精品解析：河北衡水市第二中学2026-2027学年高三上学期10月阶段检测物理试题

2026—2027学年度高三四调考试 物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. “电”的概念古来有之，下列与电荷相关说法正确的是（ ） A. 摩擦起电的实验现象告诉我们电荷是可以被创造出来的 B. 元电荷是自然界中最小的电荷，元电荷可以是质子也可以是电子 C. 只有带电物体的体积足够小，并且带电量足够少时，才可以看成点电荷 D. 两个点电荷之间作用力的规律是由法国科学家库仑通过扭秤实验总结得出的 2. 图（a）为家用燃气灶与一底为球面形的锅。若选用的燃气灶支架有5个支架齿如图（b）所示。则下列说法正确的是（ ） A. 每个支架齿受到的压力为锅与锅内食物总重力的 B. 当锅与锅内食物总质量不变，仅锅的尺寸增大时，则每个支架齿受到的压力增大 C. 当锅与锅内食物总质量不变，仅锅的尺寸增大时，则每个支架齿受到的压力减小 D. 若锅与锅内食物总质量不变，仅锅的尺寸变化时，则每个支架齿受到的压力不变 3. 如图，“嫦娥”探测器前往月球的过程中，首先进入“停泊轨道”绕地球运转，在P点变速进入“地月转移轨道”，接近月球时，被月球引力“俘获”，再在“工作轨道”上匀速绕月飞行，然后择机降落。则探测器（ ） A. 在地面发射时，速度大于11.2 km/s B. 在P点需向后喷气，然后变轨到转移轨道 C. 在Q点需向后喷气，然后变轨到工作轨道 D. 在“工作轨道”上匀速绕月飞行时，由月球引力提供向心力，不再受地球引力 4. 如图所示，已知直升机质量为M，空气密度为，重力加速度大小为g。若直升机在空中悬停时，桨叶旋转形成的圆面积为S，不计空气浮力及风力影响，下列说法正确的是（ ） A. 空气获得速度的大小为 B. 空气获得速度的大小为 C. 桨叶的输出功率为 D. 桨叶的输出功率为 5. 如图所示，真空中一水平放置的平行板电容器两极板分别与直流电源正负极相连，下极板接地。一带电小球在两板间P点恰好处于静止状态。现仅将上极板缓慢向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（ ） A. 小球带正电 B. 小球仍能保持静止状态 C. P点电势升高 D. 若将小球固定于P点，则小球的电势能增大 6. 某静电场电势随x变化的规律如图所示。一电子仅在电场力作用下从O点由静止释放，下列说法正确的是（ ） A. 区间内，电场强度仅大小变化，方向相同 B. 电子到达B点时的动能为 C. 电子从O点运动到C点过程中，电场力一直做正功 D. 电子从O点运动到C点过程中，电势能先增大后减小 7. 如图，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的轻绳相连，A放在固定斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上。现用手控制住A，使轻绳刚好伸直且无拉力作用，并保证滑轮左侧轻绳竖直、右侧轻绳与斜面平行。已知A的质量为，B、C的质量均为，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。开始时整个系统处于静止状态，释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时，C恰好离开地面。则下列说法正确的是（ ） A. 斜面的倾角 B. A球获得的最大速度 C. 若要C球始终不离开地面，则A球的质量最大为 D. 释放A的瞬间，B球的加速度大于g 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全选对的得6分，选不全的得3分，错选得0分。 8. 下列关于教科书上的四幅插图，说法正确的是（ ） A. 图甲为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在金属极板A上 B. 图乙为利用头发屑模拟的电场线，该图说明电场线是真实存在的 C. 图丙中，屏蔽电缆利用静电屏蔽原理，避免外界电场对导线内信号的干扰 D. 图丁的可变电容器的原理是改变铝片之间距离从而达到改变电容的目的 9. 如图甲所示，一辆汽车保持恒定功率经过、两段不同路面，该过程其图像如图乙所示。汽车经过、两段路面时阻力分别为恒力和，则下列说法正确的是（ ） A. 在段汽车牵引力保持不变 B. 在段牵引力逐渐减小 C. D. 10. 如图甲所示，质量为的滑块静止在光滑水平地面上，其上表面为四分之一圆弧，且圆弧最低点切线水平。一小球以某一速度沿圆弧切线从左端冲上滑块。接下来的运动过程中小球与滑块水平方向的速度大小分别用、表示。两者的关系图像如图乙所示，重力加速度，不考虑一切阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 小球的质量为 B. 小球能够上升的最大高度为 C. 小球回到最低点时的速度为 D. 若四分之一圆弧最低点距离地面高度为0.2 m，小球落地时与曲面左端的水平距离为0.2 m 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是1毫米）上位置的放大图，示数________cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是、、、。已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力________N（当地重力加速度）。 12. 某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50 Hz。 （1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点________和________之间某时刻开始减速。 （2）物块减速运动过程中加速度的大小为________（保留3位有效数字），若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值________（填“偏大”或“偏小”）。 13. 电容器储存电荷的特性可用电容来表征。某一固定电容器外观如图甲所示，在观察电容器的充、放电实验中，实验电路图如图乙所示。 （1）图甲中的电容器的铭牌“35 V 2200 μF”，下列说法正确的是________。 A. 35 V表示额定电压 B. 35 V表示击穿电压 C. 2200 μF表示电荷量 D. 2200 μF表示电容 （2）图乙中电容器在整个充放电过程中的电流i随时间t变化的图像和两极板间电压u随时间t变化的图像，可能正确的是。 A. B. C. D. （3）用电流传感器替换电流表，测出电路中的电流随时间变化的图像如图丙所示，电源电压为35 V，则电容器的电容约为________F。 （4）如果不改变电路其他参数，只增大电阻箱R2接入电路的阻值，请在丙图中画出放电电流随时间的变化图线。 14. 用静电的方法来清除空气中的灰尘，需要首先设法使空气中的灰尘带上一定的电荷，然后利用静电场对电荷的作用力，使灰尘运动到指定的区域进行收集。为简化计算，可认为每个灰尘颗粒的质量及其所带电荷量均相同，设每个灰尘所带电荷量为q，其所受空气阻力与其速度大小成正比，表达式为（式中k为大于0的已知常量）。由于灰尘颗粒的质量较小，为简化计算，灰尘颗粒在空气中受电场力作用后达到电场力与空气阻力相等的过程所用的时间及通过的位移均可忽略不计，同时也不计灰尘颗粒之间的作用力及灰尘所受重力的影响。有一种静电除尘的设计方案是这样的，需要除尘的空间是一个高为H的绝缘圆桶形容器的内部区域，将一对与圆桶半径相等的圆形薄金属板平行置于圆桶的上、下两端，恰好能将圆桶封闭，如图所示。在圆桶上、下两金属板间加上恒定的电压U（圆桶内空间的电场可视为匀强电场），便可以在一段时间内将圆桶区域内的带电灰尘颗粒完全吸附在金属板上，从而达到除尘的作用，求 （1）桶内的场强； （2）灰尘颗粒运动可达到的最大速率。 15. 如图，竖直向上的匀强电场中，用长为的绝缘细线系住一带电小球，在竖直平面内绕点做圆周运动。图中、为圆周上的两点，点为最低点，点与点等高。当小球运动到点时，细线对小球的拉力恰好为0，已知小球的电荷量为、质量为，、两点间的电势差为，重力加速度大小为，求： （1）小球在点的速度大小。 （2）细线的最大拉力的大小。 16. 如图（a），一质量为m的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上：物块B向A运动，时与弹簧接触，到时与弹簧分离，第一次碰撞结束，A、B的图像如图（b）所示。已知从到时间内，物块A运动的距离为。A、B分离后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为，与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求 （1）第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值； （2）第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值； （3）物块A与斜面间的动摩擦因数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026—2027学年度高三四调考试 物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. “电”的概念古来有之，下列与电荷相关说法正确的是（ ） A. 摩擦起电的实验现象告诉我们电荷是可以被创造出来的 B. 元电荷是自然界中最小的电荷，元电荷可以是质子也可以是电子 C. 只有带电物体的体积足够小，并且带电量足够少时，才可以看成点电荷 D. 两个点电荷之间作用力的规律是由法国科学家库仑通过扭秤实验总结得出的 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电荷守恒定律，电荷既不能被创造也不能被消灭，摩擦起电的本质是电荷在不同物体间的转移，并非创造了电荷，故A错误； B．元电荷是自然界中最小的电荷量，是物理量而非质子、电子这类实物粒子，仅质子、电子的带电量绝对值等于元电荷，故B错误； C．只要带电体的形状、大小和电荷分布对两个带电体间相互作用力的影响可以忽略，该带电体就可以视为点电荷，与带电体本身的体积、带电量大小无必然关系，故C错误； D．真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律（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. 图（a）为家用燃气灶与一底为球面形的锅。若选用的燃气灶支架有5个支架齿如图（b）所示。则下列说法正确的是（ ） A. 每个支架齿受到的压力为锅与锅内食物总重力的 B. 当锅与锅内食物总质量不变，仅锅的尺寸增大时，则每个支架齿受到的压力增大 C. 当锅与锅内食物总质量不变，仅锅的尺寸增大时，则每个支架齿受到的压力减小 D. 若锅与锅内食物总质量不变，仅锅的尺寸变化时，则每个支架齿受到的压力不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．设锅与锅内食物总重力为 ，每个支架齿对锅的支持力为，支持力方向指向球心，与竖直方向夹角为。根据平衡条件，竖直方向上合力为零，则   解得 由牛顿第三定律可得每个支架齿受到的压力大小为，故A错误； BCD．设支架齿围成的圆半径为 （定值），锅的球半径为 。由几何关系可知 当锅的尺寸增大时，即增大，则减小，夹角减小， 增大。根据 可知，在 不变的情况下，减小。故BD错误，C正确。 故选C。 3. 如图，“嫦娥”探测器前往月球的过程中，首先进入“停泊轨道”绕地球运转，在P点变速进入“地月转移轨道”，接近月球时，被月球引力“俘获”，再在“工作轨道”上匀速绕月飞行，然后择机降落。则探测器（ ） A. 在地面发射时，速度大于11.2 km/s B. 在P点需向后喷气，然后变轨到转移轨道 C. 在Q点需向后喷气，然后变轨到工作轨道 D. 在“工作轨道”上匀速绕月飞行时，由月球引力提供向心力，不再受地球引力 【答案】B 【解析】 【详解】A．第二宇宙速度是物体挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。探测器前往月球，仍在地月系内，未脱离地球引力范围，故发射速度应大于第一宇宙速度，但小于第二宇宙速度，故A错误； B．探测器在点从“停泊轨道”进入“地月转移轨道”，轨道半径变大，需做离心运动。根据离心运动条件，需增大速度，故需向后喷气获得向前的推力进行加速，故B正确； C．探测器在点从“地月转移轨道”进入“工作轨道”，需做近心运动。根据近心运动条件，需减小速度，故需向前喷气获得向后的推力进行减速，故C错误； D．万有引力是长程力，探测器在“工作轨道”上绕月飞行时，虽然主要由月球引力提供向心力，但仍受到地球的引力作用，只是该力较小，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，已知直升机质量为M，空气密度为，重力加速度大小为g。若直升机在空中悬停时，桨叶旋转形成的圆面积为S，不计空气浮力及风力影响，下列说法正确的是（ ） A. 空气获得速度的大小为 B. 空气获得速度的大小为 C. 桨叶的输出功率为 D. 桨叶的输出功率为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设在时间内桨叶推动的空气柱长度为（为空气获得的速度），则被推动空气的质量 直升机悬停时，桨叶对空气的作用力与空气对桨叶的反作用力等大，即对空气的作用力 由动量定理 得 解得空气获得速度的大小，AB错误； CD．桨叶的输出功率全部用于增加空气的动能，由动能定理 得，C正确、D错误。 故选C。 5. 如图所示，真空中一水平放置的平行板电容器两极板分别与直流电源正负极相连，下极板接地。一带电小球在两板间P点恰好处于静止状态。现仅将上极板缓慢向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（ ） A. 小球带正电 B. 小球仍能保持静止状态 C. P点电势升高 D. 若将小球固定于P点，则小球的电势能增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．电容器上极板接电源正极，板间电场强度方向向下。小球处于静止状态，受重力和电场力平衡，重力竖直向下，则电场力竖直向上。电场力方向与电场强度方向相反，故小球带负电，故A错误； B．电容器始终与电源相连，极板间电压保持不变。上极板向上平移，板间距离增大，根据可知，板间电场强度减小。小球所受电场力减小，则，小球将向下加速运动，故B错误； C．下极板接地，电势为零，点电势等于点与下极板间的电势差，即 其中为点到下极板的距离。由于下极板不动，点位置不变，则不变。因减小，故减小，即点电势降低，故C错误； D．小球带负电，即，由C项分析知点电势降低。根据电势能公式 当且减小时，电势能增大，故D正确。 故选D。 6. 某静电场电势随x变化的规律如图所示。一电子仅在电场力作用下从O点由静止释放，下列说法正确的是（ ） A. 区间内，电场强度仅大小变化，方向相同 B. 电子到达B点时的动能为 C. 电子从O点运动到C点过程中，电场力一直做正功 D. 电子从O点运动到C点过程中，电势能先增大后减小 【答案】B 【解析】 【详解】A． 图像的斜率大小表示电场强度大小，即 沿电场方向电势逐渐降低，在 区间斜率为正，电场强度方向沿  轴负方向；在  区间斜率为负，电场强度方向沿  轴正方向；在  区间斜率为正，电场强度方向沿  轴负方向，故区间内，电场强度方向发生了改变，故A错误； B．电子从 点运动到点，根据动能定理有 由图可知， 代入解得 ，故B正确； CD．电子从  点运动到  点过程中，电势先升高后降低再升高，根据可知电势能先减小后增大再减小，根据电场力做功与电势能关系 可得电子从O点运动到C点过程中，电场力先做正功后做负功再做正功，故CD错误。 故选B。 7. 如图，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的轻绳相连，A放在固定斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上。现用手控制住A，使轻绳刚好伸直且无拉力作用，并保证滑轮左侧轻绳竖直、右侧轻绳与斜面平行。已知A的质量为，B、C的质量均为，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。开始时整个系统处于静止状态，释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时，C恰好离开地面。则下列说法正确的是（ ） A. 斜面的倾角 B. A球获得的最大速度 C. 若要C球始终不离开地面，则A球的质量最大为 D. 释放A的瞬间，B球的加速度大于g 【答案】C 【解析】 【详解】A．初态轻绳无拉力，球由弹簧支撑而静止，设弹簧压缩量为，则 球速度最大时加速度为零，此时球恰好离开地面，弹簧拉力等于球的重力，设弹簧伸长量为，则 对球由平衡条件得 对球由平衡条件得 解得 即，A错误； B．球上升的距离为 球沿斜面下滑的距离也为 弹簧的压缩量与伸长量相等，弹性势能变化为零。对球、球和弹簧组成的系统，由机械能守恒定律得 代入 解得， B错误； C．设球的质量为，球上升的距离为时、球的速度为，初态弹簧压缩、球上升后弹簧形变量为 由系统机械能守恒定律得 将代入，球重力势能的增加量与弹簧弹性势能的变化量中的线性项恰好抵消，化简得 当时球上升到最大距离 球始终不离开地面，需球上升的最大距离不超过 即 解得，所以球的质量最大为，C正确； D．释放的瞬间，弹簧弹力仍为，对、球组成的系统，由牛顿第二定律得 解得，即球的加速度小于，D错误。 故选C。 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全选对的得6分，选不全的得3分，错选得0分。 8. 下列关于教科书上的四幅插图，说法正确的是（ ） A. 图甲为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在金属极板A上 B. 图乙为利用头发屑模拟的电场线，该图说明电场线是真实存在的 C. 图丙中，屏蔽电缆利用静电屏蔽原理，避免外界电场对导线内信号的干扰 D. 图丁的可变电容器的原理是改变铝片之间距离从而达到改变电容的目的 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图甲为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃在静电力的作用下被收集在金属极板A上，故A正确； B．图乙为利用头发屑模拟的电场线，从该图得知该电场是真实存在的，电场线是人为引入形象描述电场的，故B错误； C．图丙中，屏蔽电缆利用静电屏蔽原理，避免外界电场对导线内信号的干扰，故C正确； D．图丁的可变电容器的原理是改变铝片之间正对面积从而达到改变电容的目的，故D错误。 故选AC。 9. 如图甲所示，一辆汽车保持恒定功率经过、两段不同路面，该过程其图像如图乙所示。汽车经过、两段路面时阻力分别为恒力和，则下列说法正确的是（ ） A. 在段汽车牵引力保持不变 B. 在段牵引力逐渐减小 C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在AB段汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力平衡，即 则在段汽车牵引力保持不变，故A正确； B．在BC段汽车做减速运动，速度逐渐减小，由恒定功率公式 可得 其中不变、减小，因此牵引力是逐渐增大的，故B错误。 CD．在AB段汽车匀速，受力平衡结合 可得 在BC段最终汽车重新匀速，则 由于 所以，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图甲所示，质量为的滑块静止在光滑水平地面上，其上表面为四分之一圆弧，且圆弧最低点切线水平。一小球以某一速度沿圆弧切线从左端冲上滑块。接下来的运动过程中小球与滑块水平方向的速度大小分别用、表示。两者的关系图像如图乙所示，重力加速度，不考虑一切阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 小球的质量为 B. 小球能够上升的最大高度为 C. 小球回到最低点时的速度为 D. 若四分之一圆弧最低点距离地面高度为0.2 m，小球落地时与曲面左端的水平距离为0.2 m 【答案】A 【解析】 【详解】滑块质量为，小球质量为。水平面光滑，水平方向动量守恒，无机械能损耗。 图乙横坐标表示小球水平速度，纵坐标表示滑块水平速度，直线两点， 可得直线方程 A．由图乙可知，小球刚要上圆弧时小球水平速度，滑块水平速度 小球重新滑回圆弧最低点离开滑块时速度，滑块水平速度 由动量守恒得得 解得，故A正确； B．小球上升到最高点，小球滑块水平共速，即 代入直线方程，解得 由机械能守恒得： 代入，， 解得，故B错误； C．分离时刻对应图像小球水平速度，故C错误； D．圆弧最低点离地高 小球离开滑块时，滑块速度； 小球做平抛运动：竖直方向，解得 水平方向位移为 滑块水平位移 小球与曲面左端水平距离 。故D错误。 故选A。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是1毫米）上位置的放大图，示数________cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是、、、。已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力________N（当地重力加速度）。 【答案】 ①. 25.83##25.84 ②. 0.98 【解析】 【详解】[1]该刻度尺的分度值为0.1cm，根据刻度尺的读数规则可知 [2]挂2个钩码时，重力为 由平衡关系可知，弹簧的弹力为 12. 某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50 Hz。 （1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点________和________之间某时刻开始减速。 （2）物块减速运动过程中加速度的大小为________（保留3位有效数字），若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值________（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） ①. 6 ②. 7 （2） ①. 2.00 ②. 偏大 【解析】 【小问1详解】 [1][2]从纸带上的数据分析得知：在计数点6之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，在计数点7之后，两点之间的位移逐渐减小，是减速运动，所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速； 【小问2详解】 [1]相邻两计数点间的时间间隔为 由纸带可知，计数点7往后做减速运动，根据逐差法得 [2]在减速阶段产生的加速度的力是滑动摩擦力和纸带受的阻力，所以计算结果比动摩擦因数的真实值偏大。 13. 电容器储存电荷的特性可用电容来表征。某一固定电容器外观如图甲所示，在观察电容器的充、放电实验中，实验电路图如图乙所示。 （1）图甲中的电容器的铭牌“35 V 2200 μF”，下列说法正确的是________。 A. 35 V表示额定电压 B. 35 V表示击穿电压 C. 2200 μF表示电荷量 D. 2200 μF表示电容 （2）图乙中电容器在整个充放电过程中的电流i随时间t变化的图像和两极板间电压u随时间t变化的图像，可能正确的是。 A. B. C. D. （3）用电流传感器替换电流表，测出电路中的电流随时间变化的图像如图丙所示，电源电压为35 V，则电容器的电容约为________F。 （4）如果不改变电路其他参数，只增大电阻箱R2接入电路的阻值，请在丙图中画出放电电流随时间的变化图线。 【答案】（1）AD （2）BD （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据电容器的外观可知，35V表示电容器的额定电压（即正常工作时能承受的最大安全电压），不是击穿电压；表示电容器的电容，不是电荷量。 故选AD。 【小问2详解】 AB．电容器充电时其电流应从最大逐渐减小直至为零，方向为正；放电时其电流方向相反，大小也是从最大逐渐减小直至为零，符合选项B的图像。故A错误，B正确； CD．在开始充电的瞬间，电容器极板两端的电压为零，电荷量变化率刚开始比较大，随着电容器极板上电荷数量的增加，电荷量变化率逐渐减小，则根据 可知电容器充电时极板间电压逐渐增大，且变化率逐渐减小；同理电容器放电时，两极板间的电压逐渐减小，且变化率减小。符合选项D的图像。故C错误，D正确。 故选BD。 【小问3详解】 电容器充电过程中，图像与坐标轴围成的面积等于电容器最终的带电量。由图丙可知，图像每小格的横坐标为，纵坐标为，则每小格代表的电量为 图像下的格子数约为29个，所以电容器最终的带电量为 由于充电完成后电容器两端电压等于电源电压，所以电容器的电容为 【小问4详解】 如果不改变电路其他参数，只增大电阻箱R2接入电路的阻值，则放电电流对应减小，放电过程变得更缓慢、持续时间将延长，则放电电流随时间的变化图线如图所示 14. 用静电的方法来清除空气中的灰尘，需要首先设法使空气中的灰尘带上一定的电荷，然后利用静电场对电荷的作用力，使灰尘运动到指定的区域进行收集。为简化计算，可认为每个灰尘颗粒的质量及其所带电荷量均相同，设每个灰尘所带电荷量为q，其所受空气阻力与其速度大小成正比，表达式为（式中k为大于0的已知常量）。由于灰尘颗粒的质量较小，为简化计算，灰尘颗粒在空气中受电场力作用后达到电场力与空气阻力相等的过程所用的时间及通过的位移均可忽略不计，同时也不计灰尘颗粒之间的作用力及灰尘所受重力的影响。有一种静电除尘的设计方案是这样的，需要除尘的空间是一个高为H的绝缘圆桶形容器的内部区域，将一对与圆桶半径相等的圆形薄金属板平行置于圆桶的上、下两端，恰好能将圆桶封闭，如图所示。在圆桶上、下两金属板间加上恒定的电压U（圆桶内空间的电场可视为匀强电场），便可以在一段时间内将圆桶区域内的带电灰尘颗粒完全吸附在金属板上，从而达到除尘的作用，求 （1）桶内的场强； （2）灰尘颗粒运动可达到的最大速率。 【答案】（1），方向竖直向上。 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据匀强电场电势差与场强的关系 题中两金属板间距等于圆桶高度，代入可得桶内场强大小为 结合下极板接正极、上极板接负极可知桶内场强方向竖直向上。 【小问2详解】 灰尘颗粒在电场中受到的电场力为  空气阻力随速度增大而增大：初始阶段电场力大于阻力，灰尘做加速运动，阻力随速度增大而增大；当电场力与空气阻力大小相等时，灰尘的加速度减为0，速度达到最大值。 根据平衡条件 其中 整理可得最大速率 15. 如图，竖直向上的匀强电场中，用长为的绝缘细线系住一带电小球，在竖直平面内绕点做圆周运动。图中、为圆周上的两点，点为最低点，点与点等高。当小球运动到点时，细线对小球的拉力恰好为0，已知小球的电荷量为、质量为，、两点间的电势差为，重力加速度大小为，求： （1）小球在点的速度大小。 （2）细线的最大拉力的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 B点与O点电势相等，则该电场的电场强度大小为 当小球通过A点时，由牛顿第二定律 从A点到B点，由动能定理 联立解得 【小问2详解】 由上述知电场力大于重力，故在最高点速度最大，则细线的拉力最大，从A点到圆周最高点，由动能定理 在最高点，由牛顿第二定律 联立解得 16. 如图（a），一质量为m的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上：物块B向A运动，时与弹簧接触，到时与弹簧分离，第一次碰撞结束，A、B的图像如图（b）所示。已知从到时间内，物块A运动的距离为。A、B分离后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为，与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求 （1）第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值； （2）第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值； （3）物块A与斜面间的动摩擦因数。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当弹簧被压缩最短时，弹簧弹性势能最大，此时、速度相等，即时刻，根据动量守恒定律 根据能量守恒定律 联立解得 （2）解法一：同一时刻弹簧对、B的弹力大小相等，根据牛顿第二定律 可知同一时刻 则同一时刻、的瞬时速度分别为 ， 根据位移等速度在时间上的累积可得 ， 又 解得 第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值 解法二：B接触弹簧后，压缩弹簧的过程中，A、B动量守恒，有 对方程两边同时乘以时间，有 0-t0之间，根据位移等速度在时间上的累积，可得 将代入可得 则第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值 （3）物块A第二次到达斜面的最高点与第一次相同，说明物块A第二次与B分离后速度大小仍为，方向水平向右，设物块A第一次滑下斜面的速度大小为，设向左为正方向，根据动量守恒定律可得 根据能量守恒定律可得 联立解得 方法一：设在斜面上滑行的长度为，上滑过程，根据动能定理可得 下滑过程，根据动能定理可得 联立解得 方法二：根据牛顿第二定律，可以分别计算出滑块A上滑和下滑时的加速度， ， 上滑时末速度为0，下滑时初速度为0，由匀变速直线运动的位移速度关系可得 ， 联立可解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $