精品解析:新疆维吾尔自治区喀什第二中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试题
2026-10-08
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内容正文:
2026-2027学年度高中物理10月月考卷
复习卷
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,用铅笔把答题卡上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。
第I卷(选择题)
一、单选题(1-8小题单选,每题4分)
1. 下列是某同学对概念、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
C. 根据电阻的定义式电阻的阻值与U成正比,与I成反比。
D. 根据电阻的决定式可知,仅将减半,电阻将变为原来的一半
【答案】D
【解析】
【详解】A. 电场强度由电场本身决定,与试探电荷的电荷量无关,A错误。
B. 电容由电容器的结构(如极板面积、间距、介质)决定,与和无关,B错误。
C. 电阻由导体材料、长度、横截面积决定,与和无关,C错误。
D. 根据电阻决定式,仅将减半,电阻将变为原来的一半,D正确。
故选D。
2. 如图所示,水平向右的匀强电场中的a、b两点电势分别为、,a、b间连线长度为,与电场方向间的夹角为。则匀强电场的电场强度大小为( )
A. 50V/m B. 100V/m C. 200V/m D. 400V/m
【答案】D
【解析】
【详解】、两点沿电场线方向的距离
所以电场强度
故选D。
3. 如图所示,电荷量为q的正点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心,垂线上的A、B两点到薄板的距离均为d。已知B点的电场强度为0,静电力常量为,则A点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由于B点处的合场强为零,所以带电薄板在B处产生的场强与点电荷在B处产生的场强大小相等均为,方向相反,由带电薄板产生场强的特点可知,薄板在A点产生的场强大小等于,方向与q在A点产生的方向相同。因此A点的电场强度大小为
故选C。
4. 夏季雷雨天气频发,图甲为楼顶避雷针遭遇雷电时的实景示意图,图乙为带负电的雷雨云下方,避雷针尖端附近的等差等势线分布图,下列说法正确的是( )
A. 避雷针尖端的电场强度比A点的小
B. 电势高低关系为
C. 空气中的负离子会向避雷针尖端运动
D. 由于避雷针接地良好,故其尖端附近的电场强度为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小,等差等势线越密,电场强度越大。避雷针尖端的等势线较A点更密集,因此避雷针尖端的电场强度比A点的大,故A错误;
B.雷雨云带负电,电场线由避雷针尖端(高电势)指向云层(低电势),电势沿电场线方向降低,因此电势关系为,故B错误;
C.雷雨云带负电,避雷针尖端感应出正电荷,电场方向由尖端(高电势)指向云层(低电势)。空气中的负离子受力方向与电场强度方向相反,因此会向避雷针尖端运动,故C正确;
D.避雷针接地后,尖端的感应电荷会被导走,但云层仍带负电,会持续在尖端感应出正电荷,形成强电场,故其尖端附近的电场强度不为零,故D错误。
故选C。
5. 如图1所示为示波管的结构图,若偏转电极和之间没有加电压,电子束从电子枪射出后沿直线运动,在荧光屏中心产生一个亮斑。现在偏转电极加上如图2所示的电压,在偏转电极加上不同的电压,则在荧光屏上看到的波形对应正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.为恒定电压,说明X方向偏转量固定,所有点的横坐标不变,最终波形应为一条竖直直线,不可能出现X方向延伸的正弦曲线,故AB错误;
C.内为正恒定值,X坐标固定为正,这段时间完成正半周变化,只能在X正位置得到一段竖直短线;内为负恒定值,X坐标固定为负,完成负半周变化,只能在X负位置得到一段竖直短线,不会得到C图中X方向展开的双波形,故C错误;
D.是周期与相同的锯齿波扫描电压,X偏转位移与时间成正比(X坐标代表时间),Y偏转位移对应每个时刻的大小,最终会在荧光屏上展开得到一个完整的、与变化规律一致的正弦波形,故D正确。
故选D。
6. 某静电场在轴上的电场强度随的变化关系如图所示,轴正方向为电场强度正方向,其中、、、是间隔相等的四点,选无穷远处电势为零。则下列说法正确的是( )
A. 处电势最大
B. 和处电势相等
C. 、两点之间的电势差小于、两点之间的电势差
D. 负点电荷由运动到的过程中,电场力先做正功后做负功
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由题意可知,电场强度方向沿轴正方向,选无穷远处电势为零,根据沿着电场线方向电势降低,由图像可知,处电势不是零,处电势高于处电势,故AB错误;
C.由可知,图线与轴所围的面积表示电势差,则、两点之间的电势差小于、两点之间的电势差,故C正确;
D.负点电荷由运动到的过程中,由于轴正方向为电场强度正方向,所以负电荷受到电场力方向沿轴负方向,则电场力对负电荷做负功,故D错误。
故选C。
7. 某一导体因温度变化而得出的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示,下列说法正确的是( )
A. A点对应的导体的电阻为120 Ω
B. B点对应的导体的电阻为8 Ω
C. 在AB段,导体的电阻因温度的影响变化了20 Ω
D. 在AB段,导体的电阻率随电压的增大而减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.A点坐标为,,根据导体电阻的定义式
代入得,故A错误;
B.B点坐标为,,根据导体电阻的定义式
代入得,故B错误;
C.结合前面的解析可知:,,所以电阻变化量为,故C正确;
D.根据电阻定律,导体的不变,R随电压增大而增大,说明电阻率随电压增大(导体温度升高)而增大,并非减小,D错误。
故选 C。
8. 金属导线之所以能够导电是因为内部有自由移动的电子。当加上电压后,内部形成电场,电子受到电场力的作用定向运动。而金属导线内部对电子的运动有阻碍作用。当电场力和阻力平衡时,认为有恒定的电流。一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位长度自由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e,在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】 题目给出单位长度自由电子数为,电子定向平均速率为,时间内,通过横截面的电子总长度为,对应总电荷量
因此电流:
导体的电阻为
导体两端的电压为
场强为
联立解得
故选A。
二、多选题(9-12小题多选,每题4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
9. 如图所示为某电场中x轴上电势φ随x变化的图像,一个带电粒子在x=0处由静止释放,仅受电场力作用沿x轴正方向运动,且以一定的速度通过处,则下列说法正确的是( )
A. 和处的电场强度均为零
B. 和之间的场强方向不同
C. 粒子从x=0到过程中,电势能先增大后减小
D. 粒子从x=0到过程中,加速度先减小后增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.图像的切线斜率表示场强,其绝对值越大,则场强越大,可知两处的电场强度均不为零,故A错误;
B.从到电势先升高后降低,由沿电场线方向电势逐渐降低可知,和之间的场强方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向,所以和之间的场强方向不同,故B正确;
C.粒子在处由静止沿x轴正方向运动,表明粒子开始时的运动方向与电场力方向相同,则电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,故C错误;
D.由图像的切线斜率表示场强可知,从到过程中,电场强度先减小后增大,根据牛顿第二定律可知粒子的加速度先减小后增大,故D正确。
故选BD。
10. 在M、N两点放置等量异种点电荷如图所示,是两电荷的连线,是两电荷连线的中垂线,O是垂足。下列说法正确的是( )
A. 中点的电场比中点的电场强
B. O点的电场与上各点相比是最弱的
C. 正电荷从O点移动到H点,加速度先增大后减小
D. 若将处换为+Q,由静止释放的电子从运动到电场力先做正功后做负功
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据等量异种点电荷电场线的分布规律,利用对称性可知,OM中点电场线分布的密集程度与ON中点电场线分布的密集程度相同,则OM中点的电场强度与ON中点的电场强度相同,故A错误;
B.根据等量异种点电荷电场线的分布规律可知,在MN连线上,O点电场线分布的密集程度最小,则O点的电场与MN上各点相比是最弱的,故B正确;
C.根据等量异种点电荷电场线的分布规律可知,从O点到H点,电场线分布的密集程度逐渐减小,则电场强度逐渐减小,正电荷从O点移动到H点,电场力逐渐减小,则加速度逐渐减小,故C错误;
D.若将处换为+Q,根据等量同种点电荷电场线的分布规律可知,从到,电场强度方向先向上后向下,则静止释放的电子从运动到所受电场力方向先向下后向上,则电场力先做正功后做负功,故D正确。
故选BD。
11. 图中虚线代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面上的电势为0,一电子经过时的动能为,经过时的动能为,全过程中仅受到电场力作用。下列说法正确的是( )
A. 平面上的电势为
B. 该电子经过平面时,其电势能为
C. 该电子经过平面时,其动能为
D. 该电子可能到达不了平面
【答案】CD
【解析】
【详解】A.电子从平面到平面动能减少,电场力做负功,可知匀强电场的场强方向垂直等势面向右,设电子的电荷量为,对电子从平面到平面,由能量守恒定律有
得
依题意,等势面间距离相等,由,知相邻等势面之间的电势差大小相等,设为
有
得,依题意,平面上的电势为0,则匀强电场的电势分布如图所示
可得平面上的电势为,A错误;
B.根据前面分析,由
得该电子经过平面时,其电势能,B错误;
C.依题意,电子运动全过程中仅受到电场力作用,则系统的总能量为电子的动能和势能之和,电子在平面时,有,其中
得,电子经过平面时,,则其动能为,C正确;
D.设电子沿电场线方向运动,到达平面时的动能为,从平面到平面,由能量守恒定律
有
得,若电子的入射方向与电场线有夹角,电子可能会在到达前沿电场方向的分速度减为零,垂直电场方向的分速度不变,动能为,随后返回,故电子可能到达不了平面,D正确。
故选CD。
12. 如图甲所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔,右极板电势随时间变化的规律如图乙所示,电子原来静止在左极板小孔处,不计电子的重力,下列说法正确的是( )
A. 在t=0时刻释放电子,电子始终向右运动,直到打到右极板上
B. 在t=0时刻释放电子,电子可能在两板间做往复运动
C. 在时刻释放电子,电子可能在两板间做往复运动,也可能打到右极板上
D. 在时刻释放电子,电子必然从左极板小孔向左飞出
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设两极板间距为,电子质量为,若t=0时刻释放电子,电子加速度为
在前内,电子将先加速,接下来的,电场反向,电子将以大小相等的加速度做减速运动,由于加速度大小相等,两段时间相等,电子会向右减速到0,然后电子将重复上述运动,直到打到右极板上,即电子始终向右运动,不会在两板间做往复运动,故A正确,B错误;
C.若在时刻释放电子,电子先加速,再减速,有可能在此过程中电子已到达右极板,若此时未到达右极板,则电子将向相反的方向先加速后减速,并在两极板间往复运动,故C正确;
D.同理,若在时刻释放电子,电子在时间内向右加速运动,在时间内向右减速,这两段时间内有可能到达右极板,若此时没有到达右极板则也有可能从左极板射出,这取决于两板间的距离,故D错误。
故选AC。
第II卷(非选择题)
三、实验题(共 14 分)
13. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图甲中,A是一个带正电的小球,系在绝缘丝线上带正电的小球B会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。
(1)该探究实验用到的实验方法是__________
(2)他们分别进行了以下操作。
①把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的P1、P2、P3等位置,小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小,由此可得,两小球所带电荷量不变时,距离增大,两小球间静电力__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
②使小球B处于同一位置,增大小球A所带的电荷量,小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大,由此可得,两小球距离不变时,电荷量增大,两小球间静电力__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)接着该组同学又进行了如下实验,如图乙所示,悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球B,在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A,当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上,B受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为,若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2,θ分别为和,则为__________。
【答案】(1)控制变量法
(2) ①. 减小 ②. 增大
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意保持电荷量不变,只改变距离,研究力的变化情况,或者保持距离不变,改变电荷量,研究力的变化情况,所以用的是控制变量法。
【小问2详解】
[1]设细线与竖直方向夹角为,根据平衡条件
故由图可得,两小球所带电量不变时,距离增大,细线与竖直方向夹角减小,静电力减小。
[2]同理,当图中小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大,则两小球间静电力增大。
【小问3详解】
对小球B受力分析,根据库仑定律结合平衡条件有
解得
可得两次实验中A的电量之比为
14. 随着传感器技术的不断进步,传感器在中学实验室逐渐普及。在电流传感器观察电容器的放电过程实验中,图甲为该实验电路图,其中电源电压为4V。先将开关接1挡位为电容器充电,待电容器充满电后再将开关接到2挡,利用传感器记录电容器放电过程,得到该电容器放电过程的图像如图乙。
(1)下列说法正确的是( )
A. 电容器放电的过程中,电容器两极板间的场强不断变小
B. 电容器充电的过程中,电路中的电流不断增大
C. 电容器充电的过程中,负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板
D. 电容器放电的过程中,电容器把储存的电能转化为其他形式的能量
(2)放电过程中电压表的示数U随时间t变化的图像为( )
A. B.
C. D.
(3)根据以上数据估算,电容器在整个放电过程中释放的电荷量为______C。该电容器的电容为______F。(结果保留两位小数)
(4)不改变电路其他参数,只增大电阻R的阻值,则此过程的I-t曲线与坐标轴围成的面积将________(选填“减小”、“不变”或“增大”)。
【答案】(1)AD (2)C
(3) ①. #### ②. ####
(4)不变
【解析】
【小问1详解】
AD.电容器放电的过程中,电容器所带电荷量逐渐减小,电压减小,两板间距不变,则两极板间的场强不断变小,电容器把储存的电能转化为电路中其他形式的能量,故A、D正确;
BC.电容器充电的过程中,随着电容器的电压不断增大,电路中的电流不断减小,充电过程中,负电荷由电源的负极移动到电容器的负极板,故B、C错误。
故选AD。
【小问2详解】
设电容器充满电后所带电量为,电容器放电过程,其两极板不断释放电荷,电容器的带电量逐渐减小,电路中电流逐渐减小,极板所带电荷量减少的趋势逐渐减缓;电容大小只跟本身结构有关,放电过程保持不变;由公式可知,两极板电压不断减小,且减小的趋势逐渐减缓,最终为零。
故选C。
【小问3详解】
[1][2]因电荷量
根据图像的含义,可知图线与时间轴所围的面积表示整个放电过程中释放的电荷量,根据横轴与纵轴的数据可知,时间轴每格代表0.2秒,电流轴每格代表0.2毫安,一个格子所表示的电荷量为
共有42格,所以释放的电荷量是
则电容器的电容为
考虑到数格子的估读左右偏差1格,计算出的释放的电荷量可为或或,对应电容器的电容可为或或。
【小问4详解】
不改变电路其他参数,电容器带电量不变,则只增大电阻R的阻值,则此过程的I-t曲线与横轴围成的面积将不变。
四、解答题(本题共 3 小题,共 40 分,解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分)
15. 如图所示,在水平向左的匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径,电场强度的大小为。一带电荷量的小滑块质量为,与水平轨道间的动摩擦因数,滑块从水平轨道上某处由静止释放,小滑块恰好运动到半圆形轨道的最高点C。g取,求:
(1)滑块在水平轨道上由静止释放的位置离N点的距离
(2)滑块通过半圆形轨道中点P点时对轨道压力大小
(3)小滑块经过C点后的落地点离N点的距离。
【答案】(1)
(2),方向水平向左
(3)
【解析】
【小问1详解】
小滑块在C点时,重力提供向心力,有
代入题中数据,解得
整个过程,由动能定理得
解得
【小问2详解】
滑块从初位置到达P点,由动能定理得
滑块到达P点时轨道对滑块的弹力和电场力的合力提供向心力,有
联立解得
由牛顿第三定律,P点时滑块对轨道压力大小为
方向水平向左。
【小问3详解】
滑块经C点后,竖直方向做自由落体运动
滑块水平方向做匀减速运动,则有,
联立解得
16. 如图所示,真空中有A、B、C三个点组成的一个等边三角形,边长。在C点固定一电量的点电荷,在B点固定一个点电荷,静电力常量,求:
(1)求A点的合场强大小及方向;
(2)若在A点放置一个电量的点电荷,则它受到的电场力是多大?
【答案】(1),水平向左;(2)
【解析】
【详解】(1)由点电荷场强公式有
代入数据得
点电荷产生的电场强度大小
根据平行四边形定则有
代入数据得
方向水平向左。
(2)电荷在C处受到的电场力
代入数据得
17. 如图甲所示,某装置中,n个横截面积相同的金属圆筒依次排列,其中心轴线在同一直线上。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示,图乙中电压的绝对值为,周期为T。在时,奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值,此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)中央的一个电子,在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速,沿中心轴线冲进圆筒1,为使电子在各个间隙中都能恰好不断加速,圆筒长度的设计必须遵照一定的规律依次增加。电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。若已知电子的质量为m、电子电荷量为,偏转电场由两块相同的平行金属极板A与B组成,A、B的长度均为L,相距为d,把两板间的电场看作匀强电场。电子从直线加速器射出后,沿两板中线自M点射入偏转电场中,最后从上极板边缘N点射出偏转电场。求:
(1)电子在第n个金属圆筒中运动的速度大小;
(2)第n个金属圆筒的长度;
(3)若极板间的电压为,则电子在加速器中加速了多少次?
【答案】(1)
(2) (3)16次
【解析】
【小问1详解】
电子每次经过一个间隙,电场力做功,经过个间隙后,总动能为:
由动能定理:
解得:
【小问2详解】
电子在圆筒中做匀速直线运动,且在每个圆筒中的运动时间为(半个周期),因此第个圆筒的长度为:
整理得:
【小问3详解】
电子进入偏转电场时的速度为,在偏转电场中做类平抛运动
水平方向:
竖直方向:,其中加速度
联立得:
化简得:
代入,得
又由(1)知,因此:
求得
18. 在竖直平面内有水平向右、场强为的匀强电场。电场中有一根长的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系质量为1kg的带电小球,小球静止时细线与竖直方向成37°角。如图所示。给小球一个初速度让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动,取小球静止时的位置为电势能和重力势能的零点(,,,),小球视为质点,如果小球恰好能做完整的圆周运动,求:(计算结果保留3位有效数字)
(1)小球所带电量;
(2)小球运动过程中动能的最小值;
(3)小球运动过程中机械能的最小值;
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球静止时,对小球进行受力分析,可得
解得小球所带电量为
【小问2详解】
如果小球恰能做圆周运动,在等效最高点B(B点与静止的点关于O点对称)时动能最小,该位置在平衡位置的反向延长线上,重力和电场力的合力大小为
则在B点,有
小球运动过程中动能最小值
联立解得
【小问3详解】
由于总能量保持不变,所以小球在圆上最左侧的C点时,电势能最大,机械能最小。小球在B点时的重力势能
所以小球在B点的机械能
小球从B运动到C,电场力做功
小球恰能做圆周运动的机械能最小值
联立解得
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2026-2027学年度高中物理10月月考卷
复习卷
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,用铅笔把答题卡上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。
第I卷(选择题)
一、单选题(1-8小题单选,每题4分)
1. 下列是某同学对概念、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
C. 根据电阻的定义式电阻的阻值与U成正比,与I成反比。
D. 根据电阻的决定式可知,仅将减半,电阻将变为原来的一半
2. 如图所示,水平向右的匀强电场中的a、b两点电势分别为、,a、b间连线长度为,与电场方向间的夹角为。则匀强电场的电场强度大小为( )
A. 50V/m B. 100V/m C. 200V/m D. 400V/m
3. 如图所示,电荷量为q的正点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心,垂线上的A、B两点到薄板的距离均为d。已知B点的电场强度为0,静电力常量为,则A点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
4. 夏季雷雨天气频发,图甲为楼顶避雷针遭遇雷电时的实景示意图,图乙为带负电的雷雨云下方,避雷针尖端附近的等差等势线分布图,下列说法正确的是( )
A. 避雷针尖端的电场强度比A点的小
B. 电势高低关系为
C. 空气中的负离子会向避雷针尖端运动
D. 由于避雷针接地良好,故其尖端附近的电场强度为零
5. 如图1所示为示波管的结构图,若偏转电极和之间没有加电压,电子束从电子枪射出后沿直线运动,在荧光屏中心产生一个亮斑。现在偏转电极加上如图2所示的电压,在偏转电极加上不同的电压,则在荧光屏上看到的波形对应正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 某静电场在轴上的电场强度随的变化关系如图所示,轴正方向为电场强度正方向,其中、、、是间隔相等的四点,选无穷远处电势为零。则下列说法正确的是( )
A. 处电势最大
B. 和处电势相等
C. 、两点之间的电势差小于、两点之间的电势差
D. 负点电荷由运动到的过程中,电场力先做正功后做负功
7. 某一导体因温度变化而得出的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示,下列说法正确的是( )
A. A点对应的导体的电阻为120 Ω
B. B点对应的导体的电阻为8 Ω
C. 在AB段,导体的电阻因温度的影响变化了20 Ω
D. 在AB段,导体的电阻率随电压的增大而减小
8. 金属导线之所以能够导电是因为内部有自由移动的电子。当加上电压后,内部形成电场,电子受到电场力的作用定向运动。而金属导线内部对电子的运动有阻碍作用。当电场力和阻力平衡时,认为有恒定的电流。一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位长度自由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e,在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题(9-12小题多选,每题4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
9. 如图所示为某电场中x轴上电势φ随x变化的图像,一个带电粒子在x=0处由静止释放,仅受电场力作用沿x轴正方向运动,且以一定的速度通过处,则下列说法正确的是( )
A. 和处的电场强度均为零
B. 和之间的场强方向不同
C. 粒子从x=0到过程中,电势能先增大后减小
D. 粒子从x=0到过程中,加速度先减小后增大
10. 在M、N两点放置等量异种点电荷如图所示,是两电荷的连线,是两电荷连线的中垂线,O是垂足。下列说法正确的是( )
A. 中点的电场比中点的电场强
B. O点的电场与上各点相比是最弱的
C. 正电荷从O点移动到H点,加速度先增大后减小
D. 若将处换为+Q,由静止释放的电子从运动到电场力先做正功后做负功
11. 图中虚线代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面上的电势为0,一电子经过时的动能为,经过时的动能为,全过程中仅受到电场力作用。下列说法正确的是( )
A. 平面上的电势为
B. 该电子经过平面时,其电势能为
C. 该电子经过平面时,其动能为
D. 该电子可能到达不了平面
12. 如图甲所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔,右极板电势随时间变化的规律如图乙所示,电子原来静止在左极板小孔处,不计电子的重力,下列说法正确的是( )
A. 在t=0时刻释放电子,电子始终向右运动,直到打到右极板上
B. 在t=0时刻释放电子,电子可能在两板间做往复运动
C. 在时刻释放电子,电子可能在两板间做往复运动,也可能打到右极板上
D. 在时刻释放电子,电子必然从左极板小孔向左飞出
第II卷(非选择题)
三、实验题(共 14 分)
13. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图甲中,A是一个带正电的小球,系在绝缘丝线上带正电的小球B会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。
(1)该探究实验用到的实验方法是__________
(2)他们分别进行了以下操作。
①把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的P1、P2、P3等位置,小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小,由此可得,两小球所带电荷量不变时,距离增大,两小球间静电力__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
②使小球B处于同一位置,增大小球A所带的电荷量,小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大,由此可得,两小球距离不变时,电荷量增大,两小球间静电力__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)接着该组同学又进行了如下实验,如图乙所示,悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球B,在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A,当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上,B受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为,若两次实验中A的电荷量分别为q1和q2,θ分别为和,则为__________。
14. 随着传感器技术的不断进步,传感器在中学实验室逐渐普及。在电流传感器观察电容器的放电过程实验中,图甲为该实验电路图,其中电源电压为4V。先将开关接1挡位为电容器充电,待电容器充满电后再将开关接到2挡,利用传感器记录电容器放电过程,得到该电容器放电过程的图像如图乙。
(1)下列说法正确的是( )
A. 电容器放电的过程中,电容器两极板间的场强不断变小
B. 电容器充电的过程中,电路中的电流不断增大
C. 电容器充电的过程中,负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板
D. 电容器放电的过程中,电容器把储存的电能转化为其他形式的能量
(2)放电过程中电压表的示数U随时间t变化的图像为( )
A. B.
C. D.
(3)根据以上数据估算,电容器在整个放电过程中释放的电荷量为______C。该电容器的电容为______F。(结果保留两位小数)
(4)不改变电路其他参数,只增大电阻R的阻值,则此过程的I-t曲线与坐标轴围成的面积将________(选填“减小”、“不变”或“增大”)。
四、解答题(本题共 3 小题,共 40 分,解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分)
15. 如图所示,在水平向左的匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径,电场强度的大小为。一带电荷量的小滑块质量为,与水平轨道间的动摩擦因数,滑块从水平轨道上某处由静止释放,小滑块恰好运动到半圆形轨道的最高点C。g取,求:
(1)滑块在水平轨道上由静止释放的位置离N点的距离
(2)滑块通过半圆形轨道中点P点时对轨道压力大小
(3)小滑块经过C点后的落地点离N点的距离。
16. 如图所示,真空中有A、B、C三个点组成的一个等边三角形,边长。在C点固定一电量的点电荷,在B点固定一个点电荷,静电力常量,求:
(1)求A点的合场强大小及方向;
(2)若在A点放置一个电量的点电荷,则它受到的电场力是多大?
17. 如图甲所示,某装置中,n个横截面积相同的金属圆筒依次排列,其中心轴线在同一直线上。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示,图乙中电压的绝对值为,周期为T。在时,奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值,此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)中央的一个电子,在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速,沿中心轴线冲进圆筒1,为使电子在各个间隙中都能恰好不断加速,圆筒长度的设计必须遵照一定的规律依次增加。电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。若已知电子的质量为m、电子电荷量为,偏转电场由两块相同的平行金属极板A与B组成,A、B的长度均为L,相距为d,把两板间的电场看作匀强电场。电子从直线加速器射出后,沿两板中线自M点射入偏转电场中,最后从上极板边缘N点射出偏转电场。求:
(1)电子在第n个金属圆筒中运动的速度大小;
(2)第n个金属圆筒的长度;
(3)若极板间的电压为,则电子在加速器中加速了多少次?
18. 在竖直平面内有水平向右、场强为的匀强电场。电场中有一根长的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系质量为1kg的带电小球,小球静止时细线与竖直方向成37°角。如图所示。给小球一个初速度让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动,取小球静止时的位置为电势能和重力势能的零点(,,,),小球视为质点,如果小球恰好能做完整的圆周运动,求:(计算结果保留3位有效数字)
(1)小球所带电量;
(2)小球运动过程中动能的最小值;
(3)小球运动过程中机械能的最小值;
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