精品解析：安徽省亳州市蒙城县2024-2025学年高二上学期期末检测物理试题

安徽省亳州市蒙城县2024-2025学年高二（上）期末检测物理试题 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 如图所示，在水平面内的M、N两点各固定一个点电荷，带电量均为。O为MN的中点，过O点固定一个绝缘杆，杆水平且与MN垂直。一光滑带孔小球P穿在绝缘杆上，小球带负电，开始时在MN的左侧，现给小球一向右的初速度，则小球向右运动的过程中（　　） A. 小球从开始到O点，做加速度增大的加速运动 B. 小球受到绝缘杆的弹力先增大后减小 C. 若把N点变为，小球做匀速运动 D. 若把N点变为，小球受到绝缘杆的弹力始终不变 2. 如图所示，两个相同的小球用等长的绝缘细线悬挂在竖直绝缘的墙壁上的点，将两小球分别带上同种电荷，其中小球A的电荷量为，由于库仑力作用，细线恰好水平（带电小球、B均可视为点电荷）。缓慢释放小球A的电荷量，当细线与竖直方向夹角为时，小球A的电荷量为。若小球B的电荷量始终保持不变，则的值为（　　） A. B. C. D. 3. 如图甲所示，在光滑绝缘水平面内取点为坐标原点建立直角坐标系。一个质量为、电量为带正电的小球沿平行轴方向运动，当它到达点时，在空间加上水平方向的匀强电场，并同时给小球一个水平拉力，发现小球可以沿逆时针绕点做匀速圆周运动。从小球经过点开始计时，测得途经位置的电势随时间的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为，方向沿轴负方向 B. 小球从点运动到点，电场力做功为 C. 时力达到最大值 D. 力的最大值为 4. 某科研设备中的电子偏转装置由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，结构原理图如图所示。如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑。如果电子枪中正负接线柱之间电压为10U，XX′板间加恒定电压U，XX′电极的长度为l、间距为d，YY′板间不加电压。已知电子质量为m，电荷量大小为e，电子从灯丝逸出的初速度不计。则电子（　　） A. 在XX′极板间的加速度大小为 B. 打在荧光屏时，动能大小为11eU C. 打在荧光屏时，其速度方向与中轴线连线夹角α的正切 D. 若，电子将打在荧光屏的下半区域 5. 甲乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式，丙丁两电路图分别为两种电压电流表连接方式。下列说法正确的是（　　） A. 甲乙两图中待测电阻的电压可调节范围一样 B. 在闭合开关前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端 C. 若采用丙图，误差是由电压表分流引起的 D. 若采用丁图，电阻的测量值大于真实值 6. 光控开关可以实现自动控制，可以使电灯的亮度自动随周围环境的亮度改变而改变。如图为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。当光照逐渐减弱时，则下列判断正确的是（　　） A. 电源的效率变小 B. 电源内阻消耗的功率变小 C. A灯变暗，B灯变暗 D. 上电流的变化量等于上电流变化量 7. 如图所示，四根相同的长直导线都通以同向、等大的电流，对称放置在长方体的四条短边a、b、c、d上，O点为长方体的几何中心，下列说法正确的是（　　） A. O点的磁感应强度不为零 B. 其中两根导线电流反向时，O点的磁感应强度一定不变 C. 其中一根导线电流增大时，O点的磁感应强度可能不变 D. 其中两根导线电流增大时，O点的磁感应强度可能不变 8. 下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是（　　） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共2小题，共10分。 9. 某实验小组利用如图所示的电路研究电容器的充、放电过程。电容器原来不带电，单刀双掷开关S先接1，稳定后再接2，下列说法正确的是（　　） A. S接1时，电流表示数逐渐增大 B. S接1时，减小电阻箱R的阻值，不影响电容器的充电时间 C. S接2时，增大电阻箱R的阻值，电容器的放电时间将延长 D. S接1和接2时，电容器两极间电势差随电荷量变化的规律相同 10. 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，电表均为理想电表，R为滑动变阻器，闭合开关后灯泡正常发光，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列判断正确的是 A. 电压表、电流表示数均变大，灯泡L将变暗 B. 定值电阻Ro中将有从右向左的电流 C. 电压表示数改变量与电流表示数改变量之比不变 D. 电源输出功率一定变小 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 实验室要测量一精密金属丝的电阻率： （1）先用多用电表“1”挡粗测其电阻为______，然后用螺旋测微器测其直径为______mm，游标卡尺测其长度是______cm （2）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有如下器材： A.电压表量程3V，内阻约为 B.电压表量程15V，内阻约为 C.电流表量程3A，内阻约为 D.电流表量程600mA，内阻约为 E.滑动变阻器 F.滑动变阻器 G.输出电压为3V的直流稳压电源E H.电阻箱 I.开关S，导线若干 ①为了测多组实验数据，请在线框内设计合理的电路图______。 ②实验时电压表选______，电流表选______，滑动变阻器选______。（填写仪器前序号） ③按该电路测量的电阻值______真实值（选填“大于”、“等于”、“小于”）。 ④实验中测得金属丝直径为D，长度为L，电压为U，电流为I，则电阻率的表达式为______。 12. 某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ，电阻R1=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻． （1）按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是_______导线断开；若读数为零，则一定是_______导线断开． （2）排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图．由I1–I2图象得到电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω． 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13. 如图所示，倾角为的斜面体A置于水平地面上，小物块B置于斜面上，绝缘细绳一端与B相连（绳与斜面平行），另一端跨过光滑的定滑轮与质量为m的带电小球P连接，定滑轮的正下方固定一带电小球Q，两球所带电荷量大小均为q。P静止时细绳与竖直方向夹角为，P、Q处于同一高度，静电力常量为k，重力加速度为g。求： （1）绝缘细绳对P的拉力大小； （2）地面对斜面体A的摩擦力大小； （3）在竖直面内，现缓慢移动Q直到Q移动到小球P的正下方，在这一过程中，保持A、B、P始终处于静止状态，求P、Q间距离最大值。（P、Q均可视为点电荷） 14. 如图所示，一对间距、竖直放置的平行金属板分别接于电路中的两点间，为滑动变阻器的中点，平行金属板间产生的电场可视为匀强电场．现将一质量为带电小球，用质量不计的绝缘细线悬挂于电场中某点，小球静止时悬线与竖直方向的夹角，滑动变阻器的总阻值为，定值电阻，电源内阻，闭合，电流表示数为，取。求： （1）求电源电动势的大小； （2）小球的电性以及带电量； （3）剪断细线瞬间小球的加速度。 15. 如图所示，平面内的第三象限内有加速电场，一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从A点由静止加速，从B点进入第二象限内的辐向电场（电场强度方向指向O），沿着半径为R的圆弧虚线（等势线）运动，从C点进入第一象限内沿y轴负方向的匀强电场中，从D点处射出电场，不同象限内电场互不影响，不计粒子的重力对粒子运动轨迹的影响，加速电场的电势差为U。 （1）求圆弧虚线处电场强度E的大小； （2）求第一象限匀强电场的场强大小； （3）若在第四象限加上大小为，方向沿y轴正方向的匀强电场，求粒子自C点离开y轴后再次运动到与C点等高处的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 安徽省亳州市蒙城县2024-2025学年高二（上）期末检测物理试题 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 如图所示，在水平面内的M、N两点各固定一个点电荷，带电量均为。O为MN的中点，过O点固定一个绝缘杆，杆水平且与MN垂直。一光滑带孔小球P穿在绝缘杆上，小球带负电，开始时在MN的左侧，现给小球一向右的初速度，则小球向右运动的过程中（　　） A. 小球从开始到O点，做加速度增大的加速运动 B. 小球受到绝缘杆的弹力先增大后减小 C. 若把N点变为，小球做匀速运动 D. 若把N点变为，小球受到绝缘杆的弹力始终不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．应用矢量合成可知，等量同种正电荷中垂线上的场强，方向沿中垂线，大小从无限远到中点O先增大后减小，题中没有明确给出小球开始时是处在最大场强的左侧还是右侧，所以加速度变化无法判断，A错误; B．绝缘杆所在处场强与杆平行，由平衡可知，杆对小球弹力总等于其重力，B错误; C．应用矢量合成可知，等量异种电荷中垂线上的场强方向垂直中垂线，大小从无限远到中点O一直增大，小球运动方向不受任何力作用，则做匀速运动，C正确; D．小球从开始到O点，场强水平且与杆垂直，不断增大，电场力增大，由平衡条件可知，杆对小球的弹力总等于其重力与电场力的合力，则弹力从开始到O点一直增大，过O点后，向右运动过程中弹力逐渐减小，D项错误。 故选C。 2. 如图所示，两个相同的小球用等长的绝缘细线悬挂在竖直绝缘的墙壁上的点，将两小球分别带上同种电荷，其中小球A的电荷量为，由于库仑力作用，细线恰好水平（带电小球、B均可视为点电荷）。缓慢释放小球A的电荷量，当细线与竖直方向夹角为时，小球A的电荷量为。若小球B的电荷量始终保持不变，则的值为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设小球B的电荷量为，绝缘细线长为，释放前后分别对小球A受力分析如图 等长的绝缘细线，初始细线OA水平，故矢量三角形为等腰直角三角形，根据平衡关系，释放电荷量之前，对小球A有 释放电荷量之后，细线与竖直方向夹角为，等长的绝缘细线，矢量三角形为等边三角形，再对小球A进行受力分析，由平衡条件知 联立解得 故选C。 3. 如图甲所示，在光滑绝缘水平面内取点为坐标原点建立直角坐标系。一个质量为、电量为带正电的小球沿平行轴方向运动，当它到达点时，在空间加上水平方向的匀强电场，并同时给小球一个水平拉力，发现小球可以沿逆时针绕点做匀速圆周运动。从小球经过点开始计时，测得途经位置的电势随时间的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为，方向沿轴负方向 B. 小球从点运动到点，电场力做功为 C. 时力达到最大值 D. 力的最大值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图乙可知小球经过b点时，电势最高位5V，则电场方向沿轴负方向，根据 解得 V/m=50V/m 故A错误； B．小球从点运动到点，电场力做功为 =- 故B错误； CD．外力与电场力的合力提供向心力，向心力指向圆心，可知在b点处，外力最小，在最低点，外力最大，根据牛顿第二定律有 其中 m/s 解得 故C错误，D正确； 故选D。 4. 某科研设备中的电子偏转装置由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，结构原理图如图所示。如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑。如果电子枪中正负接线柱之间电压为10U，XX′板间加恒定电压U，XX′电极的长度为l、间距为d，YY′板间不加电压。已知电子质量为m，电荷量大小为e，电子从灯丝逸出的初速度不计。则电子（　　） A. 在XX′极板间的加速度大小为 B. 打在荧光屏时，动能大小为11eU C. 打在荧光屏时，其速度方向与中轴线连线夹角α的正切 D. 若，电子将打在荧光屏的下半区域 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律可知在XX′极板间的加速度大小为 故A错误； B．电子在加速电场，电场力做功为10eU，进入偏转电场后电场力对电子做功最大为 根据动能定理可知得打在荧光屏时动能最大为10.5eU，故B错误； C．在加速电场，根据动能定理有 在XX′极板间运动的时间为 沿电场方向的位移为 联合解得位移与水平方向的夹角的正切值为 根据平抛运动规律可得 故C正确； D．若，则电子受到的电场力竖直向上，故电子将打在荧光屏的上半区域，故D错误。 故选C。 5. 甲乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式，丙丁两电路图分别为两种电压电流表连接方式。下列说法正确的是（　　） A. 甲乙两图中待测电阻的电压可调节范围一样 B. 在闭合开关前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端 C. 若采用丙图，误差是由电压表分流引起的 D. 若采用丁图，电阻的测量值大于真实值 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中滑动变阻器采用限流式接法，滑片滑到b时，待测电阻两端的电压最小，但无法调节到零；图乙中滑动变阻器采用分压式接法，滑片滑到b时，待测电阻两端的电压为0，所以甲乙两图中待测电阻的电压可调节范围不一样，故A错误； B．在闭合开关测量前，甲图中滑动变阻器应该全部接入电路，滑片P都应置于b端，乙图中两端的电压应该从零开始变化，滑片P都也应置于b端，故B正确； C．若采用丙图，电流表采用内接法，误差是由电流表分压引起的，故C错误； D．若采用丁图，电流表采用外接法，误差是由电压表分流引起的，使得电流表的读数大于电阻的电流，根据欧姆定律 可知电阻的测量值小于真实值，故D错误。 故选B。 6. 光控开关可以实现自动控制，可以使电灯的亮度自动随周围环境的亮度改变而改变。如图为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。当光照逐渐减弱时，则下列判断正确的是（　　） A. 电源的效率变小 B. 电源内阻消耗的功率变小 C. A灯变暗，B灯变暗 D. 上电流的变化量等于上电流变化量 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．电源的效率为 由上式可知外电阻增大，电源的效率变大，所以当光照逐渐减弱时光敏电阻的电阻值增大，电源的效率变大，则A错误； BC．当光照逐渐减弱时光敏电阻的电阻值增大，总电阻增大，总电流I减小，由于电源内阻消耗的功率，所以电源内阻消耗的功率变小，由可知总电流I减小时，路端电压U增大，则A灯电流IA增大，所以A灯变亮，根据“串反并同”规律可知，B灯与光敏电阻，则光敏电阻的电阻值增大，B灯的电流IB也增大，所以B灯也变亮，则B正确C错误； D．由于 电流I减小，电流IA增大，所以电流I0减小，则U0也减小，又由 路端电压U增大，U0减小所以Ut增大，则B灯的电流IB也增大，根据 减少，减少，增加，所以上电流的变化量大于上电流变化量，则D错误； 故选B。 7. 如图所示，四根相同的长直导线都通以同向、等大的电流，对称放置在长方体的四条短边a、b、c、d上，O点为长方体的几何中心，下列说法正确的是（　　） A. O点的磁感应强度不为零 B. 其中两根导线电流反向时，O点的磁感应强度一定不变 C. 其中一根导线电流增大时，O点的磁感应强度可能不变 D. 其中两根导线电流增大时，O点的磁感应强度可能不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．O点到四根导线的间距相等，当四根相同的长直导线都通以同向、等大的电流时，根据左手定则可知，a与c、b与d在O点的磁感应强度等大反向，即O点的磁感应强度为零，故A错误； B．若仅仅将b与d中的电流反向，根据右手定则可知，a与c、b与d在O点的磁感应强度仍等大反向，即O点的磁感应强度仍然为零，即其中两根导线电流反向时，O点的磁感应强度可能不变，故B错误； C．若仅仅将a导线中的电流增大，根据右手定则可知b与d在O点的磁感应强度等大反向，a与c的磁感应强度大小不等，方向相反，则O点的磁感应强度不为0，即O点的磁感应强度发生了改变，故C错误； D．若将ac中的电流增大，但仍然保持大小相等时，a与c在O点的磁感应强度仍然等大反向，即0点的磁感应强度仍然为零，故D正确。 故选D。 8. 下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据感应电流产生的条件，A选项中线框磁通量，始终不变，故A错误； B．条形磁铁在向线框靠近的过程中，使线框中的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确； CD．虽然线圈中的磁场发生了变化，但是线圈中包含了进线圈和出线圈的磁感线，且是等量的，所以线圈中的磁通量每时每刻都为零，磁通量不发生变化，故C、D错误。 故选B。 二、多选题：本大题共2小题，共10分。 9. 某实验小组利用如图所示的电路研究电容器的充、放电过程。电容器原来不带电，单刀双掷开关S先接1，稳定后再接2，下列说法正确的是（　　） A. S接1时，电流表示数逐渐增大 B. S接1时，减小电阻箱R的阻值，不影响电容器的充电时间 C. S接2时，增大电阻箱R的阻值，电容器的放电时间将延长 D. S接1和接2时，电容器两极间电势差随电荷量变化的规律相同 【答案】CD 【解析】 【详解】A．S接1时，电源对电容器充电，随着逐渐充电，电容器两极板间的电势差增大，电路中电流越来越小，充电完毕后，电路中电流为零，即电流表的读数逐渐减小零后不变，故A错误； B．S接1时，电容器充电，减小电阻箱R的阻值，充电电流增大，电容器的充电时间缩短，故B错误； C．S接2时，电容器放电，增大电阻箱R的阻值，放电电流减小，电容器的放电时间将延长，故C正确； D．根据，可得可知S接1和接2时，电容器两极间电势差随电荷量变化的规律相同，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，电表均为理想电表，R为滑动变阻器，闭合开关后灯泡正常发光，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列判断正确的是 A. 电压表、电流表示数均变大，灯泡L将变暗 B. 定值电阻Ro中将有从右向左的电流 C. 电压表示数改变量与电流表示数改变量之比不变 D. 电源输出功率一定变小 【答案】BC 【解析】 【分析】电路稳定时，与电容器串联的电路没有电流，相当于断路．当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器在路电阻减小，外电阻减小，电路中电流增大，灯L变亮．电容器的电压等于路端电压，分析其电压变化，由Q=CU分析电量的变化． 【详解】电路稳定时，与电容器串联的电路没有电流，R0两端的电压为零．当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器电阻减小，外电阻减小，电路中总电流变大，则灯L将变亮，电流表示数变大，电源的内电压变大，则路端电压减小，电压表读数减小，选项A错误．而电容器的电压等于路端电压，所以电容器的电压减小，由Q=CU分析可知其电荷量将减小．电容器放电，则定值电阻R0中将有从右向左的电流出现，选项B正确．根据闭合电路欧姆定律知 U=E-Ir，得 △U/△I =r，可得电压表示数改变量与电流表示数改变量之比保持不变．故C正确． 因不清楚外电路电阻与电源内阻的大小关系，则不能确定电源输出功率的变化，选项D错误；故选BC. 【点睛】本题是电路的动态变化分析问题，可直接根据“串反并同”来分析电表读数的变化，也可以由“局部-整体-局部”的方法分析． 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 实验室要测量一精密金属丝的电阻率： （1）先用多用电表“1”挡粗测其电阻为______，然后用螺旋测微器测其直径为______mm，游标卡尺测其长度是______cm （2）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有如下器材： A.电压表量程3V，内阻约为 B.电压表量程15V，内阻约为 C.电流表量程3A，内阻约为 D.电流表量程600mA，内阻约为 E.滑动变阻器 F.滑动变阻器 G.输出电压为3V的直流稳压电源E H.电阻箱 I.开关S，导线若干 ①为了测多组实验数据，请在线框内设计合理的电路图______。 ②实验时电压表选______，电流表选______，滑动变阻器选______。（填写仪器前序号） ③按该电路测量的电阻值______真实值（选填“大于”、“等于”、“小于”）。 ④实验中测得金属丝直径为D，长度为L，电压为U，电流为I，则电阻率的表达式为______。 【答案】 ①. 6 ②. 2.095 ③. 3.62 ④. 见解析图 ⑤. A ⑥. D ⑦. E ⑧. 小于 ⑨. 【解析】 【详解】(1)[1]由图示多用电表可知，待测电阻阻值是 [2]由图示螺旋测微器可知，其读数为 [3]由图示游标卡尺可知，其示数为 (2)②[1][2][3]电源电动势为3V，因此电压表应选A；通过待测电阻的最大电流约为 则电流表应选D；为保证电路安全方便实验操作，滑动变阻器应选E； ①[4]为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法 则有 电流表应采用外接法，实验电路图如图所示 ③[5]按该电路测量，电流的测量值偏大，则电阻的测量值小于真实值。 ④[6]由电阻定律可知 又 联立得 12. 某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ，电阻R1=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻． （1）按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是_______导线断开；若读数为零，则一定是_______导线断开． （2）排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图．由I1–I2图象得到电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω． 【答案】 ①. ②. ③. 1.41（1.36~1.44均可） ④. 0.5（0.4~0.6均可） 【解析】 【详解】①用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在间后有示数，说明电路被接通，即间有断路故障，再测量间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到间，则一定是导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，断路故障的范围被确定在间． ②根据闭合电路的欧姆定律：，，上式可简化为，读出两点坐标：（60，0.12）和（260，0.05），代入方程解得：电动势E=1.41 V，内阻r=0.5 Ω． 点睛:由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义——纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心． 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13. 如图所示，倾角为的斜面体A置于水平地面上，小物块B置于斜面上，绝缘细绳一端与B相连（绳与斜面平行），另一端跨过光滑的定滑轮与质量为m的带电小球P连接，定滑轮的正下方固定一带电小球Q，两球所带电荷量大小均为q。P静止时细绳与竖直方向夹角为，P、Q处于同一高度，静电力常量为k，重力加速度为g。求： （1）绝缘细绳对P的拉力大小； （2）地面对斜面体A的摩擦力大小； （3）在竖直面内，现缓慢移动Q直到Q移动到小球P的正下方，在这一过程中，保持A、B、P始终处于静止状态，求P、Q间距离最大值。（P、Q均可视为点电荷） 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）画出小球P的受力示意图如图所示 根据竖直方向受力平衡 可得 （2）将A和B当作整体，受力如图所示： 水平方向受力平衡 （3）当小球P位置不动，Q缓慢向下方移动时，绝缘细绳对P的拉力逐渐减小，Q对P的库仑力先减小后增大，P、Q间库仑力最小时，P、Q间距离最大，（如图所示）则有 解得 14. 如图所示，一对间距、竖直放置的平行金属板分别接于电路中的两点间，为滑动变阻器的中点，平行金属板间产生的电场可视为匀强电场．现将一质量为带电小球，用质量不计的绝缘细线悬挂于电场中某点，小球静止时悬线与竖直方向的夹角，滑动变阻器的总阻值为，定值电阻，电源内阻，闭合，电流表示数为，取。求： （1）求电源电动势的大小； （2）小球的电性以及带电量； （3）剪断细线瞬间小球的加速度。 【答案】（1）；（2）小球带负电，；（3），方向与竖直方向成斜向下 【解析】 【详解】（1）外电路电阻为 根琚闭合电路欧姆定律，电路中总电流 由以上两式解得 （2）之间的电压 两板间的电场强度 设小球电量为，由共点力平衡，可知小球带负电，结合 解得 （3）剪断细线瞬间小球的合力方向为方向与竖直方向成斜向下,大小为 由牛顿第二定律可知 求得 剪断细线瞬间小球的加速度为，方向与竖直方向成斜向下。 15. 如图所示，平面内的第三象限内有加速电场，一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从A点由静止加速，从B点进入第二象限内的辐向电场（电场强度方向指向O），沿着半径为R的圆弧虚线（等势线）运动，从C点进入第一象限内沿y轴负方向的匀强电场中，从D点处射出电场，不同象限内电场互不影响，不计粒子的重力对粒子运动轨迹的影响，加速电场的电势差为U。 （1）求圆弧虚线处电场强度E的大小； （2）求第一象限匀强电场的场强大小； （3）若在第四象限加上大小为，方向沿y轴正方向的匀强电场，求粒子自C点离开y轴后再次运动到与C点等高处的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设带电粒子经加速电场加速后的速度为v，由 得 在偏转电场中，由 可知 （2）由题意可知，带电粒子在第一象限做类平抛运动，设竖直方向上加速度为a，运动时间为t，第一象限电场强度为， 水平方向上 竖直方向上 联立解得 （3）粒子自C点离开y轴后做周期性运动，由（2）可知 设第四象限电场强度大小为，带电粒子在第一、四象限竖直方向上的加速度大小分别为，则 设带电粒子在第一象限做类平抛运动运动时间为，从D点射出后至竖直方向上速度减为0用时为，由（2）可知 由 可知 所以粒子自C点离开y轴后再次运动到与C点等高处的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $