精品解析：吉林省长春市东北师范大学附属中学2024-2025学年高二上学期10月期中考试物理试题

2024-2025学年上学期东北师大附中高二年级 （物理）学科试卷期中考试 注意事项： 1.答题前，考生需将自己的姓名、班级、考场/座位号填写在答题卡指定位置上，并粘贴条形码。 2.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。 3.回答非选择题时，请使用0.5毫米黑色字迹签字笔将答案写在答题卡各题目的答题区域内，超出答题区域或在草稿纸、本试题卷上书写的答案无效。 4.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄皱、弄破，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共18小题，总分100分，考试时间100分钟。 第I卷（选择题，共52分） 一、选择题（本题共13小题，共52分。1-9题，每小题只有一个选项符合题目要求：10-13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，有选错的得0分。） 1. 如图所示是定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电荷量，以及两电荷之间的距离关系的实验装置。该实验的研究方法是（　　） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法 2. 如图所示，虚线代表电场中的三条电场线，实线为一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，是这条轨迹上的三点，由此可知（　　） A. 带电粒子在点时的速度大小大于在点时的速度大小 B. 带电粒子在点时的速度大小等于在点时的速度大小 C. 带电粒子在点时的加速度大小小于在点时的加速度大小 D. 带电粒子在点时的加速度大小等于在点时的加速度大小 3. 若某手机中一块芯片的部分电路（包含三个电阻）在图中虚线框内，a、b、c、d为四根引线，用欧姆表测得a、b间的电阻，a、d间的电阻。若用导线把a、c连接后，测得a、b间的电阻，则虚线框内三个电阻的连接方式是（　　） A B. C. D. 4. 导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具。一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB（曲线）所示，AC为图线在A点的切线，C点的坐标为。下列说法正确的是（　　） A. 当灯泡两端的电压升高时，小灯泡的电阻不变 B. 当灯泡两端的电压升高时，小灯泡的电阻减小 C. 当灯泡两端的电压为2V时，小灯泡的电阻为 D. 在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中，灯泡的电阻改变了 5. 如图所示，现用一个微安表头（量程，内阻54Ω）、电阻箱和电阻箱组装成一个多用电表，有电流“10mA”和电压“3V”两挡，则改装电路中，应调到的阻值为（　　） A B. C. D. 6. 如图所示，电源电动势，内阻，电灯上标有“”的字样，直流电动机线圈电阻。接通电源后，电灯恰能正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 电动机机械效率 B. 电动机的机械效率 C. 电源的输出功率为 D. 电源的输出功率为 7. 一段质量分布均匀、正电荷分布均匀的线上端固定在绝缘竖直杆上，若将它们置于水平向右的匀强电场中，线稳定后的样子可能为（　　） A. B. C. D. 8. 如图（甲）所示，三个电量相等的点电荷位于等边三角形的三个顶点上，其中x=0处电荷带负电，其余两电荷带正电且关于x轴对称。一试探电荷沿x轴正方向运动，所受电场力随位置的变化图像如图（乙）所示（以x轴正向为电场力的正方向）。设无穷远处电势为零。则下列说法正确的是（　　） A 试探电荷带负电 B. 乙图中的x1与甲图中的x0相等 C. 在x轴正半轴上，x1处电场强度最小，电势最高 D. 在x轴正半轴上，x2处电场强度最大，试探电荷的电势能最低 9. 如图所示，一足够大的空间内有一无限长的均匀带正电的导体棒水平放置，导体棒所在的竖直平面内放有三个质量相同、电荷量分别为q、2q、3q的微粒，通过多次摆放发现，当三个微粒均静止时，它们距导体棒的距离之比总是，不考虑微粒间的相互作用。现撤去该三个微粒，在导体棒所在的竖直平面内距导体棒1.5h、2.5h处分别放有电子A、B（不计重力），给它们各自一个速度使其以导体棒为轴做匀速圆周运动，则A、B做圆周运动的线速度之比为（　　） A. B. C. D. 10. 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。已知当地的重力加速度为g，若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有（　　） A. 油滴质量m B. 两板间的电压U C. 两板间的距离d D. 两板的长度L 11. 如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳中，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（　　） A. B的空腔内电场强度为零 B. B不带电 C. B的内表面带负电 D. 金属壳B外C点电场强度为零 12. 如图所示，电路中为电源的电动势和内电阻，，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合时，水平放置的平行金属板中间带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，电流表、电压表的示数变化量分别为和，则以下说法正确的有（　　） A. B. 电阻R1消耗的功率减小 C. 小液滴一定会向上运动 D. 电源的效率可能会减小 13. 如图所示，平行板电容器竖直放置，金属板AB内侧表面上的M、N两点间系一绝缘轻绳1（不可伸长），绳长为1.25d，M、N两点等高，M、N的水平距离为d，轻绳上套有一个轻质的光滑小环O，质量为m、电荷量为q的带负电小球，通过绝缘轻短绳2悬挂在环的下方。滑动变阻器滑片P缓慢从左往右滑动，使AB板间电压UAB从0逐渐增大。已知重力加速度为g，sin53°=0.8，带电球始终处于金属板AB之间，且不与AB板接触，不计电荷对电场影响。则下列说法中正确的是（　　） A. UAB=0时，光滑小环处轻绳1的夹角为106° B. UAB增大时，光滑小环处轻绳1的夹角变小 C. 时，轻绳1的张力为 D. 时，轻绳1的张力为 第Ⅱ卷（非选择题，共48分） 二、实验题（本题共2小题，14小题8分，15小题8分，共16分。将答案直接填在答题纸的指定横线上。） 14. 在“测定金属丝电阻率”的实验中，用伏安法测定一段阻值约为的金属丝的电阻，电路图已知。要求测量结果尽量准确，现备有以下器材： A电池组，内阻 B.电流表，内阻 C.电压表，内阻约为 D.滑动变阻器 E.开关、导线 用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示，则_________。用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图所示，则电压表的读数为_________，电流表的读数为_________，则金属丝的电阻_________Ω。 15. 某同学利用图甲电路测量电源电动势（约和内阻r（约1Ω），其中为电阻箱，定值电阻（实验室有“5Ω”、“20Ω”、“30Ω”三种规格定值电阻供选择），电压表内阻约，多次改变电阻箱的阻值，记录下对应的电压表读数，并作出如乙图所示图线。 （1）由乙图数据可知，该同学选用的定值电阻的阻值是_______。（选填“5Ω”、“20Ω”、“30Ω”） （2）根据实验数据得出该电源的电动势__________V，内阻__________Ω。（结果保留三位有效数字） （3）实验测得的电动势与真实值相比：E测__________E真（选填“小于”、“等于”或“大于”）。 三、计算题（本题共3小题，16小题8分，17小题10分，18小题14分，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。） 16. 如图所示，带正电的小球1用绝缘细线悬挂在水平墙壁上，带负电的小球2用绝缘细线b悬挂在竖直墙壁上。当两小球处于静止状态时，细线水平，细线与竖直方向的夹角为，小球2间的距离，已知小球1、2的质量分别为，小球1所带的电荷量大小为，静电力常量，重力加速度取。求： （1）细线上的弹力大小； （2）小球2所带的电量大小。 17. 如图所示的电路中，直流电源的电动势，内电阻为电阻箱。两带小孔的平行金属板A、B竖直放置；另两个平行金属板C、D水平放置，板长，板间的距离，当电阻箱的阻值调为时，闭合开关，待电路稳定后，将一带电量为，质量为的粒子从A板小孔从静止释放进入极板间。不考虑空气阻力、带电粒子的重力和极板外部的电场。求： （1）带电粒子到达小孔时的速度大小； （2）带电粒子从极板C、D离开时速度的大小，及垂直于板面方向偏移的距离。 18. 如图（a）所示，长度的光滑绝缘杆左端固定一带正电的点电荷A，电量。一个质量，带电量为的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置的变化关系如图（b）中曲线I所示，小球B所受水平方向的合力随B位置的变化关系如图（b）中曲线Ⅱ所示，其中曲线Ⅱ在和范围可近似看作直线。已知静电力常量，求： （1）小球B所带电量大小； （2）非均匀外电场在处沿细杆方向的电场强度大小； （3）在合电场中，与之间的电势差； （4）已知小球在处获得的初速度时，最远可以运动到。若小球在处受到方向向右，大小为5N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开绝缘杆，恒力作用的最小距离s是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年上学期东北师大附中高二年级 （物理）学科试卷期中考试 注意事项： 1.答题前，考生需将自己的姓名、班级、考场/座位号填写在答题卡指定位置上，并粘贴条形码。 2.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。 3.回答非选择题时，请使用0.5毫米黑色字迹签字笔将答案写在答题卡各题目的答题区域内，超出答题区域或在草稿纸、本试题卷上书写的答案无效。 4.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄皱、弄破，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共18小题，总分100分，考试时间100分钟。 第I卷（选择题，共52分） 一、选择题（本题共13小题，共52分。1-9题，每小题只有一个选项符合题目要求：10-13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，有选错的得0分。） 1. 如图所示是定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电荷量，以及两电荷之间的距离关系的实验装置。该实验的研究方法是（　　） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法 【答案】D 【解析】 【详解】定性探究电荷间相互作用力与两电荷的电荷量，以及两电荷之间的距离关系的实验装置。该实验的研究方法是先保持一个物理量不变（如两电荷的电荷量，或两电荷之间的距离），探究另一个物理量跟电荷间相互作用力之间的关系，该实验的研究方法是控制变量法。 故选D。 2. 如图所示，虚线代表电场中的三条电场线，实线为一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，是这条轨迹上的三点，由此可知（　　） A. 带电粒子在点时的速度大小大于在点时的速度大小 B. 带电粒子在点时的速度大小等于在点时的速度大小 C. 带电粒子在点时的加速度大小小于在点时的加速度大小 D. 带电粒子在点时的加速度大小等于在点时的加速度大小 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据粒子的运动轨迹可知，粒子受电场力大致向右，若粒子从Q运动到P，则电场力做正功，动能增加，即R点的速度大于Q点的速度，P点的速度大于Q点的速度；若粒子从P运动到Q，则电场力做负功，动能减小，即R点的速度大于Q点的速度，P点的速度大于Q点的速度；可知A正确，B错误； C．因R点的电场线较Q点密集，则R点场强较Q点大，则带电粒子在点时的加速度大小大于在点时的加速度大小，选项C错误； D．因P点的电场线较Q点密集，则P点场强较Q点大，带电粒子在点时的加速度大小大于在点时的加速度大小，选项D错误。 故选A。 3. 若某手机中一块芯片的部分电路（包含三个电阻）在图中虚线框内，a、b、c、d为四根引线，用欧姆表测得a、b间的电阻，a、d间的电阻。若用导线把a、c连接后，测得a、b间的电阻，则虚线框内三个电阻的连接方式是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知， a、d间的电阻为 故A错误； D．由图可知，a、b间的电阻为，故D错误； B．若用导线把a、c连接后，则 a、b间的电阻，故B错误； C．由图可知，a、b间的电阻，a、d间的电阻，若用导线把a、c连接后，a、b间的电阻 故C正确。 故选C。 4. 导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具。一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB（曲线）所示，AC为图线在A点的切线，C点的坐标为。下列说法正确的是（　　） A. 当灯泡两端的电压升高时，小灯泡的电阻不变 B. 当灯泡两端的电压升高时，小灯泡的电阻减小 C. 当灯泡两端的电压为2V时，小灯泡的电阻为 D. 在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中，灯泡的电阻改变了 【答案】C 【解析】 【详解】AB．灯泡的伏安特性曲线可知，图像上每一个点与坐标原点连线斜率为 则灯泡两端的电压升高时，灯泡的电阻增大，故AB错误； C．当灯泡两端的电压为时，AC为图线在A点的切线，则 可得小灯泡电阻，故C正确； D．在灯泡两端的电压由变化到的过程中，在电压为时，电阻为，灯泡的电阻改变了，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，现用一个微安表头（量程，内阻54Ω）、电阻箱和电阻箱组装成一个多用电表，有电流“10mA”和电压“3V”两挡，则改装电路中，应调到的阻值为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】接a时则 解得 接b时 解得 故选D。 6. 如图所示，电源电动势，内阻，电灯上标有“”的字样，直流电动机线圈电阻。接通电源后，电灯恰能正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 电动机的机械效率 B. 电动机的机械效率 C. 电源的输出功率为 D. 电源的输出功率为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．因为灯泡恰好能正常发光，所以根据公式 可得 电灯和电动机串联在电路中，所以电路中的电流大小为2A，根据公式 可得电动机产生的热功率为 电动机消耗的总功率为 故电动机的机械效率大小为 B正确，A错误； CD．电源的输出功率为 CD错误。 故选B。 7. 一段质量分布均匀、正电荷分布均匀的线上端固定在绝缘竖直杆上，若将它们置于水平向右的匀强电场中，线稳定后的样子可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】取线整体为研究对象，线受重力mg，电场力Eq和杆的拉力，设线上端沿切线方向与竖直方向的夹角为，其正切值 设线的单位长度l的质量为、线单位长度上所带的电荷量为，取线上最下面一小段，其质量 所带的电荷量 对这一小段的线进行受力分析，可知其受重力、电场力及这一小段线上端线对其的拉力，线处于平衡状态，故其所受合外力为零。设这一小段线与竖直方向的夹角为，其正切值 由于E、g都为定值，则 故 由此可知任取下方一段线，其与竖直方向的夹角均为。 故选A。 8. 如图（甲）所示，三个电量相等的点电荷位于等边三角形的三个顶点上，其中x=0处电荷带负电，其余两电荷带正电且关于x轴对称。一试探电荷沿x轴正方向运动，所受电场力随位置的变化图像如图（乙）所示（以x轴正向为电场力的正方向）。设无穷远处电势为零。则下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷带负电 B. 乙图中的x1与甲图中的x0相等 C. 在x轴正半轴上，x1处电场强度最小，电势最高 D. 在x轴正半轴上，x2处电场强度最大，试探电荷的电势能最低 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图可知，在x<x1时，三个点电荷对试探电荷的电场力向左，则该试探电荷带正电，故A错误； B．在x=x0时，试探电荷所受电场力向左，在x=x1时，试探电荷所受电场力为0，则乙图中的与甲图中的不相等，故B错误； CD．试探电荷沿x轴正方向运动，在0<x<x1时，试探电荷所受电场力做负功，电势能增大，在x>x1时，试探电荷所受电场力做正功，电势能减小，则试探电荷在x1处电势能最高，根据 可知，试探电荷在x1处电场力为零，则该处场强为零，电场强度最小，x2处电场强度最大，但试探电荷的电势能不是最低，故C正确，D错误。 故选C。 9. 如图所示，一足够大的空间内有一无限长的均匀带正电的导体棒水平放置，导体棒所在的竖直平面内放有三个质量相同、电荷量分别为q、2q、3q的微粒，通过多次摆放发现，当三个微粒均静止时，它们距导体棒的距离之比总是，不考虑微粒间的相互作用。现撤去该三个微粒，在导体棒所在的竖直平面内距导体棒1.5h、2.5h处分别放有电子A、B（不计重力），给它们各自一个速度使其以导体棒为轴做匀速圆周运动，则A、B做圆周运动的线速度之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设q、2q、3q所在位置对应的电场强度为，的由平衡条件得 即 而它们距导体棒距离之比总是，可知某点电场强度的大小与该点到导体棒的距离成反比。则任意一点的电场强度大小可写成 （k为常量） 由于电子绕导体棒做匀速圆周运动，则 解得 故选A。 10. 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。已知当地的重力加速度为g，若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有（　　） A. 油滴质量m B. 两板间的电压U C. 两板间的距离d D. 两板的长度L 【答案】ABC 【解析】 【详解】由于油滴处于悬浮状态，则 所以 故需要测出的物理量有油滴质量m、两板间的电压U、两板间的距离d。 故选ABC。 11. 如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳中，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（　　） A. B的空腔内电场强度为零 B. B不带电 C. B的内表面带负电 D. 金属壳B外C点电场强度为零 【答案】CD 【解析】 【详解】ABC．由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零；金属球壳B外表面接地，大地中电子跑到球壳B上将正电荷中和，所以B带负电；故AB 错误，C正确； D．达到静电平衡后，由于金属球壳B起到静电屏蔽作用，使得金属壳B外的场强为零，即金属壳B外C点电场强度为零，故D正确。 故选CD。 12. 如图所示，电路中为电源的电动势和内电阻，，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合时，水平放置的平行金属板中间带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，电流表、电压表的示数变化量分别为和，则以下说法正确的有（　　） A. B. 电阻R1消耗的功率减小 C. 小液滴一定会向上运动 D. 电源的效率可能会减小 【答案】ABC 【解析】 【详解】BC．当滑动变阻器的滑片向a端滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则外电路总电阻增大，回路电流减小，内电压减小，路端电压增大，R1两端电压减小，电阻R1消耗的功率减小，电压表示数增大，电容器两极板电压增大，两极板间电场强度增大，小液滴受到的电场力增大，小液滴向上运动，故BC正确； D．电源的效率为 由此可知，外电路电阻增大，则电源效率增大，故D错误； A．根据等效电源法及闭合电路欧姆定律可得 所以 故A正确。 故选ABC。 13. 如图所示，平行板电容器竖直放置，金属板AB内侧表面上的M、N两点间系一绝缘轻绳1（不可伸长），绳长为1.25d，M、N两点等高，M、N的水平距离为d，轻绳上套有一个轻质的光滑小环O，质量为m、电荷量为q的带负电小球，通过绝缘轻短绳2悬挂在环的下方。滑动变阻器滑片P缓慢从左往右滑动，使AB板间电压UAB从0逐渐增大。已知重力加速度为g，sin53°=0.8，带电球始终处于金属板AB之间，且不与AB板接触，不计电荷对电场影响。则下列说法中正确的是（　　） A. UAB=0时，光滑小环处轻绳1夹角为106° B. UAB增大时，光滑小环处轻绳1的夹角变小 C. 时，轻绳1的张力为 D. 时，轻绳1的张力为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．UAB=0时，短绳2竖直，此时设绳1与竖直方向夹角为θ，则由几何关系可得 所以 可知，光滑小环处轻绳1的夹角为106°，故A正确； B．UAB增大时，负电小球受水平方向电场力增加，对小球受力分析可知轻绳2向右倾斜，但是轻绳2方向仍是轻绳1的角平分线上，如图所示 由几何关系得 即 所以β增大时α减小，由受力分析有 所以 由此可知，当α=45°时，T最小，所以随着UAB由零开始增大，β增大，α由53°开始不断减小，所以轻绳1的张力T先减少后增大，故B正确； CD．当 时，即 结合以上分析可得 ，，， 故C错误，D正确。 故选ABD。 第Ⅱ卷（非选择题，共48分） 二、实验题（本题共2小题，14小题8分，15小题8分，共16分。将答案直接填在答题纸的指定横线上。） 14. 在“测定金属丝电阻率”的实验中，用伏安法测定一段阻值约为的金属丝的电阻，电路图已知。要求测量结果尽量准确，现备有以下器材： A.电池组，内阻 B.电流表，内阻 C.电压表，内阻约为 D.滑动变阻器 E.开关、导线 用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示，则_________。用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图所示，则电压表的读数为_________，电流表的读数为_________，则金属丝的电阻_________Ω。 【答案】 ①. 4.699##4.700##4.701 ②. 2.60 ③. 0.52 ④. 4.5 【解析】 【详解】[1]用螺旋测微器测得金属丝的直径 d=4.5mm+0.01mm×20.0=4.700mm [2][3]电压表的最小刻度0.1V，则读数为2.60V；电流表的最小刻度0.02A，则读数为0.52A； [4]金属丝的电阻 15. 某同学利用图甲电路测量电源电动势（约和内阻r（约1Ω），其中为电阻箱，定值电阻（实验室有“5Ω”、“20Ω”、“30Ω”三种规格定值电阻供选择），电压表内阻约，多次改变电阻箱的阻值，记录下对应的电压表读数，并作出如乙图所示图线。 （1）由乙图数据可知，该同学选用的定值电阻的阻值是_______。（选填“5Ω”、“20Ω”、“30Ω”） （2）根据实验数据得出该电源的电动势__________V，内阻__________Ω。（结果保留三位有效数字） （3）实验测得的电动势与真实值相比：E测__________E真（选填“小于”、“等于”或“大于”）。 【答案】（1） （2） ①. 6.25 ②. 1.25 （3）小于 【解析】 【小问1详解】 由乙图可知，当R=10Ω时，U=2V，则 当内阻取近似值1Ω时，可得 R0=19Ω 则该同学选用的定值电阻的阻值是20Ω。 【小问2详解】 [1][2]由电路可知 解得 由图像可知 解得 E=6.25V，r=1.25Ω 【小问3详解】 若考虑电压表的内阻影响，则电动势的测量值为 三、计算题（本题共3小题，16小题8分，17小题10分，18小题14分，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。） 16. 如图所示，带正电的小球1用绝缘细线悬挂在水平墙壁上，带负电的小球2用绝缘细线b悬挂在竖直墙壁上。当两小球处于静止状态时，细线水平，细线与竖直方向的夹角为，小球2间的距离，已知小球1、2的质量分别为，小球1所带的电荷量大小为，静电力常量，重力加速度取。求： （1）细线上的弹力大小； （2）小球2所带电量大小。 【答案】（1）72N （2） 【解析】 【小问1详解】 对a、b整体分析，由平衡条件有 【小问2详解】 对b分析，有 由库仑定律有 得 17. 如图所示的电路中，直流电源的电动势，内电阻为电阻箱。两带小孔的平行金属板A、B竖直放置；另两个平行金属板C、D水平放置，板长，板间的距离，当电阻箱的阻值调为时，闭合开关，待电路稳定后，将一带电量为，质量为的粒子从A板小孔从静止释放进入极板间。不考虑空气阻力、带电粒子的重力和极板外部的电场。求： （1）带电粒子到达小孔时的速度大小； （2）带电粒子从极板C、D离开时速度的大小，及垂直于板面方向偏移的距离。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 闭合开关K，待电路稳定后，根据闭合电路欧姆定律有 R1两端的电压为 带电粒子在极板A、B间做匀加速运动，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 R2两端的电压为 带电粒子在极板C、D间运动的时间为 带电粒子在极板C、D间运动的加速度为 带电粒子从极板C、D离开时竖直方向速度为 带电粒子从极板C、D离开时速度为 垂直于板面方向偏移的距离 代入数据可得 18. 如图（a）所示，长度的光滑绝缘杆左端固定一带正电的点电荷A，电量。一个质量，带电量为的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置的变化关系如图（b）中曲线I所示，小球B所受水平方向的合力随B位置的变化关系如图（b）中曲线Ⅱ所示，其中曲线Ⅱ在和范围可近似看作直线。已知静电力常量，求： （1）小球B所带电量大小； （2）非均匀外电场在处沿细杆方向的电场强度大小； （3）在合电场中，与之间的电势差； （4）已知小球在处获得的初速度时，最远可以运动到。若小球在处受到方向向右，大小为5N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开绝缘杆，恒力作用的最小距离s是多少？ 【答案】（1）2×10-4C （2）1.5×104N/C （3）-400V （4）0.052m 【解析】 【小问1详解】 由图可知，当x=0.3m时 解得 q=2×10-4C 小球B所受电场力沿x轴正方向，所以小球B带正电； 【小问2详解】 设在x=0.3m处点电荷与小球间作用力为F合=-1.2N F合=F1+qE 因此 E=-1.5×104N/C 电场在x=0.3m处沿细秆方向的电场强度大小为：1.5×104N/C，方向水平向左。 【小问3详解】 根据图象可知在x=0.4m与x=0.6m之间合力做功大小 W合=-0.4×0.2=-8×10-2J 由 W合=qU 可得 U=-400V 【小问4详解】 由图可知小球从x=0.16m到x=0.2m处，电场力做功 小球从x=0.2m到x=0.4m处，电场力做功 由图可知小球从x=0.4m到x=0.8m处，电场力做功 W3=-0.4×0.4=-0.16 J 由动能定理可得 W1+W2+W3+F外s=0 解得 s=0.052m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $