精品解析：北京市石景山区2022-2023学年高二上学期期末统练物理试题

石景山区2022~2023学年度第一学期期末考试 高二物理 2023.01 （考试时间90分钟满分100分） 一、单项选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。） 1. 如图所示，真空中有两个点电荷分别位于M点和N点，它们所带电荷量分别为和．已知在M、N连线上某点P处的电场强度为零，且MP=3PN，则（ ） A. B. C. D. 2. 某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则(　　) A EP>EQ，φP>φQ B EP>EQ，φP<φQ C. EP<EQ，φP>φQ D. EP<EQ，φP<φQ 3. A、B是一条电场线上的两个点，一负点电荷仅在静电力作用下以一定的初速度由A点沿电场线运动到B点，其v—t图像如图所示。则此电场的电场线分布可能是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。下列关于实验现象的描述正确的是（ ） A. 保持其他条件不变，只增大d，则变大 B. 保持其他条件不变，只减小d，则不变 C. 保持其他条件不变，只减小S，则变小 D. 保持其他条件不变，只在两板间插入电介质，则变大 5. 在真空中把一绝缘导体向负电荷小球P缓慢靠近（不相碰），下列正确的是（　　） A. 导体两端感应电荷越来越多 B. 导体内场强越来越大 C. 导体上N点的电势恒大于M点的电势 D. 导体上的感应电荷在M、N两点产生的场强相等 6. A、B为两等量异号点电荷，A带负电，B带正电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，且ab＝bc，则 A. a点与c点的电场强度大小相等，方向相反 B. a点与c点的电势相等 C. a、b间电势差与b、c间电势差相等 D. 因为a点的电势低于c点的电势，所以点电荷在a点的电势能低于其在c点的电势能 7. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知 A. 带电质点通过Q点时的加速度a的方向如图中箭头所示 B. 三个等势面中，c的电势最高 C. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大 D. 带电质点在P点具有电势能比在Q点具有的电势能大 8. A、B、C、D是匀强电场中一边长为的正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA = 3 V，φB = −3 V，φC = −6 V。由此可得D点电势φD和该匀强电场的场强E分别为（　　） A. 6 V， B. 0 V， C. 6 V，300 V/m D. 0 V，300 V/m 9. 如图甲所示，两个平行金属板P、Q正对竖直放置，两板间加上如图乙所示的交变电压。t=0时，Q板比P板电势高U0，在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动（电子所受重力可忽略不计）。已知电子在0～4t0时间内未与两板相碰。则电子速度方向向左且速度大小逐渐增大的时间是 A. 0<t<t0 B. t0<t<2t0 C. 2t0<t<3t0 D. 3t0<t<4t0 10. 有一静电场，其电势沿x轴方向变化的图线如图所示。一带负电粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，粒子沿x轴运动，电场中P、Q两点的坐标分别为。下列说法正确的是（ ） A. 粒子经过P点和Q点加速度大小相等、方向相同 B. 粒子经过P点与Q点时，动能相等 C. 粒子经过P点与Q点时，静电力做功的功率相等 D. 粒子在P点的电势能为正值 11. 如图，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。今将一个电荷量为q的负点电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，则该电荷的电势能的变化情况是（　　） A. 先增大后减小 B. 一直减小 C. 先减小后增大 D. 一直增大 12. 如图，一个静止的电子（电荷量大小为e，质量为m）经电压为U1的电场加速后，沿平行于板面方向进入A、B两极板间的匀强电场，两极板的长度为l，相距为d，极板间的电压为U2。电子射出电场时速率为v，电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离为y。则下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 13. 如图所示，带有等量异种电荷的两块很大的平行金属板M、N水平正对放置，两板间有一带电微粒以速度v0沿直线运动，当微粒运动到P点时，迅速将M板下移一小段距离，则此后微粒的运动情况可能是（　　） A. 保持开关S闭合，微粒可能沿轨迹①运动 B. 保持开关S断开，微粒可能沿轨迹②运动 C. 保持开关S闭合，微粒可能沿轨迹③运动 D. 保持开关S断开，微粒可能沿轨迹④运动 14. 如图所示，A、B为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关S分别与电源两极相连，两极板中央各有一个小孔a和b，在a孔正上方某处放一带电质点由静止开始下落，若不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回。现要使带电质点能穿过b孔，则可行的方法是（　　） A. 保持S闭合，将A板适当上移 B. 保持S闭合，将B板适当下移 C. 先断开S，再将A板适当上移 D. 先断开S，再将B板适当下移 二、实验题（本题共2小题，共18分。） 15. 某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图所示。 （1）将开关先与“1”端闭合，电容器进行_______（选填“充电”或“放电”），稍后再将开关与“2”端闭合，电容器进行_______（选填“充电”或“放电”）。在下列图像中，表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为_______，电容器的带电量随时间变化的图像为_______。 （2）该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容C1>C2，充电过程中电容器极板间电压随电容器的带电量变化的图像分别如图中①②所示，其中对应电容为C1的充电过程图像是_____（选填①或②）。请说明你的判断依据_______。 （3）心脏除颤器的工作原理是用较强的脉冲电流，通过心脏以消除心律失常，使之恢复窦性心律的方法，称为电击除颤。工作时向心脏除颤器的储能电容器充电，使电容器获得一定的储能，对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为1.4×10-5F，充电至1.0×104V电压，如果电容器在2×10-3s时间内完成放电，放电结束时电容器两极板间的电势差减为零，下列说法正确的是_______。 A. 这次放电过程中通过人体组织的电流恒定 B. 这次放电有0.14C的电荷量通过人体组织 C. 若充电至5×103V，则该电容器的电容为7×10-6F D. 该次放电释放约700J电能 三、论述、计算题（本题共4小题，共40分。） 解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 16. 根据静电力做功与电势能变化量的关系，电势的定义，电势差与电势的关系。推导证明：静电力做功 17. 对物理现象、概念、规律的描述可以采用多个方法，比如文字描述、公式法、图示法、图像法等。 (1)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出电荷量为Q的点电荷在与之相距x处电场强度表达式。在图1中用有向线段画出点电荷的电场线的大致分布，并用虚线画出等势面的大致分布。 (2)如图2，以产生匀强电场的电容器正极板所在位置为O点，建立x轴；取向右为E的正方向，正极板的电势为零，在图3中分别完成E—x图、φ—x图，用图线表示电场强度E、电势φ沿x轴（x > 0）的变化情况。 18. 如图所示，一质量为m的带电小球，用绝缘细线悬挂在水平向右，场强为E的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成角，重力加速度为g。 （1）判断小球带何种电荷，说明理由。 （2）求小球带电量q。 （3）若将小球拉起到左上方水平虚线位置高度，使细线保持平直，然后由静止释放小球，求小球摆到最低点时细线的拉力T。 19. 如图所示为示波管的结构原理图，加热的阴极K发出的电子（初速度可忽略不计）经电势差为的AB两金属板间的加速电场加速后，从一对水平放置的平行正对带电金属板的左端中心点沿中心轴线射入金属板间（垂直于荧光屏M），两金属板间偏转电场的电势差为U，电子经偏转电场偏转后打在右侧竖直的荧光屏M上。整个装置处在真空中，加速电场与偏转电场均视为匀强电场，忽略电子之间的相互作用力，不考虑相对论效应。已知电子的质量为m，电荷量为e；加速电场的金属板AB间距离为；偏转电场的金属板长为，板间距离为d，其右端到荧光屏M的水平距离为。电子所受重力可忽略不计，求： （1）电子从加速电场射入偏转电场时的速度大小； （2）电子打在荧光屏上的位置与O点的竖直距离y； （3）在解决一些实际问题时，为了简化问题，常忽略一些影响相对较小的量，这对最终的计算结果并没有太大的影响，因此这种处理是合理的。如计算电子在加速电场中的末速度时，可以忽略电子所受的重力。 请利用下列数据分析说明为什么这样处理是合理。已知，，，，重力加速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 石景山区2022~2023学年度第一学期期末考试 高二物理 2023.01 （考试时间90分钟满分100分） 一、单项选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。） 1. 如图所示，真空中有两个点电荷分别位于M点和N点，它们所带电荷量分别为和．已知在M、N连线上某点P处的电场强度为零，且MP=3PN，则（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】因为P处的电场强度为0，故，因为MP=3PN，故q1=9q2，选项B正确． 2. 某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则(　　) A EP>EQ，φP>φQ B. EP>EQ，φP<φQ C. EP<EQ，φP>φQ D. EP<EQ，φP<φQ 【答案】A 【解析】 【分析】本题考查电场线和电势 【详解】据题意，从上图可以看出，P点所在位置电场线较密集，该位置电场强度也较大，则有：，沿电场线方向电势降低，则P点电势较高，有：． 3. A、B是一条电场线上的两个点，一负点电荷仅在静电力作用下以一定的初速度由A点沿电场线运动到B点，其v—t图像如图所示。则此电场的电场线分布可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】CD．负点电荷在静电力的作用下由A运动到B，由v－t图像知，负点电荷做加速度逐渐增大的加速运动，由牛顿第二定律有 qE＝ma 可知静电力越来越大，即A→B的电场强度越来越大，电场线分布越来越密，故CD错误； AB．负点电荷做做加速运动，而负电荷所受静电力方向与场强方向相反，故场强方向为由B到A，故B错误，A正确。 故选A。 4. 如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。下列关于实验现象的描述正确的是（ ） A. 保持其他条件不变，只增大d，则变大 B. 保持其他条件不变，只减小d，则不变 C. 保持其他条件不变，只减小S，则变小 D. 保持其他条件不变，只在两板间插入电介质，则变大 【答案】A 【解析】 【详解】静电计的张角大小指示电容器两极板的电势差大小，电势差越大，张角越大，根据电容的决定式和定义式可得 A．保持其他条件不变，只增大d，电容C减小，电势差U增大，张角变大，A正确； B．保持其他条件不变，只减小d，电容C增大，电势差U减小，张角变小，B错误； C．保持其他条件不变，只减小S，电容C减小，电势差U增大，张角变大，C错误； D．保持其他条件不变，只两板间插入电介质，即增大，电容C增大，电势差U减小，张角变小，D错误。 故选A。 5. 在真空中把一绝缘导体向负电荷的小球P缓慢靠近（不相碰），下列正确的是（　　） A. 导体两端感应电荷越来越多 B. 导体内场强越来越大 C. 导体上N点的电势恒大于M点的电势 D. 导体上的感应电荷在M、N两点产生的场强相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．越靠近，导体上的电子与负电荷间的排斥力越大，越会向左排斥，所以左端负电荷越多，右端正电荷也越多，A正确； B．导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，B错误； C．处于静电平衡的导体是一个等势体，即导体上N点的电势跟M点的电势相等，C错误； D．导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，即感应电荷的场强和带电小球的场强等大、反向、共线，由于带电小球靠近M点在M点产生的场强大。所以感应电荷在M点产生的场强也大，D错误。 故选A。 6. A、B为两等量异号点电荷，A带负电，B带正电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，且ab＝bc，则 A. a点与c点的电场强度大小相等，方向相反 B. a点与c点的电势相等 C. a、b间电势差与b、c间电势差相等 D. 因为a点的电势低于c点的电势，所以点电荷在a点的电势能低于其在c点的电势能 【答案】C 【解析】 【详解】等量异种电荷的电场线分布如图所示： A．a点与c点关于b点对称，所以电场强度的大小相等，方向都向左，A错误； B．沿着电场线的方向电势是逐渐减小的，所以a点的电势小于c点的电势，B错误； C．由于A、B是等量异种电荷，且ab＝bc，根据对称性，所以，C正确； D．因为a点的电势低于c点的电势正确，但点电荷如果是负电荷，那么点电荷在a点的电势能大于其在c点的电势能，所以D错误； 故选C。 7. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知 A. 带电质点通过Q点时的加速度a的方向如图中箭头所示 B. 三个等势面中，c的电势最高 C. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大 D. 带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由轨迹的弯曲情况，电场力应指向曲线凹侧，且与等势面垂直（电场线垂直该处等势面），图中电场力的方向与等势面平行，所以A错误； B．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线方向电势逐渐降低，故a等势线的电势最高，c等势线的电势最低，B错误； C．根据质点受力与速度夹角可知，从P到Q过程中，电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，C错误； D．从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，D正确； 故选D。 8. A、B、C、D是匀强电场中一边长为的正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA = 3 V，φB = −3 V，φC = −6 V。由此可得D点电势φD和该匀强电场的场强E分别为（　　） A. 6 V， B. 0 V， C. 6 V，300 V/m D. 0 V，300 V/m 【答案】B 【解析】 【详解】由于AD与BC平行且相等，则有 可得D点电势为 该匀强电场沿AD方向的分场强大小为 该匀强电场沿AB方向分场强大小为 则该匀强电场的场强大小为 故选B。 9. 如图甲所示，两个平行金属板P、Q正对竖直放置，两板间加上如图乙所示的交变电压。t=0时，Q板比P板电势高U0，在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动（电子所受重力可忽略不计）。已知电子在0～4t0时间内未与两板相碰。则电子速度方向向左且速度大小逐渐增大的时间是 A. 0<t<t0 B. t0<t<2t0 C. 2t0<t<3t0 D. 3t0<t<4t0 【答案】C 【解析】 【详解】A．在，电子所受电场力方向向右，电子向右做匀加速直线运动，速度逐渐增大，A错误； B．在 ，电子所受的电场力方向向左，电子向右做匀减速直线运动，2t时速度为零，B错误； C．在，电子所受电场力方向向左，电子向左做匀加速直线运动，C正确； D．在，电子所受电场力向右，电子向左做匀减速直线运动，D错误； 故选C。 10. 有一静电场，其电势沿x轴方向变化的图线如图所示。一带负电粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，粒子沿x轴运动，电场中P、Q两点的坐标分别为。下列说法正确的是（ ） A. 粒子经过P点和Q点加速度大小相等、方向相同 B. 粒子经过P点与Q点时，动能相等 C. 粒子经过P点与Q点时，静电力做功的功率相等 D. 粒子在P点的电势能为正值 【答案】B 【解析】 【详解】A．沿着电场线的方向电势降低，由图可知在区间电场线沿轴负方向，粒子受到向右的电场力，加速度向右，在区间电场线沿轴正方向，粒子受到向左的电场力，加速度向左；且图斜率绝对值表示电场强度的大小，由此可知，粒子经过P点和Q点加速度大小不同、方向相反，A错误。 B．P点与Q点电势相同，粒子经过P点与Q点时的电势能相同，根据能量守恒可知，动能相等，B正确； C．粒子经过P点与Q点时所受电场力不同，速率相同，根据功率的计算 可知粒子经过P点与Q点时，静电力做功的功率不相等，C错误； D．根据电势能的定义 粒子带负电，在电势为正值的P点，粒子的电势能为负值，D错误。 故选B。 11. 如图，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。今将一个电荷量为q的负点电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，则该电荷的电势能的变化情况是（　　） A. 先增大后减小 B. 一直减小 C. 先减小后增大 D. 一直增大 【答案】D 【解析】 【详解】如图，A、B为一对等量同种正电荷连线上的两点，由题可知，两个等量同种电荷，由 可知它们在点B处产生的电场强度大小相等，方向相反，合场强是零，等量同种两电荷连线的中垂线上方每一点（除B点）电场方向向上，且从A到B再到C的过程中，A、B两点两正电荷产生电场强度矢量合方向先沿AB方向，后沿BC方向，负电荷所受力的方向与电场强度方向相反，所以负点电荷自A沿直线移到B的过程中，电场力做负功，再沿直线移到C时，电场力还是做负功，则该电荷的电势能一直增大。 故选D。 12. 如图，一个静止的电子（电荷量大小为e，质量为m）经电压为U1的电场加速后，沿平行于板面方向进入A、B两极板间的匀强电场，两极板的长度为l，相距为d，极板间的电压为U2。电子射出电场时速率为v，电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离为y。则下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．设电子进入偏转电场的速度大小为v0，由动能定理有 由牛顿第二定律可知电子在偏转运动中的加速度为 设粒子在偏转电场中运动的时间为t，电子在平行极板方向做匀速直线运动，有 电子在平行极板方向做匀加速速直线运动，有 联立解得 故AB错误； CD．对粒子从进入加速电场到离开偏转电场整个过程应用动能定理，可得 联立有 设粒子离开偏转电场时的速度方向与水平方向的夹角为θ，由运动学知识有 联立可得 由几何关系可知 即 联立可得 故CD正确 故选CD。 13. 如图所示，带有等量异种电荷的两块很大的平行金属板M、N水平正对放置，两板间有一带电微粒以速度v0沿直线运动，当微粒运动到P点时，迅速将M板下移一小段距离，则此后微粒的运动情况可能是（　　） A. 保持开关S闭合，微粒可能沿轨迹①运动 B. 保持开关S断开，微粒可能沿轨迹②运动 C 保持开关S闭合，微粒可能沿轨迹③运动 D. 保持开关S断开，微粒可能沿轨迹④运动 【答案】A 【解析】 【详解】AC．由题意可知带电微粒沿直线运动时，做匀速直线运动，由受力平衡有 保持S闭合，M板下移，电容器两极板间电势差保持不变，板间距减小，由两板间的电场强度 可知板间的电场强度变大，微粒受到的电场力增大，合力向上，则微粒可能沿着轨迹①运动，A正确，C错误； BD．S断开，M板下移，电容器的带电量保持不变，根据 可得两板间的电场强度为 即板间的电场强度保持不变，即微粒受力情况不变，沿轨迹③做直线运动，B错误，D错误。 故选A。 14. 如图所示，A、B为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关S分别与电源两极相连，两极板中央各有一个小孔a和b，在a孔正上方某处放一带电质点由静止开始下落，若不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回。现要使带电质点能穿过b孔，则可行的方法是（　　） A. 保持S闭合，将A板适当上移 B. 保持S闭合，将B板适当下移 C. 先断开S，再将A板适当上移 D. 先断开S，再将B板适当下移 【答案】B 【解析】 【详解】设质点距离A板的高度为h，A、B两板原来的距离为d，电压为U，质点的电荷量为q。由题知质点到达b孔时速度恰为零，根据动能定理得 A.若保持S闭合，将A板适当上移，U不变，设质点到达b时速度为v，由动能定理得 解得 说明质点到达b孔时速度恰为零，然后返回，不能穿过b孔，故A错误。 B.若保持S闭合，将B板适当下移距离Δd，U不变，由动能定理得 则 质点能穿过b孔，故B正确； C.若断开S时，将A板适当上移，板间电场强度E不变，设A板上移距离为Δd，质点进入电场的深度为d′时速度为零。由动能定理得 又由原来情况有 比较两式得 说明质点在到达b孔之前，速度减为零，然后返回，故C错误。 D.若断开S，再将B板适当下移，板间电场强度E不变，设B板下移距离为Δd，质点进入电场的深度为d′时速度为零。由动能定理得 又由原来情况有 比较两式得 说明质点在到达b孔之前，速度减为零，然后返回，故D错误。 故选B。 二、实验题（本题共2小题，共18分。） 15. 某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图所示。 （1）将开关先与“1”端闭合，电容器进行_______（选填“充电”或“放电”），稍后再将开关与“2”端闭合，电容器进行_______（选填“充电”或“放电”）。在下列图像中，表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为_______，电容器的带电量随时间变化的图像为_______。 （2）该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容C1>C2，充电过程中电容器极板间电压随电容器的带电量变化的图像分别如图中①②所示，其中对应电容为C1的充电过程图像是_____（选填①或②）。请说明你的判断依据_______。 （3）心脏除颤器的工作原理是用较强的脉冲电流，通过心脏以消除心律失常，使之恢复窦性心律的方法，称为电击除颤。工作时向心脏除颤器的储能电容器充电，使电容器获得一定的储能，对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为1.4×10-5F，充电至1.0×104V电压，如果电容器在2×10-3s时间内完成放电，放电结束时电容器两极板间的电势差减为零，下列说法正确的是_______。 A. 这次放电过程中通过人体组织的电流恒定 B. 这次放电有0.14C的电荷量通过人体组织 C. 若充电至5×103V，则该电容器的电容为7×10-6F D. 该次放电释放约700J电能 【答案】（1） ①. 充电 ②. 放电 ③. A ④. C （2） ①. ② ②. 电压相同时电容大的带电量大，可知②为C1图像 （3）BD 【解析】 【小问1详解】 [1][2]开关先与“1”端闭合，电容器与电源连接，进行充电；开关与“2”端闭合，与电源断开后，进行放电。 [3]充电电流与放电电流方向相反，放电过程中因为极板的电荷量逐渐减小，所以电势差逐渐减小；充电过程中极板的电势差逐渐增大，所以极板间的电势差和电源电动势逐渐接近，因此电流均逐渐减小，所以通过传感器的电流随时间变化的图像为A。 [4]充电过程中，电压逐渐增大，且增大的越来越慢，放电过程中，电压逐渐减小，且减小的越来越慢，根据 可得充电过程中极板间电量增大的越来越慢，放电过程中极板间电量减小的越来越慢，所以电容器的带电量随时间变化的图像为C。 【小问2详解】 [1][2]根据公式 可得电压相同时电容大的带电量大，根据图像可得对应电容为C1的充电过程图像是②。 【小问3详解】 A．根据（1）中分析可得放电时电量减小的越来越慢，根据公式 可得电流越来越小，故A错误； B．根据公式可得通过人体组织的电量为 故B正确； C．电容器的电容大小只跟自身的结构有关，故C错误； D．根据公式 可得在充放电时Q与U成正比，若取Q为纵轴，U为横轴时图像为一条过原点的直线，即此时为图像与横轴围成三角形的面积，根据 ，Q=It 可得 故D正确。 故选BD。 三、论述、计算题（本题共4小题，共40分。） 解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 16. 根据静电力做功与电势能变化量的关系，电势的定义，电势差与电势的关系。推导证明：静电力做功 【答案】见解析 【解析】 【详解】根据静电力做功与电势能变化量的关系，电势的定义，电势差与电势的关系可得 可得 即 17. 对物理现象、概念、规律的描述可以采用多个方法，比如文字描述、公式法、图示法、图像法等。 (1)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出电荷量为Q的点电荷在与之相距x处电场强度表达式。在图1中用有向线段画出点电荷的电场线的大致分布，并用虚线画出等势面的大致分布。 (2)如图2，以产生匀强电场的电容器正极板所在位置为O点，建立x轴；取向右为E的正方向，正极板的电势为零，在图3中分别完成E—x图、φ—x图，用图线表示电场强度E、电势φ沿x轴（x > 0）的变化情况。 【答案】见解析 【解析】 【详解】(1)已知电场强度的定义式为 E = 而在距Q为x的位置放一电荷量为q的检验电荷。根据库仑定律检验电荷受到的电场力为 F = k 结合电场强度的定义式有 E = k 电场线、等势面的大致分布见下图 (2)由题知电容器产生的电场为匀强电场，则在两极板间的场强处处相同，可绘制出E—x图如下图所示 由题知电容器产生的电场为匀强电场，则电场中任意一点（x）的电势计算式为 φO - φx = Ex，φO = 0 则可绘制出φ—x图如下图所示 18. 如图所示，一质量为m的带电小球，用绝缘细线悬挂在水平向右，场强为E的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成角，重力加速度为g。 （1）判断小球带何种电荷，说明理由。 （2）求小球带电量q。 （3）若将小球拉起到左上方水平虚线位置高度，使细线保持平直，然后由静止释放小球，求小球摆到最低点时细线的拉力T。 【答案】（1）见解析；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球带负电荷，因为受力方向与电场强度方向相反。 （2）由受力分析可得 解得 （3）由动能定理和向心力方程可得 解得 19. 如图所示为示波管的结构原理图，加热的阴极K发出的电子（初速度可忽略不计）经电势差为的AB两金属板间的加速电场加速后，从一对水平放置的平行正对带电金属板的左端中心点沿中心轴线射入金属板间（垂直于荧光屏M），两金属板间偏转电场的电势差为U，电子经偏转电场偏转后打在右侧竖直的荧光屏M上。整个装置处在真空中，加速电场与偏转电场均视为匀强电场，忽略电子之间的相互作用力，不考虑相对论效应。已知电子的质量为m，电荷量为e；加速电场的金属板AB间距离为；偏转电场的金属板长为，板间距离为d，其右端到荧光屏M的水平距离为。电子所受重力可忽略不计，求： （1）电子从加速电场射入偏转电场时的速度大小； （2）电子打在荧光屏上的位置与O点的竖直距离y； （3）在解决一些实际问题时，为了简化问题，常忽略一些影响相对较小的量，这对最终的计算结果并没有太大的影响，因此这种处理是合理的。如计算电子在加速电场中的末速度时，可以忽略电子所受的重力。 请利用下列数据分析说明为什么这样处理是合理的。已知，，，，重力加速度。 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）由动能定理 得 （2）电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向有 竖直方向有 根据平抛运动规律有 解得 （3）由静电力可得 重力 即重力远远小于静电力，其影响可以忽略。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$