位移。A．电子在水平方向匀速运动，电场中的运动时间为
又
解得
两板间距满足
且
解得
故A正确；
B．由A项可知，电子在电场中运动的时间等于交变电压的周期，故电子在t=0时刻从O点射入时，沿电场方向先向上做匀加速，再向上做匀减速，电子在竖直方向速度一直向上，从靠近上极板附近射出，此时离开电场时偏离中心线距离最大，故B错误；
C．电子在时刻从O点射入时，沿电场方向，电子的运动分四段，第一阶段从静止向正方向加速运动，则根据匀变速直线运动的位移时间关系可得位移为
第二阶段向正方向减速运动，速度为零，则位移为
第三阶段从静止开始向负方向做加速运动，则位移为
第四阶段向负方向做减速运动，速度减为零，则位移为
则粒子的总位移为
又
解得
故C正确；
D．依题意，电子在电场中的运动时间为T，无论在哪一时刻从O点射入电场，正向电场和反向电场对电子的作用时间都为，设电子的出射速度为v，沿电场方向根据动量定理有
又
解得
即出离电场时沿电场方向的速度为零，但是电子有一个初速度， 所以离开电场时的速率一定为 v0，故D正确。
故选ACD。
【分析】根据带电粒子在交变电场中的受力，可分析其在水平方向、竖直方向上的分运动，可得到极板间距的取值范围、电子出电场的速度；电子在不同时刻进入电场，竖直方向上的位移可以根据周期性计算。
11．【答案】（1）变大；不变
（2）A；C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】本题考查平行板电容器的问题，结合控制变量法分析判断电容和电场强度的变化情况。 （1）若把M板向左平移一小段距离后，电荷量Q不变，两极板的正对面积S也不变，增大两板间距离d，由电容的决定式
可知，电容C减小，电容器不与电源相连，则Q不变，根据
可知，U增大，所以静电计指针偏转角变大；
根据
可得
所以极板间的电场强度不变。
（2）
A．实验中，通过分别改变电容器的结构，可以探究出影响平行板电容器电容的因素，实验研究的方法是控制变量法，故A正确；
B．通过实验可以得出电容器的电容随两极板的正对面积，两极板间的距离变化而变化的定性关系，不可以得出平行板电容器的电容与极板的正对面积S成正比，与两极板间的距离d成反比的结论，故B错误；
C．实验中极板上的电荷量几乎不变，根据电容器电容的相关公式可判定电容的变化，故C正确。
故选AC。
【分析】 （1）根据平行板电容器的定义式和决定式结合电荷量保持不变进行分析判断；
（2）根据平行板电容器涉及的控制变量法和电容器的决定因素以及环境因素是否造成影响进行分析解答。
（1）[1]若把M板向左平移一小段距离后，则两极板间距离增大，根据
可知，电容C减小，电容器不与电源相连，则Q不变，根据
可知，U增大，所以静电计指针偏转角变大；
[2]根据
可得
所以极板间的电场强度不变。
（2）A．实验中，通过分别改变电容器的结构，可以探究出影响平行板电容器电容的因素，实验研究的方法是控制变量法，故A正确；
B．通过实验可以得出电容器的电容随两极板的正对面积，两极板间的距离变化而变化的定性关系，不可以得出平行板电容器的电容与极板的正对面积S成正比，与两极板间的距离d成反比的结论，故B错误；
C．实验中极板上的电荷量几乎不变，根据电容器电容的相关公式可判定电容的变化，故C正确。
故选AC。
12．【答案】（1）0.150
（2）左
（3）1.5
（4）
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）由图可知
（2）开关S闭合前，为保护电表，应使电路中连入电阻最大，电流表和电压表的示数最小，故触片应滑在最左端；
（3）根据欧姆定律有
可得
（4）由电阻定律
和
解得
【分析】本题主要考查测量铜丝的电阻率的实验。
（1）螺旋测微器读数为固定刻度加上可动刻度，精度为0.01mm，需要估读。
（2）闭合开关之前，电路中电流要最小，电阻要最大。
（3）根据欧姆定律和串并联知识求解铜丝的电阻。
（4）根据电阻定律求解铜丝此时的电阻率。
（1）由图可知
（2）开关S闭合前，应使得电流表和电压表的示数最小，故触片应滑在最左端；
（3）根据公式有
可得
（4）由电阻定律
解得
13．【答案】解：（1）对小球受力分析，根据平衡条件，竖直方向上有
水平方向上有
联立解得
（2）由库仑定律有
解得
（3）对物块受力分析，根据平衡条件，沿斜面方向上有
解得
【知识点】库仑定律
【解析】【分析】 （1）运用力的合成与分解方法，将力分解成水平、竖直两个方向上的分力进行受力分析，求解库仑力大小。
（2）运用库仑定律分析物块的电荷量。
（3） 对物块受力分析，根据平衡条件求解物体质量。
14．【答案】（1）解：b从开始运动到A点的过程中，做平抛运动，在竖直方向根据平抛运动的规律，有
在A点时
解得
（2）解：设两物块碰后速度的大小为，ab碰撞后到停止的过程中，由动能定理得
解得
（3）解：ab碰撞过程，动量守恒，设碰前b的速度为，由动量守恒定律得
b从A运动到B的过程，由能量守恒得
解得
【知识点】碰撞模型；动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】 （1）物体在空中做平抛运动，在竖直方向利用位移—速度关系式求出物体在A点时的竖直分速度，然后结合A点速度分解，求出物块b运动到A点时速度的大小；
（2）ab碰撞后到停止的过程中，由动能定理求出两物块碰后速度的大小；
（3）ab碰撞过程中，由动量守恒守恒定律求出b碰前的速度为vB，b从A运动到B的过程中，由能量守恒定律求出物块b从A运动到B过程中因摩擦产生的热量。
（1）b从开始运动到A点的过程中，做平抛运动，在竖直方向根据平抛运动的规律，有
在A点时
解得
（2）设两物块碰后速度的大小为，ab碰撞后到停止的过程中，由动能定理得
解得
（3）ab碰撞过程，动量守恒，设碰前b的速度为，由动量守恒定律得
b从A运动到B的过程，由能量守恒得
解得
15．【答案】（1）解：小球恰好能通过C点飞出，则有
可得
小球与弹簧组成的系统机械能守恒，有
代入数据可得
（2）解：由几何关系可知，小球到D点的速度为
小球受到的电场力为
则重力与电场力的合力与电场方向的夹角正切为
所以
则小球在圆弧轨道DEFG运动的等效最低点与G点关于O对称，与D点关于EF对称，即与D点等高，即
由动能定理可得
可得
（3）解：G是小球运动的等效最高点，小球恰好过最高点时，有
可得过最高点的最小速度为
由动能定理可得
可得
故不能到G点。
【知识点】机械能守恒定律；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】 （1）小球被弹出，在圆弧轨道BC做竖直平面内圆周运动，恰好能通过C点飞出，在C点只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律求解速度；
（2）打开K，小球被弹出，弹性势能转化为小球的初动能，从A点运动到C点根据动能定理列方程求解；
（3）根据几何知识求得进入D点速度，根据切线方向合力为零确定速度最大位置，根据动能定理求出最大速度。根据动能定理求出经过F点和G点速度，判断能否沿轨道通过G点。
（1）小球恰好能通过C点飞出，则有
可得
小球与弹簧组成的系统机械能守恒，有
代入数据可得
（2）由几何关系可知，小球到D点的速度为
小球受到的电场力为
则重力与电场力的合力与电场方向的夹角正切为
所以
则小球在圆弧轨道DEFG运动的等效最低点与G点关于O对称，与D点关于EF对称，即与D点等高，即
由动能定理可得
可得
（3）G是小球运动的等效最高点，小球恰好过最高点时，有
可得过最高点的最小速度为
由动能定理可得
可得
故不能到G点。
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