精品解析：上海市建平中学2025-2026学年高二上学期期中物理试卷（B）

2025学年第一学期期中教学质量检测 高二物理（B）试卷 注意：1、考试时间：60分钟。满分：100分；2、请将答案填在答题卷上。 一、单选题（本大题共5小题，每小题3分，只有一个选项是正确的） 1. 关于电流周围产生的磁场分布，下列图示正确的是（ ） A. 通电直导线产生的磁场 B. 通电直导线产生的磁场 C. 环形导线产生的磁场 D. 环形导线产生的磁场 2. 用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电，则（　　） A. 电源短路时，路端电压为最大值 B. 外电路断开时，路端电压为零 C. 路端电压增大时，流过电源的电流一定减小 D. 路端电压增大时，外电路消耗的功率一定增大 3. 如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成，当电源接通后，磁场对流过炮弹电流产生力的作用，使炮弹获得极大的向左发射速度。下列各俯视图中正确表示磁场方向的是（ ） A. B. C. D. 4. 如图，输入电压，灯泡L标有“3V、6W”字样，M为电动机。当灯泡正常发光时，电动机的输入功率为（ ） A. 6W B. 10W C. 16W D. 22W 5. 如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为( ) A. 受力向右 B. 受力向左 C. 受力向上 D. 受力为零 二、填空题（本大题共3小题，每小题6分） 6. 如图为等量异种电荷电场，aO为连线，bO为中垂线，请比较：a点场强______O点场强，a点电势_________b点电势（填大于，等于，小于） 7. 如图（a）所示电路中，改变滑动变阻器阻值，电源的外电压随电流变化的关系如图（b）所示，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻Ω。其中的作用是______，由图像可知电源内阻为______Ω。 8. 边长为L的正方形线框，t=0时由静止进入大小为B的匀强磁场，做匀加速直线运动，t=T时刚要完全进入磁场，此时线框中的感应电流为I0，则加速度a的大小为___________；线框电阻R的大小为___________． 三、综合题 （本大题共3个主题，单选每小题2分，多选每小题4分，填空题每空3分，计算及画图题9+2+4分） 电磁感应 电磁感应发现在科学上和技术上都具有划时代的意义，由此人们发明了发电机等。 9. 如图，将磁铁插入或拔出线圈过程中检流计指针都发生偏转，则（　　） A. 拔出过程磁场力对磁铁做负功，将其他形式的能转化为电能 B. 拔出过程磁场力对磁铁做负功，将电能转化为其他形式的能 C. 插入过程磁场力对磁铁做正功，将其他形式的能转化为电能 D. 插入过程磁场力对磁铁做正功，将电能转化为其他形式的能 10. 图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。PQ间接一个节能LED灯，下列说法正确的是（ ） A. 按下按钮过程，LED灯有Q端到P端的感应电流 B. 松开按钮过程，LED灯上无感应电流 C. 按住按钮不动，螺线管中会产生感应电动势 D. 按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小可能不相等 11. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，底端接电阻。将金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与匀强磁场垂直，如图所示。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（　　） A. 释放瞬间金属棒的加速度小于重力加速度 B. 金属棒向下运动时，流过电阻的电流方向为 C. 电路产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 D. 金属棒不会回到初始位置 12. 如图所示，两根间距为m，电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角，导轨底端接入一阻值为Ω的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为T的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上。在导轨上垂直于导轨放置一质量为kg、电阻为Ω的金属杆ab，开始时使金属杆ab保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上N的恒力，金属杆由静止开始运动了1.2m达到最大速度，重力加速度m/s2。金属杆从静止到运动1.2m的过程中，求： （1）金属杆能获得的最大速度； （2）金属杆运动位移达1.2m时刻，两端的电势差； （3）金属杆从静止到运动1.2m的过程中，回路产生的热量Q。 电容器 两块靠的很近、用空气或其他物质绝缘的平行金属板构成一种最简单的电容器，称为平行板电容器。这两块金属板叫做电容器的极板。为了增大容量，减小体积，常把极板和绝缘介质卷起来，把电容器做成圆柱形，事实上，尽管形形色色的电容器大小、形状各异，它们往往都是平行板电容器的某种变形。 13. 关于电容器和电容的概念，下列说法正确的是（ ） A. 电容器两极板上的电压超过击穿电压，电介质将变成导体 B. 用电源对平行板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷 C. 某一电容器带电荷量越多，它的电容就越大 D. 电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 14. 电容器是电学中常见的能存储电荷的电子元件。某同学用图甲所示的电路探究电容器的充、放电规律。图中R是高阻值电阻，先使开关S与1端相连，一段时间后再把开关S掷向2端。电压传感器记录电容器两端电压，与电流传感器相连接的计算机，记录了这一过程中电流随时间变化的曲线如图乙所示。 （1）要研究电容器充电过程的规律，开关S应接在___________端（选填“1”或“2”）； （2）根据计算机所记录的曲线 ①在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。②在形成电流曲线2的过程中，电容器电容___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； 15. 对给定电容为C的电容器在不同电压下进行充电，分别记录电容器两极板间的电势差u和相应的电容器所带的电荷量q，得到的图像如图所示，则当两极板间电压为U时电容器所储存的电势能为（ ） A. B. QU C. D. E. 匀强电场 已知均匀带正电的无穷大平面在真空中各点激发电场的场强大小为，其中σ为平面上单位面积所带的电荷量，为常量，场强方向垂直平面指向两侧（负电荷相反），则该平面在两侧空间形成的即为匀强电场。 16. 如图所示，现有置于真空中的两平行金属板，分别均匀带上等量异种电荷。不计边缘效应时，可近似看作无穷大导体板，板间形成匀强电场。 若每块板形成的场强大小为，则两板间场强大小为______。现测得板间距为d，电势差为U，则导体板单位面积所带的电荷量______。若两板正对面积为S，则该平行金属板的电容______。 17. 将平行板电容器的极板水平放置，P为极板间一点，B板接地（电势为0），连接成如图所示电路。其中为光敏电阻（光照越强，电阻越小），为定值电阻。当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻时，此时一带电液滴恰好静止在P点。随后光照强度缓慢地增强， （1）则液滴（ ） A.向上 B.向下 C.不动 （2）P点电势（ ） A.升高 B.降低 C.不变 18. 如图，一绝缘底座固定在水平面上，间距为d的两平行极板竖直固定在绝缘底座上，A板有小孔O，水平光滑绝缘杆穿过O固定在B板上，绝缘杆离地高度为h，极板充电后在内部形成近似匀强电场，外部无电场。一质量为m，带电荷量为的圆环P套在杆上以初速度向左运动，过孔O时与板无接触，其在电容器中最远能到达两板中点S。不计P对板间电场的影响。 （1）圆环P从O至S的过程中，做（ ）运动 A.加速度越来越小的减速直线 B.加速度越来越大的减速直线 C.匀减速直线 D.匀加速直线 （2）圆环P会从水平光滑绝缘杆上掉下来吗？（ ） A.一定会 B.绝不会 C.可能会 （3）圆环P从O至S的过程中，其电势能（ ） A.增加 B.减少 （4）圆环P从O至S的过程中，其电势能改变了______（用题文中的字母表示） （5）若质量也为m的此绝缘底座是放置在光滑水平面上，圆环P套在杆上仍以初速度向左运动，过孔O时与板无接触，其在电容器中最远能到达两板中间的某点（设为T点），以水平向左为正方向，在答题卷的图中定性画出从O点到T点的过程中，圆环P和绝缘底座的运动图线________。 19. 大气层中存在着电场，在近地区域可视为匀强电场，平时电场强度为100V/m，阴雨天气时甚至能达10000V/m。电势仅在竖直方向产生变化，高处电势更高。蜘蛛带上和地面相同性质的电荷后，可利用电场起飞。某些小蜘蛛可以在空中“飞行”几十公里。为了验证上述猜想，将一只质量m的蜘蛛放在密闭的容器中，隔绝空气流动、外部电场。在容器内施加竖直方向的电场后，蜘蛛果然飞了起来！已知蜘蛛运动中受到空气阻力大小为。 （1）地表所带电荷性质、电场线方向是（ ） A.带正电，电场线竖直向上 B.带负电，电场线竖直向上 C.带正电，电场线竖直向下 D.带负电，电场线竖直向下 （2）调整电场强度的大小，蜘蛛在容器中竖直方向上匀速运动时其速度v（向上为正）与场强E满足如图所示的图线Ⅰ。则增加蜘蛛带电量后，其图线Ⅱ可能是（ ） A. B. C. D. （3）蜘蛛匀速竖直上升中，若突然减小电场强度（方向不变），在蜘蛛撞击容器之前，蜘蛛的电势能可能（ ） A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 （4）用的电场使蜘蛛在容器底部从静止起竖直上升高度，再改为的电场（方向不变，忽略改变时间），蜘蛛最终以速度v匀速落回容器底部。整个过程中，蜘蛛共克服空气阻力做功多少？（ ）（结果用m、g、k、v、表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025学年第一学期期中教学质量检测 高二物理（B）试卷 注意：1、考试时间：60分钟。满分：100分；2、请将答案填在答题卷上。 一、单选题（本大题共5小题，每小题3分，只有一个选项是正确的） 1. 关于电流周围产生的磁场分布，下列图示正确的是（ ） A. 通电直导线产生的磁场 B. 通电直导线产生的磁场 C. 环形导线产生的磁场 D. 环形导线产生的磁场 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据通电直导线周围磁场强度分布规律可知，从导线向远处延伸，磁场强度逐渐减弱，表示磁感线的“•”和“×”逐渐稀疏，根据安培定则可知导线左侧磁场强度应垂直纸面向里（“×”），右侧磁场强度应垂直纸面向外（“•”），故A错误； B．根据安培定则可知通电直导线产生的磁场方向应为逆时针方向，且从导线向远处延伸，磁感线应逐渐稀疏，故B错误； C．根据安培定则可知环内部磁场方向应垂直纸面向里（“×”），环外侧磁场强度应垂直纸面向外（“•”），故C错误； D．根据安培定则可知该环形导线产生的磁场方向大致向右，且靠近上方磁感线向上弯曲，靠近下方磁感线向下弯曲，故D正确。 故选D。 2. 用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电，则（　　） A. 电源短路时，路端电压为最大值 B. 外电路断开时，路端电压为零 C. 路端电压增大时，流过电源的电流一定减小 D. 路端电压增大时，外电路消耗的功率一定增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．电源短路时，外电路无电阻，故分压为0，即路端电压为0，故A错误； B．外电路断开时，电路电流为0，由于此时的外电路电阻被视为无限大，故外电路分压就等于电动势，即路端电压等于电动势，故B错误； C．路端电压增大时，说明外电路分压增大，则外电路电阻增大，由于 则流过电源的电流一定减小，故C正确； D．路端电压增大时，说明外电路分压增大，则外电路电阻增大，根据闭合电路功率的有关规律可知，当且仅当外电阻R等于内阻r时，外电路功率有最大值，因此随着外电阻增大，外电路功率可能增大，也可能减小，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成，当电源接通后，磁场对流过炮弹电流产生力的作用，使炮弹获得极大的向左发射速度。下列各俯视图中正确表示磁场方向的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由图示可知，电流与磁场平行，炮弹不受安培力作用，不能把炮弹发射出去，故AB错误； C．由左手定则可知，图示磁感应强度方向，磁场对流过炮弹电流产生向前的力的作用，符合实际，故C正确； D．由左手定则可知，图示磁感应强度方向，磁场对流过炮弹电流产生向后的力的作用，不符合实际，故D错误。 故选C。 4. 如图，输入电压，灯泡L标有“3V、6W”字样，M为电动机。当灯泡正常发光时，电动机的输入功率为（ ） A. 6W B. 10W C. 16W D. 22W 【答案】B 【解析】 【详解】当灯泡正常发光时，通过灯泡电流 则电动机的输入功率 故选B。 5. 如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为( ) A. 受力向右 B. 受力向左 C. 受力向上 D. 受力为零 【答案】A 【解析】 【详解】MN导线两端的磁场对称，所以线框中总磁通量方向垂直纸面向外，当导线中的电流突然增大时，磁场增强，根据楞次定律，线框要阻碍增强，有向右运动的趋势，B正确． 二、填空题（本大题共3小题，每小题6分） 6. 如图为等量异种电荷电场，aO为连线，bO为中垂线，请比较：a点场强______O点场强，a点电势_________b点电势（填大于，等于，小于） 【答案】 ①. 大于 ②. 大于 【解析】 【详解】[1]由等量异种电荷电场线分布可知，a点的电场线比O点电场线更密，则a点的场强大于O点的场强； [2]等量异种电荷连线的中垂线为等势线，则b点电势与O点电势相等，又电场线由正电荷指负电荷，且沿电场线电势降低，所以a点电势大于b点电势。 7. 如图（a）所示电路中，改变滑动变阻器阻值，电源的外电压随电流变化的关系如图（b）所示，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻Ω。其中的作用是______，由图像可知电源内阻为______Ω。 【答案】 ①. 保护电路 ②. 7.5 【解析】 【详解】[1]定值电阻的作用是保护电路。 [2]根据闭合电路欧姆定律 可知图像斜率绝对值表示电源内阻，即 8. 边长为L的正方形线框，t=0时由静止进入大小为B的匀强磁场，做匀加速直线运动，t=T时刚要完全进入磁场，此时线框中的感应电流为I0，则加速度a的大小为___________；线框电阻R的大小为___________． 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】根据可得加速度a的大小为； 金属杆的速度为，由和得感应电流为 ，线框电阻R的大小为； 答案为：； 三、综合题 （本大题共3个主题，单选每小题2分，多选每小题4分，填空题每空3分，计算及画图题9+2+4分） 电磁感应 电磁感应发现在科学上和技术上都具有划时代的意义，由此人们发明了发电机等。 9. 如图，将磁铁插入或拔出线圈过程中检流计指针都发生偏转，则（　　） A. 拔出过程磁场力对磁铁做负功，将其他形式的能转化为电能 B. 拔出过程磁场力对磁铁做负功，将电能转化为其他形式的能 C. 插入过程磁场力对磁铁做正功，将其他形式的能转化为电能 D. 插入过程磁场力对磁铁做正功，将电能转化为其他形式的能 【答案】A 【解析】 【详解】由楞次定律知道感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的变化，阻碍其相对运动，无论磁铁插入或拔出过程磁场力均对磁铁做负功，将其他形式的能转化为电能。 故选A。 10. 图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。PQ间接一个节能LED灯，下列说法正确的是（ ） A. 按下按钮过程，LED灯有Q端到P端的感应电流 B. 松开按钮过程，LED灯上无感应电流 C. 按住按钮不动，螺线管中会产生感应电动势 D. 按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小可能不相等 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，由楞次定律及右手螺旋定则可知，LED灯有Q端到P端的感应电流，故A正确，B错误； C．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量保持不变，螺线管中不会产生感应电动势，故C错误； D．按下和松开按钮过程，由于按下和松开按钮快慢可能不一样，则螺线管产生的感应电动势大小可能不相等，故D正确。 故选AD。 11. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，底端接电阻。将金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与匀强磁场垂直，如图所示。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（　　） A. 释放瞬间金属棒的加速度小于重力加速度 B. 金属棒向下运动时，流过电阻的电流方向为 C. 电路产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 D. 金属棒不会回到初始位置 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属棒释放瞬间，速度为零，感应电流为零，由于弹簧处于原长状态，因此金属棒只受重力作用，故其加速度的大小为g，故A错误； B．根据右手定则可知，金属棒向下运动时，流过电阻R电流方向为，故B错误； C．当金属棒下落到最底端时，重力势能转化为弹性势能和焦耳热，所以电路总热量小于金属棒重力势能的减少，故C错误； D．由于运动过程中，金属棒向下运动和向上运动的过程中，安培力做负功，根据能量守恒定律，最终金属棒静止时，弹簧的拉力等于金属棒的重力，则金属棒不会回到原来的位置，停在初位置的下方，故D正确。 故选D。 12. 如图所示，两根间距为m，电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角，导轨底端接入一阻值为Ω的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为T的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上。在导轨上垂直于导轨放置一质量为kg、电阻为Ω的金属杆ab，开始时使金属杆ab保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上N的恒力，金属杆由静止开始运动了1.2m达到最大速度，重力加速度m/s2。金属杆从静止到运动1.2m的过程中，求： （1）金属杆能获得的最大速度； （2）金属杆运动位移达1.2m时刻，两端的电势差； （3）金属杆从静止到运动1.2m的过程中，回路产生的热量Q。 【答案】（1）3m/s （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属杆速度最大时，根据平衡条件有 金属杆中的电流为 解得金属杆能获得的最大速度 【小问2详解】 金属杆运动位移达x=1.2m时刻，金属杆产生的电动势为 根据右手定则可知，金属杆内电流方向为a指向b，可知a点电势比b点电势低，根据闭合电路欧姆定律，可知金属杆两端的电势差 【小问3详解】 根据能量守恒定律 联立解得回路产生的热量为 电容器 两块靠的很近、用空气或其他物质绝缘的平行金属板构成一种最简单的电容器，称为平行板电容器。这两块金属板叫做电容器的极板。为了增大容量，减小体积，常把极板和绝缘介质卷起来，把电容器做成圆柱形，事实上，尽管形形色色的电容器大小、形状各异，它们往往都是平行板电容器的某种变形。 13. 关于电容器和电容的概念，下列说法正确的是（ ） A. 电容器两极板上的电压超过击穿电压，电介质将变成导体 B. 用电源对平行板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷 C. 某一电容器带电荷量越多，它的电容就越大 D. 电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 【答案】AB 【解析】 【详解】A．当电容器两极板上的电压超过击穿电压时，电介质会因电场强度过大而被击穿，导致绝缘性能丧失并转变为导体，故A正确； B．用电源对平行板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷，故B正确； C．电容与带电荷量及电压无关，故C错误； D．电容器所带的电荷量是指单个极板所带电荷量的绝对值，故D错误。 故选AB。 14. 电容器是电学中常见的能存储电荷的电子元件。某同学用图甲所示的电路探究电容器的充、放电规律。图中R是高阻值电阻，先使开关S与1端相连，一段时间后再把开关S掷向2端。电压传感器记录电容器两端电压，与电流传感器相连接的计算机，记录了这一过程中电流随时间变化的曲线如图乙所示。 （1）要研究电容器充电过程的规律，开关S应接在___________端（选填“1”或“2”）； （2）根据计算机所记录的曲线 ①在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。②在形成电流曲线2的过程中，电容器电容___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； 【答案】 ①. 1 ②. 变大 ③. 不变 【解析】 【详解】（1）[1]电容器充电时与电源相连，开关S应接在1。 （2）①[2] 由题意先使开关S与1端相连，在形成电流曲线1的过程中，电容器充电，电容器两极板间电压变大； ②[3]在形成电流曲线2的过程中，电容器放电，电容器电容不变。 15. 对给定电容为C的电容器在不同电压下进行充电，分别记录电容器两极板间的电势差u和相应的电容器所带的电荷量q，得到的图像如图所示，则当两极板间电压为U时电容器所储存的电势能为（ ） A. B. QU C. D. E. 【答案】AC 【解析】 【详解】根据电功的计算公式 可知该图像面积表示电功，即储存的电能 故当两极板间电压为U时电容器所储存的电势能 因为， 联立解得， 故选AC。 匀强电场 已知均匀带正电的无穷大平面在真空中各点激发电场的场强大小为，其中σ为平面上单位面积所带的电荷量，为常量，场强方向垂直平面指向两侧（负电荷相反），则该平面在两侧空间形成的即为匀强电场。 16. 如图所示，现有置于真空中的两平行金属板，分别均匀带上等量异种电荷。不计边缘效应时，可近似看作无穷大导体板，板间形成匀强电场。 若每块板形成的场强大小为，则两板间场强大小为______。现测得板间距为d，电势差为U，则导体板单位面积所带的电荷量______。若两板正对面积为S，则该平行金属板的电容______。 17. 将平行板电容器的极板水平放置，P为极板间一点，B板接地（电势为0），连接成如图所示电路。其中为光敏电阻（光照越强，电阻越小），为定值电阻。当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻时，此时一带电液滴恰好静止在P点。随后光照强度缓慢地增强， （1）则液滴（ ） A.向上 B.向下 C.不动 （2）P点电势（ ） A.升高 B.降低 C.不变 18. 如图，一绝缘底座固定在水平面上，间距为d的两平行极板竖直固定在绝缘底座上，A板有小孔O，水平光滑绝缘杆穿过O固定在B板上，绝缘杆离地高度为h，极板充电后在内部形成近似匀强电场，外部无电场。一质量为m，带电荷量为的圆环P套在杆上以初速度向左运动，过孔O时与板无接触，其在电容器中最远能到达两板中点S。不计P对板间电场的影响。 （1）圆环P从O至S的过程中，做（ ）运动 A.加速度越来越小的减速直线 B.加速度越来越大的减速直线 C.匀减速直线 D.匀加速直线 （2）圆环P会从水平光滑绝缘杆上掉下来吗？（ ） A.一定会 B.绝不会 C.可能会 （3）圆环P从O至S的过程中，其电势能（ ） A.增加 B.减少 （4）圆环P从O至S的过程中，其电势能改变了______（用题文中的字母表示） （5）若质量也为m的此绝缘底座是放置在光滑水平面上，圆环P套在杆上仍以初速度向左运动，过孔O时与板无接触，其在电容器中最远能到达两板中间的某点（设为T点），以水平向左为正方向，在答题卷的图中定性画出从O点到T点的过程中，圆环P和绝缘底座的运动图线________。 19. 大气层中存在着电场，在近地区域可视为匀强电场，平时电场强度为100V/m，阴雨天气时甚至能达10000V/m。电势仅在竖直方向产生变化，高处电势更高。蜘蛛带上和地面相同性质的电荷后，可利用电场起飞。某些小蜘蛛可以在空中“飞行”几十公里。为了验证上述猜想，将一只质量m的蜘蛛放在密闭的容器中，隔绝空气流动、外部电场。在容器内施加竖直方向的电场后，蜘蛛果然飞了起来！已知蜘蛛运动中受到空气阻力大小为。 （1）地表所带电荷性质、电场线方向是（ ） A.带正电，电场线竖直向上 B.带负电，电场线竖直向上 C.带正电，电场线竖直向下 D.带负电，电场线竖直向下 （2）调整电场强度的大小，蜘蛛在容器中竖直方向上匀速运动时其速度v（向上为正）与场强E满足如图所示的图线Ⅰ。则增加蜘蛛带电量后，其图线Ⅱ可能是（ ） A. B. C. D. （3）蜘蛛匀速竖直上升中，若突然减小电场强度（方向不变），在蜘蛛撞击容器之前，蜘蛛的电势能可能（ ） A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 （4）用的电场使蜘蛛在容器底部从静止起竖直上升高度，再改为的电场（方向不变，忽略改变时间），蜘蛛最终以速度v匀速落回容器底部。整个过程中，蜘蛛共克服空气阻力做功多少？（ ）（结果用m、g、k、v、表示） 【答案】16. ①. ②. ③. 17. ①. A ②. A 18. ①. C ②. A ③. A ④. ⑤. 19. ①. D ②. D ③. BD ④. 【解析】 【16题详解】 [1]因为两平行金属板带等量异种电荷，每块板的场强大小为，且两板的场强方向在板间是相同的（均由正极板指向负极板），所以板间合场强为 [2]根据 联立解得 [3]极板所带电荷量 根据 联立解得 【17题详解】 [1]题意可知光照强度增大之前，液滴处于平衡状态，液滴受到的电场力与重力平衡，可知液滴受到的电场力方向竖直向上，光照强度缓慢地增强，光敏电阻阻值减小，电流总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，可知电路中的电流增大，两端的电压增大，而电容器两端的电压等于两端的电压，根据 可知电容器极板间的场强增大，由于受到的电场力增大，则液滴向上运动。 故选A。 [2]根据 可知P与极板B间的电势差增大，由于B板接地电势为0，可知P点电势升高。 故选A。 【18题详解】 [1]题图可知极板间场强方向向右，圆环进入电场后，电场力恒定（），加速度恒定（），故圆环匀减速直线运动。 故选C。 [2]分析可知圆环先向左做减速运动到S点，后向右加速运动，出极板后匀速运动，可知圆环一定会从水平光滑绝缘杆右端掉下来。 故选A。 [3]圆环P从O至S的过程中，电场力做负功，其电势能增加。 故选A。 [4]圆环P从O至S的过程中，根据功能关系，可知圆环动能的减少量等于圆环电势能增加量，即电势能改变量为。 [5]分析可知圆环在极板间受到向右的电场力，根据牛顿第三定律可知，绝缘底座受到等大向左的电场力，因为二者质量相等，根据 可知二者加速度等大且恒定，因此圆环做匀减速直线运动，缘底座做匀加速直线运动，当二者速度相等时圆环到达T点，故二者如下 【19题详解】 [1]题意可知高处电势更高，由于沿电场线方向电势降低，所以电场线方向竖直向下，可知大地带负电，带电的蜘蛛可利用电场起飞，说明受到竖直向上的电场力，则蜘蛛带负电。 故选D。 [2]由于蜘蛛做匀速运动，则 解得 所以增加蜘蛛带电量后，图线的纵截距，斜率均减小。 故选D。 [3]蜘蛛匀速竖直上升中，若突然减小电场强度（方向不变），则蜘蛛开始做减速运动，阻力减小，当阻力减小到再次达到平衡时，蜘蛛开始做匀速运动，整个过程中电场力一直做正功，电势能减小；当阻力减小过程中不能达到再次平衡，则蜘蛛速度减为零后反向运动，所以电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大。 故选BD。 [4]蜘蛛匀速下降时，根据平衡条件可得 整个过程，根据动能定理可得 解得蜘蛛共克服空气阻力做功 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $