精品解析：山东省青岛市即墨区第一中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷

2023—2024学年度第二学期期末考试 高一物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自已的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，只需要上交答题卡。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列关于静电场的说法正确的是（　　） A. 开普勒提出了用电场线描述电场的方法 B. 电荷量单位库仑（C）是国际单位制中七个基本单位之一 C. 负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 D. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 2. 点电荷Q1和q相距1m，Q1和q之间存在大小为F的斥力；点电荷Q2和q相距2m，Q2和q之间存在大小为3F的引力。关于Q1和Q2的电性以及电荷量之比，下列说法正确的是（　　） A. Q1和Q2带异种电荷，Q1：Q2=1：12 B. Q1和Q2带异种电荷，Q1：Q2=1：6 C. Q1和Q2带同种电荷，Q1：Q2=1：12 D. Q1和Q2带同种电荷Q1：Q2=1：6 3. 某手机说明书标明该手机电池容量为5000mA·h，待机时间为16天；说明书还标明该手机播放视频的最长时间为18小时。下列说法正确的是（　　） A. 5000mA·h表示该电池能够提供的电能总量 B. 手机播放视频时电流与待机时电流的比值为 C. 放电时电池可输出的最大电荷量为1.8×107C D. 电池充满电后以100mA的电流可连续工作5小时 4. 经典电磁场理论明确给出了场中导体会影响空间静电场的分布。如图是一个金属球壳置于匀强电场后周围电场线分布情况，其中a、d两点对称分布在球壳两侧，b点位于球壳上，c点位于球壳中心，下列说法正确的是（　　） A. a和d场强大小关系为 B. b和c电势大小关系为 C. 球壳的感应电荷在c处的合场强为零 D. ab两点间的电势差等于cd两点间的电势差 5. 智能手机中运动步数的测量原理如图所示，M和N为电容器两极板，M板固定，N板与固定的两轻弹簧连接，且只能按图中标识的“前后”方向运动，下列说法正确的是（　　） A. 匀速运动时，电流表示数不为零 B. 突然向前减速时，电流由a向b流过电流表 C. 突然向前加速时，电容器的电容变大 D. 保持向前匀减速运动时，电阻R的电流减小 6. 如图，电场方向未知的匀强电场中有一立方体。已知A、B、F三点的电势分别为-5V、5V，15V，下列说法正确的是（　　） A. =-5V B. UAE=UHD C. 电场强度的方向一定从F指向A D. 负电荷从A移动到E电势能减少 7. 如图，圆环A和B分别套在竖直杆和水平杆上，A、B两环用一不可伸长的轻绳连接。初始时，在外力作用下A、B两环均处于静止状态，轻绳处于伸直状态且与竖直杆夹角为60°。撤去外力后，小环A和B各自沿着竖直杆和水平杆运动。已知A、B两环的质量均为m，绳长为l，重力加速度为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A. 若外力作用在A上，则外力大小为2mg B. 若外力作用在B上，且B环不受杆的弹力，则外力大小为mg C. 轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环A的速率为 D. 轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环B的速率为 8. 某电子透镜两极间的电场线分布如图所示，正中间的电场线是直线，其他电场线对称分布，取正中间电场线上左侧的某点为坐标原点O，沿电场线方向建立x轴。一电子仅在电场力作用下，以某一初速度从О点向右沿x轴运动到A点，电子的动能Ek和x轴各点的电势与坐标x的关系图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图，A、B、C是位于匀强电场同一条电场线上的三点，AB=0.2m，BC=0.8m。将电荷量为1.6×10-9C的正点电荷从A点移动到B点，静电力做功为1.6×10-7J。下列说法正确的是（　　） A. 电场方向由A指向B B. 匀强电场的场强大小为1000V/m C. BC之间的电势差UBC=-400V D. 把该电荷从B点移动到C点，电势能减小了6.4×10-7J 10. 静止的一价铜离子q1和二价的铜离子q2，经过同一电压加速后，再垂直电场线射入同一匀强电场，发生偏转后离开电场，下列说法正确的是（　　） A. q1与q 2离开偏转电场时速度之比为1：2 B. q 1与q 2离开偏转电场时的速度之比为1： C. q 1与q 2在偏转电场中沿电场方向的位移之比为1：1 D. q 1与q 2在偏转电场中沿电场方向的位移之比为1：3 11. 如图，在竖直平面内绝缘倾斜轨道ab和绝缘圆弧轨道bede平滑相接，一质量为m的带正电小球从倾斜轨道高h处由静止释放，刚好能通过圆轨道的最高点e。现在轨道空间内加一竖直向上、范围足够大的匀强电场、且小球所受的电场力小于小球的重力，不计一切摩擦，下列说法中正确的是（　　） A. 小球经过最低点c时，机械能最小 B. 小球经过最低点c时，电势能最小 C. 若从斜面上原位置无初速释放小球，小球一定能通过e点 D. 若从斜面上高于原位置无初速释放小球，小球不一定能通过e点 12. 如图，绝缘墙角固定一带电量为+q1的小球A，光滑轻质绝缘细杆长为L，其正中心固定一质量为m、带电量为+q2的小球B，一开始轻杆与水平地面的夹角为60°，在杆底端水平外力F的作用下，杆缓慢转动直至竖直。此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球A、B间的库仑力大小不变 B. 小球A对B的库仑力做正功 C. 地面对杆的支持力逐渐减小 D. 外力F做功为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某同学为验证机械能守恒定律，将一质量为m小球从倾角为θ的斜面顶端滚下，用闪光频率为f的频闪照相机给小球拍照，得到的照片如图所示，A、B、C、D、E为小球滚下过程中的五个不同位置，用刻度尺测出相邻两个位置间的距离分别为x1、x2、x3、x4。 （1）该同学研究小球BD段的运动，此过程中小球重力势能的减少量为__________，动能的增加量为_________。若误差允许的范围内二者相等，则小球机械能守恒； （2）另一位同学根据如图照片来计算小球下滑过程中的加速度a，为了充分利用记录数据，尽可能减小误差，他的计算式应为a=____________。（结果用题中所给字母表示） 14. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中。实验装置如图甲所示：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、电压传感器、电流表、电压表、单刀双掷开关以及导线若干。 （1）先将单刀双掷开关S与“1”端相接，调节电阻箱R的阻值，使电流表的指针满偏，记下这时电流表的示数=500μA、电压表的示数U0=-6.0V，此时电阻箱R的阻值为9.5kΩ，则电流表的内阻为_________kΩ； （2）再将单刀双掷开关S与“2”端相接，通过电阻R的电流__________（填“从a到b”或“从b到a”）。从开关S与“2”端相接瞬间开始计时，利用电压传感器和数据处理软件得到图像如图乙所示，已知图线与坐标轴围成的面积为S0。根据该图像可以粗测出实验中电容器的电容C=__________；（用题中已知物理量Um、R0和S0表示） （3）若换用另个电介质相同、极板间距相等、极板正对面积较小的电容器进行实验，则得到的图像中图线与坐标轴所围成的面积将__________。（填“变大”“变小”或“不变”） 15. 如图，物体Р和Q用不可伸长的轻绳相连，悬挂在固定于天花板的轻质定滑轮上，物体P和Q的质量分别为m、2m。两物体由静止释放，在Q下降h（未落地）时轻绳突然断裂，物体Р能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度。取开始时物体P所在水平面为零势能面，重力加速度为g，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点。求 （1）Q下降h时物体Р的速度大小； （2）P和Q开始时的机械能大小。 16. 如图，一带电量为+Q的点电荷固定在空间某一位置，一质量为m的带电小球在+Q下方水平面内做匀速圆周运动，圆心О恰好在+Q的正下方，半径为R，向心加速度为，已知静电力常量为k、重力加速度为g，小球可看成点电荷。求： （1）小球的电性及电荷量大小； （2）圆心О点的电场强度E的大小。 17. 如图，足够长的带电平行金属板MN、PQ与水平方向夹角α=60°，相距d=2m，板间电场强度E=2.5×103N/C，其中PQ板带正电，MN板带负电。A、B、C、D为金属板内侧的点，AB连线水平，连线中点О有一个粒子源，可以在平行纸面内向各个方向释放不同速率、质量m=2×10-3kg、电荷量q=8×10-6C的带正电粒子，CD连线过О点且与金属板夹角θ=30°。有一半径R=0.4m、圆心在CD连线上的圆，与AB连线交于О、E两点，重力加速度g=10m/s2。求 （1）初速度为零的粒子运动到金属板时的速度大小； （2）沿着OC方向释放速度大小为3m/s的粒子运动到金属板所用时间； （3）沿着垂直CD指向左上方的方向释放的粒子经过E点时的动能。 18. 如图甲，倾角为的斜面，底端固定一轻弹簧，顶端与一水平面相连。一绝缘轻绳将斜面上的物块A通过轻质定滑轮与水平面上的物块B相连。A、B的质量分别为M=1.2kg、m=0.6kg，A不带电，B带正电且电荷量q=8×10-4C。先将B锁定，使细绳处于拉紧状态，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧细绳与水平面平行。解除锁定，A、B从静止开始运动，此时A的加速度大小=4m/s2，B始终处于水平向右的匀强电场中且不会与滑轮碰撞，带电量保持不变。以物块A的初始位置为坐标原点O，沿斜面向下建立坐标轴Ox，弹簧弹力F与A的位置关系如图乙所示。弹簧未超过弹性限度，重力加速度g=10m/s2，不计一切摩擦。 （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）求物块A、B的最大速度； （3）取物块B初始位置为零电势点，求物块B的电势能的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023—2024学年度第二学期期末考试 高一物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自已的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，只需要上交答题卡。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列关于静电场的说法正确的是（　　） A. 开普勒提出了用电场线描述电场的方法 B. 电荷量的单位库仑（C）是国际单位制中七个基本单位之一 C. 负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 D. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 【答案】C 【解析】 【详解】A．法拉第提出了用电场线描述电场的方法，选项A错误； B．电荷量的单位库仑（C）不是国际单位制中七个基本单位之一，是导出单位，选项B错误； C．负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能一定增加，选项C正确； D．电场强度大的地方电势不一定高，例如负点电荷附近的场强较大，电势较低；电场强度小的地方电势不一定低，例如两等量同种电荷连线的中点场强为零，但是电势较高，选项D错误。 故选C。 2. 点电荷Q1和q相距1m，Q1和q之间存在大小为F的斥力；点电荷Q2和q相距2m，Q2和q之间存在大小为3F的引力。关于Q1和Q2的电性以及电荷量之比，下列说法正确的是（　　） A. Q1和Q2带异种电荷，Q1：Q2=1：12 B. Q1和Q2带异种电荷，Q1：Q2=1：6 C. Q1和Q2带同种电荷，Q1：Q2=1：12 D. Q1和Q2带同种电荷Q1：Q2=1：6 【答案】A 【解析】 【详解】点电荷Q1和q之间存在斥力，点电荷Q2和q间存在引力，可知Q1和Q2带异种电荷；根据库仑定律可得 ， 可得 故选A。 3. 某手机的说明书标明该手机电池容量为5000mA·h，待机时间为16天；说明书还标明该手机播放视频的最长时间为18小时。下列说法正确的是（　　） A. 5000mA·h表示该电池能够提供的电能总量 B. 手机播放视频时电流与待机时电流的比值为 C. 放电时电池可输出的最大电荷量为1.8×107C D. 电池充满电后以100mA的电流可连续工作5小时 【答案】B 【解析】 【详解】A．5000mA·h表示该电池能够提供的总电量，选项A错误； B．根据 可得手机播放视频时电流与待机时电流的比值为 选项B正确； C．放电时电池可输出的最大电荷量为 q=5000mA·h=5A×3600s=1.8×104C 选项C错误； D．电池充满电后以100mA的电流可连续工作 选项D错误。 故选B。 4. 经典电磁场理论明确给出了场中导体会影响空间静电场的分布。如图是一个金属球壳置于匀强电场后周围电场线分布情况，其中a、d两点对称分布在球壳两侧，b点位于球壳上，c点位于球壳中心，下列说法正确的是（　　） A. a和d场强大小关系为 B. b和c电势大小关系为 C. 球壳的感应电荷在c处的合场强为零 D. ab两点间的电势差等于cd两点间的电势差 【答案】D 【解析】 【详解】A．a和d两点电场线的疏密程度相同，场强方向也相同，可知场强大小关系为 选项A错误； B．静电平衡时导体是等势体，则b和c电势大小关系为 选项B错误； C．球壳的感应电荷在c处的合场强与外部场强等大反向，则球壳的感应电荷在c处的合场强不为零，选项C错误； D．因且a到金属壳间距离等于d与金属壳间距离且两段距离上的场强分布相同，根据U=Ed可知，ab两点间的电势差等于cd两点间的电势差，选项D正确。 故选D。 5. 智能手机中运动步数的测量原理如图所示，M和N为电容器两极板，M板固定，N板与固定的两轻弹簧连接，且只能按图中标识的“前后”方向运动，下列说法正确的是（　　） A. 匀速运动时，电流表示数不为零 B. 突然向前减速时，电流由a向b流过电流表 C. 突然向前加速时，电容器的电容变大 D. 保持向前匀减速运动时，电阻R的电流减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．匀速运动时，N板不动，电容器的电容不变，则电容器带电量不变，回路无电流，电流表示数为零，故A错误； B．突然向前减速时，N板向前运动，则板间距变小，根据，可知电容器的电容增大，由于电压不变，则电容器带电量增大，电流由a向b流过电流表，故B正确； C．突然向前加速时，N板向后运动，则板间距变大，根据，可知电容器的电容减小，故C错误； D．保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，N极板受力不变，则弹簧形变量不变，N极板相对M极板的位置不变，则电容器的电容不变，电容器带电量不变，电路中无电流，电流表示数不变，为零，故D错误。 故选B。 6. 如图，电场方向未知的匀强电场中有一立方体。已知A、B、F三点的电势分别为-5V、5V，15V，下列说法正确的是（　　） A. =-5V B. UAE=UHD C. 电场强度的方向一定从F指向A D. 负电荷从A移动到E电势能减少 【答案】D 【解析】 【详解】A．设AF的中点为O，根据匀强电场电势差与电场强度的关系可知 代入数据解得 则BOE连线等势线，电场方向垂直直线BE，但具体指向不能确定，所以无法确定H点电势，故A错误； B．匀强电场中，沿相同方向上相等距离的两点电势差相等，则 UAE=UDH =-UHD 选项B错误； C．根据电场线与等势线的关系可知，电场线只需要与BE垂直即可，即如图所示，不一定从F指向A，选项C错误； D．负电荷从A移动到E电场力做正功，则电势能减少，D正确。 故选D。 7. 如图，圆环A和B分别套在竖直杆和水平杆上，A、B两环用一不可伸长的轻绳连接。初始时，在外力作用下A、B两环均处于静止状态，轻绳处于伸直状态且与竖直杆夹角为60°。撤去外力后，小环A和B各自沿着竖直杆和水平杆运动。已知A、B两环的质量均为m，绳长为l，重力加速度为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A. 若外力作用在A上，则外力大小2mg B. 若外力作用在B上，且B环不受杆的弹力，则外力大小为mg C. 轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环A的速率为 D. 轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环B的速率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．若外力作用在A上，对B受力分析可知，绳子的拉力为零，对A分析，由于A静止，故合力为零，施加的外力等于A环的重力，故外力大小为 方向竖直向上，故A错误； B．若外力作用在B上，对A受力分析可得 解得绳子的拉力为 B环不受杆的弹力，则外力大小为 故B错误； CD．将A、B的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向，两物体沿绳子方向的速度大小相等，有 在运动过程中，A、B组成的系统机械能守恒，则 解得 ， 故C正确，D错误。 故选C。 8. 某电子透镜两极间的电场线分布如图所示，正中间的电场线是直线，其他电场线对称分布，取正中间电场线上左侧的某点为坐标原点O，沿电场线方向建立x轴。一电子仅在电场力作用下，以某一初速度从О点向右沿x轴运动到A点，电子的动能Ek和x轴各点的电势与坐标x的关系图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电场线的疏密表示电场的强弱，从O到A电场强度先增大后减小，根据能量守恒关系，则 而 且 可知 由此粒子的动能Ek与x的图线斜率是先增大后减小，故AB错误； CD．图像斜率的绝对值代表电场强度的大小，从O到A电场强度先增大后减小，则从O到A的图像的斜率的绝对值先增大后减小，故C正确，D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图，A、B、C是位于匀强电场同一条电场线上的三点，AB=0.2m，BC=0.8m。将电荷量为1.6×10-9C的正点电荷从A点移动到B点，静电力做功为1.6×10-7J。下列说法正确的是（　　） A. 电场方向由A指向B B. 匀强电场的场强大小为1000V/m C. BC之间的电势差UBC=-400V D. 把该电荷从B点移动到C点，电势能减小了6.4×10-7J 【答案】AC 【解析】 【详解】A．A、B两点间的电势差为 根据沿电场线电势降低，电场方向由A指向B，故A正确； B．匀强电场的场强大小为 故B错误； C．BC之间的电势差 故C正确； D．把该电荷从B点移动到C点，电场力做功为 电场力做负功，电势能增加了6.4×10-7J，故D错误。 故选AC。 10. 静止的一价铜离子q1和二价的铜离子q2，经过同一电压加速后，再垂直电场线射入同一匀强电场，发生偏转后离开电场，下列说法正确的是（　　） A. q1与q 2离开偏转电场时的速度之比为1：2 B. q 1与q 2离开偏转电场时的速度之比为1： C. q 1与q 2在偏转电场中沿电场方向的位移之比为1：1 D. q 1与q 2在偏转电场中沿电场方向的位移之比为1：3 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设加速电场电压为U。偏转电场场强E，板长L，则根据 在偏转电场中 离开偏转电场时的速度 联立解得 可知q1与q2离开偏转电场时的速度之比为1：选项A错误，B正确； CD．根据 可得 则q1与q2在偏转电场中沿电场方向的位移之比为1：1，选项C正确，D错误。 故选BC 11. 如图，在竖直平面内绝缘倾斜轨道ab和绝缘圆弧轨道bede平滑相接，一质量为m的带正电小球从倾斜轨道高h处由静止释放，刚好能通过圆轨道的最高点e。现在轨道空间内加一竖直向上、范围足够大的匀强电场、且小球所受的电场力小于小球的重力，不计一切摩擦，下列说法中正确的是（　　） A. 小球经过最低点c时，机械能最小 B. 小球经过最低点c时，电势能最小 C. 若从斜面上原位置无初速释放小球，小球一定能通过e点 D. 若从斜面上高于原位置无初速释放小球，小球不一定能通过e点 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由a到c重力做正功，电场力做负功，小球的机械能不守恒，在最低点，电势能最大，机械能最小，故A正确，B错误。 CD．开始没加电场时小球恰能通过最高点e，则 且从a点到e点满足 与质量m无关加上电场后，重力与电场力的合力变为mg-Eq，则当从斜面上高h处释放小球后，小球仍然是刚好能通过轨道的最高点，若从斜面上高于原位置无初速释放小球，小球也一定能通过e点，所以C正确，D错误； 故选AC。 12. 如图，绝缘墙角固定一带电量为+q1的小球A，光滑轻质绝缘细杆长为L，其正中心固定一质量为m、带电量为+q2的小球B，一开始轻杆与水平地面的夹角为60°，在杆底端水平外力F的作用下，杆缓慢转动直至竖直。此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球A、B间的库仑力大小不变 B. 小球A对B的库仑力做正功 C. 地面对杆的支持力逐渐减小 D. 外力F做功为 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．根据几何关系可知，杆缓慢转动直至竖直过程中，小球A、B间的距离不变，恒为，根据库仑定律，小球A、B间的库仑力大小为 可知小球A、B间的库仑力大小不变，小球A对B的库仑力不做功，故A正确，B错误； C．轻杆受力图所示 根据平衡条件可得 库仑力不变，逐渐增大，则地面对杆的支持力将逐渐减小，故C正确； D．外力F做功使小球B的重力势能增加，则外力F做功为 故D正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某同学为验证机械能守恒定律，将一质量为m的小球从倾角为θ的斜面顶端滚下，用闪光频率为f的频闪照相机给小球拍照，得到的照片如图所示，A、B、C、D、E为小球滚下过程中的五个不同位置，用刻度尺测出相邻两个位置间的距离分别为x1、x2、x3、x4。 （1）该同学研究小球BD段的运动，此过程中小球重力势能的减少量为__________，动能的增加量为_________。若误差允许的范围内二者相等，则小球机械能守恒； （2）另一位同学根据如图照片来计算小球下滑过程中的加速度a，为了充分利用记录数据，尽可能减小误差，他的计算式应为a=____________。（结果用题中所给字母表示） 【答案】（1） ①. ②. （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]此过程中小球重力势能的减少量为 [2]相邻两个球间的时间间隔 则B位置速度 D位置速度 小球BD段动能的增加量为 【小问2详解】 根据逐差法，小球下滑过程中的加速度 14. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中。实验装置如图甲所示：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、电压传感器、电流表、电压表、单刀双掷开关以及导线若干。 （1）先将单刀双掷开关S与“1”端相接，调节电阻箱R的阻值，使电流表的指针满偏，记下这时电流表的示数=500μA、电压表的示数U0=-6.0V，此时电阻箱R的阻值为9.5kΩ，则电流表的内阻为_________kΩ； （2）再将单刀双掷开关S与“2”端相接，通过电阻R的电流__________（填“从a到b”或“从b到a”）。从开关S与“2”端相接瞬间开始计时，利用电压传感器和数据处理软件得到图像如图乙所示，已知图线与坐标轴围成的面积为S0。根据该图像可以粗测出实验中电容器的电容C=__________；（用题中已知物理量Um、R0和S0表示） （3）若换用另个电介质相同、极板间距相等、极板正对面积较小的电容器进行实验，则得到的图像中图线与坐标轴所围成的面积将__________。（填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】（1）2.5 （2） ①. a到b ②. （3）变小 【解析】 【小问1详解】 电流表的内阻为 解得 小问2详解】 [1]电容器充电时上极板带正电，将单刀双掷开关S与“2”端相接，通过电阻R的电流从a到b。 [2]电容器放电时的图线与坐标轴围成的面积为表示电容器放电的电荷量 电容器的电容为 【小问3详解】 由，可知换用另个电介质相同、极板间距相等、极板正对面积较小的电容器则电容减小，由，可知电容器充电后电压不变，电容器所带电荷量减小，所以得到的图像中图线与坐标轴所围成的面积将变小。 15. 如图，物体Р和Q用不可伸长的轻绳相连，悬挂在固定于天花板的轻质定滑轮上，物体P和Q的质量分别为m、2m。两物体由静止释放，在Q下降h（未落地）时轻绳突然断裂，物体Р能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度。取开始时物体P所在水平面为零势能面，重力加速度为g，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点。求 （1）Q下降h时物体Р的速度大小； （2）P和Q开始时的机械能大小。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）根据系统机械能守恒可得 解得Q下降h时物体Р的速度大小 （2）轻绳断裂后，物体Р做竖直上抛运动，上升的最大高度为 取开始时物体P所在水平面为零势能面，P开始时的机械能大小为 Q开始时的机械能大小为 16. 如图，一带电量为+Q的点电荷固定在空间某一位置，一质量为m的带电小球在+Q下方水平面内做匀速圆周运动，圆心О恰好在+Q的正下方，半径为R，向心加速度为，已知静电力常量为k、重力加速度为g，小球可看成点电荷。求： （1）小球的电性及电荷量大小； （2）圆心О点的电场强度E的大小。 【答案】（1）负电，；（2） 【解析】 【详解】（1）依据题意，小球在小球和+Q的库仑引力与小球的重力的合力作用下，做匀速圆周运动，如图 因此球带负电荷。 向心加速度为g，则 解得 所以库仑力大小为 由几何关系可知 解得小球的电荷量大小 （2）由 解得 所以带电量为+Q的点电荷在圆心О点的电场强度E的大小 17. 如图，足够长的带电平行金属板MN、PQ与水平方向夹角α=60°，相距d=2m，板间电场强度E=2.5×103N/C，其中PQ板带正电，MN板带负电。A、B、C、D为金属板内侧的点，AB连线水平，连线中点О有一个粒子源，可以在平行纸面内向各个方向释放不同速率、质量m=2×10-3kg、电荷量q=8×10-6C的带正电粒子，CD连线过О点且与金属板夹角θ=30°。有一半径R=0.4m、圆心在CD连线上的圆，与AB连线交于О、E两点，重力加速度g=10m/s2。求 （1）初速度为零的粒子运动到金属板时的速度大小； （2）沿着OC方向释放速度大小为3m/s的粒子运动到金属板所用时间； （3）沿着垂直CD指向左上方的方向释放的粒子经过E点时的动能。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题目条件可知，静电力和重力大小分别为 由，结合几何关系可知合力方向由C指向D，大小为 由牛顿第二定律有 有几何关系知OD的距离为 由公式解得 （2）如图所示 带电粒子先以向C作匀减速运动，匀减速的位移 则粒子最终达到MN板，规定初速度方向为正方向，由匀变速位移公式得 解得 或（舍去） （3）如图所示 初速度方向与合力方向垂直，粒子做类平抛运动，有 又 可以解出 从O到E由动能定理 解得 18. 如图甲，倾角为的斜面，底端固定一轻弹簧，顶端与一水平面相连。一绝缘轻绳将斜面上的物块A通过轻质定滑轮与水平面上的物块B相连。A、B的质量分别为M=1.2kg、m=0.6kg，A不带电，B带正电且电荷量q=8×10-4C。先将B锁定，使细绳处于拉紧状态，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧细绳与水平面平行。解除锁定，A、B从静止开始运动，此时A的加速度大小=4m/s2，B始终处于水平向右的匀强电场中且不会与滑轮碰撞，带电量保持不变。以物块A的初始位置为坐标原点O，沿斜面向下建立坐标轴Ox，弹簧弹力F与A的位置关系如图乙所示。弹簧未超过弹性限度，重力加速度g=10m/s2，不计一切摩擦。 （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）求物块A、B的最大速度； （3）取物块B的初始位置为零电势点，求物块B的电势能的最大值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对A，根据牛顿第二定律 对B，根据牛顿第二定律 解得 ， （2）物块A、B的速度最大时，物块A、B的加速度为零，则 由图可得 解得 对A、B整体，根据动能定理有 解得 （3）设弹簧压缩量为时，A、B间的绳子恰好松弛，设此时A、B的加速度都为，对B有 对A有 解得 ， 设A、B间绳子恰好松弛时，A、B的速度为，对A、B整体，根据动能定理有 解得 此后B做匀减速运动，位移为 物块B向左运动的最大距离为 物块B的电势能的最大值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$