精品解析:天津市南开大学附属中学2025-2026学年高二上学期第一次阶段检测物理试题
2025-12-08
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 南开区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.82 MB |
| 发布时间 | 2025-12-08 |
| 更新时间 | 2025-12-08 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55323363.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
南开大学附中25-26学年度上学期第一次阶段检测
高二物理学科试卷
一、单项选择题(每题4分,共48分。在每题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的)
1. 下列叙述正确的是( )
A. 元电荷就是电子
B. 只有体积小的带电体才能被看成点电荷
C. 物体所带电荷量是大于元电荷的一系列连续值
D. 接触起电的本质是电子的转移
2. 真空中有两个静止的点电荷,它们之间的作用力为F,若它们的带电量都增大为原来的3倍,距离增大为原来的2倍,它们之间的相互作用力变为
A. 16F B. C. D.
3. 在电荷量为Q的点电荷激发的电场中,一电荷量为的试探电荷,距Q距离为r处的A点受到的电场力为F,则( )
A. A点的电场强度
B. A点的电场强度
C. 若撤去试探电荷,A点的电场强度为零
D. A点的场强方向与该试探电荷所受电场力方向相反
4. 关于电流,下列说法中正确是( )
A. 因为电流有方向,所以电流是矢量
B. 由可知,金属导体中自由电荷的运动速率越大,电流一定越大
C. 电荷定向移动的方向就是电流的方向
D. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
5. 一根粗细均匀的细钢丝,原来的电阻为,则( )
A. 截去一半,剩下部分的电阻仍为
B. 均匀拉长为原来的2倍,电阻变为
C. 对折后,电阻变为
D. 均匀拉长使截面积为原来的,电阻变为
6. 两个可自由移动点电荷分别放在A、B两处,如图所示A处电荷带正电荷量Q1,B处电荷带负电荷量Q2,且,另取一个可以自由移动的点电荷Q3,放在AB直线上,欲使整个系统处于平衡状态,则( )
A. Q3为负电荷,且放于A左方
B. Q3为负电荷,且放于B右方
C. Q3为正电荷,且放于A、B之间
D. Q3为正电荷,且放于B右方
7. 电场线能直观地反映电场的分布情况,如图甲是等量异种点电荷形成的电场的电场线,图乙是该电场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于О对称的两点,B、C和A、D分别是两电荷连线上关于О对称的两点,则( )
A. A、D两点电场强度不同
B. E、F两点电场强度相同
C. B、O、C三点中,О点电势最低
D. 电子沿着中垂线从E点运动到F点,电场力先做正功后做负功
8. 取一对用绝缘支柱支持的金属导体A和B,使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在它们下部的金属箔是闭合的。现在把带正电荷的球C移近导体A,可以看到A、B上的金属箔都张开了。下列说法正确的是( )
A 导体B感应出正电荷,导体A不带电
B. 导体A内部的场强比导体B内部的场强大
C. 若先移走导体C,再分开导体A、B,导体B带正电
D. 若用手摸一下导体A端,再移走球C,导体AB带负电
9. 两个质量分别为、的小球,各用长为L的丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为、时,两丝线张开一定的角度、,如图,则下列说法正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
10. 如图所示的电场中,虚线a、b、c为三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即,一带正电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹如实线所示,P、Q是这条轨迹上的两点,由此可知( )
A. 带电质点在P点的电势能比在Q点小 B. 带电质点在P点的动能比在Q点大
C. a、b、c三个等势面中,c的电势最高 D. 带电质点在P点时的加速度比在Q点小
11. 如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,G为一灵敏电流表.一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离( )
A. 带电油滴将沿竖直方向向下运动
B. P点的电势将降低
C. 带电油滴的电势能将减小
D. 上板移动过程中,有电流向右通过G表
12. 一个带正电的质点,电荷量,在静电场中由点移到点,在这过程中,除静电力外,其他力做的功为,质点的动能增加了,则、两点间的电势差为( )
A. B. C. D.
二、不定项选择题(每小题4分,共16分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分。)
13. 、是一条电场线上的两点。在点由静止释放一个质子,质子仅在电场力的作用下,沿着电场线从点运动到点,质子的速率随时间变化的规律如图所示。以下说法正确的是( )
A. 该电场可能是匀强电场
B. 点的电势高于点的电势
C. 从点到点,质子的电势能逐渐增大
D. 质子在点所受电场力小于在点所受电场力
14. 图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为3V。一电子经过平面a时的动能为12eV,从平面a到平面d的过程中克服电场力所做的功为9eV。下列说法正确的是( )
A. 该电子不可能到达平面f
B. 平面c上的电势为零
C. 该电子经过平面a时的速率是经过平面d时的2倍
D. 该电子经过平面d时,其电势能为3eV
15. 如图所示,氘核和氚核两种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场E1,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么
A. 偏转电场E2对两种粒子做功一样多
B. 两种粒子打到屏上时的速度一样大
C. 两种粒子运动到屏上所用时间相同
D. 两种粒子一定打到屏上的同一位置
16. 如图甲所示为两块水平金属板,在两板间加上周期为T的交变电压U,电压U随时间t变化的图像如图乙所示。现有一群质量为m、重力不计的带电粒子以初速度沿中线射入两金属板间,经时间T都能从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是( )
A. 时入射的粒子,粒子将沿一条直线运动
B. 时入射的粒子,从进入电场到射出电场,电场力对粒子先做正功,后做负功
C. 时入射的粒子,最终将沿中线离开电场
D. 时入射的粒子,离开电场时的速度大小等于初速度
三、实验题(每空2分,共14分)
17. 甲同学利用电流表和电压表来观察电容器充、放电现象,如图(a)所示,所选用电流表的零刻度在表盘的正中央,指针可向左、右偏转,已知电流从该电流表的“+”接线柱流入时,指针向右偏转,反之向左偏转。
(1)当开关S接到“1”时,电容器处于_____过程;(填“充电”或者“放电”)电容器所带的电荷量逐渐_____;(填“增加”或“减少”)
(2)在利用图(a)电路进行实验时,下列操作或现象正确的是_____。
A. 连接电路时,电压表的下端为“+”接线柱
B. 电容器在充电时,电流表指针向左偏转
C. 电容器在放电时,电流表指针忽左忽右偏转
D. 电容器充电结束后,电压表示数稳定在某一数值。乙同学用图(b)所示电路来观察电容器放电现象:他利用电流传感器采集放电过程电路中的电流,并输入计算机,得到了图(c)所示的电流与时间的关系图像。
(3)通过图像可以发现:电容器放电时,电路中电流减小得越来越_____(选填“快”或“慢”);
(4)乙同学改变电源,重复多次上述实验,得到电容器在不同电压下所带的电荷量,并作出图像,则图像应是_____;
A. B.
C. D.
丙同学采用如图所示的实验装置探究影响平行板电容器电容的因素。实验前首先用干电池对两极板充电,并保持两极板电量不变,然后将极板接地,平行板电容器的极板与一个静电计的金属球相接,静电计外壳接地。
(5)如果保持两极板间距离不变,仅将极板向下移动,将会发现静电计指针偏角_____(选填“变大”“变小”或“不变”);如果保持两极板间正对面积不变,仅将极板向右移动,减小电容器两极板间的距离,发现静电计指针偏角_____(选填“变大”“变小”或“不变”)。
四、计算题(本题共2小题,共22分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位。)
18. 如图所示,一质量、电荷量绝对值的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,电场足够大,静止时悬线与竖直方向夹角。若小球的电荷量始终保持不变,重力加速度,,。求:
(1)小球带电的电性
(2)电场强度的大小
19. 如图所示,一个负粒子由静止开始经加速电场加速后,又沿中心轴线从点垂直射入偏转电场,并从另一侧射出打到荧光屏上的点,点为荧光屏的中心。已知负粒子质量,电荷量大小,加速电场电压,偏转电场电压,极的长度,板间距离,板板的末端到荧光屏的距离(忽略电子所受重力)。求:
(1)负粒子射入偏转电场时的初速度;
(2)负粒子打在荧光屏上的点到点的距离;
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南开大学附中25-26学年度上学期第一次阶段检测
高二物理学科试卷
一、单项选择题(每题4分,共48分。在每题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的)
1. 下列叙述正确的是( )
A. 元电荷就是电子
B. 只有体积小的带电体才能被看成点电荷
C. 物体所带的电荷量是大于元电荷的一系列连续值
D. 接触起电本质是电子的转移
【答案】D
【解析】
【详解】A.元电荷是电荷量最小单位,而电子是实物粒子,故A错误;
B.点电荷是理想化模型,能否看作点电荷取决于研究的问题而非物体大小,故B错误;
C.电荷量是元电荷的整数倍,只能取分立值而非连续值,故C错误;
D.接触起电通过电子转移使物体带电,故D正确。
故选D。
2. 真空中有两个静止的点电荷,它们之间的作用力为F,若它们的带电量都增大为原来的3倍,距离增大为原来的2倍,它们之间的相互作用力变为
A. 16F B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由库仑定律可得变化前为:,变化后为:
A.16F.故A不符合题意.
B..故B符合题意.
C..故C不符合题意.
D..故D不符合题意.
3. 在电荷量为Q的点电荷激发的电场中,一电荷量为的试探电荷,距Q距离为r处的A点受到的电场力为F,则( )
A. A点的电场强度
B. A点的电场强度
C. 若撤去试探电荷,A点的电场强度为零
D. A点的场强方向与该试探电荷所受电场力方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据电场强度定义式可知,A点的电场强度为
根据点电荷场强公式可得,A点的电场强度为
故AB错误;
C.电场强度由电场自身决定,若撤去试探电荷,A点的电场强度保持不变,不为零,故C错误;
D.由于试探电荷带负电,则A点的场强方向与该试探电荷所受电场力方向相反,故D正确。
故选D。
4. 关于电流,下列说法中正确的是( )
A. 因为电流有方向,所以电流是矢量
B. 由可知,金属导体中自由电荷的运动速率越大,电流一定越大
C. 电荷定向移动的方向就是电流的方向
D. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.电流虽有方向,但运算遵循代数加减而非矢量法则,故电流是标量,故A错误;
B.由,电流大小还与、相关,若仅增大而其他量减小,电流未必增大,故B错误;
C.电流方向规定为正电荷定向移动方向,若为负电荷(如电子),则电流方向与其移动方向相反,故C错误;
D.由定义式,单位时间内通过横截面的电荷量越多,电流越大,故D正确。
故选D。
5. 一根粗细均匀的细钢丝,原来的电阻为,则( )
A. 截去一半,剩下部分的电阻仍为
B. 均匀拉长为原来的2倍,电阻变为
C. 对折后,电阻变为
D. 均匀拉长使截面积为原来的,电阻变为
【答案】D
【解析】
【详解】A.截去一半后,剩余长度为原长的。根据电阻定律,电阻与长度成正比,故剩余电阻为,故A错误;
B.拉长为原长的2倍时,体积不变,截面积变为。电阻,故B错误;
C.对折后,长度减半,截面积加倍。电阻,故C错误;
D.拉长使截面积为时,体积不变,长度变为4倍。电阻,故D正确。
故选D。
6. 两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处,如图所示A处电荷带正电荷量Q1,B处电荷带负电荷量Q2,且,另取一个可以自由移动的点电荷Q3,放在AB直线上,欲使整个系统处于平衡状态,则( )
A. Q3为负电荷,且放于A左方
B. Q3为负电荷,且放于B右方
C. Q3为正电荷,且放于A、B之间
D. Q3为正电荷,且放于B右方
【答案】A
【解析】
【详解】因为每个电荷都受到其余两个电荷的库仑力作用,且已知Q1和Q2是异种电荷,对Q3的作用力一为引力,一为斥力,所以Q3要平衡就不能放在A、B之间。根据库仑定律知,由于B处的电荷Q2电荷量较大,Q3应放在离Q2较远而离Q1较近的地方才有可能处于平衡,故应放在Q1的左侧,要使Q1和Q2也处于平衡状态,Q3必须带负电,故选A。
7. 电场线能直观地反映电场的分布情况,如图甲是等量异种点电荷形成的电场的电场线,图乙是该电场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于О对称的两点,B、C和A、D分别是两电荷连线上关于О对称的两点,则( )
A. A、D两点电场强度不同
B E、F两点电场强度相同
C. B、O、C三点中,О点电势最低
D. 电子沿着中垂线从E点运动到F点,电场力先做正功后做负功
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据对称性可知,A、D两点处电场线疏密程度相同,则A、D两点电场强度大小相等,由题图甲看出,A、D两点电场强度方向相同,所以A、D点电场强度相同。故A错误;
B.等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线,电场强度方向与等势线垂直,因此E、F两点电场强度方向相同,由于E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,则其电场强度大小也相等,故B正确;
C.顺着电场线电势逐渐降低,由题图甲看出,B、O、C三点比较,C点处的电势最低,故C错误;
D.由题图可知,电子沿着中垂线从E点运动到F点,所受电场力总是与运动方向垂直,因此电场力不做功。故D错误。
故选B。
8. 取一对用绝缘支柱支持的金属导体A和B,使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在它们下部的金属箔是闭合的。现在把带正电荷的球C移近导体A,可以看到A、B上的金属箔都张开了。下列说法正确的是( )
A. 导体B感应出正电荷,导体A不带电
B. 导体A内部的场强比导体B内部的场强大
C. 若先移走导体C,再分开导体A、B,导体B带正电
D. 若用手摸一下导体A端,再移走球C,导体AB带负电
【答案】D
【解析】
【详解】A.因C带正电,可知导体B感应出正电荷,导体A感应出负电,A错误;
B.导体AB处于静电平衡时,内部场强均为零,即导体A内部的场强等于导体B内部的场强,B错误;
C.若先移走导体C,则导体A、B上的感应电荷再次中和,则再分开导体A、B,导体A均不带电,C错误;
D.因AB处于正电荷的电场中,电势高于大地,则用手摸一下导体端,则大地中的负电荷移向AB,则再移走球C,导体AB带负电,D正确。
故选D。
9. 两个质量分别为、的小球,各用长为L的丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为、时,两丝线张开一定的角度、,如图,则下列说法正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】如图
根据力矩平衡有
解得
可见,若,则;若,则;若,则。、的关系与两电荷所带电量无关。
故选A。
10. 如图所示的电场中,虚线a、b、c为三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即,一带正电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹如实线所示,P、Q是这条轨迹上的两点,由此可知( )
A. 带电质点在P点的电势能比在Q点小 B. 带电质点在P点的动能比在Q点大
C. a、b、c三个等势面中,c的电势最高 D. 带电质点在P点时的加速度比在Q点小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB.根据质点受力情况可知,从P到Q过程中电场力做正功,电势能减小,动能增大,故P点的动能小于Q点的动能,带电质点在P点的电势能大于在Q点的电势能,故AB错误;
C.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,沿电场线电势降低,故a等势线的电势最低,c等势线的电势最高,故C正确;
D.等势线密的地方场强大,故P点位置电场强度大,电场力大,根据牛顿第二定律,加速度也大,故D错误。
故选C。
11. 如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,G为一灵敏电流表.一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离( )
A. 带电油滴将沿竖直方向向下运动
B. P点的电势将降低
C. 带电油滴的电势能将减小
D. 上板移动过程中,有电流向右通过G表
【答案】C
【解析】
【详解】AC.一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态,知液滴的电场力和重力平衡,现将平行板电容器的上极板竖直向下移动,d减小,则电场强度增加,电场力增大,液滴沿竖直方向向上运动,电场力做正功,电势能减小.故A错误,C正确.
B.因为U不变,d减小,根据知,电场强度增大,P与下极板间的电势差增大,下极板的电势为0,则P点的电势升高.故B错误.
D.因为U不变,d减小,根据 知,电容增大,结合Q=CU知,电荷量增加,电容器充电,因上极板带正电,电流表中将有从向左的电流.故D错误.
故选C.
12. 一个带正电的质点,电荷量,在静电场中由点移到点,在这过程中,除静电力外,其他力做的功为,质点的动能增加了,则、两点间的电势差为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】根据动能定理,可得
解得
则、两点间的电势差为
故选B。
二、不定项选择题(每小题4分,共16分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分。)
13. 、是一条电场线上的两点。在点由静止释放一个质子,质子仅在电场力的作用下,沿着电场线从点运动到点,质子的速率随时间变化的规律如图所示。以下说法正确的是( )
A. 该电场可能是匀强电场
B. 点的电势高于点的电势
C. 从点到点,质子的电势能逐渐增大
D. 质子在点所受电场力小于在点所受电场力
【答案】BD
【解析】
【详解】AD.质子仅受电场力的作用,沿着电场线从M点运动到N点,由图线可知,质子做加速运动,且加速度逐渐增大,说明受电场力增大,所以电场强度增大,不是匀强电场,A错误,D正确;
B.沿电场线的方向电势逐渐降低,因此点的电势高于点的电势,故B正确;
C.质子顺着电场线运动,电场力做正功,电势能减小,C错误。
故选BD。
14. 图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为3V。一电子经过平面a时的动能为12eV,从平面a到平面d的过程中克服电场力所做的功为9eV。下列说法正确的是( )
A. 该电子不可能到达平面f
B. 平面c上的电势为零
C. 该电子经过平面a时的速率是经过平面d时的2倍
D. 该电子经过平面d时,其电势能为3eV
【答案】BCD
【解析】
【详解】B.虚线代表匀强电场内间距相等的一组等势面,一电子经过时的动能为12eV,从到的过程中克服电场力所做的功为9eV,动能减小了9eV,电势能增加了9eV,因此等势面间的电势差为3V,因平面上的电势为3V,电子的电势能增加,则等势面由到,电势是降低的,因此平面上的电势为零,故B正确;
CD.在平面上电势为6V,则电子的电势能为,动能为12eV,电势能与动能之和为6eV,沿电场线方向电势降低,当电子经过平面时,的电势为,则电势能为3eV,则动能为,根据可知电子经过平面a时的速率是经过平面d时的2倍,故CD正确;
A.处电势为,若电子经过等势面时,电势能恰好为,根据能量守恒定律可知动能为0,说明当电子速度方向和等势面垂直时,刚好可以到面,故A错误。
故选BCD。
15. 如图所示,氘核和氚核两种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场E1,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么
A. 偏转电场E2对两种粒子做功一样多
B. 两种粒子打到屏上时的速度一样大
C. 两种粒子运动到屏上所用时间相同
D. 两种粒子一定打到屏上的同一位置
【答案】AD
【解析】
【详解】A.加速电场场强,板间距一定,所以极板之间电势差一定,那么粒子经过加速电场:
同理,经过偏转电场,做类平抛运动,极板长度为,间距为,分解位移:
解得偏转位移:
两粒子带电量相同,电场力做功的位移相同,所以偏转电场E2对两种粒子做功一样多,故A正确;
B.整个过程中对粒子应用动能定理:
解得:,粒子的比荷不同,所以打到屏上的速度大小不同,故B错误;
C.粒子在加速电场中做匀加速直线运动:
粒子加速的位移相同,比荷越大,时间越短,粒子飞出加速电场后的速度:
通过偏转电场到屏上的过程中,水平方向做匀速直线运动且位移相同,两粒子的比荷不同,水平方向的速度不同,比荷越大,速度越大,时间越短,所以通过的时间不同,故C错误;
D.粒子飞出偏转电场的速度与水平方向的夹角满足:
所以两个粒子飞出偏转电场的速度方向相同,之后粒子做匀速直线运动,所以两粒子一定打到屏上的同一位置,故D正确。
故选AD.
16. 如图甲所示为两块水平金属板,在两板间加上周期为T的交变电压U,电压U随时间t变化的图像如图乙所示。现有一群质量为m、重力不计的带电粒子以初速度沿中线射入两金属板间,经时间T都能从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是( )
A. 时入射的粒子,粒子将沿一条直线运动
B. 时入射的粒子,从进入电场到射出电场,电场力对粒子先做正功,后做负功
C. 时入射的粒子,最终将沿中线离开电场
D. 时入射的粒子,离开电场时的速度大小等于初速度
【答案】BD
【解析】
【详解】A.粒子在电场中水平方向始终做匀速直线运动,在时刻入射的粒子,在竖直方向先做加速运动,然后减速运动,由运动的合成知识可知,一个匀速直线运动与一个变速直线运动合成,其轨迹为曲线,故A项错误;
B.因为在水平方向粒子的速度保持不变,当粒子在时入射时,在时间内粒子在竖直方向做加速运动,电场力对粒子做正功,当时间内,粒子在竖直方向上做匀减速运动,电场力对粒子做负功,故B项正确;
CD.无论哪个时刻入射的粒子,在一个周期T内,受到的正向电压和反向电压的时间是相同,所以在竖直方向上电场力的冲量为零,所以离开电场时速度方向都是水平的,且离开电场时的速度大小都相等,都等于初速度。但是由之前的分析可知,粒子在竖直方向先做加速运动,后做减速运动,其偏离金属板中线。综上所述可知,粒子最终并不是沿着中线离开电场,故D正确,C错误。
故选BD。
三、实验题(每空2分,共14分)
17. 甲同学利用电流表和电压表来观察电容器充、放电现象,如图(a)所示,所选用电流表的零刻度在表盘的正中央,指针可向左、右偏转,已知电流从该电流表的“+”接线柱流入时,指针向右偏转,反之向左偏转。
(1)当开关S接到“1”时,电容器处于_____过程;(填“充电”或者“放电”)电容器所带的电荷量逐渐_____;(填“增加”或“减少”)
(2)在利用图(a)电路进行实验时,下列操作或现象正确的是_____。
A. 连接电路时,电压表的下端为“+”接线柱
B. 电容器在充电时,电流表指针向左偏转
C. 电容器在放电时,电流表指针忽左忽右偏转
D. 电容器充电结束后,电压表示数稳定在某一数值。乙同学用图(b)所示电路来观察电容器放电现象:他利用电流传感器采集放电过程电路中的电流,并输入计算机,得到了图(c)所示的电流与时间的关系图像。
(3)通过图像可以发现:电容器放电时,电路中的电流减小得越来越_____(选填“快”或“慢”);
(4)乙同学改变电源,重复多次上述实验,得到电容器在不同电压下所带的电荷量,并作出图像,则图像应是_____;
A. B.
C. D.
丙同学采用如图所示的实验装置探究影响平行板电容器电容的因素。实验前首先用干电池对两极板充电,并保持两极板电量不变,然后将极板接地,平行板电容器的极板与一个静电计的金属球相接,静电计外壳接地。
(5)如果保持两极板间距离不变,仅将极板向下移动,将会发现静电计指针偏角_____(选填“变大”“变小”或“不变”);如果保持两极板间正对面积不变,仅将极板向右移动,减小电容器两极板间的距离,发现静电计指针偏角_____(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 充电 ②. 增加 (2)D
(3)慢 (4)B
(5) ①. 变大 ②. 变小
【解析】
【小问1详解】
[1][2]当开关S接到“1”时,电容器接电源,处于充电过程;电容器所带的电荷量逐渐增加。
【小问2详解】
A.连接电路时,电压表上端与电源正极相连,故电压表上端为“+”接线柱,故A错误;
B.电容器充电时,电流从“+”接线柱流入电流表,电流表指针向右偏,故B错误;
C.电容器放电时,电流从“-”接线柱流入电流表,电流表指针向左偏,故C错误;
D.电容器充电结束后,电压表示数稳定在某一数值。乙同学用图(b)所示电路来观察电容器放电现象:他利用电流传感器采集放电过程电路中的电流,并输入计算机,得到了图(c)所示的电流与时间的关系图像。
故选D。
小问3详解】
电容器放电过程中,从电流与时间的关系图像可以看出,随时间延长,相等时间内电流变化越来越小,所以电流变化越来越慢。
【小问4详解】
由电容的定义可知,电容器两极板的带电量与极板间电压成正比。
故选B。
【小问5详解】
[1]静电计指针偏角显示是极板间电压大小。如果保持两极板间距离不变,仅将极板向下移动,正对面积减小,电容器带电量不变,由可知,电容器的电容减小,再由可得电容器的电压增大,则静电计指针偏角变大;
[2]如果保持两极板间正对面积不变,仅将极板向右移动,减小电容器两极板间的距离,电容器带电量不变,由可知,电容器的电容变大,再由可得电容器的电压减小,则静电计指针偏角变小。
四、计算题(本题共2小题,共22分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位。)
18. 如图所示,一质量、电荷量绝对值的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,电场足够大,静止时悬线与竖直方向夹角。若小球的电荷量始终保持不变,重力加速度,,。求:
(1)小球带电的电性
(2)电场强度的大小
【答案】(1)负电 (2)
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析如图所示
小球在图中位置平衡,电场力向左,电场强度向右,故小球带负电。
【小问2详解】
小球三力平衡
解得
19. 如图所示,一个负粒子由静止开始经加速电场加速后,又沿中心轴线从点垂直射入偏转电场,并从另一侧射出打到荧光屏上的点,点为荧光屏的中心。已知负粒子质量,电荷量大小,加速电场电压,偏转电场电压,极的长度,板间距离,板板的末端到荧光屏的距离(忽略电子所受重力)。求:
(1)负粒子射入偏转电场时的初速度;
(2)负粒子打在荧光屏上的点到点的距离;
【答案】(1)
(2)0.04m
【解析】
【小问1详解】
在加速电场中,根据动能定理得
解得
【小问2详解】
在偏转电场负粒子做类平抛运动:
在垂直电场方向,做匀速直线运动
解得
在沿电场方向,做从零开始的匀加速直线运动,根据牛顿第二定律
位移
速度
出偏转电场后,负粒子做匀速直线运动:
在垂直电场方向,位移
解得
在沿电场方向,位移
综上,总的位移
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