1、河北省沧州市任丘市第一中学2020-2021学年高二物理上学期第一次阶段考试试题（含解析）（时间：90分钟 总分：100分）一、选择题（每题4分，共68分）1. 关于元电荷的理解，下列说法正确的是（）A. 元电荷是带电荷量最小的带电粒子B. 在某些问题中元电荷可以看做点电荷C. 元电荷就是质子D. 元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电荷量【答案】D【解析】【详解】元电荷，也称基本电荷，是电荷量的单位，用符号e表示，不是指某电荷，电子所带电量数值等于元电荷，故A、B、C错误，D正确；故选D。2. 关于电场的性质，下列说法正确的是（）A. 由可知，电场中某点电场强度与F成正比B. 由可知，电场中
2、某点电势与q成反比C. 由可知，电场中AB两点电势差与q成反比D. 由可知，从A到B电场力做功与q成正比【答案】D【解析】【详解】A公式是电场强度的定义式，采用的是比值定义法，电场中某点的电场强度只与电场本身的性质有关，与F和q无关，所以A错误；B公式是电势的定义式，采用的是比值定义法，电场中某点的电势只与电场本身的性质有关，与和q无关，所以B错误；C公式是电势差的定义式，采用的是比值定义法，电场中AB两点电势差只与两点的电势有关，而电场中某点的电势只与电场本身的性质有关，所以电场中AB两点电势差与和q无关，所以C错误；D由公式可知，从A到B电场力做功与q成正比，所以D正确。故选D。3. 真空
3、中两个完全相同、带等量电荷的金属小球A和B（可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电引力大小为F。用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为（）A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【详解】如果A球和B球带同种电荷，设它们的电荷量都为Q，原来它们之间的库仑力为，一个不带电的同样的金属小球C先和A接触，A和C的电量都为，C再与B接触后，B、C分开电量均为，这时，A、B两球之间的相互作用力的大小为如果A球和B球带异种电荷，且A带正，B带负电，一个不带电的同样的金属小球C先和A接触，A和C的电量都为，C再与B接触后，B、C分开电量均为，这时，A、
4、B两球之间的相互作用力的大小为故选BD。4. 如图所示，在AB两处固定等量异种点电荷，其中QA带正电，MNKL为一矩形，O为AB连线中点，且MO=NO，则关于M、N、K、L四点场强大小及电势说法正确的是（）A. EM EN；M EL；M LC. EK =EL；K LD. EK EN；K N【答案】B【解析】【详解】由等量异种电荷的电场线分布以及对称知识可知EM=ENEK =ELEM ELEK MLKN故选B。5. 一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动vt图像如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的（）A. B. C. D. 【答案】C【
5、解析】【详解】AD负电荷受到的电场力与电场强度的方向相反，A、D选项图中，负电荷在A点受到的电场力背离AB方向，负电荷做减速运动，与速度图像不符，AD错误；BC负电荷受到的电场力从A指向B，图像斜率的物理意义为加速度，根据图像可知，负电荷从A到B的过程中加速度越来越大，根据牛顿第二定律可知A点场强小于B点场强，则A处电场线的稀疏程度较大，B错误，C正确。故选C。6. 在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为+Q和Q，它们相距为a，如果在两个点电荷连线中点O处，有一个半径为r（2ra）的不带电空心金属球壳，球心在O处，如图所示。则金属球壳上的感应电荷在球心O处产生的电场强度的大小为A. 0B.
6、2C. 4D. 8【答案】D【解析】【详解】金属球壳在电场中处于平衡状态，内部各点的合场强为零，则球壳上的感应电荷在球心O处产生的电场强度与两个点电荷AB在O点的合场强等大反向，则感应电荷在球心O处产生的电场强度的大小为故选D。7. 如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q的固定正点电荷，已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（）（k为静电力常量）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】由题可知，b点处的场强为零，则q和Q对b点的场强之和为零。由库仑定律可得，
7、q在b点的场强大小为则圆盘在b点的场强大小为由于d点到圆盘的距离与b点到圆盘的距离相等，所以圆盘在d点的场强大小为电荷q在d点的场强大小为则d点的场强大小为故选B。8. 某电场的电场线的分布如图所示。一个带电粒子由M点沿图中虚线所示的途径运动通过N点。则下列判断正确的是（）A. 粒子带负电B. 粒子在M点的加速度比N点大C. 粒子在N点的速度比M点大D. 粒子在N点的电势能比M点大【答案】C【解析】【详解】A电场线的方向斜向上，根据粒子的运动轨迹的弯曲方向可以知道，粒子受到的电场力方向也斜向上，所以该粒子带正电，故A错误；B电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，则M点的场强小，N
8、点的场强大，由牛顿第二定律知qE=ma可知粒子在N点的加速度大，故B错误；CD带电粒子从M点到N点，电场力方向与速度方向成锐角，电场力对粒子做正功，则粒子的动能增大，电势能减小，则粒子在N点的速度大，粒子在M点的电势能比在N点的电势能大，故C正确，D错误；故选C。9. 如图所示的电路中，AB是构成平行板电容器的两金属板，P为其中一个定点。开关K闭合后，带电小球恰能在P点保持静止，现将A板缓缓向左平移一小段距离，则（）A. P点的电势将升高B. 有向下的电流经过电阻RC. 带电小球仍能保持静止D. 带电小球的电势能将增大【答案】C【解析】【详解】A因开关一直闭合，故电容器两端电压不变；A板向左平
9、移时，两板间的距离不变，则由可知，两板间的场强不变，因P与下极板间的距离不变，因此由U=Ed可知，P点的电势不变，故A错误；B因S减小，则由可知，电容C减小，由Q=UC可知，电量减小，电容器将放电，故R中有向上的电流，故B错误；C因E不变，故小球受到的电场力仍等于重力，小球仍能保持静止，故C正确；D因P点电势不变，故小球的电势能不变，故D错误。故选C。10. 如图所示，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h。质量均为m、带电量分别为+q、-q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率vo和2vo进入矩形区（两粒子不同时出现在电场中）
10、，不计重力。两粒子轨迹恰好相切，则v0等于（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】两个粒子都做类平抛运动，根据牛顿第二定律有轨迹相切时，速度方向恰好相反，即在该点，速度方向与水平方向夹角相同两个粒子都做类平抛运动，水平方向竖直方向由以上各式整理得故A正确，BCD错误。故选A。11. 空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示。下列说法正确的是（）A. O点的电势最高B. 一正电荷沿x轴从x1点移动到点，电势能一直增大C. x1和两点的电势相等D 一负电荷沿x轴从x1点移动到x3点，电场力先做正功再做负功【答案】AC【解析】【详解】A根据电场分布可知， x轴的
11、正半轴电场为正，电场线指向正方向；x轴的负半轴电场为负，电场线指向负方向。沿电场线方向电势降低，故O点的电势最高，故A正确；B一正电荷沿x轴从x1点移动到点，电势先增大后减小，电势能先增大后减小，故B错误；C图线与x轴围成的面积为电势差，从x1到两点图线与x轴围成的面积正负抵消，面积为零，故两点之间的电势差为零，电势相等，故C在正确；D一负电荷沿x轴从x1点移动到x3点，一直沿着电场线方向移动，电场力始终与运动方向相反，电场力一直做负功，故D错误。故选AC。12. 如图所示，平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，两极板间距离为d，今在距两极板的中点O处放一电荷q，则（）A. q所受电场力的大小
12、为 B. q所受电场力的大小为C. O点处的电场强度是D. O点处的电场强度是【答案】AD【解析】【详解】两极板的电势差两板间（O点）场强q所受电场力的大小为 故选AD。13. 如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2（v2v1）。若小物体电荷量保持不变，OM=ON，则（）A. 从M到N的过程中，电场力对小物体先做正功后做负功B. 从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C. 从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小D. 小物体上升的最大高度为【答案】ACD【解析
13、】【详解】A由于物体带负电，故电荷对其为引力，因此力与速度方向夹角先小于90后大于90，故电场力对小物体先做正功后做负功，故A正确；B从N到M的过程中，电场力先做正功再做负功，故电势能先减小后增大，故B错误；C从N到M过程中，小物体与电荷的距离先减小后增大，故电场力先增大后减小，小物体受到斜面的支持力为其中F为电场力，为电场力和斜面的夹角，由于电场力先变大后变小，且也是先变大后边小，故先变大后边小，由可知，摩擦力先变大后变小，故C正确；D设物体上升最大高度为h，从M到N，由动能定理可得从N到M，由动能定理可得联立可得，物体上升的最大高度为故D正确；故选ACD。14. 如图所示，竖直放置的平行金
14、属板带等量异种电荷，其中左板带正电，一带电小球从靠近左金属板附近的A点沿图中直线从A位置运动到B位置。则下列说法中正确的是（）A. 小球可能带正电B. 小球的机械能减少C. 小球的电势能减小D. 小球的动能减小【答案】BD【解析】【详解】A由题可知，两金属板间的电场方向水平向右，带电小球可以沿图中直线从A位置运动到B位置，对带电小球受力分析，有重力和电场力。要使带电小球做直线运动，所以带电小球所受电场力方向水平向左，即带电小球带负电，所以A错误；C从A到B，电势降低，小球带负电，所以电势能增大，所以C错误；B由能量守恒定律可知，从A到B，电势能增大，机械能减少，所以B正确；D由B选项分析可知，
15、从A到B，机械能减少，重力做负功，重力势能增大，所以动能减小，所以D正确。故选BD。15. 如图所示，A、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C 三点电势分别为1.0V、2.0V、3.0V，正六边形所在平面与电场线平行。则（） A. E点的电势与B点的电势相等B. 电势差U EF 与电势差UBC相同C. 电场强度的大小为10V/mD. 电场强度的大小为V/m【答案】AD【解析】【详解】A已知正六边形所在平面与电场线平行，且A、B、C 三点电势分别为1.0V、2.0V、3.0V，连接FC，根据匀强电场中电势与场强关系可知， ，可知A、F的电势相等为1V；B、
16、E电势相等为2V，C、D电势相等为3V，故A正确；B电势差UEF=2V-1V=1V，电势差UBC=2V-3V=-1V，故B错误；CD电场强度的大小为故C错误，D正确；故选AD。【点睛】本题主要考查匀强电场中不同点的电势高低，解决方法是找等势线、等势点。16. 如图所示，在水平方向的匀强电场中，绝缘细线的一端固定在圆心O点，另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动，小球所受的电场力大小等于重力大小。其中ac沿竖直方向，bd沿水平方向，ef与水平方向成45，则在a、b、c、d、e、f这六个点中下列判断正确的是（）A. 该小球在a处动能最小B. 该小球在c处重力势能最小C. 该小球在b处机械能最
17、大D. 该小球在f处绳的拉力最大【答案】BCD【解析】【详解】AD先把重力和电场力进行合成，小球所受的电场力大小等于重力大小，合力方向与水平方向夹角为45斜向下，所以f点是等效最低点，小球在f处绳的拉力最大；e点是等效最高点，动能最小，故D正确，A错误；Bc点最低，所以小球在c处重力势能最小，故B正确；C只有重力和电场力做功，小球在运动过程中，电势能与机械能的总和保持不变，b点电势最低，带正电荷的小球在b点电势能最小，小球在b处机械能最大，故C正确；故选BCD。17. 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积导线有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速度为v，在
18、t时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（）A. nvstB. nvtC. D. 【答案】AC【解析】【详解】根据电流的微观表达式I=nqvS，在t时间内通过导体横截面的自由电子的电量则在t时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为将I=nevS，代入解得故选AC。二、计算题（共32分）18. 如图所示，绝缘细线一端固定于O点，另一端连接一带量为q、质量为m的带正电小球，要使带电小球静止时细线与竖直方向夹角，可在空间加一水平方向的匀强电场，求：细线的拉力及匀强电场的电场强度。【答案】； ，方向水平向右。【解析】【详解】小球处于平衡状态，所以绳子拉力根据得故绳子上拉力为，电场强度为，方向水平
19、向右。19. 如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m，电量均为+Q的物体A和B（A、B均可视为质点），它们间的距离为r，与平面间的动摩擦因数均为，静电力常数为k，重力加速度为g。求：(1)绝缘水平面对A的摩擦力多大？方向向哪儿？(2)如果将A的电量增至+4Q且固定在水平面上，B的电量不变，求当B速度最大时，B前进的距离？【答案】(1)，水平向右；(2)【解析】【详解】.(1)对A受力分析如图所示，因A处于静止状态，故有库仑力F大小等于静摩擦力f大小，所以A、B电性相同，相互排斥，所以绝缘水平面对A的静摩擦力方向水平向右(2)当加速度为0时，有库仑力大小等于滑动摩擦力大小，即解得R=所以B前
20、进的距离20. 如图，一质量m=110-6kg，带电量q= -210-8C微粒以初速度v0竖直向上从A点射入一水平向右的匀强电场，当微粒运动到比A高20cm的B点时速度大小也是v0，且方向水平向左，且AB两点的连线与水平方向的夹角为45，g取10m/s2，求：（1）AB两点间的电势差UAB；（2）匀强电场的场强E的大小；（3）该微粒初速度v0多大；（4）该过程中带电微粒的最小速度为多少。【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】【详解】（1）从A点到B点，根据动能定理得代入数据解得（2）AB两点的连线与水平方向的夹角为45，则有，场强E的大小为（3）由竖直方向，根据运动学公式，可得（4）由（1）可知，电场力等于重力，从A点到B点，在竖直方向，微粒做匀减速直线运动，其速度为在水平方向微粒做初速度为零的匀加速直线运动，其速度为则任意一点的速度大小为化简得由数学知识可知，二次函数在对称轴处取得最值，即取得，可得
