精品解析：上海中学东校2026-2027学年高二第一学期阶段性素质评估一物理试题B

上海中学东校2026学年第一学期阶段性素质评估一 高二物理B （满分：100分　　时间：60分钟） 一、单项选择题（每题3分，共24分） 1. 不能用“同种电荷相互排斥”来解释的现象是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，两个互相接触的导体A和B，均放在绝缘支架上，现将用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近导体A，但不接触，若先将玻璃棒移去，再将A、B分开，则A、B的带电情况是（　　） A. 不带电　带正电 B. 不带电　带负电 C. 不带电　不带电 D. 带正电　带负电 3. 防静电地板可以提供接地使电荷耗散。在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔连接到地下预埋导体。下列说法正确的是（　　） A. 地板下面铺设铝箔的主要目的是防潮 B. 地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维 C. 地板必须是绝缘材料，可以减少静电吸附的灰尘 D. 只要地板下面铺设铝箔，地板材料是绝缘的或导电的均可 4. 在如图的电路中，C为电容器，L为小灯泡，G为零刻度在中央的灵敏电流计。将开关S先后接到a、b端，下列说法正确的是（ ） A. S接a时，自由电子穿过了电容器间的电介质 B. S接a时，电容器充电，灵敏电流计的示数逐渐变大 C. S接b时，电容器放电，灯泡的亮度不变 D. S接a时与接b时，灵敏电流计的偏转方向相反 5. 在x轴上电场强度E随位置变化的情况如图所示，表示电场方向与x轴正方向一致。一正电荷由出发向x轴正方向运动到的过程中，其电势能（　　） A. 始终增大 B. 始终减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 6. 三个粒子由同一位置同时水平飞入偏转电场，轨迹如图所示，下列判断不正确的是（　　） A. 进电场时c的速度最大，a的速度最小 B. 在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上 C. b和c同时飞离电场 D. 动能的增加量c最小，a和b一样大 7. 一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1=30Ω，R2= R3=20Ω，另有一测试电源，所提供电压恒为10V，以下说法正确的是（　　） A. 若将cd端短路，ab之间的等效电阻是50Ω B. 若将ab端短路，cd之间的等效电阻是40Ω C. 当ab两端接上测试电源时，cd两端的电压为5V D. 当cd两端接上测试电源时，ab两端的电压为5V 8. 如图所示的电路中，，若在a、c两点之间加上的电压，则电流表的读数为（　　） A. 0 B. 0.4A C. 1A D. 1.5A 二、综合题（共76分） 密立根油滴实验 美国物理学家密立根通过实验首次测定了元电荷。实验方法是通过调节电场使油滴受力平衡，从而计算出油滴的电荷量。 9. 实验装置如图甲所示，能在两极板之间悬浮的油滴带___________________电（选填“正”或“负”）。如果该油滴质量为m，所在位置处电场强度为E，则该油滴所带电荷量q=___________________。实验中两极板间距为5mm（视为匀强电场），电压加至400V时，两极板间的电场强度大小为___________________N/C。若该油滴所受电场力与重力相等的点在F−q图中用a点表示，则另一电荷量为q′的油滴在图中可能由___________________点表示（选填“b”、“c”或“d”）。 10. （不定项）某带电物体所带电荷量不可能是（ ） A. 20e B. 2e C. D. 11. 在氯化钠晶体结构中相邻的一价钠离子与一价氯离子之间的距离d=2.8×10−10m，它们之间的静电力大小为___________________N，它们连线中点由这两个离子产生的电场强度大小为___________________N/C。（提示：静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，结果保留2位有效数字）。 12. （计算）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。已知重力加速度为g，油滴的密度为ρ，两极板的距离为d。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v1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v2匀速下降。已知油滴受到的空气阻力的大小f与油滴运动的速度v成正比，求油滴的电荷量。 人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内。 13. 电场强度的单位用国际单位制中的基本单位表示为（ ） A. kg·m·s−3·A−1 B. kg·m·s−1·A C. V·m D. V·m−1 14. 有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为1×10−8F的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从−60mV变为20mV，则该过程中跨膜电流的平均值为___________________A。 15. 研究某小块均匀厚度为d的细胞膜，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图所示，初速度可视为零的一价正钾离子质量为m，仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，A、B两点的电势差为U。（元电荷的电量为e） （1）电场强度的大小___________________； （2）钾离子电势能的变化量ΔEp=___________________，动能的变化量ΔEk=___________________； （3）（简答）若膜电位不变，膜的厚度越大，钾离子进入细胞内的速度如何变化，简述理由：____________。 电阻率 电阻率的测定有非常重要的意义。如为满足集成电路的性能要求，对金属导体、半导体等电阻率进行测定。 16. 某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动，实验器材还有：电源（恒定电压U），理想电压表V1，理想电压表V2，定值电阻R1（阻值4kΩ），定值电阻R2（阻值2kΩ），电阻箱R，单刀双掷开关S，导线若干，刻度尺等，实验步骤如下： A．用测量工具测量玻璃管的内径d； B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L； C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数； D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R； E．改变玻璃管的水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R； F．断开S，整理好器材。 （1）步骤A中测玻璃管内径d的测量工具是___________________（选填“游标卡尺”、“螺旋测微器”） （2）（计算）推导玻璃管内水柱的电阻的表达式为Rx____________（用R1、R2、R表示）； （3）在测得玻璃管内水柱的电阻Rx后，15℃自来水的电阻率ρ=___________________（用Rx、L、d表示） （4）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图所示的图像，则横坐标的物理量为___________________。 17. 人体含水量约70%，水中的钠、钾离子可以导电，但脂肪却不易导电。如图甲所示的脂肪测量仪，可根据人体电阻的大小来判断脂肪所占的比例，其测量原理如图乙所示。电流表、电压表均可视为理想电表。测量时，闭合开关，测试者手握着A、B。 （1）体型相近的两人相比，脂肪含量高者测量时电流表的示数___________________，电压表的示数___________________。（均选填“更小”、“不变”、“更大”） （2）剧烈运动后皮肤表面会留存钠、钾离子，最终测得的体脂率会___________________（选填“高于”、“等于”“低于”）实际值。 静电飞行的蜘蛛 大气层中存在着电场，在近地区域可视为匀强电场，平均电场强度为100V/m，阴雨天气时甚至能达10000V/m。电势差沿竖直方向产生变化，高处电势更高。蜘蛛带上和地面相同性质的电荷后，可利用电场起飞。某些小蜘蛛可以在空中“飞行”几十公里。 18. 地表所带电荷性质、电场线方向是（ ） A. 带正电，电场线竖直向上 B. 带负电，电场线竖直向上 C. 带正电，电场线竖直向下 D. 带负电，电场线竖直向下 19. 实验中采用两片间距d、正对面积S的水平金属板。闭合电路K，用电压U充电，完成后每片金属板带电量绝对值为Q，中间产生匀强电场，如图所示。 （1）将连接的瞬间设为t轴原点，大致画出连接之后的电流大小I随时间变化的i-t图像。____________ （2）通过DIS软件得知，i-t图像所围成的面积是40（横轴单位长度是1s，纵轴单位长度是1mA），若电压U=8V，这个电容器的电容是___________________F。 （3）完成充电后：（均选填“变大”、“不变”、“变小”） ①K保持闭合，仅增大d，则两板间的场强___________________ ②断开K，仅增大d，则两板之间电压U___________________ 20. 为了验证上述猜想，将一只质量为m的蜘蛛放在密闭的容器中，隔绝空气流动、外部电场。在容器内施加竖直方向的电场后，蜘蛛果然飞了起来！已知蜘蛛运动中受到空气阻力大小为f=kv。 （1）调整电场强度的大小，蜘蛛在容器中竖直方向上匀速运动时其速度v（向上为正）与场强E满足如图所示的图线Ⅰ。则增加蜘蛛带电量后，画出在E−v图像中图线Ⅱ____________。 （2）（多选）蜘蛛匀速竖直上升中，若突然减小电场强度（方向不变），在蜘蛛撞击容器壁之前，蜘蛛的电势能可能（ ） A．一直增大　　B．一直减小 C．先增大后减小　　D．先减小后增大 （3）（计算）用80E0的电场使蜘蛛在容器底部从静止开始竖直上升高度h1，再改为40E0的电场（方向不变，忽略改变时间），蜘蛛以速度v匀速落回容器底部。整个过程中，蜘蛛共克服空气阻力做功多少____________？（结果用m、g、k、v、h1表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海中学东校2026学年第一学期阶段性素质评估一 高二物理B （满分：100分　　时间：60分钟） 一、单项选择题（每题3分，共24分） 1. 不能用“同种电荷相互排斥”来解释的现象是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，当两带电导体靠近时，二者相互排斥，说明两导体带同种电荷，即同种电荷相互排斥，故A正确，不符合题意； B．用玻璃棒接触验电器的金属球时，验电器的两箔片由于带同种电荷而相互排斥，箔片张开，故B正确，不符合题意； C．人的头发由于带同种电荷相互排斥而散开，故C正确，不符合题意； D．雷电是由于异种电荷相互吸引，使空气电离，无法用同种电荷相互排斥解释，故D错误，符合题意。 故选D。 2. 如图所示，两个互相接触的导体A和B，均放在绝缘支架上，现将用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近导体A，但不接触，若先将玻璃棒移去，再将A、B分开，则A、B的带电情况是（　　） A. 不带电　带正电 B. 不带电　带负电 C. 不带电　不带电 D. 带正电　带负电 【答案】C 【解析】 【详解】将带正电的玻璃棒靠近两个不带电的导体A和B，由于电荷之间的相互作用，导体A会带负电，导体B带正电；若先将玻璃棒移去，由于没有了玻璃棒内电荷的作用，导体A和B内的电荷会重新分布，电荷重新中和，然后再将A、B分开，则导体A和B都不带电。 故选C。 3. 防静电地板可以提供接地使电荷耗散。在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔连接到地下预埋导体。下列说法正确的是（　　） A. 地板下面铺设铝箔的主要目的是防潮 B. 地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维 C. 地板必须是绝缘材料，可以减少静电吸附的灰尘 D. 只要地板下面铺设铝箔，地板材料是绝缘的或导电的均可 【答案】B 【解析】 【详解】地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体，即要将地板上的静电导走，所以防静电地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维。 故选B。 4. 在如图的电路中，C为电容器，L为小灯泡，G为零刻度在中央的灵敏电流计。将开关S先后接到a、b端，下列说法正确的是（ ） A. S接a时，自由电子穿过了电容器间的电介质 B. S接a时，电容器充电，灵敏电流计的示数逐渐变大 C. S接b时，电容器放电，灯泡的亮度不变 D. S接a时与接b时，灵敏电流计的偏转方向相反 【答案】D 【解析】 【详解】B．S接a时，电容器充电，刚开始极板电势差为0，充电电流最大；随着极板电荷量增加，电压逐渐接近电源电动势，充电电流逐渐减小，最后电流为0。所以灵敏电流计的示数逐渐变小，故B错误； A．充电过程中，自由电子不会穿过介质，而是在电场力的作用下沿导线定向移动，使极板带电，故A错误； C．S接b时，电容器放电，灯泡的亮度逐渐变暗，直到放电结束，电路中无电流，灯泡熄灭，故C错误； D．充电过程中，自由电子通过灵敏电流计自下而上，放电过程中，自由电子通过灵敏电流计自上而下，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。灵敏电流计零刻度在中间，所以两次偏转方向相反，故D正确。 故选D。 5. 在x轴上电场强度E随位置变化的情况如图所示，表示电场方向与x轴正方向一致。一正电荷由出发向x轴正方向运动到的过程中，其电势能（　　） A. 始终增大 B. 始终减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】由于场强正方向为x轴正方向，则正电荷从x0到x1处，先顺着电场线方向移动，再逆着电场线移动。电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故C正确，ABD错误。 故选C。 6. 三个粒子由同一位置同时水平飞入偏转电场，轨迹如图所示，下列判断不正确的是（　　） A. 进电场时c的速度最大，a的速度最小 B. 在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上 C. b和c同时飞离电场 D. 动能的增加量c最小，a和b一样大 【答案】C 【解析】 【详解】B．三个粒子的质量和电量都相同，则知在电场中加速度相同。a、b两粒子在竖直方向上的位移相等，根据 可知运动时间相等，在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上；故B正确，不符题意； C．b、c竖直方向上的位移不等，yc＜yb；根据 可知tc＜tb；即C先离开电场；故C错误，符合题意； A．在垂直于电场方向即水平方向，三个粒子做匀速直线运动，则有 因xc=xb，tc＜tb，则vc＞vb；根据ta=tb，xb＞xa，则vb＞va；所以有vc＞vb＞va。故A正确，不符题意。 D．根据动能定理知，a、b两电荷，电场力做功一样多，所以动能增加量相等，c电荷电场力做功最少，动能增加量最小。故D正确，不符题意。 本题选不正确的，故选C。 7. 一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1=30Ω，R2= R3=20Ω，另有一测试电源，所提供电压恒为10V，以下说法正确的是（　　） A. 若将cd端短路，ab之间的等效电阻是50Ω B. 若将ab端短路，cd之间的等效电阻是40Ω C. 当ab两端接上测试电源时，cd两端的电压为5V D. 当cd两端接上测试电源时，ab两端的电压为5V 【答案】D 【解析】 【详解】A．若将cd端短路，ab之间的等效电阻是 故A错误； B．若将ab端短路，cd之间的等效电阻是 故B错误； C．当ab两端接上测试电源时，cd两端的电压为 故C错误； D．当cd两端接上测试电源时，ab两端的电压为 故D正确。 故选D。 8. 如图所示的电路中，，若在a、c两点之间加上的电压，则电流表的读数为（　　） A. 0 B. 0.4A C. 1A D. 1.5A 【答案】C 【解析】 【详解】根据电路图可知，R2与R3并联后再与R1串联，电流表测量R3的电流，电路中的总电阻为 则电路中的总电流为 因为，所以通过R2和R3的电流相等，则电流表的读数为 故选C。 二、综合题（共76分） 密立根油滴实验 美国物理学家密立根通过实验首次测定了元电荷。实验方法是通过调节电场使油滴受力平衡，从而计算出油滴的电荷量。 9. 实验装置如图甲所示，能在两极板之间悬浮的油滴带___________________电（选填“正”或“负”）。如果该油滴质量为m，所在位置处电场强度为E，则该油滴所带电荷量q=___________________。实验中两极板间距为5mm（视为匀强电场），电压加至400V时，两极板间的电场强度大小为___________________N/C。若该油滴所受电场力与重力相等的点在F−q图中用a点表示，则另一电荷量为q′的油滴在图中可能由___________________点表示（选填“b”、“c”或“d”）。 10. （不定项）某带电物体所带电荷量不可能是（ ） A. 20e B. 2e C. D. 11. 在氯化钠晶体结构中相邻的一价钠离子与一价氯离子之间的距离d=2.8×10−10m，它们之间的静电力大小为___________________N，它们连线中点由这两个离子产生的电场强度大小为___________________N/C。（提示：静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，结果保留2位有效数字）。 12. （计算）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。已知重力加速度为g，油滴的密度为ρ，两极板的距离为d。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v1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v2匀速下降。已知油滴受到的空气阻力的大小f与油滴运动的速度v成正比，求油滴的电荷量。 【答案】9. ①. 负 ②. ③. ④. b 10. CD 11. ①. ②. 12. 【解析】 【9题详解】 [1]由平衡条件得油滴受到竖直向上的电场力，而上极板为正极，极板间电场方向竖直向下，与油滴电场力方向相反，则油滴带负电。 [2]由平衡条件得 解得 [3]两极板间的电场强度大小为 [4]根据可知，在同一电场中电场力与电荷成正比。即该点与a点的连线过原点，显然图中只有b点满足。 【10题详解】 某带电物体所带电荷量必须是元电荷e的整数倍，因此不可能是和。 故选CD。 【11题详解】 [1]一价离子电荷量大小，它们之间的静电力大小为 [2]中点位置到每个离子的距离，钠离子在中点的场强 氯离子在中点的场强 两个场强方向相同，直接相加 联立解得 【12题详解】 油滴的质量 匀速上升，由平衡条件得 匀速下降，由平衡条件得 联立解得 人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内。 13. 电场强度的单位用国际单位制中的基本单位表示为（ ） A. kg·m·s−3·A−1 B. kg·m·s−1·A C. V·m D. V·m−1 14. 有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为1×10−8F的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从−60mV变为20mV，则该过程中跨膜电流的平均值为___________________A。 15. 研究某小块均匀厚度为d的细胞膜，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图所示，初速度可视为零的一价正钾离子质量为m，仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，A、B两点的电势差为U。（元电荷的电量为e） （1）电场强度的大小___________________； （2）钾离子电势能的变化量ΔEp=___________________，动能的变化量ΔEk=___________________； （3）（简答）若膜电位不变，膜的厚度越大，钾离子进入细胞内的速度如何变化，简述理由：____________。 【答案】13. A 14. 15. ①. ②. ③. ④. 速度不变。理由：膜电位不变即细胞膜两侧的电势差不变，钾离子从膜外到膜内的过程中，由动能定理有跨膜电势差不变，钾离子获得的动能不变，因此进入细胞的速度和膜厚度无关，保持不变。 【解析】 【13题详解】 电场强度的定义 其中的单位是 电荷量 故电荷量的单位是 因此的单位为 故选A。 【14题详解】 电势差的变化量 电容器的电荷量满足 因此该过程中电荷量的变化量 代入 解得 根据 其中 解得平均电流 【15题详解】 [1]膜内为匀强电场，则 [2][3]电场力做功 因此电势能变化量 根据动能定理，合外力做功等于动能变化量，因此 [4]速度不变。理由：膜电位不变即细胞膜两侧的电势差不变，钾离子从膜外到膜内的过程中，由动能定理有 跨膜电势差不变，钾离子获得的动能不变，因此进入细胞的速度和膜厚度无关，保持不变。 电阻率 电阻率的测定有非常重要的意义。如为满足集成电路的性能要求，对金属导体、半导体等电阻率进行测定。 16. 某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动，实验器材还有：电源（恒定电压U），理想电压表V1，理想电压表V2，定值电阻R1（阻值4kΩ），定值电阻R2（阻值2kΩ），电阻箱R，单刀双掷开关S，导线若干，刻度尺等，实验步骤如下： A．用测量工具测量玻璃管的内径d； B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L； C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数； D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R； E．改变玻璃管的水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R； F．断开S，整理好器材。 （1）步骤A中测玻璃管内径d的测量工具是___________________（选填“游标卡尺”、“螺旋测微器”） （2）（计算）推导玻璃管内水柱的电阻的表达式为Rx____________（用R1、R2、R表示）； （3）在测得玻璃管内水柱的电阻Rx后，15℃自来水的电阻率ρ=___________________（用Rx、L、d表示） （4）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图所示的图像，则横坐标的物理量为___________________。 17. 人体含水量约70%，水中的钠、钾离子可以导电，但脂肪却不易导电。如图甲所示的脂肪测量仪，可根据人体电阻的大小来判断脂肪所占的比例，其测量原理如图乙所示。电流表、电压表均可视为理想电表。测量时，闭合开关，测试者手握着A、B。 （1）体型相近的两人相比，脂肪含量高者测量时电流表的示数___________________，电压表的示数___________________。（均选填“更小”、“不变”、“更大”） （2）剧烈运动后皮肤表面会留存钠、钾离子，最终测得的体脂率会___________________（选填“高于”、“等于”“低于”）实际值。 【答案】16. ①. 游标卡尺 ②. ③. ④. 17. ①. 更小 ②. 更大 ③. 低于 【解析】 【16题详解】 （1）[1]玻璃管是管状内径，适合用游标卡尺测量内径；螺旋测微器用来测细小固体厚度或直径，不方便测管内部直径。因此用游标卡尺测玻璃管内径d。 （2）[2]根据两次测量电源电压恒定相等得 结合电压表V2示数与电压表V1示数相同，解得 （3）[3]水柱的横截面面积 由电阻定律公式得 联立解得 （4）[4]把代入，整理得 题目图像：纵坐标是L，图像为过原点倾斜直线，所以横坐标是。 【17题详解】 （1）[1]电路总电阻 脂肪不易导电，脂肪含量越高，人体电阻越大，则总电阻越大。根据闭合电路欧姆定律得 总电阻越大，则电流越小，即脂肪含量高者测量时电流表的示数更小。 [2]电压表的示数 显然，人体电阻更大，则电压表示数更大。 （2）[3]剧烈运动后皮肤表面留存钠、钾离子，皮肤导电能力变强，测得的人体电阻偏小。仪器原理：电阻越大，判定脂肪越多。现在测出来电阻偏小，仪器就会判定脂肪偏少，因此测得体脂率低于实际值。 静电飞行的蜘蛛 大气层中存在着电场，在近地区域可视为匀强电场，平均电场强度为100V/m，阴雨天气时甚至能达10000V/m。电势差沿竖直方向产生变化，高处电势更高。蜘蛛带上和地面相同性质的电荷后，可利用电场起飞。某些小蜘蛛可以在空中“飞行”几十公里。 18. 地表所带电荷性质、电场线方向是（ ） A. 带正电，电场线竖直向上 B. 带负电，电场线竖直向上 C. 带正电，电场线竖直向下 D. 带负电，电场线竖直向下 19. 实验中采用两片间距d、正对面积S的水平金属板。闭合电路K，用电压U充电，完成后每片金属板带电量绝对值为Q，中间产生匀强电场，如图所示。 （1）将连接的瞬间设为t轴原点，大致画出连接之后的电流大小I随时间变化的i-t图像。____________ （2）通过DIS软件得知，i-t图像所围成的面积是40（横轴单位长度是1s，纵轴单位长度是1mA），若电压U=8V，这个电容器的电容是___________________F。 （3）完成充电后：（均选填“变大”、“不变”、“变小”） ①K保持闭合，仅增大d，则两板间的场强___________________ ②断开K，仅增大d，则两板之间电压U___________________ 20. 为了验证上述猜想，将一只质量为m的蜘蛛放在密闭的容器中，隔绝空气流动、外部电场。在容器内施加竖直方向的电场后，蜘蛛果然飞了起来！已知蜘蛛运动中受到空气阻力大小为f=kv。 （1）调整电场强度的大小，蜘蛛在容器中竖直方向上匀速运动时其速度v（向上为正）与场强E满足如图所示的图线Ⅰ。则增加蜘蛛带电量后，画出在E−v图像中图线Ⅱ____________。 （2）（多选）蜘蛛匀速竖直上升中，若突然减小电场强度（方向不变），在蜘蛛撞击容器壁之前，蜘蛛的电势能可能（ ） A．一直增大　　B．一直减小 C．先增大后减小　　D．先减小后增大 （3）（计算）用80E0的电场使蜘蛛在容器底部从静止开始竖直上升高度h1，再改为40E0的电场（方向不变，忽略改变时间），蜘蛛以速度v匀速落回容器底部。整个过程中，蜘蛛共克服空气阻力做功多少____________？（结果用m、g、k、v、h1表示） 【答案】18. D 19. ①. ②. ③. 变小 ④. 变大 20. ①. ②. BD ③. 【解析】 【18题详解】 电场线从高电势指向低电势，题目说明高处电势更高，因此电场线方向竖直向下；电场线指向负电荷，说明地表带负电。 故选D。 【19题详解】 [1]充电过程中电容器两端电压逐渐增大，充电电流随时间应逐渐减小至零，电容器充电电流如图所示 [2]图像的面积代表总充电电荷量，则 电容 其中 解得 [3]K保持闭合时，极板间电压等于电源电压，保持不变，根据​ 可知增大时两板间的场强变小； [4]断开K后，极板带电量不变，由平行板电容决定式 可知增大，则减小，由​ 可知电压变大。 【20题详解】 [1]蜘蛛匀速时，受力平衡 整理可得 增加带电量后，纵轴截距和斜率均减小。当时， 可知横轴截距保持不变，在图像中图线Ⅱ如图所示 [2]AB．蜘蛛带与地面同种的负电，电场方向竖直向下，电场力方向竖直向上。蜘蛛匀速竖直上升中，若突然减小电场强度（方向不变），则蜘蛛开始做减速运动，阻力减小，当阻力减小到再次达到平衡时，蜘蛛开始做匀速运动，整个过程中电场力一直做正功，电势能减小，故A错误，B正确； CD．当阻力减小过程中不能达到再次平衡，则蜘蛛速度减为零后反向运动，所以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正确。 故选BD。 【21题详解】 蜘蛛匀速下落时受力如图所示 由受力平衡有 解得 对全程，由动能定理有 解得得到克服空气阻力做功 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $