模块四 第九章 静电场（综合训练）（安徽专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦静电场核心内容，以概念辨析为基础、实际应用为载体、综合计算为提升，构建从电荷本质到场中运动的递进式训练体系，渗透物理观念与科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|1-2题|摩擦起电本质、静电感应现象分析|从电荷转移（电子得失）到静电现象解释，建立物质电性质认知| |电场性质|3-6题|电场线与等势线应用、场强与电势关系判断|通过等离子球、电鳗电场等情境，深化场强（矢量）与电势（标量）的关联| |电容器|4、11-12题|动态分析（d/S变化）、电容测量实验|从电容决定式（C=εS/4πkd）到Q=CU的应用，结合实验探究影响因素| |带电粒子运动|7-10、13-15题|直线/曲线/圆周运动、多场综合计算|从电场力（F=qE）到运动学规律，融合能量观点（电势能变化）解决复杂运动|

模块四 第九章 静电场 一、单项选择题：每小题4分，共32分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D C A B B C A C 二、多项选择题：每小题5分，共10分。 题号 9 10 答案 AD AC 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11．（6分）(1)减小 (2分) (2)减小 (2分) (3)减小 (2分) 12．（10分） (1) （2分） （2分） (2)不变 （2分） (3)BD（4分） （选对一个得2分，全部选对得4分，有错选的不得分） 13.（1）小球恰能处于静止状态，根据平衡条件 （2分） 解得 （2分） （2）重力和电场力的合力 （1分） 方向与竖直方向的夹角为，从小球被释放运动至轻绳与竖直方向的夹角为时，轻绳上拉力最大，此时小球速度为，根据动能定理 （2分） 轻绳断裂前瞬间 （2分） 解得 （1分） 14.（1）根据平抛运动规律可知 （1分） 根据动能定理可知 （1分） 解得 （2分） （2）水平方向上，根据牛顿第二定律可得 （2分） 根据速度与位移公式可得 （1分） 解得 （2分） （3）与水平夹角α，则 (1分) 故 （1分） 沿方向与垂直方向建立坐标系，则当速度与垂直时，动能最小，则（1分） 解得 （2分） 15．（1）质子在加速电场中加速到达点，由动能定理得 （1分） 在径向电场中做匀速圆周运动有 （1分） 联立得 （2分） （2）质子进入第二象限后做类平抛运动，水平向右方向做匀加速直线运动， ， （2分） 竖直向上做匀速直线运动 （1分） 联立解得 （1分） （3）质子在点进入矩形区域时，竖直方向速度为 水平方向速度 所以在点速度 的方向与水平方向夹角为 质子在矩形匀强电场区域中，做类斜抛运动，如图所示 若其运动轨迹恰好与BC边相切，从射入点到切点，在竖直方向上有 又因为 （1分） 解得 （1分） 若其恰好从A点射出，从射入点到出射点，在竖直方向上有 （1分） 在水平方向上有 解得 （1分） 若，则质子从BC边离开，根据动能定理有 解得 （2分） 若，则质子从AB边离开，在水平方向上有 在竖直方向上有 解得 根据动能定理有 解得 （2分） 若，质子从OA边离开，根据动能定理有 解得 （2分） 试卷第2页，共3页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 模块四 第九章 静电场 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 考试范围：物理必修三第9、10章 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，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。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、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1．古人发现摩擦过的琥珀能吸引小物体，这种现象称之为摩擦起电。美国科学家富兰克林将丝绸摩擦过的玻璃棒带电命名为正电荷，将毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电命名为负电荷，下面说法正确的是（ ） A．玻璃棒经过与丝绸摩擦带正电，说明正电荷是在摩擦过程新生成的 B．摩擦过的琥珀能吸引小物体，说明小物体一定带异种电荷 C．毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电，因此跟它接触的毛皮也是带负电的 D．不管是摩擦的玻璃棒还是橡胶棒，带电原因都是电子在不同物体上转移 【答案】D 【详解】A．玻璃棒经过与丝绸摩擦带正电，说明玻璃棒上的部分电子转移到了丝绸上，正电荷不是在摩擦过程新生成的，故A错误； B．摩擦过的琥珀能吸引小物体，小物体可能不带电或带异种电荷，故B错误； C．毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电，根据电荷守恒定律，因此跟它接触的毛皮带正电，故C错误； D．不管是摩擦的玻璃棒还是橡胶棒，带电原因都是电子在不同物体上转移，故D正确。 故选D。 2．如图所示，带正电的金属球靠近不带电的验电器金属小球，则关于验电器金属小球和金属箔，下列说法正确的是（ ） A．和都带正电 B．和都带负电 C．带负电，带正电 D．带正电，带负电 【答案】C 【详解】由图可知，验电器本来不带电，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，正金属球靠近不带电验电器金属小球a，使得金属球a带负电荷，从而导致金属箔b带上正电荷。 故选C。 3．等离子球是一种采用高频高压电场技术的高级灯饰工艺品，其主体由高强度透明玻璃球壳构成，球内充有稀薄惰性气体，中央设有球状电极。通电后，在电极周围空间产生高频高压交变电场，球内稀薄气体受到高频电场的电离作用会产生辐射状的辉光。当站在大地上的人用手触碰球体表面时，电场分布发生改变形成跟随手移动的放电电弧，产生动态交互效果。关于通电后的等离子球下列说法正确的是（ ） A．用手触摸球时，球内的电场、电势分布不对称 B．用手触摸球时，不会有电流从手流过 C．球内空间离电极越远电势越低 D．球内电极产生的电场方向沿球半径向外 【答案】A 【详解】A．用手触摸球时，触摸处电势为零，球壳其他位置的电势不为零，所以球内的电场、电势分布不对称，故A正确； B．用手触摸球时，人体的电势为零，玻璃球壳的电势不为零，所以会有电流从手流过，故B错误； CD．电极周围空间产生的是交变电场，球内电极产生的电场方向周期性变化，不一定沿半径向外，球内各处的电势也是不断变化的，离电极越远电势不一定越低，故CD错误。 故选A。 4．如图为某同学利用一竖直平行板电容器设计的风力传感器，可检测水平风力强度。电容器右极板固定不动，左极板与风力接收板连接并固定，可随接收板在一定范围内左右水平移动，风力越大，极板移动的距离越大。已知两极板间电压保持不变，若某次有水平风力作用时，稳定后极板上所带电荷量变少，则风力（ ） A．风向右吹 B．电容器电容变小 C．极板间电场强度变大 D．极板间电场强度不变 【答案】B 【详解】AB．两极板间电压保持不变，稳定后极板上所带电荷量变少，根据可知电容器电容C变小。根据可知两极板间距d增大，风向左吹，故A错误，B正确； CD．两极板间距d增大，由可知，极板间电场强度变小，故CD错误。 故选B。 5．某静电除尘装置由带正电的金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成，其横截面上的电场线分布如图所示，A、B、M、N为同一等势线（图中虚线）上的四点，A、B、C在圆筒的直径上，则（ ） A．M、N两点的电场强度相同 B．金属圆筒Q上E、F两点的电势相同 C．带负电的粉尘从B点运动到C点，电势能增大 D．若电极P与金属圆筒Q的极性交换，除尘效果不变 【答案】B 【详解】A．根据电场线的疏密程度可知，M点的电场强度与N点的电场强度大小相等，方向不同，A错误； B．金属圆筒的表面是一个等势面，各点电势均相同，B正确； C．沿电场线方向电势降低，由图可知，粉尘带负电，结合可知，，C错误； D．电极极性交换后，电场方向反向，带电粉尘的受力方向改变，无法被正常收集，除尘效果改变，D 错误。 故选B。 6．如图甲所示，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，猎取食物。该电鳗头部附近的电场线分布情况如图乙中实线所示，虚线为某一带电粒子的运动轨迹，只考虑电场力的作用，下列说法正确的是（ ） A．该带电粒子带正电 B．该带电粒子在A点的速度小于在B点的速度 C．该带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度 D．该带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能 【答案】C 【详解】A．粒子所受电场力指向轨迹的凹侧，由图可知电场力方向沿电场线向左，图中电场方向沿电场线向右，电场力方向与电场方向相反，因此粒子带负电，故A错误。 B．若粒子从B到A,则电场力向右，位移向右，电场力做正功，动能增大，故 若粒子从A到B，则电场力向右，位移向左，电场力做负功，动能减小，，故B错误； C．电场线的疏密表示电场强度大小，A点电场线比B点更密，因此 由 可得，即A点加速度大于B点的加速度，故C正确； D．沿电场线方向电势降低，电场向右，因此 粒子带负电（），由电势能公式 可得 即A点电势能小于B点，故D错误； 故选C。 7．细胞膜是由磷脂双分子层构成的富有弹性的半透膜。在运送粒子时，细胞膜内上、下表面单位面积的电荷量为，此时可将细胞膜视为两个很大的平行板构成的电容器，其间距为d，内部的相对介电常数为，静电力常量为k，则比荷为的粒子在分子层间的加速度大小为（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】将细胞膜视为平行板电容器，设其面积为S，则其电容 又根据题意可知其所带电荷量 则两板间的电压 两板间的场强 比荷为的粒子在分子层间的加速度大小 故选A。 8．如图所示，竖直面内有一圆形区域，半径为。、分别是圆的水平方向和竖直方向直径。空间存在平行于圆形区域的匀强电场。的中点是圆周上电势最低的点。质量为，电荷量为（）的小球从点以相同的速率向竖直面内各个方向发射，重力加速度为，下列说法中正确的是（ ） A．电场沿方向 B．电势差 C．小球到达点的动能为 D．小球加速度大小可能为 【答案】C 【详解】A．匀强电场中圆周上电势最低点M与最高点M'关于圆心O对称，电场线由高电势指向低电势，因此电场方向沿半径OM方向，而AM为弦，其方向与OM不同，故A错误； B．因CB连线垂直电场线，可知，而，可知电势差，B错误； C．因AD两点电势相等，则从A到D电场力不做功，由动能定理，小球到达D点的动能为，C正确； D．小球受恒力作用，设水平加速度 竖直加速度 合加速度 由数学知识可知，a的最小值为 故加速度不可能为0.5g，故D错误。 故选C。 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9．某静电场的电场线沿轴，其电场强度随的变化规律如图所示，设轴正方向为静电场的正方向，在坐标原点有一电荷量为的带电粒子仅在电场力作用下由静止开始沿轴正向运动，则下列说法正确的是（ ） A．粒子带正电 B．粒子运动到处速度最大 C．粒子不可能运动到处 D．在区域内，粒子获得的最大动能为 【答案】AD 【详解】A．带电粒子由静止开始沿x轴正向运动，结合图像可知，开始沿x轴正向运动时电场方向沿x轴正向，所以带电粒子带正电，故A正确； BCD．带电粒子从原点到3x0，由动能定理可知， 得 故粒子可以运动到处，且在处动能最大，最大动能为。故BC错误，D正确。 故选AD。 10．如图甲所示，等高的圆柱筒与小圆柱体同轴放置，小圆柱体均匀带负电荷，圆柱筒内壁均匀带正电荷，两者之间形成一径向电场，俯视图如图乙所示，为圆心，径向电场的电场强度大小，式中为正常量，是检测点到轴线的距离。现有一氘核和一氦核在径向电场中绕轴线做半径相同的匀速圆周运动，不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ） A．氦核的动能大于氘核的动能 B．氦核的速度大于氘核的速度 C．氦核的动量大于氘核的动量 D．氦核的周期大于氘核的周期 【答案】AC 【详解】A．由电场力提供向心力 故粒子的动能 因半径相同，场强相同，氦核的电荷量是氘核电荷量的两倍，故氦核的动能大于氘核的动能，故A正确； B．由上面得 两粒子比荷相同，故氦核的速度等于氘核的速度，故B错误； C．因，氦核的质量大于氘核，故氦核的动量大于氘核的动量，故C正确； D．因，两粒子半径相同，速率相同，故周期相等，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11．（6分）用如图所示装置探究影响平行板电容器电容大小的因素： (1)若静电计指针偏转角度减小，那么平行板电容器两极板间的电势差________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 (2)保持平行板电容器电量Q和两极板间的距离d不变，让带有绝缘手柄的B板向上移动，如图甲所示，静电计指针偏角增大，说明：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随正对面积S的减小而________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 (3)如图乙所示，在AB之间插入绝缘电介质后，静电计偏角将_______（选填“增大“、”减小“或”不变“）。 【答案】(1)减小 (2)减小 (3)减小 【详解】（1）若静电计指针偏转角度减小，则平行板电容器两极板间的电势差减小。 （2）静电计指针偏角增大，说明平行板电容器两端的电压增大，根据电容可知，平行板电容器电量Q不变，电势差U增大，电容器的电容减小，即在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随正对面积S的减小而减小。 （3）根据电容可知，其他条件不变，在两极板间插入电介质，则增大，电容C增大，结合可知，电荷量Q不变，电容C增大，则电势差U减小，故静电计指针的偏转角度减小。 12．（10分）如图甲所示，莱顿瓶可看作电容器的原型，一个玻璃容器内外包裹导电金属箔作为极板，一端接有金属球的金属棒通过金属链与内侧金属箔连接，但与外侧金属箔绝缘，莱顿瓶可视为平行板电容器。 (1)如图乙所示为某同学设计的测量莱顿瓶电容的实验电路。已知电池输出电压恒为U=8V，R为电阻箱。闭合开关S，电流传感器记录了莱顿瓶充电过程中的I—t图像如图丙所示，图线与坐标轴所围的区域格数约为68格。充电完成后，莱顿瓶极板所带电荷量约为__________C，电容器的电容约为__________F。（结果保留均三位有效数字） (2)如果不改变电路其他参数，只增大电阻R，充电时I—t曲线与坐标轴所围成的面积将__________（填“增大”、“不变”或“减小”）。 (3)给莱顿瓶充电后就储存了能量，某同学认为莱顿瓶储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出莱顿瓶两极间的电压U随极板电荷量Q变化的图像如图丁所示。根据图像，莱顿瓶储存的能量E与电容器的电容C、电荷量Q及电容器两极间电压U之间的关系式可能正确的是（填选项字母，多选）。 A． B． C． D． 【答案】(1) (2)不变 (3)BD 【详解】（1）[1]所带电荷量等于图像所围的面积，则有 [2]电容为 （2）充电完成后，电荷量Q=CU仅由电容C和电源电压U决定，与电阻R无关。由于I-t曲线面积等于电荷量Q，因此增大R时面积不变。 （3）从等效的思想出发，电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功，也等于图像所围的面积，由公式， 解得 由公式， 解得 故选BD。 13．（10分）如图所示，足够大的空间内存在方向与水平方向的夹角的匀强电场，长的绝缘轻绳一端系于水平天花板上的点，另一端系有质量、电荷量的小球（视为点电荷）。当轻绳与竖直方向的夹角也为时，小球恰能处于静止状态，现将小球拉至点右侧与点等高位置（轻绳刚好拉直）由静止释放，小球运动到轻绳上拉力最大时，轻绳恰好断裂（不影响小球瞬时速度），最终小球落在水平地面上。取重力加速度大小，，。求： (1)匀强电场的电场强度大小； (2)轻绳断裂前瞬间轻绳上的弹力大小； 【答案】(1) (2) 【详解】（1）小球恰能处于静止状态，根据平衡条件 解得 （2）重力和电场力的合力 方向与竖直方向的夹角为，从小球被释放运动至轻绳与竖直方向的夹角为时，轻绳上拉力最大，此时小球速度为，根据动能定理 轻绳断裂前瞬间 解得 14．（14分）如图，水平边界M下方足够大的空间内存在水平向左的匀强电场，电场强度大小为。质量为m的带正电小球，在边界O点正上方以大小为v0的初速度水平向右抛出，进入电场时速度方向与边界M成30°角，不计空气阻力，重力加速度为g。求： (1)小球释放位置距离边界M的高度h； (2)小球在电场中运动轨迹最右侧位置与进入电场的初位置之间的水平距离x； (3)小球进入电场后，其动能的最小值。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据平抛运动规律可知 根据动能定理可知 解得 （2）水平方向上，根据牛顿第二定律可得 根据速度与位移公式可得 解得 （3）与水平夹角α，则 故 沿方向与垂直方向建立坐标系，则当速度与垂直时，动能最小，则， 解得 15．（18分）如图所示，在粒子偏转实验装置中，以O为坐标原点建立平面直角坐标系，质子（电荷量为q，质量为m，重力可忽略不计）从加速电场右端由静止出发，经电场加速后从P点射入径向电场区域，在该区域内恰好做半径为r的匀速圆周运动，已知径向电场的电场强度大小为。质子运动至M点后离开径向电场，进入第二象限的水平向右的匀强电场。y轴上的C点到O点的距离为，N为OC的中点，质子恰好从N点进入第一象限的矩形区域。该矩形区域的边界为、、、，区域内存在竖直向下的匀强电场，大小为E（图中未画出）。 (1)求加速电场的电压U； (2)求第二象限中水平向右匀强电场的电场强度； (3)求质子离开矩形区域时的动能。 【答案】(1) (2) (3)见解析 【详解】（1）质子在加速电场中加速到达点，由动能定理得 在径向电场中做匀速圆周运动有 联立得 （2）质子进入第二象限后做类平抛运动，水平向右方向做匀加速直线运动，则， 竖直向上做匀速直线运动 联立解得 （3）质子在点进入矩形区域时，竖直方向速度为 水平方向速度 所以在点速度 的方向与水平方向夹角为 质子在矩形匀强电场区域中，做类斜抛运动，如图所示 若其运动轨迹恰好与BC边相切，从射入点到切点，在竖直方向上有 又因为 解得 若其恰好从A点射出，从射入点到出射点，在竖直方向上有 在水平方向上有 解得 若，则质子从BC边离开，根据动能定理有 解得 若，则质子从AB边离开，在水平方向上有 在竖直方向上有 解得 根据动能定理有 解得 若，质子从OA边离开，根据动能定理有 解得 试卷第4页，共14页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 模块四 第九章 静电场 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 考试范围：物理必修三第9、10章 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，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。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、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1．古人发现摩擦过的琥珀能吸引小物体，这种现象称之为摩擦起电。美国科学家富兰克林将丝绸摩擦过的玻璃棒带电命名为正电荷，将毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电命名为负电荷，下面说法正确的是（ ） A．玻璃棒经过与丝绸摩擦带正电，说明正电荷是在摩擦过程新生成的 B．摩擦过的琥珀能吸引小物体，说明小物体一定带异种电荷 C．毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电，因此跟它接触的毛皮也是带负电的 D．不管是摩擦的玻璃棒还是橡胶棒，带电原因都是电子在不同物体上转移 2．如图所示，带正电的金属球靠近不带电的验电器金属小球，则关于验电器金属小球和金属箔，下列说法正确的是（ ） A．和都带正电 B．和都带负电 C．带负电，带正电 D．带正电，带负电 3．等离子球是一种采用高频高压电场技术的高级灯饰工艺品，其主体由高强度透明玻璃球壳构成，球内充有稀薄惰性气体，中央设有球状电极。通电后，在电极周围空间产生高频高压交变电场，球内稀薄气体受到高频电场的电离作用会产生辐射状的辉光。当站在大地上的人用手触碰球体表面时，电场分布发生改变形成跟随手移动的放电电弧，产生动态交互效果。关于通电后的等离子球下列说法正确的是（ ） A．用手触摸球时，球内的电场、电势分布不对称 B．用手触摸球时，不会有电流从手流过 C．球内空间离电极越远电势越低 D．球内电极产生的电场方向沿球半径向外 4．如图为某同学利用一竖直平行板电容器设计的风力传感器，可检测水平风力强度。电容器右极板固定不动，左极板与风力接收板连接并固定，可随接收板在一定范围内左右水平移动，风力越大，极板移动的距离越大。已知两极板间电压保持不变，若某次有水平风力作用时，稳定后极板上所带电荷量变少，则风力（ ） A．风向右吹 B．电容器电容变小 C．极板间电场强度变大 D．极板间电场强度不变 5．某静电除尘装置由带正电的金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成，其横截面上的电场线分布如图所示，A、B、M、N为同一等势线（图中虚线）上的四点，A、B、C在圆筒的直径上，则（ ） A．M、N两点的电场强度相同 B．金属圆筒Q上E、F两点的电势相同 C．带负电的粉尘从B点运动到C点，电势能增大 D．若电极P与金属圆筒Q的极性交换，除尘效果不变 6．如图甲所示，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，猎取食物。该电鳗头部附近的电场线分布情况如图乙中实线所示，虚线为某一带电粒子的运动轨迹，只考虑电场力的作用，下列说法正确的是（ ） A．该带电粒子带正电 B．该带电粒子在A点的速度小于在B点的速度 C．该带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度 D．该带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能 7．细胞膜是由磷脂双分子层构成的富有弹性的半透膜。在运送粒子时，细胞膜内上、下表面单位面积的电荷量为，此时可将细胞膜视为两个很大的平行板构成的电容器，其间距为d，内部的相对介电常数为，静电力常量为k，则比荷为的粒子在分子层间的加速度大小为（ ） A． B． C． D． 8．如图所示，竖直面内有一圆形区域，半径为。、分别是圆的水平方向和竖直方向直径。空间存在平行于圆形区域的匀强电场。的中点是圆周上电势最低的点。质量为，电荷量为（）的小球从点以相同的速率向竖直面内各个方向发射，重力加速度为，下列说法中正确的是（ ） A．电场沿方向 B．电势差 C．小球到达点的动能为 D．小球加速度大小可能为 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9．某静电场的电场线沿轴，其电场强度随的变化规律如图所示，设轴正方向为静电场的正方向，在坐标原点有一电荷量为的带电粒子仅在电场力作用下由静止开始沿轴正向运动，则下列说法正确的是（ ） A．粒子带正电 B．粒子运动到处速度最大 C．粒子不可能运动到处 D．在区域内，粒子获得的最大动能为 10．如图甲所示，等高的圆柱筒与小圆柱体同轴放置，小圆柱体均匀带负电荷，圆柱筒内壁均匀带正电荷，两者之间形成一径向电场，俯视图如图乙所示，为圆心，径向电场的电场强度大小，式中为正常量，是检测点到轴线的距离。现有一氘核和一氦核在径向电场中绕轴线做半径相同的匀速圆周运动，不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ） A．氦核的动能大于氘核的动能 B．氦核的速度大于氘核的速度 C．氦核的动量大于氘核的动量 D．氦核的周期大于氘核的周期 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11．（6分）用如图所示装置探究影响平行板电容器电容大小的因素： (1)若静电计指针偏转角度减小，那么平行板电容器两极板间的电势差________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 (2)保持平行板电容器电量Q和两极板间的距离d不变，让带有绝缘手柄的B板向上移动，如图甲所示，静电计指针偏角增大，说明：在其他条件不变的情况下，平行板电容器的电容C随正对面积S的减小而________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 (3)如图乙所示，在AB之间插入绝缘电介质后，静电计偏角将_______（选填“增大“、”减小“或”不变“）。 12．（10分）如图甲所示，莱顿瓶可看作电容器的原型，一个玻璃容器内外包裹导电金属箔作为极板，一端接有金属球的金属棒通过金属链与内侧金属箔连接，但与外侧金属箔绝缘，莱顿瓶可视为平行板电容器。 (1)如图乙所示为某同学设计的测量莱顿瓶电容的实验电路。已知电池输出电压恒为U=8V，R为电阻箱。闭合开关S，电流传感器记录了莱顿瓶充电过程中的I—t图像如图丙所示，图线与坐标轴所围的区域格数约为68格。充电完成后，莱顿瓶极板所带电荷量约为__________C，电容器的电容约为__________F。（结果保留均三位有效数字） (2)如果不改变电路其他参数，只增大电阻R，充电时I—t曲线与坐标轴所围成的面积将__________（填“增大”、“不变”或“减小”）。 (3)给莱顿瓶充电后就储存了能量，某同学认为莱顿瓶储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出莱顿瓶两极间的电压U随极板电荷量Q变化的图像如图丁所示。根据图像，莱顿瓶储存的能量E与电容器的电容C、电荷量Q及电容器两极间电压U之间的关系式可能正确的是（填选项字母，多选）。 A． B． C． D． 13．（10分）如图所示，足够大的空间内存在方向与水平方向的夹角的匀强电场，长的绝缘轻绳一端系于水平天花板上的点，另一端系有质量、电荷量的小球（视为点电荷）。当轻绳与竖直方向的夹角也为时，小球恰能处于静止状态，现将小球拉至点右侧与点等高位置（轻绳刚好拉直）由静止释放，小球运动到轻绳上拉力最大时，轻绳恰好断裂（不影响小球瞬时速度），最终小球落在水平地面上。取重力加速度大小，，。求： (1)匀强电场的电场强度大小； (2)轻绳断裂前瞬间轻绳上的弹力大小； 14．（14分）如图，水平边界M下方足够大的空间内存在水平向左的匀强电场，电场强度大小为。质量为m的带正电小球，在边界O点正上方以大小为v0的初速度水平向右抛出，进入电场时速度方向与边界M成30°角，不计空气阻力，重力加速度为g。求： (1)小球释放位置距离边界M的高度h； (2)小球在电场中运动轨迹最右侧位置与进入电场的初位置之间的水平距离x； (3)小球进入电场后，其动能的最小值。 15．（18分）如图所示，在粒子偏转实验装置中，以O为坐标原点建立平面直角坐标系，质子（电荷量为q，质量为m，重力可忽略不计）从加速电场右端由静止出发，经电场加速后从P点射入径向电场区域，在该区域内恰好做半径为r的匀速圆周运动，已知径向电场的电场强度大小为。质子运动至M点后离开径向电场，进入第二象限的水平向右的匀强电场。y轴上的C点到O点的距离为，N为OC的中点，质子恰好从N点进入第一象限的矩形区域。该矩形区域的边界为、、、，区域内存在竖直向下的匀强电场，大小为E（图中未画出）。 (1)求加速电场的电压U； (2)求第二象限中水平向右匀强电场的电场强度； (3)求质子离开矩形区域时的动能。 试卷第4页，共8页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $