物理-陕西省咸阳市实验中学2024-2025学年高二上学期10月月考_2024-2025高二（7-7月题库）_2024年10月试卷_1012陕西省咸阳市实验中学2024-2025学年高二上学期10月月考

咸阳市实验中学 2024~2025 学年度第一学期第一次月考 高二物理试题 注意事项： 1.本试题共 6页，满分 100分，时间 90分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需 改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写 在本试卷上无效。 4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。 第I 卷（选择题 共48分） 一、单选题（本大题共 8小题，每小题 4分，计 32分） 1. 关于摩擦起电现象，下列说法正确的是（ ） A. 摩擦起电现象创造了电荷 B. 两种不同材料的不带电绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷 C. 丝绸摩擦玻璃棒时，质子子从丝绸转移到玻璃棒上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电 D. 摩擦起电是摩擦导致正电荷从一个物体转移到另一个物体而形成的 2. 如图，在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。下列说法正确的是 （ ） A. 若先将A、B分开，再移走C，则A带正电 B. 若先将A、B分开，再移走C，则B带正电 C. 若先将C移走，再把A、B分开，则A带正电 D. 若先将C移走，再把A、B分开，则B带正电 3. 如图所示，一带电粒子以一定速度进入正点电荷Q形成的电场中，粒子仅在电场力作用下运动的轨迹如 图中实线所示，图中虚线是以Q为圆心的同心圆，M、N是运动轨迹与同心圆的交点，下列说法正确的是 （ ） 第1页/共8页 学科网（北京）股份有限公司A 粒子带负电 . B. 图中三个同心圆中，N点所在圆的电势最高 C. 粒子从M到N的过程中，速率先增大后减小 D. 粒子从M到N的过程中，电势能先增大后减小 4. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球，系在一根长为L的绝缘 细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速 度为g，电场强度E=mg/q， 下列说法不 ． 正确的是（ ） A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 2gL B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动 D. 若将小球在A点以大小为 gL 的速度竖直向上抛出，它将能够到达B点 5. 长为 L的导体棒原来不带电，将一带电量为 q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当达到静电平 衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于（ ） kq kq kq kq A. B. C. D. L R2 （RL）2 L2 （R ）2 2 6. 如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径AB与弦BC间的夹角为30。A、B两点分别放有 第2页/共8页 学科网（北京）股份有限公司q 电荷量大小为q 、q 的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则 A 等于（ ） A B q B 1 3 A. B. C. 3 D.2 3 3 7. 如图所示，A、B两点固定两个等量的正点电荷，现在其连线中垂线上的P点放一个负点电荷q（不计重 力），并由静止释放后，下列说法中正确的是（ ） A. 负点电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 B. 负点电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C. 负点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值 D. 负点电荷越过O点后，速度越来越小加速度越来越大，直到速度为零 8. 空间存在沿x轴方向的电场，其电势随坐标x的变化如图所示（取无穷远处电势为零）。一比荷绝对值 为k的带负电粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，某时刻以速度3 k 经过A点，下列说法正确的 0 是（ ） A. 坐标原点O处电场强度为零 B. 此后粒子运动的最大速度为 11k 0 C. 此后粒子运动的最小速度为 7k 0 第3页/共8页 学科网（北京）股份有限公司D. 此后粒子将做往复运动 二、多选题（本大题共 4小题，每小题 4分，计16分。每小题有多个选项符合题目要求，全 部选对的得 4分，选对但不全的得 2分，有选错或不选的得 0分） 9. 如图，ab 是半径为R 的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，c是圆周上一 点，∠cba=60°，电场方 向与圆面平行。将一带正电的粒子，从圆周上的b 点沿不同方向以大小相等的速率抛出后，粒子经过圆周 上c 点时动能最大， 粒子从b 点到c点电场力做功为W ，粒子带电荷量为q，不计粒子所受重力， 取b 点电势为0，则 （ ） W A. 电场的方向由b 指向c B.c点的电势为- q W C. 粒子从b 点到a 点电场力做功为-W D.O 点的电势为 q 10. 如图所示，长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个电荷量 为q、质量为m的带电粒子以初速度v 紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场，而后刚好从下板边缘 0 射出，射出时其末速度恰与下板的夹角30，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ） 2 3v A. 粒子做非匀变速运动 B. 粒子的末速度大小为 0 3 3mv2 3L C. 匀强电场的场强大小为 0 D. 两板间的距离为 3qL 12 11. 如图所示，在O点固定一个负点电荷Q，长度为L的不可伸长轻质绝缘丝线一端也固定在O点，另一 端拴一个质量为m、带电荷量为q  q 0  的带电小球P。对小球施加一个水平向右的拉力，小球静止， 1 1 此时丝线与竖直方向的夹角为53。某时刻撤去拉力，撤去拉力瞬间小球的加速度大小为a ，丝线恰好 1 第4页/共8页 学科网（北京）股份有限公司对小球无拉力，此后小球做圆周运动，运动到最低点时，小球的加速度大小为a ，点电荷Q所带电荷量绝 2 对值为q 。已知重力加速度为g，静电力常量为k，sin530.8，cos530.6，不计空气阻力，下列判 2 断正确的是（ ） 4 A. a  g 1 5 6 B. a  g 2 5 3mgL2 C. qq  1 2 5k D. 若点电荷Q电荷量缓慢减少，小球到最低点时的加速度减小 12. 如图甲所示，某装置由直线加速器和偏转电场组成。直线加速器序号为奇数和偶数的圆筒分别和交变电 源的两极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示；在t＝0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势 差为正值，位于金属圆板（序号为0）中央的电子由静止开始加速，通过可视为匀强电场的圆筒间隙的时间 忽略不计，偏转匀强电场的A、B板水平放置，长度均为L，相距为d，极板间电压为U，电子从直线加速 器水平射出后，自M点射入电场，从N点射出电场。若电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力和 相对论效应。下列说法正确的是（ ） 1 A. 电子在第3个与第6个金属筒中的动能之比 2 T eU B. 第2个金属圆筒的长度为 0 2 m UL C. 电子射出偏转电场时，速度偏转角度的正切值tan 8dU 0 D. 若电子通过圆筒间隙的时间不可忽略，且圆筒间隙的距离均为d，在保持圆筒长度、交变电压的变化规 第5页/共8页 学科网（北京）股份有限公司U eT 律和图乙中相同的情况下，该装置能够让电子获得的最大速度为v  0 m 2dm 第II卷（非选择题 共52分） 三、实验题（本大题共 2小题，计 16分） 13. 某同学利用图示装置来探究影响电荷间静电力大小的因素。图中，A是一个带正电的小球，系在绝缘丝 线上带电的小球B会在静电力的作用下发生偏离。 （1）静电力的大小可以通过________反映出来。（单选） A.A球的电荷量 B. 两带电球间的距离 C.B球的电荷量 D. 丝线偏离竖直方向的角度 （2）保持A、B两球电荷量不变，把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图中横杆上的P、P 、P 等位 1 2 3 置，调节丝线长度，使带电小球B与球A的球心保持在同一水平线上，小球静止时的状态如图所示。可推 断：小球B带________（选填“正”或“负”）电荷；悬挂在________（选填“P”、“P ”或“P ”） 1 2 3 位置时小球受到的静电力最小。 （3）实验表明：电荷间静电力大小随电荷间距离的增大而________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 14. 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器的因素，其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地， 电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。 （1）关于此实验，下列说法正确的是________。 A．本实验采用的科学方法是控制变量法 B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况 C．A板与静电计的指针带的是异种电荷 D．静电计可以用电压表皆代 第6页/共8页 学科网（北京）股份有限公司（2）保持B板不动，将A板向左移动，静电计指针张角________；保持B板不动，将A板上移减小正对 面积静电计指针张角________；（填“增大”、“减小”或“不变”） （3）原来的电压为U ，当把两板的距离增大为原来的3倍、板的正对面积减小为原来的一半时，电压变为 ________。 四、解答题（本大题共 3小题，计 36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 如图所示，A、B、C为匀强电场中的三个点，电场的方向与△ABC所在的平面平行，AB⊥AC，∠ACB ＝30°。将电荷量q 1.0109 C的点电荷从A点移动到B点，静电力做功W 2.0108 J；将该电 AB 荷从B点移动到C点，电势能增加了4.0108 J。设C点的电势 0，A、B的距离L＝4cm，求： C （1）A与B、C两点间的电势差U 、U ； AB AC （2）A、B两点的电势 、 和B点的电势能E ； A B PB （3）电场强度E的大小。 16. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，所带电荷量为q。现加水平方向的匀强电场，匀强电场的电场强度 为E，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为37（如图）。已知重力加速度g，cos37°0.8，求： （1）小球的电性和质量； （2）剪去细线后，小球落地前的加速度大小； （3）撤去电场后，小球运动到最低点时细线的拉力。 17. 如图甲所示，电子加速器的加速电压为U （U 未知），偏转电场的板长均为l。大量电子由静止加速后， 1 1 第7页/共8页 学科网（北京）股份有限公司不断地从两板正中间沿水平方向射入偏转电场。两板不带电时，电子通过两板的时间为2t ，当在两板间加 0 如图乙所示的周期为2t 、最大值为U 的变化电压时，偏移量最大的电子恰从两极板右边缘射出。电子的 0 0 电荷量为e，质量为m，不计电子重力和它们之间相互作用力，求： （1）加速电场的电压U ； 1 （2）偏转电场的板间距离d 和电子刚进入偏转电场时的加速度a的大小； d （3）何时从左侧进入的电子从平行板右侧距离中线上方 处飞出？ 6 第8页/共8页 学科网（北京）股份有限公司咸阳市实验中学 2024~2025 学年度第一学期第一次月考 高二物理试题 注意事项： 1.本试题共 6页，满分 100分，时间 90分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需 改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写 在本试卷上无效。 4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。 第I 卷（选择题 共48分） 一、单选题（本大题共 8小题，每小题 4分，计 32分） 1. 关于摩擦起电现象，下列说法正确的是（ ） A. 摩擦起电现象创造了电荷 B. 两种不同材料的不带电绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷 C. 丝绸摩擦玻璃棒时，质子子从丝绸转移到玻璃棒上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电 D. 摩擦起电是摩擦导致正电荷从一个物体转移到另一个物体而形成的 【答案】B 【解析】 【详解】A．电荷既不能创生也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到物 体的另一部分，因此摩擦起电现象实质上是电荷发生了转移，故A错误； B．组成两种不同材料的原子对核外电子的吸引力不同，当两种不同材料的不带电绝缘体互相摩擦后，电子 将发生转移，从而使两种不同材料同时带上等量异种电荷，故B正确； C．丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒上的电子会被丝绸吸引从而转移到丝绸上，使丝绸带负电，而玻璃棒因失去 电子而带正电，且丝绸所带负电荷的电荷量等于玻璃棒所带正电荷的电荷量，故C错误； D．摩擦起电是因摩擦导致电子从一个物体转移到另一个物体而形成的，故D错误。 故选B。 2. 如图，在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。下列说法正确的是 （ ） 第1页/共20页 学科网（北京）股份有限公司A. 若先将A、B分开，再移走C，则A带正电 B. 若先将A、B分开，再移走C，则B带正电 C. 若先将C移走，再把A、B分开，则A带正电 D. 若先将C移走，再把A、B分开，则B带正电 【答案】B 【解析】 【详解】AB．若先将A、B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上等量异种电荷，A带负电，B 带正电，故A错误，B正确； CD．若先将C移走，此时导体A和B的电荷又发生中和，不再带电；再把导体A和B分开，同样不再带 电，所以此时A不带电，B也不带电，故C、D错误。 故选B。 3. 如图所示，一带电粒子以一定速度进入正点电荷Q形成的电场中，粒子仅在电场力作用下运动的轨迹如 图中实线所示，图中虚线是以Q为圆心的同心圆，M、N是运动轨迹与同心圆的交点，下列说法正确的是 （ ） A. 粒子带负电 B. 图中三个同心圆中，N点所在圆的电势最高 C. 粒子从M到N的过程中，速率先增大后减小 D. 粒子从M到N的过程中，电势能先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在运动的过程中，一直受静电斥力作用，因电场为正电荷产生 的电场，故粒子带正电，故A错误； B．在电场中沿着电场线方向，电势逐渐降低，根据正点电荷的电场线背离电荷向外，所以可知N点所在圆 的电势最低，故B错误； C．粒子由M动到N过程中，电场力先做负功后做正功，故速率先减小后增大，故C错误； 第2页/共20页 学科网（北京）股份有限公司D．粒子由M动到N过程中，电场力先做负功后做正功，故电势能先增大后减小，故D正确； 故选D。 4. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球，系在一根长为L的绝缘 细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速 度为g，电场强度E=mg/q， 下列说法不 ． 正确的是（ ） A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 2gL B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动 D. 若将小球在A点以大小为 gL 的速度竖直向上抛出，它将能够到达B点 【答案】C 【解析】 mg 【详解】A．由于电场强度E  ，故 q mg  Eq 物体的加速度大小为 a  2g 故若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为v，则有， mv2 2mg  L 解得 v 2gL A正确； B．除重力和弹力外其它力做功等于机械能的增加值，若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运行 到B点时，电场力做功最多，故到B点时的机械能最大，B正确； 第3页/共20页 学科网（北京）股份有限公司C．小球受合力方向与电场方向夹角45斜向下，故若将小球在A点由静止开始释放，它将沿合力方向做匀 加速直线运动，C错误； Ｄ．将小球在A点以大小为 gL 的速度竖直向上抛出，小球在竖直方向做竖直上抛，水平方向做匀加速， 当竖直上抛合位移为0时，小球刚好运动到B点，D正确。 本题要求选择不正确的，故选C。 5. 长为 L的导体棒原来不带电，将一带电量为 q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当达到静电平 衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于（ ） kq kq kq kq A. B. C. D. L R2 （RL）2 L2 （R ）2 2 【答案】D 【解析】 【详解】导体棒处于静电平衡状态，内部场强处处为0，即感应电荷在棒内中心点出产生的场强与点电荷在 该点产生的场强叠加为0即感应的电荷在棒内中点处产生的场强 q E k 2  L R   2 故选D。 6. 如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径AB与弦BC间的夹角为30。A、B两点分别放有 q 电荷量大小为q 、q 的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则 A 等于（ ） A B q B 1 3 A. B. C. 3 D.2 3 3 第4页/共20页 学科网（北京）股份有限公司【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知两电荷为异种电荷，假设q 为正电荷，q 为负电荷，两电荷在C点的场强如下图， A B 设圆的半径为r，根据几何知识可得 r r ，r  3r AC BC E tan60 A E B 同时有 kq kq E  A ，E  B A r 2 B r 2 AC BC 联立解得 q 3 A  q 3 B 故选B。 7. 如图所示，A、B两点固定两个等量的正点电荷，现在其连线中垂线上的P点放一个负点电荷q（不计重 力），并由静止释放后，下列说法中正确的是（ ） A. 负点电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 第5页/共20页 学科网（北京）股份有限公司B. 负点电荷在从P点到O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C. 负点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值 D. 负点电荷越过O点后，速度越来越小加速度越来越大，直到速度为零 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据点电荷电场强度的叠加法则，可知，同种正电荷连线的中垂线上，电场强度方向由O点 向两边延伸，且大小先增大后减小，在P点由静止释放一个负点电荷q，在从P点到O运动的过程中，它 只在电场力作用下，向下加速，电场强度可能越来越小，也可能先增大后减小，电场力可能越来越小，也 可能先增大后减小，则加速度可能越来越小，也可能先增大后减小，但速度一定越来越大，故AB错误； C．运动到O点时，所受的电场力为零，加速度为零，速度达最大值，故C正确； D．点电荷越过O点后，所受的电场力向上，速度减小，电场强度可能越来越大，也可能先增大后减小， 加速度可能越来越大，也可能先增大后减小，故D错误。 故选C。 8. 空间存在沿x轴方向的电场，其电势随坐标x的变化如图所示（取无穷远处电势为零）。一比荷绝对值 为k的带负电粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，某时刻以速度3 k 经过A点，下列说法正确的 0 是（ ） A. 坐标原点O处电场强度为零 B. 此后粒子运动的最大速度为 11k 0 C. 此后粒子运动的最小速度为 7k 0 D. 此后粒子将做往复运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据x图像切线斜率表示电场强度，可知坐标原点O处电场强度不为零，故A错误； B．由于粒子只受电场力作用，所以粒子的动能和电势能之和保持不变，B点的电势最高，则带负电粒子在 B点的电势能最小，动能最大，速度最大；带负电粒子从A点到B点，根据动能定理可得 第6页/共20页 学科网（北京）股份有限公司1 1 q( 2) mv2  mv2 0 0 2 max 2 0 可得最大速度为 2q v  0 v2  2k 9k  11k max m 0 0 0 0 故B正确； C．由图可知C点的电势最低，则带负电粒子在C点的电势能最大，动能最小，速度最小；带负电粒子从A 点到C点，根据动能定理可得 1 1 q( 2) mv2  mv2 0 0 2 min 2 0 可得最小速度为 6q v   0 v2  6k 9k  3k min m 0 0 0 0 故C错误； D．由于粒子从C点继续向x轴正方向运动过程，电场力对粒子一直做正功，所以粒子一直沿x轴正方向运 动，不会做往复运动，故D错误。 故选B。 二、多选题（本大题共 4小题，每小题 4分，计16分。每小题有多个选项符合题目要求，全 部选对的得 4分，选对但不全的得 2分，有选错或不选的得 0分） 9. 如图，ab 是半径为R 的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，c是圆周上一 点，∠cba=60°，电场方 向与圆面平行。将一带正电的粒子，从圆周上的b 点沿不同方向以大小相等的速率抛出后，粒子经过圆周 上c 点时动能最大， 粒子从b 点到c点电场力做功为W ，粒子带电荷量为q，不计粒子所受重力， 取b 点电势为0，则 （ ） W A. 电场的方向由b 指向c B.c点的电势为- q W C. 粒子从b 点到a 点电场力做功为-W D.O 点的电势为 q 第7页/共20页 学科网（北京）股份有限公司【答案】BD 【解析】 【详解】由题意知粒子在c点的动能最大，则c点为圆上电势最低点，所以电场线方向应该是沿Oc连线指 向c点，因为粒子从b 点到c点电场力做功为W ，所以粒子从b到a电场力做功为2W ，b 点电势为0， 则O点电势为 W φ  O q 由 W qU bc U   bc b c 得 W   c q 故选BD。 10. 如图所示，长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个电荷量 为q、质量为m的带电粒子以初速度v 紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场，而后刚好从下板边缘 0 射出，射出时其末速度恰与下板的夹角30，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ） 2 3v A. 粒子做非匀变速运动 B. 粒子的末速度大小为 0 3 3mv2 3L C. 匀强电场的场强大小为 0 D. 两板间的距离为 3qL 12 【答案】BC 【解析】 【详解】A．因为在匀强电场中，电场力是恒力，因此会产生恒定的加速度，所以粒子做匀变速运动，A错 误； 第8页/共20页 学科网（北京）股份有限公司B．粒子离开电场时，合速度与水平方向夹角为30o，由速度关系得合速度为 v 2 3v v 0  0 cos30 3 B正确 C．粒子在云强电场中做类平抛运动，在水平方向上 Lv t 0 在竖直方向上 v at y 3v y v tan30  0 y 0 3 由牛顿第二定律得 qE ma 解得 3mv2 E  0 3qL 方向竖直向下，C正确； D．粒子做类平抛运动，在竖直方向上 1 d  at2 2 解得 3 d  L 6 D错误。 故选BC。 11. 如图所示，在O点固定一个负点电荷Q，长度为L的不可伸长轻质绝缘丝线一端也固定在O点，另一 端拴一个质量为m、带电荷量为q  q 0  的带电小球P。对小球施加一个水平向右的拉力，小球静止， 1 1 此时丝线与竖直方向的夹角为53。某时刻撤去拉力，撤去拉力瞬间小球的加速度大小为a ，丝线恰好 1 对小球无拉力，此后小球做圆周运动，运动到最低点时，小球的加速度大小为a ，点电荷Q所带电荷量绝 2 第9页/共20页 学科网（北京）股份有限公司对值为q 。已知重力加速度为g，静电力常量为k，sin530.8，cos530.6，不计空气阻力，下列判 2 断正确的是（ ） 4 A. a  g 1 5 6 B. a  g 2 5 3mgL2 C. qq  1 2 5k D. 若点电荷Q电荷量缓慢减少，小球到最低点时的加速度减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．释放小球瞬间，小球的加速度为 4 a  gsin53 g 1 5 故A正确； B．运动到最低点时，小球的加速度有合外力提供，此时的合外力恰好等于向心力，由重力势能转化为动能， 电势能不变 1 mg(LLcos53) mv2 2 v2 4 a   2g(1cos53) g 2 L 5 故B错误； C．释放瞬间绳子拉力恰好为零，所以库仑力等于重力分力 kqq mgcos53 1 2 L2 解得 mgL2cos53 3mgL2 qq   1 2 k 5k 故C正确； 第10页/共20页 学科网（北京）股份有限公司D．由于库仑力始终与运动方向垂直，不做功，所以小球P运动到最低点的速度不变，加速度不变，故D 错误。 故选AC。 12. 如图甲所示，某装置由直线加速器和偏转电场组成。直线加速器序号为奇数和偶数的圆筒分别和交变电 源的两极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示；在t＝0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势 差为正值，位于金属圆板（序号为0）中央的电子由静止开始加速，通过可视为匀强电场的圆筒间隙的时间 忽略不计，偏转匀强电场的A、B板水平放置，长度均为L，相距为d，极板间电压为U，电子从直线加速 器水平射出后，自M点射入电场，从N点射出电场。若电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力和 相对论效应。下列说法正确的是（ ） 1 A. 电子在第3个与第6个金属筒中的动能之比 2 T eU B. 第2个金属圆筒的长度为 0 2 m UL C. 电子射出偏转电场时，速度偏转角度的正切值tan 8dU 0 D. 若电子通过圆筒间隙的时间不可忽略，且圆筒间隙的距离均为d，在保持圆筒长度、交变电压的变化规 U eT 律和图乙中相同的情况下，该装置能够让电子获得的最大速度为v  0 m 2dm 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设电子的质量为m，电子所带电荷量的绝对值为e。电子进入第n个圆筒后的动能为E ，根据 n 动能定理有 E neU n 电子在第3个和第6个金属圆筒中的动能之比1:2，故A正确； B．设电子进入第n个圆筒后的速度为v ，根据动能定理有 n 第11页/共20页 学科网（北京）股份有限公司1 2neU neU  mv2，v  0 0 2 n n m 第2个金属圆筒的长度 T 4eU eU l v t  0 ＝T 0 2 2 2 m m 故B错误； C．电子在偏转电场中运动的加速度为 F eE eU a    m m md 电子在偏转电场中的运动时间为 L t  v 8 又因为 16eU v  0 8 m 电子射出偏转电场时，垂直于板面的分速度 eUL v at  y mdv 8 电子射出偏转电场时，偏转角度的正切值为 v UL tan y  v 16dU 8 0 故C错误； D．由题意，若电子通过圆筒间隙的时间不可忽略，则电子进入每级圆筒的时间都要比忽略电子通过圆筒间 T 隙中对应时间延后一些，当延后时间累计为 ，则电子再次进入电场时将开始做减速运动，此时的速度就 2 是装置能够加速的最大速度，则有 v T nd  m 2 2 根据动能定理得 1 nedU  mv2 0 2 m 联立解得 第12页/共20页 学科网（北京）股份有限公司eTU v  0 m 2md 故D正确。 故选AD。 第II卷（非选择题 共52分） 三、实验题（本大题共 2小题，计 16分） 13. 某同学利用图示装置来探究影响电荷间静电力大小的因素。图中，A是一个带正电的小球，系在绝缘丝 线上带电的小球B会在静电力的作用下发生偏离。 （1）静电力的大小可以通过________反映出来。（单选） A.A球的电荷量 B. 两带电球间的距离 C.B球的电荷量 D. 丝线偏离竖直方向的角度 （2）保持A、B两球电荷量不变，把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图中横杆上的P、P 、P 等位 1 2 3 置，调节丝线长度，使带电小球B与球A的球心保持在同一水平线上，小球静止时的状态如图所示。可推 断：小球B带________（选填“正”或“负”）电荷；悬挂在________（选填“P”、“P ”或“P ”） 1 2 3 位置时小球受到的静电力最小。 （3）实验表明：电荷间静电力大小随电荷间距离的增大而________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】（1）D （2） ①. 正 ②. P 3 （3）减小 【解析】 【小问1详解】 对小球B，设丝线偏离竖直方向的角度为θ，由平衡条件可得静电力的大小 F m gtan B 可知θ角越大，B球受的静电力越大，θ角越小，B球受的静电力越小，因此静电力的大小可以通过丝线偏离 竖直方向的角度反映出来。 故选D。 【小问2详解】 第13页/共20页 学科网（北京）股份有限公司[1]由题图可知，小球B在静电力作用下远离小球A，即受小球A的排斥，因小球A带正电，可知小球B 也带正电荷。 [2]由题图可知，悬挂在“P ”位置时，丝线偏离竖直方向的角度最小，由 3 F m gtan B 可知，悬挂在“P ”位置时小球受到的静电力最小。 3 【小问3详解】 由以上实验解析表明：在两小球所带电荷量不变时，电荷间静电力大小随电荷间距离的增大而减小。 14. 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器的因素，其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地， 电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。 （1）关于此实验，下列说法正确的是________。 A．本实验采用的科学方法是控制变量法 B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况 C．A板与静电计的指针带的是异种电荷 D．静电计可以用电压表皆代 （2）保持B板不动，将A板向左移动，静电计指针张角________；保持B板不动，将A板上移减小正对 面积静电计指针张角________；（填“增大”、“减小”或“不变”） （3）原来的电压为U ，当把两板的距离增大为原来的3倍、板的正对面积减小为原来的一半时，电压变为 ________。 【答案】 ①.AC##CA ②. 增大 ③. 增大 ④.6U 【解析】 【详解】（1）[1]A．在研究两个物理之间的关系时，需要牵涉到多个变量，但为了便于研究，需要控制其它 物理量保持不变，而改变其中某一个物理量的方法，称之为控制变量法，显然本实验采用的科学方法是控 制变量法，故A正确； B．由于电容器保持与电源断开，该实验中电容器极板上的电量不会发生变化，静电计测量的是电势差，故 第14页/共20页 学科网（北京）股份有限公司B错误； C．由于A板与B板带异种电荷，且B板与静电计连接带同种电荷，所以可知A板与静电计的指针带的是 异种电荷，故C正确； D．电压表必须有电流通过才行，所以不能用电压表代替，故D错误。 故选AC。 S Q （2）[2]保持B板不动，A板向左移动，根据C  得，d 增大，电容C变小，根据U  ，知电量Q 4kd C 不变，则电势差U 增大，静电计指针张角增大。 S Q [3]保持B板不动，将A板上移，两极板的正对面积S减小，由C  可知，电容C变小，根据U  ， 4kd C 知电量Q不变，则电势差U 增大，静电计指针张角增大。 S （3）[4]根据C  可知，当把两板的距离增大为原来的3倍、板的正对面积减小为原来的一半时，电 4kd 1 Q 容变为原来的 ，根据U  ，知电量Q不变，则电势差为 6 C U6U 四、解答题（本大题共 3小题，计 36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 如图所示，A、B、C为匀强电场中的三个点，电场的方向与△ABC所在的平面平行，AB⊥AC，∠ACB ＝30°。将电荷量q 1.0109 C的点电荷从A点移动到B点，静电力做功W 2.0108 J；将该电 AB 荷从B点移动到C点，电势能增加了4.0108 J。设C点的电势 0，A、B的距离L＝4cm，求： C （1）A与B、C两点间的电势差U 、U ； AB AC （2）A、B两点的电势 、 和B点的电势能E ； A B PB （3）电场强度E的大小。 【答案】（1）20V，60V （2）60V，40V，4.0108J 第15页/共20页 学科网（北京）股份有限公司（3）1000V/m 【解析】 【小问1详解】 由题可知 W qU AB AB 解得 W U  AB  20V AB q 电荷从B点移动到C点，电势能增加了4.0108 J，说明在此过程中，电场力也是做负功，同理可得 W U  BC  40V BC q 根据电势差的关系可得 U U U  60V AC AB BC 【小问2详解】 根据上述分析可知   U B C BC  0 C 所以，B点的电势  40V B E q 4.0108J pB B 同理可得   U A B AB 解得，A点的电势  60V A 【小问3详解】 沿AB方向的电场强度 第16页/共20页 学科网（北京）股份有限公司U E  AB 500V/m 1 L 沿AC方向的电场强度 U E  AC 500 3V/m 2 L tan30 所以电场强度 E  E2 E2 1000V/m 1 2 16. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，所带电荷量为q。现加水平方向的匀强电场，匀强电场的电场强度 为E，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为37（如图）。已知重力加速度g，cos37°0.8，求： （1）小球的电性和质量； （2）剪去细线后，小球落地前的加速度大小； （3）撤去电场后，小球运动到最低点时细线的拉力。 4qE 【答案】（1）正电， 3g 5 （2） g 4 28qE （3） 15 【解析】 【小问1详解】 小球处于平衡状态，受到重力，细线的拉力以及电场力。根据三力平衡可知，电场力方向水平向右，因电 场强度方向水平向右，故小球带正电，由平衡条件可得 qE mgtan 解得 qE 4qE m  gtan37 3g 第17页/共20页 学科网（北京）股份有限公司【小问2详解】 剪去细线后，小球在空中仅受电场力和重力的作用，合力F为 mg 5mg F   cos 4 小球落地前的加速度大小 F 5 a   g m 4 【小问3详解】 撤去电场后，小球做圆周运动，设细线长为l，到最低点细线的拉力为F，速度为v，则根据动能定理有 1 mgl  1cos37 mv2 2 小球到达最低点时，合力提供向心力，有 v2 Fmg m l 联立得到 28qE F1.4mg  15 17. 如图甲所示，电子加速器的加速电压为U （U 未知），偏转电场的板长均为l。大量电子由静止加速后， 1 1 不断地从两板正中间沿水平方向射入偏转电场。两板不带电时，电子通过两板的时间为2t ，当在两板间加 0 如图乙所示的周期为2t 、最大值为U 的变化电压时，偏移量最大的电子恰从两极板右边缘射出。电子的 0 0 电荷量为e，质量为m，不计电子重力和它们之间相互作用力，求： （1）加速电场的电压U ； 1 （2）偏转电场的板间距离d 和电子刚进入偏转电场时的加速度a的大小； d （3）何时从左侧进入的电子从平行板右侧距离中线上方 处飞出？ 6 ml2 【答案】（1）U  1 8et2 0 第18页/共20页 学科网（北京）股份有限公司2eU 1 eU （2）d t 0 ；a 0 0 m t 2m 0 t （3）t 2nt t 2nt  0 ，（n=0，1，2，…） 0 x 0 3 【解析】 【小问1详解】 电子出离加速电场时的速度 l v  0 2t 0 则在加速电场中 1 U e mv2 1 2 0 解得 ml2 U  1 8et2 0 【小问2详解】 当 t=nt （n=0，1，2，…） 0 时刻射入偏转电场的电子出离电场时的偏转距离最大，则 d 1 2 at2 2 2 0 U e a  0 dm 解得 2eU d t 0 0 m 1 eU a 0 t 2m 0 【小问3详解】 d 设t 时刻进入偏转电场的电子，会从中线上方 处飞出偏转电场，由运动公式可得 x 6 d 1 1  a  t t 22 at22 6 2 0 x 2 x 解得 第19页/共20页 学科网（北京）股份有限公司t t  0 x 3 t d 所以在t 2nt t 2nt  0 ，（n=0，1，2，…）时刻进入偏转电场的电子，会从中线上方 飞出偏转 0 x 0 3 6 电场； t d 同理可得在t 2nt t 2nt  0 ，（n=1，2，3，…）时刻进入偏转电场的电子，也会从中线上方 飞出 0 x 0 3 6 偏转电场。 第20页/共20页 学科网（北京）股份有限公司