2023-2024学年重庆市高二上学期1月期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1重庆缙云教育联盟2023-2024学年（上）期末质量检测高二物理一、单选题1.电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点。用和分别表示A、B两点电势的高低；将一个点电荷先后放在A、B两点时，它所受的电场力的大小分别为和。则下列关系正确的是（）A.， B.，C.， D.，【答案】B【解析】电场线的疏密表示电场强度的强弱，由于B点的电场线密，所以B点的电场强度大于A点的场强，根据可知，故点电荷先后放在A、B两点时，它所受的电场力的大小满足而沿着电场线方向，电势降低，即2.如图，A、B、C、D是正方形的四个顶点，A点和C点放有电荷量都为q的正点电荷，在B点放一未知电荷后，恰好D点的电场强度等于0。则（）A.未知电荷带正电B.A、C两点处电荷在D点产生的电场强度相同C.若拿走A点的点电荷，D点的电场强度方向由D指向AD.若拿走B点点电荷，D点的电场强度方向由D指向B【答案】C【解析】A．A点和C点放有电荷量都为q的正点电荷，在D点产生的电场沿BD方向，故B点电荷在D点产生的电场应沿DB方向，未知电荷应带负电，A错误；B．A、C两点处的电荷在D点产生的电场强度大小相等，方向不同，B错误；C．三个点电荷在D点的场强如图所示若拿走A点的点电荷，由几何关系可知，D点的合场强方向由D指向A，C正确；D．若拿走B点的点电荷，D点的电场强度方向由B指向D，D错误。故选C。3.如图所示，两只相同的白炽灯和串联接在电压恒定的电路中。若的灯丝断了，经搭丝后重新与串联，重新接在原电路中，则此时的亮度与灯丝未断时比较（）A.不变 B.变亮 C.变暗 D.条件不足，无法判断【答案】C【解析】根据欧姆定律，可得干路电流为灯泡的功率为其中（当时取等号）故有（当时取等号）由于两灯泡相同，搭丝后灯泡电阻减小，故灯泡的电功率减小，则变暗。4.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（）A.三个等势面中，c的电势最高B.带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小C.带电质点在P点的电势能比在Q点的小D.带电质点在P点的动能大于在O点的动能【答案】A【解析】AC．根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知负电荷所受的电场力应向下，所以电场线向上，则c点电势最高。利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道质点在P点的电势能比在Q点的电势能大。故A正确，C错误；B．因为，知等差等势面P处密，P处电场强度大，质点在P处所受的电场力大，加速度大，故B错误；D．负电荷的总能量守恒，即带电质点的动能与电势能之和不变，而质点在P点的电势能比在Q点的电势能大，所以质点在P点的动能小于在Q点的动能，故D错误。5.如图所示，小球A、C均带正电，B球带负电，A球在绝缘的粗糙水平地面上，B球由绝缘的细线拉着，C球处在与B球等高的位置，A、B、C三球均静止且三者所在位置构成一个等边三角形．若细线与竖直方向的夹角为，，则A、B、C三球所带电荷量大小之比为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】B、C两球受力，如图所示，对C球，由力的平衡条件可得对球，由力的平衡条件有由题设条件有联立各式解得由以及库仑定律可得故选A。6.静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（）A.在x2和x4处电势能相等B.由x1运动到x3的过程中电势能减小C.由x1运动到x3的过程中电势能增大D.由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大【答案】C【解析】A.x2-x4处场强为x轴负方向，则从x2到x4处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x4处电势能较大，故A错误；B.x1-x3处场强为x轴负方向，则从x1到x3处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x3处电势能较大，则B错误，C正确；D.由x1运动到x4的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，故电场力先增大后减小，故D错误。7.如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g，不考虑空气阻力。下列说法正确的是（）A.匀强电场的电场强度B.小球做圆周运动过程中动能的最小值为C.小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小D.小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大【答案】A【解析】A．小球静止时细线与竖直方向成角，对小球进行受力分析，如图所示由平衡关系可知解得故A正确；B．小球静止时细线与竖直方向成角，则A点为小球绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动的等效最高点A点时小球的速度最小，动能最小，由牛顿第二定律可知动能联立解得故B错误；C．由机械能守恒定律可知，机械能的变化量等于除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功，此处即电场力做的功。由题意可知，当小球运动到最左边与O点等高时，电场力做负功最多，机械能最小，故C错误；D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，电场力先做负功后做正功，所以电势能先增大后减小，故D错误。二、多选题8.关于电荷量，下列说法正确的是（）A.物体的带电量可以是任意值B.物体的带电量只能是某些值C.物体带电量的最小值是1.6×10－19CD.一个物体带上1.6×10－9C的负电荷，这是它失去了1010个电子的缘故【答案】BC【解析】ABC．物体带电电荷量必须为元电荷的整倍数，物体带电量的最小值是1.6×10－19C，BC正确，A错误；D．一个物体带上1.6×10－9C的负电荷，这是它得到了1010个电子的缘故，D错误。9.在物理学中，常用比值法来定义物理量，例如用E=定义电场强度。下列也采用比值法定义、且定义式正确的物理量是（）A.电流B.磁感应强度C.电容器的电容C=D.导体的电阻【答案】BC【解析】A．导体中电流I=nesv属于电流的计算公式，不属于定义式，故A错误；B．磁感应强度与放入磁场中的电流元无关运用的是比值定义法。故B正确；C．电容与电压、电荷量无关C=属于比值定义法，故C正确；D．公式R=表明导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，公式不属于定义式，是电阻定律的表达式，故D错误。故选BC。10.如图所示电路中，A为理想电流表，均为固定电阻，为滑动变阻器且其总电阻大于，C为平行板电容器，M为电动机，其内阻，干电池电源电动势，内阻不计，当滑片P从a点滑到b点过程中，下列说法正确的是（）A.电流表的示数先增大后减小B.电容器带电量一直减小C.电源消耗化学能的功率先减小后增大D.电动机消耗的功率为【答案】BC【解析】A．滑动变阻器段与串联后，再和滑动变阻器段并联，再与串联，最后与电动机并联。当滑片P从a点滑到b点过程中，支路的电阻总值为，滑动变阻器b端支路电阻为，因为所以当即两条支路电阻相等时，两支路并联电阻最大，所以当滑片P从a向b滑动时，并联电阻先增大后减小，由于先增大后减小，而电源内阻不计，则路端电压等于电源电动势，恒定不变，根据并联电路的特点可知，上方支路中电流先减小后增大，电流表的示数先减小后增大，故A错误；B．电流表示数先减小后增大，所以两端电压先减小后增大，两端电压先增大后减小，当电流表示数减小、两端电压增大时，滑动变阻器b端支路电阻减小，则b端支路电流增大，由于可知滑动变阻器a端支路电流减小，则电阻两端电压减小；当电流表示数增大、两端电压减小时，滑动变阻器a端支路电阻增大，则a端支路电流减小，则测电阻两端电压减小，因此两端电压一直减小，由此可知电容器带电量一直减小，故B正确；C．先增大后减小，则电路中的总电流I先减小后增大，电源消耗化学能转化为电能的功率先减小后增大，故C正确；D．若电动机为纯电阻用电器，则功率为但是电动机为非纯电阻用电器，其正常工作时欧姆定律不成立，故其正常工作时功率不等于，故D错误。故选BC。三、非选择题11.如图所示，A、B为一对平行正对带电金属板，B板带正电，A、B两板间的电势差为U。质量为m的带电粒子（重力可忽略木计）以初速v0水平射入匀强电场。若粒子带电荷量为－q，则粒子到达B板时速度大小为_____；若粒子带电荷量为＋q，它到达B板时速度大小为_____。【答案】【解析】AB两极板间的电势差U，粒子的带电量-q，由动能定理得-qU=mv2-m得v=若粒子的带电量＋q，则qU=mv2-m得v=12.用螺旋测微器测得金属丝的直径，如图所示，可知金属丝的直径为d=_____________mm。【答案】1.773~1.777均可【解析】[1]螺旋测微器的读数为13.如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10-5C，匀强电场的场强E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8求：（1）小球所受电场力F的大小。（2）小球的质量m。（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。【答案】（1）3.0×10-2N；（2）4.0×10-3kg；（3）2.0m/s【解析】（1）电场力F=qE=3.0×10-2N（2）由解得m=4.0×10-3kg（3）由动能定理解得v=2.0m/s14.在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为和，相距为，若在两个点电荷连线的中点O有一个半径为r（）的空心金属球，且球心位于O点，如图所示，则球壳上的感应电荷在O处产生的电场强度为多大?方向如何?【答案】，方向向右【解析】根据电场的叠加和静电平衡可知，球心O处的合电场强度为0，则球壳上感应电荷在O处产生的电场强度与A、B两点电荷在O处产生的合电场强度等大、反向，即由于A、B在O处产生合电场强度方向向左，所以方向向右。15.如图所示，在光滑绝缘水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B。A球的带电量为+2q，B球的带电量为-3q，两球组成的一带电系统。虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时A和B分别静止与虚线MN的两侧，虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线NM、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后，系统开始运动。求（1）B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；（2）带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球的电势能的变化量；（3）A球从开始运动至刚离开电场所用的时间。【答案】（1）；（2）；；（3）【解析】（1）设B球刚进入电场时带电系统速度为，由动能定理得解得（2）带电系统向右运动分三段，分别是B球进入电场前、带电系统在电场中、A球出电场。设A球出电场后离PQ的最大距离为x，由动能定理得解得则带电系统向右运动的最大距离为B球在此过程中在电场中运动的位移大小为，其电势能的增加量为（3）取向右为正方向，第一段加速过程中，系统加速度为加速时间为第二段减速过程中，系统加速度为设A球刚出电场速度为，由动能定理得解得因此，A球从开始运动至刚离开电场所用的时间为重庆缙云教育联盟2023-2024学年（上）期末质量检测高二物理一、单选题1.电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点。用和分别表示A、B两点电势的高低；将一个点电荷先后放在A、B两点时，它所受的电场力的大小分别为和。则下列关系正确的是（）A.， B.，C.， D.，【答案】B【解析】电场线的疏密表示电场强度的强弱，由于B点的电场线密，所以B点的电场强度大于A点的场强，根据可知，故点电荷先后放在A、B两点时，它所受的电场力的大小满足而沿着电场线方向，电势降低，即2.如图，A、B、C、D是正方形的四个顶点，A点和C点放有电荷量都为q的正点电荷，在B点放一未知电荷后，恰好D点的电场强度等于0。则（）A.未知电荷带正电B.A、C两点处电荷在D点产生的电场强度相同C.若拿走A点的点电荷，D点的电场强度方向由D指向AD.若拿走B点点电荷，D点的电场强度方向由D指向B【答案】C【解析】A．A点和C点放有电荷量都为q的正点电荷，在D点产生的电场沿BD方向，故B点电荷在D点产生的电场应沿DB方向，未知电荷应带负电，A错误；B．A、C两点处的电荷在D点产生的电场强度大小相等，方向不同，B错误；C．三个点电荷在D点的场强如图所示若拿走A点的点电荷，由几何关系可知，D点的合场强方向由D指向A，C正确；D．若拿走B点的点电荷，D点的电场强度方向由B指向D，D错误。故选C。3.如图所示，两只相同的白炽灯和串联接在电压恒定的电路中。若的灯丝断了，经搭丝后重新与串联，重新接在原电路中，则此时的亮度与灯丝未断时比较（）A.不变 B.变亮 C.变暗 D.条件不足，无法判断【答案】C【解析】根据欧姆定律，可得干路电流为灯泡的功率为其中（当时取等号）故有（当时取等号）由于两灯泡相同，搭丝后灯泡电阻减小，故灯泡的电功率减小，则变暗。4.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（）A.三个等势面中，c的电势最高B.带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小C.带电质点在P点的电势能比在Q点的小D.带电质点在P点的动能大于在O点的动能【答案】A【解析】AC．根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知负电荷所受的电场力应向下，所以电场线向上，则c点电势最高。利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道质点在P点的电势能比在Q点的电势能大。故A正确，C错误；B．因为，知等差等势面P处密，P处电场强度大，质点在P处所受的电场力大，加速度大，故B错误；D．负电荷的总能量守恒，即带电质点的动能与电势能之和不变，而质点在P点的电势能比在Q点的电势能大，所以质点在P点的动能小于在Q点的动能，故D错误。5.如图所示，小球A、C均带正电，B球带负电，A球在绝缘的粗糙水平地面上，B球由绝缘的细线拉着，C球处在与B球等高的位置，A、B、C三球均静止且三者所在位置构成一个等边三角形．若细线与竖直方向的夹角为，，则A、B、C三球所带电荷量大小之比为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】B、C两球受力，如图所示，对C球，由力的平衡条件可得对球，由力的平衡条件有由题设条件有联立各式解得由以及库仑定律可得故选A。6.静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（）A.在x2和x4处电势能相等B.由x1运动到x3的过程中电势能减小C.由x1运动到x3的过程中电势能增大D.由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大【答案】C【解析】A.x2-x4处场强为x轴负方向，则从x2到x4处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x4处电势能较大，故A错误；B.x1-x3处场强为x轴负方向，则从x1到x3处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x3处电势能较大，则B错误，C正确；D.由x1运动到x4的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，故电场力先增大后减小，故D错误。7.如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g，不考虑空气阻力。下列说法正确的是（）A.匀强电场的电场强度B.小球做圆周运动过程中动能的最小值为C.小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小D.小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大【答案】A【解析】A．小球静止时细线与竖直方向成角，对小球进行受力分析，如图所示由平衡关系可知解得故A正确；B．小球静止时细线与竖直方向成角，则A点为小球绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动的等效最高点A点时小球的速度最小，动能最小，由牛顿第二定律可知动能联立解得故B错误；C．由机械能守恒定律可知，机械能的变化量等于除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功，此处即电场力做的功。由题意可知，当小球运动到最左边与O点等高时，电场力做负功最多，机械能最小，故C错误；D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，电场力先做负功后做正功，所以电势能先增大后减小，故D错误。二、多选题8.关于电荷量，下列说法正确的是（）A.物体的带电量可以是任意值B.物体的带电量只能是某些值C.物体带电量的最小值是1.6×10－19CD.一个物体带上1.6×10－9C的负电荷，这是它失去了1010个电子的缘故【答案】BC【解析】ABC．物体带电电荷量必须为元电荷的整倍数，物体带电量的最小值是1.6×10－19C，BC正确，A错误；D．一个物体带上1.6×10－9C的负电荷，这是它得到了1010个电子的缘故，D错误。9.在物理学中，常用比值法来定义物理量，例如用E=定义电场强度。下列也采用比值法定义、且定义式正确的物理量是（）A.电流B.磁感应强度C.电容器的电容C=D.导体的电阻【答案】BC【解析】A．导体中电流I=nesv属于电流的计算公式，不属于定义式，故A错误；B．磁感应强度与放入磁场中的电流元无关运用的是比值定义法。故B正确；C．电容与电压、电荷量无关C=属于比值定义法，故C正确；D．公式R=表明导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，公式不属于定义式，是电阻定律的表达式，故D错误。故选BC。10.如图所示电路中，A为理想电流表，均为固定电阻，为滑动变阻器且其总电阻大于，C为平行板电容器，M为电动机，其内阻，干电池电源电动势，内阻不计，当滑片P从a点滑到b点过程中，下列说法正确的是（）A.电流表的示数先增大后减小B.电容器带电量一直减小C.电源消耗化学能的功率先减小后增大D.电动机消耗的功率为【答案】BC【解析】A．滑动变阻器段与串联后，再和滑动变阻器段并联，再与串联，最后与电动机并联。当滑片P从a点滑到b点过程中，支路的电阻总值为，滑动变阻器b端支路电阻为，因为所以当即两条支路电阻相等时，两支路并联电阻最大，所以当滑片P从a向b滑动时，并联电阻先增大后减小，由于先增大后减小，而电源内阻不计，则路端电压等于电源电动势，恒定不变，根据并联电路的特点可知，上方支路中电流先减小后增大，电流表的示数先减小后增大，故A错误；B．电流表示数先减小后增大，所以两端电压先减小后增大，两端电压先增大后减小，当电流表示数减小、两端电压增大时，滑动变阻器b端支路电阻减小，则b端支路电流增大，由于可知滑动变阻器a端支路电流减小，则电阻两端电压减小；当电流表示数增大、两端电压减小时，滑动变阻器a端支路电阻增大，则a端支路电流减小，则测电阻两端电压减小，因此两端电压一直减小，由此可知电容器带电量一直减小，故B正确；C．先增大后减小，则电路中的总电流I先减小后增大，电源消耗化学能转化为电能的功率先减小后增大，故C正确；D．若电动机为纯电阻用电器，则功率为但是电动机为非纯电阻用电器，其正常工作时欧姆定律不成立，故其正常工作时功率不等于，故D错误。故选BC。三、非选择题11.如图所示，A、B为一对平行正对带电金属板，B板带正电，A、B两板间的电势差为U。质量为m的带电粒子（重力可忽略木计）以初速v0水平射入匀强电场。若粒子带电荷量为－q，则粒子到达B板时速度大小为_____；若粒子带电荷量为＋q，它到达B板时速度大小为_____。【答案】【解析】AB两极板间的电势差U，粒子的带电量-q，由动能定理得-qU=mv2-m得v=若粒子的带电量＋q，则qU=mv2-m得v=12.用螺旋测微器测得金属丝的直径，如图所示，可知金属丝的直径为d=_____________mm。【答案】1.773~1.777均可【解析】[1]螺旋测微器的读数为13.如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=37°。