天津市武清区杨村中学2023年秋季学期高二年级第一次阶段性检测物理试卷含答案解析

天津市武清区杨村中学2023年秋季学期高二年级第一次阶段性检测

物理试卷

一、单选题（共48分）

1.下列说法中正确的是（）

A.在电势高处，电荷具有的电势能大

B.沿电场线方向场强减小，电势降低

C.场强为零处，电势不一定为零

D.电场线密集处场强大，电势高

【答案】C

【详解】

A.在电势高处，正电荷具有的电势能大，负电荷具有的电势能小，故A错误；

B.沿电场线方向电势降低，场强不一定减小，故B错误；

C.场强为零处，电势不一定为零，例如等量同种电荷的连线中点，故C正确；

D.电场线密集处场强大，电场强度越大，电势不一定高，故D错误。

故选C。

2.如图所示，在粗糙的水平面上固定一点电荷Q,在M点无初速度释放一带有恒定电量的小物

块，小物块在Q的电场中运动到N点停止，则从M到N的过程中，下列说法错误的是（）

A.小物块所受的电场力逐渐减小

B.小物块具有的电势能逐渐减小

C.M点的电势一定高于N的电势

D.小物块电势能的减小量一定等于克服摩擦力做的功

【答案】C

【详解】

小物块在从M运动到N的过程中，一定受到向右的摩擦力，所以库仑力一定向左.随着由M运动

到M离电荷。距离越来越大，所以小物块受到的静电力即库仑力一定减小，A正确；由动能定

理可得〃加gx—WE=0,即WE=〃/«gx,静电力做正功，小物块具有的电势能减小，其减少量等于

克服滑动摩擦力做的功值，B、D正确；因点电荷Q的电性未知，不能判断M、N两点电势的高

低，C错误.此题选择错误的选项，故选C.

3.静电纺纱是利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列

和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场分布简图，下列说法正确的是（）

A.虚线可能是等势线

B.电场强度EAVECVEB

C.负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能

D.在C点静止释放一电子，它将在电场力作用下沿着虚线C。运动

【答案】C

【详解】

A.电极是等势体，其表面是等势面，根据电场线与等势面垂直可知虚线应是电场线，选项A错

误；

B.由电场线的疏密表示电场强度的大小可知

EA<EB<EC

选项B错误；

C.电场线由高压电源的正极到负极，所以A点的电势高，C点的电势低，由

Ep=q（p

可知，负电荷在C点的电势能大于其在A点的电势能，选项C正确；

D.C。电场是曲线，在C点静止释放一电子，在电场力作用下不会沿着虚线C。运动，选项D

错误。

故选Co

4.如图所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨

迹如图中虚线所示。若只受电场力，则下列判断中正确的是（）

A.若粒子是从A到B,则粒子带正电；若粒子是从8到A,则粒子带负电

B.带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能

C.若粒子是从8运动到A,则其速度减小

D.粒子从8运动到A,加速度逐渐增大

【答案】B

【详解】

A.带电粒子只受电场力，根据曲线运动的合力方向位于轨迹的凹侧，可知电场力方向偏左，与

电场方向相反，则带电粒子一定带负电，故A错误；

BC.根据沿电场方向电势降低，可知A点的电势大于8点的电势；根据

Ep=q（p

由于粒子带负电，所以带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能；只有电场力做功，电势

能与动能之和保持不变，则带电粒子在A点的动能大于在3点的动能，若粒子是从8运动到A,

则其动能增大，速度增大，故B正确，C错误；

D.根据电场线的疏密程度可知，粒子从3运动到A,电场强度逐渐减小，受到的电场力逐渐减

小，加速度逐渐减小，故D错误。

故选Bo

5.如图所示，E、八G、”为矩形ABCO各边的中点，。为EG、”尸的交点，边的长度为d。

E、G两点分别固定一等量正点电荷，另一电荷量为Q的负点电荷置于4点时，F点处的电场强度

恰好为零。若将”点的负点电荷移到。点，则尸点处电场强度的大小和方向为（静电力常量为k）

A.写,方向向右B.鬻，方向向左

C.嘤,方向向右D.当，方向向左

【答案】D

【分析】

【详解】

当负点电荷在"点时，F点处电场强度恰好为零，根据公式后二女多可得负点电荷在F点产生的电

r2

场强度大小为E=k2,方向水平向左，故两个正点电荷在F点产生的合电场强度大小为E=

磋，方向水平向右；负点电荷移到。点，在尸点产生的电场强度大小为Ei=k^,方向水平向

左，所以F点的合电场强度为

问,4Q一院0_=,憧3（2

方向水平向左，故D正确，A、B、C错误。

故选D。

6.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2e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（）

+10V

J+5V

'-10V

A.该粒子带正电

B.若粒子经过4点时的动能为12eV,则该粒子经过a点时的动能为22eV

C.该粒子经过7点时的加速度为0

D.粒子从a点运动到c点的过程中，电势能减小20eV

【答案】B

【详解】

A.以c点研究，根据曲线运动的合力方向位于轨迹的凹侧，可知粒子在c点受到的电场力向

上，根据沿电场方向电势降低结合电场方向与等势面垂直，可知c点处的电场方向向下，则该粒

子受到的电场力方向与电场方向相反，所以该粒子带负电，故A错误；

B.若粒子经过d点时的动能为12eV,该粒子在d点的电势能为

Epd=-2ex（-5V）=10eV

则该粒子的动能与电势能之和为

E=Ek+Ep=12eV+10eV=22eV

由于粒子只受电场力作用，则该粒子的动能与电势能之和保持不变，该粒子经过。点时的电势能

为0,则该粒子经过a点时的动能为22eV,故B正确；

C.该粒子经过了点时，该处的场强不为0,则该粒子经过7点时的加速度不为0,故c错误；

D.该粒子在c点的电势能为

Epc=-2ex(-10V)=20eV

则粒子从a点运动到c点的过程中，电势能增加20eV,故D错误。

故选Bo

7.在匀强电场中建立一直角坐标系，如图所示，从坐标原点沿+y轴前进了0.4m到A点，电势

降低了10aV,从坐标原点沿+%轴前进了0.4m到B点，电势升高了10&V,取坐标原点处的

电势为零，则匀强电场的场强大小和方向为()

A.50V/m,方向B—AB.50V/m,方向A—B

C.100V/m,方向B—AD.lOOV/m,方向垂直AB斜向下

【答案】A

【详解】

%轴方向的电场强度为

U-10V2「

E，=40B=-^V/m=-25&V/m

y轴方向的电场强度为

U0A10V2「

Ey=--=——V/m=25V2V/m

,d0A04

匀强电场的场强大小为

E==50V/m

设匀强电场的场强与工轴正方向所成的角为。，可得

tan。=--=—!

匕X

可得

9=135°

匀强电场的场强与x轴正方向所成的角为135。，即方向B-A。

故选Ao

8.一带负电的粒子只在电场力作用下沿龙轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图

所示，其中0〜小段是关于直线％=与对称的曲线，％2〜段是直线，则下列说法正确的是

()

A.与处电场强度最小，但不为零

B.粒子在0〜％2段做匀变速运动，42〜久3段做匀速直线运动

C.在%1、%2、％3处电势仍，82，83的关系为81<<03

D.%2〜段是匀强电场

【答案】D

【详解】

A.%图象的斜率表示电场力，石处图象斜率最小，为零，粒子受到电场力最小，为零，故

修处电场强度最小，为零，故A错误;

B.Ep-x图象在0〜上段斜率不恒定，粒子受到电场力不恒定，粒子在0〜小段做变加速运动，

Ep-x图象在X2〜与段斜率恒定，粒子受到电场力恒定，粒子的电势能增大，粒子的动能减小,

粒子在冷〜冷段做匀减速运动，故B错误;

C.由图可知

EpX]<Ep%2<Ep%3

根据带负电的粒子在电势高处电势能反而小可得

<P1><P2>03

故c错误;

D.Ep-%图象在%2〜久3段斜率恒定，粒子受到电场力恒定，故式2〜％3段是匀强电场，故D正

确。

故选Do

二、多选题（共24分）

9.如图所示，一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合电键S,电容器充电后，细线与竖直方

向夹角为a,下列说法正确的有（）

A.保持电键S闭合，使两极板稍靠近一些，a将减小

B.保持电键S闭合，将滑动变阻器滑片向右移动，a将增大

C.断开电键S,使两极板稍靠近一些，a将不变

D.断开电键S,若将细线烧断，小球将做直线运动

【答案】CD

【详解】

A.保持电键S闭合时，电容器极板间电压不变，两极板靠近时，板间距减小，由

U

E=-

a

可知极板间的电场强度将增大，小球所受电场力将增大，则a增大，故A错误；

B.保持电键S闭合，将滑动变阻器滑片向右移动时，不会改变电容器两极板间的电压，由

U

E=-

a

可知极板间的电场强度不变，小球所受电场力不变，则a不变，故B错误；

C.断开电键S,则两极板上的电荷量将保持不变，由

磊，

可得

4兀AQ

ErS

当两极板靠近一些时，可知极板间的场强不变，贝以不变，故c正确；

D.断开电键S后，极板间的场强不变，小球所受电场力不变，若将细线烧断，则小球受到的重

力和电场力的合力为恒力，小球将从静止开始做匀加速直线运动，故D正确。

故选CDo

10.两个点电荷Qi和Q2固定在％轴上。、。两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示

（OB>BD）,取无穷远处电势为零，由图可知（）

A.8点电场强度为零

B.Qi为负电荷，为正电荷

C.Qi电量一定大于（?2电量

D.将电子沿X轴从A点移到。点，电场力一直做正功

【答案】BCD

【分析】

【详解】

A.由3-X图象的斜率看出，B处的电场强度不为零，A错误；

B.由题，无穷远处电势为零，而Qi处电势小于零，<22处电势大于零，则知，Qi为负电荷，Q2为

正电荷，B正确；

C.9图象的斜率大小等于场强大小，则知B点的场强不为零，即两电荷的合场强方向不等

于零，B离g较远，由公式E=得知，Qi的电荷量大于（22的电荷量，C正确；

D.将电子沿%轴从A点移到C点，即将电子由低电势移到高电势点，电场力一直做正功，D正

确。

故选BCDo

11.如图所示，带电平行金属板A、B,板间的电势差为U,板间距离为d,A板带正电，B板中

央有一小孔。一带正电的微粒，带电量为4,质量为加，自孔的正上方距板高/?处自由落下，若

微粒恰能落至A、B两板的正中央c点，不计空气阻力，则（）

c64

5A

A.微粒在下落过程中动能逐渐增加，重力势能逐渐减小

B.微粒在下落过程中重力做功为7ngm+9，电场力做功为-qU

C.微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为

D.若微粒从距B板高2/7处自由下落，则恰好能达到A板

【答案】CD

【详解】

A.微粒在下落过程中重力势能逐渐减小；微粒进入电场前做加速运动，动能增加，微粒进入电

场后做减速运动，动能减小，故A错误；

B.微粒下落过程中重力做功为

WG=mg[h+

电场力做功为

1

WF=--qU

故B错误；

C.微粒落入电场中，电场力做负功，电势能逐渐增大，其增加量等于微粒克服电场力做功，则

有

1

%=-WF=-qU

故C正确；

D.微粒从开始下落到c点，由动能定理可得

mg+=0-0

若微粒从距B板高2万处自由下落，设达到A板的速度为明则由动能定理得

1

mg(2h+d)—qU=-mv2—0

联立解得

v=0

即恰好能达到A板，故D正确。

故选CDo

12.下列说法中正确的是（）

A.当两个正点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增加

B.当两个负点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增加

C.电力工人高压带电作业，穿绝缘衣比穿金属衣（包含金属丝的织物制成）安全

D.燃气灶点火器的放电电极做成了针形，是防止出现尖端放电现象

【答案】AB

【详解】

A.根据库仑定理可知，当两个正点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增大，两个正点电荷受

到的库仑力方向都与其运动方向相反，库仑力做负功，它们的电势能增加，故A正确；

B.根据库仑定理可知，当两个负点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增大，两个负点电荷受

到的库仑力方向都与其运动方向相反，库仑力做负功，它们的电势能增加，故B正确；

C.电力工人高压带电作业，穿金属衣（包含金属丝的织物制成）可以起到静电屏蔽作用，比穿

绝缘衣安全，故c错误；

D.燃气灶点火器的放电电极做成了针形，是利用尖端放电现象，故D错误。

故选ABo

三、实验题（共6分）

13.如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V,S是单刀双

（1）当开关S接时（选填“1”或"2”）平行板电容器放电，流经G表的电流方向

与充电时（选择“相同”或“相反”），此过程中电容器的电容将（选填

“增大”或“减小”或“不变”）。

（2）将G表换成电流传感器，电流传感器可以把电容器放电电流随时间变化规律描绘出来。一

个电容器先把它接到8V的电源上充电。然后通过电流传感器放电，其电流随时间变化图象如图

所示。由图象和坐标轴所围的面积知道电容器放电前所带的电量。已知如图所围的面积约为40

个方格，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如乙图所示，由图可估算出电容

器的电容。=F(保留两位有效数字)。

(3)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R,放电时/-t曲线与横轴所围成的面积将

(填“增大”“不变”或“变小”)；放电时间将(填“变长”“不变”或

“变短”)

【答案】⑴.2(2).相反(3).不变(4).4.0x10-4(5).不变(6).变短

【详解】

(1)[1]放电时必须将电容器接电阻，故将单刀双掷开关拨向2；

⑵电容器充电时，上板接电源正极，电容器上板带正电，充电时正电荷流入电容器上板，放电

时正电荷从上极板流出，故流经G表的电流方向与充电时相反；

⑶电容器电容与极板间距离、正对面积和电介质有关，该过程没有改变这些因素，故电容器电

容不变。

(2)[4]放电电流随时间变化曲线与坐标轴所围面积为电容器的放电量，可得

q=nit=40x0.2x0.4x10-3C=3.2x10-3C

电容器的电容为

q.

C=^=4.0x10-4F

(3)[5]/-t曲线与横轴所围成的面积表示电容器的放电量，只减小电阻凡电容器带电量不

变，故放电时/-t曲线与横轴所围成的面积不变。

⑹只减小电阻凡电容器的放电电流增大，电容器的放电量不变，故放电时间将变短。

四、解答题(共18分)

14.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场。其电场强度为E,在该匀强电场中，用

丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成。角时小球恰好平衡，如图所示，重力加速

度为g,求:

(1)小球的电性及所带电荷量仍

(2)从剪断丝线到小球碰到金属板所需的时间建

+

【答案】（1）带正电，行笔皿；（2）

1Eygtand

【分析】

【详解】

解析：（1）由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示，小球带正电;

根据平衡条件有

FsinO-Qe,Feos

由上述两式得

tan6=—

mg

故

mgtand

（2）由第（1）问知

尸=理

cosd

而剪断丝线后，小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等，故剪断丝线

后小球所受重力、电场力的合力等于几小球的加速度

a=£m=号cos0

小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板时，它经过的位移为

b

S=—

sin。

又由

s=^at2

2

得

t=2匕

gtand

15.如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于3、C两点，在圆心处有

一固定的正点电荷，8点为AC的中点，C点位于圆周的最低点。现有一质量为粗、电荷量为

-q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,

A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为J频。求:

(1)A、B两点的电势差为8；

(2)小球滑至C点时的速度的大小；

(3)若以C点为参考点(零电势点)，试确定A点的电势。

【答案】⑴以=-嘿;(2)外=3/；(3)%=一誓

【详解】

(1)小球从A到'由动能定理可得

3R1,

mg-—~qUAB=-mv^

又

=j6gR

解得A、8两点的电势差为

一方

(2)根据点电荷的电场特征可知，所在的圆是一个等势面，所以小球从B到C电场力做的

总功为零，由几何关系可得8C的竖直高度为

3

研=

小球从B到&根据动能定理可得

311

mg--R=-mvl--mvl

解得

»C=

(3)以。点为零电势点，则有

UAB=—8B=8A—9C

解得

3mgR

(PA=UAB=------

2q

16.如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场，在与右侧虚线相距

也为L处有一与电场平行的屏。现有电荷量为+2q、质量为4加的a粒子和电荷量为“、质量为

，”的质子两种粒子(粒子的重力均不计)，先后分别以垂直于电场线方向的初速度火射入电场

中，为方向的延长线与屏的交点为。。试求：

(1)两种粒子从射入到打到屏上所用的时间之比；

(2)两种粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值之比；

(3)质子打到屏上的点尸到。点的距离〃

【详解】

(1)设a粒子从射入到打到屏上所用的时间为S，质子从射入到打到屏上所用的时间为t2,根

据题意，两种粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，两种粒子从射入到打到屏上所用的

时间