精品解析：吉林长春外国语学校2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试题（选考）

长春外国语学校2026-2027学年第一学期第一学程调研 高二年级 物理试题（选考） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共6页。考试结束后，将答题卡交回。 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。 5.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 第Ⅰ卷 一、选择题（本题共10小题，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. “电”的概念古来有之，但对电的研究到了16世纪才随着现代科学的发展而开始。在静电学的发展史中，法国物理学家库仑的功劳首屈一指，他让电学成为一门现代科学。关于比荷、元电荷、点电荷、库仑定律，下列说法正确的是（ ） A. 带电性质不同的质子和电子所带电荷量大小相等，它们的比荷也相等 B. 元电荷是自然界中最小的电荷量，元电荷可以是质子也可以是电子 C. 体积小的带电小球在任何情况下都可以看成点电荷 D. 两个点电荷之间作用力的规律是法国科学家库仑通过扭秤实验找到的 2. 下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ） A. 由知，电场中某点的电场强度与检验电荷所受电场力成正比，与其所带的电荷量成反比 B. 由知，电容器电容与极板所带电荷量成正比，与极板间电压成反比 C. 由知，带电荷量为1C的负电荷，从A点到B点克服电场力做功1J，则A、B两点的电势差为1V D. 由知，在以点电荷Q为球心，以r为半径的球面上各点场强均相同 3. 如图甲所示、A、B是一条电场线上的两点，若在电场线上某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B、其速度随时间变化的规律如图乙所示。则（ ） A. A、B两点的电势 B. A、B两点的电场强度 C. 电子在A、B两点受到的电场力 D. 电子在A、B两点的电势能 4. 如图甲所示，电鲶遇到危险时，可产生数百伏的电压。电鲶放电时形成的电场可等效为等量异种点电荷的电场（如图乙所示），其中正电荷集中在头部，负电荷集中在尾部。电场中有A、O、B、C四个位置，其中O是正负电荷连线的中点，，下列说法正确的是（　　） A. O点电场强度小于B点电场强度 B. 将一负电荷从A点移到C点，电势能增加 C. B点电势高于C点电势 D. A点电场强度小于B点电场强度 5. 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布着总电荷量为q的正电荷，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，，已知M点的电场强度大小为E，静电力常量为k，则N点的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，边长为L的菱形ABCD处在匀强电场中，匀强电场方向与菱形平面平行，F是AD的中点，。将一个电荷量为q的正点电荷分别从A、B、F三点移到零电势点处，电场力做功分别为W、5W、3W（W＞0），则下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场方向沿BA方向 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. C点的电势为 D. 将电荷量为的点电荷从D点移到零电势点处，电场力做功为 7. 如图，虚线a、b、c、d是某电场的等差等势线，等势线水平且间距相等，实线是电荷量为、带正电的粒子仅受电场力作用时的运动轨迹，、B、C为轨迹与等势线的交点，B点在等势线b上，C点为轨迹最高点，且在等势线c上。已知粒子在A点时的速度方向与水平方向夹角为，动能为10eV，在C点的电势能为3eV。下列说法正确的是（ ） A. 该电场可能是点电荷形成的电场 B. 该粒子的运动轨迹可能是圆弧的一部分 C. 该粒子运动到B点的动能为7.5eV D. 该电场的等势线d的电势一定为1.5V 二、多选题 8. 物理与自然、科技、生活息息相关，下列有关电学知识的相关说法正确的是（ ） A. 甲图中工作人员高压带电作业时，身穿用金属丝编制的工作服是应用了静电屏蔽原理 B. 乙图中楼顶安装的避雷针是应用尖端放电的一种设施 C. 丙图中的女生和带电的金属球带有异种性质的电荷 D. 丁图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在金属杆B上 9. 如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行、间距为的活动金属片和固定金属片组成，两金属片间有空气间隙，两金属片组成一个平行板电容器，如图乙所示。其内部电路如图丙所示，已知只有当该键的电容改变量大于或等于原电容的时，传感器才有感应，则下列说法正确的是（　　） A. 按键的过程中，电容器的电容增大 B. 按键的过程中，电容器的电量减小 C. 按键的过程中，图丙中电流方向从流向 D. 欲使传感器有感应，按键需至少按下 10. 如图甲，均匀带电固定圆环的圆心为，为圆环轴线，以为原点沿轴线建立坐标轴，轴上各点电势随坐标变化的关系图像如图乙，图线上坐标处的点为图线拐点，点切线与轴交点处坐标为。现让一电子从圆心以初速度沿轴正向运动，电子最远能到达处。电子质量为，电荷量绝对值为，不计电子重力，下列说法正确的是（　　） A. 圆环带负电 B. 电子经过处时的加速度大小为 C. 处的电势为 D. 电子第一次经过处时的速度大小为 第Ⅱ卷 二、实验题（本题共两小题，第11题10分，第12题10分，共计20分。） 11. 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_______。 12. 如图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其极板间距离、极板间正对面积、电介质之间的关系装置图。请回答下列问题： （1）本实验采用的科学方法是___________。 A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 建立物理模型法 （2）如乙图所示，增大极板间距离时，静电计指针的偏转角度增大，则电容器的电容___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如图甲所示是观察电容器的充、放电现象实验装置的电路图。电源输出电压恒为，是单刀双掷开关，为灵敏电流计，为平行板电容器。 ①当开关接___________时（选填“1”或“2”），平行板电容器充电。 ②将表换成电流传感器，电容器充电完毕后，再让电容器放电，放电过程中电容器的电容___________（填“变小”或“变大”或“不变”）；其放电电流随时间变化的图像如图乙所示，已知图线与横轴所围的面积约为41个方格，电容器的电容为___________.（结果保留2位有效数字） 三、解答题（本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式，只写答案不得分。） 13. 如图所示，一质量为m，电荷量为Q的小球A系在长为L的绝缘轻绳下端，另一带电小球B位于悬挂点的正下方（A、B均视为点电荷），轻绳与竖直方向成30°角，小球A、B静止于同一高度．已知重力加速度g，静电力常量为k，求： （1）两球间的静电力为多少？ （2）B球的电荷量是多少？ 14. 如图所示，匀强电场的方向与等腰直角所在的平面平行，、间的距离为，将电荷量为的点电荷从电场中的点移到点，静电力做了的功，再从点移到点，静电力做了的功。求： （1）匀强电场的电场强度的大小。 （2）若规定点电势为，将点电荷置于、中点，则点电荷的电势能大小。 15. 如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝发出（初速度不计），经灯丝与板间的加速电压（）加速，从板中心孔沿中心线射出，然后进入由两块平行金属板、形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），且电子恰沿、两极板中点垂直进入偏转电场。已知、两板间的电压为，板长为，两板间的距离恰好也等于，、板右端到荧光屏的距离，电子质量为，电荷量为。求： （1）电子穿过板时的速度大小。 （2）为保证电子能从、两板间射出，而不打到、两板上，电压的最大值是多少？ （3）若荧光屏中心到屏幕上，下边缘的距离也为，为使电子从、两板间射出后能打到荧光屏范围内，求电压满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长春外国语学校2026-2027学年第一学期第一学程调研 高二年级 物理试题（选考） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共6页。考试结束后，将答题卡交回。 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。 5.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 第Ⅰ卷 一、选择题（本题共10小题，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. “电”的概念古来有之，但对电的研究到了16世纪才随着现代科学的发展而开始。在静电学的发展史中，法国物理学家库仑的功劳首屈一指，他让电学成为一门现代科学。关于比荷、元电荷、点电荷、库仑定律，下列说法正确的是（ ） A. 带电性质不同的质子和电子所带电荷量大小相等，它们的比荷也相等 B. 元电荷是自然界中最小的电荷量，元电荷可以是质子也可以是电子 C. 体积小的带电小球在任何情况下都可以看成点电荷 D. 两个点电荷之间作用力的规律是法国科学家库仑通过扭秤实验找到的 【答案】D 【解析】 【详解】A．比荷为电荷量与质量的比值，质子和电子所带电荷量大小均为，但质子质量约为，远大于电子质量（约），因此质子比荷远小于电子比荷，二者比荷不相等，故A错误； B．元电荷是自然界中最小的电荷量单位，数值约为，它是电荷量的单位，不是质子、电子等实物粒子，故B错误； C．当带电体的大小、形状对研究的相互作用力等问题的影响可忽略时，才能视为点电荷，与带电体本身体积大小无关，体积小的带电小球在间距极近时也不可视为点电荷，故C错误； D．两个点电荷之间的相互作用力规律（库仑定律）是法国科学家库仑通过扭秤实验总结得出的，故D正确。 故选D。 2. 下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ） A. 由知，电场中某点的电场强度与检验电荷所受电场力成正比，与其所带的电荷量成反比 B. 由知，电容器电容与极板所带电荷量成正比，与极板间电压成反比 C. 由知，带电荷量为1C的负电荷，从A点到B点克服电场力做功1J，则A、B两点的电势差为1V D. 由知，在以点电荷Q为球心，以r为半径的球面上各点场强均相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电场强度的定义有 电场强度由电场本身决定，与检验电荷的电荷量无关，改变检验电荷的电荷量时，其所受电场力也会相应改变，故不能说电场强度与电场力成正比、与电荷量成反比，故A错误； B．根据电容的定义有 电容器的电容由极板的正对面积、极板间距离以及介质等因素决定，与极板所带电荷量和极板间电压无关，故B错误； C．负电荷的电荷量为，克服电场力做功，说明电场力做功为。根据电势差的定义有 代入数据解得，故C正确； D．在以点电荷为球心、以为半径的球面上，各点电场强度的大小相等，但方向沿半径方向，方向不同，故各点的电场强度矢量不相同，故D错误。 故选C。 3. 如图甲所示、A、B是一条电场线上的两点，若在电场线上某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B、其速度随时间变化的规律如图乙所示。则（ ） A. A、B两点的电势 B. A、B两点的电场强度 C. 电子在A、B两点受到的电场力 D. 电子在A、B两点的电势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．电子由静止开始从运动到，速度不断增大，电子所受电场力方向为。电子带负电，根据电场力与电场强度的关系有 所以电场强度方向为，沿电场线方向电势逐渐降低，因此，即，故A错误； B．根据图像的斜率表示加速度，且图线在点处的斜率大于在点处的斜率，有 由牛顿第二定律有 所以，又因为电子所受电场力大小满足，则，故B错误； C．由上述分析可知，因此，故C错误； D．根据电势能公式有 由于，所以，故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示，电鲶遇到危险时，可产生数百伏的电压。电鲶放电时形成的电场可等效为等量异种点电荷的电场（如图乙所示），其中正电荷集中在头部，负电荷集中在尾部。电场中有A、O、B、C四个位置，其中O是正负电荷连线的中点，，下列说法正确的是（　　） A. O点电场强度小于B点电场强度 B. 将一负电荷从A点移到C点，电势能增加 C. B点电势高于C点电势 D. A点电场强度小于B点电场强度 【答案】B 【解析】 【详解】A．该电场等效为等量异种点电荷电场，正电荷在右（头部），负电荷在左（尾部）。 中垂线上场强方向相同，但大小从点向外逐渐减小，所以点场强大于点场强，二者场强不相同，故A错误； B．点靠近正电荷，电势大于0，点在中垂面上，电势为0。将负电荷从移到，电势降低，但负电荷电势能会增大，故B正确； C．等量异种点电荷连线的中垂面是等势面，且该面上各点电势均为0，、、都在中垂面上，因此、两点电势相等，均等于0，故C错误； D．点在正、负电荷连线上，且靠近正电荷，其电场强度大于连线中点的场强；而点在中垂线上，场强小于点场强，因此点场强大于点场强，故D错误。 故选B。 5. 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布着总电荷量为q的正电荷，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，，已知M点的电场强度大小为E，静电力常量为k，则N点的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】右边补齐半球面，电荷量为2q的球型在N点产生的电场强度大小为 由于对称性可得，N点实际的电场强度大小 故选A。 6. 如图所示，边长为L的菱形ABCD处在匀强电场中，匀强电场方向与菱形平面平行，F是AD的中点，。将一个电荷量为q的正点电荷分别从A、B、F三点移到零电势点处，电场力做功分别为W、5W、3W（W＞0），则下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场方向沿BA方向 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. C点的电势为 D. 将电荷量为的点电荷从D点移到零电势点处，电场力做功为 【答案】B 【解析】 【详解】A．设零电势点电势为。正电荷从点移到零电势点，电场力做功，则；从点移到零电势点做功，则；从点移到零电势点做功，则 为中点，根据匀强电场中沿同一直线电势均匀变化，有 解得 所以、两点电势相等，为等势线，电场方向垂直于 设菱形边长为，以为原点、$BC$方向为轴正方向建立坐标系，则，，， 设电场强度分量为、，根据电势差与电场强度的关系有， 联立解得， 电场方向与方向夹角为，不是沿方向，故A错误； B．电场强度大小为 代入数据解得，故B正确； C．根据电势差关系有 代入数据解得，故C错误； D．将电荷量为的点电荷从点移到零电势点处，电场力做功为 代入数据解得，故D错误。 故选B。 7. 如图，虚线a、b、c、d是某电场的等差等势线，等势线水平且间距相等，实线是电荷量为、带正电的粒子仅受电场力作用时的运动轨迹，、B、C为轨迹与等势线的交点，B点在等势线b上，C点为轨迹最高点，且在等势线c上。已知粒子在A点时的速度方向与水平方向夹角为，动能为10eV，在C点的电势能为3eV。下列说法正确的是（ ） A. 该电场可能是点电荷形成的电场 B. 该粒子的运动轨迹可能是圆弧的一部分 C. 该粒子运动到B点的动能为7.5eV D. 该电场的等势线d的电势一定为1.5V 【答案】C 【解析】 【详解】A．虚线是水平且等间距的等势线，电场线与等势线垂直，且相邻等势线间的电势差相等，所以该区域电场方向竖直、场强大小和方向均不变，属于匀强电场。点电荷电场的等势线应为以点电荷为中心的同心圆，故A错误； B．在匀强电场中，带正电粒子仅受恒定电场力作用，水平方向不受力、竖直方向做匀变速运动，轨迹为抛物线，不可能是圆弧的一部分，故B错误； C．在点达到最高点，竖直分速度为零；水平方向始终无力，故 所以 只有电场力做功，带电粒子的动能与电势能之和守恒，所以 在点， 从点到点相隔两个等间距等势线，故每跨过一个间距电势能增加 点在点上方一个间距处， 所以，故C正确； D．由电势能定义得 相邻等势线的电势差为 由轨迹在点附近向下弯曲可知电场方向竖直向下，正电荷沿向上方向电势升高，因此，故D错误。 故选C。 二、多选题 8. 物理与自然、科技、生活息息相关，下列有关电学知识的相关说法正确的是（ ） A. 甲图中工作人员高压带电作业时，身穿用金属丝编制的工作服是应用了静电屏蔽原理 B. 乙图中楼顶安装的避雷针是应用尖端放电的一种设施 C. 丙图中的女生和带电的金属球带有异种性质的电荷 D. 丁图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在金属杆B上 【答案】AB 【解析】 【详解】A．图甲中工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理，故A正确； B．避雷针是利用导体尖端的电荷面密度极大、电场过强引发尖端放电的原理，主动将雷电引导入大地，避免建筑被雷击，故B正确； C．图丙中，手接触带电球后头发竖直，这是接触起电现象，女生和带电的金属球带有同种性质的电荷，故C错误； D．图丁为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上，故D错误。 故选AB。 9. 如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行、间距为的活动金属片和固定金属片组成，两金属片间有空气间隙，两金属片组成一个平行板电容器，如图乙所示。其内部电路如图丙所示，已知只有当该键的电容改变量大于或等于原电容的时，传感器才有感应，则下列说法正确的是（　　） A. 按键的过程中，电容器的电容增大 B. 按键的过程中，电容器的电量减小 C. 按键的过程中，图丙中电流方向从流向 D. 欲使传感器有感应，按键需至少按下 【答案】AD 【解析】 【详解】A．按键过程中，活动金属片向下移动，两极板间的距离减小。 平行板电容器的电容公式为得，增大，故A正确； B．由于电容器始终与电源相连，极板间电压保持不变。由可知，电容增大时，电荷量增大，电容器处于充电状态，故B错误； C．充电时，电源正极连接上极板，下极板通过电流计连接到电源负极。外电路中的电流方向为从下极板流出，经过电流计，即从流向，故C错误； D．按键过程，正对面积，介电常数不变，间距减小，令按键至少按下距离为传感器会响应，则有原电容，新电容 要求 联立解得，故D正确。 故选AD。 10. 如图甲，均匀带电固定圆环的圆心为，为圆环轴线，以为原点沿轴线建立坐标轴，轴上各点电势随坐标变化的关系图像如图乙，图线上坐标处的点为图线拐点，点切线与轴交点处坐标为。现让一电子从圆心以初速度沿轴正向运动，电子最远能到达处。电子质量为，电荷量绝对值为，不计电子重力，下列说法正确的是（　　） A. 圆环带负电 B. 电子经过处时的加速度大小为 C. 处的电势为 D. 电子第一次经过处时的速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题图乙知，沿轴正方向电势越来越低，则圆环上各电荷在轴上的合电场方向是沿轴正方向，圆环带正电，故A错误； B．图像上各点切线斜率的绝对值可以表示场强的大小，则图乙中点的场强大小 则电子经过处时的加速度大小，故B错误； C．设位置电势为，电子从到处，由动能定理得 解得，故C正确； D．设电子经过处时的速度大小为，根据动能定理得 解得，故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷 二、实验题（本题共两小题，第11题10分，第12题10分，共计20分。） 11. 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。 12. 如图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其极板间距离、极板间正对面积、电介质之间的关系装置图。请回答下列问题： （1）本实验采用的科学方法是___________。 A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 建立物理模型法 （2）如乙图所示，增大极板间距离时，静电计指针的偏转角度增大，则电容器的电容___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如图甲所示是观察电容器的充、放电现象实验装置的电路图。电源输出电压恒为，是单刀双掷开关，为灵敏电流计，为平行板电容器。 ①当开关接___________时（选填“1”或“2”），平行板电容器充电。 ②将表换成电流传感器，电容器充电完毕后，再让电容器放电，放电过程中电容器的电容___________（填“变小”或“变大”或“不变”）；其放电电流随时间变化的图像如图乙所示，已知图线与横轴所围的面积约为41个方格，电容器的电容为___________.（结果保留2位有效数字） 【答案】（1）B （2）减小 （3） ①. 1 ②. 不变 ③. 【解析】 【小问1详解】 本实验探究电容与极板间距、正对面积的关系，需要控制变量法：研究和关系时保持不变；研究和关系时保持不变。 故选B。 【小问2详解】 增大极板间距离时，静电计指针偏转角增大，说明电容器两端电压增大。 电容器与电源断开，电荷量不变，由可知，增大则减小。 【小问3详解】 [1]开关接1时，电容器和电源相连，进行充电；充电完毕，上极板接电源正极，所以上极板带正电。 [2][3]放电过程：电容由电容器本身结构决定，极板、介质不变，所以电容不变。 图像面积代表放电总电荷量，由题图可知，纵坐标每一小格表示电流，横坐标每一小格表示时间，则一小格面积表示电量 总电荷量 电容器充电后电压等于电源电压，因此电容 三、解答题（本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式，只写答案不得分。） 13. 如图所示，一质量为m，电荷量为Q的小球A系在长为L的绝缘轻绳下端，另一带电小球B位于悬挂点的正下方（A、B均视为点电荷），轻绳与竖直方向成30°角，小球A、B静止于同一高度．已知重力加速度g，静电力常量为k，求： （1）两球间的静电力为多少？ （2）B球的电荷量是多少？ 【答案】(1)(2) 【解析】 【详解】(1) 带电的小球A处于平衡状态，A受到库仑力F、重力mg以及绳子的拉力T的作用，其合力为零．因此有： F=mgtan30° 得： (2) 而根据库仑定律有： 解得： 14. 如图所示，匀强电场的方向与等腰直角所在的平面平行，、间的距离为，将电荷量为的点电荷从电场中的点移到点，静电力做了的功，再从点移到点，静电力做了的功。求： （1）匀强电场的电场强度的大小。 （2）若规定点电势为，将点电荷置于、中点，则点电荷的电势能大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由电场力做功与电势差关系，有 则、两点间的电势差为 同理 则、两点为等势点，所以电场强度垂直斜向下 【小问2详解】 由，可知，， 规定点电势为，即 匀强电场中，沿直线电势均匀变化，因此、中点的电势为 点电荷在该点的电势能为 15. 如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝发出（初速度不计），经灯丝与板间的加速电压（）加速，从板中心孔沿中心线射出，然后进入由两块平行金属板、形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），且电子恰沿、两极板中点垂直进入偏转电场。已知、两板间的电压为，板长为，两板间的距离恰好也等于，、板右端到荧光屏的距离，电子质量为，电荷量为。求： （1）电子穿过板时的速度大小。 （2）为保证电子能从、两板间射出，而不打到、两板上，电压的最大值是多少？ （3）若荧光屏中心到屏幕上，下边缘的距离也为，为使电子从、两板间射出后能打到荧光屏范围内，求电压满足的条件。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设电子经电压加速后的速度为，根据动能定理得 解得电子穿过板时的速度大小 【小问2详解】 电子以速度进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动。 设偏转电场的电场强度为，电子在偏转电场中运动的时间为，电子的加速度为，离开偏转电场时的侧移量为，根据牛顿第二定律得 其中 根据类平抛运动得， 解得 要使电子不打到极板上，必须满足 联立得，即电压的最大值是 【小问3详解】 设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为，根据运动学公式得 电子离开偏转电场后做匀速直线运动，设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为，则 电子打到荧光屏上的侧移量为，可得 解得 点到点的距离为 满足电子打到荧光屏内 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $