遼寧省沈陽(yáng)市2023-2024學(xué)年高二物理上學(xué)期階段測(cè)試試題含解析

試卷說(shuō)明：試卷共兩部分：第一部分：選擇題型（1-12題54分）第二部分：非選擇題型（13-15題46分）第Ⅰ卷（選擇題共54分）一、單選題：本題共12個(gè)小題，共54分。在每個(gè)小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-9題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第10-12題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選的得0分。1.關(guān)于物理學(xué)史，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A.元電荷e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)得的B.英國(guó)物理學(xué)家法拉第最早引入電場(chǎng)的概念，并提出用電場(chǎng)線表示電場(chǎng)C.卡文迪許測(cè)出引力常量G的值，從而提出了萬(wàn)有引力定律D.庫(kù)侖利用扭秤裝置得出了庫(kù)侖定律【答案】C【解析】【詳解】A．元電荷e的數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，故A正確，不符合題意；B．英國(guó)物理學(xué)家法拉第最早引入電場(chǎng)的概念，并提出用電場(chǎng)線表示電場(chǎng)，故B正確，不符合題意；C．卡文迪什通過(guò)實(shí)驗(yàn)推算出來(lái)引力常量的值，牛頓提出了萬(wàn)有引力定律，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．庫(kù)侖利用扭秤裝置得出了庫(kù)侖定律，故D正確，不符合題意。故選C。2.如圖所示，A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體，起初它們不帶電，在它們的下部貼有金屬箔片，C是帶正電的小球，下列說(shuō)法正確的是（）A.把C移近導(dǎo)體A時(shí)，A、B上的金屬箔片都閉合B.把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開，然后移去C，A、B上的金屬箔片仍張開C.把C移近導(dǎo)體A，再把C移走，然后把A、B分開，A、B上的金屬箔片仍張開D.先把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片張開，而B上的金屬箔片閉合【答案】B【解析】【詳解】AB．感應(yīng)帶電，這是使物體帶電的一種方法，根據(jù)異種電荷互相吸引的原理可知，靠近的一端會(huì)帶異種電荷。金屬導(dǎo)體處在正電荷的電場(chǎng)中，由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體B的右端要感應(yīng)出正電荷，在導(dǎo)體A的左端會(huì)出現(xiàn)負(fù)電荷，所以導(dǎo)體兩端的驗(yàn)電箔都張開，且左端帶負(fù)電，右端帶正電，把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A，先把A和B分開，然后移去C，A帶負(fù)電，B帶正電，金屬箔還是張開，故A錯(cuò)誤，B正確；C．先把C移走，A、B電荷恢復(fù)原狀，若再把A、B分開，A、B上的金屬箔片不會(huì)張開，故C錯(cuò)誤；D．把A、B分開，再把C移走，然后重新讓A、B接觸，A上的金屬箔片閉合，B上的金屬箔片也閉合，故D錯(cuò)誤。故選B。3.如圖所示，A、B、C、D、E是半徑為r圓周上等間距的五個(gè)點(diǎn)，在這些點(diǎn)上各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，除A點(diǎn)處的電荷量為外，其余各點(diǎn)處的點(diǎn)電荷電荷量均為，圓心O處固定一點(diǎn)電荷，則所受靜電力（）A.大小為方向沿方向B.大小為，方向沿方向C.大小為，方向沿方向D.大小為，方向沿方向【答案】C【解析】【詳解】將A處點(diǎn)電荷拆分為與，則由對(duì)稱性可知，A、B、C、D、E五處對(duì)O處點(diǎn)電荷Q的合靜電力為0，故O處Q所受靜電力等于A處等效的對(duì)它的作用力，由庫(kù)侖定律可知，靜電力的大小為由異種電荷相吸引可知，靜電力方向沿方向。故選C。4.如圖所示，實(shí)線為某電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面，A、B為電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，下列判斷正確的是（）A.A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小B.A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)高C.帶正電的檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電勢(shì)能增加D.帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)動(dòng)能減少【答案】C【解析】【詳解】A．電場(chǎng)線的疏密程度反映場(chǎng)強(qiáng)的大小，A處電場(chǎng)線較密集，場(chǎng)強(qiáng)更大，故A錯(cuò)誤；B．沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，由題目圖中可知，A點(diǎn)的電勢(shì)低，故B錯(cuò)誤；C．A點(diǎn)的電勢(shì)低，根據(jù)正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能小，所以將一帶正電的檢驗(yàn)電荷從A移動(dòng)到B電勢(shì)能增加，故C正確；D．A點(diǎn)的電勢(shì)低，負(fù)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大，所以將一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷從A移動(dòng)到B電勢(shì)能減小，故D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示，在原來(lái)不帶電的空心金屬球殼外面放置一個(gè)正電荷。A、B、C三點(diǎn)分別位于球殼外部、球殼實(shí)體中和球殼空腔內(nèi)。當(dāng)球殼處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.由于靜電屏蔽，C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于D.由于靜電感應(yīng)，球殼內(nèi)表面感應(yīng)出電荷【答案】C【解析】【詳解】ABC．A點(diǎn)處于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，所以A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不等于零；金屬空心導(dǎo)體放在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，最終處于靜電平衡狀態(tài)，導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零，所以B、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都為零，則EA＞EB=EC故AB錯(cuò)誤，C正確；D．處于靜電平衡的導(dǎo)體的電勢(shì)處處相等，其內(nèi)表面不帶電，故D錯(cuò)誤。故選C。6.如圖所示，A、B是水平放置的平行板電容器的兩塊極板，下極板B接地，直流電源電動(dòng)勢(shì)E恒定，內(nèi)阻不計(jì)將開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后，一帶電油滴位于兩板中央的M點(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將A板向上平移一小段距離，則（）A.電容器的帶電量將增大B.在A板上移過(guò)程中，電阻R中有向左的電流C帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)D.M點(diǎn)電勢(shì)將降低【答案】D【解析】【詳解】AB．將A板向上平移一小段距離，板間距離d增大。由可知電容器的電容變小，又電壓U不變。因此電容器帶電量減小，電容器放電，回路中有順時(shí)針方向的電流電阻R中有向右的電流。選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)電容器內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度可知，d增大，場(chǎng)強(qiáng)減小，油滴受到向上的電場(chǎng)力減小，將向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．A、B兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E減小，由可知，M點(diǎn)電勢(shì)降低。選項(xiàng)D正確。故選D。7.兩個(gè)帶等量正電荷的點(diǎn)電荷如圖所示，O點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，a點(diǎn)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，若在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)電子，關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度越來(lái)越大，速度越來(lái)越大B.電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度越來(lái)越小，速度越來(lái)越大C.若在a點(diǎn)給電子一垂直于紙面向外的初速度，電子可能繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.若在a點(diǎn)給電子一垂直于紙面向里的初速度，電子不可能繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】【詳解】AB．等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示電場(chǎng)線越密，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電子所受電場(chǎng)力越大，加速度越大，而電場(chǎng)力的方向與速度方向同向，電子的速度增大，由圖可知，從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，加速度可能一直減小，也可能先增大后減小，而電子的速度一直增大，故AB錯(cuò)誤；CD．在a點(diǎn)給電子一垂直于紙面向外的初速度，若電場(chǎng)力恰好提供電子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。8.某靜電場(chǎng)方向平行于軸，其電勢(shì)隨的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的曲線。一質(zhì)量為、帶電荷量為的粒子（不計(jì)重力），以初速度從點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，沿軸正方向運(yùn)動(dòng)。下列敘述正確的是（）A.粒子從向右運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中做勻減速運(yùn)動(dòng)B.若粒子能運(yùn)動(dòng)到，則從運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，電勢(shì)能先減小后增大C.若，則粒子運(yùn)動(dòng)到處時(shí)速度最大，其大小為D.若，粒子運(yùn)動(dòng)到時(shí)速度大小為【答案】C【解析】【詳解】A．圖像的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，由圖像可知從到電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小，電勢(shì)升高，場(chǎng)強(qiáng)方向沿軸負(fù)方向，粒子所受的電場(chǎng)力方向也沿軸負(fù)方向，粒子做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知從到電勢(shì)逐漸降低，結(jié)合電勢(shì)能公式可知正粒子的電勢(shì)能是逐漸減小的，故B錯(cuò)誤；C．若，則粒子運(yùn)動(dòng)到處時(shí)電勢(shì)能最小，則動(dòng)能最大，速度最大，由動(dòng)能定理得解得故C正確；D．若，粒子沿軸正方向做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)減速到零時(shí)，由動(dòng)能定理得解得則粒子運(yùn)動(dòng)不到位置速度就減為0了，故D錯(cuò)誤。故選C。9.如圖，空間有一范圍足夠大、水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)中用絕緣細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球，靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為37°。若小球獲得垂直于細(xì)線、方向斜向右上的速度v0，小球恰好可在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。A點(diǎn)為圓軌跡上的最高點(diǎn)，已知細(xì)線長(zhǎng)為l取v，，則（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為B.球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度最小C.球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度為D.球運(yùn)動(dòng)的初速度【答案】D【解析】【詳解】A．靜止時(shí)受力分析則有聯(lián)立解得故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)等效重力的方法，小球運(yùn)動(dòng)到等效最高點(diǎn)的速度最小，即在圖示位置細(xì)線的反向延長(zhǎng)線與圓交點(diǎn)的位置，故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)榍『媚茏鰣A周運(yùn)動(dòng)，所以故C錯(cuò)誤；D．由能量守恒定律則有聯(lián)立解得，故D正確。故選D。二、多選題10.有一帶電粒子沿圖中的AB曲線穿過(guò)一勻強(qiáng)電場(chǎng)，a、b、c、d均為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面，且電勢(shì)，若不計(jì)粒子所受重力，那么（）A.粒子一定帶負(fù)電B.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線C.從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)粒子的電勢(shì)能增加D.粒子動(dòng)能和電勢(shì)能之和在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持不變【答案】ABD【解析】【詳解】A．根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)線垂直，且從高電勢(shì)處指向低電勢(shì)處，則電場(chǎng)沿豎直向下方向，而粒子的軌跡向上彎曲，說(shuō)明粒子所受的電場(chǎng)力豎直向上，所以粒子帶負(fù)電，A正確；B．粒子所受的電場(chǎng)力是恒力，粒子的運(yùn)動(dòng)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，所以軌跡為拋物線，B正確；C．粒子的電場(chǎng)力豎直向上，軌跡向上彎曲，則電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，C錯(cuò)誤；D．因?yàn)榱Ｗ拥闹亓Σ挥?jì)，粒子的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，由能量守恒定律可知，粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能之和在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持不變，D正確。故選ABD。11.如圖，棱長(zhǎng)為30cm的正四面體ABCD處于與BCD平面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在A點(diǎn)固定一電荷量的點(diǎn)電荷。若將電荷量的點(diǎn)電荷從D點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力所做的功為，若把這個(gè)電荷q從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，靜電力做功為。已知靜電力常量，E為BC邊中點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A. B.勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向由B點(diǎn)指向C點(diǎn)C.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小 D.B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小【答案】CD【解析】詳解】A．由于公式可得由于B、C、D到A處的距離相等，所以A處的點(diǎn)電荷在B、C、D處是等勢(shì)點(diǎn)。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，E為BC邊中點(diǎn)，由于可得由于則電勢(shì)為標(biāo)量，雖然勻強(qiáng)電場(chǎng)中的D和E兩點(diǎn)電勢(shì)相等，但是由于E點(diǎn)與A點(diǎn)的距離和D點(diǎn)與A點(diǎn)的距離不相等，則點(diǎn)電荷在D點(diǎn)和E點(diǎn)電勢(shì)大小不相等，綜上所述D和E兩點(diǎn)電勢(shì)不相等，故A錯(cuò)誤；B．連接D與E，可知DE為勻強(qiáng)電場(chǎng)的一條等勢(shì)線，由幾何關(guān)系可知，BC垂直于DE，則BC為勻強(qiáng)電場(chǎng)的一條電場(chǎng)線，由于沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低，則勻強(qiáng)電場(chǎng)方向由C指向B，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)公式可得故C正確；D．根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可知，A點(diǎn)固定的點(diǎn)電荷在B點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為A點(diǎn)固定的點(diǎn)電荷為負(fù)電荷，則場(chǎng)強(qiáng)方向由B點(diǎn)指向A點(diǎn)，在B的場(chǎng)強(qiáng)如圖所示根據(jù)疊加原理及幾何關(guān)系可知方向與棱AB的夾角為，故D正確。故選CD。12.一帶正電微粒從靜止開始經(jīng)電壓加速后，射入水平放置的平行板電容器，極板間電壓為。微粒射入時(shí)緊靠下極板邊緣，速度方向與極板夾角為60°，微粒運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)到極板左右兩端的水平距離分別為和，到兩極板距離均為，如圖所示。忽略邊緣效應(yīng)，不計(jì)重力。下列說(shuō)法正確的是（）A.B.C.微粒穿出電容器區(qū)域時(shí)速度與水平方向夾角的正切值D.僅改變微粒的質(zhì)量或者電荷量，微粒在電容器中的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生變化【答案】AC【解析】【詳解】A．設(shè)粒子從射入到運(yùn)動(dòng)至最到點(diǎn)的時(shí)間為，根據(jù)動(dòng)力學(xué)有粒子射入水平放置的平行板電容器水平速度、豎直速度為，解得故A正確；B．粒子在平行板電容器內(nèi)的加速度豎直方向有粒子射入電場(chǎng)的動(dòng)能可得故B錯(cuò)誤；C．設(shè)粒子從最到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至射出平行板電容器的時(shí)間為，根據(jù)動(dòng)力學(xué)有可得射出磁場(chǎng)時(shí)豎直方向的速度微粒穿出電容器區(qū)域時(shí)速度與水平方向夾角的正切值故C正確；D．設(shè)粒子從射入到運(yùn)動(dòng)至最到點(diǎn)的水平位移為，設(shè)粒子從射入到運(yùn)動(dòng)至最到點(diǎn)的時(shí)間為，為豎直方向的位移為粒子在平行板電容器內(nèi)的加速度粒子射入電場(chǎng)的動(dòng)能聯(lián)立解得且，聯(lián)立解得，即粒子從射入到運(yùn)動(dòng)至最到點(diǎn)的水平和豎直位移均與電荷量和質(zhì)量無(wú)關(guān)，粒子射出磁場(chǎng)的過(guò)程同理可得，故軌跡不會(huì)變化，故D錯(cuò)誤。故選AC。第Ⅱ卷（非選擇題共46分）三、解答題（13題12分，14題16分，15題18分，要求寫出公式和必要的文字說(shuō)明）13.如圖，帶電量為C的小球A固定在光滑絕緣桌面的上方，高度，一個(gè)質(zhì)量為帶電量C的小球B在桌面上以小球A在桌面上的投影點(diǎn)O點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)半徑為。（靜電力常量）求：（1）小球A、B之間的庫(kù)侖力F的大??；（2）小球運(yùn)動(dòng)的線速度v的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）由幾何關(guān)系知，A、B小球間的距離根據(jù)庫(kù)侖定律解得（2）A、B球連線與豎直方向的夾角為θ，則有解得庫(kù)侖力的水平方向分力提供向心力代入數(shù)據(jù)可得14.空間中有場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向水平向右，如圖所示。一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，從O點(diǎn)豎直向上拋出，此時(shí)動(dòng)能為Ek0，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小球再次與O點(diǎn)高度相同時(shí)動(dòng)能5Ek0，不計(jì)空氣阻力，已知重力加速度大小為g。求：（1）小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，所上升的高度；（2）小球的電荷量；（3）此過(guò)程中小球動(dòng)能的最小值?！敬鸢浮浚?）（2）；【解析】【詳解】（1）帶電小球在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球豎直初速度為v0，則有解得小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)所用的位移（2）水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，帶電小球在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，小球回到與O點(diǎn)相同高度處，豎直分速度大小仍然為v0，設(shè)此時(shí)水平分速度為vx，則合速度有則與O點(diǎn)等高度處的動(dòng)能為聯(lián)立解得水平方向上，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得解得（3）當(dāng)帶電小球速度方向