2026年江苏省人教版高中物理必修第一册第12章电学综合测试卷

2026年江苏省人教版高中物理必修第一册第12章电学综合测试卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在研究电流与电压关系时，某同学设计了如图所示的电路。实验中，他需要测量通过电阻R的电流和其两端的电压。下列说法正确的是（）A.应选用电流表内接法，因为电流表内阻较小B.应选用电流表外接法，因为电压表内阻很大C.无论内接还是外接，测量结果都会存在系统误差，但外接法误差更小D.为减小误差，应尽量选择内阻与R相差较小的电流表和电压表参考答案：C解析：本实验需测量电阻R的伏安特性曲线，系统误差主要来源于电流表和电压表的内阻。内接法时，电流表测得的是通过R的电流，但电压表测得的是R与电流表的总电压，导致电阻测量值偏大；外接法时，电压表测得的是R两端的真实电压，但电流表测得的是通过R和电压表的总电流，导致电阻测量值偏小。由于电压表内阻远大于R，外接法误差相对较小。选项A和B的说法片面，未考虑相对误差大小；选项D错误，理想情况下应选择内阻无穷大的电压表和电流表，实际操作中需根据R阻值选择合适的接法。2.如图所示，平行板电容器AB水平放置，两板间距为d，板间电压为U。一个质量为m、带电荷量为+q的小球以速度v0水平进入电场，恰好能沿直线运动。若保持v0和U不变，将电容器两板间距变为2d，小球进入电场后（）A.仍沿直线运动，但加速度增大B.做类平抛运动，水平方向速度不变C.做曲线运动，加速度方向竖直向上D.无法确定运动轨迹，因受力情况改变参考答案：B解析：小球进入电场后做直线运动，说明电场力与重力平衡，即F电=mg，qE=mg，E=U/d。当间距变为2d时，场强变为E′=U/(2d)=E/2，电场力减为F电′=qE/2=mg/2，竖直方向合力为Fy=mg-F电′=mg/2，小球将向上做匀减速运动，水平方向不受力，保持v0不变。因此小球做类平抛运动，水平方向速度恒定，竖直方向加速度a=mg/(2m)=g/2，轨迹为抛物线。3.如图所示，一个带正电的金属球靠近一个绝缘的金属空腔（不带电），金属球与空腔内表面不接触。下列说法正确的是（）A.空腔内表面将出现感应电荷，且左表面带正电，右表面带负电B.空腔内场强处处为零，因为金属内部电场为零C.若将金属球移走，空腔内表面感应电荷将消失D.若在空腔中心放置一个试探电荷，其电势能将不为零参考答案：D解析：金属球靠近空腔时，通过静电感应，空腔内表面将出现感应电荷，左表面感应负电荷，右表面感应正电荷，选项A错误。空腔内场强处处为零，但这是由于感应电荷产生的附加电场与原电场叠加抵消的结果，并非金属内部电场为零，选项B错误。感应电荷是稳定的，即使移走金属球，感应电荷仍会保留，选项C错误。由于空腔内场强为零，但电势不为零（由外部电场决定），放置试探电荷后将具有电势能，选项D正确。4.如图所示，一个半径为R的均匀带电球体，其带电荷量为Q。现挖去一个半径为r（r<R）的小球体，小球体与球体剩余部分相切。关于剩余带电体的电场，下列说法正确的是（）A.球心O点的场强方向沿半径向外B.球心O点的电势等于整个带电球体的电势C.若在球心O点放置一个电子，其受到的电场力大小为kQ/(R^2)D.剩余带电体的电场分布等效于将电荷Q集中在球心参考答案：A解析：挖去小球体后，剩余带电体可视为带-Q的小球体与带Q的完整球体的叠加。球心O点场强由两部分叠加：完整球体在O点产生向外的场强E1=kQ/R^3•R=kQ/R^2，挖去小球体产生向内的场强E2=k(-Q)/r^3•r=kQ/r^2，叠加后E=E1-E2=kQ/R^2-kQ/r^2，方向沿半径向外，选项A正确。球心电势为完整球体电势减去挖去小球体电势，即φ=φ1-φ2=kQ/R-kQ/(2r)，不等于完整球体电势，选项B错误。电子受到的电场力F=qE，E≠kQ/R^2，选项C错误。剩余带电体电场分布复杂，不等效于点电荷，选项D错误。5.如图所示，一个理想变压器原副线圈匝数比为n1:n2=3:1，原线圈接在电压有效值为U1的交流电源上，副线圈接一个阻值为R的电阻。若原线圈电流有效值为I1，副线圈电流有效值为I2，下列关系正确的是（）A.U1:n2=U2:n1，即电压比等于匝数比B.P入=P出，即输入功率等于输出功率C.I1R=I2R，即原副线圈电阻消耗功率相等D.原线圈输入功率取决于副线圈负载，负载越大功率越大参考答案：B解析：理想变压器电压比U1/U2=n1/n2，选项A错误。输入功率P入等于输出功率P出，即U1I1=U2I2，选项B正确。原副线圈电阻消耗功率分别为P1=I1^2R，P2=I2^2R，由于I1/I2=n2/n1，所以P1≠P2，选项C错误。原线圈输入功率取决于副线圈负载，但负载过大可能导致原线圈电流超过额定值，存在安全隐患，选项D错误。6.如图所示，一个带正电的粒子从M点以速度v0沿与电场线成θ角的方向射入匀强电场，不计重力。关于粒子运动，下列说法正确的是（）A.粒子做类平抛运动，加速度恒定B.粒子运动轨迹为抛物线，但加速度方向不断变化C.若v0不变，θ角增大，粒子在电场中飞行时间变长D.若θ角不变，v0增大，粒子离开电场时动能增加量增大参考答案：A解析：带电粒子在匀强电场中受到恒定的电场力，做匀变速曲线运动，加速度a=qE/m恒定，选项A正确。运动轨迹为抛物线，但加速度方向始终沿电场线方向，不变化，选项B错误。飞行时间取决于v0沿电场线方向的分量，即t=(d)/(v0cosθ)，θ角增大，cosθ减小，t变长，选项C正确。离开电场时动能增加量ΔEk=qEd/(cosθ)，θ角不变，v0增大，ΔEk增大，选项D正确。7.如图所示，一个电容器由两平行金属板构成，板间距离为d，板面积为S。现用绝缘工具将两板间距缓慢拉开至2d，过程中（）A.电容器的电容减小，电压不变B.电容器的电容增大，电压不变C.电容器的电量不变，电场能增加D.电容器的电量增加，电场能减少参考答案：C解析：电容C=εS/(4πkd)，间距d增大，电容C减小，选项A正确。但题目问过程中情况，需考虑电量变化。拉开过程中电压U=Q/C，C减小，若保持Q不变，U增大，但实际过程中Q会变化。根据C=Q/U，Q=CU，C减小，U增大，Q必然减小，选项C正确。电场能W=Q^2/(2C)，Q减小，C减小，W变化情况需进一步分析，但题目未要求，选项D错误。8.如图所示，一个电路由电池、开关、导线和两个灯泡L1和L2组成。当开关S闭合时，灯泡L1和L2均正常发光；当开关S断开时，灯泡L1熄灭，L2仍正常发光。下列电路图正确的是（）A.B.C.D.参考答案：C解析：开关S闭合时，L1和L2并联，均正常发光；断开时L1熄灭，L2仍亮，说明L2始终有电流通过。选项A中S断开时L2无电流，错误；选项B中S断开时L1和L2串联，电流过小，L2不亮，错误；选项C中S闭合时L1和L2并联，断开时L2直接接电池，正确；选项D中S断开时L2无电流，错误。9.如图所示，一个平行板电容器与一个自耦变压器连接，电容器两板间距为d，板间电压为U。现缓慢转动自耦变压器的滑动触头，使副线圈电压增大，下列说法正确的是（）A.电容器极板间场强增大B.电容器极板间电势差增大C.电容器极板间电量增加D.电容器极板间电场能减少参考答案：C解析：副线圈电压增大，电容器两板间电压U增大，场强E=U/d增大，选项A正确。但题目问过程中情况，需考虑电量变化。根据Q=CU，U增大，C不变，Q增大，选项C正确。电场能W=Q^2/(2C)，Q增大，W增大，选项D错误。10.如图所示，一个带正电的粒子从M点以速度v0射入一个正电荷Q产生的电场中，轨迹为M→N→P。关于粒子运动，下列说法正确的是（）A.粒子在M点受到的电场力最大B.粒子在N点动能最小C.粒子在P点速度方向与电场线方向相同D.粒子在M→N过程中电势能增加参考答案：B解析：正电荷Q产生的电场线呈辐射状，粒子轨迹为曲线，说明电场力与速度方向不共线。M点离Q最近，电场力最大，选项A正确。粒子在N点速度方向与电场线夹角最大，电场力做负功最多，动能最小，选项B正确。P点速度方向与电场线方向不一定相同，需根据轨迹判断，选项C错误。M→N过程中电场力做负功，电势能增加，选项D正确。二、填空题（本大题共10小题，每空2分，共20分）1.一个平行板电容器电容为C，两板间电压为U。若将两板间距减小一半，电容变为________，两板间电势差变为________。参考答案：2C；U解析：电容C=εS/(4πkd)，间距d减半，C变为2C。电压U=Q/C，Q不变，C变为2C，U变为U/2。但题目问过程中情况，需考虑电压变化。根据C=Q/U，Q=CU，C变为2C，U不变，Q变为2U。2.一个带电荷量为q的粒子在匀强电场中从A点运动到B点，速度方向不变，但速率减小。若A点电势为φA，B点电势为φB，则电场力做功为________，电势能变化量为________。参考答案：-q(φB-φA)；q(φB-φA)解析：电场力做功W=-qΔφ=-q(φB-φA)。电势能变化量ΔE=qΔφ=q(φB-φA)。3.一个理想变压器原副线圈匝数比为n1:n2=4:1，原线圈接在电压有效值为220V的交流电源上，副线圈电流有效值为5A。则副线圈电压有效值为________V，原线圈电流有效值为________A。参考答案：55；1解析：电压比U1/U2=n1/n2，U2=U1•n2/n1=220×1/4=55V。电流比I1/I2=n2/n1，I1=I2•n2/n1=5×1/4=1A。4.一个电容器由两平行金属板构成，板间距离为d，板面积为S。若板间充满介电常数为ε的介质，电容为________。若将介质取出，电容变为________。参考答案：εC0；C0解析：电容C=εC0=εS/(4πkd)，其中C0=ε0S/(4πkd)。取出介质后，ε=1，C=C0。5.一个带正电的粒子从M点以速度v0射入一个正电荷Q产生的电场中，轨迹为M→N→P。若M点电势为φM，P点电势为φP，则粒子在M点电势能为________，在P点电势能为________。参考答案：qφM；qφP解析：电势能Ep=qφ。6.一个电路由电池、开关、导线和两个灯泡L1和L2组成。当开关S闭合时，灯泡L1和L2均正常发光；当开关S断开时，灯泡L1熄灭，L2仍正常发光。则L1和L2的连接方式为________，电池电压为U，则L1的电阻为________，L2的电阻为________。参考答案：串联；U/(n1-n2)；U/n2解析：S断开时L1熄灭，说明L1和L2串联，L1分压较大，断开后L2仍亮。设L1电阻为R1，L2电阻为R2，S闭合时U=I(R1+R2)，S断开时U=IR2，I=U/R2，R1=U/(n1-n2)，R2=U/n2。7.一个平行板电容器与一个自耦变压器连接，电容器两板间距为d，板间电压为U。现缓慢转动自耦变压器的滑动触头，使副线圈电压增大，电容C不变，则电容器极板间场强变化量为________，电势能变化量为________。参考答案：ΔE=(U/C)•(ΔU/C)；ΔW=(Q^2/C)•(ΔU/C)解析：场强E=U/C，ΔE=(U/C)•(ΔU/C)。电势能W=Q^2/(2C)，ΔW=(Q^2/C)•(ΔU/C)。8.一个带正电的粒子从M点以速度v0射入一个正电荷Q产生的电场中，轨迹为M→N→P。若M点速度方向与电场线方向夹角为θM，P点速度方向与电场线方向夹角为θP，则θM________θP（填“大于”“小于”或“等于”）。参考答案：大于解析：粒子在电场中做曲线运动，速度方向不断变化，越靠近Q点速度方向越偏离电场线方向，即θM>θP。9.一个理想变压器原副线圈匝数比为n1:n2=3:1，原线圈接在电压有效值为220V的交流电源上，副线圈接一个阻值为R的电阻。若原线圈电流有效值为I1，副线圈电流有效值为I2，则原副线圈功率之比为________，副线圈电压有效值为________V。参考答案：1:1；66.7解析：理想变压器功率守恒，P入=P出，即U1I1=U2I2，I1/I2=n2/n1=1/3。副线圈电压U2=U1•n2/n1=220×1/3=66.7V。10.一个电容器由两平行金属板构成，板间距离为d，板面积为S。若板间充满介电常数为ε的介质，电容为C，则电容器储存的电量为________，电场能为________。参考答案：Q=CU；W=(1/2)CU^2解析：Q=CU，W=(1/2)QU=(1/2)CU^2。三、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分）1.理想变压器原副线圈匝数比等于电压比，也等于电流比。（×）2.电容器两板间电压越高，电容越大。（×）3.带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动时，电场力不做功。（×）4.电场线是电场中实际存在的曲线，沿电场线方向电势一定降低。（×）5.电容器储存的电能越多，其电容越大。（×）6.理想变压器可以改变直流电压。（×）7.电场中某点的电势为零，该点场强一定为零。（×）8.带电粒子在电场中运动时，电势能和动能之和保持不变。（√）9.平行板电容器两板间距增大时，电容减小，但若保持电量不变，电压不变。（×）10.电场力做正功时，带电粒子电势能增加。（×）四、简答题（本大题共8小题，每题2分，共16分）1.简述静电感应现象的原理。参考答案：当带电体靠近导体时，导体内的自由电荷在电场力作用下重新分布，导致导体一侧出现感应电荷，这种现象称为静电感应。2.简述理想变压器的原理。参考答案：理想变压器利用电磁感应原理，通过原副线圈的互感作用改变交流电压。原线圈输入交流电流时产生变化的磁通量，副线圈切割磁通量产生感应电动势，从而实现电压变换。3.简述电容器储存能量的原理。参考答案：电容器通过两板间积累电荷形成电场，电场具有势能。充电过程中外力克服电场力做功，将电能转化为电场能储存在电容器中。4.简述电场力做功的特点。参考答案：电场力做功与路径无关，仅与带电粒子的电荷量和始末位置的电势差有关。5.简述平行板电容器的电容公式。参考答案：平行板电容器电容C=εS/(4πkd)，其中ε为介电常数，S为板面积，k为真空介电常数，d为板间距离。6.简述带电粒子在电场中运动的类型。参考答案：带电粒子在电场中运动可分为直线运动（电场力与速度共线）、曲线运动（电场力与速度不共线）和类平抛运动（电场力与速度垂直）。7.简述电势和电势能的区别。参考答案：电势是描述电场性质的物理量，反映电场中某点的电势能大小；电势能是描述电荷在电场中具有的能量，与电荷量有关。8.简述静电屏蔽的原理。参考答案：金属导体在外电场作用下，内部出现感应电荷，产生的附加电场与原电场叠加抵消，使导体内部场强为零，从而屏蔽外部电场。五、应用题（本大题共8小题，每题4分，共24分）1.如图所示，一个平行板电容器与一个电池连接，板间距离为d，板间电压为U。现缓慢将两板间距拉开至2d，过程中电容器的电容如何变化？电容器储存的电量如何变化？参考答案：电容C=εS/(4πkd)，间距d增大，电容C减小。根据Q=CU，U不变，C减小，Q减小。2.如图所示，一个理想变压器原副线圈匝数比为n1:n2=2:1，原线圈接在电压有效值为220V的交流电源上，副线圈接一个阻值为R的电阻。求副线圈电压有效值和原线圈电流有效值。参考答案：副线圈电压U2=U1•n2/n1=220×1/2=110V。副线圈电流I2=U2/R，原线圈电流I1=I2•n2/n1=U2/(R•2)=110/(R•2)=55/RA。3.如图所示，一个带正电的粒子从M点以速度v0射入一个正电荷Q产生的电场中，轨迹为M→N→P。若M点电势为φM，P点电势为φP，则粒子在M点电势能和P点电势能之比是多少？参考