精品解析：北京市第二十中学2025-2026学年高一下学期5月阶段检测物理试题（启承）

北京市第二十中学2025-2026学年度第二学期五月月考试卷 高一启承物理 一、单项选择题（本题共10小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的，每小题3分，共30分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 物体所带的电荷量的数值可以为任意实数 B. 电场中某点的电场强度方向即试探电荷在该点的受力方向 C. 公式适用于匀强电场 D. 单位时间通过导体某一截面的自由电荷的数量叫做电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体所带的电荷量的数值为元电荷的整数倍，故A错误； B．电场中某点的电场强度方向与正试探电荷在该点的受力方向相同，与负试探电荷在该点的受力方向相反，故B错误； C．公式是电场强度的定义式，适用于任何电场，因此也适用于匀强电场，故C正确； D．单位时间通过导体某一截面的自由电荷的总电荷量叫做电流，故D错误。 故选C。 2. 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I。设每单位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据电流定义式可知在时间内通过导体横截面的总电荷 可知电子数 故选C。 3. 如图所示，图线1表示的导体1的电阻为，流过的电流为，图线2表示的导体2的电阻为，流过的电流为，则下列说法正确的是（　　） A. B. 把导体1拉长为原来的3倍后其电阻等于导体2的电阻 C. 将与并联后接于电源上，则电流比 D. 将与并联后接于电源上，则电流比 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，故A错误； B．把导体1拉长到原来的3倍长后，截面积变为原来的三分之一，根据可知，电阻变为原来的9倍，即等于，故B错误； CD．将与并联后接于电源上，电压相等，则电流比为，故C错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，由此可知（　　） A. 该电场由负点电荷形成 B. 带电粒子一定是从P向Q运动 C. 带电粒子在P点时的速度大于在Q点时的速度 D. 带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，受到的电场力指向电场线汇聚处，所以该电场是由正点电荷形成的，故A错误； B．仅根据粒子的运动轨迹，无法确定粒子一定是从P向Q运动，也有可能从Q向P运动，故B错误； C．若粒子从P运动到Q，电场力方向与速度方向的夹角大于90°，电场力做负功，动能减小，速度减小，所以P点速度大于Q点速度；若粒子从Q运动到P，电场力做正功，动能增大，P点速度还是大于Q点速度，C正确； D．电场线的疏密表示电场强度的大小，P点处电场线比Q点处密集，所以P点电场强度大。根据，q为粒子电荷量，E为电场强度，粒子在P点受到的电场力大，加速度也大，D错误。 故选C。 5. 静电除尘原理是设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来。如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成，A、B之间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到正极A上。下列选项正确的是（　　） A. 尘埃向收集器A运动的过程中，其运动轨迹为抛物线 B. 收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了负电 C. 收集器A和电离器B之间形成的是匀强电场 D. 静电除尘过程是机械能向电场能转化的过程 【答案】B 【解析】 【详解】A．尘埃向收集器运动的过程受到重力和变化的电场力的作用，则运动轨迹不是抛物线，故A错误； B．收集器A带正电，会吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了负电，故B正确； C．越靠近线状电离器B，电场强度越大，所以收集器A和电离器B之间形成的不是匀强电场，故C错误； D．带负电的粉尘在电场力的作用下加速，电场力做正功，电势能减小，机械能增加，所以应该是静电除尘过程是电势能向机械能转化的过程，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，平行板电容器与电源连接，其中B板接地。开关S闭合后，在两板间C点有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 保持S闭合，将两板平行错开一些，电容器的电容增加 B. 保持S闭合，将A板向上平移一小段距离，C点电势降低 C. 若将S断开，再将两板平行错开一些，电容器带电量减少 D. 若将S断开，再将A板向上平移一小段距离，油滴会向下运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．保持S闭合，电容器两板间电压不变。将两板平行错开一些，正对面积减小，根据电容决定式可知，电容器的电容减小，故A错误； B．保持S闭合，电压不变。将A板向上平移一小段距离，板间距增大，根据可知板间场强减小。B板接地，电势为零，C点电势 由于C点位置不变，不变，减小，所以降低，故B正确； C．若将S断开，电容器带电量不变。再将两板平行错开一些，电容减小，但电荷量仍保持不变，故C错误； D．若将S断开，电荷量不变。再将A板向上平移一小段距离，板间距增大。根据 可知，板间场强不变，油滴受到的电场力不变，油滴仍处于静止状态，故D错误。 故选B。 7. 如图为观察电子在电场中偏转的实验，高压感应线圈接在阴极射线管A、B的两端，使阴极A发射的电子加速。感应发电机接在平行板电容器C、D两端，使电子偏转。某次实验时，在阴极射线管内的荧光屏上观察到的轨迹如图中虚线所示，轨迹恰好经过荧光屏的Q点，N、P、Q为荧光屏边缘上的三点。下列说法正确的是（ ） A. 平行板电容器C端接感应发电机的正极 B. 阴极射线管A端接高压感应线圈的正极 C. 仅增大高压感应线圈电压，电子从NQ边射出 D. 仅减小感应发电机电压，电子从PQ边射出 【答案】C 【解析】 【详解】A．平行板电容器C若接感应发电机的正极，D接负极，则电容器间电场方向竖直向下，电子带负电，所受电场力方向竖直向上，电子向上偏转。但根据轨迹经过荧光屏Q点可知，电子落点偏向下侧，故C端应接负极，故A错误； B．阴极射线管中，阴极A发射电子需接高压感应线圈的负极，阳极B接正极，才能使电子加速飞向阳极，故A端接高压感应线圈的正极错误，故B错误； C．电子经加速电压加速后获得速度，进入偏转电场后侧向偏转量。仅增大时，偏转量减小，电子落点向荧光屏中心靠近，从边射出，故C正确； D．仅减小偏转电压时，偏转量减小，电子落点向中心靠近，不会从下面的边射出，故D错误。 故选C。 8. 如图甲，多级直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数和偶数的圆筒分别与图乙所示交变电源两极相连。时，位于金属圆板（序号为0）中央的电子，由静止开始加速。若已知电子的质量为、电荷量为、交流电周期为，电子通过圆筒间隙的时间不计，忽略相对论效应，下列说法正确的是（　　） A. 电子在圆筒内做匀加速直线运动 B. 电子在第2个与第4个圆筒中的速度之比为1∶2 C. 电子在各圆筒中的运动时间均为 D. 图甲中各圆筒的长度之比为1∶∶…… 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属圆筒中电场为零，电子不受电场力，做匀速运动，故A错误； BD．电子进入第n个圆筒时，经过n次加速，根据动能定理 解得 所以，电子在第2个与第4个圆筒中的速度之比为； 第n个圆筒长度 则各圆筒的长度之比为1∶∶……，故B错误，D正确； C．只有电子在每个圆筒中匀速运动时间为时，才能保证每次在缝隙中被电场加速，故C错误。 故选D。 9. 如图甲所示，两平行金属板A、B竖直放置，两板间的电压UAB随时间变化的规律如图乙所示。t=0时刻，将一个带电量为q（q>0）、质量为m的粒子从A、B两板正中间的P点由静止释放，粒子在运动过程中恰好不与金属板相碰。已知两板所加电压的大小为U、周期为T，忽略粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. A、B两板间的距离为 B. 若在时刻释放粒子，粒子将与B板相碰 C. 若在时刻释放粒子，粒子恰好不与B板相碰 D. 若在时刻释放粒子，粒子将在两板间做往复直线运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．若在0时刻释放带电粒子，带电粒子的v-t图像如图所示 可知时刻恰不与B板相碰，有 解得板间距离，故A正确； B．若时刻释放粒子，粒子将始终向A板做单向的直线运动，将与A板相碰，故B错误； C．若时刻释放粒子，由A项分析可知，粒子恰好不与A板相碰，故C错误； D．若时刻释放粒子，粒子将始终向B板做单向的直线运动，直至碰到B板，故D错误。 故选A。 10. 如图所示，两带等量正电荷的小球分别固定在、两点，点为其连线中点，和、和分别为竖直中垂线上对称的点。现将另一质量为、电荷量为的小球从点由静止释放，小球经过、两点时的加速度大小均为。已知、、三点的电势分别为、和。、两点间距为，、两点间距为。小球均可视为质点。重力加速度为。不计空气阻力。若该小球从点以某一初动能竖直下落，则（　　） A. 小球从点运动到点的过程中所受静电力逐渐增大 B. 小球从点运动到点的过程中速度先减小后增大 C. 若小球能从点运动到点，其初动能至少大于 D. 小球从点运动到点的过程中机械能的变化量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．等量正电荷中垂线的电场特点：O点（连线中点）场强为0，沿中垂线向两侧，场强先增大后减小，方向为沿中垂线背离O点；结合题意分析得小球带正电，对称点、场强大小相等，且A、B处 解得A、B处 、处电场力向上，大小也为 从到（向O靠近），场强先增大后减小（因为、处场强大小均为​，中间场强更大），因此静电力先增大后减小，不是逐渐增大，故A错误； B．从到过程中，电场力一直向上，且（起点、终点，中间）合力一直向上，速度方向向下，因此小球一直做减速运动，不是先减小后增大，故B错误； C．小球从到O过程中，点是速度最小点：点以上合力向上（减速），点到O合力向下（加速），因此只要小球能到达点，就能运动到O点。对过程，刚好到达时末动能为0，由动能定理可得 整理得最小初动能 因此初动能至少大于该值，故C正确； D．机械能变化量等于除重力外其他力做功，即等于电场力做功，大小为，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共5小题，每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题意的，每小题3分，共15分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，只要有选错的该小题不得分） 11. 扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。如图所示为某品牌扫地机器人，已知其工作时额定电压为15V，额定功率为60W，充电时额定电压为20V，额定电流为2A，充电时间约为2h，锂电池容量为5200mAh，则下列说法正确的是（　　） A. 电池容量是指电池储存电能的大小 B. 机器人正常工作的电流为2A C. 机器人充满电时储存的化学能为78Wh D. 机器人充满电后一次工作时间约为1.3h 【答案】CD 【解析】 【详解】A．电池容量（）指的是电池能输出的总电荷量（），不是储存的电能大小，A错误。 B．机器人正常工作时，额定电压15V，额定功率，根据，计算得，B错误。 CD．锂电池容量 ，工作电压为15V，储存的电能为 充满电后电能为，额定功率60W，工作时间，CD正确。 故选CD。 12. 在电子显微镜中，电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚和发散作用。其中的一种电子透镜由两个金属圆环M、N组成，其结构如图甲所示，图乙为图甲的截面示意图。显微镜工作时，两圆环的电势，图乙中虚线表示两圆环之间的等势面（相邻等势面间电势差相等），O为水平虚线与竖直虚线的交点，a、b两点关于点中心对称。现有一束电子经电场加速后，沿着平行于两金属圆环轴线的方向进入金属圆环。下列说法正确的是（　　） A. a点电势比b点电势低 B. a点场强与b点场强相同 C. 该电子透镜对入射的电子束能起到发散作用 D. 电子在穿越电子透镜的过程中电势能减少 【答案】BD 【解析】 【详解】A．两圆环的电势，则靠近环的电势较高，即a点电势比b点电势高，故A错误； B．根据对称性可知，a点场强与b点场强大小相等，方向相同，故B 正确； C．根据电场线与等势线垂直可知，入射的电子受电场力指向中轴线，则该电子透镜对入射的电子束能起到会聚作用，故 C错误； D．电子在穿越电子透镜的过程中电势增加，电子带负电，根据可知电势能减小，故D正确。 故选BD。 13. 如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表，已知表头的满偏电流为，定值电阻的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为，当使用1和3两个端点时，电流表的量程为。下列说法正确的是（　　） A. B. C. 若仅使阻值变小，则和均变大 D. 若仅使阻值变小，则和均变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．因，则使用1和3两个端点时，电流表的量程为，A正确； B．使用1和2两个端点时，电流表的量程为，B错误； CD．根据， 可知，若仅使阻值变小，则和均变大；若仅使阻值变小，则变小，变大，C正确，D错误。 故选AC。 14. 在水平向左的匀强电场中，一带电颗粒以速度从点水平向右抛出，不计空气阻力，颗粒运动到点时速度大小仍为，方向竖直向下。已知颗粒的质量为，电荷量为，重力加速度为，则颗粒从运动到的过程中（　　） A. 做匀变速运动 B. 速率先增大后减小 C. 电势能增加了 D. 点的电势比点高 【答案】AC 【解析】 【详解】A．带电颗粒所受电场力和重力均为恒力，故所受合力为恒力，加速度恒定，故带电颗粒做匀变速运动，故A正确； B．根据题意可知，带电颗粒所受电场力水平向左，故带电颗粒所受合力向左下方，故合力与速度先成钝角后成锐角，速率先减小后增大，故B错误； C．设该过程所用时间为，在相等的时间内，水平方向的速度由匀减速到0，竖直方向的速度由0增加到，故带电颗粒所受电场力大小等于重力，又带电颗粒竖直方向做自由落体运动，故 故该过程中电场力所做的功为 故电势能增加了，故C正确； D．沿着电场线方向电势降低，故点的电势比点低，故D错误。 故选AC。 15. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为、电荷量为的小球，系在一根长为的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕点做圆周运动。为圆周的水平直径，为竖直直径。已知重力加速度为，电场强度。下列说法正确的是（　　） A. 若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则小球在点动能最大 C. 若将小球在点由静止开始释放，它将沿直线运动到点 D. 若将小球在点以大小为的速度竖直向上抛出，它将到达点 【答案】CD 【解析】 【详解】A．小球受到的重力和电场力的合力F，即 可将F视为等效重力，当F恰好提供小球做圆周运动的向心力时，它运动有最小速度，则有 解得，故A错误； B．当小球在等效重力最低点时动能最大，由于重力与电场力等大，可知等效重力方向与竖直方向夹角为，故等效重力最低点在BC的中点，类比竖直面内的圆周运动可知小球在等效最低点速度最大，动能最大，故B错误； C．由于AC连线与竖直方向夹角为，可知等效重力方向与AC共线且从A指向C，故若将小球在A点由静止开始释放，它将沿直线运动到C点，故C正确； D．若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，由对称性可知小球再次回到AB水平面所用时间为 该段时间内小球水平位移 其中 联立解得 故小球刚好运动到B点，可绘制出运动图示如下，故D正确。 故选CD。 三、实验题（共16分） 16. 某实验小组做“测量金属丝的电阻率”的实验。 用电流表（内阻约为）和电压表（内阻约为）测量金属丝的电阻（阻值约为），要求尽量减小实验误差，应该选择的部分测量电路是图中的________（填“甲”或“乙”），若用图中的甲电路测量金属丝电阻，不考虑偶然误差，测量值与真实值相比较将________（填“偏大”“偏小”或“不变”），误差主要是由________（填“电流表”或“电压表”）的内阻引起的。 【答案】 ①. 甲 ②. 偏小 ③. 电压表 【解析】 【详解】[1]由题意可知， 可得，可知应该选择的部分测量电路是图中的电流表外接法，即甲。 [2][3]由于电压表分流，有 电阻的测量值为 可得 可得测量值与真实值相比较将偏小，误差主要是由电压表的内阻引起的。 17. 某兴趣小组利用如图1所示装置观察电容器的放电过程。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器（可视为理想电流表）将电流信息传入计算机，电流随时间变化图像如图2所示。 （1）在图2所示的电流随时间变化的图像中，曲线与两坐标轴围成的面积大小代表电容器的________。 A. 电容 B. 释放的电荷量 C. 两极间的电压 （2）实验中所用电阻的阻值为，0.5s时电容器两端电压约为________V（结果保留2位有效数字）。若测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则电容器的电容约为________F。 （3）若只更换电阻R重复上述实验。当电阻为时，电容器放电的I-t图像如图3中的虚线所示。若将电阻更换为（），请在图3中用实线定性画出电容器放电的I-t图像______，并简要说明作图依据______。 【答案】（1）B （2） ①. ②. （3） ①. ②. 见解析 【解析】 【小问1详解】 根据 可知图像中，图线与坐标轴所围成的面积表示电容器放电过程中通过电阻的电荷量，即电容器总的电荷量，故选B。 【小问2详解】 [1]根据图2可知，时，电路中的电流为，此时电阻两端的电压 此时电容器两端的电压为。 [2]放电的最大电流为，对电阻分析可得，最大电压为 所以充电后电容器两端的电压为，根据 可知 【小问3详解】 [1] [2]电阻对电流有阻碍作用，电阻越小，对电流的阻碍作用也越小，通过电阻的电流就越大，而电容器总的电荷量不变，根据 可知，当换成阻值更小的电阻时，电容器放电时间变短，最终放电完毕，图像与坐标轴所围成的面积不变。 四、论述题（共39分。请在答题纸上写出必要的文字说明，重要的方程式、重要的演算过程，明确的数值和单位。只有答案，没有过程的不得分，书写不认真、无法辨认的不得分） 18. 如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为-q的小球（可视为质点）。现将此装置放在水平的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成37°角。已知电场的范围足够大，空气阻力可忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）请判断电场强度的方向，并求电场强度E的大小； （2）求AO两点间的电势差UAO； （3）若在A点对小球施加一个拉力，将小球从A点拉起至与O点处于同一水平高度释放，求小球运动至O点正下方时的速度大小。 【答案】（1），方向水平向右 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球静止在A点，则小球受到竖直向下的重力，沿绳向上的拉力，水平向左的电场力，由于小球带负电，则电场强度的方向水平向右，根据平衡条件可得 所以 【小问2详解】 AO两点间的电势差为 【小问3详解】 若在A点对小球施加一个拉力，将小球从A点拉起至与O点处于同一水平高度释放，根据动能定理可得 解得小球运动至O点正下方时的速度大小为 19. 如图1所示，水平放置的两平行金属板相距为d，充电后带电量保持不变，其间形成匀强电场。一带电量为+q、质量为m的液滴以速度从下板左边缘射入电场，沿直线运动恰好从上板右边缘射出。已知重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）求静电力对液滴做的功W； （3）如图2所示，若将上极板上移少许，其他条件不变，请在图2中画出液滴在两板间的运动轨迹。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）液滴沿直线恰好从上板右边缘射出，可知受力平衡，即 解得 （2）静电力对液滴做的功 （3）根据 可得 若将上极板上移少许，两板间场强不变，液滴受电场力不变，则液滴仍沿直线运动，轨迹如图 20. 密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴、在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率的关系式为，为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用力。 （1）求油滴和油滴的质量之比； （2）判断油滴和油滴所带电荷的正负，并求、所带电荷量的绝对值之比。 （3）求油滴速率减为时加速度的大小。 【答案】（1） （2）a带负电，b带正电, （3） 【解析】 【小问1详解】 两板不加电压时，油滴匀速下落，重力与空气阻力平衡 油滴质量 ，代入上式整理得 则有，可知 因此 质量与半径三次方成正比（密度相同），因此 【小问2详解】 两板加电压后，上板为正，电场方向向下，油滴a原速率为​，现速率，阻力减小，重力不变，说明电场力向上（与电场方向相反），因此a带负电； 油滴b原速率为，现速率，阻力增大，重力不变，说明电场力向下（与电场方向相同），因此b带正电。 对匀速运动的油滴列平衡方程，对a有 结合不加电压时的平衡 代入得 对b有​​ 结合不加电压时的平衡 代入得 两式相比得 【小问3详解】 对速率为​的油滴a，向下运动，阻力、电场力均向上，由牛顿第二定律得 整理得 即 再代入 得加速度大小 21. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。如图所示，来自质子源的质子初速度为零，经加速电压加速后，沿图中四分之一圆弧虚线通过辐向电场，质子只能从P点竖直向上进入存在水平向右的匀强电场的圆形区域，最终轰击处在圆上Q点的肿瘤细胞。已知四分之一圆弧虚线处的场强大小为，方向沿半径指向圆心O，圆与OP相切于P点，，圆形区域的半径为R，Q点位于OP上方处，质子质量为m、电荷量为e。不计质子间相互作用。 （1）求质子在辐向电场中做匀速圆周运动的速度大小v； （2）求加速电场的电压U； （3）为击中位于圆上S处（OP上方为R）的肿瘤细胞，需要同时调节加速电场的电压与辐向电场的电场强度，求调节后的加速电场电压和辐向电场。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 质子在辐向电场中做匀速圆周运动，根据电场力提供向心力有 解得速度大小 【小问2详解】 质子在加速电场中做匀加速直线运动，有 解得 【小问3详解】 质子在匀强电场中做匀变速曲线运动，有， 又 联立解得 为击中位于圆上S处（OP上方为R）的肿瘤细胞，需要质子进入匀强电场的速度变大，设为，有， 在加速电场中，根据动能定理 在辐向电场中，根据牛顿第二定律有 联立解得， 22. “电场”和“电路”看似毫不相关，实则紧密联系。电路中的宏观现象和规律可从微观角度用电场知识给出合理解释。 （1）如图（a）、（b）、（c）所示为外电路中的某段金属导体内建立恒定电场的过程示意图。（a）中E0表示电路闭合瞬间由电源正负极电荷所激发电场的场强，将E0分解为沿导线方向和垂直于导线方向的分量E1、E2；（c）表示最终在导线中形成了沿导线方向的恒定电场。自由电荷在此恒定电场的作用下定向移动形成电流。已知E0的大小以及图（b）中E0与E1的夹角为θ，求金属导体内的感应电场的强度E′的大小。 （2）恒定电场的基本性质与静电场相同。在静电场中所讲的电势、电势差及其与场强的关系，例如在恒定电场中仍适用。欧姆定律的宏观形式为。小物同学通过翻阅大学教材，发现欧姆定律还有微观形式，即，j称为“电流密度”，其大小为单位时间内通过垂直电流方向的单位面积的电荷量，E为恒定电场的场强，ρ为导体电阻率。请利用已有知识从欧姆定律宏观形式出发推导其微观形式。 （3）小理同学对导线中的恒定电场产生了疑问：“导线中恒定电场的电场线沿导线方向，因此沿导线方向电势降落，为何在分析电路问题时不考虑导线两端的电势差呢？”小物同学首先根据给出了宏观解释：“因导线电阻相比用电器电阻小得多，因此不考虑导线上的电势降落”。他又建立了如图所示的模型尝试从微观角度给出解释。两段横截面积和长度均相同的导体A、B串联，其电阻率分别为、，通过导体的电流恒为I。请你结合小物同学的模型和，从导体中“场的视角”解答小理同学的疑问。 【答案】（1） （2）见解析 （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 电路闭合瞬间由电源正负极电荷所激发电场的场强E0可以分解为沿导线方向和垂直于导线方向的分量E1、E2，导线中的电子在E0的作用下向导线下方侧面堆积，使得导线下方侧面带负电，导线上方侧面带正电，导线两侧面之间堆积的电荷产生垂直于导线侧面向下的附加电场E′，该电场与E2的矢量和为0，则 【小问2详解】 根据电流的定义式有 由于电流密度大小为单位时间内通过垂直电流方向的单位面积的电荷量，令导体横截面积为S，则有 根据欧姆定律宏观表达式有 令导体长度为L，则有 根据电阻决定式有 解得 【小问3详解】 导体A、B串联，通过的电流相等，由于导体的横截面积和长度均相同，则通过两导体的电流密度也相等，则有， 则有 根据题意有 则有 即电阻率很小的导体中的电场强度很小，可知，导线中的电场强度近似为0，可以忽略，即分析电路问题时不考虑导线两端的电势差。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第二十中学2025-2026学年度第二学期五月月考试卷 高一启承物理 一、单项选择题（本题共10小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的，每小题3分，共30分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 物体所带的电荷量的数值可以为任意实数 B. 电场中某点的电场强度方向即试探电荷在该点的受力方向 C. 公式适用于匀强电场 D. 单位时间通过导体某一截面的自由电荷的数量叫做电流 2. 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I。设每单位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，图线1表示的导体1的电阻为，流过的电流为，图线2表示的导体2的电阻为，流过的电流为，则下列说法正确的是（　　） A. B. 把导体1拉长为原来的3倍后其电阻等于导体2的电阻 C. 将与并联后接于电源上，则电流比 D. 将与并联后接于电源上，则电流比 4. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，由此可知（　　） A. 该电场由负点电荷形成 B. 带电粒子一定是从P向Q运动 C. 带电粒子在P点时的速度大于在Q点时的速度 D. 带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度 5. 静电除尘原理是设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来。如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成，A、B之间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到正极A上。下列选项正确的是（　　） A. 尘埃向收集器A运动的过程中，其运动轨迹为抛物线 B. 收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了负电 C. 收集器A和电离器B之间形成的是匀强电场 D. 静电除尘过程是机械能向电场能转化的过程 6. 如图所示，平行板电容器与电源连接，其中B板接地。开关S闭合后，在两板间C点有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 保持S闭合，将两板平行错开一些，电容器的电容增加 B. 保持S闭合，将A板向上平移一小段距离，C点电势降低 C. 若将S断开，再将两板平行错开一些，电容器带电量减少 D. 若将S断开，再将A板向上平移一小段距离，油滴会向下运动 7. 如图为观察电子在电场中偏转的实验，高压感应线圈接在阴极射线管A、B的两端，使阴极A发射的电子加速。感应发电机接在平行板电容器C、D两端，使电子偏转。某次实验时，在阴极射线管内的荧光屏上观察到的轨迹如图中虚线所示，轨迹恰好经过荧光屏的Q点，N、P、Q为荧光屏边缘上的三点。下列说法正确的是（ ） A. 平行板电容器C端接感应发电机的正极 B. 阴极射线管A端接高压感应线圈的正极 C. 仅增大高压感应线圈电压，电子从NQ边射出 D. 仅减小感应发电机电压，电子从PQ边射出 8. 如图甲，多级直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数和偶数的圆筒分别与图乙所示交变电源两极相连。时，位于金属圆板（序号为0）中央的电子，由静止开始加速。若已知电子的质量为、电荷量为、交流电周期为，电子通过圆筒间隙的时间不计，忽略相对论效应，下列说法正确的是（　　） A. 电子在圆筒内做匀加速直线运动 B. 电子在第2个与第4个圆筒中的速度之比为1∶2 C. 电子在各圆筒中的运动时间均为 D. 图甲中各圆筒的长度之比为1∶∶…… 9. 如图甲所示，两平行金属板A、B竖直放置，两板间的电压UAB随时间变化的规律如图乙所示。t=0时刻，将一个带电量为q（q>0）、质量为m的粒子从A、B两板正中间的P点由静止释放，粒子在运动过程中恰好不与金属板相碰。已知两板所加电压的大小为U、周期为T，忽略粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. A、B两板间的距离为 B. 若在时刻释放粒子，粒子将与B板相碰 C. 若在时刻释放粒子，粒子恰好不与B板相碰 D. 若在时刻释放粒子，粒子将在两板间做往复直线运动 10. 如图所示，两带等量正电荷的小球分别固定在、两点，点为其连线中点，和、和分别为竖直中垂线上对称的点。现将另一质量为、电荷量为的小球从点由静止释放，小球经过、两点时的加速度大小均为。已知、、三点的电势分别为、和。、两点间距为，、两点间距为。小球均可视为质点。重力加速度为。不计空气阻力。若该小球从点以某一初动能竖直下落，则（　　） A. 小球从点运动到点的过程中所受静电力逐渐增大 B. 小球从点运动到点的过程中速度先减小后增大 C. 若小球能从点运动到点，其初动能至少大于 D. 小球从点运动到点的过程中机械能的变化量为 二、多项选择题（本题共5小题，每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题意的，每小题3分，共15分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，只要有选错的该小题不得分） 11. 扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。如图所示为某品牌扫地机器人，已知其工作时额定电压为15V，额定功率为60W，充电时额定电压为20V，额定电流为2A，充电时间约为2h，锂电池容量为5200mAh，则下列说法正确的是（　　） A. 电池容量是指电池储存电能的大小 B. 机器人正常工作的电流为2A C. 机器人充满电时储存的化学能为78Wh D. 机器人充满电后一次工作时间约为1.3h 12. 在电子显微镜中，电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚和发散作用。其中的一种电子透镜由两个金属圆环M、N组成，其结构如图甲所示，图乙为图甲的截面示意图。显微镜工作时，两圆环的电势，图乙中虚线表示两圆环之间的等势面（相邻等势面间电势差相等），O为水平虚线与竖直虚线的交点，a、b两点关于点中心对称。现有一束电子经电场加速后，沿着平行于两金属圆环轴线的方向进入金属圆环。下列说法正确的是（　　） A. a点电势比b点电势低 B. a点场强与b点场强相同 C. 该电子透镜对入射的电子束能起到发散作用 D. 电子在穿越电子透镜的过程中电势能减少 13. 如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表，已知表头的满偏电流为，定值电阻的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为，当使用1和3两个端点时，电流表的量程为。下列说法正确的是（　　） A. B. C. 若仅使阻值变小，则和均变大 D. 若仅使阻值变小，则和均变大 14. 在水平向左的匀强电场中，一带电颗粒以速度从点水平向右抛出，不计空气阻力，颗粒运动到点时速度大小仍为，方向竖直向下。已知颗粒的质量为，电荷量为，重力加速度为，则颗粒从运动到的过程中（　　） A. 做匀变速运动 B. 速率先增大后减小 C. 电势能增加了 D. 点的电势比点高 15. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为、电荷量为的小球，系在一根长为的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕点做圆周运动。为圆周的水平直径，为竖直直径。已知重力加速度为，电场强度。下列说法正确的是（　　） A. 若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则小球在点动能最大 C. 若将小球在点由静止开始释放，它将沿直线运动到点 D. 若将小球在点以大小为的速度竖直向上抛出，它将到达点 三、实验题（共16分） 16. 某实验小组做“测量金属丝的电阻率”的实验。 用电流表（内阻约为）和电压表（内阻约为）测量金属丝的电阻（阻值约为），要求尽量减小实验误差，应该选择的部分测量电路是图中的________（填“甲”或“乙”），若用图中的甲电路测量金属丝电阻，不考虑偶然误差，测量值与真实值相比较将________（填“偏大”“偏小”或“不变”），误差主要是由________（填“电流表”或“电压表”）的内阻引起的。 17. 某兴趣小组利用如图1所示装置观察电容器的放电过程。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器（可视为理想电流表）将电流信息传入计算机，电流随时间变化图像如图2所示。 （1）在图2所示的电流随时间变化的图像中，曲线与两坐标轴围成的面积大小代表电容器的________。 A. 电容 B. 释放的电荷量 C. 两极间的电压 （2）实验中所用电阻的阻值为，0.5s时电容器两端电压约为________V（结果保留2位有效数字）。若测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则电容器的电容约为________F。 （3）若只更换电阻R重复上述实验。当电阻为时，电容器放电的I-t图像如图3中的虚线所示。若将电阻更换为（），请在图3中用实线定性画出电容器放电的I-t图像______，并简要说明作图依据______。 四、论述题（共39分。请在答题纸上写出必要的文字说明，重要的方程式、重要的演算过程，明确的数值和单位。只有答案，没有过程的不得分，书写不认真、无法辨认的不得分） 18. 如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为-q的小球（可视为质点）。现将此装置放在水平的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成37°角。已知电场的范围足够大，空气阻力可忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）请判断电场强度的方向，并求电场强度E的大小； （2）求AO两点间的电势差UAO； （3）若在A点对小球施加一个拉力，将小球从A点拉起至与O点处于同一水平高度释放，求小球运动至O点正下方时的速度大小。 19. 如图1所示，水平放置的两平行金属板相距为d，充电后带电量保持不变，其间形成匀强电场。一带电量为+q、质量为m的液滴以速度从下板左边缘射入电场，沿直线运动恰好从上板右边缘射出。已知重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）求静电力对液滴做的功W； （3）如图2所示，若将上极板上移少许，其他条件不变，请在图2中画出液滴在两板间的运动轨迹。 20. 密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴、在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率的关系式为，为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用力。 （1）求油滴和油滴的质量之比； （2）判断油滴和油滴所带电荷的正负，并求、所带电荷量的绝对值之比。 （3）求油滴速率减为时加速度的大小。 21. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。如图所示，来自质子源的质子初速度为零，经加速电压加速后，沿图中四分之一圆弧虚线通过辐向电场，质子只能从P点竖直向上进入存在水平向右的匀强电场的圆形区域，最终轰击处在圆上Q点的肿瘤细胞。已知四分之一圆弧虚线处的场强大小为，方向沿半径指向圆心O，圆与OP相切于P点，，圆形区域的半径为R，Q点位于OP上方处，质子质量为m、电荷量为e。不计质子间相互作用。 （1）求质子在辐向电场中做匀速圆周运动的速度大小v； （2）求加速电场的电压U； （3）为击中位于圆上S处（OP上方为R）的肿瘤细胞，需要同时调节加速电场的电压与辐向电场的电场强度，求调节后的加速电场电压和辐向电场。 22. “电场”和“电路”看似毫不相关，实则紧密联系。电路中的宏观现象和规律可从微观角度用电场知识给出合理解释。 （1）如图（a）、（b）、（c）所示为外电路中的某段金属导体内建立恒定电场的过程示意图。（a）中E0表示电路闭合瞬间由电源正负极电荷所激发电场的场强，将E0分解为沿导线方向和垂直于导线方向的分量E1、E2；（c）表示最终在导线中形成了沿导线方向的恒定电场。自由电荷在此恒定电场的作用下定向移动形成电流。已知E0的大小以及图（b）中E0与E1的夹角为θ，求金属导体内的感应电场的强度E′的大小。 （2）恒定电场的基本性质与静电场相同。在静电场中所讲的电势、电势差及其与场强的关系，例如在恒定电场中仍适用。欧姆定律的宏观形式为。小物同学通过翻阅大学教材，发现欧姆定律还有微观形式，即，j称为“电流密度”，其大小为单位时间内通过垂直电流方向的单位面积的电荷量，E为恒定电场的场强，ρ为导体电阻率。请利用已有知识从欧姆定律宏观形式出发推导其微观形式。 （3）小理同学对导线中的恒定电场产生了疑问：“导线中恒定电场的电场线沿导线方向，因此沿导线方向电势降落，为何在分析电路问题时不考虑导线两端的电势差呢？”小物同学首先根据给出了宏观解释：“因导线电阻相比用电器电阻小得多，因此不考虑导线上的电势降落”。他又建立了如图所示的模型尝试从微观角度给出解释。两段横截面积和长度均相同的导体A、B串联，其电阻率分别为、，通过导体的电流恒为I。请你结合小物同学的模型和，从导体中“场的视角”解答小理同学的疑问。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $