精品解析：河北省沧州市泊头市八县2025-2026学年高二上学期11月期中联考物理试题

沧衡名校联盟2025-2026学年高二年级期中质量检测 物理试卷 本试卷共8页，满分100分，考试用时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。 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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：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. 下列情况能产生感应电流的是（　　） A. 如图甲所示，导体棒在磁场中前后运动 B. 如图乙所示，线框在磁场中做切割磁感线运动 C. 如图丙所示，圆环保持水平地穿过竖直放置的条形磁体 D. 如图丁所示，通电导线位于水平放置的闭合圆线圈某一直径的正上方，增大通过通电导线的电流 2. 真空中、两点分别固定两个不带电的金属小球（均可视为点电荷），、间距为，将电荷量按一定比例分配给这两个金属小球，使两个金属小球之间的静电力达到最大，再将电量为的点电荷置于、的中点处，则点电荷所受电场力的大小为（静电力常量为）（　　） A. B. C. D. 0 3. 如图所示为范德格拉夫静电加速器，在直流高压电源与电刷作用下，正电荷被喷射到传送带上，电动机带动传送带将正电荷运到电刷附近，通过尖端放电，金属球壳的外表面带上正电荷，使得金属球壳与大地之间形成很大的电势差，利用此电势差就可以加速带电粒子。加速过程在加速管中完成，加速管安装在绝缘支柱里面，管内抽成真空，加速管顶端有质子源，底部是质子要轰击的靶，质子在强电压的作用下，由静止经加速管加速获得很大的能量，金属球和大地可看作电容器，电容为，金属球所带电荷量为，则质子加速到底部获得的能量为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，在平面内有一以点为中心的正六边形，顶点到点的距离为。在正六边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为、、、、、的正点电荷，且电荷量为的电荷在轴正半轴上。静电力常量为，则点处的电场强度（　　） A. 方向沿轴负方向 B. 方向沿轴正方向成斜向上 C. 大小为 D. 大小为 5. 在光滑绝缘水平面内建立坐标系，一带正电的小球，静止在点，现突然加一沿轴正方向、电场强度为的匀强电场，小球开始运动。一段时间后，所加电场突然变为沿轴正方向，电场强度大小为。小球运动的轨迹和位置坐标如图所示，则为（　　） A. 1：1 B. 2：1 C. 1：2 D. 3：1 6. 某智能手机具有智能切换充电模式的功能。充电时，当手机处于低电量时快速充电，高电量时涓流补偿待机以延长电池寿命。已知该手机的电池容量为，整个充电过程可分为三个阶段：电量从0至50%之间为快充阶段，从50%至80%之间为恒压充电阶段，从80%至100%之间为涓流充电阶段。该手机的充电功率随充电时间的变化如图所示，恒压充电阶段和涓流充电阶段的充电电压保持不变。下列说法正确的是（　　） A. 快充阶段该手机获得的能量为 B. 快充阶段的平均充电电流约为 C. 恒压充电阶段的电量增加 D. 涓流充电阶段的充电电压约为 7. 如图所示，等边三角形所在平面与匀强电场方向平行，三角形的边长为，为靠近点的线段的三等分点。把一个电荷量的正电荷从点移到点，电场力做的功为，再从点移到点，电场力做的功为；若规定点的电势为0，下列说法正确的是（　　） A. 电场强度大小为 B. 电场方向由指向 C. 点电势为 D. 若将正电荷从点移至点，电势能减小 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分。 8. 如图所示，匀强电场方向竖直向下，大小为，两个带电荷量分别为和的小球、固定于长为的绝缘轻杆两端，质量分别为、，轻杆可绕中点处的固定轴在竖直面内无摩擦转动。已知点电势为0，不考虑带电小球间的相互作用力，以点所在水平面为零势能面，杆从静止开始由水平位置顺时针转动的过程中（已知重力加速度为g）（　　） A. 小球、系统机械能始终不变 B. 小球、任一时刻的电势能相等 C. 小球机械能增加了 D. 当轻杆变为竖直位置时，小球、的速度为 9. 两点电荷、分别固定在轴上的、两点，两点电荷连线上各点电势随变化的规律如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 和都是正电荷 B. 从到，电场强度先减小后增大 C. 在、之间将一负点电荷沿轴从点移到点，电势能增大 D. 一负点电荷只在静电力作用下沿轴从点运动到无穷远，动能减小 10. 催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体的浓度，当一氧化碳气体达到一定的浓度时，一氧化碳气体在催化剂的作用下会在传感器的检测片表面发生燃烧，使检测片温度上升，检测片的电阻增加。在如图所示电路中，为催化燃烧式气体传感器的检测片，电源的电动势为，内阻为，电路中的电表均可视为理想电表。当环境中一氧化碳气体浓度增大，导致检测片温度升高时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表与的示数均增大，电流表与的示数均减小 B. 一氧化碳气体浓度越大，燃烧时导致检测片温度越高，电源的效率越高 C. 若不变，滑动变阻器触头向右滑动，电阻的功率增大 D. 三、实验题：本题共2小题，共15分。 11. 某探究小组利用如甲图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源（内阻不计），为定值电阻，为平行板电容器，V为电压表。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。 （1）单刀双掷开关S拨至1位置，充电结束后，将云母介质插入电容器两极板之间，则电阻中的电流方向__________（填“向左”或“向右”）。 （2）给电容器充电后，为了观察放电现象，单刀双掷开关S应拨至__________（填“1”或“2”）位置；观察到电压表的示数逐渐变小，说明电容器的带电荷量逐渐__________（填“增加”或“减少”）。 （3）乙图中阴影部分的面积__________（填“>”、“<”或“=”）。 12. 近几年以来新能源汽车得到了空前发展，然而使用新能源的车主发现新旧电池不能混用，更换电池时须整体更换，成本高昂。某学习小组为了弄清新旧电池不能混用的原因，利用普通5号碱性电池做了模拟实验，分别测量5号碱性电池、的电源电动势和内阻（每次测量一节电池），实验原理如图甲所示，实验器材如下： A．电压表（量程为，内阻约为）； B．电压表（量程为，内阻约为）； C．电阻箱； D．定值电阻； E．定值电阻； F．开关和导线若干； G．新旧5号碱性电池若干。 （1）如果要精确测量电池的电动势和内阻，电压表应选择__________，定值电阻应选择__________，（均选填实验器材前的字母）。 （2）兴趣小组的同学一致认为用线性图像处理数据便于分析，于是在实验中改变电阻箱的阻值，记录对应电压表的示数，获取多组数据，画出的图像为一条直线，如图乙中和所示，其中旧电池的电动势为__________V，内阻__________Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）学习小组利用上述、两节电池串联起来为一小灯泡供电，经测量可知通过小灯泡的电流为，两端电压为，则该电池组的发热功率为__________W（结果保留两位有效数字），并从能量角度分析为何新旧电池不能混用________。 四、计算题：本题共3小题，其中13题10分，14题14分，15题15分，共39分。解题过程中要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。 13. 如图甲所示，两个等量同种正点电荷固定于粗糙水平面上，其连线的中垂线（在水平面内）上有、、三点，。一个电荷量为、质量为的小物块从点由静止释放，其运动的图像如图乙所示，其中点处为整条图线的切线斜率最大的位置（图中标出了该切线），小物块与水平面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度取。求： （1）小物块所带电性； （2）、两点间的电势差； （3）间最大的电场强度。 14. 某一电路如图所示，已知电源电动势，，，，电压表和电流表均为理想电表。闭合开关，当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，电压表示数为3V，电流表示数为。求： （1）电源的内阻； （2）滑片滑动过程中，求电源总功率的最大值以及此时电源的输出功率； （3）滑片滑动过程中，滑片右侧电阻值为多大时，消耗的功率最大？功率的最大值是多少？ 15. 如图甲所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板、水平放置，板间距离为，板长为，距板右端处有一竖直屏。一带电荷量为、质量为的质点以初速度沿中线射入两板间，最后垂直打在上，已知重力加速度为。求： （1）两极板间电压； （2）撤去竖直屏，在两极板间加如图乙所示的交变电压，的大小与（1）中相同，周期为。 （i）若金属板足够长，时刻质点从板左端边缘以速度水平射入电场，要求质点打到板时动能最大，则两板间距应当满足什么条件？ （ii）若在时刻质点从板左端边缘以速度水平射入电场，经过一段时间后从板右侧边缘水平射出，则板长和两板间距分别满足什么条件？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 沧衡名校联盟2025-2026学年高二年级期中质量检测 物理试卷 本试卷共8页，满分100分，考试用时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。 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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：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. 下列情况能产生感应电流的是（　　） A. 如图甲所示，导体棒在磁场中前后运动 B. 如图乙所示，线框在磁场中做切割磁感线运动 C. 如图丙所示，圆环保持水平地穿过竖直放置的条形磁体 D. 如图丁所示，通电导线位于水平放置的闭合圆线圈某一直径的正上方，增大通过通电导线的电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．导体棒在磁场中前后运动，没有切割磁感线，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化，无感应电流，故A错误； B．导体虽然“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流，故B错误； C．当圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中，通过圆环的磁通量发生改变，产生感应电流，故C正确； D．导线在圆线圈的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的，磁通量恒为零，也无感应电流，故D错误。 故选C。 2. 真空中、两点分别固定两个不带电的金属小球（均可视为点电荷），、间距为，将电荷量按一定比例分配给这两个金属小球，使两个金属小球之间的静电力达到最大，再将电量为的点电荷置于、的中点处，则点电荷所受电场力的大小为（静电力常量为）（　　） A. B. C. D. 0 【答案】D 【解析】 【详解】题目要求将总电荷量分配给和两个金属小球（视为点电荷），使它们之间的静电力最大。静电力由库仑定律给出 其中 且电荷非负（即，）。为最大化静电力，需最大化。由于电荷非负，，且在约束条件下当时取最大值。此时静电力最大值为。随后，将电量为的点电荷置于和的中点处。点到和的距离均为。由于和均带正电。放在处金属小球在点产生的电场，方向向右（远离正电荷），大小为 放在处金属小球在点产生的电场，方向向左（远离正电荷），大小为 设向右为正方向，合电场强度为 点电荷电量为，所受电场力为 因此，点电荷所受电场力的大小为0。 故选D。 3. 如图所示为范德格拉夫静电加速器，在直流高压电源与电刷作用下，正电荷被喷射到传送带上，电动机带动传送带将正电荷运到电刷附近，通过尖端放电，金属球壳的外表面带上正电荷，使得金属球壳与大地之间形成很大的电势差，利用此电势差就可以加速带电粒子。加速过程在加速管中完成，加速管安装在绝缘支柱里面，管内抽成真空，加速管顶端有质子源，底部是质子要轰击的靶，质子在强电压的作用下，由静止经加速管加速获得很大的能量，金属球和大地可看作电容器，电容为，金属球所带电荷量为，则质子加速到底部获得的能量为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】电容器 对质子加速过程，根据动能定理 联立解得 故选B。 4. 如图所示，在平面内有一以点为中心的正六边形，顶点到点的距离为。在正六边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为、、、、、的正点电荷，且电荷量为的电荷在轴正半轴上。静电力常量为，则点处的电场强度（　　） A. 方向沿轴负方向 B. 方向沿轴正方向成斜向上 C. 大小为 D. 大小为 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知，六个点电荷与点距离为，由点电荷形成的电场 可知电荷量为、、、、、的正点电荷产生的电场强度分别为、、、、、。将六个点电荷等效成如图所示。 根据几何知识可得点场强大小为，方向沿轴正方向。 故选C。 5. 在光滑绝缘水平面内建立坐标系，一带正电的小球，静止在点，现突然加一沿轴正方向、电场强度为的匀强电场，小球开始运动。一段时间后，所加电场突然变为沿轴正方向，电场强度大小为。小球运动的轨迹和位置坐标如图所示，则为（　　） A. 1：1 B. 2：1 C. 1：2 D. 3：1 【答案】A 【解析】 【详解】小球加速度大小 由 小球运动到0.1m处速度 之后小球做类平抛运动 合力方向沿轴正方向，沿轴方向有 沿轴方向有 则 故选A。 6. 某智能手机具有智能切换充电模式的功能。充电时，当手机处于低电量时快速充电，高电量时涓流补偿待机以延长电池寿命。已知该手机的电池容量为，整个充电过程可分为三个阶段：电量从0至50%之间为快充阶段，从50%至80%之间为恒压充电阶段，从80%至100%之间为涓流充电阶段。该手机的充电功率随充电时间的变化如图所示，恒压充电阶段和涓流充电阶段的充电电压保持不变。下列说法正确的是（　　） A. 快充阶段该手机获得的能量为 B. 快充阶段的平均充电电流约为 C. 恒压充电阶段的电量增加 D. 涓流充电阶段的充电电压约为 【答案】D 【解析】 【详解】A．快充阶段是恒定功率充电，获得的能量，A错误。 B．快速充电至电量的50%， 快充时间10min，则，B错误。 C．恒压充电阶段的电量增加30%，，C错误。 D．涓流充电阶段的时间，涓流充电阶段充入的电量为 涓流充电阶段功率，功率 由电流的定义 联立解得，D正确。 故选D。 7. 如图所示，等边三角形所在平面与匀强电场方向平行，三角形的边长为，为靠近点的线段的三等分点。把一个电荷量的正电荷从点移到点，电场力做的功为，再从点移到点，电场力做的功为；若规定点的电势为0，下列说法正确的是（　　） A. 电场强度大小为 B. 电场方向由指向 C. 点电势为 D. 若将正电荷从点移至点，电势能减小 【答案】C 【解析】 【详解】 AB．把电荷从点移到点， 点电势比点电势高6V，把电荷从点移到点 点电势比点电势高6V，则点电势为6V，点电势为。匀强电场中的中点点的电势为0，则、为等电势点，为等势线，则为一电场线，则匀强电场的电场强度大小为 方向由指向，A错误，B错误； C．和的电势差为 点的电势为，故C正确； D．和的电势差为 将正电荷从点移至点，电场力做功为 电势能增加，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分。 8. 如图所示，匀强电场方向竖直向下，大小为，两个带电荷量分别为和的小球、固定于长为的绝缘轻杆两端，质量分别为、，轻杆可绕中点处的固定轴在竖直面内无摩擦转动。已知点电势为0，不考虑带电小球间的相互作用力，以点所在水平面为零势能面，杆从静止开始由水平位置顺时针转动的过程中（已知重力加速度为g）（　　） A. 小球、系统机械能始终不变 B. 小球、任一时刻的电势能相等 C. 小球机械能增加了 D. 当轻杆变为竖直位置时，小球、的速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．杆从静止开始由水平位置顺时针转动的过程中小球、与轻杆组成的系统静电力对球做正功，对球也是做正功，故系统机械能增加，故A错误； B．初状态两带电小球的电势能相等为零，即 在杆顺时针转动的过程中，两小球在竖直方向上的位移大小相等，即电场力做功相等，又转动的过程中 故末状态两带电小球的电势能也相等，故B正确； CD．对系统由功能关系可得 解得 小球b机械能增加了 C错误，D正确。 故选BD。 9. 两点电荷、分别固定在轴上的、两点，两点电荷连线上各点电势随变化的规律如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 和都是正电荷 B. 从到，电场强度先减小后增大 C. 在、之间将一负点电荷沿轴从点移到点，电势能增大 D. 一负点电荷只在静电力作用下沿轴从点运动到无穷远，动能减小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由题图知，间电势一直降低，则应为正电荷，应为负电荷，故A错误； B．图线的斜率绝对值 等于电场强度的大小，则从到，由图线可知电场强度先减小后增大，故B正确； C．由题图知，从到电势降低，将一负点电荷沿轴从点移到点，由 可知负点电荷的电势能增大，故C正确； D．一负点电荷只在静电力作用下沿轴从点运动到无穷远，由 无穷远处电势为零，可知电场力做正功，由 可知动能增大，故D错误。 故选BC。 10. 催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体的浓度，当一氧化碳气体达到一定的浓度时，一氧化碳气体在催化剂的作用下会在传感器的检测片表面发生燃烧，使检测片温度上升，检测片的电阻增加。在如图所示电路中，为催化燃烧式气体传感器的检测片，电源的电动势为，内阻为，电路中的电表均可视为理想电表。当环境中一氧化碳气体浓度增大，导致检测片温度升高时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表与的示数均增大，电流表与的示数均减小 B. 一氧化碳气体浓度越大，燃烧时导致检测片温度越高，电源的效率越高 C. 若不变，滑动变阻器触头向右滑动，电阻的功率增大 D. 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由题意知，当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时，增大，电路中总电阻增大，则总电流减小，内电路电压减小，根据闭合电路欧姆定律知，， 则电压表、、的示数均增大；总电流减小，即电流表的示数减小，电压表的示数增大，则通过滑动变阻器的电流增大，故通过电阻的电流减小，则电流表的示数减小，故A正确； B．电源的效率 当一氧化碳气体浓度增大时，燃烧时导致检测片温度越高，检测片电阻增大，增大，根据上式可知电源的效率增大，故B正确； C．滑动变阻器触头向右滑动，减小，电路总电阻减小，则总电流增大，内电路电压增大，根据闭合电路的欧姆定律可知，， 则电压表、电压表、电压表的示数均减小；总电流增大，即电流表的示数增大，又电压表的示数减小，故通过的电流减小，则电流表的示数减小，电阻的功率减小，故C错误； D．由可知 同理可知， 所以它们均不变，其大小关系为，故D正确。 故选ABD。 三、实验题：本题共2小题，共15分。 11. 某探究小组利用如甲图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中为电源（内阻不计），为定值电阻，为平行板电容器，V为电压表。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。 （1）单刀双掷开关S拨至1位置，充电结束后，将云母介质插入电容器两极板之间，则电阻中的电流方向__________（填“向左”或“向右”）。 （2）给电容器充电后，为了观察放电现象，单刀双掷开关S应拨至__________（填“1”或“2”）位置；观察到电压表的示数逐渐变小，说明电容器的带电荷量逐渐__________（填“增加”或“减少”）。 （3）乙图中阴影部分的面积__________（填“>”、“<”或“=”）。 【答案】（1）向右 （2） ①. 2 ②. 减小 （3）= 【解析】 【小问1详解】 由可知，当插入云母介质时，变大，电容器的电容变大；因为电容器接在恒压直流电源上，故不变，根据可知，当增大时，增大，电容器充电，则通过电阻的电流方向向右。 【小问2详解】 [1][2]给电容器充电后，为了观察放电现象，单刀双掷开关S应拨至2位置。观察到电压表的示数逐渐变小，由可知，电容器的带电荷量逐渐减少。 【小问3详解】 根据，可知图乙中阴影面积和分别表示充电和放电中电容器上的总电荷量，则有。 12. 近几年以来新能源汽车得到了空前发展，然而使用新能源的车主发现新旧电池不能混用，更换电池时须整体更换，成本高昂。某学习小组为了弄清新旧电池不能混用的原因，利用普通5号碱性电池做了模拟实验，分别测量5号碱性电池、的电源电动势和内阻（每次测量一节电池），实验原理如图甲所示，实验器材如下： A．电压表（量程为，内阻约为）； B．电压表（量程为，内阻约为）； C．电阻箱； D．定值电阻； E．定值电阻； F．开关和导线若干； G．新旧5号碱性电池若干。 （1）如果要精确测量电池的电动势和内阻，电压表应选择__________，定值电阻应选择__________，（均选填实验器材前的字母）。 （2）兴趣小组的同学一致认为用线性图像处理数据便于分析，于是在实验中改变电阻箱的阻值，记录对应电压表的示数，获取多组数据，画出的图像为一条直线，如图乙中和所示，其中旧电池的电动势为__________V，内阻__________Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）学习小组利用上述、两节电池串联起来为一小灯泡供电，经测量可知通过小灯泡的电流为，两端电压为，则该电池组的发热功率为__________W（结果保留两位有效数字），并从能量角度分析为何新旧电池不能混用________。 【答案】（1） ①. B ②. D （2） ①. 1.4 ②. 23 （3） ①. 0.16 ②. 混用后电池内阻消耗的功率很大 【解析】 【小问1详解】 [1]由题意知电池组电动势约为，要精确测量电池的电动势和内阻，电压表应选择量程为的。 故选B。 [2]的定值电阻太大，使得电压表指针的偏角太小，且在改变电阻箱阻值时，电压表的示数变化不明显，故定值电阻选择阻值较小的。 故选D。 【小问2详解】 [1]由闭合电路欧姆定律得 整理得，结合题图乙可得，则（结果保留两位有效数字） [2]由上述分析知，斜率 解得，电池的内阻为 电池的内阻为 由于旧电池的内阻较大，由图可知图是旧电池的图像。故内阻应为。 【小问3详解】 [1]将上述、两节电池串联起来为该小灯泡供电，则等效电动势为，等效内阻为，灯泡的电压为，电流为，则小灯泡的电功率为 [2]电池组发热功率为 可知新旧电池不能混用的原因是混用后电池内阻消耗的功率很大。 四、计算题：本题共3小题，其中13题10分，14题14分，15题15分，共39分。解题过程中要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。 13. 如图甲所示，两个等量同种正点电荷固定于粗糙水平面上，其连线的中垂线（在水平面内）上有、、三点，。一个电荷量为、质量为的小物块从点由静止释放，其运动的图像如图乙所示，其中点处为整条图线的切线斜率最大的位置（图中标出了该切线），小物块与水平面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度取。求： （1）小物块所带电性； （2）、两点间的电势差； （3）间最大的电场强度。 【答案】（1）正电 （2）-600V （3）200N/C 【解析】 【小问1详解】 根据小物块运动的图像可知，小物块沿BA方向加速运动，则小物块受到与正电荷相互排斥的静电力，故小物块带正电 【小问2详解】 由图像可知，、两点的速度分别为, 根据动能定理得 解得 则 【小问3详解】 由图像可知，点处为整条图线的切线斜率最大的位置，则小物块在点的加速度最大，小物块在点的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 所受的静电力最大为 则电场强度最大值为 14. 某一电路如图所示，已知电源电动势，，，，电压表和电流表均为理想电表。闭合开关，当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，电压表示数为3V，电流表示数为。求： （1）电源的内阻； （2）滑片滑动过程中，求电源总功率的最大值以及此时电源的输出功率； （3）滑片滑动过程中，滑片右侧电阻值为多大时，消耗的功率最大？功率的最大值是多少？ 【答案】（1）2Ω （2）6W，4W （3）8Ω，1W 【解析】 【详解】（1）当滑片滑到最右端时，短路，由闭合电路欧姆定律得 代入数据解得 （2）当滑片滑到最左端时，与、都短路，根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流最大 电源的总功率 代入数据解得 电源的输出功率 （3）当滑片P滑到最右端时，流过的电流 的阻值 代入数据解得 设滑动变阻器滑片P左侧电阻值为，则与并联的电阻 干路电流 与并联电路两端的电压 消耗的功率 联立以上各式得 根据数学知识可知，当，即时，最大 此时滑动变阻器滑片右侧阻值 15. 如图甲所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板、水平放置，板间距离为，板长为，距板右端处有一竖直屏。一带电荷量为、质量为的质点以初速度沿中线射入两板间，最后垂直打在上，已知重力加速度为。求： （1）两极板间电压； （2）撤去竖直屏，在两极板间加如图乙所示的交变电压，的大小与（1）中相同，周期为。 （i）若金属板足够长，时刻质点从板左端边缘以速度水平射入电场，要求质点打到板时动能最大，则两板间距应当满足什么条件？ （ii）若在时刻质点从板左端边缘以速度水平射入电场，经过一段时间后从板右侧边缘水平射出，则板长和两板间距分别满足什么条件？ 【答案】（1） （2）（i）；（ii）， 【解析】 【详解】解：（1）据题分析可知，质点在平行板间轨迹应向上偏转，做类平抛运动，飞出电场后，轨迹向下偏转，才能最后垂直打在屏上，前后过程质点的运动轨迹有对称性，如图所示， 可知两次偏转的加速度大小相等，对两次偏转分别由牛顿第二定律得 ， 解得 ， 由，得两极板间电压为 （2）（i）根据题意可知，若质点从时刻进入电场，要求质点打到板时动能最大，则粒子打到板时，竖直分速度最大， 即粒子在时，恰好打到板 则有 解得 （ii）根据题意可知，在竖直方向上，粒子在时间内，做向上的匀加速直线运动 在时间内，向上做匀减速直线运动 由对称性可知，粒子在时，竖直分速度减小到0，此时，粒子未达到板上 然后在时间内，向下做匀加速直线运动 在时间内，向下做匀减速直线运动 由对称性可知，在时，粒子恰好回到板边缘，且竖直分速度为0，由上述分析可知 两板间距满足条件 联立解得 粒子在电场中的运动时间为 则板长为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $