精品解析：河南新未来2025-2026学年高二上学期10月质量检测物理试题

河南新未来2025~2026学年度高二年级10月中质量检测 物理 （试卷满分：100分，考试时间：75分钟） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 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，再选涂其他答案标号；回答非选择题时，用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，请将答题卡上交。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 关于太阳能电池、电流与电路，以下说法正确的是（　　） A. 家庭电路中的电风扇、电视机、电冰箱之间是串联的 B. 太阳能电池板可以把太阳能直接转化为电能 C. 闭合电路中电流的方向是由电源的正极到电源的负极 D. 电源的作用就是将电能转化为其他形式的能 2. 关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法正确的是（　　） A. 摩擦起电和感应起电都符合电荷守恒定律 B. 任何两个物体相互摩擦时一定带有等量异种电荷 C. 用丝绸摩擦过的玻璃棒与不带电金属球接触，可使金属球带负电 D. 感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体 3. 在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，导致电压表的示数减小，电流表的示数增大。电压表和电流表均为理想电表，电阻元件完全相同，则可能出现的故障是（　　） A. 断路 B. 短路 C. 断路 D. 短路 4. 一带正电的粒子只在电场力作用下沿轴运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，如果电场是由固定在轴上两点的点电荷共同产生的，在轴上有等间距的四点，下列说法正确的是（　　） A. 和一定带有同种电荷 B. 和处的电场强度相同 C. 从到，带电粒子的加速度一直增大 D. 从到，带电粒子的速度一直减小 5. 为了更好地利用自然资源，某地区利用风力发电为当地生产、生活提供电能。如图所示，风力发电机的叶片转动时可形成直径为D的圆面，该地区的风速大小约为v，风向跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度约为ρ。假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能，则此风力发电机发电的功率约为（　　） A. B. C. D. 6. 某同学在实验室找到一个小型直流电动机，并将其按如图所示的方式连接好电路，由此制作了一个简易升降机。电路中电源电动势，内阻，路端电压，定值电阻。内阻的直流电动机正常工作时。将一个质量的重物竖直向上匀速提起。不计空气阻力和摩擦，重力加速度g取10m/s2。则（　　） A. 电动机两端的电压为4.5V B. 电动机的输出功率为1.2W C. 电源的工作效率为67.9% D. 重物匀速上升时的速度大小为0.1m/s 7. 如图所示，真空中平面内，在坐标点（）固定一个点电荷，坐标点（）固定一个点电荷，以为圆心，半径的圆与坐标轴的交点分别为。若取无穷远处电势为零，则距离点电荷处的电势为（为点电荷所带电荷量）。下列说法正确的是（　　） A. 点电势为 B. 点电势高于点电势 C. 点电场的方向水平向左 D. 点场强大小为点的倍 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 关于电流的定义式和微观表达式以及电流方向，下列说法正确的是（　　） A. 是电流的定义式，电流由通过导体某一横截面的电荷量及所用时间决定 B. 是电流的微观表达式，对于某一确定的柱状导体，其电流与导体内自由电子定向移动的平均速率成正比 C. 由可得，可知当一定时，通过导体某一横截面的电荷量与电流成正比 D. 规定正电荷的定向移动方向为电流方向，电流既有大小，又有方向，电流是矢量 9. 英国科学家法拉第最先尝试用“线”描述磁场和电场，它有利于形象理解不可直接观察的电场和磁场的强弱分布。如图所示为等量的异种电荷电场中的部分电场线分布情况，图中的虚线是两点电荷连线的中垂线，A、B、C、D是电场线上的四点，根据如图所示的电场线分布图判断，下列说法正确的是（　　） A. A点的电势高于B点的电势 B. C、D两点的场强大小相等 C. C、D两点的场强方向均平行于点电荷连线向左 D. 正试探电荷在A点的电势能大于其在C点的电势能 10. 极板水平的平行板电容器和一个滑动变阻器、两个可变电阻及电源连接成如图所示的电路。闭合电键，质量为的带电油滴在两极板之间静止悬浮。为了使油滴下降，可采用的办法是（　　） A. 增大可变电阻的阻值 B. 滑动变阻器的滑片向左滑 C. 增大可变电阻的阻值 D. 增大平行板电容器的极板间距 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学做练习使用多用电表的实验。 （1）用欧姆表测量未知电阻，电表的选择开关旋至欧姆挡“×10”倍率，进行一系列正确操作后，指针静止时如图甲中指针M所示，为了使测量结果准确一些，他们需要将选择开关旋至__________（填“×100”或“×1”）倍率，重新欧姆调零后，最终他们测量未知电阻时指针静止时如图甲中指针N所示，则未知电阻的测量值为__________Ω。 （2）该同学接着用欧姆挡探测只有一个元件的黑箱，如图乙所示，当两表笔接触黑箱接线柱a、b时，发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左边刻度线，则该元件可能是 。 A. 电容器 B. 电阻 C. 电压表 D. 电流表 （3）如图丙所示为某同学用多用电表按图示电路进行了正确的测量。则此时多用表的红表笔应与_______（填“p”或“q”）连接；闭合开关后，该多用表用于测电路中的___________（填“电阻”“电流”或“电压”）。 12. 干电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等，而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域。某兴趣小组设计如图甲所示的电路，准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻。 （1）实验室提供的器材如下： A.待测干电池（电动势约为1.5V） B.电流表A1（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω） C.电流表A2（量程0~3A，内阻约0.025Ω） D.电压表V1（量程0~3V，内阻约3kΩ） E.电压表V2（量程0~15V，内阻约15kΩ） F.滑动变阻器（R1）（最大阻值约20Ω） G.开关（S），导线若干 实验中电流表应选用__________（填“B”或“C”）；电压表应选用___________（填“D”或“E”）。 （2）在图乙中将所选器材，用笔画线代替导线进行实物连线_____。 （3）闭合开关后，多次移动滑动变阻器的滑片，测得多组电压表和电流表的示数U和I，在坐标纸上以U为纵轴、I为横轴，选择适当的标度建立坐标，并画出U-I图线。作出的图像与纵轴的截距为d，横轴的截距为s。由此求出电池的电动势为E=___________，电池的内阻为r=___________。（结果用字母表示） 13. 如图所示，可视为点电荷的小球甲、乙均带正电，带电荷量分别为和，甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上；乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为（为静电力常量）、方向指向甲球的恒力作用。乙球在甲球左侧相距为处由静止释放，乙球释放瞬间的加速度大小为。求∶ （1）乙球的质量和乙球刚释放时受到的库仑力的大小； （2）乙球的速度最大时两球之间的距离。 14. 如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且，为滑动变阻器，闭合开关，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随干路电流I变化关系如图乙所示，其中图线上的M、N两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的。求： （1）电源的电动势和内电阻； （2）定值电阻的阻值； （3）电源的输出功率最大时接入电路的阻值。 15. 如图所示，在足够长的光滑绝缘水平面上，长为2d的绝缘轻质细杆两端分别连接质量均为m的带电小球甲和乙，甲球带电荷量为+2q（q>0），乙球带电荷量为-3q（均可视为质点，不考虑两者间相互作用的库仑力）。现让甲处于矩形有界匀强电场ABCD内，已知虚线AB恰好与细杆的中垂线重合，AB和CD的距离为4d，匀强电场的场强大小为E，方向水平向左。现由静止释放甲、乙连接体，求∶ （1）甲、乙连接体在运动过程中的速度的最大值； （2）甲、乙连接体从开始运动到速度第一次为零需要的时间； （3）甲、乙连接体运动的过程中，乙球电势能增加的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南新未来2025~2026学年度高二年级10月中质量检测 物理 （试卷满分：100分，考试时间：75分钟） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 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，再选涂其他答案标号；回答非选择题时，用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，请将答题卡上交。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 关于太阳能电池、电流与电路，以下说法正确的是（　　） A. 家庭电路中的电风扇、电视机、电冰箱之间是串联的 B. 太阳能电池板可以把太阳能直接转化为电能 C. 闭合电路中电流的方向是由电源的正极到电源的负极 D. 电源的作用就是将电能转化为其他形式的能 【答案】B 【解析】 【详解】A．家庭电路中各用电器独立工作，互不影响，因此是并联的，故A错误； B．太阳能电池通过光伏效应直接将太阳能转化为电能，中间不经过其他能量形式转换，故B正确； C．闭合电路中，电流方向在电源外部由正极到负极，内部由负极到正极，选项C仅描述外部方向，未完整说明闭合回路的方向，故C错误； D．电源的作用是将其他形式的能（如化学能、机械能）转化为电能，而非将电能转化为其他能，故D错误。 故选B。 2. 关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法正确的是（　　） A. 摩擦起电和感应起电都符合电荷守恒定律 B. 任何两个物体相互摩擦时一定带有等量异种电荷 C. 用丝绸摩擦过的玻璃棒与不带电金属球接触，可使金属球带负电 D. 感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体 【答案】A 【解析】 【详解】A．摩擦起电和感应起电都符合电荷守恒定律，故A正确； B．只有不同材料的物体摩擦才会因得失电子带等量异种电荷，相同材料可能不带电，故B错误； C．丝绸摩擦玻璃棒使其带正电，接触金属球时电子从金属转移到玻璃棒，金属球带正电，故C错误； D．感应起电是电荷重新分布而非转移，接触起电才有电荷转移，故D错误。 故选A。 3. 在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，导致电压表的示数减小，电流表的示数增大。电压表和电流表均为理想电表，电阻元件完全相同，则可能出现的故障是（　　） A. 断路 B. 短路 C. 断路 D. 短路 【答案】C 【解析】 【详解】A．若电路正常，则电压表测量两端的电压，电流表测量流过的支路电流。若断路，电压表测量路端电压，电流表的示数为零，A错误； B．若短路，则被短路，电流表的示数为零，电压表的示数增大，B错误； C．若断路，总电阻增大，干路电流减小，则电压表的示数减小；和的总电阻增大，分压增大，流过和电流表的电流增大，故电流表的示数增大，C正确； D．若短路，则电压表的示数增大，电流表的示数增大，D错误。 故选C。 4. 一带正电的粒子只在电场力作用下沿轴运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，如果电场是由固定在轴上两点的点电荷共同产生的，在轴上有等间距的四点，下列说法正确的是（　　） A. 和一定带有同种电荷 B. 和处的电场强度相同 C. 从到，带电粒子的加速度一直增大 D. 从到，带电粒子的速度一直减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像知a处的电势等于零，所以和带有异种电荷，故A错误； B．图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小，和处的电场强度不相同，故B错误； C．图像中直线或曲线某处切线的斜率表示电场力的大小。可知从到粒子受到的电场力逐渐减小，其加速度也逐渐减小，故C错误； D．只在电场力作用下粒子的动能与电势能之和不变，从到电势能一直增大，可知从到粒子的动能一直减小，其速度一直减小，故D正确。 故选D。 5. 为了更好地利用自然资源，某地区利用风力发电为当地生产、生活提供电能。如图所示，风力发电机的叶片转动时可形成直径为D的圆面，该地区的风速大小约为v，风向跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度约为ρ。假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能，则此风力发电机发电的功率约为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】在∆t时间内吹到叶片上的空气的质量为 则风力发电机发电的功率 故选C。 6. 某同学在实验室找到一个小型直流电动机，并将其按如图所示的方式连接好电路，由此制作了一个简易升降机。电路中电源电动势，内阻，路端电压，定值电阻。内阻的直流电动机正常工作时。将一个质量的重物竖直向上匀速提起。不计空气阻力和摩擦，重力加速度g取10m/s2。则（　　） A. 电动机两端的电压为4.5V B. 电动机的输出功率为1.2W C. 电源的工作效率为67.9% D. 重物匀速上升时的速度大小为0.1m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．回路的电流为 电动机两端的电压为，A错误； B．电动机的输出功率为，B错误； C．电源的工作效率为，C错误； D．根据可得重物匀速上升时的速度大小为，D正确。 故选D。 7. 如图所示，真空中平面内，在坐标点（）固定一个点电荷，坐标点（）固定一个点电荷，以为圆心，半径的圆与坐标轴的交点分别为。若取无穷远处电势为零，则距离点电荷处的电势为（为点电荷所带电荷量）。下列说法正确的是（　　） A. 点电势为 B. 点电势高于点电势 C. 点电场的方向水平向左 D. 点场强大小为点的倍 【答案】D 【解析】 【详解】A．点电荷在点的电势为 点电荷在点的电势为 电势是标量，所以点电势相加后为零，故A错误； B．根据对称性可知， 由公式可计算得到，故B错误； C．点电荷形成的电场中某点电场强度大小为 点电荷在点产生的场强为，方向沿cA方向， 点电荷在点产生的场强为，方向沿Bc方向 二者的竖直分量不能抵消，所以合场强方向不沿水平方向，故C错误； D．点的场强为，方向水平向左 点场强为，方向水平向右， 所以点场强的大小为点的27倍，故D正确。 故选D。 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 关于电流的定义式和微观表达式以及电流方向，下列说法正确的是（　　） A. 是电流的定义式，电流由通过导体某一横截面的电荷量及所用时间决定 B. 是电流的微观表达式，对于某一确定的柱状导体，其电流与导体内自由电子定向移动的平均速率成正比 C. 由可得，可知当一定时，通过导体某一横截面的电荷量与电流成正比 D. 规定正电荷的定向移动方向为电流方向，电流既有大小，又有方向，电流是矢量 【答案】BC 【解析】 【详解】A．是电流的定义式，I与q和t无关，A错误； B．电流在微观上与n、e、S、v有关，对于某一确定的柱状导体I只与v有关且与v成正比，B正确； C．根据可知通过导体某一横截面的电荷量q由I和t决定，C正确； D．电流既有大小，又有方向，但电流是标量，物理学上规定正电荷定向移动的方向为电流方向，D错误。 故选BC。 9. 英国科学家法拉第最先尝试用“线”描述磁场和电场，它有利于形象理解不可直接观察的电场和磁场的强弱分布。如图所示为等量的异种电荷电场中的部分电场线分布情况，图中的虚线是两点电荷连线的中垂线，A、B、C、D是电场线上的四点，根据如图所示的电场线分布图判断，下列说法正确的是（　　） A. A点的电势高于B点的电势 B. C、D两点的场强大小相等 C. C、D两点的场强方向均平行于点电荷连线向左 D. 正试探电荷在A点的电势能大于其在C点的电势能 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．两等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，沿着电场线方向电势降低，A点的电势高于B点的电势，A正确； B．两点的电场线疏密程度不同，电场强度不同，电场线较密集处场强较大，据题电场线分布可知C点场强大于D点场强，B错误； C．C、D两点的场强方向均平行于点电荷连线向左，C正确； D．过A点画电场线的垂线（等势线），可以判断A点电势高于C点电势，将正试探电荷由A点移到C点过程中，电场力对试探电荷做正功，其电势能减小，D正确。 故选ACD。 10. 极板水平的平行板电容器和一个滑动变阻器、两个可变电阻及电源连接成如图所示的电路。闭合电键，质量为的带电油滴在两极板之间静止悬浮。为了使油滴下降，可采用的办法是（　　） A. 增大可变电阻的阻值 B. 滑动变阻器的滑片向左滑 C. 增大可变电阻的阻值 D. 增大平行板电容器的极板间距 【答案】BD 【解析】 【详解】A．平行板电容器之间是匀强电场，设场强大小为E。带电油滴悬浮在两极板之间静止不动，则有 若要油滴下降，电场力需要变小，即要使极板间电场强度减小。若只增大可变电阻的阻值，极板两端电压不变，由，可知，极板间电场强度不变，故A错误； B．滑动变阻器的滑片P向左滑时，接入电路中的电阻增大。由串联分压原理可知，两端的电压减小，即极板两端电压减小，则极板间电场强度减小，带电油滴向下运动，故B正确； C．若增大，由串联分压原理可知，两端的电压变大，即极板两端电压变大，则极板间电场强度变大，带电油滴向上运动，故C错误； D．增大C的极板间距，极板两端的电压不变。由可知，极板间电场强度减小，油滴向下运动，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学做练习使用多用电表的实验。 （1）用欧姆表测量未知电阻，电表的选择开关旋至欧姆挡“×10”倍率，进行一系列正确操作后，指针静止时如图甲中指针M所示，为了使测量结果准确一些，他们需要将选择开关旋至__________（填“×100”或“×1”）倍率，重新欧姆调零后，最终他们测量未知电阻时指针静止时如图甲中指针N所示，则未知电阻的测量值为__________Ω。 （2）该同学接着用欧姆挡探测只有一个元件的黑箱，如图乙所示，当两表笔接触黑箱接线柱a、b时，发现电表指针快速摆向右边后再摆回最左边刻度线，则该元件可能是 。 A. 电容器 B. 电阻 C. 电压表 D. 电流表 （3）如图丙所示为某同学用多用电表按图示电路进行了正确的测量。则此时多用表的红表笔应与_______（填“p”或“q”）连接；闭合开关后，该多用表用于测电路中的___________（填“电阻”“电流”或“电压”）。 【答案】（1） ①. ×1 ②. 22 （2）A （3） ①. q ②. 电流 【解析】 【小问1详解】 [1]用欧姆表测量电阻时，指针指在表盘中央附近时测量最准确。初始选择“×10”倍率，指针在M位置，说明被测电阻较小，当前倍率过大，需换用更大倍率“×1”。 [2]重新调零后，指针N指在欧姆刻度“22”处，该倍率下电阻测量值为刻度值乘以倍率，即 【小问2详解】 A．电容器接入欧姆表时，欧姆表内部电源会对其充电，充电瞬间电流较大，指针快速摆向右边（电阻示数小），充电结束后电流为零，指针摆回最左边（电阻示数∞），与题目现象一致，A正确； B．电阻接入时，指针稳定在某一阻值，不会摆动后返回，B错误； C．电压表内阻很大，接入时指针几乎不动（靠近∞），C错误； D．电流表内阻很小，接入时指针偏右（靠近0）且稳定，D错误； 故选A。 【小问3详解】 由图丙可知，多用电表串联在电路中，故用于测量电流。电流从电源正极流出，经滑动变阻器后流入多用电表，多用电表红表笔接电流流入端，因此红表笔应与q连接，此时测量电路中的电流。 12. 干电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等，而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域。某兴趣小组设计如图甲所示的电路，准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻。 （1）实验室提供的器材如下： A.待测干电池（电动势约为1.5V） B.电流表A1（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω） C.电流表A2（量程0~3A，内阻约0.025Ω） D.电压表V1（量程0~3V，内阻约3kΩ） E.电压表V2（量程0~15V，内阻约15kΩ） F.滑动变阻器（R1）（最大阻值约20Ω） G.开关（S），导线若干 实验中电流表应选用__________（填“B”或“C”）；电压表应选用___________（填“D”或“E”）。 （2）在图乙中将所选器材，用笔画线代替导线进行实物连线_____。 （3）闭合开关后，多次移动滑动变阻器的滑片，测得多组电压表和电流表的示数U和I，在坐标纸上以U为纵轴、I为横轴，选择适当的标度建立坐标，并画出U-I图线。作出的图像与纵轴的截距为d，横轴的截距为s。由此求出电池的电动势为E=___________，电池的内阻为r=___________。（结果用字母表示） 【答案】（1） ①. B ②. D （2） （3） ①. d ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]实验中测量一节干电池的电动势和内阻，则电流表应选用量程为0.6A的B即可；电压表应选用D。 【小问2详解】 电路连线如图 【小问3详解】 [1][2]根据U=E-Ir，由题意可知E=d， 13. 如图所示，可视为点电荷的小球甲、乙均带正电，带电荷量分别为和，甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上；乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为（为静电力常量）、方向指向甲球的恒力作用。乙球在甲球左侧相距为处由静止释放，乙球释放瞬间的加速度大小为。求∶ （1）乙球的质量和乙球刚释放时受到的库仑力的大小； （2）乙球的速度最大时两球之间的距离。 【答案】（1）， （2）2s 【解析】 【小问1详解】 乙球刚释放时，与甲球间的距离为，根据库仑定律，两正点电荷间的库仑力为斥力，大小为 恒力的大小为 方向指向甲球，库仑力方向背离甲球，故乙球所受合力为 由牛顿第二定律 联立得 解得乙球质量 乙球刚释放时受到的库仑力大小为 【小问2详解】 乙球运动中，库仑力随距离增大而减小，恒力不变。当库仑力等于恒力时，合力为零，加速度为零，速度达到最大。设此时两球距离为，则 解得 14. 如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且，为滑动变阻器，闭合开关，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随干路电流I变化关系如图乙所示，其中图线上的M、N两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的。求： （1）电源的电动势和内电阻； （2）定值电阻的阻值； （3）电源的输出功率最大时接入电路的阻值。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律，路端电压与干路电流的关系为 由图乙可知，M点对应、 N点对应、 对M点， 对N点， 联立解得， 【小问2详解】 N点对应滑动变阻器滑片在最左端，即 此时并联部分电阻为0，外电路总电阻 由欧姆定律 得 【小问3详解】 电源输出功率 当时输出功率最大，外电路总电阻 其中 代入数据得 15. 如图所示，在足够长的光滑绝缘水平面上，长为2d的绝缘轻质细杆两端分别连接质量均为m的带电小球甲和乙，甲球带电荷量为+2q（q>0），乙球带电荷量为-3q（均可视为质点，不考虑两者间相互作用的库仑力）。现让甲处于矩形有界匀强电场ABCD内，已知虚线AB恰好与细杆的中垂线重合，AB和CD的距离为4d，匀强电场的场强大小为E，方向水平向左。现由静止释放甲、乙连接体，求∶ （1）甲、乙连接体在运动过程中的速度的最大值； （2）甲、乙连接体从开始运动到速度第一次为零需要的时间； （3）甲、乙连接体运动的过程中，乙球电势能增加的最大值。 【答案】（1） （2） （3）6qEd 【解析】 【小问1详解】 从甲、乙在电场中受力方向可知，小球乙刚进入电场时连接体具有速度的最大值。从释放连接体到小球乙刚进入电场的过程中，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 小球乙进入电场前，对整体应用牛顿第二定律得 解得两小球加速度大小‍ 系统向左加速运动阶段有 解得 小球乙刚进入电场时，连接体的速度大小为 假设小球甲不会出电场区域，连接体向左减速运动阶段，对整体应用牛顿第二定律得 解得加速度大小为 减速运动时间为 减速运动的距离为 可知小球甲恰好运动到电场左边界时速度减为零，假设成立。所以连接体从开始运动到速度第一次为零所需的时间为 【小问3详解】 当连接体速度第一次为零时，乙克服电场力做功最多，乙增加的电势能最多，以乙为对象，根据电场力做功与电势能变化关系可得 解得连接体运动的过程中，乙球电势能增加的最大值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $