精品解析：黑龙江哈尔滨市第九中学校2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试卷

哈尔滨市第九中学2026—2027学年度 高二上学期10月份考试物理试题 （检测时间：90分钟 满分：100分共4页） 第Ⅰ卷（共46分） 一、选择题（本题共14小题，共46分。其中1~10题只有一个选项符合要求，每题3分；11~14题有多项符合要求，每题4分，全选对得4分，选不全得2分，有错选或不答的得0分。） 1. 某同学对电学中相关概念和公式的理解如下，下列说法正确的是（ ） A. 由，电容器的电容C和电荷量Q成正比，和两极板间电压U成反比 B. 在中，U、d分别是匀强电场中任意两点间的电势差和距离 C. 由，流经电阻的电流I与其两端电压U成正比，和阻值R成反比 D. 由，电荷在电场中电势能越大，电荷所在位置电势越高 2. 如图所示为一长方形金属导体，其长为、高为、宽为，从左右两面接入大小为的电流，导体单位体积内自由电子数是，电子电荷量为，则导体内自由电子定向移动的速率为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，带电粒子M、N质量相同，以相同的初速度沿垂直于电场的方向射入两平行板间的匀强电场，M从两极板正中央射入，N从下极板边缘处射入，最后都打在同一点。不计粒子的重力，从开始射入到打到上板的过程中，两粒子（　　） A. 运动时间tM:tN=1:2 B. 加速度之比aM:aN=1:2 C. 所带电荷量之比qM:qN=1:4 D. 电势能的变化量之比EpM:EpN=1:2 4. 如图所示为两个点电荷的电场，虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为轨迹上两点，下列说法中正确的是（　　） A. 两个点电荷为左正右负，且左边电荷所带电荷量少 B. 带电粒子在a点的电场力小于在b点的电场力 C. 带电粒子带正电 D. a点的电势高于b点的电势 5. 光滑水平面上固定一点电荷A，将一带正电小球（可视为质点）从某点由静止释放，以小球初始位置为坐标原点，以小球运动方向为正方向建立x轴，小球加速度a与小球位置坐标x之间的关系如图所示（x轴正方向为加速度的正方向）。下列说法中正确的是（ ） A. 点电荷A可能带负电 B. 点电荷A固定位置的坐标为 C. 小球经过处时加速度大小为 D. 仅将小球质量增大1倍，经过处时速度变为原来的倍 6. 如图，电源内阻不可忽略，电表均为理想电表，其中电流表、、示数变化量的绝对值分别用、、表示，电压表示数变化量的绝对值用表示，则（ ） A. 若断路，则电压表示数变小，电流表示数变大 B. 滑动变阻器的滑片向端移动，电压表示数变小 C. 滑动变阻器的滑片向端移动，变大 D. 滑动变阻器的滑片向端移动， 7. 如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管、电阻连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器中的点处于静止状态。下列说法正确的是（ ） A. 贴着上极板插入金属板，则电阻中有从流向的电流 B. 贴着上极板插入金属板，则油滴将向上移动 C. 将开关断开，在两板间插入一陶瓷电介质，则两极板间电势差变大 D. 将开关断开，在两板间插入一陶瓷电介质，则油滴将向上移动 8. 将卫星送入预定轨道后，卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，图线是太阳能电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图像（电池内阻不是常量），图线是某电阻的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则（ ） A. 电源的电动势为 B. 电阻两端的电压为 C. 电源总功率为 D. 硅光电池的内阻为 9. 如图所示电路中，直流电源电动势为E、内阻，定值电阻，可变电阻的阻值范围为。闭合开关S，调节可变电阻接入电路的阻值，则的最大电功率为（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，电源电动势，内阻，，，，，电容器的电容。开始时开关处于闭合状态，则下列说法正确的是（ ） A. 开关闭合时，电容器上极板带正电 B. 开关闭合时，电容器两极板间电势差是 C. 将开关断开，稳定后电容器正极板所带的电荷量是 D. 将开关断开至电路稳定的过程中，通过的电荷量是 11. 下面关于教材中四幅插图的说法正确的是（　　） A. 甲图为库仑扭秤装置，可以研究得出电荷之间的静电力与它们之间距离成反比 B. 乙图是一种可变电容器，其原理是通过改变铝片之间的距离达到改变电容的目的 C. 丙图超高压带电作业的工人穿戴的工作服内有编织的金属丝，目的是使工作服内电场强度为零 D. 丁图是避雷针，其通过尖端放电中和空气中的电荷达到避免建筑物遭雷击的目的 12. 如图所示，倾角为的固定斜面下端固定一挡板，一轻弹簧下端固定在挡板上。现将一质量为m、电荷量为+q的绝缘小滑块从斜面上距离弹簧上端L处由静止释放，小滑块始终处在场强大小为（g为重力加速度）、方向平行斜面向下的匀强电场中，小滑块与斜面间的动摩擦因数为，则小滑块从释放到运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（ ） A. B. 滑块与斜面摩擦产生的热量等于滑块的重力势能和电势能的减少量与弹簧弹性势能的增加量之差 C. 滑块克服弹簧弹力做的功等于滑块减少的重力势能和增加的电势能及增加的内能之和 D. 滑块刚与弹簧接触瞬间达到最大动能 13. 如图甲，一带电粒子沿平行板电容器中线以速度平行于极板进入（记为时刻），同时在两板上加一按图乙变化的电压。已知为极板间距，粒子比荷为，带电粒子只受电场力的作用且不与极板发生碰撞。经过一段时间，粒子以平行极板方向的速度射出，则下列说法中正确的是（ ） A. 粒子射出时的速度大小一定为 B. 若粒子在时未射出，则此时粒子在垂直极板方向的速度不为0 C. 若粒子在时未射出，则此时粒子在垂直极板方向的位移大小为 D. 极板间距离需满足，粒子才不会与极板碰撞 14. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，一个质量为、电荷量为的带正电小球用长为、不可伸长的绝缘细线悬于点，将小球向左拉至与点等高的点，细线刚好伸直，已知电场强度大小，为重力加速度大小，小球可视为质点。将小球由静止释放，不计空气阻力，则下列判断正确的是（ ） A. 小球由点运动到点的过程中，减少的电势能等于增加的机械能 B. 小球运动到点时速度大小为 C. 小球最终运动稳定时做往复运动，轨迹为半个圆周 D. 小球最终运动稳定时，其运动过程中最大动能为 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 二、实验题（本题共2小题，共14分） 15. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中。实验装置如图所示：电源、电容器、定值电阻（阻值为）、电流传感器、单刀双掷开关以及导线若干。 （1）实验时，先将单刀双掷开关S与“1”端相接，给电容器________（填“充电”或“放电”） （2）再将单刀双掷开关S与“2”端相接，此时有________（填“向上”或“向下”）的电流流过电阻。从开关与“2”端相接瞬间开始计时，利用电流传感器和数据处理软件得到图像如图所示，已知图线与坐标轴围成的面积为。根据该图像可以粗测出实验中电容器的电容________。（用题中已知物理量、、表示） 16. 现有一合金制成的细圆柱体，为测量该合金的电阻率，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。 （1）由图甲读得圆柱体的直径为_________，由图乙读得圆柱体的长度为_________。 （2）为准确测量（阻值约为）的电阻值，该同学设计了如图丙所示的电路，可供选择的实验器材有： A．电流表（量程为，内阻约为） B．电流表（量程为，内阻） C．定值电阻 D．定值电阻 E．滑动变阻器（，允许通过的最大电流为） F．滑动变阻器（，允许通过的最大电流为） G．电池E（电动势为，内阻很小） H．开关及若干导线 上述器材中，A处电流表应选择_____（填“”或“”）；定值电阻应选择_____（填“”或“”）；滑动变阻器应选择_____（填“”或“”）。 （3）调节滑动变阻器，测得多组电流表的示数和电流表的示数，并作出图像如图丁所示，图像的斜率为。测得细圆柱体的长度为，直径为，已知定值电阻阻值为、电流表的内阻为，则该细圆柱体的电阻率_____________（用、、、、、的字母表示）。 三、计算题（本题共3小题，共40分，请将答案写在答题卡相应位置，要求有必要的文字说明和具体的解题步骤公式，直接写出答案的不给分。） 17. 空间中有一水平向左的匀强电场（电场空间足够大），将一个质量，电荷量的带正电小球，放在区域内的点，小球以的初速度，方向与水平方向成角斜向右射出，带电小球在电场力与重力作用下做直线运动。，，）求： （1）电场强度的大小； （2）小球从开始运动到最高点时，电势能的变化量。 18. 如图甲所示，M为一电动机，在滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中，两电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙所示。已知电流表的示数在0.2A以下时，电动机不转动，不考虑电表对电路的影响。求： （1）电源电动势E。 （2）此电路中，电动机的最大输出功率。 （3）滑动变阻器接入电路的最大阻值。 19. 在光滑桌面上，以水平桌面左边缘为轴建立空间直角坐标系如图所示，坐标为处固定一正点电荷，利用屏蔽手段使该点电荷只在空间产生电场，坐标为处有一电荷量大小为，质量为的小球，以初速度沿轴负方向射出，小球离开桌面前恰能做匀速圆周运动，在的空间存在沿轴正方向大小可调的匀强电场，已知静电力常量为，重力加速度为，取桌面所在平面为零势能面。 （1）求固定点电荷所带的电荷量的大小； （2）若小球落地点坐标满足|x|、|y|、|z|相等，求匀强电场电场强度的大小； （3）若匀强电场，求小球从离开桌面到落地前机械能和动能的最小值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 哈尔滨市第九中学2026—2027学年度 高二上学期10月份考试物理试题 （检测时间：90分钟 满分：100分共4页） 第Ⅰ卷（共46分） 一、选择题（本题共14小题，共46分。其中1~10题只有一个选项符合要求，每题3分；11~14题有多项符合要求，每题4分，全选对得4分，选不全得2分，有错选或不答的得0分。） 1. 某同学对电学中相关概念和公式的理解如下，下列说法正确的是（ ） A. 由，电容器的电容C和电荷量Q成正比，和两极板间电压U成反比 B. 在中，U、d分别是匀强电场中任意两点间的电势差和距离 C. 由，流经电阻的电流I与其两端电压U成正比，和阻值R成反比 D. 由，电荷在电场中电势能越大，电荷所在位置电势越高 【答案】C 【解析】 【详解】A．是电容的定义式，电容是电容器的固有属性，由极板正对面积、极板间距、极板间电介质决定，与电荷量、极板间电压均无关，故A错误； B．仅适用于匀强电场，式中是两点沿电场线方向的距离，并非任意两点的距离，故B错误； C．是欧姆定律的表达式：电阻一定时，流经电阻的电流与其两端电压成正比；电压一定时，电流与电阻阻值成反比，故C正确； D．是电势的定义式，电势由电场本身决定，与试探电荷的电势能、电荷量无关；若试探电荷为负电荷，电势能越大，对应位置的电势越低，故D错误。 故选C。 2. 如图所示为一长方形金属导体，其长为、高为、宽为，从左右两面接入大小为的电流，导体单位体积内自由电子数是，电子电荷量为，则导体内自由电子定向移动的速率为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据 解得，故选A。 3. 如图所示，带电粒子M、N质量相同，以相同的初速度沿垂直于电场的方向射入两平行板间的匀强电场，M从两极板正中央射入，N从下极板边缘处射入，最后都打在同一点。不计粒子的重力，从开始射入到打到上板的过程中，两粒子（　　） A. 运动时间tM:tN=1:2 B. 加速度之比aM:aN=1:2 C. 所带电荷量之比qM:qN=1:4 D. 电势能的变化量之比EpM:EpN=1:2 【答案】B 【解析】 【详解】A．两粒子的水平速度和水平位移都相同，可知运动时间相等，即tM:tN=1:1，A错误； B．竖直方向根据因竖直位移之比为yM:yN=1:2，时间相等，则加速度之比aM:aN=1:2，B正确； C．根据，两粒子质量相等，则所带电荷量之比qM:qN=1:2，C错误； D．电势能的变化量等于电场力做功，即 因qM:qN=1:2，yM:yN=1:2，可得，故D错误。 故选B。 4. 如图所示为两个点电荷的电场，虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为轨迹上两点，下列说法中正确的是（　　） A. 两个点电荷为左正右负，且左边电荷所带电荷量少 B. 带电粒子在a点的电场力小于在b点的电场力 C. 带电粒子带正电 D. a点的电势高于b点的电势 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据电场线的指向和电场线的密集程度，可知两个点电荷为左正右负，且左边电荷所带电荷量多，故A错误； B． b点电场线更密集，b点电场强度更大，故带电粒子在b点受电场力更大，故B正确； C．由粒子运动轨迹可知，粒子受电场力大致向左，可知粒子带负电，故C错误； D ．沿电场线方向电势逐渐降低，故a点的电势低于b点的电势，故D错误。 故选B。 5. 光滑水平面上固定一点电荷A，将一带正电小球（可视为质点）从某点由静止释放，以小球初始位置为坐标原点，以小球运动方向为正方向建立x轴，小球加速度a与小球位置坐标x之间的关系如图所示（x轴正方向为加速度的正方向）。下列说法中正确的是（ ） A. 点电荷A可能带负电 B. 点电荷A固定位置的坐标为 C. 小球经过处时加速度大小为 D. 仅将小球质量增大1倍，经过处时速度变为原来的倍 【答案】D 【解析】 【详解】A．图为小球的图像，纵坐标表示沿轴的加速度。曲线在轴上方且随增大而降低，说明小球沿正方向加速，加速度逐渐减小。小球水平方向只受电场力，由牛顿第二定律可知电场力逐渐减小；根据库仑定律，两电荷间的距离逐渐增大，故小球受到斥力。小球带正电，因此点电荷带正电，故A错误； BC．设两电荷的初始距离为，小球的质量、电荷量分别为和，点电荷的电荷量为，静电力常量为。点电荷位于原点的负方向，小球在光滑水平面上运动，重力与支持力平衡，沿题设轴正方向，由库仑定律和牛顿第二定律得 图中初始位置和处的纵坐标分别为和，将两位置的动力学方程相除得 取正的距离，解得，所以点电荷的坐标为。小球位于处时，两电荷间的距离为，由上述方程与初始时的方程取比值得，故BC错误； D．仅将小球质量增大一倍，电荷量和起、终位置均不变，故电场力在该段位移内所做的功不变。设该功为，质量改变前、后经过处的速率分别为和。小球均由静止释放，重力和支持力不做功，由动能定理分别有， 两式相除得，故D正确。 故选D。 6. 如图，电源内阻不可忽略，电表均为理想电表，其中电流表、、示数变化量的绝对值分别用、、表示，电压表示数变化量的绝对值用表示，则（ ） A. 若断路，则电压表示数变小，电流表示数变大 B. 滑动变阻器的滑片向端移动，电压表示数变小 C. 滑动变阻器的滑片向端移动，变大 D. 滑动变阻器的滑片向端移动， 【答案】D 【解析】 【详解】A．若断路，电路总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，则电压表示数变大，电流表示数变小，故A错误； B．滑动变阻器的滑片向端移动，则滑动变阻器接入的阻值变大，电路总电阻变大，总电流减小，电压表示数满足 故电压表示数变大，故B错误； C．根据闭合电路的欧姆定律可知电压表示数满足 可知 因此滑动变阻器的滑片向端移动，不变，故C错误； D．滑动变阻器的滑片向端移动，则滑动变阻器接入的阻值变大，电路总电阻变大，总电流减小，上分得的电压减小，路端电压 故路端电压变大， 、并联部分的电压增大，故所在支路的电流增大，因此所在支路的电流减小；考虑电路总电流减小，故有，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管、电阻连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器中的点处于静止状态。下列说法正确的是（ ） A. 贴着上极板插入金属板，则电阻中有从流向的电流 B. 贴着上极板插入金属板，则油滴将向上移动 C. 将开关断开，在两板间插入一陶瓷电介质，则两极板间电势差变大 D. 将开关断开，在两板间插入一陶瓷电介质，则油滴将向上移动 【答案】B 【解析】 【详解】A．当贴着上极板插入金属板时，两极板间的距离减小，根据 可知电容器的电容增大，再根据 由于电容器与电源相连，电容器两端的电压不变，则电容器所带的电荷量将增大，所以电容器将充电，即有电流从电阻的流向，且二极管处于导通状态，故A错误； B．油滴静止时，其所受的电场力与重力等大反向，则有 贴着上极板插入金属板，由于电容器与电源相连，电容器两端的电压不变，两极板间的距离减小，根据 可知极板间电场强度增大，故有电场力大于重力，油滴将向上移动，故B正确； CD．将开关断开，在两板间插入一陶瓷电介质，根据 可知电容器的电容增大，再根据 由于开关断开，极板所带电荷量不变，故两极板间电势差变小，根据 可知极板间电场强度减小，故有电场力小于重力，油滴将向下移动，故C、D错误。 故选B。 8. 将卫星送入预定轨道后，卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，图线是太阳能电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图像（电池内阻不是常量），图线是某电阻的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则（ ） A. 电源的电动势为 B. 电阻两端的电压为 C. 电源总功率为 D. 硅光电池的内阻为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由闭合电路欧姆定律有 当时，有 由图线与纵轴的交点可知电源的电动势为，故A错误； BC．根据两图线交点可知，电阻两端的电压为，电流为，电源总功率为，故BC错误； D．由闭合电路欧姆定律有 故此时太阳能电池的内阻为，故D正确。 故选D。 9. 如图所示电路中，直流电源电动势为E、内阻，定值电阻，可变电阻的阻值范围为。闭合开关S，调节可变电阻接入电路的阻值，则的最大电功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】和电源并联后可视为一个“等效电源”，新电源的电动势，内阻 此时的电功率就是新电源的输出功率，当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，所以当时，的电功率最大，其最大功率为 故选C。 10. 如图所示，电源电动势，内阻，，，，，电容器的电容。开始时开关处于闭合状态，则下列说法正确的是（ ） A. 开关闭合时，电容器上极板带正电 B. 开关闭合时，电容器两极板间电势差是 C. 将开关断开，稳定后电容器正极板所带的电荷量是 D. 将开关断开至电路稳定的过程中，通过的电荷量是 【答案】D 【解析】 【详解】AB．开关闭合时的等效电路图如图所示 电容器两端电压等于两端电压，已知总电阻 由闭合电路欧姆定律可知干路电流 路端电压 则电容器两极板间电势差 且上极板电势较低，带负电；下极板电势较高，带正电，此时电容器所带电荷量，故AB错误； CD．开关断开时的等效电路图如图所示 电容器两端电压等于两端电压，此时 由图可知，上极板带正电，下极板带负电，电容器所带电荷量 故通过的电荷量为，故C错误，D正确。 故选D。 11. 下面关于教材中四幅插图的说法正确的是（　　） A. 甲图为库仑扭秤装置，可以研究得出电荷之间的静电力与它们之间距离成反比 B. 乙图是一种可变电容器，其原理是通过改变铝片之间的距离达到改变电容的目的 C. 丙图超高压带电作业的工人穿戴的工作服内有编织的金属丝，目的是使工作服内电场强度为零 D. 丁图是避雷针，其通过尖端放电中和空气中的电荷达到避免建筑物遭雷击的目的 【答案】CD 【解析】 【详解】A．甲图为库仑扭秤装置，库仑通过该实验得出电荷间的静电力与距离的二次方成反比，并非与距离成反比，故A错误； B．乙图是旋转式可变电容器，其原理是通过改变电容器极板的正对面积改变电容，并非改变铝片间距，故B错误； C．丙图中含金属丝的工作服利用了静电屏蔽原理，处于外电场中达到静电平衡时，工作服包裹的工人区域电场强度为零，保护工人安全，故C正确； D．避雷针的工作原理是尖端放电，通过尖端放电中和空气中的电荷，同时将剩余电荷导入大地，避免建筑物遭受雷击，故D正确。 故选CD 。 12. 如图所示，倾角为的固定斜面下端固定一挡板，一轻弹簧下端固定在挡板上。现将一质量为m、电荷量为+q的绝缘小滑块从斜面上距离弹簧上端L处由静止释放，小滑块始终处在场强大小为（g为重力加速度）、方向平行斜面向下的匀强电场中，小滑块与斜面间的动摩擦因数为，则小滑块从释放到运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（ ） A. B. 滑块与斜面摩擦产生的热量等于滑块的重力势能和电势能的减少量与弹簧弹性势能的增加量之差 C. 滑块克服弹簧弹力做的功等于滑块减少的重力势能和增加的电势能及增加的内能之和 D. 滑块刚与弹簧接触瞬间达到最大动能 【答案】AB 【解析】 【详解】A．滑块与弹簧接触前，受重力、支持力、摩擦力以及沿斜面向下的电场力作用，由于滑块沿斜面加速下滑，则 解得，A正确； B．滑块由静止下滑运动至最低点的过程中，重力做正功、电场力做正功、弹簧的弹力做负功、摩擦力做负功，则由功能关系可知，因摩擦产生的热量等于重力势能和电势能的减少量与弹簧弹性势能的增加量之差，B正确； C．根据功能关系可知，滑块克服弹簧弹力做的功等于滑块的重力势能和电势能的减少量与内能的增加量之差，C错误； D．物块刚与弹簧接触的瞬间，弹簧的弹力仍为零，仍有 物块继续向下加速，动能仍在增大，所以此瞬间动能不是最大，当物块的合力为零时动能才最大，D错误； 故选AB。 13. 如图甲，一带电粒子沿平行板电容器中线以速度平行于极板进入（记为时刻），同时在两板上加一按图乙变化的电压。已知为极板间距，粒子比荷为，带电粒子只受电场力的作用且不与极板发生碰撞。经过一段时间，粒子以平行极板方向的速度射出，则下列说法中正确的是（ ） A. 粒子射出时的速度大小一定为 B. 若粒子在时未射出，则此时粒子在垂直极板方向的速度不为0 C. 若粒子在时未射出，则此时粒子在垂直极板方向的位移大小为 D. 极板间距离需满足，粒子才不会与极板碰撞 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．粒子沿平行板电容器进入，水平方向做匀速直线运动，竖直方向因电场力作用，做变速运动，经过一段时间，粒子以平行极板方向的速度射出，故粒子射出时垂直极板方向速度为0，所以粒子射出速度大小为，故A正确； B．粒子进入电容器后，由于内极板间电压是内的两倍,根据 内粒子受到的电场力是内的两倍，故垂直极板方向的运动图像如图所示 由图可知，若粒子在时未射出，则此时粒子在垂直极板方向的速度为0，故B错误； C．图像的面积表示粒子的位移，若粒子在时未射出，由图可知内粒子垂直极板方向的位移为0，内，粒子在垂直极板方向的位移大小为，故C正确； D．由图可知，粒子在垂直方向有最大位移对应的时刻为 其中内粒子的位移 要使粒子不与极板碰撞，需满足 整理得，故D正确。 故选ACD。 14. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，一个质量为、电荷量为的带正电小球用长为、不可伸长的绝缘细线悬于点，将小球向左拉至与点等高的点，细线刚好伸直，已知电场强度大小，为重力加速度大小，小球可视为质点。将小球由静止释放，不计空气阻力，则下列判断正确的是（ ） A. 小球由点运动到点的过程中，减少的电势能等于增加的机械能 B. 小球运动到点时速度大小为 C. 小球最终运动稳定时做往复运动，轨迹为半个圆周 D. 小球最终运动稳定时，其运动过程中最大动能为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．对小球受力分析，将电场力与重力合成为一个等效“重力”，如图所示 设等效“重力”与竖直方向的夹角为，根据几何关系有 解得 可知其等效“重力场”的最低点为点，如图所示 依题意，小球由静止释放后做匀加速直线运动，第一次运动到点正下方时的速度设为，根据动能定理有 解得 此时细线瞬间绷紧，致使沿细线方向的速度变为零，则垂直于细线方向的速度为 由对称性可知，小球运动到点的速度大小与细线绷紧瞬间的速度大小相等，即 因细线绷紧过程中存在机械能的损耗，故小球由点运动到点的过程中，减少的电势能大于增加的机械能，故A错误，B正确； C．设小球往复运动过程中，运动到等效最低点左侧最高点时，细线与竖直方向夹角为，根据动能定理有 解得 由几何关系及对称性可知，小球最终运动稳定时做往复运动，轨迹为个圆周，故C正确； D．小球最终运动稳定时，其运动过程中动能最大的位置位于等效“重力”的最低点点， 从左侧最高点到点，由动能定理可知，故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 二、实验题（本题共2小题，共14分） 15. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中。实验装置如图所示：电源、电容器、定值电阻（阻值为）、电流传感器、单刀双掷开关以及导线若干。 （1）实验时，先将单刀双掷开关S与“1”端相接，给电容器________（填“充电”或“放电”） （2）再将单刀双掷开关S与“2”端相接，此时有________（填“向上”或“向下”）的电流流过电阻。从开关与“2”端相接瞬间开始计时，利用电流传感器和数据处理软件得到图像如图所示，已知图线与坐标轴围成的面积为。根据该图像可以粗测出实验中电容器的电容________。（用题中已知物理量、、表示） 【答案】（1）充电 （2） ①. 向下 ②. 【解析】 【小问1详解】 先将单刀双掷开关S与“1”端相接，电容器与电源相连，电容器充电。 【小问2详解】 [1]可知电容器充电后上极板带正电，将单刀双掷开关S与“2”端相接，电容器放电，有向下的电流流经。 [2]根据， 结合电容器放电时的图线与坐标轴围成的面积为 解得 16. 现有一合金制成的细圆柱体，为测量该合金的电阻率，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。 （1）由图甲读得圆柱体的直径为_________，由图乙读得圆柱体的长度为_________。 （2）为准确测量（阻值约为）的电阻值，该同学设计了如图丙所示的电路，可供选择的实验器材有： A．电流表（量程为，内阻约为） B．电流表（量程为，内阻） C．定值电阻 D．定值电阻 E．滑动变阻器（，允许通过的最大电流为） F．滑动变阻器（，允许通过的最大电流为） G．电池E（电动势为，内阻很小） H．开关及若干导线 上述器材中，A处电流表应选择_____（填“”或“”）；定值电阻应选择_____（填“”或“”）；滑动变阻器应选择_____（填“”或“”）。 （3）调节滑动变阻器，测得多组电流表的示数和电流表的示数，并作出图像如图丁所示，图像的斜率为。测得细圆柱体的长度为，直径为，已知定值电阻阻值为、电流表的内阻为，则该细圆柱体的电阻率_____________（用、、、、、的字母表示）。 【答案】（1） ①. #### ②. （2） ①. ②. ③. （3） 【解析】 【小问1详解】 [1] 螺旋测微器的精度为，所以该圆柱体的直径为 [2] 20分度的游标卡尺精度为，所以该圆柱体的长度为 【小问2详解】 [1][2]电路中电源电动势为，因题中没有提供电压表，故需要将电流表与的定值电阻串联，改装成一个电压表，其量程为 该量程与所用电源匹配，所以定值电阻应选择，电流表应选择。 [3]由题图丙可知，滑动变阻器采用分压式接法，故滑动变阻器应选用最大阻值较小的，调节时电压变化更均匀，操作更方便。 【小问3详解】 由题图丙可知，两端的电压满足 流过的电流 故的电阻率满足 结合图丁可知图像的斜率 联立得 三、计算题（本题共3小题，共40分，请将答案写在答题卡相应位置，要求有必要的文字说明和具体的解题步骤公式，直接写出答案的不给分。） 17. 空间中有一水平向左的匀强电场（电场空间足够大），将一个质量，电荷量的带正电小球，放在区域内的点，小球以的初速度，方向与水平方向成角斜向右射出，带电小球在电场力与重力作用下做直线运动。，，）求： （1）电场强度的大小； （2）小球从开始运动到最高点时，电势能的变化量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 因小球做直线运动，电场力与重力的合力与初速度方向共线，受力如图所示 由图可知 代入已知条件可得 【小问2详解】 小球做匀减速直线运动，设从点到最高点的位移为，由牛顿第二定律可知，小球的加速度大小满足 解得 又 解得 小球从开始运动到最高点的过程中，电场力做负功，根据电势能变化与静电力做功的关系有 故小球从开始运动到最高点时，电势能的变化量。 18. 如图甲所示，M为一电动机，在滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中，两电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙所示。已知电流表的示数在0.2A以下时，电动机不转动，不考虑电表对电路的影响。求： （1）电源电动势E。 （2）此电路中，电动机的最大输出功率。 （3）滑动变阻器接入电路的最大阻值。 【答案】（1）3.9V （2）0.54W （3）32Ω 【解析】 【小问1详解】 分析可知，题图乙中最上面的图线表示电压表V2的示数与电流表A的示数的变化关系，此图线的斜率的绝对值等于电源的内阻，即 电流I=0.1A时，U=3.6V，则电源的电动势 【小问2详解】 由题图乙中下方图线可知，电动机的电阻 当I2=0.3A时，U1=3V，电动机的输入功率最大，最大输入功率 电动机的热功率 则电动机的最大输出功率 【小问3详解】 当Imin=0.1A时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路的电阻最大，故 19. 在光滑桌面上，以水平桌面左边缘为轴建立空间直角坐标系如图所示，坐标为处固定一正点电荷，利用屏蔽手段使该点电荷只在空间产生电场，坐标为处有一电荷量大小为，质量为的小球，以初速度沿轴负方向射出，小球离开桌面前恰能做匀速圆周运动，在的空间存在沿轴正方向大小可调的匀强电场，已知静电力常量为，重力加速度为，取桌面所在平面为零势能面。 （1）求固定点电荷所带的电荷量的大小； （2）若小球落地点坐标满足|x|、|y|、|z|相等，求匀强电场电场强度的大小； （3）若匀强电场，求小球从离开桌面到落地前机械能和动能的最小值。 【答案】（1） （2）或 （3）， 【解析】 【小问1详解】 小球以为半径做匀速圆周运动 解得 【小问2详解】 小球在桌面上轨迹如图所示，由几何关系可得，小球从原点离开桌面 设离开时速度与轴负方向夹角为，则， 小球离开桌面时，沿轴负方向做匀速运动， 轴方向做匀减速运动，，根据牛顿第二定律 轴负方向做自由落体运动 联立可得或 【小问3详解】 轴方向速度减到0时，电场力做负功最多，小球机械能最小 故机械能最小值，解得 小球在轴负方向做匀速运动，在面内做类斜抛运动 设重力与电场力的合力为，与夹角为，则， 将沿方向和垂直方向分解，当方向速度减到0时，动能最小，即 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $