高二上学期物理期中测试模拟卷（四）
（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．小明同学在空气干燥的教室里进行一个小实验，将一塑料扁带撕成细丝后，一端打结，做成“章鱼”的造型，用毛巾顺着细丝向下捋几下，同样用毛巾来回摩擦PVC（塑料）管。将“章鱼”抛向空中，然后把PVC管从下方靠近它，直到“章鱼”处于悬停状态，则（ ）
A．PVC管带电方式属于感应起电
B．塑料扁带丝由于带上同种电荷会向四周散开
C．用毛巾摩擦后，“章鱼”与PVC管带异种电荷
D．PVC管与“章鱼”相互靠近过程中，两者间相互作用力变小
2．将一个带电量为-q的点电荷放在水平向右的匀强电场中，匀强电场的场强为E，如图所示，则点电荷受到的电场力（ ）
A．方向向上 B．方向向下 C．大小为 D．大小为Eq
3．一个电量为q的正点电荷，在各点场强大小和方向都相同的电场中，沿电场力的方向运动的位移为d．若电场强度大小为E，在此过程中电场力对电荷做的功等于（ ）
A． B． C． D．qEd
4．如图所示，质量相同的两个带电粒子M、N以相同的速度同时沿垂直于电场方向射入两平行金属板间的匀强电场中，M从两极板正中央射入，N从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点。不计带电粒子重力和带电粒子间的相互作用，则从粒子射入到打在上极板的过程中（ ）
A．它们运动的时间相等
B．它们的电势能减少量之比
C．它们的动能增加量之比
D．它们所带的电荷量之比
5．关于电场强度和电势的关系，下列说法正确的是（ ）
A．电场强度的方向一定跟等势面垂直
B．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
C．电场强度处处为零的空间，电势也一定处处为零
D．电势高的地方电场强度一定大
6．如图所示，平行板PQ、MN与电源相连，开关K闭合，从O点沿两板间中线不断向两板间射入比荷一定的带正电的粒子，粒子经电场偏转后发生的侧移为y，不计粒子的重力，要减小侧移y，下列操作可行的是（ ）
A．仅将PQ板向下平移一些 B．仅将PQ板向上平移一些
C．将开关K断开，仅将PQ板向下平移 D．将开关K断开，仅将PQ板向上平移
7．物理是来源于生活，最后应用服务于生活．下面请同学们根据学过的有关静电场的知识判断下列说法正确的是（ ）
A．超高压电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C．天气越潮湿，越容易积累静电
D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
8．如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中。三个带电小球质量相等，A球带负电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零。则（ ）
A．B球和C球都带负电荷
B．B球带负电荷，C球带正电荷
C．B球和C球所带电量不一定相等
D．B球和C球所带电量一定相等
9．如图所示，平行板电容器两极板水平放置，现将其与理想二极管(理想二极管具有单向导电性)串联接在电动势为E的直流电源(内阻不计)上，电容器下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略。闭合开关S，一带电油滴恰好静止于两板间的P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则下列说法正确的是（ ）
A．平行板电容器的电容将变大
B．带电油滴的电势能减小
C．油滴仍将保持静止状态
D．静电计指针张角变小
10．如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P点，固定一电荷量为＋Q的点电荷．一质量为m、带电荷量为＋q的物块(可视为质点的检验电荷)，从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零)，P到物块的重心竖直距离为h，P、A连线与水平轨道的夹角为60°，k为静电常数，下列说法正确的是（ ）
A．物块在A点的电势能EPA =＋qφ
B．物块在A点时受到轨道的支持力大小为
C．点电荷＋Q产生的电场在B点的电场强度大小
D．点电荷＋Q产生的电场在B点的电势
11．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等差等势面，实线为一带电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N为轨迹上的两个点，由此可知（ ）
A．粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大
B．粒子在M、N两点间的运动过程中，电场力一定做正功
C．粒子在N点的电势能一定比在M点的电势能大
D．三个等势面中，不能判断a、b、c中哪一个电势最高
12．如图所示，真空中有一正方体A1B1C1D1-ABCD，在A1点放一电荷量为+Q（Q>0）的点电荷，C点放一电荷量为-Q的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．D1点与B点的电场强度相同
B．A点的电势高于B点的电势
C．质子在D点受到的电场力与在C1点受到的电场力大小相等
D．电子在D点的电势能大于在C1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．在“用DIS描绘电场的等势线”实验中，按图示连接电路．在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e共5个基准点．已知电压传感器红色探针的电势高于黑色探针的电势时，读数为正．
（1）若电压传感器的红色探针接触a点，黑色探针接触b点时，读数为负，则电极A接在电源 的 极上（选填“正”或“负”）．
（2）若传感器的两个探针分别接触a点和b点时的示数为U1；分别接触b点和c点时的示数为U2，则|U1| |U2|（选填“＞”、“＜”或“＝”）．
14．“用DIS描绘电场的等势线”实验装置如图a所示．
（1）本实验使用的是 传感器；木板上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是 纸．
（2）电源通过正负电极A、B在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由两个 产生的静电场．实验时，确定两点电势相等的依据是 ．
（3）如图b所示，电源正极与电极A连接，若将传感器的探针a固定在AB连线的中点O处，探针b在AB连线上移动，以O为坐标原点，OB方向为x轴正方向建立坐标．则以x为横坐标、传感器读数y为纵坐标所作的图像可能是( )
A．
B．
C．
D．
三、计算题（本题共3小题，共40分）
15．相距为d的平行金属板M、N，板长也为d，板间可视为匀强电场，两板的左端与虚线EF对齐，EF左侧有水平匀强电场，M、N两板间所加偏转电压为U，PQ是两板间的中轴线．一质量为m、电量大小为q的带电粒子在水平匀强电场中PQ上A点由静止释放，结果恰好从N板的右边缘飞出，A点离EF的距离为；不计粒子的重力．
(1)求EF左侧匀强电场的电场强度大小；
(2)带电粒子从N板的右侧边缘飞出后，只受另一点电荷的库仑力作用，并开始做圆周运动，已知该点电荷固定在PQ上某点，求该点电荷的带电量.
(3)当带电粒子做圆周运动到M点后，MN板间偏转电压立即变为 U，（已知MN板间电场只由偏转电压提供，与点电荷无关）带电粒子最终回到A点，求带电粒子从出发至回到A点所需总时间．
16．一个沿x轴方向分布的电场的场强与坐标x关系图像如图所示，仅在的区间有电场，场强方向不同，大小均为E0，规定+x轴方向为正方向，x=0处电势为零，一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子只在电场力作用下，以x=0为中心，沿x轴方向做周期性运动，其动能与电势能之和为P．
（1）画出x轴上电势分布的图像，要求标出最高电势；
（2）确定粒子的运动区间；
（3）一个周期内粒子在x>0区域内的运动时间；
（4）P必须满足的取值范围．
17．如图所示，一个质量为，带电量为的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成37°角。重力加速度，求：
（1）画出小球静止时的受力图并判断小球带何种电荷；
（2）求电场强度E；
（3）若在某时刻将细线突然剪断，小球在运动过程中电量保持不变，小球在电场中做什么运动？求经过1s后小球的速度v。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．PVC管带电方式属于摩擦起电，A错误；
B．塑料扁带丝由于带上同种电荷相互排斥而会向四周散开，B正确；
C．用毛巾摩擦后，“章鱼”与PVC管带同种电荷，C错误；
D．PVC管与“章鱼”相互靠近过程中，距离减小，两者间相互作用力变大，D错误。
故选B。
2．D
【详解】AB．负电荷受到的电场力的方向与场强方向相反，即所受的电场力方向向左，AB错误；
CD．根据
则受到的电场力
C错误D正确。
故选D。
3．D
【详解】电场力的大小
F=qE
由于电荷沿电场力的方向运动的位移为d，则电场力做功
W=Fd=qEd
故D正确，ABC错误．
故选D。
4．A
【详解】A．粒子在电场中做类平抛运动，沿初速度方向的分运动做匀速直线运动，则有
由于两粒子进入电场初速度相同，沿初速度方向的位移相同，则它们运动的时间相等，故A正确；
D．粒子沿电场方向的分运动是初速度为零的匀加速直线运动，则有
由于两粒子质量相同，运动的时间相等，则它们所带的电荷量之比为
故D错误；
BC．粒子在电场中电场力做功为
则电场对两粒子的电场力做功之比为
由于只有电场力做功，所以它们的电势能减少量之比为
它们的动能增加量之比为
故BC错误。
故选A。
5．A
【详解】A．电场强度的方向一定跟等势面垂直，故A正确；
BD．随着电场强度的大小逐渐减小，电势不一定逐渐降低，如负点电荷的电场，离点电荷越远，电场强度越来越小，但是电势越来越高，同理电势高的地方电场强度不一定大，即两者大小没有必然联系，故BD错误；
C．电势为零的点可以任意选取，而场强为零的点是由电场本身决定的，例如在等量同种电荷连线的中点处，所以电场强度处处为零的空间，电势不一定处处为零，故C错误。
故选A。
6．B
【详解】AB．粒子在电场中偏转的侧移量为
而粒子在电场中运动的加速度为
电容器在连接电源的情况下，极板间电压不变，极板间场强为
仅将PQ板向下平移一些，两板间的场强变大，粒子沿电场方向的加速度增大，侧移变大，仅将PQ板向上平移一些，两板间的场强变小，粒子沿电场方向的加速度减小，侧移变小，A项错误，B项正确；
CD．将开关K断开，两板的带电量不变，极板间场强为
可知仅将PQ板向下平移或向上平移，两板间的电场强度不变，侧移不变，C、D项错误。
故选B。
7．B
【详解】A．电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋等，可以对人体起到静电屏蔽的作用，使人安全作业，故A错误；
B．因为塑料和油摩擦容易起电，而塑料是绝缘体，产生的静电不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故，故B正确；
C．天气越潮湿，越不容易积累静电，故C错误；
D．一辆金属车身的汽车也是最好的避雷针，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，故D错误。
故选B。
8．D
【详解】AB．B球受重力及A、C对B球的库仑力而受于平衡状态，则A与C球对B球的库仑力的合力应与重力大小相等，方向相反；库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向，说明A对B的库仑力应指向A，C对B的作用力应指向B的左侧。因A带负电，则可知B、C都应带正电，故A、B错误；
CD．由受力分析图
可知A对B的库仑力应为C对B库仑力的2倍，故C带电量应为A带电量的一半；同理分析C可知，B带电量也应为A带电量的一半，故B、C带电量应相同，故C错误，D正确。
故选D。
9．BC
【详解】A．由电容决定式可知，将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离即d增大，则电容减小，故A错误；
BCD．由于电容减小，若电势差不变，则电容器放电，由于二极管具有单向导向性，电容器无法放电，则电荷量保持不变，由、和联立解得
所以两板间的电场强度不变，即油滴仍将保持静止状态，由于电荷量不变，由可知，两板间的电势差增大，即静电计指针张角变大，由于电场强度不变，P点下极板的距离变大，则P点与下极板间的电势差变大，则P点的电势升高，由平衡可知，油滴带负电，所以带电油滴的电势能减小，故BC正确，D错误。
故选BC。
10．ABD
【详解】A．根据电势能的公式可知，物块在A点的电势能
EPA =＋qφ
故A正确；
B．物块在A点时受到的库仑力大小为
则物块在A点时受到轨道的支持力大小为
故B正确；
C．点电荷＋Q产生的电场在B点的电场强度大小
故C错误；
D．从A到B由动能定理可知
又因
解得
故D正确。
故选ABD。
11．CD
【详解】A．等差等势线越密的地方电场线越密，电场越强，则电场力越大，故粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力小，故A错误；
BC．如果粒子从N点运动到M点，则画出电场线、速度方向、电场力方向如下
由于速度与电场力方向的夹角为锐角，电场力对粒子做正功，电势能减小，有
如果粒子从M点运动到N点，则画出电场线、速度方向、电场力方向如下
由于速度与电场力方向的夹角为钝角，电场力对粒子做负功，电势能增大，有
综上所述，故B错误，C正确；
D．由于不知道电荷电性，无法判断a、b、c中哪一个电势最高，故D正确。
故选CD。
12．ABC
【详解】A．A1点和C点的电荷为等量异种点电荷，根据等量异种点电荷产生的电场的特点可知，D1点与B1点关于两点荷中心对称，由电场叠加可知，两处电场强度大小相等，方向相同，故A正确；
B．等量异种点电荷连线的中垂面为电势等于0的等势面，A点的电势大于0，B点的电势小于0，故B正确；
C．D点与C1点的电场强度大小相等，质子在D点受到的电场力与在C1点受到的电场力大小相等，故C正确；
D．D点的电势等于C1点的电势，电子在D点的电势能等于在C1点的电势能，故D错误。
故选ABC。
13． 负 ＞
【详解】（1）[1]．根据题意，当正接线柱的电势高于负接线柱时，电压传感器的读数为正，则当电压传感器的读数为负时，可以知道a点的电势低于b的电势，则知电极A接在电源的负极．
（2）[2]．根据等量异种电荷电场线的分布情况得知，a、b间场强大于b、c间场强，根据U=Ed分析得知，a、b间的电势差大于b、c间的电势差．故有|U1|＞|U2|.
14． 电压； 导电； 等量异种点电荷； 传感器示数为零； B;
【详解】（1）方法是将其中一个探针与导电纸上某一基准点接触，然后在导电纸上移动另一个探针，寻找若干个与此基准点的电势差为零的点，即为等势点，所以本实验使用的是电压传感器；木板上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是导电纸．
（2）电源通过正负电极A、B在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由两个等量异种电荷产生的静电场，实验时，确定两点电势相等的依据是传感器示数为零．
（3）根据等量异种电荷场强分布特点可知B图正确．
15．（1）（2）（3）
【详解】(1)粒子在电场中上点由静止释放，做匀加速直线运动，根据动能定理则有：
进入金属板，在偏转电场中，则有：
联立可得：
(2)离开N点后带电粒子做圆周运动，有几何关系得圆周运动半径：
库仑力提供向心力，可得：
从点到点，根据动能定理则有：
由第一问联解上式得：
(3)直线运动阶段，由可得：
可得：
类平抛阶段，则有：
解得：
圆周运动阶段
所需总时间：
总
16．（1）（2）（3） （4）
【详解】（1）如图所示, ，可得图像为：
（2）由题意
动能为零处势能为最大值P，时，最右位置：
解得：
同理，x<0时，最左位置
则粒子的运动区间
（3）在区域内的运动由对称的2段组成，每小段里均有；
解得
故总时间为
（4）做周期性运动的条件为，故
解得
17．（1） ，小球带负电荷；（2）；（3）匀加速直线运动； ，与竖直方向成37°角斜向左下方
【详解】（1）小球受力如图所示
小球受电场力的方向与电场方向相反，小球带负电荷。
（2）根据平衡条件得
解得
（3）绳子断后在电场中做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得
解得
则经过1s后小球的速度
方向：与竖直方向成37°角斜向左下方。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
