第=page11頁，共=sectionpages11頁2022-2023學年福建省寧德市重點中學高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共6小題，共24分。1.如圖所示，將三個電荷量均為Q(Q>0)的正點電荷分別固定在菱形的三個頂點a、b、c上，∠abc=120°，它們在菱形的第四個頂點d處產生的合電場強度為E。現只將c

A.E B.23E C.22.如圖所示，以點電荷+Q為球心的兩個球面1和2，a點位于球面1上，b點、c點位于球面2上，下列說法正確的是(

)A.b、c兩點場強相同

B.b點電勢比c點高

C.將正電荷從a點移到b點，電勢能增加

D.同一電荷在a點受到的電場力比在b點大

3.若在一半徑為r，單位長度帶電荷量為q(q>0)的均勻帶電圓環上有一個很小的缺口Δl(A.kΔlqr

B.kqr4.均勻帶電的球殼在球外空間產生的電場等效于電荷集中于球心處產生的電場。如圖所示，在半球面AB上均勻分布著正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球頂點與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點，OM=ON=2R，已知N點的電場強度大小為A.kq2R2?E B.k5.已知均勻帶電球體在球的外部產生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產生的電場相同。如圖所示，半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在過球心O的直線上有A、B兩個點，O和B、B和A間的距離均為R.現以OB為直徑在球內挖一球形空腔，若靜電力常量為k，球的體積公式為V=43πr3，則A.5kqQ36πR2 B.6.圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內間距相等的一組等勢面，已知平面b上的電勢為4V。一電子經過a時的動能為10eV，從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV

A.平面c上的電勢為零

B.該電子可能到達不了平面f

C.該電子經過平面d時，其電勢能為4eV

D.該電子經過平面b時的速率是經過d時的二、多選題：本大題共6小題，共24分。7.某帶電體周圍的電場線和等勢面如圖所示，設A點的電場強度為EA，電勢為φA，B點的電場強度為EB，電勢為φB，則有A.EA>EB

B.EA<

8.如圖所示，一勻強電場的方向平行于xOy平面，平面內a、b、c三點的位置如圖所示，三點的電勢分別為10V、17V、26VA.電場強度的大小為2.5V/cm

B.坐標原點處的電勢為2V

C.電子在a點的電勢能比在b點的低7eV

D.

9.如圖所示，正六棱柱上下底面的中心為O和O′，A、D兩點分別固定等量異號的點電荷，下列說法正確的是(

)A.F′點與C′點的電場強度大小相等

B.B′點與E′點的電場強度方向相同

C.A′點與F′點的電勢差小于O′點與D′點的電勢差

D.

10.如圖所示，正三角形三個頂點固定三個等量電荷，其中A、B帶正電，C帶負電，O、M、N為AB邊的四等分點，下列說法正確的是(

)A.M、N兩點電場強度相同

B.M、N兩點電勢相同

C.負電荷在M點電勢能比在O點時要小

D.負電荷在N點電勢能比在O點時要大11.如圖為兩點電荷Q、Q′的電場等勢面分布示意圖，Q、Q′位于x軸上，相鄰等勢面的電勢差為3V。若x軸上的M點和N點位于0V等勢面上，P為某等勢面上一點，則(

)

A.N點的電場強度大小比M點的大 B.Q為正電荷

C.M點的電場方向沿x軸負方向 D.P點與M點的電勢差為1212.如圖，兩對等量異號點電荷+q、?qq>0固定于正方形的4個頂點上。L、N是該正方形兩條對角線與其內切圓的交點，O為內切圓的圓心，M為切點。則A.L和N兩點處的

電場方向相互垂直

B.M點的電場方向平行于該點處的切線，方向向左

C.將一帶正電的點電荷從M點移動到O點，電場力做正功

D.將一帶正電的點電荷從L點移動到N點，電場力做功為零三、填空題：本大題共2小題，共8分。13.如圖所示，兩平行板相距10cm，板間有A、B兩點相距

4cm，現將一帶電量q=?3×10?4c的電荷，從A點移到B點，電場力做了7.2×10?3J的正功，則A14.如圖所示，一個α粒子(氦核)在電勢差為U1=100V的電場中由靜止開始加速運動，然后射入電勢差為U2=10V的兩塊平行板的偏轉電場中，偏轉電場極板長L=20cm，間距d=5cm.若α四、實驗題：本大題共2小題，共16分。15.如圖甲所示的實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中電容器左側極板和靜電計外殼均接地，電容器右側極板與靜電計金屬球相連，使電容器帶電后與電源斷開。

(1)影響平行板電容器電容的因素有______。

A.兩極板的正對面積

B.兩板間距離

C.電介質的介電常數

D.極板的材料

(2)下列關于實驗中使用靜電計的說法正確的是有______。

A.使用靜電計的目的是觀察電容器電壓的變化情況

B.使用靜電計的目的是測量電容器電量的變化情況

C.靜電計可以用電壓表替代

D.靜電計可以用電流表替代

(3)某位同學用如圖乙所示研究電容器電容與哪些因素有關。A、B為平行板電容器的金屬板，G為靜電計，開始時開關S閉合，靜電計指針張開一定角度；若保持開關S閉合，將A、B兩極板間距變大些，指針張開角度將______；若斷開開關S后，將A、B兩極板正對面積變小些，指針張開角度將______(16.某同學利用如圖甲所示電路觀察電容器的充、放電現象，電流傳感器與計算機相連，可以顯示出電流I隨時間t變化的圖像。

(1)為使電源向電容器充電，應將開關S與______(填“1”或“2”)端相連。

(2)在充電過程中，測繪的充電電流I隨時間t的圖像可能是圖乙中的______。

(3)圖丙為傳感器中電容器放電時的電流I隨時間t的圖像，圖中每一小方格面積相同。根據圖像估算電容器在t0～2t0時間內，釋放電荷量的表達式為______(用Io、t0表示)。

(4)圖丁中實線是實驗得到的放電時的I?t圖像，如果不改變電路的其他參數，只減小阻箱R的阻值，則得到的I五、簡答題：本大題共2小題，共18分。17.如圖所示，光滑絕緣細桿豎直放置，它與以正點電荷+Q為圓心的某一個圓周交于B、C兩點，質量為m、電荷量為?q的小環從A點由靜止下滑，當小環運動到B點時速度大小為3gL，已知A、B兩點和B、C兩點間的距離均為L，重力加速度大小為g，不計空氣阻力。求：

(1)A、B兩點間的電勢差UAB；

18.如圖所示，Q為固定的正點電荷，A、B兩點在Q的正上方和Q相距分別為h和0.25h，將一帶電小球從A點由靜止釋放，運動到B點時速度正好又變為0。若此帶電小球在A點的加速度大小為34g，g取10m/s2，靜電力常量為k，試求：

(1)此帶電小球在B點的加速度大小；

(2)A、B

六、計算題：本大題共1小題，共10分。19.如圖所示，BC是半徑為R的14圓弧形光滑絕緣軌道，軌道位于豎直平面內，其下端與水平絕緣軌道平滑連接，整個軌道處在水平向左的勻強電場中，電場強度為E.現有一質量為m的帶電小滑塊(體積很小可視為質點)，在BC軌道的D點釋放后靜止不動，已知OD與豎直方向的夾角為α=37°.隨后把它從C點靜止釋放，滑到水平軌道上的A點時速度減為零．若滑塊與水平軌道間的動摩擦因數為μ=0.25，且tan37°=0.75.求：

(1)滑塊的帶電量q和帶電性質；

答案和解析1.【答案】A

【解析】解：設邊長為x，由已知可得d的場強Ed=Ea+Eb+Ec=E=2×kQx2。當c點的電荷換成等量的?Q時，此時2.【答案】D

【解析】解：A、根據點電荷電場線的分布規律可知，+Q產生的電場線是放射性形狀的，在離+Q距離相同遠的不同地方，電場強度的大小是相同的，但是方向不同，故b、c兩點場強大小相等，方向不同，則b、c兩點場強不相同，故A錯誤；

B、沿電場線電勢降低，根據正點電荷電場線的分布規律可知，b點電勢等于c點電勢，故B錯誤；

C、沿電場線電勢降低，根據正點電荷電場線的分布規律可知

φa>φb

則有

Wab=qUab=q(φa?φb)>0

可知將正電荷從a點移到b3.【答案】C

【解析】解：把缺口處填補為完整的圓，則填補上的小圓弧帶電荷量q′=Δlq

由于Δl?r，故可視為點電荷，它在O點產生的場強為：

E′=kΔlqr2

由對稱性可知整個圓環在O點的場強

E合=0

則存在缺口時在O4.【答案】A

【解析】解：設有一個以O點為球心的完整的帶電荷量為2q的帶電球殼，設完整球殼在M點產生的場強大小為E0，左半球殼在M點產生的電場強度大小為E左，右半球殼在M點產生的電場強度大小為E右，根據電場疊加原理得：E左+E右=E0

由題意可知，均勻帶電的球殼在球外空間產生的電場等效于電荷集中于球心處產生的電場，根據題意得：E0=k?2q(2R)2

根據對稱性可得：E右=E

聯立解得：5.【答案】C

【解析】解：由題意知，半徑為R的均勻帶電體在A點產生場強為：E整=kQ(2R)2=kQ4R2

割出的小球半徑為R2，因為電荷均勻分布，其帶電荷量為：Q′=43π(R2)343πR3Q=Q8

則割出的小球在未割前在A點產生的場強為：E割=kQ′(32R)6.【答案】B

【解析】解：A.電子從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV，則電勢能增加6eV，且ad間的電勢差為Uad=W克e=6eVe=6V

虛線a、b、c、d、f代表勻強電場內間距相等的一組等勢面，則a、b、c、d、f相鄰兩個等勢面間的電勢差為U=13Uad=13×6V=2V

平面b上的電勢為4V，由于電勢能增加，等勢面電勢由a到f是降低的，因此平面c上電勢為2V，平面d上電勢為0，故A錯誤；

B.af面的電勢差為Uaf=4U=4×2V=8V

當電子垂直等勢面由a向f方向運動，電子從a運動到f過程中，克服電場力做功為W克′=eUaf=8eV

由動能定理得：?W克′=Ekf?107.【答案】BD【解析】解：AB、電場線的疏密程度表示電場強度的大小，B點電場線更密集，場強更大，故A錯誤，B正確；

CD、電場線從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，由圖可知，B點所在的等勢面電勢更高，則φA<φB，故C錯誤，D正確；

故選：8.【答案】AD【解析】解：A、如圖所示，在ac連線上，確定一點b′，b′處電勢為17V，將bb′連線，即為等勢線，那么垂直bb′的連線則為電場線，再依據沿著電場線方向電勢降低，則電場線方向如圖

因為是勻強電場，所以有E=Ucbd

由比例關系可知b′c=26?1726?10×8cm=4.5cm

依據幾何關系，c到bb′的距離：d=b′c×bcbb′=4.5×64.52+62cm=3.6cm

因此電場強度大小：E=Ucbd=26?173.6V/cm=2.5V/c9.【答案】AC【解析】解：D.將六棱柱的上表面的一半拿出

如圖所示，由幾何條件可知正電荷在OF中點K的場強方向垂直OF，則K點的合場強與OF的夾角為銳角，D在F點產生的場強大小為A點在F點產生的場強大小的13，合場強方向斜相右上角且與水平面的夾角大于三十度，所以在F點的場強和OF的夾角為鈍角，因此將正電荷從F移到O點過程中電場力先做負功后做正功，電勢能先增大后減小，故D正確；

C.設A′點電勢為φ，由等量異種電荷的電勢分布可知

φA′=φ>0

φD′=?φ<0

φO′=0

φF′>0

因此

φA′?φF′=φ?φF′<φO′?φD′=φ10.【答案】BC【解析】解：A.根據場強疊加的特點以及對稱性可知，MN兩點的場強大小相同，不過方向不同，故A錯誤；

B.因在AB處的正電荷在MN兩點的合電勢相等，在C點的負電荷在MN兩點的電勢也相等，由此可分析出MN兩點電勢相等，故B正確；

CD.根據題意可知，負電荷從M到O，因AB兩電荷的合力對負電荷的庫侖力從O指向M，則該力對負電荷做負功，C點的負電荷也對該負電荷做負功，可知三個電荷對該負電荷的合力對其做負功，根據功能關系可知該負電荷的電勢能增加，即負電荷在M點的電勢能比在O點小；同理可知負電荷在N點的電勢能比在O點小。故C正確，D錯誤。

故選：BC。

根據場強疊加的特點和對稱性得出11.【答案】AD【解析】解：A、等差等勢線的疏密程度體現場強的大小，由圖可知N點的等差等勢線比M點更密，則N點的電場強度大小比M點的大，故A正確；

B、沿著電場線電勢逐漸降低，由圖可知電場線由N指Q，則Q為負電荷，故B錯娛；

C、沿者電場線電勢逐漸降低，結合各等勢線的電勢高低關系可知M點的電場方向沿x軸正方向，故C錯誤；

D、M點與N點等勢均為0V，P點與N點的等勢線間隔四個，而相鄰等勢面的電勢差為3V，則P點與M點的電勢差為12V，故D正確。

故選：AD。

根據等差等勢面的疏密程度得出場強的大小；沿著電場線方向電勢逐漸降低，由此分析出電荷的電性；根據等勢面的數值關系得出P點和12.【答案】AB【解析】解：A、兩個正電荷在N點產生的場強方向由N指向O，N點處于兩負電荷連線的中垂線上，則兩負電荷在N點產生的場強方向由N指向O，則N點的合場強方向由N指向O，同理可知，兩個負電荷在L處產生的場強方向由O指向L，L點處于兩正電荷連線的中垂線上，兩正電荷在L處產生的場強方向由O指向L，則L處的合場方向由O指向L，由于正方形兩對角線垂直平分，則L和N兩點處的電場方向相互垂直，故A正確；

B、正方形底邊的一對等量異號電荷在M點產生的場強方向向左，而正方形上方的一對等量異號電荷在M點產生的場強方向向右，由于M點離上方一對等量異號電荷距離較遠，則M點的場方向向左，故B正確；

C.由圖可知，M和O點位于兩等量異號電荷的等勢線上，即M和O點電勢相等，所以將一帶正電的點電荷從M點移動到O點，電場力做功為零，故C錯誤；

D.由圖可知，L點的電勢低于N點電勢，則將一帶正電的點電荷從L點移動到N點，電場力做功不為零，故D錯誤。

故選：AB。

電場強度是矢量，每個位置的電場強度為各個點電荷在該點產生電場的矢量合；電勢是標量，每個地方的電勢是各個點電荷在此的電勢的代數和，正電荷，電勢降低，電勢能減小，電場力做正功。

13.【答案】?24；1200；120【解析】解：根據電場力做功WAB=qUAB得：UAB=WABq=7.2×10?3?3×10?4V=?24V．

則電場強度為：14.【答案】200

0.02

【解析】解：對直線加速過程根據動能定理，有：

qU1=Ek?0

解得：

Ek=qU1=2e×100V=200eV

對直線加速過程根據動能定理，有：

qU1=12mv2

①

對類似平拋運動過程，有：15.【答案】ABC

AC

不變【解析】解：(1)根據C=εS4πkd，可知影響平行板電容器電容的因素有：兩極板的正對面積、兩板間距離、電介質的介電常數，故ABC正確，D錯誤，故選：ABC；

(2)靜電計由驗電器改裝而成，是測量電勢差的，即測量電壓的，可以用電壓表代替，這樣看，AC正確，BD錯誤，故選：AC

(3)用圖乙所示的電路進行實驗：若保持開關S閉合，則兩板間電壓U一定，則指針張開角度將不變；

若斷開開關S后，將A、B兩極板正對面積變小些，根據C=εS4πkd可知C變小，根據Q=CU16.【答案】(1)1；(2)A【解析】【分析】

本題考查電容的性質以及圖象的含義，知道如何通過圖象求電量，掌握電容器的電容公式，理解放電電流隨時間的變化特點。

【解答】

(1)充電時必須將電容器接電源，故將單刀雙擲開關連接1；

(2)電容器充電時，隨著電荷的增加，由于電容電壓升高，所以電流逐漸減小且電流減小得越來越慢，充滿電荷之后，電流為零。故選：A

(3)從圖丙中可以看出放電在t0～2t0完成，i?t圖象與坐標軸共圍有8小