精品解析:辽宁沈阳第二十中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试卷
2026-10-13
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内容正文:
2026-2027学年度(上)沈阳市第二十中学
阶段测试
高二年级物理试卷
考试时间:75分钟 分数:100分
试卷说明:
试卷共二部分:第一部分:选择题型(1-10题 46分)
第二部分:非选择题型(11-15题 54分)
第Ⅰ卷(选择题 共46分)
一、选择题(共46分)。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列关于静电场及静电现象说法正确的是( )
A. 若电场中的某点不放试探电荷,则该点的电场强度一定为0
B. 法国科学家库仑认为电荷之间的相互作用通过场来传递,提出了电场的概念
C. 公式表明在点电荷的电场中,某点的电场强度的大小与电荷量Q成正比
D. 优质耳机线内包裹着金属丝网是利用了静电吸附的原理
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场强度是电场的固有属性,仅由电场本身决定,与是否放置试探电荷无关,故A错误;
B.最早提出电场概念、认为电荷间相互作用通过场传递的科学家是法拉第,库仑的贡献是总结出库仑定律,故B错误;
C.是点电荷电场强度的决定式,对于电场中确定的某点,为定值,该点电场强度大小与场源电荷电荷量成正比,故C正确;
D.耳机线内包裹金属丝网是利用静电屏蔽原理,屏蔽外界电场对音频信号的干扰,和静电吸附无关,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,虚线a、b、c是某电场中的电场线,实线为一个带正电的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点,下列说法正确的是( )
A. 电场中Q、P点电势
B. 带电粒子在Q点时的电势能比在P点时大
C. 带电粒子在Q点时的动能比在P点时大
D. 带电粒子在Q点时的加速度比在P点时的大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.无论粒子沿轨迹向哪一端运动,其加速度的法向分量均指向轨迹凹侧。粒子带正电,所受电场力方向与电场方向相同;在点,电场方向沿电场线的切线方向,该切线的两个可能方向中,只有由左上指向右下的方向具有指向轨迹凹侧的分量,因此图中电场线的方向总体由左向右。沿轨迹从点指向点时,电场力做正功,电势降低,故点电势高于点。带正电粒子的电势能,所以粒子在点的电势能大于在点的电势能,故A错误,B正确;
C.粒子仅受电场力作用,动能与电势能之和不变,即
由粒子在点的电势能大于在点的电势能,可知粒子在点的动能小于在点的动能,故C错误;
D.电场线越密处电场强度越大,图中点附近的电场线比点附近密集,故点的电场强度大于点。由牛顿第二定律与电场力公式得
可知粒子在点的加速度大于在点的加速度,故D错误。
故选B。
3. 如图所示的真空中,在正方体ABCD-A1B1C1D1空间中,A、C₁两点固定有两个等量正点电荷,下列说法正确的是( )
A. B点和D点的电势相等且比B1点和D1点的电势都高
B. B1点和D1点的场强相同
C. 若有一个电子以某一速度射入该空间中,可能做匀变速曲线运动
D. 若有一个电子以某一速度射入该空间中,可能做匀速圆周运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.由两个等量同号电荷产生电势的对称性知B点、D点、B1点和D1点处的电势均相等,故A错误;
B.由电场叠加和对称性知顶点B1、D1处的电场强度大小相等,但方向不同,故B错误;
C.电子要做匀变速曲线运动,则电子要受大小恒定的电场力,且与速度方向不在同一条直线上,两个正电荷形成的电场不是匀强电场,电子不受恒定的电场力,所以不可能匀变速曲线运动,故C错误;
D.只在电场力作用下,电子要做匀速圆周运动,则必须受到大小恒定的电场力,当电子在垂直于AC1并过O点的平面内绕O点可以做匀速圆周运动,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,一个绝缘半圆环上均匀分布有同种电荷,固定在绝缘水平面上,其在圆弧圆心处产生的电场强度大小为E。现自A点起截去左侧连续的圆弧,则剩余部分在圆心处的电场强度大小是( )
A. E B. E C. E D. E
【答案】C
【解析】
【详解】如图1所示,可把半圆弧等分为AC、CD、DB三份,在O处激发场强分别为、、,三个场强大小相等,设为,根据对称性,方向垂直AB向下,、与方向的夹角均为60°。图1中合场强是、、的矢量合,可知
图2中合场强是、的矢量合,、夹角为,根据矢量的合成可知
故选C。
5. 智能手机里的自动计步器由电容器、轻弹簧等构成,其中电容器的一个极板M固定在手机上,另一个极板N与两个固定在手机上的轻弹簧连接,如图所示。人带着手机向前加速运动阶段与手机静止时相比,自动计步器上的电容器( )
A. 两极板间电场强度变大 B. 电容变小
C. 两极板间电压升高 D. 两极板所带电荷量增加
【答案】B
【解析】
【详解】AC.人带着手机向前加速运动阶段与手机静止时相比,N板向右移动,板间距离变大,由于极板一直与电源相连,所以两极板间电压不变,根据,可知两极板间电场强度变小,故AC错误;
BD.根据,由于变大,可知电容变小;根据,由于不变,则两极板所带电荷量减小,故B正确,D错误。
故选B。
6. 如图所示,水平天花板下方固定一个光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一个正点电荷,不带电的小球a与带正电的小球b通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止,已知Ob < OC。若b球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在b球到达O正下方前,下列说法正确的是( )
A. a球的质量大于b球的质量
B. b球的轨迹是一段以C点为圆心的圆弧
C. 此过程中点电荷对b球的库仑力大小不变
D. 此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.对b球进行受力分析,受到轻绳的拉力T、重力和库仑力,如图所示。
由相似三角形可知
其中
,
整理可得
由于Ob < OC,因此
故A错误;
B.由不变,可知Ob不变,库仑力减小,减小,故球的轨迹是一段以O为圆心的圆弧,故B错误;
C.由于减小,可知bC也减小,此过程中b球所受库仑力减小且方向改变,故C错误;
D.滑轮受到的轻绳的作用力大小均为,大小不变,由于bC减小,可知两绳夹角减小,所以滑轮受到两绳的合力增大,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,一质量为、电荷量为的粒子以速度从连线上的点水平向右射入大小为、方向竖直向下的匀强电场中。已知与水平方向成角,粒子的重力可以忽略,则粒子到达连线上的某点时( )
A. 所用时间为 B. 速度大小为
C. 与点的距离为 D. 速度方向与竖直方向的夹角为
【答案】C
【解析】
【详解】A.粒子在电场中做类平抛运动,当到达连线上某点时,位移与水平方向的夹角为,根据牛顿第二定律可得
垂直电场方向的位移为
平行电场方向的位移为
根据几何关系有
联立解得
故A错误;
B.水平速度为
竖直方向速度为
则到达连线上某点速度为
故B错误;
C.水平位移为
竖直位移与水平位移相等,所以粒子到达连线上的点与点的距离,即合位移为
故C正确;
D.速度方向与竖直方向的夹角正切值为
则夹角不等于,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,在原点和轴负半轴上坐标为处分别固定两点电荷、。一带正电的试探电荷从坐标为处以一定的初速度沿轴正方向运动,其电势能随位置的变化图线已在图中绘出,图线与轴交点的横坐标为,图线最高点对应的横坐标为。不计试探电荷的重力,下列说法正确的是( )
A. 正半轴上,处的电势最高
B. 点电荷带正电、带负电
C. 在轴上处电场强度为0
D. 试探电荷从运动至的过程中,电场力先做正功后做负功
【答案】AC
【解析】
【详解】A.试探电荷带正电,根据可知电势越高,电势能越大,处电势能最大,故正半轴上,处的电势最高,故A正确;
BC.沿电场线方向电势逐渐降低,根据可知沿电场线方向,正电荷的电势能逐渐减少,可得从到电场线方向向左,因此点电荷带负电;由于图线的切线斜率表示电场力,由图可知,正电荷在处所受电场力为0,则处电场强度为0,根据场强叠加原则可知,带正电,故B错误,C正确;
D.试探电荷从运动至的过程中,电势能一直增大,电场力一直做负功,故D错误。
故选 AC。
9. 2025年3月27日,中国科学院高能所正式宣布,国家重大科技基础设施“高能同步辐射光源(HEPS)”正式进入带光联调阶段。HEPS最重要的器件是多级直线加速器,如图甲,多级直线加速器由多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,序号为奇数和偶数的圆筒分别与图乙所示交变电源的两极相连。时,位于金属圆板(序号为0)中央的电子,由静止开始加速。若已知电子的质量为、电荷量为、交流电周期为,电子通过圆筒间隙的时间不计,忽略相对论效应,下列说法正确的是( )
A. 电子在圆筒内做匀加速直线运动
B. 电子进入第2个与第4个圆筒时的速度大小之比为
C. 电子在各圆筒中的运动时间均为
D. 图甲中各圆筒的长度之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.金属圆筒中电场强度为零,电子不受电场力,做匀速运动,A错误;
C.只有电子在每个圆筒中匀速运动时间为时,才能保证每次在缝隙中被电场加速,C错误;
BD.电子进入第个圆筒时,经过次加速,根据动能定理
解得
所以电子进入第2个与第4个圆筒时的速度大小之比为,第个圆筒长度
则各圆筒的长度之比为,则BD正确。
故选BD。
10. 如图,在水平向左且足够大的匀强电场中,一长为的绝缘细线一端固定于点,另一端系着一个质量为、电荷量为的带正电小球,小球静止在点。现给小球一垂直于的初速度,使其在竖直平面内绕点恰好做完整的圆周运动,为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为,重力加速度为。当小球第二次运动到点时细线突然断裂,则下列说法正确的是( )
A. 小球做完整的圆周运动时,动能的最小值为
B. 细线断裂后,小球动能的最小值为
C. 从细线断裂,到小球的动能再次与点动能相等的过程中,电势能增加了
D. 从细线断裂,到小球的动能再次与点动能相等的过程中,电势能增加了
【答案】AD
【解析】
【详解】A.小球静止在点,该点就是小球的等效最低点,则动能最小值出现在等效最高点,等效重力,又
可得等效重力加速度
等效重力加速度与竖直方向夹角的正切值为,因此
小球恰好做完整的圆周运动,则等效最高点动能最小,且满足
因此小球做完整的圆周运动时,动能的最小值为,故A正确;
B.点到点由能量守恒可得
细线断裂后小球做类斜上抛,速度的最小值
因此小球的最小动能,故B错误;
CD.从细线断裂后,沿合力方向和垂直合力方向建立坐标系,沿合力方向做匀减速直线运动由可得
垂直合力方向做匀速直线运动,位移
电场力做功
根据功能关系可知,电势能增加了,故C错误,D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题 共54分)
二、实验题(共14分,每空2分)
11. 某物理兴趣小组在“探究影响电荷之间静电力大小的因素”实验中,设计了如图所示的实验装置。该小组选用完全相同的均带正电荷的小球A和B,且小球A的电荷量大于小球B的电荷量,小球A固定在可移动的绝缘座上,小球B用绝缘丝线悬挂于C点。
(1)在实验中发现小球B悬线的偏角减小,可能进行的实验操作是______。
A. 小球A的电荷量增大
B. 小球A的电荷量减小
C. 小球A与小球B的距离增大
D. 小球A与小球B的距离减小
(2)如果将小球A与小球B接触后放回原处,则小球B悬线的偏角将______选填“增大”“减小”或“不变”。
(3)如果A、B两小球的球心在同一水平线上,小球A、B的质量分别为和,小球B静止时悬线的偏角为,当地重力加速度大小为g,则两小球之间的静电力______。用题中所给的物理量符号表示
【答案】(1)BC (2)增大
(3)
【解析】
【小问1详解】
实验中发现小球B悬线的偏角减小,说明两个小球之间的库仑力减小,可能是小球所带电荷量减小或两小球间距增大导致的。
故选BC。
【小问2详解】
由于A、B两小球均带正电荷且大于,则小球A与小球B接触后,两小球所带电荷量相等为
由数学知识知(大于,不能取等号)
接触前库仑力大小为
接触后放回原处库仑力大小为
故,则小球B悬线的偏角将增大。
【小问3详解】
根据题意,对小球B受力分析,由力的平衡条件可得静电力
12. 探究电容器充放电规律,实验装置如图甲所示,有电源E,定值电阻,电容器C,单刀双掷开关S。
(1)为测量电容器充放电过程电压U和电流I变化,需在①、②处接入测量仪器,位置①应该接入测量______(填“电流”或“电压”)仪器
(2)根据测到的数据,某过程中电容器两端电压U与电流I的关系图如图乙所示。该过程为______(填“充电”或“放电”)
(3)若充电后电容器两板间电压为6V,电阻,测量电压电流的仪器均可视为理想,将开关S接b,电流I随时间t变化的图像如图丙所示,测得在时,图丙的图线下的2s前后的面积:______。实验中发现放电太快,可以通过______(填“增大”或“减小”)来延长放电时间
【答案】(1)电流 (2)放电
(3) ①. ②. 增大
【解析】
【小问1详解】
位置①与电容器串联,串联仪器用于测量通过电容器的电流,故应接入电流表。
【小问2详解】
电容器放电时,电容器两端电压等于定值电阻两端电压的大小,由欧姆定律得
其图像为过原点的直线;充电时,由闭合电路电压关系得,图线斜率为负。图乙为过原点的正斜率直线,故该过程为放电。
【小问3详解】
[1]在时,由欧姆定律得
由电流的定义可知,图线与横轴围成的面积表示放电过程中通过电阻的电荷量。由电容定义式
得,电容器初始电荷量为
时剩余电荷量为
因此前与后续放电过程对应的面积之比为
[2]由欧姆定律得
在电容器电压相同时,增大可减小放电电流,使电荷释放得更慢,从而延长放电时间。
三、解答题(共40分。13题10分;14题12分;15题18分)
13. 如图所示,长L=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中(电场区域足够宽),绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10 –6C,匀强电场的场强E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小球的质量m;
(2)若在某时刻将细线突然剪断,求经过1s时小球的速度v;
(3)将电场方向改为竖直向下,小球摆到最低点时的速度。
【答案】(1)4×10-4kg
(2)12.5m/s,方向与竖直方向成37°斜向下
(3),速度水平向左
【解析】
【小问1详解】
根据小球平衡的位置有
代入数据解得m =4×10-4kg
【小问2详解】
当细线剪断时,小球所受电场力和重力均不变,故小球沿与竖直方向成37°斜向下的方向做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿第二定律可知
根据运动学公式有式
代入数据解得经过1s时小球的速度v=12.5m/s,方向与竖直方向成37°斜向下。
【小问3详解】
将电场突然改为竖直向下,小球将受到竖直向下的重力mg和电场力F,以及绳的拉力T的作用。由动能定理得
代入数值解得即,速度水平向左
14. 如图所示,分别位于C点和D点的两等量异种点电荷的电荷量均为Q,绝缘竖直平面恰好为两点电荷连线的中垂线,O点为绝缘竖直平面与两点电荷连线的交点,平面上A、O、B三点位于同一竖直线上,AO=BO=L,。现有电荷量为+q、质量为m的小物块(可视为质点),从A点以初速度v0向B点滑动,到达B点时速度恰好减为零。已知物块与平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g,静电力常量为k,求:
(1)A点的电场强度的大小;
(2)物块运动到O点时加速度的大小和方向;
(3)物块通过O点的速度大小v;
【答案】(1);(2),加速度方向竖直向上;(3)
【解析】
【详解】(1)根据几何关系可知
位于C点的正点电荷在A点产生的电场强度大小为
根据电场的叠加原理可知,A点的电场强度的大小为
(2)物块运动到O点时,对物块受力分析,根据牛顿第二定律得
水平方向有
联立解得
加速度方向竖直向上。
(3)物块从A点到B点得过程中,设克服阻力做功,由动能定理得
物块从A点到O点得过程中,由动能定理得
联立解得
15. 如图所示,水平面上竖直固定绝缘的四分之一圆弧轨道BC,轨道AB和BC均光滑,水平面AB与圆弧BC相切于B点,О为圆心,OB竖直,OC水平,BC轨道半径为R。整个空间有足够大、水平向右的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电绝缘小球自A点由静止释放,小球沿水平面向右运动,AB间距离为2R,匀强电场的电场强度,重力加速度大小为g,不计空气阻力。求:
(1)小球到达C点时对轨道的压力;
(2)小球从A点开始,经过C点脱离轨道后上升到最高点过程中,小球电势能的变化量Ep;
(3)小球离开圆弧轨道到落地前的最小速率,以及小球从离开圆弧轨道到最小速率时经历的时间。
【答案】(1) ,方向水平向右;(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)设小球在C点的速度为,小球从A点运动C点过程中,由动能定理可得
解得
小球在C点时水平方向的支持力FN与电场力qE的合力提供向心力,所以有
解得
由牛顿第三定律可得小球对轨道的压力大小为
方向水平向右。
(2)小球过C点上升到达最高点的过程中,由运动的分解可知,在水平方向小球做初速度为零的匀加速运动,竖直方向做竖直上抛运动,设小球从C点到最高点的时间为t,则有水平方向上
竖直方向上
小球从A点开始运动到达最高点过程中电场力做功为
根据电场力做功与电势能变化关系
解得
(3)小球从C点以
抛出后,可将小球的运动分解为沿合力方向的分运动和垂直合力方向的分运动,如图所示
其中垂直合力方向为匀速直线运动,速度
沿合力方向做类竖直上抛运动,初速度
加速度满足
解得
当沿合力方向的速度减为零时,小球的速度具有最小值,最小值为
经历的时间
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2026-2027学年度(上)沈阳市第二十中学
阶段测试
高二年级物理试卷
考试时间:75分钟 分数:100分
试卷说明:
试卷共二部分:第一部分:选择题型(1-10题 46分)
第二部分:非选择题型(11-15题 54分)
第Ⅰ卷(选择题 共46分)
一、选择题(共46分)。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列关于静电场及静电现象说法正确的是( )
A. 若电场中的某点不放试探电荷,则该点的电场强度一定为0
B. 法国科学家库仑认为电荷之间的相互作用通过场来传递,提出了电场的概念
C. 公式表明在点电荷的电场中,某点的电场强度的大小与电荷量Q成正比
D. 优质耳机线内包裹着金属丝网是利用了静电吸附的原理
2. 如图所示,虚线a、b、c是某电场中的电场线,实线为一个带正电的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点,下列说法正确的是( )
A. 电场中Q、P点电势
B. 带电粒子在Q点时的电势能比在P点时大
C. 带电粒子在Q点时的动能比在P点时大
D. 带电粒子在Q点时的加速度比在P点时的大
3. 如图所示的真空中,在正方体ABCD-A1B1C1D1空间中,A、C₁两点固定有两个等量正点电荷,下列说法正确的是( )
A. B点和D点的电势相等且比B1点和D1点的电势都高
B. B1点和D1点的场强相同
C. 若有一个电子以某一速度射入该空间中,可能做匀变速曲线运动
D. 若有一个电子以某一速度射入该空间中,可能做匀速圆周运动
4. 如图所示,一个绝缘半圆环上均匀分布有同种电荷,固定在绝缘水平面上,其在圆弧圆心处产生的电场强度大小为E。现自A点起截去左侧连续的圆弧,则剩余部分在圆心处的电场强度大小是( )
A. E B. E C. E D. E
5. 智能手机里的自动计步器由电容器、轻弹簧等构成,其中电容器的一个极板M固定在手机上,另一个极板N与两个固定在手机上的轻弹簧连接,如图所示。人带着手机向前加速运动阶段与手机静止时相比,自动计步器上的电容器( )
A. 两极板间电场强度变大 B. 电容变小
C. 两极板间电压升高 D. 两极板所带电荷量增加
6. 如图所示,水平天花板下方固定一个光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一个正点电荷,不带电的小球a与带正电的小球b通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止,已知Ob < OC。若b球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在b球到达O正下方前,下列说法正确的是( )
A. a球的质量大于b球的质量
B. b球的轨迹是一段以C点为圆心的圆弧
C. 此过程中点电荷对b球的库仑力大小不变
D. 此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐变大
7. 如图所示,一质量为、电荷量为的粒子以速度从连线上的点水平向右射入大小为、方向竖直向下的匀强电场中。已知与水平方向成角,粒子的重力可以忽略,则粒子到达连线上的某点时( )
A. 所用时间为 B. 速度大小为
C. 与点的距离为 D. 速度方向与竖直方向的夹角为
8. 如图所示,在原点和轴负半轴上坐标为处分别固定两点电荷、。一带正电的试探电荷从坐标为处以一定的初速度沿轴正方向运动,其电势能随位置的变化图线已在图中绘出,图线与轴交点的横坐标为,图线最高点对应的横坐标为。不计试探电荷的重力,下列说法正确的是( )
A. 正半轴上,处的电势最高
B. 点电荷带正电、带负电
C. 在轴上处电场强度为0
D. 试探电荷从运动至的过程中,电场力先做正功后做负功
9. 2025年3月27日,中国科学院高能所正式宣布,国家重大科技基础设施“高能同步辐射光源(HEPS)”正式进入带光联调阶段。HEPS最重要的器件是多级直线加速器,如图甲,多级直线加速器由多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,序号为奇数和偶数的圆筒分别与图乙所示交变电源的两极相连。时,位于金属圆板(序号为0)中央的电子,由静止开始加速。若已知电子的质量为、电荷量为、交流电周期为,电子通过圆筒间隙的时间不计,忽略相对论效应,下列说法正确的是( )
A. 电子在圆筒内做匀加速直线运动
B. 电子进入第2个与第4个圆筒时的速度大小之比为
C. 电子在各圆筒中的运动时间均为
D. 图甲中各圆筒的长度之比为
10. 如图,在水平向左且足够大的匀强电场中,一长为的绝缘细线一端固定于点,另一端系着一个质量为、电荷量为的带正电小球,小球静止在点。现给小球一垂直于的初速度,使其在竖直平面内绕点恰好做完整的圆周运动,为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为,重力加速度为。当小球第二次运动到点时细线突然断裂,则下列说法正确的是( )
A. 小球做完整的圆周运动时,动能的最小值为
B. 细线断裂后,小球动能的最小值为
C. 从细线断裂,到小球的动能再次与点动能相等的过程中,电势能增加了
D. 从细线断裂,到小球的动能再次与点动能相等的过程中,电势能增加了
第Ⅱ卷(非选择题 共54分)
二、实验题(共14分,每空2分)
11. 某物理兴趣小组在“探究影响电荷之间静电力大小的因素”实验中,设计了如图所示的实验装置。该小组选用完全相同的均带正电荷的小球A和B,且小球A的电荷量大于小球B的电荷量,小球A固定在可移动的绝缘座上,小球B用绝缘丝线悬挂于C点。
(1)在实验中发现小球B悬线的偏角减小,可能进行的实验操作是______。
A. 小球A的电荷量增大
B. 小球A的电荷量减小
C. 小球A与小球B的距离增大
D. 小球A与小球B的距离减小
(2)如果将小球A与小球B接触后放回原处,则小球B悬线的偏角将______选填“增大”“减小”或“不变”。
(3)如果A、B两小球的球心在同一水平线上,小球A、B的质量分别为和,小球B静止时悬线的偏角为,当地重力加速度大小为g,则两小球之间的静电力______。用题中所给的物理量符号表示
12. 探究电容器充放电规律,实验装置如图甲所示,有电源E,定值电阻,电容器C,单刀双掷开关S。
(1)为测量电容器充放电过程电压U和电流I变化,需在①、②处接入测量仪器,位置①应该接入测量______(填“电流”或“电压”)仪器
(2)根据测到的数据,某过程中电容器两端电压U与电流I的关系图如图乙所示。该过程为______(填“充电”或“放电”)
(3)若充电后电容器两板间电压为6V,电阻,测量电压电流的仪器均可视为理想,将开关S接b,电流I随时间t变化的图像如图丙所示,测得在时,图丙的图线下的2s前后的面积:______。实验中发现放电太快,可以通过______(填“增大”或“减小”)来延长放电时间
三、解答题(共40分。13题10分;14题12分;15题18分)
13. 如图所示,长L=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中(电场区域足够宽),绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10 –6C,匀强电场的场强E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小球的质量m;
(2)若在某时刻将细线突然剪断,求经过1s时小球的速度v;
(3)将电场方向改为竖直向下,小球摆到最低点时的速度。
14. 如图所示,分别位于C点和D点的两等量异种点电荷的电荷量均为Q,绝缘竖直平面恰好为两点电荷连线的中垂线,O点为绝缘竖直平面与两点电荷连线的交点,平面上A、O、B三点位于同一竖直线上,AO=BO=L,。现有电荷量为+q、质量为m的小物块(可视为质点),从A点以初速度v0向B点滑动,到达B点时速度恰好减为零。已知物块与平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g,静电力常量为k,求:
(1)A点的电场强度的大小;
(2)物块运动到O点时加速度的大小和方向;
(3)物块通过O点的速度大小v;
15. 如图所示,水平面上竖直固定绝缘的四分之一圆弧轨道BC,轨道AB和BC均光滑,水平面AB与圆弧BC相切于B点,О为圆心,OB竖直,OC水平,BC轨道半径为R。整个空间有足够大、水平向右的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电绝缘小球自A点由静止释放,小球沿水平面向右运动,AB间距离为2R,匀强电场的电场强度,重力加速度大小为g,不计空气阻力。求:
(1)小球到达C点时对轨道的压力;
(2)小球从A点开始,经过C点脱离轨道后上升到最高点过程中,小球电势能的变化量Ep;
(3)小球离开圆弧轨道到落地前的最小速率,以及小球从离开圆弧轨道到最小速率时经历的时间。
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