精品解析：北京师范大学第二附属中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试题

北京师大二附中2026—2027学年度高二年级第一学期 10月物理测试题 考试时间：60分钟，满分：100分 第Ⅰ卷（选择题50分） 一、单项选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题意的。（每小题5分，共50分） 1. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 如图所示，带正电的小球A固定不动，质量为m的带电小球B通过绝缘丝线悬挂在铁架台上，小球B静止时，丝线与竖直方向的夹角为，两球球心在同一水平线上。若小球A的电荷量为，小球B的电荷量为，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 小球B带负电 B. 小球受到丝线的拉力大小为 C. 小球B受到的静电力大小为 D. 小球B所在位置的电场强度大小为 3. 某元件的一段伏安特性曲线如图所示，当通过元件的电流由0.10A变为0.15A时，元件电阻变化了（　　） A. B. C. D. 4. 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. 通过导线横截面的自由电子数为 C. 通过导线横截面的自由电子数为 D. 通过导线横截面的电荷量为 5. 如图所示，点电荷Q周围的三个等势面是同心圆，等势面上的点A、B、C在同一条电场线上，且。现将一电荷量为的试探电荷从A点由静止释放，试探电荷只受静电力作用，则（ ） A. 该电荷沿着电场线做匀加速直线运动 B. 该电荷在AB段动能的增量小于BC段动能的增量 C. 该电荷在AB段电势能的减少量大于BC段电势能的减少量 D. 该电荷在AB段运动的时间小于BC段运动的时间 6. 如图所示，绝缘支架上固定有原来不带电的金属球壳，A、B是其水平直径的左右两个端点，M、N是该直径上的两个点，球壳外，A、B延长线上的O点放置一个电荷量为的点电荷，已知 ，以无穷远处电势为零，达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ） A. 导体球壳上的A点和B点均带负电 B. M、N两点的电场强度为零，A点和B点的电势相同 C. 金属球壳上的感应电荷在M、N两点产生的电场强度之比为9：4 D. 用导线连接金属球壳上的A、B两点，导线中将产生电流 7. 具有相同质子数和不同中子数的原子称为同位素．让氢的三种同位素原子核（、和）以相同的速度从带电平行板间的P点沿垂直于电场的方向射入电场，其中氘核恰好能离开电场，轨迹如图所示．不计粒子的重力，则（ ） A. 不能离开电场 B. 在电场中受到的电场力最大 C. 在电场中运动的时间最短 D. 在电场中运动的过程中电场力对做功最少 8. 点电荷Q的电场线分布如图所示，A、B为同一条电场线上的两点。已知A点的场强为，B点的场强为，A、B两点之间距离为d，电荷量为的试探电荷在A点的电势能为，在B点的电势能为。有关A、B两点的说法正确的是（　　） A. 该试探电荷在A点受静电力较小 B. 该试探电荷在B点具有的电势能较大 C. A、B两点间的电势差等于 D. A、B两点间的电势差等于 9. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是( ) A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电 B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 10. 静电除尘用于粉尘较多的各种场所，以除去有害的微粒或回收物资。如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。当A、B两端连接上千伏高压电源时，B附近的空气分子被电离，成为正离子和电子。电子向着A运动的过程中，遇到烟气中的粉尘，使粉尘带负电，从而被吸附到A板上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。下列说法正确的是（ ） A. 板状收集器A连接电源的负极 B. 带电后的粉尘向A板运动过程中，粉尘做匀加速运动 C. 带电后的粉尘向A板运动过程中，电场力做正功 D. 带电后的粉尘向A板运动过程中，电势能逐渐增加 第II卷（非选择题50分） 二、实验题 11. 利用如图甲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完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，电流随时间变化图像如图乙所示。 （1）此电容器充满电时所带的电荷量________C（保留2位有效数字）。 （2）实验中，所用电阻的阻值为100 Ω，则电容器的电容________μF。1 s时电容器两端电压________V（保留2位有效数字）。 （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丙中的虚线所示。若将电阻更换为，请在图丙中用实线定性画出电容器放电的图像，并简要说明作图依据。 （4）图乙为电容器在放电过程中电流随时间变化的图像，请在图丁中画出此过程中电容器所带电荷量随时间变化的图像。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不能得分。 12. 如图所示，的等腰直角三角形平行于匀强电场。将电荷量为的试探电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了的功。再从B点移到C点，静电力做了的功。令B点电势为零。求： （1）A点电势； （2）该试探电荷放在A点时具有的电势能； （3）请在图中画出过B点的电场线及其方向； （4）计算该匀强电场的场强大小。 13. 如图1所示，平行板电容器极板长度为L，板间距为d，B极板接地（即电势）。在电容器两极板间接交变电压，A极板的电势随时间变化的图像如图2所示，其最大值为U。电子以速度v0沿图1中虚线方向射入两板间，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，重力不计。 （1）每个电子穿过偏转电场的时间极短，可以认为这个过程中两极板间的电压是不变的，偏转电场可看作匀强电场。求在t = 0.15s时刻进入偏转电场的电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy； （2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了每个电子穿过电场过程中两极板间电压的变化，请结合下列数据分析说明其原因。已知L = 4.0×10-2m，v0 = 2.0×107m/s。 （3）电势可以随时间变化，也可以随空间发生变化。自然界中某量 D的变化可以记为D，发生这个变化所用的时间间隔可以记为 t ；变化量 D与 t的比值就是这个量对时间的变化率。若空间中存在一静电场，x轴与某条电场线重合。 a．请你类比上述变化率的概念写出电势对空间位置x的变化率A的表达式； b. 该静电场的电势随x的分布可能是图3所示甲、乙两种情况中的一种。请你根据电势随空间的变化情况分析比较两种情况的电场在0 < x < d区域内的相同点和不同点。 14. 能量在转化的过程中往往与做功密切相关，电容器充电过程中的功能关系同样如此。 电容器不仅可以储存电荷，也是重要的储能器件。对电容为的电容器（原来不带电）充电，如图甲所示，已知电源两端电压为。 （1）图乙中画出了电容器两极间的电势差随电荷量的变化图像，在图中取一电荷量的微小变化量，请类比直线运动中由图像求位移的方法，说明图中小阴影矩形的“面积”所表示的物理含义；并计算电容器电压为时电容器储存的电场能。 （2）电容器的电能是储存在电场中的，也称电场能。若定义单位体积内的电场能量为电场能量密度。某同学猜想应当与该处的场强的平方成正比，即。已知平行板电容器的电容，为两极板的正对面积，为极板间距，为常数，两极板间为真空，板间电场可视为匀强电场。不计电容器电场的边缘效应。 ①请以电容器内储存的电场能为例论证该同学的猜想是否正确。 ②电容器充电后与电源断开并保持电荷量不变，已知此时的电场能量密度为。现固定其中一极板，缓慢拉开另一极板（保持两极板正对），使板间距增加，请分析说明，在此过程中电场能量密度如何变化；并求出此过程中外力所做的功（用、和表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京师大二附中2026—2027学年度高二年级第一学期 10月物理测试题 考试时间：60分钟，满分：100分 第Ⅰ卷（选择题50分） 一、单项选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题意的。（每小题5分，共50分） 1. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AC．右侧带电金属球带正电：验电器的自由电子会被正电荷吸引，向靠近金属球的验电器顶端小球移动，使验电器顶端带负电，远离金属球的箔片端因失去电子带正电，故AC错误； BD．右侧带电金属球带负电：验电器的自由电子会被负电荷排斥，向远离金属球的箔片端移动，使验电器顶端带正电，箔片端因多余电子带负电，故B正确、D错误。 故选 B。 2. 如图所示，带正电的小球A固定不动，质量为m的带电小球B通过绝缘丝线悬挂在铁架台上，小球B静止时，丝线与竖直方向的夹角为，两球球心在同一水平线上。若小球A的电荷量为，小球B的电荷量为，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 小球B带负电 B. 小球受到丝线的拉力大小为 C. 小球B受到的静电力大小为 D. 小球B所在位置的电场强度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．对B球受力分析，电场力水平向右，属于排斥力，由于A球带正电，所以B球带正电，故A错误； BC．小球B受力如图所示 根据平衡条件，可得小球B受到的静电力大小为 小球受到丝线的拉力大小为 故C正确，B错误； D．小球B所在位置的电场强度大小为 故D错误。 故选C。 3. 某元件的一段伏安特性曲线如图所示，当通过元件的电流由0.10A变为0.15A时，元件电阻变化了（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由图可读出，当电流，电压时，其电阻为 当电流，电压时，其电阻为 则电阻的改变量 故选A。 【点睛】理解图形所表示的物理意义，对于元件的特性曲线，任一点电压与电阻的比值均代表元件在该电压下的电阻值。 4. 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. 通过导线横截面的自由电子数为 C. 通过导线横截面的自由电子数为 D. 通过导线横截面的电荷量为 【答案】B 【解析】 【详解】AD．根据电流的定义式 可得，在时间内过导线横截面的电荷量为 AD错误； BC．在时间内过导线横截面自由电子数为 B正确，C错误。 故选B。 5. 如图所示，点电荷Q周围的三个等势面是同心圆，等势面上的点A、B、C在同一条电场线上，且。现将一电荷量为的试探电荷从A点由静止释放，试探电荷只受静电力作用，则（ ） A. 该电荷沿着电场线做匀加速直线运动 B. 该电荷在AB段动能的增量小于BC段动能的增量 C. 该电荷在AB段电势能的减少量大于BC段电势能的减少量 D. 该电荷在AB段运动的时间小于BC段运动的时间 【答案】C 【解析】 【详解】A．靠近正电荷电场强度越大，所以该电荷沿着电场线做变加速直线运动，故A错误； B．根据动能定理可知 该电荷在AB段受电场力做功较大，所以在AB段动能的增量大于BC段动能的增量，故B错误； C．电场力做功等于电势能的变化，结合B选项可知，电荷在AB段电势能的减少量大于BC段电势能的减少量，故C正确； D．该电荷运动的速度时间关系如图 由图像与坐标轴围成的面积代表位移可知，该电荷在AB段运动的时间大于BC段运动的时间，故D错误； 故选C。 6. 如图所示，绝缘支架上固定有原来不带电的金属球壳，A、B是其水平直径的左右两个端点，M、N是该直径上的两个点，球壳外，A、B延长线上的O点放置一个电荷量为的点电荷，已知 ，以无穷远处电势为零，达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ） A. 导体球壳上的A点和B点均带负电 B. M、N两点的电场强度为零，A点和B点的电势相同 C. 金属球壳上的感应电荷在M、N两点产生的电场强度之比为9：4 D. 用导线连接金属球壳上的A、B两点，导线中将产生电流 【答案】B 【解析】 【详解】A．外部正点电荷使金属球壳发生静电感应，靠近点电荷的B端带负电，远离点电荷的A端带正电，故A错误； BD．金属球壳达到静电平衡后，其内部合电场强度处处为零，且整个球壳为等势体，所以M、N两点的电场强度均为零，A、B两点电势相等；用导线连接A、B两点后，导线两端无电势差，不会产生电流，故B正确，D错误； C．设，由点电荷的场强公式得，M、N两点处点电荷产生的场强大小分别为， 仍处于静电平衡状态，感应电荷在M、N两点产生的场强大小分别等于点电荷在对应点产生的场强大小，故其比值为，故C错误。 故选B。 7. 具有相同质子数和不同中子数的原子称为同位素．让氢的三种同位素原子核（、和）以相同的速度从带电平行板间的P点沿垂直于电场的方向射入电场，其中氘核恰好能离开电场，轨迹如图所示．不计粒子的重力，则（ ） A. 不能离开电场 B. 在电场中受到的电场力最大 C. 在电场中运动的时间最短 D. 在电场中运动的过程中电场力对做功最少 【答案】A 【解析】 【详解】A. 三种粒子在电场中均做类平抛运动，设金属板的长度为L，P点距底板的距离为h，则由平抛运动的相关知识可得 ， 联立解得 分析可知，能否离开电场与比荷有关，氘核恰好能离开电场，则可知不能离开电场，故A正确； B. 电场力 同一电场，所带电荷量相同，故三种粒子在电场中所受电场力大小相等，故B错误； C. 三种粒子的初速度相同，不能离开电场，故可知 在电场中运动的时间最短，和都能离开电场，则在电场中运动的时间相同，故C错误； D. 电场力做功 电荷量相同，电场强度相同，分析可知和在电场中运动的竖直位移相等，而在电场中运动的竖直位移较小，因此在电场中运动的过程中电场力对做功最少，故D错误。 故选A。 8. 点电荷Q的电场线分布如图所示，A、B为同一条电场线上的两点。已知A点的场强为，B点的场强为，A、B两点之间距离为d，电荷量为的试探电荷在A点的电势能为，在B点的电势能为。有关A、B两点的说法正确的是（　　） A. 该试探电荷在A点受静电力较小 B. 该试探电荷在B点具有的电势能较大 C. A、B两点间的电势差等于 D. A、B两点间的电势差等于 【答案】D 【解析】 【详解】A．由点电荷场强公式可知，该试探电荷在A点的电场强度大，所以在A点受的静电力较大，故A错误； B．沿电场线电势降低可知 由于该试探电荷带正电，故在B点具有的电势能较小，故B错误； CD．A与B两点间的电势差为 从A到B电场力做的功等于电势能的变化，则有 得 由于电场为非匀强电场，则AB间的平均强度不等于，因此 故C错误，D正确。 故选D。 9. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是( ) A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电 B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 【答案】A 【解析】 【详解】A、当用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，从而在b板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A正确； B、根据电容器的决定式：，将电容器b板向上平移，即正对面积S减小，则电容C减小，根据可知， 电量Q不变，则电压U增大，则静电计指针的张角变大，故选项B错误； C、根据电容器的决定式：，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数增大，则电容C增大，根据可知， 电量Q不变，则电压U减小，则静电计指针的张角减小，故选项C错误； D、根据可知， 电量Q增大，则电压U也会增大，则电容C不变，故选项D错误． 点睛：本题是电容器动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是电容与哪些因素有什么关系． 10. 静电除尘用于粉尘较多的各种场所，以除去有害的微粒或回收物资。如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。当A、B两端连接上千伏高压电源时，B附近的空气分子被电离，成为正离子和电子。电子向着A运动的过程中，遇到烟气中的粉尘，使粉尘带负电，从而被吸附到A板上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。下列说法正确的是（ ） A. 板状收集器A连接电源的负极 B. 带电后的粉尘向A板运动过程中，粉尘做匀加速运动 C. 带电后的粉尘向A板运动过程中，电场力做正功 D. 带电后的粉尘向A板运动过程中，电势能逐渐增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意电子使粉尘带负电，从而被吸附到A板上，可得A板电势高连接电源的正极，故A错误； B．该电场是线状电极与板状电极形成的非匀强电场，越靠近线状B的位置电场强度越大，粉尘运动过程中电场力不断变化，加速度也随之变化，不是匀加速运动，故B错误； C．粉尘带负电，向A板运动时，负电荷的受力方向指向A，与位移方向一致，因此电场力做正功，故C正确； D．根据电场力做功与电势能变化的关系：电场力做正功时，电势能逐渐减小，因此粉尘的电势能是降低的，故D错误。 故选C。 第II卷（非选择题50分） 二、实验题 11. 利用如图甲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完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，电流随时间变化图像如图乙所示。 （1）此电容器充满电时所带的电荷量________C（保留2位有效数字）。 （2）实验中，所用电阻的阻值为100 Ω，则电容器的电容________μF。1 s时电容器两端电压________V（保留2位有效数字）。 （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丙中的虚线所示。若将电阻更换为，请在图丙中用实线定性画出电容器放电的图像，并简要说明作图依据。 （4）图乙为电容器在放电过程中电流随时间变化的图像，请在图丁中画出此过程中电容器所带电荷量随时间变化的图像。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3）若将电阻更换为，因为，所以开始的放电电流变大，放电变快，但是电容器所带电荷量不变，所以图像与坐标轴所围面积不变，但放电时间变短， （4） 【解析】 【小问1详解】 根据，图像中图线与坐标轴所围面积即为放电过程释放的电荷量，所以此电容器充满电时所带的电荷量 【小问2详解】 [1]由图乙可知刚放电时电流，所以电容器两端电压为 解得 故电容器电容 [2]由图乙可知1s时电流，所以电容器两端电压为 解得 【小问3详解】 若将电阻更换为，因为，所以开始的放电电流变大，放电变快，但是电容器所带电荷量不变，所以图像与坐标轴所围面积不变，但放电时间变短，如下图示 【小问4详解】 根据电流的定义式，可得 结合电流随时间变化的图像可知单位时间内电容器减少的电量越来越小，故图像的斜率越来越小，可得到电荷量随时间变化的图像为 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不能得分。 12. 如图所示，的等腰直角三角形平行于匀强电场。将电荷量为的试探电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了的功。再从B点移到C点，静电力做了的功。令B点电势为零。求： （1）A点电势； （2）该试探电荷放在A点时具有的电势能； （3）请在图中画出过B点的电场线及其方向； （4）计算该匀强电场的场强大小。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 由题可得 解得 因为 B点电势为零，解得 【小问2详解】 由题可得 解得 【小问3详解】 将电荷量为的试探电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了-的功。再从B点移到C点，静电力做了的功，可知A点与C点电势相等，则过B点的电场线及其方向如图所示 【小问4详解】 由题可得 解得 13. 如图1所示，平行板电容器极板长度为L，板间距为d，B极板接地（即电势）。在电容器两极板间接交变电压，A极板的电势随时间变化的图像如图2所示，其最大值为U。电子以速度v0沿图1中虚线方向射入两板间，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，重力不计。 （1）每个电子穿过偏转电场的时间极短，可以认为这个过程中两极板间的电压是不变的，偏转电场可看作匀强电场。求在t = 0.15s时刻进入偏转电场的电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy； （2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了每个电子穿过电场过程中两极板间电压的变化，请结合下列数据分析说明其原因。已知L = 4.0×10-2m，v0 = 2.0×107m/s。 （3）电势可以随时间变化，也可以随空间发生变化。自然界中某量 D的变化可以记为D，发生这个变化所用的时间间隔可以记为 t ；变化量 D与 t的比值就是这个量对时间的变化率。若空间中存在一静电场，x轴与某条电场线重合。 a．请你类比上述变化率的概念写出电势对空间位置x的变化率A的表达式； b. 该静电场的电势随x的分布可能是图3所示甲、乙两种情况中的一种。请你根据电势随空间的变化情况分析比较两种情况的电场在0 < x < d区域内的相同点和不同点。 【答案】（1）；（2）电子通过电场所用的时间远远小于电场变化的周期，因此电子穿过平行板的过程中可以认为两板间的电压是不变的；（3）a. 或 ；b. 由图3可知甲、乙两种情况中电势沿x轴的正方向均降低，由此可知两种情况的电场方向是相同的，均沿x轴的正方向。不同点是电势随空间位置的变化快慢不同，甲电场的电势在沿x轴的正方向上随空间位置均匀降低，为匀强电场；乙电场的电势在沿x轴的正方向上随空间位置降低得越来越慢，电场强弱分布不均匀，沿x轴的正方向电场强度逐渐减小。 【解析】 【详解】（1）由t图可知t=0.15s时两极板间的电压 电子在平行于极板的方向上做匀速直线运动 L = v0t 在垂直于极板的方向上做初速度为0的匀加速直线运动 其中 代入解得 （2）电子在平行于极板的方向上做匀速直线运动 L = v0t 可知电子通过电场所用的时间为 由图2可知电场变化的周期T = 0.2s 可见电子通过电场所用的时间远远小于电场变化的周期，因此电子穿过平行板的过程中可以认为两板间的电压是不变的。 （3）a. 或 b. 略。 14. 能量在转化的过程中往往与做功密切相关，电容器充电过程中的功能关系同样如此。 电容器不仅可以储存电荷，也是重要的储能器件。对电容为的电容器（原来不带电）充电，如图甲所示，已知电源两端电压为。 （1）图乙中画出了电容器两极间的电势差随电荷量的变化图像，在图中取一电荷量的微小变化量，请类比直线运动中由图像求位移的方法，说明图中小阴影矩形的“面积”所表示的物理含义；并计算电容器电压为时电容器储存的电场能。 （2）电容器的电能是储存在电场中的，也称电场能。若定义单位体积内的电场能量为电场能量密度。某同学猜想应当与该处的场强的平方成正比，即。已知平行板电容器的电容，为两极板的正对面积，为极板间距，为常数，两极板间为真空，板间电场可视为匀强电场。不计电容器电场的边缘效应。 ①请以电容器内储存的电场能为例论证该同学的猜想是否正确。 ②电容器充电后与电源断开并保持电荷量不变，已知此时的电场能量密度为。现固定其中一极板，缓慢拉开另一极板（保持两极板正对），使板间距增加，请分析说明，在此过程中电场能量密度如何变化；并求出此过程中外力所做的功（用、和表示）。 【答案】（1） 小阴影矩形的“面积”所表示的物理含义为：电容器电荷量增加的过程中，电源克服电场力所做的功，也是该微小过程中电容器储存的电场能的增量。 （2）①论证见解析；该同学的猜想正确。 ②电场能量密度始终等于，不发生变化； 【解析】 【小问1详解】 给电容器充电的过程中，当电荷量增加微小量时，极板间电势差可近似认为不变，该过程中电源克服电场力做的功为，对应图中小阴影矩形的面积，因此小阴影面积表示：电容器电荷量增加的过程中，电源克服电场力所做的功，也就是该微小过程中电容器储存的电场能的增量。 类比图线与坐标轴围成的总面积表示总位移，图线过原点的直线与横轴围成的三角形总面积，就是充电到电压为时电源克服电场力做的总功，全部转化为电容器的电场能。 此时电容器总电荷量 三角形面积为 解得 【小问2详解】 ①平行板电容器板间为匀强电场，场强 电容公式 ​解得电容器储存的电场能 板间电场的总体积 解得单位体积的电场能量（能量密度） 可见与成正比，该同学的猜想正确。 ② 电容器充电后与电源断开、电荷量不变，根据平行板电容器场强 整理得 可知板间场强与极板间距无关，因此拉开极板过程中​保持不变。 由​可得，电场能量密度始终等于，不发生变化。 拉开极板增加的电场区域体积为，该过程中新增的电场能全部由外力做功提供，因此外力做功等于新增电场能 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $