精品解析：福建省平和广兆中学2025-2026学年高二上学期期中物理试题

2025-2026学年第一学期期中考试 高二物理 一、单项选择题∶ 本题共4小题，每小题4分，共16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. 关于静电场现象与规律，下列说法或判断正确的是（ ） A. 毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中得到了正电荷 B. 印刷课本时纸张间摩擦产生大量静电，印刷车间要保持干燥 C. 带电粒子仅在电场力作用下运动时，动能一定增加 D. 带电粒子仅在电场力作用下沿电场线运动，则轨迹一定为直线 2. 如图所示，某同学用两根材料相同的均匀导体串联接入电路，两个导体的长度相等，横截面积之比为1∶2，则（ ） A. 单位时间通过两根导体横截面的电荷量之比为1∶2 B. 两根导体中电子的定向移动速率之比为1∶1 C. 两根导体的电阻之比为2∶1 D. 两根导体两端的电压之比为1∶1 3. 如图所示，带电的乌云飘过某建筑物上空时，在避雷针周围形成电场，虚线a、b、c、d是等差等势面，实线是某正电荷在电场中的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点。不计电荷重力，则（ ） A. 云层下表面带正电 B. 正电荷在A点的加速度大于在B点的加速度 C. 正电荷在A点的速度大于在B点的速度 D. 正电荷在A点电势能大于在B点电势能 4. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为＋q的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度。下列说法正确的是（　　） A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动 D. 若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将不能到达B点 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为某款扫地机器人的主机，已知其电池容量，设其额定工作电压为U，额定工作电流为I，则（ ） A. 题中“”是电荷量的单位 B. 扫地机器人充满电后一次工作时间为 C. 扫地机器人正常工作时的机械功率小于IU D. 扫地机器人主机电动机的电阻等于 6. 如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计和一个变阻器组成，它们中一个是电压表，另一个是电流表，丙电路是由一个灵敏电流计和三个定值电阻、和组成的双量程电流表，则（ ） A. 甲表是电流表，R增大时量程增大 B. 乙表是电压表，R减小时量程减小 C. 丙表中只增大的阻值，两个量程均变大 D. 丙表中只增大的阻值，量程1变小，量程2变大 7. 如图所示，用不可伸长的绝缘轻质细丝将带电的小球C悬挂在固定点A，在A点正下方固定一带正电的点电荷B，小球C静止平衡稳定后，BC间距离为r，AB=AC=L，BC间库仑力大小为F。仅将小球C的电荷量减到原来的，待小球C重新静止平衡稳定后（ ） A. 小球C带负电 B. 细丝对小球C的拉力大小不变 C. BC间库仑力大小变为 D. BC间距离变为 8. 如图甲所示，电源电动势为，内阻为r，两个电压表均视为理想电表，电阻为压敏电阻（阻值随所受压力的增大而减小，用柔软的导线与其他电学元件相连且导线足够长），在其受压面上固定一物块。如图乙所示，一半圆柱的工件固定在实验桌面上，A为半圆水平直径的端点，B为半圆的最高点。闭合电键S，将物块和压敏电阻一起置于圆柱表面上，用方向始终沿圆弧的切线方向的力推物块，使物块和压敏电阻由点缓慢移动到B点，在此过程中，电压表的示数改变量大小为，电压表的示数改变量大小为分别是电压表示数，则（ ） A. 可能大于 B. 流过的电流变小 C. 电源的效率逐渐减小 D. 电源的输出功率逐渐增大 三、非选择题：共60分，其中9、10 为填空题，11、12为实验题，13-15为计算题。考生根据要求作答。 9. 某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，图线上过A点的切线交I轴于C点，加5 V电压时，导体的电阻约是________Ω，设导体形状不变，随着温度的升高，导体的电阻率_________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 10. 如图所示，点电荷A、B带电量分别为2q和-q，彼此相距4r，若在两点电荷连线中点O处放一个半径为r的金属球壳，静电力常量为k，球壳上的感应电荷在O处的场强大小为__________，方向___________（选填“O指向A”或“O指向B”）。 11. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按如图甲所示连接电路。单刀多掷开关S先跟1相接，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器将电流信息传入计算机，经处理后得到电流随时间变化的I－t图，如图乙所示。 （1）单刀多掷开关S先与1相接，稳定后再与2相接，则开关S与2相接后，电容器进行的是_______（选填“充电”或“放电”）过程。如果不改变电路其他参数，只将电阻换成一阻值更大的电阻，则该过程的时间将_______（选填“缩短”、“不变”或“延长”）。 （2）保持单刀多掷开关S接1，现将一块有机玻璃插入电容器两极板中间，则通过电阻R的电流方向为________（选填“a→b”或“b→a”）。 （3）让开关保持断开，将一带电粒子置于电容器两极板中间，粒子恰好处于静止状态。现将电容器下极板下移，则粒子将________（选填“向下运动”、“保持静止”或“向上运动”）。 12. 多用电表是一种多功能的测量工具，它能测量电阻、电压等多个电学量。实验小组用多用电表测量电源的电动势和内阻。器材有：待测电源（电动势约为8 V）， 定值电阻R0＝8.0 Ω，多用电表一只，电阻箱一只，连接实物如图甲所示。 （1）关于使用多用电表的欧姆挡测电阻，下列说法正确的是______； A. 进行欧姆调零时，红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到表盘左侧“0”刻度线处 B. 粗略测量二极管电阻时，若示数较小，则红表笔接触的是二极管的负极 C. 测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新欧姆调零后测量 D. 实验时，双手触碰表笔的金属杆会使测量值偏大 （2）用此多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。若所选挡位为直流电压2.5V挡，则示数为______V； （3）实验中测得并记录多组数据后，得到对应的图，如图丙所示，则该电源的内阻r＝______ Ω（结果保留三位有效数字）； （4）在不考虑实验偶然误差的情况下，这种方法中电源电动势的测量值 ______（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 13. 如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为的负电荷由A点移到B点，克服电场力做功0.1J，已知A、B两点间距为0.02m，两点连线与电场方向成角，求： （1）A、B两点间的电势差； （2）该匀强电场的电场强度E的大小； （3）若取A点的电势为0，则电荷量的正电荷在B点具有的电势能是多少？ 14. 如图所示，一电荷量带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的点，已知两板相距。合上开关后，小球静止时细线与竖直方向的夹角，电源电动势，电阻，电阻，。取。求： （1）流过电源的电流； （2）两板间的场强大小； （3）小球的质量。 15. 如图甲所示，在水平面C的上方，存在竖直平面内周期性变化的匀强电场，电场方向未知，变化规律如图乙所示。把一质量为m、带电荷的小球在时从A点以大小为的初速度水平向右抛出，经过一段时间后，小球以大小为的速度竖直向下经过B点，随后小球第一次经过A点正下方，且经过A点正下方时电场刚好第一次反向。已知AB之间的高度差为2h，水平距离为h，A点到水平面C的竖直距离为128h，重力加速度为g。求： （1）AB两点间的电势差； （2）匀强电场的场强的大小和方向； （3）小球到达水平面C时与A点的水平距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年第一学期期中考试 高二物理 一、单项选择题∶ 本题共4小题，每小题4分，共16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. 关于静电场现象与规律，下列说法或判断正确的是（ ） A. 毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中得到了正电荷 B. 印刷课本时纸张间摩擦产生大量静电，印刷车间要保持干燥 C. 带电粒子仅在电场力作用下运动时，动能一定增加 D. 带电粒子仅在电场力作用下沿电场线运动，则轨迹一定为直线 【答案】D 【解析】 【详解】A．摩擦起电的本质是电子的转移，毛皮带正电是因为摩擦过程中失去了电子，并非得到正电荷，故A错误； B．印刷车间摩擦产生的静电需要及时导走，应保持空气湿润，干燥环境会导致静电积累，易引发电火花等危险，故B错误； C．根据动能定理，电场力做功等于粒子动能变化量，若电场力方向与粒子运动方向夹角大于，电场力做负功，粒子动能减小，因此动能不一定增加，故C错误； D．曲线运动的条件是合力与速度方向不共线，若粒子仅在电场力作用下沿电场线运动，说明电场力（合力）与速度方向始终共线，因此电场线必为直线，粒子运动轨迹也一定为直线，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，某同学用两根材料相同的均匀导体串联接入电路，两个导体的长度相等，横截面积之比为1∶2，则（ ） A. 单位时间通过两根导体横截面的电荷量之比为1∶2 B. 两根导体中电子的定向移动速率之比为1∶1 C. 两根导体的电阻之比为2∶1 D. 两根导体两端的电压之比为1∶1 【答案】C 【解析】 【详解】A．两根导体串联，串联电路电流处处相等，单位时间通过横截面的电荷量，因此电荷量之比为，故A错误； B．电流的微观表达式为 材料相同则单位体积自由电子数相同，为电子电荷量，相同，因此定向移动速率与横截面积成反比，已知，得，故B错误； C．根据电阻定律 两导体电阻率、长度相同，电阻与横截面积成反比，因此，故C正确； D．串联电路中，电流相同，电压与电阻成正比，因此，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，带电的乌云飘过某建筑物上空时，在避雷针周围形成电场，虚线a、b、c、d是等差等势面，实线是某正电荷在电场中的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点。不计电荷重力，则（ ） A. 云层下表面带正电 B. 正电荷在A点的加速度大于在B点的加速度 C. 正电荷在A点的速度大于在B点的速度 D. 正电荷在A点电势能大于在B点电势能 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据正电荷在电场中的运动轨迹可知，正电荷受电场力大致向上，可知场强方向大致向上，则云层下表面带负电，A错误； B．因A点的等差等势面较B点稀疏，可知A点的场强较B点小，则正电荷在A点的加速度小于在B点的加速度，B错误； CD．正电荷从A到B电场力做负功，动能减小，电势能增大，即正电荷在A点的速度大于在B点的速度，正电荷在A点电势能小于在B点电势能，C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为＋q的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度。下列说法正确的是（　　） A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动 D. 若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将不能到达B点 【答案】B 【解析】 【详解】A．因为电场强度E＝，所以小球所受静电力大小也为mg，故小球所受合力大小为mg，方向斜向右下方，与竖直方向夹角为45°，故小球通过圆弧AD的中点时速度最小，此时满足mg＝m 因此小球在竖直面内做圆周运动的最小速度vmin＝ A项错误； B．由功能关系知，小球机械能的变化等于除重力之外的力所做的功，小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，运动到B点时，静电力做功最多，故运动到B点时小球的机械能最大，B项正确； C．小球在A点由静止开始释放后，将沿合外力方向做匀加速直线运动，C项错误； D．若将小球以的速度竖直向上抛出，由对称性知经时间t＝ 回到相同高度，其水平位移s＝·t2＝2L 故小球刚好运动到B点，D项错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为某款扫地机器人的主机，已知其电池容量，设其额定工作电压为U，额定工作电流为I，则（ ） A. 题中“”是电荷量的单位 B. 扫地机器人充满电后一次工作时间为 C. 扫地机器人正常工作时的机械功率小于IU D. 扫地机器人主机电动机的电阻等于 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据q=It，可知题中“”是电荷量的单位，A正确； B．扫地机器人充满电后一次工作时间为，因工作电流I未知，不能确定工作时间，B错误； C．扫地机器人正常工作时的总功率为IU，由于线圈内阻消耗部分电能，则输出的机械功率小于IU，C正确； D．扫地机器人主机电动机不是纯电阻，则其电阻不等于，D错误。 故选AC。 6. 如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计和一个变阻器组成，它们中一个是电压表，另一个是电流表，丙电路是由一个灵敏电流计和三个定值电阻、和组成的双量程电流表，则（ ） A. 甲表是电流表，R增大时量程增大 B. 乙表是电压表，R减小时量程减小 C. 丙表中只增大的阻值，两个量程均变大 D. 丙表中只增大的阻值，量程1变小，量程2变大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．甲图中灵敏电流计与并联，是改装电流表。设表的满偏电流为，内阻为，改装后当表满偏时，​总电流（量程） 故增大时，表满偏对应的总电流减小，量程减小，故A错误； B．乙图中灵敏电流计与串联，是改装电压表。当表满偏时，总电压（量程） R减小时总电压减小，量程减小。故B正确； CD．丙图中，表笔接负接线柱和1接线柱时，与、串联后与并联，满偏时 整理得量程 表笔接负接线柱和2接线柱时，与串联后与并联，满偏时 整理得量程 只增大时，、均增大，两个量程都变大，故C正确，D错误。 故选BC。 7. 如图所示，用不可伸长的绝缘轻质细丝将带电的小球C悬挂在固定点A，在A点正下方固定一带正电的点电荷B，小球C静止平衡稳定后，BC间距离为r，AB=AC=L，BC间库仑力大小为F。仅将小球C的电荷量减到原来的，待小球C重新静止平衡稳定后（ ） A. 小球C带负电 B. 细丝对小球C的拉力大小不变 C. BC间库仑力大小变为 D. BC间距离变为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．B带正电，小球C平衡时偏离竖直轴线远离B，说明B对C是排斥力，同种电荷相互排斥，因此C带正电，故A错误； B．对C受力分析：受竖直向下的重力、沿AC方向的绳子拉力、沿BC背离B的库仑斥力。三力平衡，力的矢量三角形与几何三角形相似，满足 已知，因此，重力不变，故细丝拉力大小始终不变，故B正确； CD．初始状态由相似三角形得 结合库仑定律 联立得 设C电荷量减为​后，BC间距为，库仑力为，同理可得 代入化简得 即 新库仑力，故C正确，D错误。 故选BC。 8. 如图甲所示，电源电动势为，内阻为r，两个电压表均视为理想电表，电阻为压敏电阻（阻值随所受压力的增大而减小，用柔软的导线与其他电学元件相连且导线足够长），在其受压面上固定一物块。如图乙所示，一半圆柱的工件固定在实验桌面上，A为半圆水平直径的端点，B为半圆的最高点。闭合电键S，将物块和压敏电阻一起置于圆柱表面上，用方向始终沿圆弧的切线方向的力推物块，使物块和压敏电阻由点缓慢移动到B点，在此过程中，电压表的示数改变量大小为，电压表的示数改变量大小为分别是电压表示数，则（ ） A. 可能大于 B. 流过的电流变小 C. 电源的效率逐渐减小 D. 电源的输出功率逐渐增大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由 得 ，得 因此 若，则​，题目说“可能大于”，符合条件，故A正确； B．对圆弧上的物块受力分析：设圆心与物块连线和水平方向的夹角为（从增大到，从到），重力沿法线方向的分量等于圆弧对物块的支持力。增大，增大，说明​受到的压力增大，根据压敏电阻的性质，的阻值逐渐减小，与并联，再和串联；测的电压，​测路端电压（外电路总电压）。 减小，因此并联总电阻​减小，外电路总电阻​减小，干路总电流（流过的电流）增大。 并联部分电压 增大，所以​减小；​不变，流过​的电流​​，因此​减小。干路电流，增大、减小，因此流过​的电流​一定增大，故B错误； C．电源效率​​，减小，因此逐渐减小，故C正确； D．电源输出功率在最大，题目未给出​和的初始关系，​逐渐减小时，输出功率可能增大、也可能减小，无法确定“逐渐增大”，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：共60分，其中9、10 为填空题，11、12为实验题，13-15为计算题。考生根据要求作答。 9. 某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，图线上过A点的切线交I轴于C点，加5 V电压时，导体的电阻约是________Ω，设导体形状不变，随着温度的升高，导体的电阻率_________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 【答案】 ①. 5 ②. 增大 【解析】 【详解】[1]根据欧姆定律，加5 V电压时，导体的电阻约是 [2]I−U图像中，点与原点连线的斜率  ​由图可知，随着电压升高，连线斜率逐渐减小，说明导体电阻随电压（温度）升高而增大。根据电阻定律 ，导体不变，因此温度升高时，导体的电阻率增大。 10. 如图所示，点电荷A、B带电量分别为2q和-q，彼此相距4r，若在两点电荷连线中点O处放一个半径为r的金属球壳，静电力常量为k，球壳上的感应电荷在O处的场强大小为__________，方向___________（选填“O指向A”或“O指向B”）。 【答案】 ①. ②. O指向A 【解析】 【详解】金属球壳处于两点电荷产生的电场中，由于静电感应达到静电平衡状态，其内部场强处处为零，那么球壳上感应电荷在球心O处产生的场强与两点电荷在O点的场强大小相等，方向相反。由点电荷的场强公式得2q和-q在O点产生的电场强度为，方向由A指向O 所以球壳上的感应电荷在O处的场强大小为，方向O指向A 11. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按如图甲所示连接电路。单刀多掷开关S先跟1相接，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器将电流信息传入计算机，经处理后得到电流随时间变化的I－t图，如图乙所示。 （1）单刀多掷开关S先与1相接，稳定后再与2相接，则开关S与2相接后，电容器进行的是_______（选填“充电”或“放电”）过程。如果不改变电路其他参数，只将电阻换成一阻值更大的电阻，则该过程的时间将_______（选填“缩短”、“不变”或“延长”）。 （2）保持单刀多掷开关S接1，现将一块有机玻璃插入电容器两极板中间，则通过电阻R的电流方向为________（选填“a→b”或“b→a”）。 （3）让开关保持断开，将一带电粒子置于电容器两极板中间，粒子恰好处于静止状态。现将电容器下极板下移，则粒子将________（选填“向下运动”、“保持静止”或“向上运动”）。 【答案】（1） ①. 放电 ②. 延长 （2）a→b （3）保持静止 【解析】 【小问1详解】 [1]开关S与2相接后，电容器进行的是放电过程。 [2]如果不改变电路其他参数，只将电阻换成一阻值更大的电阻，则放电电流会减小，放电的电荷量不变，根据可知该过程的时间将延长。 【小问2详解】 保持单刀多掷开关S接1，现将一块有机玻璃插入电容器两极板中间，根据可知电容器的电容变大，根据Q=CU可知，变大，则电容器充电，即通过电阻R的电流方向为a→b。 【小问3详解】 让开关保持断开，则电容器带电量不变，根据 可得，则将电容器下极板下移，则两极板间场强不变，粒子受力仍平衡，即粒子将保持静止。 12. 多用电表是一种多功能的测量工具，它能测量电阻、电压等多个电学量。实验小组用多用电表测量电源的电动势和内阻。器材有：待测电源（电动势约为8 V）， 定值电阻R0＝8.0 Ω，多用电表一只，电阻箱一只，连接实物如图甲所示。 （1）关于使用多用电表的欧姆挡测电阻，下列说法正确的是______； A. 进行欧姆调零时，红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到表盘左侧“0”刻度线处 B. 粗略测量二极管电阻时，若示数较小，则红表笔接触的是二极管的负极 C. 测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新欧姆调零后测量 D. 实验时，双手触碰表笔的金属杆会使测量值偏大 （2）用此多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。若所选挡位为直流电压2.5V挡，则示数为______V； （3）实验中测得并记录多组数据后，得到对应的图，如图丙所示，则该电源的内阻r＝______ Ω（结果保留三位有效数字）； （4）在不考虑实验偶然误差的情况下，这种方法中电源电动势的测量值 ______（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1）BC （2）1.45 （3）1.00 （4）小于 【解析】 【小问1详解】 A．进行欧姆调零时，红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指到表盘右侧“0”刻度线处，A错误； B．粗略测量二极管电阻时，若示数较小，则二极管加正向电压，因红表笔接内部电源的负极，则红表笔接触的是二极管的负极，B正确； C．测量电阻时如果指针偏转过大，说明待测电阻较小，倍率挡选择过高，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新欧姆调零后测量，C正确； D．实验时，双手触碰表笔的金属杆，相当于人体与电阻并联，会使测量值会偏小，D错误。 故选BC。 【小问2详解】 若所选挡位为直流电压2.5V挡，最小刻度为0.05V，则示数为1.45V； 【小问3详解】 由闭合电路欧姆定律 可得 由图像可知， 解得r=1.00Ω 【小问4详解】 若考虑欧姆表内阻影响，则表达式为 可得 则 而 可知 13. 如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为的负电荷由A点移到B点，克服电场力做功0.1J，已知A、B两点间距为0.02m，两点连线与电场方向成角，求： （1）A、B两点间的电势差； （2）该匀强电场的电场强度E的大小； （3）若取A点的电势为0，则电荷量的正电荷在B点具有的电势能是多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 将一电荷量为的负电荷由A点移到B点，克服电场力做功0.1J，根据电场力做功与电势差的关系可得 解得 【小问2详解】 根据，可得该匀强电场的电场强度大小为 【小问3详解】 若取A点的电势为0，根据 可得B点的电势为 则电荷量的正电荷在B点具有的电势能为 14. 如图所示，一电荷量带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的点，已知两板相距。合上开关后，小球静止时细线与竖直方向的夹角，电源电动势，电阻，电阻，。取。求： （1）流过电源的电流； （2）两板间的场强大小； （3）小球的质量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由于与平行金属板串联，小球静止后，该电路没有电流，电源与、、形成回路。其中，与并联，电阻 由闭合电路欧姆定律得 【小问2详解】 小球静止后，平行金属板之间的电压等于电源两端电压，所以 两板之间的场强大小 【小问3详解】 小球处于静止状态，受电场力、重力与绝缘细绳的拉力，三力平衡。 竖直方向上 水平方向上 所以 又有 所以 15. 如图甲所示，在水平面C的上方，存在竖直平面内周期性变化的匀强电场，电场方向未知，变化规律如图乙所示。把一质量为m、带电荷的小球在时从A点以大小为的初速度水平向右抛出，经过一段时间后，小球以大小为的速度竖直向下经过B点，随后小球第一次经过A点正下方，且经过A点正下方时电场刚好第一次反向。已知AB之间的高度差为2h，水平距离为h，A点到水平面C的竖直距离为128h，重力加速度为g。求： （1）AB两点间的电势差； （2）匀强电场的场强的大小和方向； （3）小球到达水平面C时与A点的水平距离。 【答案】（1）；（2），与水平方向成45°角斜向左下；（3） 【解析】 【详解】（1）AB的水平距离为h，AB的竖直距离为2h，从A到B的过程根据动能定理有 解得AB两点之间的电势差 （2）小球从A点以的初速度水平向右抛出，经过一段时间后，到达B点，小球的速度竖直向下，大小为，说明水平方向上减速运动，水平方向有 解得 方向水平向左；竖直方向有 解得 方向竖直向下。所以匀强电场的场强 方向与水平方向成45°角斜向左下。 （3）根据题意建立如图所示的坐标系 已知小球第一次经过A点正下方D点时电场刚好相反，可知A到D的运动时间为T，小球在水平方向运动时间具有对称性，即A到B和B到D所用时间相同 小球从A到B，在y轴上有 解得 到达D点时小球沿y轴方向的分速度为 则A到D沿y轴方向的位移为 小球第一次经过y轴的D点后电场反向，沿与x轴方向成45°指向右上方，小球在y轴上受力平衡，以的速度做匀速直线运动。沿x轴方向先匀减速后匀加速，根据运动的对称性可知恰好在2T时刻第二次经过A点正下方的E点，此过程沿y轴的位移为 经过E点后，2T~3T时间内电场再次反向，小球沿y轴以的初速度做匀加速直线运动，3T时刻第三次经过y轴，此时沿y轴的分速度为 2T~3T时间沿y轴的位移为 以此类推，从0时刻开始，每经过一个时间间隔T，小球就经过一次y轴，沿y轴的运动均为匀加速直线运动与匀速直线运动交替运动。3T~4T时间沿y轴的位移为 4T~5T时间沿y轴的位移为 以此类推，可得小球第n次经过y轴的总位移为 令，解得 可知小球在第5次经过y轴后从到达水平面，当时 则小球在第5次经过y轴位置到水平面的距离为 小球在第5次经过y轴之前竖直方向经历了2次匀速直线运动和3次匀加速直线运动，第5次经过y轴时沿y轴的分速度 小球在第5次经过y轴后沿y轴做匀速直线运动，从第5次经过y轴到水平面经历时间为 与对比可得 小球在第5次经过y轴后沿x轴负方向做匀减速直线运动，其位移为 由A到B的过程中，沿水平方向有 解得 小球到达水平面时与A点的水平距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $