肇州县2023-2024学年高二上学期开学考试
物理试题
一、单选题
1. 在如图所示的电场中，ab 两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，两点的电势分别为和，下列说法正确的是（ ）
A. Ea >Eb B. Ea
A. 该电荷带正电 B. 该电荷做加速运动
C. 该电荷电势能增加 D. 该电荷的加速度在减小
3. 关于点电荷、电场强度、静电感应、电势能，下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷一定是电荷量很小的电荷
B. 沿电场线方向，电场强度越来越小
C. 金属导体有静电屏蔽的作用，运输汽油时把汽油装进金属桶比装进塑料桶更安全
D. 在电场中同一位置，正检验电荷的电势能大于负检验电荷的电势能
4. 如图所示，正方体A、C两点分别固定等量异种点电荷，下列说法正确的是（ ）
A. B点与D点的电场强度相等
B. A'点与C点电势相同
C. 将试探电荷+q由A'点移动到D点，静电力做功为0
D 将试探电荷-q由A'点移动到B'点，其电势能减小
5. 如图所示，一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物以相同的初速度沿垂直匀强电场的方向进入同一偏转电场，且经过偏转后都从右侧离开了电场，则三种粒子相同的是（ ）
A. 离开偏转电场时的动能
B. 在偏转电场中的时间
C. 在偏转电场中偏转的角度
D. 在偏转电场中的侧移量
6. 如图，在光滑绝缘的水平面上有三个带电小球A、B、C，其中A球带正电，电荷量为16Q，B球带负电，电荷量为Q，已知A、B、C三个小球均处于静止状态，且AB之间的距离为L、则（ ）
A. C球带电量为，BC距离为 B. C球带电量为-16Q，BC距离为L
C. C球带电量为16Q，BC距离为L D. C球带电量为，BC距离为
7. 某静电场在轴上的场强随的变化关系如图所示，轴正方向为场强正方向，一个带正电的点电荷只在电场力的作用下沿轴运动，、、、四点间隔相等，则（ ）
A. 点电荷在和处电势能相等
B. 点电荷由运动到的过程中电势能增加
C. 、两点之间的电势差小于、两点之间的电势差
D. 点电荷由运动到过程中电场力先减小后增大
8. 如图所示，在x轴上放有两个电荷量分别为q1和q2的点电荷，其中q1位于x轴的坐标原点，电荷q2的右侧各点电势φ随x变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中B点电势为零，BD段中的电势最低点为C点，则( )
A. B点的电场强度大小为零
B. A点的电场强度强度方向向左
C. 两点电荷的电荷量的大小关系为q1＜q2
D. 将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电场力做负功
二、多选题
9. 两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m的带电油滴恰好静止在两极之间，如图所示，在其它条件不变的情况下，那么在下列的过程中（ ）
A. 如果保持连接电源，两极距离不变，非常缓慢地错开一些，电流计中电流从b流向a
B. 如果保持连接电源，将A板上移，油滴将向上加速运动
C. 如果断开电源，A板上移，B板接地，油滴静止不动，油滴处电势不变
D 如果断开电源，两板间接静电计，A板上移，静电计指针张角变大
10. 如图所示，在匀强电场中，有边长为等边三角形，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度大小为方向由C指向A
B. 电子在A点具有的电势能为
C. 将电子由A点移到C点，电子的电势能减少了
D. 在三角形外接圆的圆周上，电势最低点的电势为
11. 如图所示，A、B是一对平行的金属板，在两板间加上一周期为T的交变电压U，A板的电势，B板的电势随时间的变化规律如图所示。现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区域内，设电子的初速度和重力的影响可忽略。则（ ）
A. 若电子是在时刻进入的，它将一直向B板运动
B. 若电子是在时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上
C. 若电子是在时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上
D. 若电子是在刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动
12. 如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场。在匀强电场中有一根长L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角，若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，重力加速度为g，下列说法正确（ ）
A. 小球的带电荷量
B. 小球动能的最小值为
C. 小球在运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D. 小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变
三、解答题
13. 如图所示，匀强电场的电场强度，沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离。将质量、电荷量的点电荷从A点移至B点。求：
（1）电荷所受静电力F的大小。
（2）电荷从A点移至B点的过程中，静电力所做的功W。
（3）电荷的电势能改变了多少？
14. 如图所示，粒子发射器发射出一束质量为，电荷量为的粒子（不计重力），从静止经加速电压加速后，沿垂直于电场方向射入两平行板中央，受偏转电压作用后，以某一速度离开电场。已知平行板长为，两板间距离为，求：
（1）粒子进入偏转电场速度
（2）粒子在离开偏转电场时的纵向偏移量；
（3）粒子在离开偏转电场时的动能。
15. 如图所示，在水平地面上有一条足够长直轨道，只有AB段粗糙，AB段长为，其余部分均光滑，以B点为分界线，B点左侧存在方向水平向右的匀强电场，有若干个相同的小方块（每个小方块视为质点）沿水平地面靠在一起，总长为L，总质量为M，但不粘接，每个小方块质量都相等，都带有等量的正电荷（各小方块在运动过程中电荷量保持不变），每个小方块所受的电场力为自身重力的0.25。开始时用外力控制，所有小方块均处于静止状态，最前端（最右端）距A点为2L。在某一时刻将它们由静止释放，当最前端运动到A点右侧距A为时小方块运动的速度达到最大。（重力加速度为g）
（1）小方块与粗糙地面的动摩擦因数为多少？
（2）已知所有小方块最终均静止于AB之间，求小方块静止时的位置？
（3）要使所有小方块都能通过B点，由静止释放时小方块的前端（最右端）距A点的距离至少为多少？
（4）如果所有的小方块都已经通过B点，这些小方块从B点射出时的动能会各不相同，试求所有小方块动能之和的最小值为多少？
肇州县2023-2024学年高二上学期开学考试
物理试题 答案解析
一、单选题
1. 在如图所示的电场中，ab 两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，两点的电势分别为和，下列说法正确的是（ ）
A. Ea >Eb B. Ea
【解析】
【详解】AB．如图所示的两板间的电场为匀强电场。 a、b的电场强度大小关系为
Ea=Eb
选项AB错误；
CD．沿电场线电势逐渐降低，可知a、b两电势的关系为
选项C 正确，D 错误。
故选C。
2. 如图所示，一电荷仅受电场力作用沿虚线从A点运动到B点，则运动过程中下列说法正确的是（ ）
A. 该电荷带正电 B. 该电荷做加速运动
C. 该电荷电势能增加 D. 该电荷的加速度在减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于合力指向轨迹内侧，而电荷仅仅受到电场力作用，可知电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，则电荷带负电，故A错误；
B．根据上述可知，电场力与电荷运动速度方向之间的夹角为锐角，即该电荷做加速运动，故B正确；
C．根据上述可知，电场力做正功，电势能减小，故C错误；
D．电场线分布的密集程度表示电场强弱，根据图像可知由A到B，电场线分布逐渐变密集，则电场强度逐渐增大，电荷所受电场力逐渐增大，则该电荷的加速度在逐渐增大，故D错误。
故选B。
3. 关于点电荷、电场强度、静电感应、电势能，下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷一定是电荷量很小的电荷
B 沿电场线方向，电场强度越来越小
C. 金属导体有静电屏蔽的作用，运输汽油时把汽油装进金属桶比装进塑料桶更安全
D. 在电场中同一位置，正检验电荷的电势能大于负检验电荷的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A．带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状和电量多少无具体关系，A项错误；
B．沿电场线方向，电势逐渐降低，但电场强度的大小与电场线疏密有关，B项错误；
C．金属桶可把积累的电荷导走，故用金属桶装易燃的汽油要安全，选项C正确；
D．若电场中某一点的电势值为正，则该点正检验电荷的电势能大于负检验电荷的电势能；若电场中某一点的电势值为负，该点正检验电荷的电势能小于负检验电荷的电势能，D项错误。
故选C。
4. 如图所示，正方体A、C两点分别固定等量异种点电荷，下列说法正确的是（ ）
A. B点与D点的电场强度相等
B. A'点与C点的电势相同
C. 将试探电荷+q由A'点移动到D点，静电力做功为0
D. 将试探电荷-q由A'点移动到B'点，其电势能减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．由等量异种电荷的对称性可知 点和D点 电场强度大小相等，但是方向不同，A错误；
B．A′点和C点电场强度相同，但是A′电势更高，B错误；
C．由等量异种电荷电势分布可知A′点与D点电势相等，所以，将试探电荷从由A′点移动到D点，静电力做功为0，C正确；
D．点电势高于B′点电势，所以将试探电荷由A′点移动到点电势能增大，D错误。
故选C。
5. 如图所示，一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物以相同的初速度沿垂直匀强电场的方向进入同一偏转电场，且经过偏转后都从右侧离开了电场，则三种粒子相同的是（ ）
A. 离开偏转电场时的动能
B. 在偏转电场中的时间
C. 在偏转电场中偏转的角度
D. 在偏转电场中的侧移量
【答案】B
【解析】
【详解】AD．偏转的位移
由于三种粒子的初速度相等，三种粒子比荷不同，则侧移量不同。偏转电场对每个离子做功
偏转电场对三种粒子做功不同，根据动能定理可知，离开偏转电场时的动能不同，故AD错误；
B．在偏转电场中，离子做类平抛运动，运动时间
故运动时间相同，故B正确；
C．因为侧移量不同，位移偏转角不同，根据
是速度偏转角，是位移偏转角，故在偏转电场中偏转的角度不同，故C错误。
故选B。
6. 如图，在光滑绝缘的水平面上有三个带电小球A、B、C，其中A球带正电，电荷量为16Q，B球带负电，电荷量为Q，已知A、B、C三个小球均处于静止状态，且AB之间的距离为L、则（ ）
A. C球带电量为，BC距离为 B. C球带电量为-16Q，BC距离为L
C. C球带电量为16Q，BC距离为L D. C球带电量为，BC距离为
【答案】D
【解析】
【详解】B球受力平衡，可知C球带正电，设小球C带电量为q，BC之间距离为r。因为三个小球均静止，所以对B球受力分析有
对C球有
联立解得
，
故选D。
7. 某静电场在轴上的场强随的变化关系如图所示，轴正方向为场强正方向，一个带正电的点电荷只在电场力的作用下沿轴运动，、、、四点间隔相等，则（ ）
A. 点电荷在和处电势能相等
B. 点电荷由运动到的过程中电势能增加
C. 、两点之间的电势差小于、两点之间的电势差
D. 点电荷由运动到的过程中电场力先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．处场强方向沿x轴正方向，根据沿着电场线方向电势降低，x2处电势高于x4处电势﹐带正电的点电荷在处电势能比在处的大，故A错误；
B．处场强为轴正方向，则从到处顺着电场线方向移动正点电荷，电势降低，正电荷的电势能减小，故B错误；
C．由可知，图线与x轴所围的面积表示电势差，则知两点之间的电势差小于两点之间的电势差，故C正确；
D．由运动到的过程中，电场强度的绝对值先增大后减小，由知，电场力先增大后减小，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，在x轴上放有两个电荷量分别为q1和q2的点电荷，其中q1位于x轴的坐标原点，电荷q2的右侧各点电势φ随x变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中B点电势为零，BD段中的电势最低点为C点，则( )
A. B点的电场强度大小为零
B. A点的电场强度强度方向向左
C. 两点电荷的电荷量的大小关系为q1＜q2
D. 将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电场力做负功
【答案】B
【解析】
【详解】A．φ-x图像斜率大小代表电场强度大小，B点φ-x图像斜率不为零，则电场强度大小不为零，故A错误；
C．因为C点的斜率等于零，则C点的电场强度等于零，所以q1和q2两个点电荷在C点产生的电场的电场强度等大，反向，所以q1和q2是异种电荷，根据点电荷的电场强度公式
可知，q1离C点远，则q1的电荷量大，则
q1>q2
故C错误；
B．q1和q2是异种电荷，且q2附近的电势为正，所以q2为正电荷，q1为负电荷，q1和q2在A处产生的电场的电场强度都向左，则A处的电场强度水平向左，故B正确；
D．C到D电势逐渐升高，将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电荷的电势能逐渐减小，所以电场力做正功，故D错误。
故选B。
二、多选题
9. 两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m的带电油滴恰好静止在两极之间，如图所示，在其它条件不变的情况下，那么在下列的过程中（ ）
A. 如果保持连接电源，两极距离不变，非常缓慢地错开一些，电流计中电流从b流向a
B. 如果保持连接电源，将A板上移，油滴将向上加速运动
C. 如果断开电源，A板上移，B板接地，油滴静止不动，油滴处电势不变
D. 如果断开电源，两板间接静电计，A板上移，静电计指针张角变大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．如果保持连接电源，两极距离不变，非常缓慢地错开一些，则电容器两极板间电势差U不变，正对面积S减小，由
可知电容C减小，根据
可知电容器所带电荷量减小，电容器放电，电流计中电流从a流向b，故A错误；
B．如果保持连接电源，将A板上移，则电容器两极板间电压U不变，两极板间距离d增大，根据
知两极板间电场强度减小，带电油滴所受合力向下，油滴将向下加速运动，故B错误；
C．如果断开电源，A板上移，电容器所带电荷量Q不变，两极板间距离d增大，由
联立可得
可知电场强度不变，油滴静止不动。B板接地，小球到B板距离不变，油滴处电势不变，故C正确；
D．如果断开电源，两板间接静电计，A板上移，电容器所带电荷量Q不变，两极板间距离d增大，由C选项分析可知，电场强度E不变，两极板间电势差增大，静电计指针张角变大，故D正确。
故选CD。
10. 如图所示，在匀强电场中，有边长为的等边三角形，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度大小为方向由C指向A
B. 电子在A点具有的电势能为
C. 将电子由A点移到C点，电子的电势能减少了
D. 在三角形外接圆的圆周上，电势最低点的电势为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．取中点为D，可得，故为等势面，根据几何关系以及沿电场线电势降低可知电场强度方向为由C指向A，电场强度大小为
故A正确；
B．电子在A点具有的电势能为
故B错误；
C．将电子由A点移到C点，电子的电场力做功为
根据功能关系可知将电子由A点移到C点，电子的电势能减少了，故C正确；
D．根据几何关系，三角形外接圆的半径为
在三角形外接圆的圆周上，电势最低点的电势为
故D错误。
故选AC。
11. 如图所示，A、B是一对平行的金属板，在两板间加上一周期为T的交变电压U，A板的电势，B板的电势随时间的变化规律如图所示。现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区域内，设电子的初速度和重力的影响可忽略。则（ ）
A. 若电子是在时刻进入的，它将一直向B板运动
B. 若电子是在时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上
C. 若电子是在时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上
D. 若电子是在刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动
【答案】AB
【解析】
【详解】根据电子进入电场后受力和运动情况,作出如图所示的图像。
A．由图丁可知，当电子在t=0时刻进入电场时，电子一直向B板运动，故A正确；
B．若电子在时刻进入，则由图像知，向B板运动位移大于向A板运动的位移，因此最后仍能打在B板上，故B正确；
C．若电子在时刻进入电场,则由图像知,在第一个周期电子即返回至A板，故C错误；
D．若电子是在时刻进入，则它一靠近小孔便受到排斥力，根本不能进入电场，故D错误。
故选AB。
12. 如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场。在匀强电场中有一根长L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角，若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，重力加速度为g，下列说法正确（ ）
A. 小球的带电荷量
B. 小球动能的最小值为
C. 小球在运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D. 小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A．对小球进行受力分析如图所示
根据平衡条件可得
所以小球的带电量为
故A错误；
B．由于重力和电场力都是恒力，所以它们的合力也是恒力，在圆上各点中，小球在平衡位置A点时的势能（重力势能和电势能之和）最小，在平衡位置的对称点B点，小球的势能最大，由于小球总能量不变，所以在B点的动能EkB最小，如图所示
在B点，小球受到的重力和电场力，其合力提供小球做圆周运动的向心力，而绳的拉力恰为零，有
根据牛顿第二定律有
而动能为
联立解得
故B正确；
CD．由于总能量保持不变，即
=恒量
所以当小球在圆上最左侧的C点时，电势能EpE最大，机械能最小，故C错误，D正确。
故选BD。
三、解答题
13. 如图所示，匀强电场的电场强度，沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离。将质量、电荷量的点电荷从A点移至B点。求：
（1）电荷所受静电力F的大小。
（2）电荷从A点移至B点的过程中，静电力所做的功W。
（3）电荷的电势能改变了多少？
【答案】（1）；（2）；（3）电势能减小了
【解析】
【详解】（1）电荷所受电场力F的大小为
F=Eq=2.0×104×2.0×10-8N=4.0×10-4N
（2）电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功为
W=Fs=4.0×10-4×0.10J=4.0×10-5J
（3）电场力做正功，电势能减小量等于电场力做功，为。
14. 如图所示，粒子发射器发射出一束质量为，电荷量为的粒子（不计重力），从静止经加速电压加速后，沿垂直于电场方向射入两平行板中央，受偏转电压作用后，以某一速度离开电场。已知平行板长为，两板间距离为，求：
（1）粒子进入偏转电场速度
（2）粒子在离开偏转电场时的纵向偏移量；
（3）粒子在离开偏转电场时的动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在加速电场中，由动能定理得
解得
（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动
水平方向上有
得
竖直方向上有
又
联立解得
（3）粒子从静止到离开偏转电场的运动过程中，由动能定理得
解得，粒子在离开偏转电场时的动能
15. 如图所示，在水平地面上有一条足够长直轨道，只有AB段粗糙，AB段长为，其余部分均光滑，以B点为分界线，B点左侧存在方向水平向右的匀强电场，有若干个相同的小方块（每个小方块视为质点）沿水平地面靠在一起，总长为L，总质量为M，但不粘接，每个小方块质量都相等，都带有等量的正电荷（各小方块在运动过程中电荷量保持不变），每个小方块所受的电场力为自身重力的0.25。开始时用外力控制，所有小方块均处于静止状态，最前端（最右端）距A点为2L。在某一时刻将它们由静止释放，当最前端运动到A点右侧距A为时小方块运动的速度达到最大。（重力加速度为g）
（1）小方块与粗糙地面的动摩擦因数为多少？
（2）已知所有小方块最终均静止于AB之间，求小方块静止时的位置？
（3）要使所有小方块都能通过B点，由静止释放时小方块的前端（最右端）距A点的距离至少为多少？
（4）如果所有的小方块都已经通过B点，这些小方块从B点射出时的动能会各不相同，试求所有小方块动能之和的最小值为多少？
【答案】（1）0.5；（2）小方块静止时的位置为B点；（3）3L；（4）
【解析】
【详解】（1）释放后所有小方块在电场力作用下加速向右运动，随着小方块开始通过A点，以所有小方块为研究对象，受到的滑动摩擦力逐渐增大，当所有小方块进入AB区域的过程中，小方块不分离，当最前端运动到A点右侧距A为时，速度达到最大值，则有
通过A点的小方块总质量为
解得
（2）当所有小方块进入AB区域后，小方块所受到的摩擦力不变，设小方块静止时最右端离A点距离为，小方块的总数为N，根据动能定理和数学知识有
解得
最右端小方块刚好停在B点，所以小方块静止时的位置为B点；
（3）只要最左端的小方块恰好能通过B点，则所有小方块都能通过B点，设最右端的小方块距离A点由静止释放，则物块刚好全部进入A点右侧区域时的速度为，根据动能定理和数学知识可知
小方块从全部进入AB区域到离开AB区域的过程中，最后一个物块的加速度不变，做减速运动，到达B点时的速度恰好为零，根据动能定理有
解得
（4）当最左端小方块恰好通过B点时，每个小方块在B点的动能之和最小，根据动能定理和数学知识可知最小值为
