高二上学期物理期中测试模拟卷（三）
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．测试范围：人教版（2019）： 必修第三册第九、十章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．在电场中某一点P，放入一个电量为的试探电荷，其受到的电场力大小为，则P点的电场强度大小为（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，a、b、c、d为一矩形的四个顶点，一匀强电场的电场强度方向与该矩形平行．已知a、b、c三点的电势分别为、，．的长为，的长为．下列说法正确的是（ ）
A．该匀强电场的电场强度大小为
B．把一带电荷量为的正点电荷从d点移动到矩形中心处的过程中，电场力做的功为
C．矩形电势最高的点的电势为
D．矩形上电势最低的点的电势为
3．如图，P和Q为带电量分别为+q和-q的两个等量异种电荷，两者相距为L，O为PQ连线的中点，M、N为中垂线上关于O点对称的两个点，则( )
A．M、O、N三点的场强都相等
B．M、N 两点的场强大小相等，方向相同
C．O点的场强为零
D．M、O、N三点的电势大小关系为φM＞φN＞φO
4．如图所示，图中两组曲线中实线代表电场线（方向未画出）、虚线代表等势线，点划线是一个带电粒子仅在电场力作用下从A到B的运动轨迹，下列说法正确的是
A．粒子一定带正电
B．粒子的动能一定是越来越大
C．粒子的电势能一定是越来越大
D．A点的电势一定高于B点的电势
5．长为l的导体棒原来不带电， P1、P2是位于棒上的两点，位置如图所示．现将一带电量为+q的点电荷放在距棒右端r处，达到静电平衡后，棒上感应电荷在P1处产生的场强大小为E1，在P2处产生的场强大小为E2．则以下说法正确的是
A．E1= E2=0 B．E1≠0，E2=0
C．0＜E1＜E2，方向均向右 D．E1＞E2＞0，方向均向左
6．如图所示， A、B为两个等量正点电荷连线上的两点（其中B为连线中点），C为连线中垂线上的一点。今将一带负电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C。下列说法中正确的是（ ）
A．B点的场强比C点的场强大
B．A点的电势比C点的电势高
C．从A点移到B点的过程中，电场力对该试探电荷做正功
D．从B点移到C点的过程中，该试探电荷的电势能保持不变
7．如图所示的电路中，A是电容器两极板之间的一点，在A点有一个带负电荷的质点，质点在重力和电场力的共同作用下处于静止状态，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，带电质点的运动情况是（ ）
A．向上加速 B．向下加速
C．保持静止 D．向上匀速
8．关于电势和电势能的关系中，下列判断中正确的是（ ）
A．负电荷在电势为负的地方，其电势能一定为正值
B．电荷在电势为负的地方，其电势能一定为负值
C．电荷在电势较高的地方，其电势能一定较大
D．电荷在电势为正的地方，其电势能一定为正值
9．如图所示，电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是 （）
A．电势，场强
B．电势，场强
C．将电荷从A点移到B点电场力做了正功
D．将电荷分别放在A、B两点时具有的电势能
10．医用口罩的熔喷布经过驻极处理，在保证常规滤材的物理碰撞阻隔作用的基础上，增加了静电吸附作用，吸附可简化为如下过程：某根经过驻极处理后的滤材纤维，其两侧分别带有正负电荷，可吸附带不同电荷的污染物颗粒。某带负电的颗粒物在图中A点时的速度方向如图所示，其在较短时间内被吸附到纤维附近的B点，忽略空气的作用力，在此过程中（ ）
A．颗粒从A点向左偏做匀变速曲线运动
B．颗粒到B点的加速度方向垂直纤维右表面向左
C．颗粒在A点时的电势能一定大于在B点时的电势能
D．颗粒在A点时的机械能一定小于在B点时的机械能
11．如图所示，在场强的水平匀强电场中，有一长l=10cm的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m=2g、电荷量的带正电小球，当绝缘细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取。下列说法正确的是（ ）
A．若取A点电势为零，则B点的电势为
B．若取A点电势为零，小球在B点的电势能为
C．小球到B点时速度为1.4m/s
D．小球到B点时，绝缘细线对小球的拉力为
12．如图所示，图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定( )
A．M点的电势高于N点的电势
B．M点的电势低于N点的电势
C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
D．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
第II卷（非选择题）
二、实验题（本题共2小题，每题6分，共12分）
13．某同学选用两个完全相同的小球A、B来验证库仑定律．使小球A和B带上同种电荷，A球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图．实验时，保证A、B两球球心在同一水平线上，待B球平衡后偏离竖直线的角度为θ，B球质量为m，重力加速度为g；先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大.
（1）实验中用到的科学方法是 .
（2）根据平衡关系，A、B两球之间的电场力F= （用m、g、θ表示）.
（3）在阅读教材后，该同学知道了库仑定律的表达式，并知道了均匀分布的带电球体可以等效为电荷量全部集中在球心处的一个点电荷．它将两个半径为R的金属小球分别带上了q1和q2的正电，并使其球心相距3R，应用库仑定律，计算了两球之间的库仑力，则该同学的计算结果 （选填“偏大” “偏小”“正确”）.
14．利用放电法可以测量电容器的电容，让充电后的电容器通过大电阻R放电，电流传感器A与计算机连接（未画出），记录放电电流随时间变化的图像，可用系统软件计算出电容器的带电量Q，Q与充电电压U的比值即为电容器的电容C。
（1）实验开始前先判断电容器的好坏：使用多用表的欧姆挡进行测量，把调零后的多用电表的红黑表笔分别接触电容器的两极板，观察到多用表指针先向右偏转较大角度，后又逐渐返回到起始位置，此现象说明电容器是 （填“好”或“坏”）的；
（2）图甲、图乙为测量电容的两种电路原理图，学生电源应采用 （填“直流”或“交流”）电源，先使开关S与1端相连，充电结束后，读出电压表的示数；然后把开关S与2端相连，测量出电容器的带电量Q，为了减小误差，在甲、乙两图中，应选 图为测量电路。
（3）某同学选择了正确的实验电路图，经过实验操作获得如图丙所示的多组数据，其中第4组数据的Q未记录，但计算机显示了这次测量的I-t图像如图丁所示，由此可估算出Q= ，请根据以上数据，在戊图中作出Q-U图像 ，并由图像可得该电容器的电容是 F。（结果均保留两位小数）
组别 测量值 1 2 3 4 5 6
U/V 10.8 13.5 16.8 20.2 23.8 27.0
Q/×10-3C 0.86 1.09 1.22 1.93 2.15
三、计算题（本题共3小题，共40分）
15．如图所示，在动摩擦因数的绝缘水平面上放置一质量的带正电的小滑块A，其所带电荷量 。在的左边处放置一个质量的不带电的小滑块B，滑块B与左边竖直绝缘墙壁相距，在水平面上方空间加一方向水平向左的匀强电场，电场强度大小 。A由静止开始向左滑动并与B发生碰撞，设碰撞过程的时间极短，碰撞后两滑块结合在一起共同运动并与墙壁相碰撞，在与墙壁碰撞时没有机械能损失，也没有电荷量的损失，且两滑块始终没有分开，两滑块的体积大小可忽略不计。取）试求：
(1)试通过计算分析A与B相碰前A的受力情况和运动情况，以及A与B相碰后、A和B与墙壁碰撞后A和B的受力情况和运动情况；
(2)两滑块在粗糙水平面上运动的整个过程中，由于摩擦而产生的热量是多少。（结果保留2位有效数字）
16．如图所示，两带电平行板A、B间的电场为匀强电场，场强E=4.0×102V/m，两板相距d=0.16m，板长L=0.30m。一带电量q=1.0×10-16C、质量m=1.0×10-22㎏的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转，不计带电粒子所受重力，求：
(1)粒子带何种电荷；
(2)要使粒子能飞出电场，粒子飞入电场时的速度v0至少为多大；
(3)粒子飞出电场时最大偏角的正切值。
17．如图所示，一倾角为的绝缘斜面高度为h=3.6m，底端有一固定挡板，整个斜面置于匀强电场中，场强大小为E=1×106N/C，方向水平向右。现有一质量为m=1.1kg，电荷量为q=－1×10－6C的小物体，沿斜面顶端从静止开始下滑，小物体与斜面间的动摩擦因数为 =0.5，且小物体与挡板碰撞时不损失机械能（g=10m/s2，，）求：
（1）小物体第一次与挡板碰撞前瞬间速度v的大小；
（2）小物体从静止开始下滑到最后停止运动通过的总路程s。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】电荷量为的试探电荷，放在电场中在P点的电场力大小为，则有
故C正确；ABD错误。
故选C。
2．D
【详解】A．因ab中点O的电势为0.4V，则bd为等势面，则场强方向垂直bd斜向上，则
选项A错误；
B．因bd是等势线，则把一带电荷量为0.1C的正点电荷从d点移动到矩形中心处O的过程中，电场力做的功为0，选项B错误；
C．矩形abcd中c点电势最高，即电势最高的点的电势为0.7V，选项C错误；
D．矩形abcd中a点的电势最低，则电势最低的点的电势为0.1V，选项D正确。
故选D。
3．B
【详解】由于M、N两点关于O点对称，所以M、N两点场强相同，由等量异种点电荷周围电场线的分布可知O点场强是中垂线上最大的一点，A错；B对；O点场强不为零，C错；中垂线为等势线，所以M、O、N三点的电势相等，D错；
【点睛】对常见电场周围的电场线的分布要熟记，并能根据对称性巧妙的处理一些问题
4．B
【详解】A.由于不知道电场线的方向，所以不能判断电场的方向，则不能判断电荷的性质，故A错误；
BC.根据粒子的运动的轨迹可以判断，粒子受到的力指向轨迹弯曲的内侧，即指向右下方，所以从A到B的过程中，电场力做正功，所以粒子的动能一定是越来越大，粒子的电势能一定是越来越小，故B正确，C错误；
D.由于不知道电场的方向，所以不能判断A点和B点电势的高低，故D错误．
5．C
【详解】根据处于静电平衡状态的导体特征可知导体内部强场处处为零可知：
联立可得：
由于点电荷在处产生的场强与在处产生的场强方向均向左，所以棒上感应电荷在处产生的场强与在处产生的场强方向均向右；
A.与分析不符，故A错误；
B.与分析不符，故B错误；
C.与分析相符，故C正确；
D.与分析不符，故D错误．
6．B
【详解】A．两个等量同种电荷，它们在点B处产生的电场强度大小相等，方向相反，互相抵消，则中点B的场强为零，B点的场强比C点的场强小，选项A错误；
BCD．负电荷从A到B电场力做负功，电势能增加；负电荷从B到C，电场力也做负功，电势能增加；则负电荷在A点的电势能小于在C点的电势能，则A点的电势比C点的电势高，选项B正确，CD错误。
故选B。
7．A
【详解】当滑动变阻器的滑片向左滑动时，滑动变阻器阻值减小，总电阻减小，则电流增大，故与电容器的电阻的电压增大，故电容器两端的电压也增大，所以电场强度增大，则电场力增大，电场力大于重力，带电质点向上加速。
故选A。
8．A
【详解】ABD、电势能公式可知：q和φ都要正负值代入，所以负电荷在电势为负的地方，其电势能一定为正值，在电势为正的地方，其电势能一定为负值，故A正确，BD错误；
C、负电荷在电势较高的地方，其电势能一定较小，故C错误。
故选A。
9．BCD
【详解】电场线越密的地方电场强度越大，所以场强，沿着电场线电势一定降低，所以电势，故A错误，B正确；将+q电荷从A点移动到B点所受电场力和电场线方向相同，电场力做正功，故C正确．将-q电荷从A点移动到B点，所受电场力和电场线方向相反，电场力做负功，电势能增加，所以，故D正确．
故选BCD．
【点睛】电场强度的大小看电场线的疏密程度，电场线越密的地方电场强度越大，电势的高低看电场线的指向，沿着电场线电势一定降低．要正确在电场中通过电场线来判断电场强度、电势、电势能大小变化，理解这些概念之间的关系．
10．CD
【详解】A．由图可知，颗粒受电场力和重力作用，合力方向与速度方向不在一直线上，做曲线运动，由于电荷间的距离发生变化，故所受电场力发生变化，加速度发生变化，不可能做匀变速运动，A项错误；
B．颗粒到B点，合力指向左下方，由牛顿第二定律，加速度指向左下方，B项错误；
CD．颗粒被吸附到B点，故颗粒带负电，从A点到B点过程中，电场力做正功，电势能减小，机械能增大，CD两项正确。
故选CD。
11．ABD
【详解】B．小球从静止开始释放，电场力做功
又
若取A点电势为零，则小球在A点电势能为零，所以在B点的电势能为
选项B正确；
A．根据可得
选项A正确；
C．根据动能定理有
解得小球到B点时速度
选项C错误；
D．小球到B点时有
解得小球到B点时，绝缘细线对小球的拉力
选项D正确。
故选ABD。
12．AD
【详解】根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势高于N点的电势．故A正确，B错误．M点处的电场线较疏，而N点处电场线较密，则M点处的电场强度较小，粒子在M点所受的电场力也较小，故C错误．由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，电场力对粒子做正功，电势能减小，则粒子在M点具有的电势能大于在N点的电势能，故D正确．故选AD．
【点睛】本题是电场中轨迹问题，关键要根据轨迹的弯曲方向判断出粒子所受的电场力方向，再抓住电场线的物理意义判断场强、电势等的大小．
13． 控制变量法 mgtanθ 偏大
【详解】（1）[1]实验中需要研究库仑力的影响因素，先后控制距离不变和电量的乘积不变利用平衡条件得到库仑力的变化，故用控制变量法的科学方法.
（2）[2]A球受重力，绳的拉力和电场力三力平衡，根据平衡关系，A、B两球之间的电场力
F=mgtanθ.
（3）[3]当两球心相距为3R时，两球不能看成点电荷，因带同种电荷，导致电量间距大于3R，
根据库仑定律，可知，它们实际的相互作用库仑力大小．即该同学的计算结果偏大. 原因是两电荷带同种电荷，导致电量间距大于3R．
14． 好 直流 甲
【详解】（1）[1]使用多用表的电阻挡进行测量，多用表内有电源，先对电容器充电，有充电电流，会观察到多用表指针向右偏转较大角度；随着电容器逐渐充满电，充电电流逐渐减小，最终电容器相当于断路状态，指针又逐渐返回到起始位置，此现象说明电容器是好的。
（2）[2]学生电源应采用直流电源，因为电容器可以通过交流电，其电压不断变化，没法得出稳定的电压，故选直流电源。
[3]当把开关与2端相连，电容器放电，图甲的所有电荷均通过电流表，测量准确，图乙中还有一部分电荷通过电压表，这部分电荷测不出来，故选甲图。
（3）[4]由
知，电荷量为图象与坐标横轴所围的面积，即面积为电容器在开始放电时所带的电荷量，由图象可知“面积”格数约40格，每小格相当于，所以电容器电压为
时，电荷量
[5]由表格数据描点作图，如图所示
[6]在图像中选取两个相距较远的点，计算出图线的斜率，即为电容器的电容
15．(1)见解析；(2)0.014J
【详解】(1)A与B相碰前A受到竖直向下的重力，水平向左的电场力，竖直向上的支持力和水平向右的滑动摩擦力，电场力大小为
滑动摩擦力大小为
因，所以A向左做初速度为零的匀加速直线运动；
A与B相碰后，A和B受到竖直向下的重力，水平向左的电场力，竖直向上的支持力和水平向右的滑动摩擦力，电场力大小仍为
滑动摩擦力大小为
因，所以A和B向左做匀速直线运动；
A和B与墙壁碰撞后A和B受到竖直向下的重力，水平向左的电场力，竖直向上的支持力和水平向左的滑动摩擦力，电场力大小仍为
滑动摩擦力大小为
因合力水平向左，所以A和B向右做匀减速直线运动，当速度减至零时，因水平向左的电场力与最大静摩擦力相等，所以A和B静止；
(2)设两滑块A和B相撞前瞬间滑块A的速度为，由动能定理有
解得
滑块A、B碰撞的过程系统动量守恒，取向左为正方向，由动量守恒定律有
解得
设两滑块与墙壁碰撞后向右运动的最大距离为，根据动能定理有
解得
故两滑块在粗糙水平面上运动的整个过程中，由于摩擦而产生的热量是
代入数据解得
16．(1)正电荷；(2)；(3)0.53
【详解】(1)由于B板带负电，粒子向B板偏转，说明粒子带正电。
(2)粒子在电场中做类平抛运动，在粒子偏转到B板之前飞出电场，则有竖直方向
可得
水平方向有
代入数据，解得
所以要使粒子能飞出电场，粒子飞入电场时的速度v0至少为。
(3)设粒子飞出电场的最大偏角为θ，则有
代入数据，解得
17．（1）；（2）
【详解】对物块进行受力分析，如图所示
解法一
根据牛顿第二定律得
联立代入数据得
又
由
则
解法二：在运动过程中重力、静电力、摩擦力做功，根据动能定理得
联立代入数据得
（2）整个过程中重力、静电力、摩擦力做功，根据动能定理得
代入数据得
答案第1页，共2页
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