安徽省2023-2024學(xué)年高二物理上學(xué)期第一次段考試題含解析

2023-2024學(xué)年度高二第一學(xué)期第一次段考物理試卷一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求。1.下列是某同學(xué)對電場中的概念、公式的理解，其中正確的是（）A.根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式，電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與試探電荷的電荷量成反比B.根據(jù)電容的定義式，電容器的電容與所帶電荷量成正比，與兩極板間的電壓成反比C.根據(jù)真空中點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式，電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度與場源電荷的電荷量成正比D.根據(jù)公式，帶電量為1C的正電荷，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)克服電場力做功為1J，則A、B點(diǎn)的電勢差為1V【答案】C【解析】【詳解】A．電場強(qiáng)度取決于電場本身，與有無試探電荷無關(guān)，電場強(qiáng)度的定義式，只是為研究電場的性質(zhì)方便，而定義的，A錯(cuò)誤；B．電容器的電容是描述電容器容納電荷多少的物理量，電容大小取決于電容器的本身，不能理解成電容器的電容與所帶電荷量成正比，與兩極板間的電壓成反比，B錯(cuò)誤；C．電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度是由場源電荷決定的，所以由真空中點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式，可知電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度與場源電荷的電荷量成正比，與該點(diǎn)到場源電荷的距離的平方成反比，C正確；D．由公式，可知帶電量為1C的正電荷，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)克服電場力做功為1J，即電場力做功是?1J，則有則A、B點(diǎn)的電勢差為?1V，D錯(cuò)誤。故選C。2.如圖（a），場源點(diǎn)電荷固定在真空中O點(diǎn)，從與O相距r0的P點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的離子，經(jīng)一定時(shí)間，離子運(yùn)動(dòng)到與O相距rN的N點(diǎn)。用a表示離子的加速度，用r表示離子與O點(diǎn)的距離，作出其圖像如圖（b）。靜電力常量為是k，不計(jì)離子重力。由此可以判定（）A.場源點(diǎn)電荷帶正電B.場源點(diǎn)電荷的電荷量為C.離子在P點(diǎn)的加速度大小為D.離子在P點(diǎn)受到的電場力大小為【答案】D【解析】【詳解】A．從P到N，帶正電的離子的加速度隨的增加而增大，即隨r的減小而增加，可知場源點(diǎn)電荷帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．在N點(diǎn)，由庫侖定律及牛頓第二定律解得選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．在P點(diǎn)時(shí)，由庫侖定律及牛頓第二定律離子在P點(diǎn)受到的電場力大小為選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3.某靜電場中有電場線與x軸重合，x軸上各點(diǎn)電勢φ分布如圖所示，圖線關(guān)于縱軸對稱，則（）A.x1處和－x1處場強(qiáng)方向相同B.x1處和－x2處場強(qiáng)大小相等C.某帶電粒子在x2處和－x1處電勢能相等D.某帶電粒子在x2處的電勢能可能小于在－x1處的電勢能【答案】D【解析】【分析】【詳解】AB．φ-x圖像斜率大小等于電場強(qiáng)度，x1處和-x1處場強(qiáng)大小相等，方向相反，x1處和-x2處場強(qiáng)大小不相等，AB錯(cuò)誤；C．由圖可以看出在－x1處的電勢低于粒子在x2處的電勢，粒子的電勢能為這兩點(diǎn)的電勢不等，所以兩點(diǎn)的電勢能不相等，C錯(cuò)誤；D．由圖可以看出在－x1處的電勢低于粒子在x2處的電勢，對負(fù)電荷來說，電勢越低電勢能越大，所以某帶負(fù)電粒子在－x1處的電勢能大于在x2處的電勢能，D正確。故選D。4.如圖所示，平行金屬板A、B水平正對放置，分別帶等量異號電荷．一帶電微粒水平射入板間，在重力和電場力共同作用下運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖中虛線所示，那么A.若微粒帶正電荷，則A板一定帶正電荷B.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)電勢能一定增加C.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)動(dòng)能一定增加D.微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)機(jī)械能一定增加【答案】C【解析】【詳解】A、粒子在電場力和重力的合力作用下做類平拋運(yùn)動(dòng)，合力向下，電場力可能向上而小于重力，也可能向下，故無法判斷A板的帶電情況，A錯(cuò)誤；B、電場力可能向上，也可能向下，故微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)電勢能可能增加，也可能減小，B錯(cuò)誤；C、粒子在電場力和重力的合力作用下做類似平拋運(yùn)動(dòng)，電場力和重力的合力向下，故從M到N動(dòng)能增加，C正確；D、電場力可能向上，也可能向下，故微粒從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)過程，電場力可能做負(fù)功，也可能做正功，故機(jī)械能可能增加，也可能減少，D錯(cuò)誤；5.如圖所示，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，兩虛線圓均以O(shè)為圓心。兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運(yùn)動(dòng)的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)，不計(jì)重力。下列說法中正確的是（）A.M、N為同種電荷B.M在b點(diǎn)的速度小于它在a點(diǎn)的速度C.N在c點(diǎn)的電勢能小于它在e點(diǎn)的電勢能D.N在從e點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中電場力先做正功后做負(fù)功【答案】B【解析】【詳解】A．由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M帶負(fù)電荷，N帶正電荷，故A錯(cuò)誤；B．M從a到b點(diǎn)，庫侖力做功為其中，根據(jù)動(dòng)能定理知，動(dòng)能減小，則b點(diǎn)的動(dòng)能小于在a點(diǎn)的動(dòng)能，那么M在b點(diǎn)的速度小于它在a點(diǎn)的速度，故B正確；C．帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，因此c點(diǎn)電勢高于e點(diǎn)，則正電荷從低電勢到高電勢，電勢能增加，那么N在c點(diǎn)的電勢能大于它在e點(diǎn)的電勢能，故C錯(cuò)誤；D．因N帶正電，那么N從e點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中電場力方向先與運(yùn)動(dòng)方向的夾角為鈍角，后與運(yùn)動(dòng)方向的夾角為銳角，所以電場力先做負(fù)功后做正功，故D錯(cuò)誤。故選B。6.如圖所示，兩極板水平放置的平行板電容器間形成勻強(qiáng)電場。兩極板間距為d。一帶負(fù)電的微粒從上極板M的邊緣以初速度v0射入，沿直線從下極板的邊緣射出。已知微粒的電荷量為q、質(zhì)量為m。下列說法不正確的是（）A.微粒運(yùn)動(dòng)的加速度為0 B.微粒的電勢能減小了mgdC.兩極板間的電勢差為 D.M極板的電勢高于N極板的電勢【答案】B【解析】【詳解】A．帶電微粒受向下的重力和向上的電場力，其合外力為0的情況下，沿直線運(yùn)動(dòng)，所以加速度為0，A正確；C．根據(jù)得C正確；D．因?yàn)殡妶隽Ψ较蛳蛏?，所以電場線豎直向下，則φM>φN，D正確；B．負(fù)電荷由電勢高處向電勢低處移動(dòng)，電勢能增加了mgd，B錯(cuò)誤。此題選擇不正確的選項(xiàng)，故選B。7.安培提出了著名的分子電流假說，根據(jù)這一假說，電子繞核的運(yùn)動(dòng)可等效為環(huán)形電流。設(shè)電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時(shí)針方向做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于該環(huán)形電流的說法，正確的是（）A.電流大小為，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針B.電流大小為，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針C.電流大小為，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針D.電流大小為，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針【答案】C【解析】【詳解】電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為環(huán)形電流，電子運(yùn)動(dòng)周期為根據(jù)電流的定義可得電流大小為因?yàn)殡娮訋ж?fù)電，所以電流方向與電子定向移動(dòng)方向相反，即沿逆時(shí)針方向，故選C。二、多項(xiàng)選擇題：本題4小題，每小題4分，共16分。每小題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。8.如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩極板間的電場強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能，θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則（）A.θ減小，E不變 B.θ增大，E不變C.θ減小，Ep增大 D.θ減小，Ep不變【答案】AD【解析】【詳解】由題意可知平行板電容器的帶電荷量Q不變，當(dāng)下極板不動(dòng)，上極板向下移動(dòng)一段距離時(shí)，兩極板間距d減小，根據(jù)則電容C變大，由可知U變小，則靜電計(jì)指針的偏角θ減小，兩板間電場強(qiáng)度可知電場強(qiáng)度E不變，P點(diǎn)與下極板間的電勢差不變，則點(diǎn)電荷從P點(diǎn)移動(dòng)到下極板（電勢為零）電場力做功不變，電勢能的變化相同，則點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能Ep不變，故AD正確，BC錯(cuò)誤。故選AD9.如圖所示，在電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場中，將一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從O點(diǎn)由靜止釋放，小球沿直線OA斜向下運(yùn)動(dòng)，直線OA與豎直方向的夾角為θ。已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。下列判斷正確的是（）A.場強(qiáng)的最小值為E=B.場強(qiáng)的最小值為E=C.E=時(shí)，小球的電勢能一定不變D.E=時(shí)，小球的機(jī)械能一定減小【答案】AC【解析】【詳解】A．小球受重力和電場力作用，合力方向即OA方向，根據(jù)力的合成原則可知，當(dāng)電場力方向與OA方向垂直時(shí)，電場力最小即電場強(qiáng)度最小。此時(shí)，根據(jù)垂直于OA方向的平衡條件有：解得故A正確，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)時(shí)，電場力方向與OA方向垂直，即電場力方向與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直，電場力對小球不做功，則小球的電勢能一定不變。小球僅受重力做功，其機(jī)械能不變，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。10.如圖所示，兩個(gè)固定的等量正點(diǎn)電荷相距4L，共連線的中點(diǎn)為O，以O(shè)為圓心、L為半徑的圓與兩正點(diǎn)電荷間的連線及連線的垂直平分線分別交于a、b和c、d，以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)、垂直ab向上為正方向建立Oy軸。已知a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E。則下列說法正確的是（）A.a點(diǎn)與b點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同，電勢也相等B.c點(diǎn)的電場強(qiáng)度為，方向沿y軸正方向C.在c點(diǎn)由靜止釋放一電子，電子運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)動(dòng)能最大D.若將一正電荷由O移到b點(diǎn)，電場力先做負(fù)功后做正功【答案】BC【解析】【詳解】A．根據(jù)兩等量正點(diǎn)電荷電場特點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相同，方向相反，故A錯(cuò)誤；B．由庫侖定律可知可得方向沿軸正方向，故B正確；C．根據(jù)等量同種正電荷的電場分布特點(diǎn)，可知cO之間的電場線方向向上，Od之間的電場線方向向下，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，故在c點(diǎn)由靜止釋放一電子，電子先受到向下的電場力，做加速運(yùn)動(dòng)，到O點(diǎn)加速度為零，速度達(dá)到最大，進(jìn)入Od之間，受到向上的電場力，做減速運(yùn)動(dòng)，故電子在O點(diǎn)的速度最大，動(dòng)能最大，故C正確；D．根據(jù)等量同種正電荷的電場分布特點(diǎn)，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，Ob之間的電場強(qiáng)度方向向左，故若將一正電荷由O移到b點(diǎn)，所受的電場力向左，故電場力做負(fù)功，故D錯(cuò)誤。故選BC。11.關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說法中，正確的是()A.由知，導(dǎo)體的電阻與長度l、電阻率ρ成正比，與橫截面積S成反比B.由可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比C.將一根導(dǎo)線一分為二，則半根導(dǎo)線電阻和電阻率都是原來的二分之一D.某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度降低會突然減小為零，這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象．發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象時(shí)，溫度不為絕對零度【答案】AD【解析】【分析】導(dǎo)體電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，與通過導(dǎo)體的電流以及兩端的電壓無關(guān)，電阻率由材料決定，與溫度有關(guān)；【詳解】A、導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，由可知，導(dǎo)體的電阻與長度、電阻率均成正比，與橫截面積S成反比，故A正確；

B、導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，與電壓和電流無關(guān)，故B錯(cuò)誤；

C、將一根導(dǎo)線一分為二，根據(jù)電阻定律，半根導(dǎo)線的電阻是原來的二分之一，但電阻率不變，故C錯(cuò)誤；

D、某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度降低會突然減小為零，這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，絕對零度是低溫的極限，只能接進(jìn)，不可能達(dá)到，故D正確．【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握電阻定律，知道電阻的大小與電流、電壓無關(guān)，以及知道電阻率的大小由材料本身性質(zhì)決定．三、填空題：每空3分，共18分。12.如圖所示，兩根絕緣細(xì)線掛著兩個(gè)質(zhì)量相同且不帶電的小球A和B。此時(shí)上、下細(xì)線受力的大小分別為、。如果使A帶正電，B帶負(fù)電。上、下細(xì)線受力的大小分別是、。請分別比較___________，___________（填“大于”、“等于”或“小于”）?！敬鸢浮竣?等于②.大于【解析】【詳解】[1][2]設(shè)兩球質(zhì)量均為m，根據(jù)整體法分析可知隔離法分析其中F表示A（帶正電）對B（帶負(fù)電）的靜電引力。所以13.已知空氣的擊穿電場強(qiáng)度為2×106V/m，測得某一次閃電，設(shè)閃電的火花路徑為直線，其火花長為1000m，則發(fā)生這次閃電時(shí)，放電路徑兩端的電勢差U=_____V，若這次閃電通過的電荷量為30C，則釋放的能量W=_____J?！敬鸢浮竣?②.【解析】【詳解】[1]根據(jù)代入數(shù)據(jù)得放電路徑兩端的電勢差[2]根據(jù)代入數(shù)據(jù)得釋放的能量14.如圖所示，電荷量為q的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距2d，點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心。若圖中A點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0，則帶電薄板產(chǎn)生的電場在圖中B點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向?yàn)開_____（填“向左”或“向右”），大小為______?！敬鸢浮竣?向左②.【解析】【詳解】[1][2]點(diǎn)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為方向向左，圖中A點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0，可知帶電薄板在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場為方向向右，A點(diǎn)和B點(diǎn)關(guān)于薄板對稱，故帶電薄板在B點(diǎn)產(chǎn)生的電場為方向向左。四、計(jì)算題：3小題，15題12分，16題12分，17題14分，共38分，要求寫出必要的文字說明、方程式、演算步驟和答案．有數(shù)值計(jì)算的題，答案必須明確寫出數(shù)值和單位．15.如圖所示，在勻強(qiáng)電場中，將帶電荷量q=-6×10-6C的電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場力做了2.4×10-5J的功，再從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做了1.2×10-5J的功。（1）求A、B兩點(diǎn)間電勢差UAB和B、C兩點(diǎn)間的電勢差UBC；（2）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢為零，則A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢分別為多少？（3）作出過B點(diǎn)的一條電場線。【答案】（1）4V；-2V；（2）4V，2V；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)電場力做功與電勢差的關(guān)系得（2）根據(jù)電勢差的定義式所以，（3）AB的中點(diǎn)D的電勢為連接CD，CD為等勢線，電場線與等勢線垂直，且由高電勢指向低電勢，如圖所示16.半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一質(zhì)量為m、帶正電荷的珠子，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，如圖所示。珠子所受靜電力是重力的，將珠子從環(huán)上的最低點(diǎn)A由靜止釋放（重力加速度為g），則：（1）珠子所能獲得的最大動(dòng)能是多少？珠子對圓環(huán)的最大壓力是多少？（2）在A點(diǎn)給珠子水平向右的初速度v0至少為多大，恰好可以使珠子在豎直圓環(huán)上做完整的圓周運(yùn)動(dòng)？【答案】（1）mgr，mg；（2）v0=【解析】【詳解】（1）因所以珠子所受靜電力與重力的合力F合與豎直方向的夾角θ滿足故θ=37°如圖所示，設(shè)OB與豎直方向的夾