精品解析：四川省眉山中学校2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题

2027届高二上期期中考试 物理试题 满分 100分，考试时间75分钟。 一、单项选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示电路中，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻R1=2r，滑动变阻器的最大阻值R2=2r，开关S闭合后，当滑动变阻器滑片从最下端向上移动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 B. 电源的输出功率减小 C. R1的电功率先减小后增大 D. R2的电功率先减小后增大 2. 如图所示，空间中有平行于正六边形的匀强电场，正六边形中心为O，边长为2m。将电荷量为C的点电荷从M点移动到N点，电场力做了J的功，再从N点移动到P点，电场力做了J的功。下列说法正确的是（　　） A. M、N两点间的电势差为V B. N、P两点间的电势差为V C. 匀强电场的场强大小为V/m，方向由P指向M D. 若选O点为电势零点，则M点电势为V 3. 如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们分别是一个半径的圆上四个等分点和圆心。已知电场线与圆所在平面平行。下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为2V/cm B. O点的电势为4V C. O点的场强方向指向a点 D. 电子从a点运动到O点，电场力做功为 4. 如图，实线表示电场中的等差等势线。一个带电粒子以某一速度自a点射入电场，只在电场力作用下的运动轨迹如虚线所示，a、b为轨迹上的两个点。下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的方向一定向下，且 B. a点电势一定比b点电势低 C. 粒子从a点运动到b点，机械能一定增加 D. 粒子从a点运动到b点，电势能一定增加 5. 如图所示的实线为某静电场的电场线，虚线是某带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B、C、D是电场线上的点，其中A、D两点在粒子的轨迹上，下列说法正确的是（ ） A. 该粒子在A点的速度一定大于在D点的速度 B. 该粒子在A点受到的电场力小于在D点受到的电场力 C. 由图可知，同一电场的电场线在空间是可以相交的 D. 该电场可能是负点电荷产生的 6. 如图所示，为轴上各点电势随位置变化的图像。一质量为、带电荷量为的粒子（不计重力），以初速度从点开始沿轴正方向做直线运动。下列叙述正确的是（　　） A. 粒子从向右运动到的过程中做匀减速运动 B. 粒子从运动到的过程中，电势能先减小后增大 C. 粒子从运动到的过程中，在处速度最大 D. 若，则粒子运动到处时速度大小为 7. 力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲中O点为单摆的固定悬点，现将摆球拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动。B点为运动中的最低位置，∠AOB = ∠COB = θ，θ小于5°且是未知量。图乙是由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，且图中t = 0时刻为摆球从A点开始运动的时刻，摆球可视为质点，重力加速度g = 10 m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 此单摆的振动周期为0.2π s B. 此单摆的摆长为0.4 m C. 此单摆摆球的质量为0.5 kg D. 此摆球运动过程中的最大速度为0.5 m/s 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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。 8. 如图甲所示，在真空中固定的两个相同点电荷A、B关于x轴对称，它们在x轴上的电场强度E-x图像如图乙所示（规定x轴正方向为电场强度的正方向）。若在坐标原点O由静止释放一个正点电荷q，它将沿x轴正方向运动，不计重力。则（　　） A. A、B带等量负电荷 B. 点电荷q在处电势能最大 C. 点电荷q在处动能最大 D. 点电荷q沿x轴正向运动的最远距离为 9. 在如图所示的电路中，电源电动势、内阻恒定，、是定值电阻。闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器的滑片向上滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值为、、，电流表A是理想电流表。下列说法正确的是（　　） A. 电流表A示数变小，电压表V2的示数变大 B. C. 定值电阻中有从流向的瞬间电流，带电液滴将向上运动 D. 电源效率减小 10. 在如图所示的U − I图像中，线段I为某电源路端电压与电流的关系图线，线段II为某一电阻R的U − I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　） A. R的阻值为1.5 Ω B. 电源电动势为3.0 V C. 电源的内阻为1.0 Ω D. 电阻R消耗的功率为1.5 W 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为）、一个电流表（内阻为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下： （1）将器材如图（a）连接： （2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端（填“a”或“b”）； （3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数，得到多组数据； （4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为，与纵轴截距为，设单位角度对应电阻丝的阻值为，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________（用、、、、表示） （5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图（c）方框中画出实验电路图__________（电阻丝用滑动变阻器符号表示）； （6）利用测出的，可得该电池的电动势和内阻。 12. 在测量电源电动势和内电阻的实验中，有电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.70Ω）；滑动变阻器R（10Ω，2A）。为了更准确地测出电源电动势和内阻，设计了如图所示的电路图。 ①如图所示在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在___________（选填“a”或“b”）处； ②在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U-I图线，由图可得该电源电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。 四、解答题 13. 如图所示，虚线MN左侧有一电场强度为的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为的匀强电场，在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量为m，不计重力）无初速度地放入电场中的A点，A点到MN的距离为，最后电子打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求： （1）电子射出电场时的速度； （2）电子刚射出电场时的速度方向与AO连线夹角的正切值； 14. 如图所示，绝缘水平面上固定一光滑绝缘的竖直圆弧轨道BCD，圆心为O，C点与圆心等高，D点为轨道的末端，半径，B点为圆弧轨道与水平面的切点，与水平方向的夹角，质量、电荷量的滑块静止在A点，已知，滑块与水平面间的动摩擦因数。某时刻在整个空间加上水平向右的电场强度的匀强电场，经过一段时间滑块从D点离开圆轨道后落在水平面上。滑块可视为质点，重力加速度，，规定B点电势为零。求： （1）滑块在圆轨道上的最小电势能； （2）滑块在水平面上由A运动到B的时间t； （3）滑块在D点时对轨道的压力大小。 15. 如图甲所示，在直角坐标系的轴正半轴上，固定一个负点电荷，位置、电量均未知，其产生的电场仅在第二象限存在。在整个第三象限内，有平行于轴向上的匀强电场，电场强度为但大小未知。一质量为，电荷量为的正离子（不计重力）从轴负半轴距坐标原点处沿轴负方向以速度射入第三象限，之后从轴负半轴距坐标原点处进入第二象限后做匀速圆周运动，经过轴时，第一、四象限开始有周期性变化的电场，初始方向平行于轴正方向，其周期，与时间的关系如图乙所示，已知静电力常量为。求： （1）电场强度的大小； （2）负点电荷的位置、电量； （3）离子从轴正半轴到轴的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高二上期期中考试 物理试题 满分 100分，考试时间75分钟。 一、单项选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示电路中，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻R1=2r，滑动变阻器的最大阻值R2=2r，开关S闭合后，当滑动变阻器滑片从最下端向上移动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 B. 电源的输出功率减小 C. R1的电功率先减小后增大 D. R2的电功率先减小后增大 【答案】B 【解析】 【详解】AC．开关S闭合后，当滑动变阻器滑片从最下端向上移动过程中，滑动变阻器接入电路阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；则电压表示数减小，通过的电流减小，则的电功率减小；根据 可知通过的电流增大，则电流表的示数增大，故AC错误； B．电源的输出功率为 可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大；根据电路图可知，当滑动变阻器滑片处于最下端时，外电阻最大，为 可知此时电源的输出功率最大，则滑动变阻器滑片从最下端向上移动过程中，电源的输出功率逐渐减小，故B正确； D．将与电源看成一个等效电源，则等效内阻为 根据B选项分析可知，当时，消耗的功率最大，则滑动变阻器滑片从最下端向上移动过程中，消耗的功率先增大后减小，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，空间中有平行于正六边形的匀强电场，正六边形中心为O，边长为2m。将电荷量为C的点电荷从M点移动到N点，电场力做了J的功，再从N点移动到P点，电场力做了J的功。下列说法正确的是（　　） A. M、N两点间的电势差为V B. N、P两点间的电势差为V C. 匀强电场的场强大小为V/m，方向由P指向M D. 若选O点为电势零点，则M点电势为V 【答案】C 【解析】 【详解】A．M、N两点间的电势差为 选项A错误； B．N、P两点间的电势差为 选项B错误； C．若设N点电势为零，则M点电势为-10V，P点电势为+30V，PM间电势差为40V，若将PM四等份，在Q点电势为零，则NQ为等势面，则场强方向由P指向M，匀强电场的场强大小为 选项C正确； D．若选O点为电势零点，因 则M点电势为 选项D错误。 故选C。 3. 如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们分别是一个半径的圆上四个等分点和圆心。已知电场线与圆所在平面平行。下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为2V/cm B. O点的电势为4V C. O点的场强方向指向a点 D. 电子从a点运动到O点，电场力做功为 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．圆心O的电势 则O点和c点连线为等势线，则场强方向沿dO指向O点，电场强度的大小为 选项A正确，BC错误； D．aO两点电势相等，可知电子从a点运动到O点，电场力做功为零，选项D错误。 故选A。 4. 如图，实线表示电场中的等差等势线。一个带电粒子以某一速度自a点射入电场，只在电场力作用下的运动轨迹如虚线所示，a、b为轨迹上的两个点。下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的方向一定向下，且 B. a点电势一定比b点电势低 C. 粒子从a点运动到b点，机械能一定增加 D. 粒子从a点运动到b点，电势能一定增加 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据轨迹可知，粒子受电场力方向垂直等势线向下，由于电荷电性不知，所以电场强度方向未知，等差等势线等间距平行，所以，故A错误； B．电场强度方向未知，则两点电势高低无法判断，故B错误； CD．粒子从a点运动到b点，电场力做负功，电势能增大，机械能减小，故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示的实线为某静电场的电场线，虚线是某带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B、C、D是电场线上的点，其中A、D两点在粒子的轨迹上，下列说法正确的是（ ） A. 该粒子在A点的速度一定大于在D点的速度 B. 该粒子在A点受到的电场力小于在D点受到的电场力 C. 由图可知，同一电场的电场线在空间是可以相交的 D. 该电场可能是负点电荷产生的 【答案】A 【解析】 【详解】A．从粒子运动轨迹的弯曲方向可知，粒子受电场力大致向下，若从A向D运动，电场力的方向与运动方向间的夹角为钝角，粒子速度不断减小，A正确； B．根据电场线的疏密程度可知，A点场强大于D点的场强，粒子在A点受到的电场力大于在D点受到的电场力，B错误； C．电场线不相交，不重叠，C错误； D．若是负点电荷产生的，电场线应为直线，且指向负电荷。而该电场线是弯曲的，因此不可能是负点电荷产生的，D错误。 故选A。 6. 如图所示，为轴上各点电势随位置变化的图像。一质量为、带电荷量为的粒子（不计重力），以初速度从点开始沿轴正方向做直线运动。下列叙述正确的是（　　） A. 粒子从向右运动到的过程中做匀减速运动 B. 粒子从运动到的过程中，电势能先减小后增大 C. 粒子从运动到的过程中，在处速度最大 D. 若，则粒子运动到处时速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．因图像的斜率等于场强，可知从O点到x1场强减小，场强沿-x方向，则粒子从向右运动到x1的过程中做变减速运动，选项A错误； BC．粒子从x1运动到的过程中，因电势一直降低，可知带正电的粒子的电势能一直减小，动能一直变大，即速度一直增加，则在处速度不是最大，选项BC错误； D．若，从O到x3由能量关系 解得粒子运动到处时速度大小为 选项D正确。 故选D。 7. 力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲中O点为单摆的固定悬点，现将摆球拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动。B点为运动中的最低位置，∠AOB = ∠COB = θ，θ小于5°且是未知量。图乙是由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，且图中t = 0时刻为摆球从A点开始运动的时刻，摆球可视为质点，重力加速度g = 10 m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 此单摆的振动周期为0.2π s B. 此单摆的摆长为0.4 m C. 此单摆摆球的质量为0.5 kg D. 此摆球运动过程中的最大速度为0.5 m/s 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球在一个周期内两次经过最低点，小球在最低点细线对摆球的拉力最大，则此单摆的振动周期为 故A错误； B．根据单摆周期公式 解得此单摆的摆长为 故B正确； CD．小球在最低点，根据牛顿第二定律可得 小球在最高点，根据牛顿第二定律可得 小球从最高点到最低点，根据动能定理可得 联立解得 ， 故CD错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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。 8. 如图甲所示，在真空中固定的两个相同点电荷A、B关于x轴对称，它们在x轴上的电场强度E-x图像如图乙所示（规定x轴正方向为电场强度的正方向）。若在坐标原点O由静止释放一个正点电荷q，它将沿x轴正方向运动，不计重力。则（　　） A. A、B带等量负电荷 B. 点电荷q在处电势能最大 C. 点电荷q在处动能最大 D. 点电荷q沿x轴正向运动的最远距离为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知，AB左侧场强为正方向，可知A、B带等量负电荷，选项A正确； B．沿电场线电势降低，可知O点处的电势高于x1处电势，可知正点电荷q在O点的电势能高于x1处电势能，即x1处电势能不是最大的，选项B错误； C．P点左侧场强向右，正电荷从O点释放后被加速，P点右侧场强向左，可知过了P点后正电荷做减速运动，则经过P点时速度最大，即点电荷q在处动能不是最大，选项C错误； D．因x2点对应于P点，由对称性可知，电荷从O点释放能运动到P点右侧距离P点x2的位置，即电荷q沿x轴正向运动的最远距离为，选项D正确。 故选AD。 9. 在如图所示的电路中，电源电动势、内阻恒定，、是定值电阻。闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器的滑片向上滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值为、、，电流表A是理想电流表。下列说法正确的是（　　） A. 电流表A示数变小，电压表V2的示数变大 B. C. 定值电阻中有从流向的瞬间电流，带电液滴将向上运动 D. 电源效率减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．分析电路可知，当开关S闭合，滑动变阻器与定值电阻串联后接在电源两端；将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，电路电流减小，理想电流表A示数减小；理想电压表V1测量定值电阻两端的电压，据欧姆定律可得 电路电流减小，则变小，即理想电压表示数减小；而理想电压表V2测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律可得 电路电流减小，电源内阻上分得的电压变小，电源路端电压增大，理想电压表V2的示数增大，故A正确； B．理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，据闭合电路欧姆定律可得 电路电流减小，则增大；理想电压表V1测量定值电阻两端的电压，据欧姆定律可得 理想电压表V2测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律可得 故 ，， 所以 故B错误； C．根据 可知电容器的电荷量Q增大，电容器充电，所以定值电阻中有从b流向a的瞬间电流，又 E增大，向上的电场力增大，则带电液滴将向上运动，故C正确； D．电源效率 滑动变阻器接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，电源效率变大，故D错误。 故选AC。 10. 在如图所示的U − I图像中，线段I为某电源路端电压与电流的关系图线，线段II为某一电阻R的U − I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　） A. R的阻值为1.5 Ω B. 电源电动势为3.0 V C. 电源的内阻为1.0 Ω D. 电阻R消耗的功率为1.5 W 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由题图两图线的交点知 故A正确； BC．线段I在纵轴上的截距表示电源电动势，即 斜率的绝对值表示电源内阻，即 故B正确，C错误； D．电阻R消耗的功率 故D正确。 故选ABD。 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为）、一个电流表（内阻为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下： （1）将器材如图（a）连接： （2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端（填“a”或“b”）； （3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数，得到多组数据； （4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为，与纵轴截距为，设单位角度对应电阻丝的阻值为，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________（用、、、、表示） （5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图（c）方框中画出实验电路图__________（电阻丝用滑动变阻器符号表示）； （6）利用测出的，可得该电池的电动势和内阻。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 【解析】 【分析】 【详解】（2）[1]开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的端。 （4）[2]设圆心角为时，电阻丝接入电路中的电阻为，根据闭合电路欧姆定律可知 整理得 结合图象的斜率和截距满足 ， 解得电源电动势和内阻为 （5）[3]实验器材中有定值电阻和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图 原理的简单说明： ① 将开关置于位置，读出电流表示数； ② 将开关置于电阻丝处，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为，读出此时角度θ ； ③ 此时，即可求得的数值。 12. 在测量电源电动势和内电阻的实验中，有电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.70Ω）；滑动变阻器R（10Ω，2A）。为了更准确地测出电源电动势和内阻，设计了如图所示的电路图。 ①如图所示在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在___________（选填“a”或“b”）处； ②在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U-I图线，由图可得该电源电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。 【答案】 ①. a ②. 1.5 ③. 1.0##1 【解析】 【详解】①[1]在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在a处； ②[2]由图可得该电源电动势 E=1.5V [3]内阻 四、解答题 13. 如图所示，虚线MN左侧有一电场强度为的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为的匀强电场，在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量为m，不计重力）无初速度地放入电场中的A点，A点到MN的距离为，最后电子打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求： （1）电子射出电场时的速度； （2）电子刚射出电场时的速度方向与AO连线夹角的正切值； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 电子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a，时间为，由牛顿第二定律可得 由匀变速直线运动可得， 代入数据联立解得 【小问2详解】 设粒子射出电场时平行电场方向的速度为，由牛顿第二定律得，电子进入电场时的加速度为，， 电子刚射出电场时的速度方向与AO连线夹角的正切值为 代入数据联立解得 14. 如图所示，绝缘水平面上固定一光滑绝缘的竖直圆弧轨道BCD，圆心为O，C点与圆心等高，D点为轨道的末端，半径，B点为圆弧轨道与水平面的切点，与水平方向的夹角，质量、电荷量的滑块静止在A点，已知，滑块与水平面间的动摩擦因数。某时刻在整个空间加上水平向右的电场强度的匀强电场，经过一段时间滑块从D点离开圆轨道后落在水平面上。滑块可视为质点，重力加速度，，规定B点电势为零。求： （1）滑块在圆轨道上的最小电势能； （2）滑块在水平面上由A运动到B的时间t； （3）滑块在D点时对轨道的压力大小。 【答案】（1）-3J （2）1.2s （3）6.4N 【解析】 【小问1详解】 电场力做正功，电势能减小，当电场力做正功最多时，电势能最小，可知，滑块在C点电势能最小，由于规定B点电势为零，从B到C过程有 ，， 解得 【小问2详解】 滑块在水平面上由A运动到B过程，根据牛顿第二定律有 根据位移公式有 解得 【小问3详解】 滑块从A运动到B过程，根据速度公式有 解得 滑块从B到D过程，根据动能定理有 滑块在D点有 根据牛顿第三定律有 解得 15. 如图甲所示，在直角坐标系的轴正半轴上，固定一个负点电荷，位置、电量均未知，其产生的电场仅在第二象限存在。在整个第三象限内，有平行于轴向上的匀强电场，电场强度为但大小未知。一质量为，电荷量为的正离子（不计重力）从轴负半轴距坐标原点处沿轴负方向以速度射入第三象限，之后从轴负半轴距坐标原点处进入第二象限后做匀速圆周运动，经过轴时，第一、四象限开始有周期性变化的电场，初始方向平行于轴正方向，其周期，与时间的关系如图乙所示，已知静电力常量为。求： （1）电场强度的大小； （2）负点电荷的位置、电量； （3）离子从轴正半轴到轴的时间。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 离子在第三象限做类平抛运动，则有 竖直方向有 水平方向有 解得 【小问2详解】 离子在第三象限完成类平抛运动时，速度的偏转角为。有 解得 离子在第二象限做匀速圆周运动，半径为，由几何关系得 负点电荷的位置为 离子在第二象限做匀速圆周运动，速度为，有 离子在第二象限做匀速圆周运动，静电力充当向心力，有 解得 【小问3详解】 离子到轴正半轴时距坐标原点，第1、4象限加速度大小 以向下为正方向，作出离子运动的图像。如图所示 ①在，离子向上位移 其速度为 ②在，离子竖直方向的总位移为0，之后竖直方向一直沿着轴负半轴运动； ③在，其位移有 ④在，其位移有 在，竖直向下总位移为； ⑤还剩下，则接下来，其位移为 说明离子在此期间穿过轴，设后经过到达轴，有 解得 从轴正半轴到轴的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $