2023—2024学年四川省成都市石室中学高一下学期竞赛班期末考试物理试卷

2023—2024学年四川省成都市石室中学高一下学期
竞赛班期末考试物理试卷
一、单选题
(★★★) 1. 下面是某同学对静电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（）
A．根据公式可知，电场中某点的电场强度与检验电荷所带的电荷量成反比
B．根据公式可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C．根据公式可知，带电荷量为1C的负电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为1V
D．根据公式可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关
(★) 2. 两个用相同材料制成的半径相等的带异种电荷的金属小球，其中一个球的带电量的是另一个的5倍，它们间的库仑力大小是F，现将两球接触后再放回原处，它们间库仑力的大小是（）
A．B．
C．D．
(★★★) 3. 如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，故障的原因可能是()
A．R1短路B．R2断路
C．R2短路D．R3短路
(★★★) 4. 如图所示，菱形ABCD处于方向水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中，其中心O固定一电荷量为Q的点电荷（电性未知）。

已知AD与CD 的夹角为，B点的电场强度为零。

则下列说法正确的是（）
A．O点电荷带正电B．A、C两点的电场强度相同
C．C点的电场强度大小为3E D．D点的电场强度大小为2E
(★★★) 5. 如图，矩形ABCD位于匀强电场中，电场方向平行于矩形平面。

已知，P是CD的中点。

A、B、C的电势分别为8V、6V、4V。

用外力将一个电子从A点移动到P点，已知元电荷电量为e，下列说法正确的是（）
A．该过程中，电子的电势能增加5eV
B．该过程中，电子的电势能减少3eV
C．该过程中，电场力对电子做正功5eV
D．该匀强电场的场强大小为，方向垂直BD斜向右上方
(★★★) 6. 如图所示为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为
三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线是以点电
荷为圆心的一段圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则下列说法正确的是（）
A．b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量
B．a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹
C．a、c虚线对应的粒子的速度越来越大，b虚线对应的粒子的速度不变
D．a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越
大，b虚线对应的粒子的加速度不变
(★★★) 7. 用轻质绝缘细线把两个小球a、b悬挂起来，放置在水平向右的匀强
电场中，静止时的状态如图所示。

现在让两个小球a、b带上等量异号的电荷，其中a带正电荷，b带负电荷。

由于有空气阻力，当再次达到平衡时，a、b小球最后会达到新的平衡位置。

不计两带电小球间相互作用的静电力。

则最后两
球新的平衡位置与原来的平衡位置相比，下列说法正确的是（）
A ．a 球的重力势能和电势能都不变
B ．b 球的重力势能和电势能都增加
C ．a 球的重力势能一定增加、电势能一定减小
D ．b 球的重力势能一定增加、电势能一定减小
(★★★★) 8. 如图所示，空间有电荷量分别为
和 的两个点电荷，其连线水平。

在竖直平面内，内壁光滑的绝缘细弯管关于 连线对称放置，细管的
上下端口恰好在
连线的中垂线上。

电荷量为＋ q 的小球以初速度 从上端
管口无碰撞进入细管，在管内运动过程中机械能守恒，则（ ）
A ．
B ．细管上各点的电场强度方向均与细管垂直
C ．在的连线上，中点的电场强度
最小 D ．小球从细管下端飞出时速度为
二、多选题
(★★★) 9. 如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为 Q ，
板间距离为 d
，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。

在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，但仍在P点上方。

下列说法正确的是（）
A．油滴带正电B．静电计指针张角减小
C．油滴向上运动D．带电油滴P点的电势能不变
(★★) 10. 如图所示，竖直和水平放置的绝缘光滑板PO、QO固定，a、b为两个均带正电的小球（可视为点电荷），当用平行于QO向左的力F作用于b时，a、b紧靠板静止。

由于a球缓慢漏电，a球缓慢移动，现稍改变F的大小，使b一直处于静止状态，则下列说法正确的（）
A．两小球之间的库仑力变大B．力F减小
C．系统的重力势能变大D．系统的电势能增大
(★★★) 11. 如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V 1和V 2的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示，已知电流表读数在以下时，电动机没有转动。

不考虑电表对电路的影响，下列判断正确的是（）
A．图线①为V2示数随电流表的变化图线
B．电路中电源电动势为
C．此电路中，电动机的最大输入功率是
D．变阻器R的最大阻值大于
(★★★) 12. 如图（a），长为4 d、间距为d的平行金属板水平放置，两金属板
左边中点O有一粒子源，能持续水平向右发射初速度为、电荷量为、质量为m的粒子，金属板右侧距离为d处竖直放置一足够大的荧光屏。

现在两
板间加图（b）所示电压，已知时刻射入的粒子恰好能从金属板射出。

不
计粒子重力，则（）
A．无论哪个时刻入射的粒子在金属板间运动的时间相等
B．无论哪个时刻入射的粒子恰能从金属板右侧中点出射
C．无论哪个时刻入射的粒子从金属板间出射时动能
D．粒子打在右侧荧光屏上的长度范围为
(★★★) 13. 如图所示，电源电动势、内阻，电动机的内阻，闭合开关后，标有“”的灯泡恰能正常发光，则（）
A．图中理想电流表示数为
B．电源的输出功率为
C．内电动机产生的热量为
D．电动机的机械功率为
三、实验题
(★★) 14. 某物理兴趣小组利用下列甲图装置来探究影响电荷间的静电力的因素。

A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下
发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。

他们分
别进行了以下操作。

步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。

步骤二：使小球处于同一位置增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的
静电力的大小。

（1）该实验采用的方法是 ___________ （填正确选项前的字母）
A. 理想实验法
B. 控制变量法
C. 等效替代法
（2）实验表明，电荷之间的静电力随着距离的增大而___________，随着电荷
量的增大而___________。

( ) （填正确选项前的字母）
A. 增大、减小
B. 增大、不变
C. 减小、增大
（3）如图乙所示的实验装置为库仑扭秤。

悬丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一
端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受的重力
相等，使绝缘棒平衡，当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，
A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，便
可找到力F与距离r和电荷量q的关系。

库仑在这一实验中如何解决了微小力
难以测量和电量无法测量的困难？ ___________ 和 ___________ （只填两种
方法名称即可）。

(★★★) 15. 某同学用如图所示电路下列器材测电阻、电池的电动势E与内阻r。

器材如下：
A．被测电阻（约）
B．被测电池（电动势E约、内阻约）
C．电压表（量程为、内阻很大）
D．电压表（量程为、内阻很大）
E．电流表（量程为、内阻不计）
F．电流表（量程为、内阻不计）
G．滑动变阻器
H．开关、导线
（1）电流表应选用 ________ ；电压表应选用 ________ （填器材前的符号）（2）实验中先将滑动变阻器的滑动头滑到最左端，闭合开关，当掷1，改
变滑动头的位置，测出一组电压表与电流表的读数，在图像中作出直线1；当掷2，改变滑动头的位置，测出一组电压表与电流表的读数，在图像
中作出直线2。

则电池的电动势 ________ V，内阻 ________ ；电
阻 ________ （结果均保留两位有效数字）
四、解答题
(★★★★) 16. 如图所示，已知电源电动势，内阻，保护电阻。

（1）当电阻箱R读数为多少时，保护电阻消耗的电功率最大，并求这个最
大值；
（2）当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率最大，并求这个最大值；
（3）求电源的最大输出功率。

(★★★) 17. 真空中存在空间足够大的、水平向右的匀强电场；在电场中，现用
长L的轻质细绳上端固定，下端连接一个质量为m的带电的可视为质点的小球
刚好静止，此时绳与竖直方向的夹角，重力加速度为g，，。

（1）求静止时小球所受电场力F的大小；
（2）若将该小球从该电场中某点以初速度竖直向上抛出，试求：
①小球上抛到最高点的过程沿电场方向上发生的位移多大；
②小球从抛出至落回到与抛出点在同一水平线的某点的过程中电势能的变化量。

(★★★) 18. 如图所示，绝缘水平轨道与光滑绝缘竖直圆槽形轨道相切于A点，
圆形轨道半径为R，圆形轨道上B点与圆心等高，水平轨道AM段长度也为R，
竖直边界MN左侧分布有水平向左的匀强电场，场强。

质量为m，带电量为＋q的物块（可视为质点）以水平方向速度从M点进入电场，水平轨道AM段与物块间的动摩擦因数可调，（重力加速度为g，，）。

求：
（1）若，且物块的速度，物块经过圆形轨道最低点A时对轨道的压力大小；
（2）若物块的速度，要使物块能做完整的圆周运动，AM段与物块间动摩擦因数满足什么条件；
（3）若，只把MN左侧的电场方向变成水平向右，其他条件不变，为使滑块能到达B点，物块的初速度应满足什么条件。

(★★★★) 19. 如图，圆弧轨道AB的圆心为O，半径为，圆弧轨道AB 的B点与水平地面BE相切，B点在O点的正下方，在B点的右侧有一竖直虚线CD，B点到竖直虚线CD的距离为，竖直虚线CD的左侧有一水平向左的匀强电场，场强大小为（大小未知），竖直虚线CD的右侧有场强大小为（大小未知）、竖直向上的匀强电场。

竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF，墙壁E F到竖直虚线CD的距离为，墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接，墙壁EF的高度也为。

现将一电荷量为、质量为的完全绝缘的滑块从A点由静止释放沿圆弧轨道AB下滑，过B点时的速度大小为4m/s，最后进入竖直虚线CD右侧。

已知滑块可视为质点，圆弧轨道AB光滑，水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为，，，，。

求：
（1）场强的大小；
（2）滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间；
（3）要使滑块与竖直墙壁EF碰撞，求的取值范围。