精品解析：上海市大同中学2024-2025学年高二上学期11月月考物理试题

（上海市大同中学） 2024学年第一学期12月学情调研（试卷） 高二物理 （ 等级 ） 60 分钟 满分 100 分 电容器 1. 下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是（ ） A. 根据电场强度的定义式，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 B. 根据公式带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服静电力做功为1J，则A、B两点的电势差为1V C. 根据电容的定义式，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 D. 根据真空中点电荷电场强度公式，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比 2. 超级电容的容量比通常的电容器大得多，其主要优点是高功率脉冲应用和瞬时功率保持，具有广泛的应用前景。如图所示，某超级电容标有“2.7V，100F”，将该电容接在1.5V干电池的两端，则电路稳定后该电容器的负极板上所带电量为（ ） A. -150C B. -75C C. -270C D. -135C 3. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列有关说法正确的是（ ） A. 实验中，只将电容器b板向左平移，静电计指针的张角变大 B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 4. 在研究电容器的充、放电实验中，把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。电流传感器与计算机连接，记录这一过程中电流随时间变化的i-t图像如图乙所示，图线1表示电容器的充电过程，图线2表示电容器的放电过程。下列选项正确的是（　　） A. 电容器充电过程中流过电阻R的电流方向向左 B. 电容器放电过程中流过电阻R的电流方向向右 C. 图乙中形成图线2的过程中，电容器存储的电荷减少得越来越快 D. 图乙中图线1与横轴所围的面积，表示电容器充电后所带电荷量的大小 5. 如图所示为造纸公司用于监控绝缘纸张厚度的简易装置示意图，其中A、B为平行板电容器的两个极板，上下极板位置均固定，且分别接在恒压电源的两极上，A板接负极，已知绝缘纸张的厚度越大，相对介电常数越大，下列说法错误的是（　　） A. 当流水线上通过的产品厚度增大时，平行板电容器的电容增大 B. 当灵敏电流计有从b流向a的电流时，说明绝缘纸张变厚 C. 当绝缘纸张厚度变薄时，两板间电场强度变大 D. 增大恒压电源的电压值，可提高监控装置的灵敏度 6. 如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V，S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器。 （1）当开关S接_______时（选填“1”或“2”），平行板电容器放电，流经G表的电流方向与充电时_______（选填“相同”或“相反”） （2）将G表换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如乙图所示，已知如图所围的面积约为40个方格，可算出电容器的电容为_______F。 简单电路 7. 如图所示电路中，电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池两端电压恒定。那么开关S闭合后通过R2的电流是S闭合前的（　　） A. B. C. D. 8. 关于电功和电热Q的说法正确的是（　　） A. 在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt，且W=Q B. 在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt，但W不一定等于Q C. W= UIt、Q=I2Rt均只有在纯电阻电路中成立 D. W= UIt在任何电路中都成立，Q=I2Rt只在纯电阻电路中才成立 9. 在如图所示的电路中，输入电压U=8V，灯泡L标有“3V 6W”字样，电动机线圈的电阻RM=1Ω。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是 A. 电动机的输出功率是10W B. 电动机的效率是80% C. 电动机损耗的热功率是4W D. 整个电路消耗的电功率是12W 10. 两根同种材料的均匀导线A和B，导线A的长度和横截面的直径都是导线B的3倍，则导线A的电阻是导线B的电阻的______倍。把它并联在电路中，它们消耗的功率之比PA：PB=________。 11. 如图所示电路中，R1=1欧，R2=2欧，R3=3欧，Uab=5伏。当K断开时，Ucd=________伏，当K闭合时，Ucd=________伏。 12. 某一网络电路中的部分电路如图所示，已知I=3A，I1=2A，R1=10Ω，R2=5Ω，R3=30Ω，则通过电流表的电流大小为______ A，电流方向______（选填“向左”或“向右”） 13. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，利用实验得到了8组数据，在图1所示的I-U坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线。 （1）根据图线的坐标数值，请在图2中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路____。 （2）根据图1，可判断出图中正确的关系图是（图中P为小灯泡功率）（ ） A. B。 C. D。 带电粒子在电场中的运动 14. 如图所示， 两个点电荷， 电荷量分别为q1=4×10-9C和q2=-9×10-9C， 分别固定于相距20cm的 a、b两点， 有一个点电荷 q放在a、b所在直线上且静止不动， 该点电荷所处的位置是（　　） A. 在 a点右侧 8cm 处 B. 在 a点左侧40cm处 C. 在 b点右侧 20cm 处 D. 无法确定 15. 如图所示， 三条平行等距的虚线表示电场中的三个等势面， 电势值分别为 10V、20V、30V，实线是一带电的粒子 （仅在静电力作用下） 在该区域内的运动轨迹， a、b、c是轨迹上的三点，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在三点所受的静电力不相等 B. 粒子在三点的电势能大小关系为Epc<Epa<Epb C. 粒子必先过 a，再到b，然后到 c D. 粒子在三点的动能大小关系为Ekb＞Eka＞Ekc 16. x轴与电场中的某条电场线重合，x轴正方向上各点电势随x坐标变化的关系如图所示，0~x2段为曲线，x2~x4为直线。一带负电粒子只在电场力作用下沿x轴正方向由 O点运动至x4位置，则 A. x1处电场强度最大 B. x1~x2段是匀强电场 C. 粒子在 0~x2段做匀变速运动，x2~x4段做匀速直线运动 D. x1处粒子电势能最小， x2~x4段粒子的动能随x均匀减小 17. 如图所示， 电子由静止开始经加速电场加速后， 沿平行于板面的方向射入偏转电场， 并从另一侧射出。已知加速电场电压为U1，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U2。不计电子重力， 现使U1变为原来的2倍， 要想使电子的运动轨迹不发生变化， 应该 A. 使 U2变为原来的4倍 B. 使 U2变为原来的2倍 C. 使 U2变为原来的倍 D. 使 U2变为原来的 18. 类比是物理学中重要的科学思想方法， 比如电场中的电场强度可类比于重力场中的_______，电场中带电体的电势能可类比与重力场中物体的_______。 19. 在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零， 经加速后形成横截面积为 S、电流为I的电子束。已知电子的电量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时定向移动速度为_______，在刚射出加速电场时， 一小段长为Δl的电子束内的电子个数为_______。 20. 静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置如图所示。A、B为两块平行金属板，间距d=0.30m，两板间有方向由B指向A，大小为E=1.0×103N/C的匀强电场。在A 板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向 各个方向均匀地喷出带电油漆微粒， 油漆微粒的初速度大小均为v0=2.0m/s，质量m=2.0×10-15kg、带电量为q=-2.0×10-16C。微粒的重力和所受空气阻力均不计， 油漆微粒最后都落在金属板 B上。试求： （1） 微粒打在 B板上的动能。 （2） 微粒到达 B 板所需的最短时间。 （3） 微粒最后落在 B板上所形成图形的面积。 21. 如图 1，平行板电容器极板长度为L，板间距为d，B极板接地（即电势）。在电容器两极板间接交变电压，A极板的电势随时间变化的图像如图2所示， 其最大值为U。 电子以速度v0沿图1中虚线方向射入两板间， 并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e， 重力不计。 （1）每个电子穿过偏转电场的时间极短， 可以认为这个过程中两极板间的电压是不变的，偏转电场可看做匀强电场。求在 t=0.15s 时刻进入偏转电场的电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy； （2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了每个电子穿过电场过程中两极板间电压的变化，请结合下列数据分析说明其原因。 已知L=4.0×10-2m，v0=2.0×107m/s。 （3）电势可以随时间变化，也可以随空间发生变化。自然界中某量D的变化可以记为ΔD，发生这个变化所用的时间间隔可以记为Δt；变化量ΔD 与Δt的比值就是这个量对时间的变化率。若空间中存在一静电场，x轴与某条电场线重合。 a.请你类比上述变化率的概念写出电势对空间位置x的变化率A的表达式； b.该静电场的电势随x的分布可能是图3所示甲、乙两种情况中的一种。请你根据电势随空间的变化情况分析比较两种情况的电场在 0<x<d区域内的相同点和不同点。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ （上海市大同中学） 2024学年第一学期12月学情调研（试卷） 高二物理 （ 等级 ） 60 分钟 满分 100 分 电容器 1. 下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是（ ） A. 根据电场强度的定义式，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 B. 根据公式带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服静电力做功为1J，则A、B两点的电势差为1V C. 根据电容的定义式，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 D. 根据真空中点电荷电场强度公式，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比 2. 超级电容的容量比通常的电容器大得多，其主要优点是高功率脉冲应用和瞬时功率保持，具有广泛的应用前景。如图所示，某超级电容标有“2.7V，100F”，将该电容接在1.5V干电池的两端，则电路稳定后该电容器的负极板上所带电量为（ ） A. -150C B. -75C C. -270C D. -135C 3. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列有关说法正确的是（ ） A. 实验中，只将电容器b板向左平移，静电计指针的张角变大 B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 4. 在研究电容器的充、放电实验中，把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。电流传感器与计算机连接，记录这一过程中电流随时间变化的i-t图像如图乙所示，图线1表示电容器的充电过程，图线2表示电容器的放电过程。下列选项正确的是（　　） A. 电容器充电过程中流过电阻R的电流方向向左 B. 电容器放电过程中流过电阻R的电流方向向右 C. 图乙中形成图线2的过程中，电容器存储的电荷减少得越来越快 D. 图乙中图线1与横轴所围的面积，表示电容器充电后所带电荷量的大小 5. 如图所示为造纸公司用于监控绝缘纸张厚度的简易装置示意图，其中A、B为平行板电容器的两个极板，上下极板位置均固定，且分别接在恒压电源的两极上，A板接负极，已知绝缘纸张的厚度越大，相对介电常数越大，下列说法错误的是（　　） A. 当流水线上通过的产品厚度增大时，平行板电容器的电容增大 B. 当灵敏电流计有从b流向a的电流时，说明绝缘纸张变厚 C. 当绝缘纸张厚度变薄时，两板间电场强度变大 D. 增大恒压电源的电压值，可提高监控装置的灵敏度 6. 如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V，S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，C为平行板电容器。 （1）当开关S接_______时（选填“1”或“2”），平行板电容器放电，流经G表的电流方向与充电时_______（选填“相同”或“相反”） （2）将G表换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化图像如乙图所示，已知如图所围的面积约为40个方格，可算出电容器的电容为_______F。 【答案】1. D 2. A 3. A 4. D 5. C 6. ①. 2 ②. 相反 ③. 4×10-4 【解析】 【1题详解】 A．公式是电场强度的比值定义式，电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量无关，只与电场本身有关，故A错误； B．根据公式带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服静电力做功为1J，则从A点移动到B点静电力做功为-1J，A、B两点的电势差为-1V，故B错误； C．公式是电容的比值定义式，电容器的电容与所带电荷量、两极板间的电压无关，只与电容本身有关，故C错误； D．根据真空中点电荷电场强度公式，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比，故D正确。 故选D。 【2题详解】 电路稳定后该电容器的极板上所带电量为 电容器的负极板带负电，故电路稳定后该电容器的负极板上所带电量为。 故选A。 【3题详解】 A．实验中，只将电容器b板向左平移，增大，根据，可知电容减小，电容器带电量不变，根据，可知电容器两极板间的电势差增大，静电计指针的张角变大，故A正确； B．实验中，只将电容器b板向上平移，减小，根据，可知电容减小，电容器带电量不变，根据，可知电容器两极板间的电势差增大，静电计指针的张角变大，故B错误； C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，介电常数增大，可知电容增大，电容器带电量不变，根据，可知电容器两极板间的电势差减小，静电计指针的张角减小，故C错误； D．实验中，只增加极板带电量，根据，可知电容不变，根据，可知电容器两极板间的电势差增大，静电计指针的张角变大，故D错误。 故选A。 【4题详解】 A．开关S与1端相连，电源向电容器充电，电容器下极板与电源负极连接，下极板得电子，电子带负电，可知电容器充电过程中流过电阻R的电流方向向右，故A错误； B．开关S掷向2端，电容器放电，由于放电之前，电容器下极板带负电，可知放电时下极板失去电子，可知电容器放电过程中流过电阻R的电流方向向左，故B错误； C．根据，可知图乙中形成图线2的过程中，电容器存储的电荷减少得越来越慢，故C错误； D．根据，可知图乙中图线1与横轴所围的面积，表示电容器充电后所带电荷量的大小，故D正确。 故选D。 【5题详解】 A．当流水线上通过的产品厚度增大时，相对介电常数越大，根据，可知平行板电容器的电容增大，故A正确； B．当灵敏电流计有从b流向a的电流时，说明电源正在对电容器充电，电量变大，电容变大，根据可知，绝缘纸张变厚，故B正确； C．电源电源不变，当绝缘纸张厚度变薄时，极板间的距离不变，根据，可知 两板间电场强度不变，故C错误； D．根据，可知若增大恒压电源的电压值，纸张厚薄变化能够引起等大的电荷量变化，电流计指针偏转更明显，可提高监控装置的灵敏度，故D正确。 本题选错误的，故选C。 【6题详解】 （1）[1]放电时必须将电容器接电阻，故将单刀双掷开关拨向2； [2]电容器充电时，上板接电源正极，所以电容器上板带正电，充电时正电荷流入电容器上板，放电时正电荷从上极板流出，所以流经G表的电流方向与充电时相反。 （2）[3]已知如图所围的面积约为40个方格，可算出电容器的带电量为 电容器的电容为 简单电路 7. 如图所示电路中，电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池两端电压恒定。那么开关S闭合后通过R2的电流是S闭合前的（　　） A. B. C. D. 8. 关于电功和电热Q的说法正确的是（　　） A. 在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt，且W=Q B. 在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt，但W不一定等于Q C. W= UIt、Q=I2Rt均只有在纯电阻电路中成立 D. W= UIt在任何电路中都成立，Q=I2Rt只在纯电阻电路中才成立 9. 在如图所示的电路中，输入电压U=8V，灯泡L标有“3V 6W”字样，电动机线圈的电阻RM=1Ω。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是 A. 电动机的输出功率是10W B. 电动机的效率是80% C. 电动机损耗的热功率是4W D. 整个电路消耗的电功率是12W 10. 两根同种材料的均匀导线A和B，导线A的长度和横截面的直径都是导线B的3倍，则导线A的电阻是导线B的电阻的______倍。把它并联在电路中，它们消耗的功率之比PA：PB=________。 11. 如图所示电路中，R1=1欧，R2=2欧，R3=3欧，Uab=5伏。当K断开时，Ucd=________伏，当K闭合时，Ucd=________伏。 12. 某一网络电路中的部分电路如图所示，已知I=3A，I1=2A，R1=10Ω，R2=5Ω，R3=30Ω，则通过电流表的电流大小为______ A，电流方向______（选填“向左”或“向右”） 13. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，利用实验得到了8组数据，在图1所示的I-U坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线。 （1）根据图线的坐标数值，请在图2中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路____。 （2）根据图1，可判断出图中正确的关系图是（图中P为小灯泡功率）（ ） A. B。 C. D。 【答案】7. C 8. B 9. C 10. ①. ②. 3：1 11. ①. 2 ②. 0 12. ①. 0.5 ②. 向右 13. ①. ②. D 【解析】 【7题详解】 S闭合前，通过的电流为 S闭合后，通过的电流为 得 故选C。 【8题详解】 AB．非纯电阻中，W=UIt用来求电功，Q=I2Rt用来求电热，但W＞Q；只有在纯电阻电路，根据能量守恒电功和电热相等，电功可用公式W=UIt计算，也可用公式W=I2Rt计算；故A错误，B正确； CD．W=UIt可用于任何电路求总电功，而Q=I2Rt可以适用任何电路求电热；故CD错误。 故选B。 【9题详解】 AC．灯泡恰能正常发光，电动机输入电流为 电动机输入电压为 电动机输入功率为 电动机热功率为 电动机输出功率为 故A错误，C正确； BD．电动机的效率为 整个电路消耗的电功率为 故BD错误。 故选C。 【10题详解】 [1]根据题意可知，，由 得 根据 得 [2]根据 得 【11题详解】 [1]当K断开时，、串联，CD两端电压等于两端的电压，则CD两端电压为 [2]当K闭合时被短路，CD两端电压为0。 【12题详解】 如图所示 根据 由 联立解得 可知电流方向由b向a，流过电流表的电流方向向右； 由 则流过电流表的电流大小为 【13题详解】 （1）因描绘伏安特性曲线，电压要从零开始测量多组数据，所以滑动变阻器用分压接法，小灯泡电阻较小，用电流表外接法。如图所示 （2）根据图1可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大，随电流的增大而增大，由 知图线的斜率为小灯泡电阻，开始时电阻不变，当电流不断增大，小灯泡温度升高，电阻变大。 故选D。 带电粒子在电场中的运动 14. 如图所示， 两个点电荷， 电荷量分别为q1=4×10-9C和q2=-9×10-9C， 分别固定于相距20cm的 a、b两点， 有一个点电荷 q放在a、b所在直线上且静止不动， 该点电荷所处的位置是（　　） A. 在 a点右侧 8cm 处 B. 在 a点左侧40cm处 C. 在 b点右侧 20cm 处 D. 无法确定 15. 如图所示， 三条平行等距的虚线表示电场中的三个等势面， 电势值分别为 10V、20V、30V，实线是一带电的粒子 （仅在静电力作用下） 在该区域内的运动轨迹， a、b、c是轨迹上的三点，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在三点所受的静电力不相等 B. 粒子在三点的电势能大小关系为Epc<Epa<Epb C. 粒子必先过 a，再到b，然后到 c D. 粒子在三点的动能大小关系为Ekb＞Eka＞Ekc 16. x轴与电场中的某条电场线重合，x轴正方向上各点电势随x坐标变化的关系如图所示，0~x2段为曲线，x2~x4为直线。一带负电粒子只在电场力作用下沿x轴正方向由 O点运动至x4位置，则 A. x1处电场强度最大 B. x1~x2段是匀强电场 C. 粒子在 0~x2段做匀变速运动，x2~x4段做匀速直线运动 D. x1处粒子电势能最小， x2~x4段粒子的动能随x均匀减小 17. 如图所示， 电子由静止开始经加速电场加速后， 沿平行于板面的方向射入偏转电场， 并从另一侧射出。已知加速电场电压为U1，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U2。不计电子重力， 现使U1变为原来的2倍， 要想使电子的运动轨迹不发生变化， 应该 A. 使 U2变为原来的4倍 B. 使 U2变为原来的2倍 C. 使 U2变为原来的倍 D. 使 U2变为原来的 18. 类比是物理学中重要的科学思想方法， 比如电场中的电场强度可类比于重力场中的_______，电场中带电体的电势能可类比与重力场中物体的_______。 19. 在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零， 经加速后形成横截面积为 S、电流为I的电子束。已知电子的电量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时定向移动速度为_______，在刚射出加速电场时， 一小段长为Δl的电子束内的电子个数为_______。 20. 静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置如图所示。A、B为两块平行金属板，间距d=0.30m，两板间有方向由B指向A，大小为E=1.0×103N/C的匀强电场。在A 板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向 各个方向均匀地喷出带电油漆微粒， 油漆微粒的初速度大小均为v0=2.0m/s，质量m=2.0×10-15kg、带电量为q=-2.0×10-16C。微粒的重力和所受空气阻力均不计， 油漆微粒最后都落在金属板 B上。试求： （1） 微粒打在 B板上的动能。 （2） 微粒到达 B 板所需的最短时间。 （3） 微粒最后落在 B板上所形成图形的面积。 21. 如图 1，平行板电容器极板长度为L，板间距为d，B极板接地（即电势）。在电容器两极板间接交变电压，A极板的电势随时间变化的图像如图2所示， 其最大值为U。 电子以速度v0沿图1中虚线方向射入两板间， 并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e， 重力不计。 （1）每个电子穿过偏转电场的时间极短， 可以认为这个过程中两极板间的电压是不变的，偏转电场可看做匀强电场。求在 t=0.15s 时刻进入偏转电场的电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy； （2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了每个电子穿过电场过程中两极板间电压的变化，请结合下列数据分析说明其原因。 已知L=4.0×10-2m，v0=2.0×107m/s。 （3）电势可以随时间变化，也可以随空间发生变化。自然界中某量D的变化可以记为ΔD，发生这个变化所用的时间间隔可以记为Δt；变化量ΔD 与Δt的比值就是这个量对时间的变化率。若空间中存在一静电场，x轴与某条电场线重合。 a.请你类比上述变化率的概念写出电势对空间位置x的变化率A的表达式； b.该静电场的电势随x的分布可能是图3所示甲、乙两种情况中的一种。请你根据电势随空间的变化情况分析比较两种情况的电场在 0<x<d区域内的相同点和不同点。 【答案】14. B 15. B 16. D 17. B 18. ①. 重力加速度 ②. 重力势能 19. ①. ②. 20. （1）6.4×10-14J；（2）0.06s；（3）0.075m2 21. （1）；（2）见解析；（3）a. 或；b.见解析 【解析】 【14题详解】 根据平衡条件，它应在q1点电荷的外侧，设距q1距离为x，有 解得 故ACD错误，B正确。 故选B。 【15题详解】 A．三条平行等距的虚线表示电场中的三个等差等势面，电场是匀强电场，粒子在三点所受的静电力相等，故A错误； BD．由等势面特点知，电场线方向向上，而粒子受电场力方向指向高电势，故粒子带负电，由电势能，可知负电荷在电势高处电势能小，动能大。则知负电荷在b点电势能最大，动能最小，故应有， 故B正确，D错误； C．运动轨迹不能反映运动方向，所以不能判断出粒子先过a，再到b，然后到c，还是粒子先过c，再到b，然后到a，故C错误。 故选B。 【16题详解】 A．在图像中，斜率表示电场强度，故x1处电场强度最小，为零，故A错误； B．x1~x2段斜率变化，场强变化，故不是匀强电场，故B错误； C．0~x2段电场强度变化，受到的电场力变化，故粒子在0~x2段做变速运动，x2~x4段场强不变，受到的电场力不变，故在x2~x4段做匀变速直线运动，故C错误； D．x1处粒子电势能，电势最大，故负电荷的电势最小，x2~x4段粒子受到的电场力恒定，电场力做功，随x均匀变化，故动能随x均匀减小，故D正确。 故选D。 【17题详解】 设电子的电荷量为e，质量为m，偏转电场极板之间的距离为d。电子经过加速电场加速后，根据功能关系，可得 则电子射入偏转电场的初速度为 在偏转电场中，电子的运动时间为 电子在偏转电场中的加速度 偏转距离为 要想使电子的运动轨迹不发生变化，则偏转量不发生变化，所以当使加速电压U1变为原来的2倍时，偏转电压U2也需要变为原来的2倍，故B正确，ACD错误。 故选B。 【18题详解】 [1][2]电场力公式：，重力公式：，重力做功，导致重力势能变化，重力势能为 电场力做功，导致电势能变化，而电势能为 因此由上可知，电场中的电场强度可类比于重力场中的重力加速度，电场中带电体的电势能可类比与重力场中物体的重力势能。 【19题详解】 [1]根据动能定理得 解得 [2]在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电子电量为 电子数 解得 【20题详解】 （1）微粒从A板到B板过程，动能定理得 解得 （2）微粒初速度方向垂直于极板时，到达B板时间最短。由，得 根据运动学公式得 所以微粒到达B板所需的最短时间为 （3）根据对称性可知，微粒最后落在B板上所形成的图形是圆形。由牛顿第二定律得 由类平抛运动规律得， 则圆形面积为 【21题详解】 （1）由图可知t=0.15s时两极板间的电压 电子在平行于极板的方向上做匀速直线运动 在垂直于极板的方向上做初速度为零的匀加速直线运动 其中， 解得 （2）电子在平行于极板方向上做匀速直线运动 可知电子通过电场所用的时间为 由图2可知， 电场变化的周期 则 可见电子通过电场所用的时间远远小于电场变化的周期，因此电子穿过平行板的过程中可以认为两板间的电压是不变的。 （3）a. 根据题意可知或 b. 由图3可知甲、乙两种情况中电势沿x轴的正方向均降低，由此可知两种情况的电场方向是相同的，均沿x轴的正方向。不同点是电势随空间位置的变化快慢不同，甲电场的电势在沿x轴的正方向上随空间位置均匀降低，为匀强电场；乙电场的电势在沿x轴的正方向上随空间位置降低得越来越慢， 电场强弱分布不均匀，沿x轴的正方向电场强度逐渐减小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $