精品解析：北京市育英学校2025-2026学年高二上学期期中物理试卷

2025-2026学年北京市育英学校高二（上）期中物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共30分。 1. 如图所示，半径为r的两个金属小球，球心间距离为4r，现使两球分别带上等量异种电荷，则两球间的静电力（　　） A. 等于 B. 大于 C. 等于 D. 大于 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，此时两个金属小球不能视为点电荷，由于异种电荷相吸，所以正电荷会分布在小球偏右侧位置，负电荷会分布在小球偏左侧位置，则此时+Q和-Q之间的平均距离大于2r且小于4r，根据库仑定律可知两球间的静电力 故选D。 2. 如图a，b，c是正点电荷一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定（　　） A. φa>φb>φc B. Ea>Eb>Ec C. φa-φb=φb-φc D. Ea=Eb=Ec 【答案】AB 【解析】 【详解】ABD．根据正点电荷产生的电场分布特点可知，正点电荷应位于a点左侧，且靠近点电荷的位置电场强度越大，电势越高，所以 故AB正确，D错误； C．根据 由于ab阶段电场强度较大，所以 即 故C错误。 故选AB。 3. 关于图中四幅图像的说法正确的是（　　） A. 甲图中，将带正电的小球靠近不带电的导体，再沿图中虚线将导体分割成、两部分后，所带电荷量小于所带电荷量 B. 乙图中，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，箔片会张开 C. 丙图中，处于静电平衡状态的导体腔的内外表面感应出等量异种电荷，导体壳内空腔电场强度为0 D. 丁图中，将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端并通过导线与大地相连制成避雷针，利用的是尖端放电原理 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电荷守恒定律，甲图中，将带正电的小球靠近不带电的导体，再沿图中虚线将导体分割成、两部分后，所带电荷量等于所带电荷量，故A错误； B．根据静电屏蔽，乙图中，用金属网把验电器罩起来，使其内部不受影响，故带电金属球靠近验电器，箔片不会张开，故B错误； C．丙图中，处于静电平衡状态的导体腔的外表面感应出等量异种电荷，内表面没有电荷，导体壳内空腔电场强度为0，故C错误； D．丁图中，将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端并通过导线与大地相连制成避雷针，利用的是尖端放电原理，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，A、B两点相距l，连线AB与电场强度方向的夹角为θ。将一电荷量为-q的试探电荷分别沿直线AB、折线ACB、曲线ADB从A点移动到B点，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷分别沿直线AB、折线ACB、曲线ADB从A点移动到B点，其电势能变化不同 B. 试探电荷从A点移动到B点过程，静电力做负功 C. 试探电荷沿ADB经过A、B点的电势差UAB<0 D. 试探电荷沿ACB运动过程中，电势能EPB<EPC 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场力做功与电荷移动路径无关，只与初末位置有关；电荷分别沿直线AB、折线ACB、曲线ADB从A点移动到B点，电场力做功相同，其电势能变化相同，故A错误； B．负电荷受电场力的方向与电场线方向相反，试探电荷从A点移动到B点过程，静电力做负功，故B正确； C．沿电场线方向电势降低，可知 试探电荷沿ADB经过A、B点的电势差 故C错误； D．沿电场线方向电势降低，可知 由电势能，又，可知 故D错误。 故选B。 5. 某金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长到横截面积为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为( ) A. 4ρ和4R B. ρ和4R C. ρ和2R D. 4ρ和2R 【答案】B 【解析】 【详解】电阻为R，现将它均匀拉长到横截面积为原来的一半，其材料和体积均不变，则长度为原来的2倍；根据，所以此时导体的电阻变为原来的4倍，即4R．由于电阻率与材料有关，所以电阻率不变．故选B． 【点睛】此题考查了影响电阻大小的因素，关键要知道导体电阻与长度成正比，与横截面积成反比．电阻率不受温度影响的材料，可以制成标准电阻． 6. 物理学中，对于多因素（多变量）的问题，可采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。如图所示，影响平行板电容器电容的因素有两极板的正对面积S，极板间的距离d以及极板间的介质。若极板所带电荷量不变，则关于静电计指针偏角的变化，下列说法正确的是（　　） A. 两极板间的电压越大，越小 B. 保持S，d不变，在极板间插入介质，则变大 C. 保持S以及极板间的介质不变，减小d，则变小 D. 保持d以及极板间的介质不变，减小S，则变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．两极板间的电压越大，越大，故A错误； B．平行板电容器的电容 可得 保持S，d不变，在极板间插入介质，U变小，变小，故B错误； C．保持S以及极板间的介质不变，减小d，U变小，变小，故C正确； D．保持d以及极板间的介质不变，减小S，U变大，变大，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带电粒子仅在静电力作用下通过该电场，图中虚线为了粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是（　　） A. 粒子经过a点时的动能大于经过b点时 B. 粒子一定带负电 C. 若粒子由a点向b点运动，则电场力做正功 D. a点场强小于b点场强 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．带电粒子只受静电力，根据合力指向轨迹的内侧和正电荷所受电场力方向与场强的方向相同，可知带电粒子带正电,由沿着电场方向电势降低，可知b点的电势的电势高于a点电势，所以带电粒子在b点电势能高于a点电势能，若粒子由a点向b点运动，根据电场力做功与电势能的关系，可知电场力做负功，根据只有电场力做功，带电粒子的电势能与动能之和不变，可知带电粒子在a点的动能高于b点的动能，A正确，BC错误； D．根据电场线的疏密表示电场的强弱，可知a点场强大于b点场强，故D错误。 故选A。 8. 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的点出现亮斑，如图所示。则此时（　　） A. 电极X和Y应带正电 B. 电极X′和Y应带正电 C. 电极X′和Y′应带正电 D. 电极X和Y′应带正电 【答案】A 【解析】 【详解】电子枪发射出的电子带负电。电子在偏转电场中受到的电场力方向指向电势高的极板（带正电的极板）。根据亮斑的位置可以推断电子在电极Y和Y′之间应受到指向Y的电场力，在电极X和X′之间应受到指向X的电场力，因此电极X和Y应带正电。 故选A。 9. 如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，图中虚线为以O为圆心的一组等间距的同心圆。一带电粒子以一定初速度射入点电荷的电场，实线为粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c为运动轨迹上的三点。则该粒子（　　） A. 带负电 B. 在c点受静电力最大 C. 在a点的电势能小于在b点的电势能 D. 由a点到b点的动能变化量大于由b点到c点的动能变化量 【答案】D 【解析】 【详解】A.根据图像中带电粒子的运动轨迹可知，该粒子带正电，故选项A错误； B.根据库仑定律可知 可知，距离中心电荷越近所受静电力越大，故选项B错误； C.由于从a点到b点电场力做正功，电势能减小，因此a点的电势能大于在b点的电势能，故选项C错误； D. 由a点到b点和b点到c点相比，由于点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，故a点到b点电场力做功多，动能变化大，故选项D正确。 故选D。 10. 以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉。如图为静电除尘的原理示意图，除尘器由金属管A和悬挂在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的两极，它们之间有很强的电场，空气中的气体分子被强电场电离成为电子和正离子。正离子被吸引到B上，得到电子，又成为分子。电子在向正极运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极上，最后在重力作用下，落入下面的漏斗中。有关这一物理情境下列说法正确的是（　　） A. 空气分子在距离金属丝B越近的地方越容易被电离 B. 带上负电的煤粉在向A运动的过程中做匀变速运动 C. 带上负电的煤粉在向A运动的过程中其运动轨迹为抛物线 D. 带上负电的煤粉在向A运动的过程中其电势能增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．在距离金属丝B越近的地方，电场越强，空气分子越容易被电离。A正确； BCD．带上负电的煤粉在向A运动的过程中，主要受到变化的电场力及重力的作用，合力的大小、方向均在变化，所以煤粉做的是变加速运动，轨迹不是抛物线，电场力做正功，电势能减少。BCD错误。 故选A。 二、多选题：本大题共4小题，共12分。 11. 图甲为某电场中的一条未标明方向的电场线，A、B为该电场线上的两点，一个电子以速度通过A点后能沿直线运动到B点，且到达B点时的速度恰为零，电子运动的图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. B点的电场强度一定小于A点的电场强度 B. 电子在A点的加速度一定等于在B点的加速度 C. 所给电场线的方向由A指向B D. 该电场可能是由A点左侧的正点电荷产生的 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由图像可知，电子从A到B做匀减速直线运动，加速度不变，所受静电力不变，电场为匀强电场，故A错误，B正确； C．电子所受的静电力方向从B指向A，故可知电场线的方向从A到B，故C正确； D．由于场强不变，所以该电场不可能是正点电荷产生的，故D错误。 故选BC。 12. 下面各种情况中，a，b两点的电势和电场强度均相等的是（ ） A. 如图甲，到点电荷距离相等的a，b两点 B. 如图乙，达到静电平衡时导体内部的a，b两点 C. 如图丙，带电平行板电容器中，与正极板不等距的a，b两点 D. 如图丁，两个等量异种电荷连线的中垂线上，与连线中点O等距的a，b两点 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在点电荷的电场中，到点电荷距离相等的 、 两点电势相等，但电场强度方向不同，因此电场强度不相等，故A错误； B．达到静电平衡时，导体是等势体，导体内部电场强度处处为零，所以导体内部 、 两点的电势和电场强度均相等，故B正确； C．带电平行板电容器两板间电场为匀强电场，、 两点电场强度相等；但沿电场线方向电势逐渐降低，、 与正极板距离不等，电势不相等，故C错误； D．等量异种电荷连线的中垂线上各点电势均为零，且关于连线中点 等距的、 两点电场强度大小相等、方向相同，所以电势和电场强度均相等，故D正确。 故选BD。 13. 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，此时导线中自由电子定向移动的平均速率为v。设导线在单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e。则在时间内（ ） A. 通过导线横截面的电荷量为ne B. 通过导线横截面的电荷量为 C. 通过导线横截面的自由电子数为 D. 通过导线横截面的自由电子数为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．时间内通过导线横截面的电荷量为，故A错误，B正确； CD．由 可得通过导线横截面的自由电子数为，故C正确，D错误。 故选BC。 14. 如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表，已知表头G的满偏电流为，定值电阻、的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为，当使用1和3两个端点时，电流表的量程为。下列说法正确的是（ ） A. B. C. 若仅使阻值变小，则和均变大 D. 若仅使阻值变小，则和均变大 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．设定值电阻 根据电路结构可知，，故A正确，B错误； CD．因为， 则当仅使阻值变小时，和均变大；当仅使阻值变小时，则变小，变大，故C正确，D错误。 故选AC。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 15. 在“测定金属的电阻率”的实验中： （1）请根据图甲给定电路图，用连线代替导线将图乙中的实验器材连接起来____________。 （2）依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于______端选填“左”或“右”。采用如图所示伏安法测值比真实值偏______选填“大”或“小”，其原因是电流表示数______流过金属丝的电流选填“大于”或“小于”。 （3）正确连接电路后，测量电压U和电流I，实验数据记录如表： 次数 1 2 3 4 5 6 7 UV 实验小组的同学在坐标纸上建立坐标系，如图丙所示，图中已标出了与测量数据对应的6个坐标点。请你在图中标出余下一组数据的对应点，并描绘出图线_______________。 【答案】（1） （2） ①. 左 ②. 小 ③. 大于 （3） 【解析】 【小问1详解】 用连线代替导线将图乙中的实验器材连接起来，如图所示 【小问2详解】 [1]为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于最大位置处，故应置于最左端； [2][3]采用如图所示伏安法测值比真实值偏小，其原因是由于电压表的分流作用，使得电流表示数大于流过金属丝的电流； 【小问3详解】 描绘出图线如图所示 16. 某兴趣小组利用如图1所示装置观察电容器的放电过程。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器可视为理想电流表将电流信息传入计算机，电流随时间变化图像如图2所示。 （1）在图2所示的电流随时间变化的图像中，曲线与两坐标轴围成的面积大小代表电容器的______。 A. 电容 B. 释放的电荷量 C. 两极间的电压 （2）实验中所用电阻的阻值为，时电容器两端电压约为______结果保留2位有效数字。若测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则电容器的电容约为______F。 （3）若只更换电阻R重复上述实验。当电阻为时，电容器放电的图像如图3中的虚线所示。若将电阻更换为，请在图3中用实线定性画出电容器放电的图像______________。 【答案】（1）B （2） ①. 1.2 ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 由电流定义式可得，可知曲线与两坐标轴围成的面积大小代表电容器释放的电荷量，故B正确，AC错误。 故选B。 【小问2详解】 由图2可知，时电路中的电流为，此时电阻两端的电压为： 放电的最大电流为，则最大电压为： 则电容器的电容为： 【小问3详解】 电阻对电流有阻碍作用，电阻越小，对电流的阻碍作用也越小，通过电阻的电流就越大，而电容器总的电荷量不变，根据可知，当换成阻值更小的电阻时，电容器放电时间变短，最终放电完毕，图像与坐标轴所围成的面积不变。作出的图像如图所示 四、计算题：本大题共4小题，共40分。 17. 两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的。一个带电粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。已知带电粒子的电荷为q，质量为m，忽略重力和空气阻力的影响，求： （1）极板间的电场强度E； （2）带电粒子在极板间运动的加速度a； （3）带电粒子的初速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据电场强度和电势差的关系，极板间场强 【小问2详解】 根据牛顿第二定律，该带电粒子在极板间运动的加速度 【小问3详解】 根据竖直方向上 且水平方向上 解得  【点睛】 18. 如图所示，一质量为，带电量大小为的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线与竖直方向成角。小球在运动过程电量保持不变，重力加速度。， （1）求电场强度E； （2）求细线拉力T； （3）若突然将细线剪断，求经过2s时小球的速度v大小。 【答案】（1），方向水平向右 （2），方向沿细线向上 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据受力分析，电场力 解得电场强度 方向水平向右。 【小问2详解】 根据三力平衡有，细线拉力 解得 方向沿细线向上。 【小问3详解】 剪断细线后，小球只受重力和电场力，所以两力的合力沿着绳的方向，小球做初速度为零的匀加速直线运动，此时小球受到的合力大小等于细线的拉力，为 由牛顿第二定律有 可得 由运动学公式 解得经过2s时小球的速度 方向与竖直方向夹角为斜向下。 19. 1913年，美国物理学家密立根用油滴实验证明电荷的量子性并测出电子的电荷量，由此获得了1923年度诺贝尔物理学奖。如图是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的金属极板，上极板中央有一小孔。用喷雾器将细小的油滴喷入密闭空间，这些油滴由于摩擦而带了负电。油滴通过上极板的小孔进入到观察室中，已知重力加速度为g，油滴的密度为。 （1）当两极板间电压为时，某一油滴恰好悬浮在两极板间静止将油滴视为半径为的球体。求： a.该油滴所带的电荷量； b.实验中发现，对于质量为m的油滴，如果改变它所带的电荷量q的大小，则能够使油滴达到平衡的电压必须是某些特定值，研究这些电压变化的规律可发现它们都满足方程：，式中，2，3，……。为达到平衡时的最大电压。此结果说明了什么？ （2）密立根是通过测量油滴在空气中下落的速度来测量油滴所带电荷量的。当两极板间的电压为U时，半径为r的带电油滴受到的重力、静电力和空气阻力平衡时，油滴以速度匀速上升；断开电源去掉两极板间电压，经过一段时间后观测到油滴以速度匀速下降。已知油滴受到的空气阻力的大小为，其中k为未知常数，v为油滴运动的速度大小。求油滴的电荷量q。 【答案】（1）a.；b. 此现象说明了油滴所带电量都是某一值的整数倍 （2） 【解析】 【小问1详解】 a.油滴悬浮时重力和静电力平衡 质量满足 解得 b.研究这些电压变化的规律可发现它们都满足方程，其中 整理得 ，其中 此现象说明了油滴所带电量都是某一值的整数倍 【小问2详解】 油滴匀速上升时：电场力向上，重力、阻力（与运动方向相反）向下，如图1所示 由平衡可知：  断开电源匀速下降时：重力向下，阻力向上，如图2所示 由平衡可知： 联立两式消去，代入油滴质量，整理得  20. 如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图，其主要结构有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后板使用绝缘材料，上、下板使用金属材料。图乙是该主要结构的截面图，上、下两板与输出电压可调的高压直流电源内电阻可忽略不计相连。质量为m、电荷量大小为q的分布均匀的带负电的尘埃无初速度地进入A、B两极板间的加速电场。已知A、B两极板间加速电压为，尘埃加速后全都获得相同的水平速度，此时单位体积内的尘埃数为n。尘埃被加速后进入矩形通道，当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时尘埃被收集。通过调整高压直流电源的输出电压U可以改变收集效率被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值。尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用均可忽略不计。在该装置处于稳定工作状态时： （1）求单个尘埃被A、B两极板间的加速电场加速后的动能； （2）若所有进入通道的尘埃都被收集，求通过高压直流电源的电流； （3）请推导出收集效率随高压直流电源输出电压U变化的函数关系式。 【答案】（1） （2） （3）； 【解析】 【小问1详解】 设电荷经过极板B的速度大小为，对于一个尘埃通过加速电场过程中，加速电场做功为 对于一个尘埃通过加速电场过程，根据动能定理可得 故解得 【小问2详解】 若所有进入矩形通道的尘埃都被收集，则时间内碰到下极板的尘埃的总电荷量 通过高压直流电源的电流 【小问3详解】 对某一尘埃，其在高压直流电源形成的电场中运动时，在垂直电场方向做速度为的匀速直线运动，在沿电场力方向做初速度为0的匀加速直线运动，根据运动学公式有： 垂直电场方向位移 沿电场方向位移 根据牛顿第二定律有 距下板y处的尘埃恰好到达下板的右端边缘，则 解得 若，即，则收集效率 若，即，则所有的尘埃都到达下极板，效率为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年北京市育英学校高二（上）期中物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共30分。 1. 如图所示，半径为r的两个金属小球，球心间距离为4r，现使两球分别带上等量异种电荷，则两球间的静电力（　　） A. 等于 B. 大于 C. 等于 D. 大于 2. 如图a，b，c是正点电荷一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以断定（　　） A. φa>φb>φc B. Ea>Eb>Ec C. φa-φb=φb-φc D. Ea=Eb=Ec 3. 关于图中四幅图像的说法正确的是（　　） A. 甲图中，将带正电的小球靠近不带电的导体，再沿图中虚线将导体分割成、两部分后，所带电荷量小于所带电荷量 B. 乙图中，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，箔片会张开 C. 丙图中，处于静电平衡状态的导体腔的内外表面感应出等量异种电荷，导体壳内空腔电场强度为0 D. 丁图中，将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端并通过导线与大地相连制成避雷针，利用的是尖端放电原理 4. 如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，A、B两点相距l，连线AB与电场强度方向的夹角为θ。将一电荷量为-q的试探电荷分别沿直线AB、折线ACB、曲线ADB从A点移动到B点，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷分别沿直线AB、折线ACB、曲线ADB从A点移动到B点，其电势能变化不同 B. 试探电荷从A点移动到B点过程，静电力做负功 C. 试探电荷沿ADB经过A、B点的电势差UAB<0 D. 试探电荷沿ACB运动过程中，电势能EPB<EPC 5. 某金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长到横截面积为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为( ) A. 4ρ和4R B. ρ和4R C. ρ和2R D. 4ρ和2R 6. 物理学中，对于多因素（多变量）的问题，可采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。如图所示，影响平行板电容器电容的因素有两极板的正对面积S，极板间的距离d以及极板间的介质。若极板所带电荷量不变，则关于静电计指针偏角的变化，下列说法正确的是（　　） A. 两极板间的电压越大，越小 B. 保持S，d不变，在极板间插入介质，则变大 C. 保持S以及极板间的介质不变，减小d，则变小 D. 保持d以及极板间的介质不变，减小S，则变小 7. 如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带电粒子仅在静电力作用下通过该电场，图中虚线为了粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是（　　） A. 粒子经过a点时的动能大于经过b点时 B. 粒子一定带负电 C. 若粒子由a点向b点运动，则电场力做正功 D. a点场强小于b点场强 8. 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的点出现亮斑，如图所示。则此时（　　） A. 电极X和Y应带正电 B. 电极X′和Y应带正电 C. 电极X′和Y′应带正电 D. 电极X和Y′应带正电 9. 如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，图中虚线为以O为圆心的一组等间距的同心圆。一带电粒子以一定初速度射入点电荷的电场，实线为粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c为运动轨迹上的三点。则该粒子（　　） A. 带负电 B. 在c点受静电力最大 C. 在a点的电势能小于在b点的电势能 D. 由a点到b点的动能变化量大于由b点到c点的动能变化量 10. 以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉。如图为静电除尘的原理示意图，除尘器由金属管A和悬挂在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的两极，它们之间有很强的电场，空气中的气体分子被强电场电离成为电子和正离子。正离子被吸引到B上，得到电子，又成为分子。电子在向正极运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极上，最后在重力作用下，落入下面的漏斗中。有关这一物理情境下列说法正确的是（　　） A. 空气分子在距离金属丝B越近的地方越容易被电离 B. 带上负电的煤粉在向A运动的过程中做匀变速运动 C. 带上负电的煤粉在向A运动的过程中其运动轨迹为抛物线 D. 带上负电的煤粉在向A运动的过程中其电势能增大 二、多选题：本大题共4小题，共12分。 11. 图甲为某电场中的一条未标明方向的电场线，A、B为该电场线上的两点，一个电子以速度通过A点后能沿直线运动到B点，且到达B点时的速度恰为零，电子运动的图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. B点的电场强度一定小于A点的电场强度 B. 电子在A点的加速度一定等于在B点的加速度 C. 所给电场线的方向由A指向B D. 该电场可能是由A点左侧的正点电荷产生的 12. 下面各种情况中，a，b两点的电势和电场强度均相等的是（ ） A. 如图甲，到点电荷距离相等的a，b两点 B. 如图乙，达到静电平衡时导体内部的a，b两点 C. 如图丙，带电平行板电容器中，与正极板不等距的a，b两点 D. 如图丁，两个等量异种电荷连线的中垂线上，与连线中点O等距的a，b两点 13. 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，此时导线中自由电子定向移动的平均速率为v。设导线在单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e。则在时间内（ ） A. 通过导线横截面的电荷量为ne B. 通过导线横截面的电荷量为 C. 通过导线横截面的自由电子数为 D. 通过导线横截面的自由电子数为 14. 如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表，已知表头G的满偏电流为，定值电阻、的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为，当使用1和3两个端点时，电流表的量程为。下列说法正确的是（ ） A. B. C. 若仅使阻值变小，则和均变大 D. 若仅使阻值变小，则和均变大 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 15. 在“测定金属的电阻率”的实验中： （1）请根据图甲给定电路图，用连线代替导线将图乙中的实验器材连接起来____________。 （2）依据完成的实物连接图，为了保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片P应置于______端选填“左”或“右”。采用如图所示伏安法测值比真实值偏______选填“大”或“小”，其原因是电流表示数______流过金属丝的电流选填“大于”或“小于”。 （3）正确连接电路后，测量电压U和电流I，实验数据记录如表： 次数 1 2 3 4 5 6 7 UV 实验小组的同学在坐标纸上建立坐标系，如图丙所示，图中已标出了与测量数据对应的6个坐标点。请你在图中标出余下一组数据的对应点，并描绘出图线_______________。 16. 某兴趣小组利用如图1所示装置观察电容器的放电过程。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器可视为理想电流表将电流信息传入计算机，电流随时间变化图像如图2所示。 （1）在图2所示的电流随时间变化的图像中，曲线与两坐标轴围成的面积大小代表电容器的______。 A. 电容 B. 释放的电荷量 C. 两极间的电压 （2）实验中所用电阻的阻值为，时电容器两端电压约为______结果保留2位有效数字。若测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则电容器的电容约为______F。 （3）若只更换电阻R重复上述实验。当电阻为时，电容器放电的图像如图3中的虚线所示。若将电阻更换为，请在图3中用实线定性画出电容器放电的图像______________。 四、计算题：本大题共4小题，共40分。 17. 两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的。一个带电粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。已知带电粒子的电荷为q，质量为m，忽略重力和空气阻力的影响，求： （1）极板间的电场强度E； （2）带电粒子在极板间运动的加速度a； （3）带电粒子的初速度。 18. 如图所示，一质量为，带电量大小为的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线与竖直方向成角。小球在运动过程电量保持不变，重力加速度。， （1）求电场强度E； （2）求细线拉力T； （3）若突然将细线剪断，求经过2s时小球的速度v大小。 19. 1913年，美国物理学家密立根用油滴实验证明电荷的量子性并测出电子的电荷量，由此获得了1923年度诺贝尔物理学奖。如图是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的金属极板，上极板中央有一小孔。用喷雾器将细小的油滴喷入密闭空间，这些油滴由于摩擦而带了负电。油滴通过上极板的小孔进入到观察室中，已知重力加速度为g，油滴的密度为。 （1）当两极板间电压为时，某一油滴恰好悬浮在两极板间静止将油滴视为半径为的球体。求： a.该油滴所带的电荷量； b.实验中发现，对于质量为m的油滴，如果改变它所带的电荷量q的大小，则能够使油滴达到平衡的电压必须是某些特定值，研究这些电压变化的规律可发现它们都满足方程：，式中，2，3，……。为达到平衡时的最大电压。此结果说明了什么？ （2）密立根是通过测量油滴在空气中下落的速度来测量油滴所带电荷量的。当两极板间的电压为U时，半径为r的带电油滴受到的重力、静电力和空气阻力平衡时，油滴以速度匀速上升；断开电源去掉两极板间电压，经过一段时间后观测到油滴以速度匀速下降。已知油滴受到的空气阻力的大小为，其中k为未知常数，v为油滴运动的速度大小。求油滴的电荷量q。 20. 如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图，其主要结构有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后板使用绝缘材料，上、下板使用金属材料。图乙是该主要结构的截面图，上、下两板与输出电压可调的高压直流电源内电阻可忽略不计相连。质量为m、电荷量大小为q的分布均匀的带负电的尘埃无初速度地进入A、B两极板间的加速电场。已知A、B两极板间加速电压为，尘埃加速后全都获得相同的水平速度，此时单位体积内的尘埃数为n。尘埃被加速后进入矩形通道，当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时尘埃被收集。通过调整高压直流电源的输出电压U可以改变收集效率被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值。尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用均可忽略不计。在该装置处于稳定工作状态时： （1）求单个尘埃被A、B两极板间的加速电场加速后的动能； （2）若所有进入通道的尘埃都被收集，求通过高压直流电源的电流； （3）请推导出收集效率随高压直流电源输出电压U变化的函数关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $