精品解析：广东省东华高级中学、东华松山湖高级中学2024-2025学年高二上学期前段考试物理试题

东华高级中学、东华松山湖高级中学2024-2025 学年度第一学期 前段考试高二物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。每题只有一个正确选项，错选或不答的得0分。） 1. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 只将电容器b板向左平移，静电计指针的张角变大 B. 只将电容器b板向下平移，静电计指针的张角变小 C. 只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D. 只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 2. 硒鼓是激光打印机的核心部件，主要由感光鼓、充电辊等装置构成，如图1所示．工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀的布上一层负电荷。我们可以用图2模拟带电的感光鼓：电荷量均为的点电荷，均匀对称地分布在半径为的圆周上．若某时刻圆周上点的一个点电荷的电量突变成，静电力常数为，则圆心点处的电场强度为（　　） A. ，方向沿半径背离点 B. ，方向沿半径指向点 C. ，方向沿半径背离点 D. ，方向沿半径指向点 3. 静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法，其工作原理如图所示。忽略运动中涂料微粒间的相互作用和微粒的重力。下列说法中错误的是（　　） A. 当静电喷涂机与被喷涂工件之间的距离增大时，在运动中的涂料微粒所受电场力减小 B. 涂料微粒的运动轨迹仅由被喷涂工件与静电喷涂机之间所接的高压电源决定 C. 在静电喷涂机水平向左移动的过程中，有两个带有相同电荷量的微粒先后经过被固定的工件右侧P点（相对工件的距离不变）处，先经过微粒的电势能较小 D. 涂料微粒在向被涂工件运动的轨迹中，在直线轨迹上电势升高最快 4. 某手机的部分说明书如下表所示，其中电池的容量是指电池放电时输出的总电荷量。说明书还标明该手机电池的电动势为5V，充满电后播放视频的最长时间约10h。下列说法正确的是（　　） 手机类型 智能手机、5G手机 电池容量 待机时间 10天 A. 该手机电池放电时输出的总电荷量为4000C B. 该手机播放视频时电池的平均输出功率约为2W C. 该手机待机时的电流约为0.17A D. 该手机电池充满电储存的电能大约为7200J 5. 质量为m的钢球自高处落下，以速率碰到水平地面后被竖直向上弹回，离开地面时的速度为，钢球与地面的碰撞时间为t，不计空气阻力。在碰撞过程中（已知重力加速度为g）（　　） A. 钢球的动量变化量方向竖直向上，大小为 B. 钢球的动量变化量方向竖直向下，大小为 C. 钢球所受合力的冲量方向竖直向上，大小为 D. 钢球受地面的弹力方向竖直向上，大小为 6. 范德格拉夫静电加速器是一种可通过产生粒子束（射线）来治疗某些癌症的直线加速器。它由两部分组成，一部分是产生高电压的装置，叫做范德格拉夫起电机；另一部分是利用高压加速带电粒子的加速管。其起电机部分结构如图所示，金属球壳固定在绝缘支柱顶端，绝缘材料制成的传送带套在两个转轮上，由电动机带动循环运转。E和F是两排金属针（称做电刷），与传送带靠近但不接触，其中电刷F与金属球壳内壁相连。当电刷E与几万伏的直流高压电源的正极接通时，正电荷将被喷射到传送带上，并被传送带带着向上运动。当正电荷到达电刷F附近时，由于感应起电和电晕放电作用，最终使得球壳上集聚大量电荷，从而在金属球壳与大地之间形成高电压、强电场，用以加速带电粒子。根据以上信息，下列说法错误的是（　　） A. 正电荷从电刷E上被喷射到传送带，其实质是尖端放电 B. 由于感应起电，电刷F上将集聚大量负电荷 C. 最终球壳上集聚的是正电荷，且分布在球壳的外表面 D. 整个起电过程满足电荷守恒定律 7. 如图所示，质量为m、带电荷量为的小球（可视为质点）与长为L的绝缘轻绳相连，轻绳另一端固定在O点，整个系统处在与竖直方向夹角为的匀强电场中。已知A、B、C、D、E、F为圆周上的点，为水平直径，为竖直直径，过O点且与的夹角为，当小球绕O点在竖直平面内做半径为L的圆周运动时，小球运动到A点时的速度最小，最小速度为，g为重力加速度的大小，则下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的电场强度大小为 B. 小球从A点运动到B点时，合力做的功为 C. 小球运动到B点时轻绳拉力的大小为 D. 小球运动到F点时的机械能最大 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分，全部选对得6分，选对但不选全得3分，有选错得0分） 8. 如图所示，一均匀的长方体形金属导体厚度为L。当给导体的上下表面加上电压U时，流过导体的电流为I，当给导体的前后表面加上电压U时，流过导体的电流为，当给导体的左右表面加上电压U时，流过导体的电流为。下列说法正确的是（　　） A. AC的长度为2L B. AD的长度为4L C. 导体的电阻率为 D. 导体的电阻率为 9. 图中的实线分别是电阻a、b的伏安特性曲线，虚线c是b（U=1V）的切线，a、c相互平行，下列说法正确的是（　　） A. U=1V时，b的电阻为5Ω B. U=1V时，a、b的电阻相等 C. b的电阻随电压的升高而增大 D. U=3V时，a、b的电阻相等 10. 如图甲所示，长木板A静止在光滑的水平面上，质量为的另一物体B以水平速度滑上A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 木板获得的动能为1J B. 系统损失的机械能为2J C. 木板A的最小长度为1m D. A、B间的动摩擦因数为0.2 三、实验题（第11题8分，第12题10分，共18分。） 11. 用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。 （1）实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块A，轻推一下滑块A，其通过光电门1和光电门2的时间分别为△t1、△t2，当△t1_________△t2（填“>”、“=”或“<”）则说明气垫导轨水平。 （2）实验开始前滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为t1，A与B碰撞后A通过光电门1的时间为t2，B通过光电门2的时间为t3。为完成该实验，还必需测量的物理量有___________。 A. 遮光片的宽度d B. 滑块A 的总质量m1 C. 滑块B的总质量m2 D. 光电门1到光电门2的间距L （3）若在误差允许的范围内满足表达式___________，则表明两滑块碰撞过程中动量守恒。 （4）若还满足表达式___________，则表明两滑块的碰撞为弹性碰撞。 12. 小蜀同学在学习了电容器之后，萌生了自制一个电容器的想法。如图甲所示，他取来两张锡箔纸作为电容器的两个电极，三张电容纸（绝缘介质），按照一层电容纸、一层锡箔纸的顺序交替叠放，然后将五层纸一起卷成圆柱形，两根引线a、b分别接在两张锡箔纸上，最后将整个圆柱形密封在塑料瓶中（两根引线露出），电容器即制作完成。 （1）以下哪种操作可以增加该电容器的电容______（填正确答案标号） A. 增大电容器的充电电压 B. 用同种但是更厚的电容纸替代 C. 增大锡箔纸的正对面积 D. 在卷成圆柱形的时候，用力尽可能使电容纸贴紧 （2）小蜀同学打算进一步研究自制电容器的充放电情况，在与物理老师交流后采用了如图乙所示的电路进行观察。将S置于a端，电压随时间变化图像（计算机显示）如图所示，则充电过程的充电电流______（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或者“保持不变”），如果充满电后电容器所带电荷量为，则电容大小为______。 （3）小蜀同学为了进一步分析该电容器的瞬时电流值，过（2）问图线上的P点作切线（如图虚线），P点对应时刻的瞬时电流大小为______mA。 四、解答题（第13题8分，第14题12分，第15题16分，共36分。） 13. 双响爆竹，其一响之后，腾空再发一响，因此得名二踢脚。如图所示，质量为0.1kg的二踢脚竖立在地面上被点燃后发出一响，向下喷出少量高压气体（此过程位移可忽略）后获得20m/s的速度竖直升起，到达最高点时恰好发生第二响，立即被炸成的A、B两块，其中质量的A部分以的速度向南水平飞出。已知第二响释放的能量有30%转化为A、B的机械能，不计二踢脚内火药的质量和所受的空气阻力，取，求： （1）A、B两部分落地时的距离L； （2）第二响释放的能量。 14. 如图所示，P处有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从静止开始经N、M间的电场加速，进入辐向电场沿着半径为R的圆弧虚线（等势线）运动，从辐向电场射出后，沿平行板A、B间的中线射入两板间的匀强电场，粒子恰从B板右边缘射出。已知MN两板间电压为U，AB极板长为2L，AB板间距离为L，电容器的电容为C，粒子重力不计。求： （1）粒子在辐向电场中运动的时间； （2）辐向电场中虚线上各点电场强度的大小； （3）电容器所带的电荷量。 15. 如图甲所示，水平放置的平行板电容器的两极板、的长度及间距均为L，两板间加一定的电压。一个质量为m，电荷量为的带正电粒子从上级板边缘A点以水平初速度射入电容器，恰好从两板间中线的C点飞出，不计粒子受到的重力和空气阻力。 （1）求带电粒子出电场时的速度大小v； （2）若改变两板间的电压，使带电粒子的入射速度为，带电粒子恰好从下极板右边缘飞出，求此种情况下两板间的电压； （3）若使带电粒子的入射速度为，并从带电粒子射入电容器瞬间开始计时，且上极板M和下极板N间的电势差U随时间t变化的关系图像如图乙所示，带电粒子恰好从上极板右边缘飞出，求带电粒子运动过程中到上极板M的最远距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 东华高级中学、东华松山湖高级中学2024-2025 学年度第一学期 前段考试高二物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。每题只有一个正确选项，错选或不答的得0分。） 1. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 只将电容器b板向左平移，静电计指针的张角变大 B. 只将电容器b板向下平移，静电计指针的张角变小 C. 只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D. 只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．只将电容器b板向左平移，根据 可知，d变大，C变小，因Q不变，根据Q=CU可知，U变大，即静电计指针的张角变大，选项A正确； B．只将电容器b板向下平移，根据 可知，S变小，C变小，因Q不变，根据Q=CU可知，U变大，即静电计指针的张角变大，选项B错误； C．只在极板间插入有机玻璃板，根据 可知，ε变大，C变大，因Q不变，根据Q=CU可知，U变小，即静电计指针的张角变小，选项C错误； D．只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，但是电容不变，选项D错误。 故选A。 2. 硒鼓是激光打印机的核心部件，主要由感光鼓、充电辊等装置构成，如图1所示．工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀的布上一层负电荷。我们可以用图2模拟带电的感光鼓：电荷量均为的点电荷，均匀对称地分布在半径为的圆周上．若某时刻圆周上点的一个点电荷的电量突变成，静电力常数为，则圆心点处的电场强度为（　　） A. ，方向沿半径背离点 B. ，方向沿半径指向点 C. ，方向沿半径背离点 D. ，方向沿半径指向点 【答案】D 【解析】 【详解】当点的点电荷为时，根据电场的对称性，可得在圆心点处的电场强度为零，当点的点电荷为时，可由和两个电荷等效替代，故圆心点处的电场强度可以看成均匀带电圆环和产生的两个场强叠加，故圆心点处的电场强度为 电场方向为在点处的电场方向，即方向沿半径指向点。 故选D。 3. 静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法，其工作原理如图所示。忽略运动中涂料微粒间的相互作用和微粒的重力。下列说法中错误的是（　　） A. 当静电喷涂机与被喷涂工件之间的距离增大时，在运动中的涂料微粒所受电场力减小 B. 涂料微粒的运动轨迹仅由被喷涂工件与静电喷涂机之间所接的高压电源决定 C. 在静电喷涂机水平向左移动的过程中，有两个带有相同电荷量的微粒先后经过被固定的工件右侧P点（相对工件的距离不变）处，先经过微粒的电势能较小 D. 涂料微粒在向被涂工件运动的轨迹中，在直线轨迹上电势升高最快 【答案】B 【解析】 【详解】A．当静电喷涂机与被喷涂工件之间的距离增大时，由于静电喷涂机与被喷涂工件之间电压恒定，距离增加，故场强减小，故电场力减小，故A正确，不符题意； B．涂料微粒的运动轨迹与初速度和受力情况均有关，故B错误，符合题意； C．在静电喷涂机水平向左移动的过程中，P点处电势降低，先经过P点处的带电粒子由于带负电，电势能较小，故C正确，不符题意； D．涂料微粒在向被涂工件运动的轨迹中，直线的距离最小，结合公式U=Ed，在直线轨迹上电势升高最快，故D正确，不符题意； 故选B。 4. 某手机的部分说明书如下表所示，其中电池的容量是指电池放电时输出的总电荷量。说明书还标明该手机电池的电动势为5V，充满电后播放视频的最长时间约10h。下列说法正确的是（　　） 手机类型 智能手机、5G手机 电池容量 待机时间 10天 A. 该手机电池放电时输出的总电荷量为4000C B. 该手机播放视频时电池的平均输出功率约为2W C. 该手机待机时的电流约为0.17A D. 该手机电池充满电储存的电能大约为7200J 【答案】B 【解析】 【详解】A．该手机电池放电时输出的总电荷量为 故A错误； B．该手机播放视频时的电流为 平均输出功率为 故B正确； C．该手机待机时的电流为 故C错误； D．该手机电池充满电储存的电能大约为 故D错误。 故选B。 5. 质量为m的钢球自高处落下，以速率碰到水平地面后被竖直向上弹回，离开地面时的速度为，钢球与地面的碰撞时间为t，不计空气阻力。在碰撞过程中（已知重力加速度为g）（　　） A. 钢球的动量变化量方向竖直向上，大小为 B. 钢球的动量变化量方向竖直向下，大小为 C. 钢球所受合力的冲量方向竖直向上，大小为 D. 钢球受地面的弹力方向竖直向上，大小为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．以竖直向上为正方向，钢球的动量变化量为 结果为正，表明方向竖直向上，AB错误； C．根据动量定理有 结果为正，表明方向竖直向上，C正确； D．根据 结合上述解得 结果为正，表明方向竖直向上，D错误。 故选C。 6. 范德格拉夫静电加速器是一种可通过产生粒子束（射线）来治疗某些癌症的直线加速器。它由两部分组成，一部分是产生高电压的装置，叫做范德格拉夫起电机；另一部分是利用高压加速带电粒子的加速管。其起电机部分结构如图所示，金属球壳固定在绝缘支柱顶端，绝缘材料制成的传送带套在两个转轮上，由电动机带动循环运转。E和F是两排金属针（称做电刷），与传送带靠近但不接触，其中电刷F与金属球壳内壁相连。当电刷E与几万伏的直流高压电源的正极接通时，正电荷将被喷射到传送带上，并被传送带带着向上运动。当正电荷到达电刷F附近时，由于感应起电和电晕放电作用，最终使得球壳上集聚大量电荷，从而在金属球壳与大地之间形成高电压、强电场，用以加速带电粒子。根据以上信息，下列说法错误的是（　　） A. 正电荷从电刷E上被喷射到传送带，其实质是尖端放电 B. 由于感应起电，电刷F上将集聚大量负电荷 C. 最终球壳上集聚的是正电荷，且分布在球壳的外表面 D. 整个起电过程满足电荷守恒定律 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．由于电刷E是金属针状的，故正电荷从电刷E上被喷射到传送带，其实质是尖端放电，A正确，不符合题意； BC．由于感应起电和电晕放电作用，电刷F上将集聚大量正电荷，最终球壳上集聚的是正电荷，且分布在球壳的外表面，B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．整个起电过程满足电荷守恒定律，D正确，不符合题意。 故选B。 7. 如图所示，质量为m、带电荷量为的小球（可视为质点）与长为L的绝缘轻绳相连，轻绳另一端固定在O点，整个系统处在与竖直方向夹角为的匀强电场中。已知A、B、C、D、E、F为圆周上的点，为水平直径，为竖直直径，过O点且与的夹角为，当小球绕O点在竖直平面内做半径为L的圆周运动时，小球运动到A点时的速度最小，最小速度为，g为重力加速度的大小，则下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的电场强度大小为 B. 小球从A点运动到B点时，合力做的功为 C. 小球运动到B点时轻绳拉力的大小为 D. 小球运动到F点时的机械能最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球在A点受重力和电场力，如图所示，由题意，小球绕O点在竖直平面内做圆周运动，在A点时速度最小可知，小球受到的合外力提供向心力，小球在竖直方向受力平衡，则有 A错误； B．小球从A点运动到B点时，重力做功是零，电场力做功为 因此合力做的功为，B错误； C．小球运动到B点时，由动能定理可得 解得 在B点，由牛顿第二定律可得 代入数据解得 C错误； D．小球在做圆周运动中，只有重力和电场力做功，则有小球的机械能和电势能之和是一个定值，小球在E点时电势最高，小球带正电，电势能最大，小球在F点时的电势最低，具有的电势能最小，因此小球在F点的机械能最大，D正确。 故选D。 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分，全部选对得6分，选对但不选全得3分，有选错得0分） 8. 如图所示，一均匀的长方体形金属导体厚度为L。当给导体的上下表面加上电压U时，流过导体的电流为I，当给导体的前后表面加上电压U时，流过导体的电流为，当给导体的左右表面加上电压U时，流过导体的电流为。下列说法正确的是（　　） A. AC的长度为2L B. AD的长度为4L C. 导体的电阻率为 D. 导体的电阻率为 【答案】AC 【解析】 【详解】设AC的长度为x、AD的长度为y，设导体的电阻率为，根据电阻定律 以及欧姆定律 可得 即 则有 ， 联立，解得 ，， 故选AC。 9. 图中的实线分别是电阻a、b的伏安特性曲线，虚线c是b（U=1V）的切线，a、c相互平行，下列说法正确的是（　　） A. U=1V时，b的电阻为5Ω B. U=1V时，a、b的电阻相等 C. b的电阻随电压的升高而增大 D. U=3V时，a、b的电阻相等 【答案】CD 【解析】 【详解】ABC．根据I-U图像可知，电阻a的阻值保持不变，大小为 Ra==Ω=5Ω 根据电阻b的伏安特性曲线可知，曲线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，而连线斜率为 k== 可知b的电阻随电压的升高而增大，U=1V时，b的电阻为 Rb==Ω=2.5Ω<Ra=5Ω 故AB错误，C正确； D．U=3V时，b的电阻为 Rb′==Ω=5Ω 此时Ra=Rb′=5Ω，故D正确。 故选CD。 10. 如图甲所示，长木板A静止在光滑的水平面上，质量为的另一物体B以水平速度滑上A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 木板获得的动能为1J B. 系统损失的机械能为2J C. 木板A的最小长度为1m D. A、B间的动摩擦因数为0.2 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由题图可知，木板A和物体B共速时，速度为，根据动量守恒定律得 解得木板A的质量为 故木板获得的动能为 故A正确； B．系统损失的机械能为 故B正确； C．根据图线与轴围成的面积表示位移，由题图乙可知内B的位移为 A的位移为 木板A的最小长度为 故C正确； D．由图线的斜率表示加速度，可得B的加速度大小为 根据牛顿第二定律得 解得 故D错误。 故选ABC。 三、实验题（第11题8分，第12题10分，共18分。） 11. 用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。 （1）实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块A，轻推一下滑块A，其通过光电门1和光电门2的时间分别为△t1、△t2，当△t1_________△t2（填“>”、“=”或“<”）则说明气垫导轨水平。 （2）实验开始前滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为t1，A与B碰撞后A通过光电门1的时间为t2，B通过光电门2的时间为t3。为完成该实验，还必需测量的物理量有___________。 A. 遮光片的宽度d B. 滑块A 的总质量m1 C. 滑块B的总质量m2 D. 光电门1到光电门2的间距L （3）若在误差允许的范围内满足表达式___________，则表明两滑块碰撞过程中动量守恒。 （4）若还满足表达式___________，则表明两滑块的碰撞为弹性碰撞。 【答案】（1）= （2）BC （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 当气垫导轨水平时，滑块A在导轨上做匀速直线运动，此时通过光电门1和光电门2的时间相等，即。 【小问2详解】 实验验证动量守恒，所以实验中需要测量两滑块各自的质量和碰撞前后的速度，速度可以通过挡光片的宽度和滑块通过光电门的时间求出，两滑块挡光片宽度相同，所以宽度可在数据处理时消去，所以不需要测量挡光片的宽度。 故选BC。 【小问3详解】 设挡光片的宽度为d，碰前A的速度大小为，碰后A的速度大小为，碰后B的速度大小为，取向右为正方向，根据动量守恒定律有 整理可得 【小问4详解】 若碰撞为弹性碰撞，碰撞前后动能总和不变，有 即 12. 小蜀同学在学习了电容器之后，萌生了自制一个电容器的想法。如图甲所示，他取来两张锡箔纸作为电容器的两个电极，三张电容纸（绝缘介质），按照一层电容纸、一层锡箔纸的顺序交替叠放，然后将五层纸一起卷成圆柱形，两根引线a、b分别接在两张锡箔纸上，最后将整个圆柱形密封在塑料瓶中（两根引线露出），电容器即制作完成。 （1）以下哪种操作可以增加该电容器的电容______（填正确答案标号） A. 增大电容器的充电电压 B. 用同种但是更厚的电容纸替代 C. 增大锡箔纸的正对面积 D. 在卷成圆柱形的时候，用力尽可能使电容纸贴紧 （2）小蜀同学打算进一步研究自制电容器的充放电情况，在与物理老师交流后采用了如图乙所示的电路进行观察。将S置于a端，电压随时间变化图像（计算机显示）如图所示，则充电过程的充电电流______（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或者“保持不变”），如果充满电后电容器所带电荷量为，则电容大小为______。 （3）小蜀同学为了进一步分析该电容器的瞬时电流值，过（2）问图线上的P点作切线（如图虚线），P点对应时刻的瞬时电流大小为______mA。 【答案】（1）CD （2） ①. 逐渐减小 ②. 0.05 （3）0.75 【解析】 【小问1详解】 由电容的决定式有 由此可知，电容器的电容与充电电压无关，为增加该电容器的电容，可以增大两锡箔纸正对面积，或者减小量两锡箔纸之间的距离。 故选CD。 【小问2详解】 [1][2]由题图可知，电容器充满电时其电压为6V，则电容器的电容为 由于 而题中的图像的斜率为 又因为 整理有 由于电容器的电容与充电电压无关，所以则图像的斜率变化可以表示充电电流的变化，由电路图可知，图像的斜率逐渐变小，所以充电过程中的充电电流也逐渐变小。 【小问3详解】 结合之前的分析以及图像可知， 解得 四、解答题（第13题8分，第14题12分，第15题16分，共36分。） 13. 双响爆竹，其一响之后，腾空再发一响，因此得名二踢脚。如图所示，质量为0.1kg的二踢脚竖立在地面上被点燃后发出一响，向下喷出少量高压气体（此过程位移可忽略）后获得20m/s的速度竖直升起，到达最高点时恰好发生第二响，立即被炸成的A、B两块，其中质量的A部分以的速度向南水平飞出。已知第二响释放的能量有30%转化为A、B的机械能，不计二踢脚内火药的质量和所受的空气阻力，取，求： （1）A、B两部分落地时的距离L； （2）第二响释放的能量。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）A、B两部分落地的时间为 炸成的A、B两块时，根据在水平方向动量守恒 其中 解得 炸成的A、B两块后，两部分分别做平抛运动，则两部分水平位移分别为 则，A、B两部分落地时的距离L为 （2）由题意可知 其中 解得 14. 如图所示，P处有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从静止开始经N、M间的电场加速，进入辐向电场沿着半径为R的圆弧虚线（等势线）运动，从辐向电场射出后，沿平行板A、B间的中线射入两板间的匀强电场，粒子恰从B板右边缘射出。已知MN两板间电压为U，AB极板长为2L，AB板间距离为L，电容器的电容为C，粒子重力不计。求： （1）粒子在辐向电场中运动的时间； （2）辐向电场中虚线上各点电场强度的大小； （3）电容器所带的电荷量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据动能定理可得 所以 粒子在辐向电场中做匀速圆周运动，有 （2）根据牛顿第二定律可得 所以辐向电场中虚线上各点电场强度的大小为 （3）粒子在AB板间运动时，有 联立可得 15. 如图甲所示，水平放置的平行板电容器的两极板、的长度及间距均为L，两板间加一定的电压。一个质量为m，电荷量为的带正电粒子从上级板边缘A点以水平初速度射入电容器，恰好从两板间中线的C点飞出，不计粒子受到的重力和空气阻力。 （1）求带电粒子出电场时的速度大小v； （2）若改变两板间的电压，使带电粒子的入射速度为，带电粒子恰好从下极板右边缘飞出，求此种情况下两板间的电压； （3）若使带电粒子的入射速度为，并从带电粒子射入电容器瞬间开始计时，且上极板M和下极板N间的电势差U随时间t变化的关系图像如图乙所示，带电粒子恰好从上极板右边缘飞出，求带电粒子运动过程中到上极板M的最远距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，根据运动学公式有 根据速度的合成和分解有 解得 （2）设板间的电场强度大小为，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系有 根据牛顿第二定律和运动学规律有 解得 （3）带电粒子在电场中水平方向上做匀速直线运动，则粒子在板间运动的时间 时刻带电粒子在竖直方向上的分速度大小 设时刻带电粒子在竖直方向上的分速度大小为，根据运动规律有 在时间内带电粒子的加速度 带电粒子运动过程中到上极板M的最远距离 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $