精品解析：江苏省无锡市锡山高级中学2025-2026学年高一下学期4月阶段检测物理试题

江苏省锡山高级中学高一物理4月阶段检测 （总分100分，时间75分钟） 一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共计40分。每题只有一个选项最符合题意。） 1. 如图所示，用电场线描述的四种电场中，A、B两点场强相同的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成。A接到高压电源的正极，B接到高压电源的负极。金属丝B附近的空气分子被电离，电子碰到烟气中的煤粉，煤粉带负电，从而被吸附到金属管A上。则离B越近的位置处（　　） A. 场强越大，电势越高 B. 场强越大，电势越低 C. 场强越小，电势越高 D. 场强越小，电势越低 3. 如图所示，取一对用绝缘柱支持的不带电导体A和B，使它们彼此接触。将带负电荷的带电体C靠近导体A但不接触，稳定后贴在A、B下部的金属箔片都张开，则（　　） A. A内的场强比B内的场强大 B. A内的场强与B内的场强相同 C. 将A和B分开后，再移去C，A带负电，B带正电 D. 先移去C，再将A和B分开，A、B上的金属箔片仍保持张开 4. 如图所示，一轻质弹簧置于固定光滑斜面上，下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长时上端位于A点。将一物块由斜面上A点上方某位置由静止释放，将弹簧压缩至最短时弹簧上端位于B点。弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，则在物块由A点运动到B点的过程中（ ） A. 物块位于A点时，物块的动能最大 B. 物块位于A点时，物块的机械能最小 C. 物块位于B点时，物块的机械能最小 D. 物块位于B点时，弹簧的弹性势能与物块的重力势能之和最小 5. 如图所示，两个完全相同的小球质量均为m、电荷量均为+q，分别用长度为L的绝缘细线悬挂在O点。两球之间用另一条水平绝缘细线连接，此时水平绝缘细线张紧，倾斜绝缘细线与竖直方向的夹角为α=37°。烧断水平绝缘细线，当两球摆动到最高点时，倾斜绝缘细线与竖直方向的夹角变为β=53°。不计空气阻力，静电力常量为k，重力加速度为g，sin37°=0.6，则（　　） A. 烧断水平绝缘细线前，每条倾斜绝缘细线中的张力大小为 B. 烧断水平绝缘细线前，两条倾斜绝缘细线中的张力的合力大小为 C. 烧断水平绝缘细线前，水平绝缘细线中的张力大小为 D. 当两球摆动到最高点时，每条倾斜绝缘细线中的张力大小为 6. 如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，过B点的等势面交电场线于P点，且AB＝BC。电场中的A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AP、BC间的电势差分别为UAP、UBC。则（ ） A. EA＜EB＜EC B. φA＜φB＜φC C. UAP＝UBC D. UAP＞UBC 7. 如图所示为等量异种点电荷形成的电场，O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点，则（ ） A. B、O、C三点中，O点的电场强度最大 B. E、O、F三点中，O点的电场强度最小 C. 电子从O点向C点运动，电势能逐渐减小 D. 电子从O点向E点运动，电势能保持不变 8. 如图所示，两个都带正电的圆环平行放置，圆环的圆心A和B位于同一水平轴线上。以向右为正方向，则在水平轴线上AB两点之间的电场分布情况可能是（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，空间中存在匀强电场，与水平方向成30°角斜向右上。将一光滑绝缘大圆环竖直固定，大圆环所在平面与该匀强电场平行，O点为环心。将带正电的小圆环套在大圆环的M点处，给小圆环一个水平初速度使其能够沿大圆环做逆时针方向的完整的圆周运动。不计空气阻力，重力加速度为g，则小圆环由M点经Q点运动到N点的过程中（ ） A. 电势能先增大后减小 B. 动能先增大后减小 C. 重力势能先减小后增大 D. 机械能先减小后增大 10. 如图所示，一轻支架由水平段和竖直段组成。轻弹簧一端固定于O点，另一端与套在水平杆上的轻质球A相连，一根长为的轻绳连接A、B两球。A球与水平杆间的动摩擦因数为0.4，B球质量为1kg，弹簧原长，劲度系数。初始时使A球尽量压缩弹簧并恰好处于静止状态。现使系统绕轴缓慢转动起来，转动过程中保持A、B两球始终与在同一竖直平面内。当系统以某角速度稳定转动时，细绳与竖直方向成37°角，此时弹簧的弹力大小恰好与初始时相同。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力。重力加速度，，则（　　） A. 初始时弹簧的长度为18cm B. 细绳与竖直方向成37°角时，B球转动的线速度大小为1.3m/s C. 整个过程中轻绳对B球做的总功为1.325J D. 整个过程中驱动力对系统所做的总功为1.445J 二、非选择题（本题共5小题，共计60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。） 11. “验证机械能守恒定律”的实验可以设计多种实验方案。 （1）在甲图中，下落物体应选择密度______（选填“大”或“小”）的重物； （2）在甲图中，某次实验得到的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C、D点到O点的距离已标出，打点计时器所接电源频率为50Hz。记录C点时，重物的速度大小vC=______m/s（结果保留两位有效数字）； （3）在乙图中，除带夹子的重物、铁架台（含铁夹）、打点计时器、纸带、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材有______（填写选项前的序号）； A. 秒表 B. 交流电源 C. 刻度尺 D. 天平（含砝码） （4）关于甲、乙两图的实验方案，下列说法正确的有______（填写选项前的序号）； A. 在甲图中，应利用公式计算重物的速度大小 B. 在甲图中，重力势能的减少量一般大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C. 在乙图中，两个重物的质量应满足m1>m2 D. 从减少实验误差的角度看，比较两种实验方案，乙方案更合理 （5）在如图所示的实验装置中，一小球固定于释放点处，在小球正下方固定四个光电门，调节各光电门的中心，使其与小球的球心均在同一条竖直线上。由静止释放小球，记录小球通过每个光电门的遮光时间。经过多次重复实验，发现小球经过某一光电门时，重力势能的减少量总是小于动能的增加量，下列原因中最可能的是______（填写选项前的序号）。 A. 没有进行多次实验取平均值 B. 小球下落过程中受到空气阻力的作用 C. 这一光电门的中心与释放点的竖直距离的测量值偏大 D. 这一光电门的中心偏离小球下落时球心所在的竖直线 12. 如图所示，某同学在操场上踢足球，足球的质量为m，可视作质点。该同学将足球从地面上的1位置以速率v踢起，足球到达离地高度为h的2位置时速率为，最终到达地面上的3位置。重力加速度为g，求： （1）该同学对足球做的功W； （2）从1位置到2位置足球克服空气阻力做的功W克。 13. 如图所示，真空中x轴上有一个点电荷Q，轴上A、B两点的坐标分别为xA=0.25m、xB=0.75m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到的静电力的方向都沿着x轴正方向，静电力的大小F与试探电荷电荷量的绝对值q的关系分别如图中直线a、b所示。不考虑A、B间的相互作用，求： （1）A点的电场强度大小EA； （2）点电荷Q在x轴上的位置坐标xQ。 14. 如图所示，匀强电场中有一直角三角形ABC，电场线平行于三角形ABC所在平面。AB与BC所成夹角θ=30°，BC长度为4cm。将一个带电荷量q=-4×10-6C的点电荷由A移动到B，静电力做功为-1.6×10-5J；将其由B移到C，电势能减少了8×10-6J。规定B点为零电势点，求： （1）A、B两点间的电势差UAB； （2）C点的电势φC； （3）该匀强电场的电场强度大小E。 15. 如图是研究颗粒碰撞荷电特性装置的简化图。两块水平绝缘平板与两块竖直平行金属平板相接，金属平板之间接高压电源产生匀强电场。一带电颗粒从上方绝缘平板左端A点处，由静止开始向右下方沿直线运动，与下方绝缘平板第一次在B点处碰撞。碰撞时颗粒电荷量大小改变，电性不变，反弹后离开下方绝缘平板瞬间，颗粒的速度与所受合力垂直，其水平分速度与碰前瞬间相同，竖直分速度大小变为碰前瞬间的k倍（k<1），经过一段曲线运动后第二次与下方绝缘平板碰撞（未与金属平板发生碰撞）。已知颗粒质量为m，两绝缘平板间的距离为h，两金属平板间的电势差为U、距离为d，B点与左侧金属平板的距离为l，重力加速度为g，忽略空气阻力和电场的边缘效应。求： （1）颗粒碰撞前的电荷量q； （2）颗粒在B点碰撞后的电荷量Q； （3）颗粒从A点开始运动到第二次碰撞下方绝缘平板的过程中，静电力对它做的功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省锡山高级中学高一物理4月阶段检测 （总分100分，时间75分钟） 一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共计40分。每题只有一个选项最符合题意。） 1. 如图所示，用电场线描述的四种电场中，A、B两点场强相同的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．该图中AB两点的场强大小相同，但是方向不同，则场强不同，选项A错误； B．该图中AB两点的场强大小不相同，但是方向相同，则场强不同，选项B错误； C．该图中AB两点的场强大小相同，方向相同，则场强相同，选项C正确； D．该图中AB两点的场强大小不相同，方向也不同，则场强不同，选项D错误； 故选C。 2. 如图所示，静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成。A接到高压电源的正极，B接到高压电源的负极。金属丝B附近的空气分子被电离，电子碰到烟气中的煤粉，煤粉带负电，从而被吸附到金属管A上。则离B越近的位置处（　　） A. 场强越大，电势越高 B. 场强越大，电势越低 C. 场强越小，电势越高 D. 场强越小，电势越低 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，金属丝B带负电，金属管带正电，电场方向由金属管A指向金属丝B，作出电场线的俯视图如图所示 由于离B越近的位置处，电场线分布越密集，沿电场方向电势降低，则场强越大，电势越低。 故选B。 3. 如图所示，取一对用绝缘柱支持的不带电导体A和B，使它们彼此接触。将带负电荷的带电体C靠近导体A但不接触，稳定后贴在A、B下部的金属箔片都张开，则（　　） A. A内的场强比B内的场强大 B. A内的场强与B内的场强相同 C. 将A和B分开后，再移去C，A带负电，B带正电 D. 先移去C，再将A和B分开，A、B上的金属箔片仍保持张开 【答案】B 【解析】 【详解】AB．导体A、B彼此接触，整体处于静电平衡时，内部电场强度为零，可知，A内的场强与B内的场强相同，故A错误，B正确； C．带负电荷的带电体C靠近导体A但不接触，由于静电感应，靠近C的一端A带正电，远离C的一端B带负电，将A和B分开后，A、B所带电荷电性不变，即将A和B分开后，再移去C，A带正电，B带负电，故C错误； D．若先移去C，静电感应现象消失，可知，先移去C，再将A和B分开，A、B不带电，A、B上的金属箔片不会张开，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，一轻质弹簧置于固定光滑斜面上，下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长时上端位于A点。将一物块由斜面上A点上方某位置由静止释放，将弹簧压缩至最短时弹簧上端位于B点。弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，则在物块由A点运动到B点的过程中（ ） A. 物块位于A点时，物块的动能最大 B. 物块位于A点时，物块的机械能最小 C. 物块位于B点时，物块的机械能最小 D. 物块位于B点时，弹簧的弹性势能与物块的重力势能之和最小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．物块到达点时弹簧处于原长，弹力为，物块所受的合力沿斜面向下，仍会向下加速，动能继续增大，直到物块所受的合力为时，动能达到最大，A错误； BC．根据功能关系，物块机械能的变化等于弹簧弹力对物块做的功，从到的过程中，弹力沿斜面向上，与物块运动方向相反，弹力一直对物块做负功，物块机械能持续减小，因此物块在最低点时机械能最小，B错误，C正确； D．斜面光滑，故物块和弹簧组成的系统机械能守恒，即不变，物块位于点时，速度为零，即，则最大，即弹簧的弹性势能与物块的重力势能之和最大，D错误。 故选C。 【点睛】 5. 如图所示，两个完全相同的小球质量均为m、电荷量均为+q，分别用长度为L的绝缘细线悬挂在O点。两球之间用另一条水平绝缘细线连接，此时水平绝缘细线张紧，倾斜绝缘细线与竖直方向的夹角为α=37°。烧断水平绝缘细线，当两球摆动到最高点时，倾斜绝缘细线与竖直方向的夹角变为β=53°。不计空气阻力，静电力常量为k，重力加速度为g，sin37°=0.6，则（　　） A. 烧断水平绝缘细线前，每条倾斜绝缘细线中的张力大小为 B. 烧断水平绝缘细线前，两条倾斜绝缘细线中的张力的合力大小为 C. 烧断水平绝缘细线前，水平绝缘细线中的张力大小为 D. 当两球摆动到最高点时，每条倾斜绝缘细线中的张力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．烧断水平绝缘细线前，根据对称性可知，两条倾斜绝缘细线中的张力大小相等，令为，对左侧小球进行分析，根据平衡条件有 解得，故A错误； B．结合上述，烧断水平绝缘细线前，两条倾斜绝缘细线中的张力的合力大小 结合上述解得，故B错误； C．烧断水平绝缘细线前，令水平绝缘细线中的张力大小为，对左侧小球进行分析，在水平方向上有 结合上述解得，故C正确； D．烧断水平绝缘细线，小球做圆周运动，根据对称性可知，两小球始终处于同一水平面上，当两球摆动到最高点时，小球所需向心力为零，即小球沿半径方向的合力为零，令倾斜绝缘细线中的张力大小为，对左侧小球进行分析有 解得，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，过B点的等势面交电场线于P点，且AB＝BC。电场中的A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AP、BC间的电势差分别为UAP、UBC。则（ ） A. EA＜EB＜EC B. φA＜φB＜φC C. UAP＝UBC D. UAP＞UBC 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场线的疏密程度表示电场强度的强弱，电场线越密场强越大。由图可知，从A到C电场线逐渐变疏，所以，故A错误； B．沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知电场线方向向右，所以，故B错误； CD．由题意可知，P、B两点位于同一等势面上，电势相等，即 所以 根据电势差与电场强度的关系 由于电场线从A到C逐渐变疏，电场强度逐渐减小，因此AB段的平均电场强度大于BC段的平均电场强度。已知AB=BC，所以，即，故C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示为等量异种点电荷形成的电场，O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点，则（ ） A. B、O、C三点中，O点的电场强度最大 B. E、O、F三点中，O点的电场强度最小 C. 电子从O点向C点运动，电势能逐渐减小 D. 电子从O点向E点运动，电势能保持不变 【答案】D 【解析】 【详解】如图是等量异种电荷电场分布 A．电场线越疏，电场强度越小，所以B、O、C三点中，O点电场强度最小，故A错误； B．电场线越密，电场强度越大，所以E、O、F三点中，O点电场强度最大，故B错误； C．电子从O点向C点运动过程中，电场力做负功，则电子的电势能增大，故C错误； D．EOF为等势线，等势线上电势处处相等，所以电子从O点向E点运动，电势能保持不变，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，两个都带正电的圆环平行放置，圆环的圆心A和B位于同一水平轴线上。以向右为正方向，则在水平轴线上AB两点之间的电场分布情况可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据对称性，电荷在圆心A位置的电场强度为0，可知，圆心A位置的电场强度等于电荷产生的电场强度，方向向左，大小不等于0，由于以向右为正方向，则圆心A位置的电场强度为负值，同理可知，圆心B位置的电场强度为正值，圆心AB连线的电场强度方向先向左后向右，即先为负值后为正值，连线中间某一位置的电场强度为0，只有第一个图像满足要求。 故选A。 9. 如图所示，空间中存在匀强电场，与水平方向成30°角斜向右上。将一光滑绝缘大圆环竖直固定，大圆环所在平面与该匀强电场平行，O点为环心。将带正电的小圆环套在大圆环的M点处，给小圆环一个水平初速度使其能够沿大圆环做逆时针方向的完整的圆周运动。不计空气阻力，重力加速度为g，则小圆环由M点经Q点运动到N点的过程中（ ） A. 电势能先增大后减小 B. 动能先增大后减小 C. 重力势能先减小后增大 D. 机械能先减小后增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．小圆环在运动过程中，沿电场线方向的位移先增大后减小，根据，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故A错误； B．小圆环套在光滑绝缘大圆环上，支持力始终沿半径方向，与运动方向垂直，不做功，因此动能变化只由重力和电场力做功决定，小圆环在运动过程中，重力与电场力的矢量和为恒力，先做正功后做负功，动能先增大后减小，故B正确； C．小圆环从点经点到点，高度一直增加，重力势能一直增大，故C错误； D．机械能的变化量等于除重力外其他力（电场力）做的功，电场力先做正功后做负功，机械能先增大后减小，故D错误。 故选B。 10. 如图所示，一轻支架由水平段和竖直段组成。轻弹簧一端固定于O点，另一端与套在水平杆上的轻质球A相连，一根长为的轻绳连接A、B两球。A球与水平杆间的动摩擦因数为0.4，B球质量为1kg，弹簧原长，劲度系数。初始时使A球尽量压缩弹簧并恰好处于静止状态。现使系统绕轴缓慢转动起来，转动过程中保持A、B两球始终与在同一竖直平面内。当系统以某角速度稳定转动时，细绳与竖直方向成37°角，此时弹簧的弹力大小恰好与初始时相同。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力。重力加速度，，则（　　） A. 初始时弹簧的长度为18cm B. 细绳与竖直方向成37°角时，B球转动的线速度大小为1.3m/s C. 整个过程中轻绳对B球做的总功为1.325J D. 整个过程中驱动力对系统所做的总功为1.445J 【答案】C 【解析】 【详解】A．由分析可知，初始时弹簧处于压缩状态，且A球恰好处于静止状态，所以此时水平杆给A球的摩擦力恰好达到最大静摩擦力。设初始时弹簧的压缩量为，B球质量为，则以A、B两球整体为研究对象进行受力分析可知，整体受到B球的重力、水平杆竖直向上的支持力、弹簧水平向右的弹力以及水平杆水平向左的最大静摩擦力的作用处于平衡状态，根据平衡关系有， 又因为 联立解得 所以初始时弹簧的长度为，故A 错误； B．当细绳与竖直方向成37°角时，由于此时弹簧的弹力大小恰好与初始时相同，则此时弹簧的长度为 对B球进行受力分析可知，B球此时受到绳的拉力和重力的作用做匀速圆周运动，则有， 其中 联立解得此时B球转动的线速度大小为，故B错误； C．设整个过程中轻绳对B球做的总功为，则对B球列动能定理方程有 解得，故C正确； D．由于初末位置弹簧的压缩量和伸长量相等，所以整个过程弹簧弹性势能的变化量为零；A球克服摩擦力做的功为 所以整个过程中驱动力对系统所做的总功为，故D错误。 故选C。 二、非选择题（本题共5小题，共计60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。） 11. “验证机械能守恒定律”的实验可以设计多种实验方案。 （1）在甲图中，下落物体应选择密度______（选填“大”或“小”）的重物； （2）在甲图中，某次实验得到的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C、D点到O点的距离已标出，打点计时器所接电源频率为50Hz。记录C点时，重物的速度大小vC=______m/s（结果保留两位有效数字）； （3）在乙图中，除带夹子的重物、铁架台（含铁夹）、打点计时器、纸带、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材有______（填写选项前的序号）； A. 秒表 B. 交流电源 C. 刻度尺 D. 天平（含砝码） （4）关于甲、乙两图的实验方案，下列说法正确的有______（填写选项前的序号）； A. 在甲图中，应利用公式计算重物的速度大小 B. 在甲图中，重力势能的减少量一般大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C. 在乙图中，两个重物的质量应满足m1>m2 D. 从减少实验误差的角度看，比较两种实验方案，乙方案更合理 （5）在如图所示的实验装置中，一小球固定于释放点处，在小球正下方固定四个光电门，调节各光电门的中心，使其与小球的球心均在同一条竖直线上。由静止释放小球，记录小球通过每个光电门的遮光时间。经过多次重复实验，发现小球经过某一光电门时，重力势能的减少量总是小于动能的增加量，下列原因中最可能的是______（填写选项前的序号）。 A. 没有进行多次实验取平均值 B. 小球下落过程中受到空气阻力的作用 C. 这一光电门的中心与释放点的竖直距离的测量值偏大 D. 这一光电门的中心偏离小球下落时球心所在的竖直线 【答案】（1）大 （2）0.78 （3）BCD （4）BC （5）D 【解析】 【小问1详解】 为了减小空气阻力的影响，实验中，下落物体应选择密度大的重物。 【小问2详解】 打点计时器所接电源频率为50Hz，则周期 由于匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则记录C点时，重物的速度大小 【小问3详解】 A．打点计时器是一种计时仪器，实验中不需要用秒表计时，故A错误； B．打点计时器正常工作时，需要利用交流电源，故B正确； C．实验中，根据匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，为了获得相应点迹位置的速度，需要利用刻度尺测量相应点迹之间的间距，故C正确； D．以打出的第一个点为初始位置，根据机械能守恒定律有 重物的质量不能够消去，即需要利用天平测量重物的质量，故D正确。 故选BCD。 【小问4详解】 A．在甲图中，计算速度是根据匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，只需要测量对应段落的间距，不能够利用公式计算重物的速度，故A错误； B．在甲图中，重物向下运动，重力势能的减少量一般大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力的影响，故B正确； C．在乙图中，重物需要向上运动，则两个重物的质量应满足m1>m2，故C正确； D．甲图与乙图均存在纸带与限位孔之间的阻力、重物受空气阻力影响，而乙图方案中，还存在细线与定滑轮之间的阻力影响，可知，从减少实验误差角度，甲方案更合理，故D错误。 故选BC。 【小问5详解】 A．由于重力势能的减少量总是小于动能的增加量，这属于系统误差引起，而多次实验取平均值是为了减小偶然误差，可知，原因不可能是没有进行多次实验取平均值，故A错误； B．由于小球向下运动，由于空气阻力的影响，将导致小球重力势能的减少量总是大于动能的增加量，可知，原因不可能是小球下落过程中受到空气阻力的作用，故B错误； C．若这一光电门的中心与释放点的竖直距离的测量值偏大，即小球下降高度的测量值偏大，则将导致小球重力势能的减少量总是大于动能的增加量，可知，原因不可能是光电门的中心与释放点的竖直距离的测量值偏大，故C错误； D．若这一光电门的中心偏离小球下落时球心所在的竖直线，则小球通过每个光电门的遮光时间的测量值偏小，根据光电门测速原理有 可知，速度的测量值偏大，有可能导致重力势能的减少量总是小于动能的增加量，故D正确。 故选D。 12. 如图所示，某同学在操场上踢足球，足球的质量为m，可视作质点。该同学将足球从地面上的1位置以速率v踢起，足球到达离地高度为h的2位置时速率为，最终到达地面上的3位置。重力加速度为g，求： （1）该同学对足球做的功W； （2）从1位置到2位置足球克服空气阻力做的功W克。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 足球从地面上的1位置踢起过程，对足球进行分析，根据动能定理有 【小问2详解】 足球从1位置到2位置过程，根据动能定理有 解得 13. 如图所示，真空中x轴上有一个点电荷Q，轴上A、B两点的坐标分别为xA=0.25m、xB=0.75m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到的静电力的方向都沿着x轴正方向，静电力的大小F与试探电荷电荷量的绝对值q的关系分别如图中直线a、b所示。不考虑A、B间的相互作用，求： （1）A点的电场强度大小EA； （2）点电荷Q在x轴上的位置坐标xQ。 【答案】（1） （2）0.35m 【解析】 【小问1详解】 在A点放一个带正电的试探电荷，其所受电场力大小 结合图像解得 【小问2详解】 在B点放一个带负电的试探电荷，其所受电场力大小 结合图像解得 由于带正电的试探电荷所受电场力方向与电场强度方向相同，带负电的试探电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，可知，点电荷Q应位于AB之间，根据点电荷电场强度的表达式有， 解得 14. 如图所示，匀强电场中有一直角三角形ABC，电场线平行于三角形ABC所在平面。AB与BC所成夹角θ=30°，BC长度为4cm。将一个带电荷量q=-4×10-6C的点电荷由A移动到B，静电力做功为-1.6×10-5J；将其由B移到C，电势能减少了8×10-6J。规定B点为零电势点，求： （1）A、B两点间的电势差UAB； （2）C点的电势φC； （3）该匀强电场的电场强度大小E。 【答案】（1）4V （2）2V （3） 【解析】 【小问1详解】 根据电场力做功表达式有 解得 【小问2详解】 点电荷由B移到C过程， 根据电势差与电势的关系有 根据电场力做功与电势能的关系有 解得 【小问3详解】 令AB连线中点为D，则有 结合上述解得 可知，CD连线为等势线，电场线应垂直于CD斜向右下方，根据电场强度与电势差的关系有 其中， 解得 15. 如图是研究颗粒碰撞荷电特性装置的简化图。两块水平绝缘平板与两块竖直平行金属平板相接，金属平板之间接高压电源产生匀强电场。一带电颗粒从上方绝缘平板左端A点处，由静止开始向右下方沿直线运动，与下方绝缘平板第一次在B点处碰撞。碰撞时颗粒电荷量大小改变，电性不变，反弹后离开下方绝缘平板瞬间，颗粒的速度与所受合力垂直，其水平分速度与碰前瞬间相同，竖直分速度大小变为碰前瞬间的k倍（k<1），经过一段曲线运动后第二次与下方绝缘平板碰撞（未与金属平板发生碰撞）。已知颗粒质量为m，两绝缘平板间的距离为h，两金属平板间的电势差为U、距离为d，B点与左侧金属平板的距离为l，重力加速度为g，忽略空气阻力和电场的边缘效应。求： （1）颗粒碰撞前的电荷量q； （2）颗粒在B点碰撞后的电荷量Q； （3）颗粒从A点开始运动到第二次碰撞下方绝缘平板的过程中，静电力对它做的功W。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电颗粒从A点静止开始沿AB方向做直线运动，电场力方向水平向右，对其进行受力分析，如图所示 则有 根据几何关系有 根据电势差与电场强度的关系有 解得 【小问2详解】 令此时速度方向与水平方向夹角为，由于反弹后瞬间，颗粒的速度与所受合力垂直，则有 结合上述解得 【小问3详解】 颗粒沿AB做匀加速直线运动，结合上述有 运动到B点的速度 根据几何关系有 解得 颗粒在B点碰撞反弹后竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动，竖直方向上有 水平方向上有 水平方向上，根据牛顿第二定律有 颗粒从A点开始运动到第二次碰撞下方绝缘平板的过程中，静电力对它做的功 结合上述解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $