精品解析：山西太原市山西大学附属中学校2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试题

山西大学附中 2026—2027学年高二第一学期10月（总第二次）模块诊断 物理试题 考查时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择（每题5分，共35分，1-7题中，每题只有一个正确选项，选出你认为正确的选项涂在答题卡上。） 1. 干燥的天气用梳子梳理头发时，常常发出啪啪的响声。若某次将头发梳理完成后，梳子带上了的电荷。已知电子的电荷量为，则下列说法正确的是（　　） A. 该过程有的正电荷从梳子转移到头发 B. 该过程有的负电荷从头发转移到梳子 C. 该过程有个电子从头发转移到梳子 D. 该过程有个质子从梳子转移到头发 2. 细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称，DNA分子可看成点电荷，只受电场力。下列说法正确的是（　　） A. DNA分子带正电 B. N、P两点的电场强度相同 C. DNA分子在M点的加速度比在N点大 D. DNA分子在M点的动能比在N点小 3. 光滑绝缘水平面上有关于点对称的、两点，以点为坐标原点、沿建立轴，、两点间沿轴的电势变化如图所示，左侧图像为曲线，右侧图像为倾斜线段，现将一质量为的带电小球从点由静止释放后沿轴运动，忽略带电小球的电场，已知小球到达点时的速度为。下列说法正确的是（　　） A. 小球带正电 B. 小球所带电荷量的绝对值为 C. 小球在段运动的加速度逐渐变小 D. 小球在段的运动时间小于在段的运动时间 4. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电质点a、b和c分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上，质点c所带电荷量为，整个系统置于沿水平方向并垂直于ab的匀强电场中．已知静电力常量为k，若三个质点均处于静止状态，则下列说法正确的是（ ） A. 质点a、b所带电荷总量为 B. 质点a、b带等量异种电荷 C. 无法确定匀强电场的具体指向 D. 匀强电场的电场强度大小为 5. 硒鼓是激光打印机的核心部件，主要由感光鼓、充电辊、显影装置、粉仓和清洁装置构成，如图甲所示（部分示意图），工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀布上一层负电荷。我们可以用下面的模型模拟上述过程。如图乙所示，电荷量均为的点电荷，对称、均匀地分布在半径为R的圆周上，若某时刻圆周上P点的一个点电荷的电荷量突变成，已知静电力常量为，则圆心O点处的电场强度为（ ） A. ，方向沿半径指向点 B. ，方向沿半径背离点 C. ，方向沿半径指向点 D. ，方向沿半径背离点 6. 如图所示，虚线a、b、c、d为足够大的匀强电场中的一组等差等势面，其中等势面c的电势为0，一电子仅受电场力的作用，以速度进入电场区域，速度方向与等势面a成θ角。电子经过等势面a、c时的动能分别为6eV、2eV，下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的方向水平向左 B. b点的电势为2V C. 电子能运动到等势面d，且动能恰好为0 D. 电子返回b点的电势能为2eV 7. 如图，圆所在的空间存在平行于圆面的匀强电场，圆心为、半径为，，。将正电荷从点移到点，静电力做功；从点移到点，静电力做功。下列说法正确的是（ ） A. 、两点间的电势差为 B. 电场强度的大小为 C. 电场强度的方向与的夹角为 D. 将从点移到点，静电力做功 二、多选题（每题6分，共18分，8-10题中，每题有至少两个正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选或者不选不得分） 8. 如图所示，、、三点在同一圆周上，为圆心，、两点关于点对称。在点固定一个正点电荷，在点放置一个等量的负点电荷，规定此时点电势为。现将该负点电荷从点沿圆周逆时针缓慢移动到点，移动过程中，负电荷所在位置和点的连线与的夹角为，且。移动过程中点电场强度大小为、电势为。下列图像关系可能正确的是（ ） A. B. C. D. 9. 如图甲，两等量同种正点电荷位于同一竖直线上，在两点电荷连线的中垂线上放置绝缘水平轨道，在两点电荷连线中点O有一带电小球，小球可视为质点。时刻给小球一个水平向右的初速度，此后小球运动的图像如图乙所示，时刻图线斜率绝对值为，图线上的P点为间曲线切线斜率最大点，该点切线斜率为，小球运动至距O点L处时速度减为零。带电小球质量为m，所带电荷量为q，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电 B. 小球与轨道间的动摩擦因数 C. 两点电荷连线中垂线上的场强最大值为 D. 若取小球最终停止位置为零电势点，则O点电势为 10. 空间固定一带电量为+Q的小球A，另一质量为m、带电荷量为q的小球B先后在其下方水平面内绕圆心、做匀速圆周运动，半径分别为、，且。A、、三者共线且连线竖直，，若小球B在1、2两轨道上运动的线速度大小分别为、，向心力大小分别为、，则（ ） A. B. C. 1、2轨道上的角速度之比为 D. 轨道1处的电场强度一定大于轨道2处的电场强度 三、实验题（11-12题，共16分） 11. 物理学家密立根利用如图所示的油滴装置进行了测定电子电荷的实验，因而获得了1923年诺贝尔物理学奖。两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴P悬浮在两板间保持静止。 （1）悬浮油滴P带______电（填“正”或“负”）。 （2）已知当地的重力加速度为g。若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有______。 A. 油滴质量m B. 两板间的电压U C. 两板间的距离d D. 两板的长度L （3）油滴P的电荷量______是电子所带电荷量的整数倍（填“一定”或“不一定”）。 12. 随着力传感器的测量精度的提高，不用“扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用力（库仑力）成为可能。如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置，在抽成真空的玻璃容器A内，M、N为完全相同的金属小球（带电后可视为点电荷），用绝缘支柱固定带电小球M，用可调丝线悬挂原来不带电的小球N，调控小球N的位置，通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4可准确确定小球M、N间的距离，相邻刻度线间距离均为d，通过固定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器B可以显示丝线上的拉力，控制放电杆可以让带电小球完全放电。实验小组完成了以下操作： ①在球N不带电时读出传感器示数，即小球重力大小为F ②让球N与球M接触后，调整球N到位置1，读出并记录传感器示数 ③继续调整球N分别到位置2、3、4，依次读出并记录传感器示数、、 ④用放电杆使球N完全放电，再让球N与球M接触后，放回到位置1，读出并记录传感器示数； ⑤重复④的操作，依次读出并记录传感器示数、。 （1）根据②的操作，可求出小球N在不同情况下所受的库仑力，小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时小球M、N间的库仑力大小为_______。（选填或） （2）根据①②③的操作，可研究_______，根据②④⑤的操作，可研究_______。 A. 库仑力跟点电荷距离间的关系 B. 库仑力跟小球带电荷量间的关系 （3）本实验中_______测量小球的电荷量（选填“需要”或“不需要”），使用两个完全相同的金属小球接触，再分开，其作用是_______。 四、解答题（13-15题，共31分，注意答题规范，只有结果或者过程极度不规范不得分） 13. 两个完全相同的质量都为m、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，细线与竖直方向夹角均为，若外加水平向左的匀强电场，两小球平衡时位置如图乙所示，细线刚好沿竖直方向，已知静电力常量为k，重力加速度为g，求： （1）A、B两小球的电性及所带的电荷量Q； （2）外加匀强电场的场强E的大小。 14. 如图所示，倾角为的粗糙绝缘斜面固定在水平面上。整个装置处于匀强电场中，其等势面和斜面垂直，斜面的顶端和底端分别位于等势面和上，相邻等势面间的电势差相等。可视为质点的带电物块从斜面顶端以初速度沿斜面向下运动，滑行距离时到达斜面底端，速度恰好减为0。已知物块质量，所带电量，物块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度，，物块运动过程中所带电量保持不变。求 （1）物块沿斜面向下滑动过程中，电场力对物块做的功； （2）电场强度的大小； （3）若规定图中等势面的电势为0，求等势面的电势。 15. 如图所示，为竖直平面内的倾斜轨道和圆轨道，两者在点平滑相切连接，且和略错开，直轨道、和半圆形弯道固定在光滑水平桌面上，整个空间存在水平向右的匀强电场。倾角，长为；竖直圆轨道和半圆弯道半径均为；直轨道和长均为。一质量为、带正电的滑块（可视为质点）在点获得初动能后沿轨道运动。已知滑块所受电场力大小恒为，滑块与直轨道、的动摩擦因数，其余轨道均光滑，所有轨道绝缘。 （1）若，求滑块到达圆轨道最低点的速度大小； （2）若滑块恰能在竖直圆轨道上做完整的圆周运动，求滑块对竖直圆轨道的最大弹力大小； （3）在处固定一竖直挡板，滑块与挡板碰后能原速率反弹，若滑块经一次反弹后不再进入半圆形弯道，求初动能应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山西大学附中 2026—2027学年高二第一学期10月（总第二次）模块诊断 物理试题 考查时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择（每题5分，共35分，1-7题中，每题只有一个正确选项，选出你认为正确的选项涂在答题卡上。） 1. 干燥的天气用梳子梳理头发时，常常发出啪啪的响声。若某次将头发梳理完成后，梳子带上了的电荷。已知电子的电荷量为，则下列说法正确的是（　　） A. 该过程有的正电荷从梳子转移到头发 B. 该过程有的负电荷从头发转移到梳子 C. 该过程有个电子从头发转移到梳子 D. 该过程有个质子从梳子转移到头发 【答案】B 【解析】 【详解】摩擦起电的本质是电子转移，某次将头发梳理完成后，梳子带上了的电荷，则该过程有的负电荷从头发转移到梳子，转移的电子数量为 故选B。 2. 细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称，DNA分子可看成点电荷，只受电场力。下列说法正确的是（　　） A. DNA分子带正电 B. N、P两点的电场强度相同 C. DNA分子在M点的加速度比在N点大 D. DNA分子在M点的动能比在N点小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由DNA分子的运动轨迹可知DNA分子带负电，故A错误； B．N、P两点的电场强度方向沿该点处电场线的切线方向，方向不相同，故B错误； C．由电场线的疏密表示电场强度的大小可知，N点的电场强度大于M点的电场强度，由牛顿第二定律可知DNA分子在M点的加速度比在N点小，故C错误； D．DNA分子由M点到N点过程中，根据轨迹可知，电场力做正功，动能增加，即DNA分子在M点的动能比在N点小，故D正确。 故选D。 3. 光滑绝缘水平面上有关于点对称的、两点，以点为坐标原点、沿建立轴，、两点间沿轴的电势变化如图所示，左侧图像为曲线，右侧图像为倾斜线段，现将一质量为的带电小球从点由静止释放后沿轴运动，忽略带电小球的电场，已知小球到达点时的速度为。下列说法正确的是（　　） A. 小球带正电 B. 小球所带电荷量的绝对值为 C. 小球在段运动的加速度逐渐变小 D. 小球在段的运动时间小于在段的运动时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，电势在O点最高，A、B两点电势最低。小球从A点由静止释放后向O点运动，说明小球所受的电场力方向由A指向O。由于电场强度方向与电势降低的方向一致，即从O指向A，故小球受力的方向与电场强度的方向相反，因此小球带负电。故A错误； B．A、O两点间的电势差为 设小球所带电荷量的绝对值为，由于小球带负电，则从A到O过程，对小球列动能定理方程有 解得，故B错误； C．图像的斜率表示电场强度。由题图可知，OB段图像为倾斜直线，其斜率恒定，说明OB段的电场强度E恒定，根据牛顿第二定律有 解得小球在段的加速度为 由于OB段的电场强度E恒定，所以小球在段的加速度也恒定，故C错误； D．由上面分析可知，由于AO段曲线斜率的绝对值逐渐减小，所以AO段的电场强度逐渐减小，则小球从A到O做加速度减小的加速运动，所以小球在段的平均速度大于；由于OB段电场强度恒定，小球做匀减速运动，所以小球在段的平均速度等于。由于AO段与OB段的位移大小相等，则根据可知，因为AO段平均速度更大，所以运动时间更短，即小球在段的运动时间小于在段的运动时间，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电质点a、b和c分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上，质点c所带电荷量为，整个系统置于沿水平方向并垂直于ab的匀强电场中．已知静电力常量为k，若三个质点均处于静止状态，则下列说法正确的是（ ） A. 质点a、b所带电荷总量为 B. 质点a、b带等量异种电荷 C. 无法确定匀强电场的具体指向 D. 匀强电场的电场强度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．三个质点均处于静止状态，合力为零，质点c带正电荷，要使质点a、b都静止，则质点a、b所带电荷总量一定为，A错误； B．点电荷c的a的电场力与对b的电场力在平行于ab方向上的分量大小相等方向相反，即 得 即a、b带等量同种电荷，B错误； C．质点a、b对c的电场力的合力向左，可以判定匀强电场对c的电场力向右。又因为质点c所带电荷量为，判定匀强电场向右，电场方向垂直于ab， C错误； D．以质点a为研究对象，设质点a带电荷量为q，则在垂直于ab方向上有 得 D正确。 故选D。 5. 硒鼓是激光打印机的核心部件，主要由感光鼓、充电辊、显影装置、粉仓和清洁装置构成，如图甲所示（部分示意图），工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀布上一层负电荷。我们可以用下面的模型模拟上述过程。如图乙所示，电荷量均为的点电荷，对称、均匀地分布在半径为R的圆周上，若某时刻圆周上P点的一个点电荷的电荷量突变成，已知静电力常量为，则圆心O点处的电场强度为（ ） A. ，方向沿半径指向点 B. ，方向沿半径背离点 C. ，方向沿半径指向点 D. ，方向沿半径背离点 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意，电荷量均为的点电荷，对称、均匀地分布在半径为R的圆周上，由对称性可得此时在O点的电场强度为0。 若某时刻圆周上P点的一个点电荷的电荷量由突变成，可等效成P点除了原有的，又增加了一个电荷量为的点电荷，根据点电荷产生的电场强度公式可得此时圆心O点处的电场强度为，方向为由P点指向O点。 故选D。 6. 如图所示，虚线a、b、c、d为足够大的匀强电场中的一组等差等势面，其中等势面c的电势为0，一电子仅受电场力的作用，以速度进入电场区域，速度方向与等势面a成θ角。电子经过等势面a、c时的动能分别为6eV、2eV，下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的方向水平向左 B. b点的电势为2V C. 电子能运动到等势面d，且动能恰好为0 D. 电子返回b点的电势能为2eV 【答案】B 【解析】 【详解】A．依题意，电子向右运动过程中，其动能减小，可知电场力做负功，由于电场强度方向与等势面垂直，则电场力水平向左；由于电子带负电，所以电场强度的方向水平向右，故A错误； B．虚线a、b、c、d为一组等差等势面，电子仅受电场力的作用，可知电子经过相邻等势面的过程中电场力做功相等，动能变化量相等；则电子经过等势面a、b、c时的动能分别为6eV、4eV、2eV。根据能量守恒可得 由于等势面c的电势为0，可得电子在等势面b的电势能 解得b点的电势为，故B正确； C．若电子可以运动到等势面d，则其动能恰好为0；由于电子运动的方向与等势面有夹角，电子在匀强电场中做匀变速曲线运动，电子的动能不可以为0，所以电子不能运动到等势面d，故C错误； D．由B选项分析可知，电子返回b点的电势能为，故D错误。 故选B。 7. 如图，圆所在的空间存在平行于圆面的匀强电场，圆心为、半径为，，。将正电荷从点移到点，静电力做功；从点移到点，静电力做功。下列说法正确的是（ ） A. 、两点间的电势差为 B. 电场强度的大小为 C. 电场强度的方向与的夹角为 D. 将从点移到点，静电力做功 【答案】B 【解析】 【详解】A．将正电荷从点移到点，静电力做功，由于点为的中点，所以将正电荷从点移到点，静电力做功；将正电荷从点移到点，静电力做功，则将正电荷从点移到点，静电力做功，可知、两点电势相等，则、两点间的电势差为0，故A错误； BC．、连线为等势线，所以电场强度的方向与垂直指向点，根据几何关系可知电场强度的方向与的夹角为；设电场强度的大小为，则有 解得，故B正确，C错误； D．将从点移到点，静电力做功，由于、两点电势相等，所以将从点移到点，静电力做功，故D错误。 故选B。 二、多选题（每题6分，共18分，8-10题中，每题有至少两个正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选或者不选不得分） 8. 如图所示，、、三点在同一圆周上，为圆心，、两点关于点对称。在点固定一个正点电荷，在点放置一个等量的负点电荷，规定此时点电势为。现将该负点电荷从点沿圆周逆时针缓慢移动到点，移动过程中，负电荷所在位置和点的连线与的夹角为，且。移动过程中点电场强度大小为、电势为。下列图像关系可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设圆周的半径为，点固定的正点电荷电荷量为，移动的负点电荷电荷量为，根据点电荷的电场强度公式，正、负点电荷在点产生的电场强度大小分别为， 方向分别沿OB向右和由点指向负电荷，设，由于负电荷所在位置和点的连线与OB的夹角为，因此两电场强度方向的夹角也为，根据电场的叠加原理和余弦定理有 推导可得 由表达式可知，当时，取得最大值，且在区间内随增大而单调递减，根据数学知识可知，该函数在处的导数为，图像在起点处切线水平，且曲线在给定区间内呈向下弯曲的趋势，故A错误；B正确； CD．在负点电荷移动过程中，正、负点电荷到点的距离始终保持为，因此点的电势始终等于题干规定的，保持恒定，而C选项中电势随增大而减小，D选项中电势随增大而不变，故C错误；D正确。 故选BD。 9. 如图甲，两等量同种正点电荷位于同一竖直线上，在两点电荷连线的中垂线上放置绝缘水平轨道，在两点电荷连线中点O有一带电小球，小球可视为质点。时刻给小球一个水平向右的初速度，此后小球运动的图像如图乙所示，时刻图线斜率绝对值为，图线上的P点为间曲线切线斜率最大点，该点切线斜率为，小球运动至距O点L处时速度减为零。带电小球质量为m，所带电荷量为q，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电 B. 小球与轨道间的动摩擦因数 C. 两点电荷连线中垂线上的场强最大值为 D. 若取小球最终停止位置为零电势点，则O点电势为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据沿着电场线方向电势逐渐降低，所以O点电势最高，小球在初始阶段电场力小于摩擦力小球做减速运动，时刻电场力和摩擦力相等，速度减到最小，此后电场力大于摩擦力，小球做加速运动，时刻，小球加速度最大，所受的合外力最大，摩擦力不变，所以电场力最大，时刻，加速度为零，电场力和摩擦力相等，此后电场力小于摩擦力，小球做减速运动，直到停止，所以小球带正电，故A错误； B．在初始时刻，小球受到的电场力为零，只受摩擦力，根据牛顿第二定律 其中时刻图线斜率绝对值为，则有 联立可得，故B正确； C．由上分析可知，时刻，小球所受的电场力最大，根据牛顿第二定律 其中 联立解得，故C正确； D．小球从O点运动到N点停止，根据动能定理 且 联立解得，故D错误。 故选BC。 10. 空间固定一带电量为+Q的小球A，另一质量为m、带电荷量为q的小球B先后在其下方水平面内绕圆心、做匀速圆周运动，半径分别为、，且。A、、三者共线且连线竖直，，若小球B在1、2两轨道上运动的线速度大小分别为、，向心力大小分别为、，则（ ） A. B. C. 1、2轨道上的角速度之比为 D. 轨道1处的电场强度一定大于轨道2处的电场强度 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设 ，由题意得，​。小球B做匀速圆周运动，竖直方向受力平衡，库仑力的水平分量提供向心力：库仑力与竖直方向夹角满足（为A到圆周运动轨迹圆心的竖直距离），因此竖直方向 水平方向向心力 则可得​​，​​ 因此，故A正确； B．由向心力公式 得 因此，故​B错误； C．角速度  因此，故C正确； D．点电荷电场​，A到B的距离满足， 作差可得，大小关系不确定，因此不一定大于，故D错误。 故选AC。 三、实验题（11-12题，共16分） 11. 物理学家密立根利用如图所示的油滴装置进行了测定电子电荷的实验，因而获得了1923年诺贝尔物理学奖。两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴P悬浮在两板间保持静止。 （1）悬浮油滴P带______电（填“正”或“负”）。 （2）已知当地的重力加速度为g。若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有______。 A. 油滴质量m B. 两板间的电压U C. 两板间的距离d D. 两板的长度L （3）油滴P的电荷量______是电子所带电荷量的整数倍（填“一定”或“不一定”）。 【答案】（1）负 （2）ABC （3）一定 【解析】 【小问1详解】 油滴P悬浮在两板间保持静止，则油滴处于平衡状态，其所受到的重力方向为竖直向下，故其所受到的电场力方向为竖直向上，图中平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，故板间场强方向为竖直向下，可知油滴所受电场力方向与电场强度方向相反，故油滴带负电。 【小问2详解】 平行金属板板间存在匀强电场，油滴恰好处于静止状态，电场力与重力平衡，则有 解得 所以需要测出的物理量有油滴质量，两板间的电压，两板间的距离。 故选ABC。 【小问3详解】 不同油滴所带电荷量虽不相同，但一定都是某个最小电荷量（元电荷）的整数倍。 12. 随着力传感器的测量精度的提高，不用“扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用力（库仑力）成为可能。如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置，在抽成真空的玻璃容器A内，M、N为完全相同的金属小球（带电后可视为点电荷），用绝缘支柱固定带电小球M，用可调丝线悬挂原来不带电的小球N，调控小球N的位置，通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4可准确确定小球M、N间的距离，相邻刻度线间距离均为d，通过固定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器B可以显示丝线上的拉力，控制放电杆可以让带电小球完全放电。实验小组完成了以下操作： ①在球N不带电时读出传感器示数，即小球重力大小为F ②让球N与球M接触后，调整球N到位置1，读出并记录传感器示数 ③继续调整球N分别到位置2、3、4，依次读出并记录传感器示数、、 ④用放电杆使球N完全放电，再让球N与球M接触后，放回到位置1，读出并记录传感器示数； ⑤重复④的操作，依次读出并记录传感器示数、。 （1）根据②的操作，可求出小球N在不同情况下所受的库仑力，小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时小球M、N间的库仑力大小为_______。（选填或） （2）根据①②③的操作，可研究_______，根据②④⑤的操作，可研究_______。 A. 库仑力跟点电荷距离间的关系 B. 库仑力跟小球带电荷量间的关系 （3）本实验中_______测量小球的电荷量（选填“需要”或“不需要”），使用两个完全相同的金属小球接触，再分开，其作用是_______。 【答案】（1） （2）A,B （3） ①. 不需要 ②. 两个完全相同的金属小球接触后电荷会平均分配，方便探究库仑力与电荷量的关系。 【解析】 【小问1详解】 N不带电时，传感器示数等于N的重力，即 M、N接触后带同种电荷，相互排斥，M在N下方，对N方向向上的库仑斥力。竖直方向受力平衡 因此 【小问2详解】 操作①②③中，M、N的带电荷量保持不变，改变两球的间距，因此可以研究库仑力跟点电荷距离间的关系。 故选填A。 操作②④⑤中，保持两球间距不变，通过放电、重新接触改变小球的带电荷量，因此可以研究库仑力跟小球带电荷量间的关系。 故选填B。 【小问3详解】 [1]本实验只需要探究库仑力与距离、电荷量的关系，不需要测量电荷量的具体数值，因此不需要测量小球电荷量。 [2]两个完全相同的金属小球接触后电荷会平均分配，每次放电后重新接触可以得到成倍数变化的电荷量，方便探究库仑力与电荷量的关系。 四、解答题（13-15题，共31分，注意答题规范，只有结果或者过程极度不规范不得分） 13. 两个完全相同的质量都为m、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，细线与竖直方向夹角均为，若外加水平向左的匀强电场，两小球平衡时位置如图乙所示，细线刚好沿竖直方向，已知静电力常量为k，重力加速度为g，求： （1）A、B两小球的电性及所带的电荷量Q； （2）外加匀强电场的场强E的大小。 【答案】（1）A球带正电；B球带负电；；（2） 【解析】 【详解】（1）由乙图可知，A球带正电，B球带负电，甲图中两球相距 对A球受力分析，由平衡条件可得 解得 （2）加电场后对A球受力分析，由平衡条件可得 解得 14. 如图所示，倾角为的粗糙绝缘斜面固定在水平面上。整个装置处于匀强电场中，其等势面和斜面垂直，斜面的顶端和底端分别位于等势面和上，相邻等势面间的电势差相等。可视为质点的带电物块从斜面顶端以初速度沿斜面向下运动，滑行距离时到达斜面底端，速度恰好减为0。已知物块质量，所带电量，物块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度，，物块运动过程中所带电量保持不变。求 （1）物块沿斜面向下滑动过程中，电场力对物块做的功； （2）电场强度的大小； （3）若规定图中等势面的电势为0，求等势面的电势。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理 解得 【小问2详解】 根据， 解得 【小问3详解】 根据可得 又 解得 15. 如图所示，为竖直平面内的倾斜轨道和圆轨道，两者在点平滑相切连接，且和略错开，直轨道、和半圆形弯道固定在光滑水平桌面上，整个空间存在水平向右的匀强电场。倾角，长为；竖直圆轨道和半圆弯道半径均为；直轨道和长均为。一质量为、带正电的滑块（可视为质点）在点获得初动能后沿轨道运动。已知滑块所受电场力大小恒为，滑块与直轨道、的动摩擦因数，其余轨道均光滑，所有轨道绝缘。 （1）若，求滑块到达圆轨道最低点的速度大小； （2）若滑块恰能在竖直圆轨道上做完整的圆周运动，求滑块对竖直圆轨道的最大弹力大小； （3）在处固定一竖直挡板，滑块与挡板碰后能原速率反弹，若滑块经一次反弹后不再进入半圆形弯道，求初动能应满足的条件。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对小滑块受力分析，可知电场力和重力的合力大小为，方向与斜面垂直向下，故小滑块合外力为0，在段小滑块做匀速直线运动，则有 对到，根据动能定理 解得 【小问2详解】 等效重力等于电场力和重力的合力大小为，恰好做完整的圆周运动时，在等效最高点处有 从等效最高点到等效最低点，根据动能定理有 解得 弹力和等效重力提供所需向心力，则有 解得 根据牛顿第三定律可得，滑块对竖直圆轨道的最大弹力大小为 【小问3详解】 ①能过圆轨道，则段合外力做功 不脱离竖直圆轨道需要到达点的速度满足 因此 ②能过半圆弯道最左侧，则段合外力做功 滑块在段不脱离时，在圆轨道最左侧处电场力和轨道支持力一起提供所需向心力，则有 同时滑块到最左侧时，根据动能定理有 联立解得 ③反弹后不进入半圆弯道，则从到再反弹回，外力做功为 从到经反弹回，根据动能定理有 解得 综上分析可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $