精品解析：天津市新华中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试卷

2026—2027学年第一学期高二级部第一次质量检测 物理学科 第Ⅰ卷 一、单项选择题（每题4分，共计52分） 1. 某款智能手表搭载的锂离子电池铭牌参数如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 该电池电动势为4.4 V B. 该电池储存的电荷量为1.155 Wh C. 该手表待机时间为2.5天 D. 用0.5 A的无线充电器充满该电池理论上需1小时 2. 一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，棒内形成匀强电场的电场强度大小为E，则自由电子定向运动的平均速率大小为（ ） A. B. C. D. 3. 如图甲所示为某种灯泡的伏安特性曲线，将四个相同的此种灯泡按图乙所示连接电路，在电路两端加上3V的电压，则每个灯泡的功率为（ ） A. 0.14W B. 0.30W C. 0.60W D. 0.75W 4. 如图所示，某同学用充电电池给台灯和可调速小风扇供电。已知充电电池电动势，内阻，台灯可视为纯电阻、小风扇的转速通过滑动变阻器调节（阻值越大，风扇转速越慢），小风扇电阻为，电路中的电表均为理想电表，闭合开关后，若滑动变阻器的阻值为，此时电压表示数为4.5 V，下列说法正确的是（ ） A. 电流表示数为5 A B. 经1分钟，台灯产生的焦耳热为75 J C. 小风扇的效率约为33% D. 若移动滑动变阻器的滑片，使风扇转速变快，则电压表示数减小，但电流表示数变大 5. 如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为零，q > 0，则三个点电荷的电荷量可能为（ ） A. Q1= q，，Q3= q B. Q1= －q，，Q3= －4q C. Q1= －q，，Q3= －q D. Q1= q，，Q3= 4q 6. 在真空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，C为A、B两点连线的中点，将一正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有（　　） A. 电势能逐渐减小 B. 电势能逐渐增大 C. q3受到的电场力逐渐减小 D. q3受到的电场力逐渐增大 7. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则下列说法中错误的是（ ） A. q1为正电荷，q2为负电荷 B. q1的电量大于q2的电量 C. ND间场强方向向x轴正方向 D. 将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功 8. 有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，ad、cb分别垂直于x轴、y轴，其中a、b、c三点电势分别为4V 、8 V、14 V。一电荷量为的点电荷从a点开始沿abcd路线运动，则下列判断不正确的是（ ） A. 电场强度的大小为 B. 坐标原点O的电势为8 V C. 该点电荷在c点的电势能为 D. 该点电荷从a点移到d点的过程中，电场力做功为 9. 如图所示，三个同心圆是以点电荷Q为圆心的等势面，相邻等势面的电势差相等，则下列说法正确的是（ ） A. 一个点电荷在B点所受的静电力比在A点的大 B. 一个点电荷在B点具有的电势能比在A点的小 C. 将同一个电荷由B点移到D点静电力做的功比由C点移到A点多 D. 将电荷由B点移到C点，静电力做正功 10. 如图所示，空间中有平行于正六边形的匀强电场，正六边形中心为，边长为。将电荷量为的点电荷从点移动到点，电势能减少了，从P点移动到点，电势能增加了。选点为电势能零点，下列说法正确的是（ ） A. 点电势为 B. 点的电势为 C. 、两点间的电势差 D. 匀强电场的电场强度大小为，方向由指向 11. 某静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为电场强度正方向，其中、、、是间隔相等的四点，选无穷远处电势为零。则下列说法正确的是（ ） A. 处场强最大 B. 处的电势低于处的电势 C. 、两点之间的电势差大于、两点之间的电势差 D. 负点电荷由运动到的过程中，电场力先做正功后做负功 12. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为、的点电荷，一个带负电的试探电荷在两电荷连线上的电势能随x变化关系如图所示，其中A、B两点电势能为零，BD段中C点电势能最大，则（ ） A. 和都是正电荷 B. B、C间场强方向沿x轴正方向 C. C点的电场强度大于A点的电场强度 D. 将一个正点电荷从B点移到D点，电场力先做负功后做正功 13. 如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，平行板电容器下极板和静电计外壳均接地，开关K保持闭合，平行板电容器之间O处的带电粒子处于静止状态，下列说法正确的是（ ） A. O处的带电粒子带负电 B. 将上极板水平向左缓慢移动一小段距离，则O点的电势将变大 C. 将下极板竖直向下缓慢移动一小段距离，O处的带电粒子向上加速运动 D. 断开开关，将上极板竖直向下缓慢移动一小段距离，则电容器的电容变大，平行板间的电场强度不变，电势差变大 二、多项选择题（每题5分，共计20分） 14. 智能机器人可以服务人类生活。如图甲所示为一款新型送餐机器人，其内部电路可简化为如题图乙所示电路。直流电动机额定电压为U，额定电流为I，电动机的线圈电阻为R，将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源两极间，电动机恰好能正常工作。下列说法正确的是（ ） A. 电动机的线圈电阻 B. 电动机消耗的热功率为 C. 电动机消耗的总功率为 D. 电机突然卡死时，电机的总功率为 15. 电阻不变的三盏电灯A、B、C连接在如图所示的电路中，闭合电键S后，三盏灯电功率相同，此后向上移动滑动变阻器R的滑片，则可判断（ ） A. 三盏灯的电阻大小是 B. 三盏灯的电阻大小是 C. A、C两盏灯变亮，B灯变暗 D. A、B两灯变亮，C灯变暗 16. 如图，有三个点电荷的电荷量的绝对值分别为、、，三个点电荷在同一条直线上，在静电力作用下均处于平衡状态，除静电力之外不考虑其他力的作用，并且、间的距离小于、间的距离，则、、所必须满足的关系为（ ） A. 与是同种电荷，且与为异种电荷 B. C. D. 17. 如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地（电势为0），开关S闭合后，两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是（ ） A. 若将S闭合，将B板向上平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有方向为a→b的电流 B. 若将S断开，将A板向下平移一小段位移，则油滴应向下加速运动 C. 若将S断开，将B板向上平移一小段位移，P点的电势降低 D. 若将S断开，将B板向上平移一小段位移，油滴的电势能增大 第Ⅱ卷 三、计算题。（18题13分，19题15分） 18. 如图甲所示，某装置中n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。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，图乙中电压的绝对值为，周期为。时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，为使电子在各个间隙中都能恰好不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律依次增加。电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。若已知电子的质量为m、电子电荷量为，偏转电场由两块相同的平行金属极板A与B组成，A、B的长度均为L，相距为d，把两板间的电场看作匀强电场。电子从直线加速器射出后，沿两板中线自M点射入偏转电场中，最后从上极板边缘N点射出偏转电场。求： （1）电子在第n个金属圆筒中运动的速度大小； （2）第n个金属圆筒的长度； （3）若极板间的电压为，则电子在加速器中加速了多少次？ 19. 计算机断层（CT）扫描仪是医院常用设备，如图是部分结构的示意图。图中两对平行金属极板MN、EF分别竖直、水平放置。靠近M极板的电子从静止开始沿EF极板间的中线OO1，经MN间电场加速后进入EF板间，射出EF极板后打到水平放置的圆形靶台上。已知MN板间电压为U1，EF极板长为L、板间距也为L；靶台直径为、与OO1的距离为L、左端与EF极板右端的水平距离为L；电子质量为m、电荷量为e；电子所受重力和空气阻力的影响可忽略，忽略电场的边缘效应影响。 （1）求电子离开加速电场时速度大小； （2）若电子刚好打在靶台中点，求EF极板所加电压； （3）若只改变EF极板间电压，求打在靶台上的电子的动能的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026—2027学年第一学期高二级部第一次质量检测 物理学科 第Ⅰ卷 一、单项选择题（每题4分，共计52分） 1. 某款智能手表搭载的锂离子电池铭牌参数如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 该电池电动势为4.4 V B. 该电池储存的电荷量为1.155 Wh C. 该手表待机时间为2.5天 D. 用0.5 A的无线充电器充满该电池理论上需1小时 【答案】C 【解析】 【详解】A．该电池电动势为3.85V，A错误； B．该电池储存的电荷量为q=300mAh=0.3Ah，B错误； C．该手表待机时间为，C正确； D．用0.5 A的无线充电器充满该电池理论上需，D错误。 故选C。 2. 一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，棒内形成匀强电场的电场强度大小为E，则自由电子定向运动的平均速率大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】金属棒两端的电压和棒内匀强电场的关系为 根据电阻定律，金属棒的电阻 由欧姆定律，棒内电流 化简得到 再结合电流的微观表达式 可得电子定向移动的平均速率 故选B。 3. 如图甲所示为某种灯泡的伏安特性曲线，将四个相同的此种灯泡按图乙所示连接电路，在电路两端加上3V的电压，则每个灯泡的功率为（ ） A. 0.14W B. 0.30W C. 0.60W D. 0.75W 【答案】B 【解析】 【详解】由图乙电路可知，每个灯泡两端的电压均为1.5V，结合图甲可知，每个灯泡中的电流为0.2A，则每个灯泡的功率为 故选B。 4. 如图所示，某同学用充电电池给台灯和可调速小风扇供电。已知充电电池电动势，内阻，台灯可视为纯电阻、小风扇的转速通过滑动变阻器调节（阻值越大，风扇转速越慢），小风扇电阻为，电路中的电表均为理想电表，闭合开关后，若滑动变阻器的阻值为，此时电压表示数为4.5 V，下列说法正确的是（ ） A. 电流表示数为5 A B. 经1分钟，台灯产生的焦耳热为75 J C. 小风扇的效率约为33% D. 若移动滑动变阻器的滑片，使风扇转速变快，则电压表示数减小，但电流表示数变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律 回路电流为，故A错误； B．由焦耳定律 经1分钟，台灯产生的焦耳热为，故B错误； C．小风扇为非纯电阻，小风扇两端电压为 输入功率为 热功率为 所以小风扇输出功率为 小风扇的效率约为 故C错误； D．若移动滑动变阻器的滑片使风扇转速变快，说明电路中电流变大，即电流表示数增大。根据 可知电压表示数减小，故D正确。 故选D 。 5. 如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为零，q > 0，则三个点电荷的电荷量可能为（ ） A. Q1= q，，Q3= q B. Q1= －q，，Q3= －4q C. Q1= －q，，Q3= －q D. Q1= q，，Q3= 4q 【答案】D 【解析】 【详解】AB．选项AB的电荷均为正和均为负，则根据电场强度的叠加法则可知，P点的场强不可能为零，AB错误； C．设P、Q1间的距离为r，则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有 解得 而Q2产生的场强大小为 则P点的场强不可能为零，C错误； D．设P、Q1间的距离为r，则Q1、Q3在P点产生的合场强大小有 解得 而Q2产生的场强大小为 则P点的场强可能为零，D正确。 故选D。 6. 在真空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，C为A、B两点连线的中点，将一正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有（　　） A. 电势能逐渐减小 B. 电势能逐渐增大 C. q3受到的电场力逐渐减小 D. q3受到的电场力逐渐增大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由场强叠加原理，可判断等量的正电荷中垂线CD段上的电场强度方向处处都是竖直向上，故正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，电场力做正功，电势能减小，故A正确，B错误； CD．由场强叠加原理，可判断等量的正电荷中垂线上由C到D，电场强度先变大后变小，所以q3受到的电场力先变大后变小，故CD错误。 故选A。 7. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则下列说法中错误的是（ ） A. q1为正电荷，q2为负电荷 B. q1的电量大于q2的电量 C. ND间场强方向向x轴正方向 D. 将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功 【答案】C 【解析】 【详解】A．沿电场线方向电势降低，离正电荷越远电势越低，离负电荷越远电势越高，由图像可知q1为正电荷，q2为负电荷，故A正确，不符合题意； B．由公式可知，若电荷量等于的电荷量，应该是O、M中点的电势为零，由图可知电荷量不相等，由于点势为0的A点距离比较远，而距离比较近，所以q1的电量大于q2的电量，故B正确，不符合题意； C．沿电场方向，电势降低，从N到C电势升高，故NC间场强方向沿x轴负方向，C到D电势降低，故CD间场强方向沿x轴正方向，故C错误，符合题意； D．从N点移到D点，电势先升高后降低，由可知，负点电荷从N点移到D点，其电势能先减小后增大，故电场力先做正功后做负功，故D正确，不符合题意。 本题选错误的，故选C。 8. 有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，ad、cb分别垂直于x轴、y轴，其中a、b、c三点电势分别为4V 、8 V、14 V。一电荷量为的点电荷从a点开始沿abcd路线运动，则下列判断不正确的是（ ） A. 电场强度的大小为 B. 坐标原点O的电势为8 V C. 该点电荷在c点的电势能为 D. 该点电荷从a点移到d点的过程中，电场力做功为 【答案】B 【解析】 【详解】B．匀强电场中，同一直线中点电势等于两端电势的平均值。由图可知各点坐标（单位为cm）：a（2，0），b（0，2），c（-2，2），d（-2，0），O（0，0）。ac中点与Ob中点重合，则 代入电势解得，故B错误，符合题意； A．电场强度沿x方向分量为 沿y方向分量为 合场强为，故A正确，不符合题意； C．该点电荷在c点的电势能为，故C正确，不符合题意； D．全程电场力做功，故D正确，不符合题意。 故选B。 9. 如图所示，三个同心圆是以点电荷Q为圆心的等势面，相邻等势面的电势差相等，则下列说法正确的是（ ） A. 一个点电荷在B点所受的静电力比在A点的大 B. 一个点电荷在B点具有的电势能比在A点的小 C. 将同一个电荷由B点移到D点静电力做的功比由C点移到A点多 D. 将电荷由B点移到C点，静电力做正功 【答案】D 【解析】 【详解】A．点电荷的场强大小满足，正电荷所受静电力大小满足。点比点离圆心远，场强及所受静电力均较小，故A错误； B．图中圆心的负号表明，电场方向指向圆心，沿电场方向电势降低。因此外层点的电势高于内层点，正电荷在点的电势能较大，故B错误； CD．从到与从到均向内跨过一对相邻等势面，两段的初末电势差相等。根据静电力做功与电势差的关系，移动同一个电荷时两次静电力做功相等。正电荷从移到时沿电场方向运动，静电力做正功，故C错误，D正确。 故选D。 10. 如图所示，空间中有平行于正六边形的匀强电场，正六边形中心为，边长为。将电荷量为的点电荷从点移动到点，电势能减少了，从P点移动到点，电势能增加了。选点为电势能零点，下列说法正确的是（ ） A. 点电势为 B. 点的电势为 C. 、两点间的电势差 D. 匀强电场的电场强度大小为，方向由指向 【答案】C 【解析】 【详解】A．电势能减少，可知电场力做正功。从M点移动到N点，根据电场力做功与电势差的关系可知 可得 又， 解得，故A错误； C．从P点移动到点，电势能增加，电场力做功，由 解得 则，故C正确； B．由 解得 由O点是MP的中点，所以，故B错误； D．如图所示 取MO的中点Q，则Q点的电势为 可知NQ为等势面，由几何知识可知MQ与QN垂直，故电场方向由高电势指向低电势，即P指向M，匀强电场的电场强度大小为，故D错误。 故选C。 11. 某静电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为电场强度正方向，其中、、、是间隔相等的四点，选无穷远处电势为零。则下列说法正确的是（ ） A. 处场强最大 B. 处的电势低于处的电势 C. 、两点之间的电势差大于、两点之间的电势差 D. 负点电荷由运动到的过程中，电场力先做正功后做负功 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图像可知，处图线的纵坐标最大，即电场强度最大，故A正确； B．在到的范围内，电场强度，说明电场方向沿轴正方向。沿电场线方向电势降低，因为，所以处的电势高于处的电势，故B错误； C．图线与轴所围的面积表示电势差，、与、间隔相等，由图可知，、两点之间的图线与轴围成的面积明显大于、两点之间的面积，所以、两点之间的电势差大于、两点之间的电势差，故C错误； D．负点电荷由运动到的过程中，电场强度方向沿轴正方向，负电荷所受电场力方向沿轴负方向，与位移方向相反，所以电场力一直做负功，故D错误。 故选A。 12. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为、的点电荷，一个带负电的试探电荷在两电荷连线上的电势能随x变化关系如图所示，其中A、B两点电势能为零，BD段中C点电势能最大，则（ ） A. 和都是正电荷 B. B、C间场强方向沿x轴正方向 C. C点的电场强度大于A点的电场强度 D. 将一个正点电荷从B点移到D点，电场力先做负功后做正功 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，在点附近，试探电荷带负电（），根据可知电势，说明点处的电荷为负电荷；在点附近，可知电势，说明点处的电荷为正电荷，故A错误； B．从到，负电荷的电势能增大，根据可知电势降低。沿电场线方向电势降低，所以、间电场强度方向沿轴正方向，故B正确； C．图像切线的斜率绝对值表示电场力大小，即。点为极大值点，切线斜率为0，电场力为0，场强为0；点切线斜率不为0，场强不为0，所以点的电场强度大于点的电场强度，故C错误； D．从到，负电荷的电势能先增大后减小，根据可知电势先降低后升高。将一个正点电荷从点移到点，其电势能先减小后增大，根据电场力做功与电势能变化的关系可知，电场力先做正功后做负功，故D错误。 故选B。 13. 如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，平行板电容器下极板和静电计外壳均接地，开关K保持闭合，平行板电容器之间O处的带电粒子处于静止状态，下列说法正确的是（ ） A. O处的带电粒子带负电 B. 将上极板水平向左缓慢移动一小段距离，则O点的电势将变大 C. 将下极板竖直向下缓慢移动一小段距离，O处的带电粒子向上加速运动 D. 断开开关，将上极板竖直向下缓慢移动一小段距离，则电容器的电容变大，平行板间的电场强度不变，电势差变大 【答案】A 【解析】 【详解】开关闭合时，电容器上极板与电源正极相连，下极板接地；静电平衡后电路中无电流，电源内阻上无电压，故两极板间电压等于电源电动势。设初始板间距为，带电粒子的质量为、电荷量为，忽略极板边缘效应。 A．上极板带正电，下极板带负电，板间电场方向竖直向下；粒子静止，所受电场力必须竖直向上，与重力平衡，因此粒子带负电，根据平衡条件有 解得，故A正确； B．开关保持闭合，上极板水平向左缓慢移动一小段距离，两极板间电压和板间距均不变，因此板间电场强度不变；设点距下极板的高度为，以下极板电势为零，则点电势为 由于、、均不变，点的电势不变，故B错误； C．将下极板竖直向下缓慢移动一小段距离，设移动后板间距为，则；两极板间电压仍为，粒子受到的电场力仍向上，但大小减小，取竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律有 结合初始平衡条件解得 因此粒子向下加速运动，故C错误； D．断开开关后，上极板所带电荷量不变，设极板正对面积为、极板间介质的介电常数为，将上极板竖直向下移动后，板间距变为，根据电容定义及平行板电容器的电容公式分别有，， 联立解得， 因此电容变大，板间电场强度不变，但电势差变小，故D错误。 故选A。 二、多项选择题（每题5分，共计20分） 14. 智能机器人可以服务人类生活。如图甲所示为一款新型送餐机器人，其内部电路可简化为如题图乙所示电路。直流电动机额定电压为U，额定电流为I，电动机的线圈电阻为R，将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源两极间，电动机恰好能正常工作。下列说法正确的是（ ） A. 电动机的线圈电阻 B. 电动机消耗的热功率为 C. 电动机消耗的总功率为 D. 电机突然卡死时，电机的总功率为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电动机正常工作时为非纯电阻电路，电能主要转化为机械能，欧姆定律不适用，电压，则线圈电阻，故A错误； B．根据焦耳定律，电动机线圈电阻产生的热功率为，故B正确； C．电动机消耗的总功率即输入电功率，根据电功率定义式可知为，故C正确； D．电机突然卡死时，电动机变为纯电阻，但此时电路总电阻减小，电流增大，电源内阻分压增大，电动机两端实际电压小于额定电压，故总功率不等于，故D错误。 故选BC。 15. 电阻不变的三盏电灯A、B、C连接在如图所示的电路中，闭合电键S后，三盏灯电功率相同，此后向上移动滑动变阻器R的滑片，则可判断（ ） A. 三盏灯的电阻大小是 B. 三盏灯的电阻大小是 C. A、C两盏灯变亮，B灯变暗 D. A、B两灯变亮，C灯变暗 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．三灯均为定值电阻，由电功率公式及欧姆定律可得 灯两端电压大于灯两端电压，功率相同时灯的电阻较大。灯中的电流等于灯和变阻器中的电流之和，功率相同时灯的电阻较大。因此，故A错误，B正确； CD．滑片上移使变阻器接入电路的电阻增大，它与灯并联部分的等效电阻增大，外电路总电阻也增大。设干路电流为、路端电压为、外电路总电阻为，由闭合电路欧姆定律 知干路电流减小；由知路端电压增大，灯变亮。干路电流减小而灯电流增大，由并联电路的电流关系知灯电流减小，灯变暗；灯两端电压等于路端电压减去灯两端电压，故灯变亮，故C错误，D正确。 故选BD。 16. 如图，有三个点电荷的电荷量的绝对值分别为、、，三个点电荷在同一条直线上，在静电力作用下均处于平衡状态，除静电力之外不考虑其他力的作用，并且、间的距离小于、间的距离，则、、所必须满足的关系为（ ） A. 与是同种电荷，且与为异种电荷 B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】设、间距为，、间距为，。 A．三个点电荷都平衡，必须满足“两同夹异”，即外侧、同种电荷，中间和它们是异种电荷，故A正确； B．三电荷平衡满足“两大夹小，近小远大”，即中间电荷电荷量最小，，则离更近的电荷量小于，即，故B错误； CD．对列平衡 对列平衡 联立可得，故C错误，D正确。 故选AD。 17. 如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地（电势为0），开关S闭合后，两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是（ ） A. 若将S闭合，将B板向上平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有方向为a→b的电流 B. 若将S断开，将A板向下平移一小段位移，则油滴应向下加速运动 C. 若将S断开，将B板向上平移一小段位移，P点的电势降低 D. 若将S断开，将B板向上平移一小段位移，油滴的电势能增大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设极板间距为，极板正对面积为，用，，和分别表示板间电压、电容、极板电荷量的绝对值和场强。闭合开关时不变，由平行板电容器的电容决定式可知，向上移动下极板后增大；由电容定义式可知增大。下极板接电源正极，板间电场竖直向上；油滴原来平衡，说明油滴带正电。由，可知场强增大，油滴所受电场力增大，油滴向上加速。上极板的负电荷量增加，电子由经电流计流向，故电流方向为，故A正确； BCD．断开开关后，电容器极板电荷量不变。结合，和电容决定式可得 因此改变极板间距时场强不变。将上极板向下移动，油滴所受电场力不变，仍处于静止状态。设点到下极板的竖直距离为，由于板接地且电场方向向上，点的电势为 将板向上移动时减小，故升高；油滴带正电，由，可知其电势能增大，故BC错误，D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷 三、计算题。（18题13分，19题15分） 18. 如图甲所示，某装置中n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。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，图乙中电压的绝对值为，周期为。时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，为使电子在各个间隙中都能恰好不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律依次增加。电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。若已知电子的质量为m、电子电荷量为，偏转电场由两块相同的平行金属极板A与B组成，A、B的长度均为L，相距为d，把两板间的电场看作匀强电场。电子从直线加速器射出后，沿两板中线自M点射入偏转电场中，最后从上极板边缘N点射出偏转电场。求： （1）电子在第n个金属圆筒中运动的速度大小； （2）第n个金属圆筒的长度； （3）若极板间的电压为，则电子在加速器中加速了多少次？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电子每次经过一个间隙，电场力做功，经过个间隙后，总动能为 由动能定理 解得 【小问2详解】 电子在圆筒中做匀速直线运动，且在每个圆筒中的运动时间为（半个周期），因此第个圆筒的长度为 整理得 【小问3详解】 电子进入偏转电场时的速度为，在偏转电场中做类平抛运动 水平方向： 竖直方向 其中加速度 联立得 化简得 代入 得 又由（1）知 因此 求得 19. 计算机断层（CT）扫描仪是医院常用设备，如图是部分结构的示意图。图中两对平行金属极板MN、EF分别竖直、水平放置。靠近M极板的电子从静止开始沿EF极板间的中线OO1，经MN间电场加速后进入EF板间，射出EF极板后打到水平放置的圆形靶台上。已知MN板间电压为U1，EF极板长为L、板间距也为L；靶台直径为、与OO1的距离为L、左端与EF极板右端的水平距离为L；电子质量为m、电荷量为e；电子所受重力和空气阻力的影响可忽略，忽略电场的边缘效应影响。 （1）求电子离开加速电场时速度大小； （2）若电子刚好打在靶台中点，求EF极板所加电压； （3）若只改变EF极板间电压，求打在靶台上的电子的动能的取值范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电子在MN间由静止加速，由动能定理 解得 【小问2详解】 设板间电场强度，电子在板间加速度 板间运动时间 出板时竖直位移 竖直分速度 令 则 靶台左端距EF右端水平距离为L，直径为，故靶台中点距EF右端水平距离 出板后电子做匀速直线运动，打到靶台时总竖直位移为L，则 解得 由，得，所以 【小问3详解】 出板后轨迹方程（以EF右端为原点，x水平向右，y竖直向下） 电子到达靶台高度时，落点水平坐标 落点须落在靶台水平区间内，即 解得 此范围内，电子不会碰到极板。 电子进入偏转电场时动能为，在偏转电场中电场力做功 代入，打到靶台上的动能 随k单调增大。当（靶台右端） 当（靶台左端） 故动能取值范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $