上海市杨浦区复旦大学附属中学2025-2026学年高二上学期9月月考物理试题

2025学年复旦附中高二阶段练习1 第9章静电场本章测试 物理 试卷 （考试时间60分钟 满分100分） 考生注意： 1. 本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项 1. 在列式计算，逻辑推理以及简答题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示 1. 试卷共6页，答题纸共4页，在答题纸上准确填写个人信息，所有选涂部分均在选择题作答区。 1. 若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、蜜蜂采蜜 1．蜜蜂飞行过程中身上会积累少量正电荷，一只蜜蜂通常的带电量约为，蜜蜂传播花粉时就利用了这些电荷。当蜜蜂飞到花蕊附近时，花粉颗粒会粘附在蜜蜂身上。当蜜蜂接近下一朵花时，部分花粉会留在下一朵花的花蕊上，完成授粉。静电力常量，元电。回答下列有关问题： （1）从得失微粒的角度分析：这只蜜蜂带电的原因：_____________________________________________。 （2）当蜜蜂靠近带负电的花蕊时，它们之间的电场如图所示。在右图中画出： ①：实线画出a,b点中电场强度较大的点的电场方向； ②：虚线画出通过a,b点中电势较高的点的等势面； （3）当一颗电荷量为-q（q>0且远小于蜜蜂、花蕊所带电量）的花粉从花蕊转移到蜜蜂身上的过程中，电场力对花粉做 （选填“正功”“负功”或“不做功”），电势能 （选填“增加”“减少”或“不变”）。 （4）蜜蜂不愿靠近因刚被授粉而带正电的花蕊。在实验中发现，当蜜蜂距离带电为的花蕊15cm时，就不愿再靠近了。 ①：当一只蜜蜂靠近一朵已被授粉的花蕊时，它们之间的电场线分布可能为（ ） A．     B．     C．       D． ②：根据实验数据推测，蜜蜂能感受到花蕊产生的最小电场强度约为____________。（用国际基本单位制表示） ③：在同一个带电假花蕊附近选取一点，引入不同的试探电荷，会变化的是（ ） A．该点的电场强度         B．A该点的电势 C．在该点的电势能         D．该点与电场中另外一点之间的电势差 ④：另一片带电为+2×10-11C的花蕊与原花蕊充分接触后，则原花蕊对蜜蜂产生的电场力大小变为原来的_____倍。 二、电闪雷鸣 2．闪电，是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象（一般发生在积雨云中）。通常是暴风云（积雨云）产生电荷，底层带负电，顶层带正电，而且还在地面产生正电荷，如影随形地跟着云移动。正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体，企图和带有负电的云层相遇：负电荷枝状的触角则向下伸展接近地面。最后正负电荷终于克服空气的阻碍而连接上，产生出一道明亮夺目的闪光。 （1）闪电产生的电场十分强大，下列关于电场的说法中错误的是（　　）（多选题） A．电场只是一个模型，实际上并不存在 B．电场中电场线不是人为画出的，而是实际存在的 C．电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用，其中自然界只存在两种电荷 D．电场线一定是闭合的 （2）如图，天上的一片雷雨聚集了大量的负电荷，电荷量为Q。带负电的雨滴从雷雨云底部落到地面的过程中，下列说法错误的是（　　）（多选题） A．雷雨云与地面之间形成匀强电场 B．雨滴的电势能逐渐减少 C．雨滴的电势逐渐降低 D．电场力对雨滴做负功 （3） 如图所示，雷雨受强风作用形成一个电场的电场线分布关于y轴对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN。P点在y轴右侧，MP⊥ON。M点与 P 点的电势高低和OM 与 MN的电势差大小关系正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， （4）1752年，富兰克林在空旷地带高举装有金属杆的风筝，刚好一道闪电从风筝上掠过，他将风筝线上的电引入莱顿瓶中，已知莱顿瓶的电容，测出其两端的电压，则富兰克林收集到雷电的电量 C。 （5）为避免雷电造成损害，高大的建筑物会装有避雷针。如图，雷雨天，在避雷针附近产生电场，其等势面的分布如甲图虚线所示。现沿水平方向在某区域建立坐标轴Ox，轴上各点电势分布如乙图所示，b为图线最高点，则下列说法中正确的是（ ） A．b点场强为零     B．b点场强垂直Ox轴向上 C．a、c两点场强相同   D．沿水平方向b点距离避雷针比c点更远    三、类比学习法 3．法国物理学家库仑利用扭秤装置研究了静止点电荷间的相互作用力，并于 1785年发现了库仑定律。1798年英国物理学家卡文迪许借鉴了库仑的扭秤实验，测定了万有引力常数。力学和电学存在联系，回答下列有关问题： （1）氢原子由带正电的原子核和核外电子组成，电子绕氢核做近似匀速圆周运动。氢原子内质子和电子间距离为，质子与电子的相关数据、引力常数、静电力常量见表。 线度 （m） 质量 （kg） 电量（C） 质子 10-15 1.67×10-27 1.6×10-19 电子 10-18 9.1×10-31 1.6×10-19 G=6.67×10-11N·m2/kg2 k=9×109N·m2/C2 ①：电子受到原子核对其库仑力Fe，运动规律与卫星在行星的万有引力FG作用下绕行星的圆周运动规律类似，其原因是FG和Fe的大小都与相互作用物体间的 成反比； ②：在计算质子和电子间相互作用力的大小时 （选填：“能”或“不能”）将二者视为质点和点电荷，依据是 。 ③：质子与电子之间同时存在万有引力和库仑力，（ ） A．>>1         B．>1         C．<1             D．<<1 （2）关于扭秤实验的重要运用，下列说法正确的是（　　）（多选题） A．卡文迪许扭秤实验和库仑扭秤实验的都用到了“微小量放大法” B．两个实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式 C．卡文迪许扭秤实验需要确保研究小球为电中性 D．万有引力定律和库仑定律的相似性，说明了他们是同一种基本相互作用 （3）电场强度与受力平衡有着密不可分的关系。如图，在（a，0）放置电荷量为q的正点电荷，在（0，a）放置电荷量为-q的负点电荷，在距P（a，a）为的某点处放置正点电荷Q，使得P点的电场强度为零。则Q的位置为 ，电荷量为 。 四、密立根油滴实验 4．罗伯特·密立根于 1909年完成了油滴实验（Oil-drop experiment），该实验首次测量出了电子的电荷量。密立根因此实验和对光电效应的研究而获得1923年的诺贝尔物理学奖。密立根设计的实验装置如图，用喷雾器向一个透明的圆柱形容器里喷入带电油滴，油液被喷射撕裂成油滴时，一般都是带负电的。将容器中 A、B板接入电路。我们可以通过改变极板间的电压来控制油滴的运动，假设极板间为匀强电场。 （1）在虚框内画出控制电路图，可用的器材有：滑动变阻器、定值电阻、电压表；并标出直流电源的正负极。 （2）油滴在运动时会受到空气阻力，空气阻力与下落速度成正比。 ①：若 AB 两极板不加电压，请定性描述油滴由静止开始下落过程中的运动：_____________________。 ②：若 AB 两极板间的电压为 U0， 油滴在极板间匀速下落的过程中（ ） A．它的电势能减小      B．它的机械能减小 C． 它的电场力等于重力       D．它在向电势更高处运动 （3）如图，水平放置的平行板电容器充电后断开电源，上极板带负电，下极板接地（电势为零），板间距离为d，在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，两板间电势差将 （选填“变大”“变小”或“不变”），P点电势将 （选填“升高”“降低”或“不变”），油滴的电势能 （选填“大于”“小于”或“等于”）零。 （4）油滴在运动过程中受到的阻力可由斯托克斯公式计算（其中r为油滴半径，v为油滴下落的速度，为空气粘滞系数）。则空气粘滞系数的单位可以表示为___________（用国际基本单位制表示），设重力加速度为g油滴近似看成球形（半径未知），密度为ρ。测得油滴稳定运动时在t时间内向下通过的位移为l，请直接写出油滴电量q的表达式：_______________。（用题目给出已知物理量表示） （5）经过多次实验，建立了元电荷的相关概念，下列关于元电荷说法中正确的是（ ）（多选题） A．元电荷是自然界中电荷的最小单元 B．当元电荷不可视为点电荷时，元电荷也不可以视为质点 C．元电荷是1.6×10-19C D．元电荷一定不是电子 五、熔喷布 5．生产口罩的重要材料熔喷布，主要以聚丙烯为原料，用静电生产设备让聚丙烯熔喷布带上静电，可以作为口罩吸附层吸附有害物质。熔喷布是经过静电驻极技术处理，即通过高压放电，使电荷附着在熔喷无纺布上。 （1）驻极处理装置中针状电极与平板电极间的电场如图所示。若 a点处一带电尘埃在电场力的作用下由静止开始运动，被熔喷布吸附带电尘埃的电势能变化量为 E，尘埃的质量为 m，不计其所受重力，则它运动到熔喷布时的速度大小为 （用E、m表示）    （2）工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，在生产流水线上设置如图所示传感器，其中A，B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G是灵敏电流计，连接在A极板上。 ①：电容的定义式是下列物理量的表达式中，也是用其他物理量的比来定义且为标量的是（ ） A．电场强度        B．加速度            C． 电势            D．电阻 ②：当熔喷布的厚度变薄导致介电常数变小时（　　） A．极板间的电场强度变大 B．平行板电容器的电容变大 C．A、B两极板间的电压减小 D．有自 a向 b的电流流过灵敏电流计 ③：该传感器中电容器部分的制作与电容器的充放电原理密切相关。小张同学用如左下图所示的电路做“观察电容器的充、放电现象”的实验。 当开关S接“1”并达到稳定后，电容器上极板带 电（选填“正”或“负”），当开关S接到“2”的瞬间，流过R的电流方向 （选填“向左”或“向右”）。请在上方方框内画出这个电容器在该过程中电压U和电容C之间的关系图像。 （3）如图，真空玻璃管内，加热的阴极 K 发出的电子（初速度可忽略不计） 经阳极A与阴极 K之间的电压 U1形成的加速电场加速后，从阳极 A 的小孔射出，由水平放置的平行正对偏转极板从 M、N的左端中点以平行于极板的方向射入两极板之间的区域。若M、N两极板间无电压，电子将沿水平直线打在光屏上的O点； 若在 M、N两极板间加电压 U2，形成平行纸面的偏转电场，则电子将打在荧光屏上的 P点；已知电子质量为 m，电荷量的大小为 e。M、N两极板长均为 L1、两极板间距离为 d，极板右端到荧光屏的距离为L2。忽略电子所受重力及它们之间的相互作用力，求： （计算题，需写出必要公式，计算过程和说明） ①：在 M、N两极板间加电压 U2后，电子射出偏转电场时的速度； ②：OP两点间的距离。    参考答案： A+≥88分 一. 蜜峰采蜜（共20分） 1. （1） 它失去1.875×1018个电子。 （3分） （2） （2分） （3） 正功 减少 （4分） 提示：W=Uq=q（φ1-φ2）＞0 （4） ①：C （3分） ②：16kg·m·s-3·A-1 （3分） ③：C （3分） ④：0.75 （2分） 二. 电闪雷鸣（共17分） 2. （1） ABD （4分） （2） ACD （4分） （3） D （3分） （4） 1.2×10-7 （3分） （5） B （3分） 三. 类比学习法（共16分） 3. （1） ①：距离的平方（2分） ②：能 质子和电子间的距离远远大于质子和电子的线度，此时质子和电子的体积和大小可以忽略（1+2=3分） （2） D （3分） （3） ABC （4分） （4） (0,2a) 2 （2×2=4分） 四. 密立根油滴实验（共25分） 4. （1） （4分） （2） 油滴做加速度减小的加速运动，最后匀速 （2分） B （3分） （3） 变小 不变 小于（3×2=6分） （4） kg·m-1·s-1 （2分） （4分） （5） ABD （4分） 五. 熔喷布（共22分） 5. （1） （2分） （2）①： C （3分） ②： D （3分） ③：正 向左 （3×2=6分） （3）①：，电子离开电场时速度v2与进入电场时的速度v1夹角为； ②： 本题共8分，具体评分要点如下： 详解如下： 设电子经电压U1加速后的速度为v1，根据动能定理 （1分） 解得 电子进入B、C间的匀强电场中，在水平方向以v1的速度做匀速直线运动，竖直方向受电场力的作用做初速度为零的加速运动，其加速度为 （1分） 电子通过匀强电场的时间 电子离开匀强电场时竖直方向的速度vy为 （1分） 由运动合成与分解得： （1分） 电子离开电场时速度v2与进入电场时的速度v1夹角为α则 （1分） （2）电子通过匀强电场时偏离中心线的位移 （1分） 电子离开电场后，做匀速直线运动射到荧光屏上，竖直方向的位移 （1分） 故电子打到荧光屏上时，偏离中心线的距离为 （1分） 备注：若用末速度方向反方向延长过位移中点相似三角形解题，（2）除最后答案外2分补充分同理评分。 学科网（北京）股份有限公司 $