广东省广州市番禺区祈福英语实验学校2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题
一、单项选择题：本大题共8题，每小题4分，共32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．（2024高二上·番禺月考）如图所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电荷量分别为－4Q和＋Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置分别是（ ）
A．－Q，在A左侧距A为L处 B．－2Q，在A左侧距A为 处
C．＋2Q，在A右侧距A为 处 D．－4Q，在B右侧距B为L处
2．（2024高二上·番禺月考）如图所示，正电荷q均匀分布在半球面上，球面半径为R，为通过半球面顶点C和球心O的轴线。P、M为轴线上的两点，距球心O的距离均为。在M右侧轴线上点固定一带负电的点电荷Q，、M点间的距离为R，已知P点的场强为零。已知均匀带电的封闭球壳外部空间的电场强度可等效在球心处的点电荷，则M点的场强为（ ）
A． B．
C． D．
3．（2024高二上·番禺月考）2022年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。如图所示为双透镜电子显微镜内电场中等势面分布图。虚线为等势面，实线为电子枪射出的电子轨迹，a、b、c、d为轨迹上四点，下列说法正确的是（ ）
A．电子从a到d一直做加速运动
B．电子从a到b和从c到d电场力做功相同
C．电子在a点和在d点速度相同
D．电子从b到c电势能先减小后增大
4．（2024高二上·番禺月考）如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则（ ）
A．A点的电场强度大小为 B．B点的电场强度大小为
C．D点的电场强度大小不可能为0 D．A、C两点的电场强度相同
5．（2024高二上·番禺月考）在如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A 、B 、C 、D 作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直，下列说法正确的是（ ）
A．A、D两点间电势差UAD与A、A 两点间电势差UAA 相等
B．带正电的粒子从A点沿路径移到D 点，静电力做负功
C．带负电的粒子从A点沿路径移到D 点，电势能减少
D．带电粒子从A点移到C 点，沿对角线与沿路径静电力做的功相同
6．（2024高二上·番禺月考）如图所示，在x轴相距为L的两点固定两个等量正负点电荷+Q、-Q，虚线是以+Q所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是（ ）
A．b、d两点处的电场强度相同
B．a点的电场强度大于c点的电场强度
C．将一带正电的试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，电荷+q的电势能减小
D．将一带负电的试探电荷-q沿圆周由b点移至c点，电荷-q的电势能减小
7．（2024高二上·番禺月考）如图所示，两个等量的正点电荷分别置于、两位置，在、连线的垂直平分线上有、两点，另有一试探电荷，则（ ）
A．在点的受到的电场力一定比在点受到的电场力大
B．在点的受到的电场力一定比在点受到的电场力大
C．若是正电荷，在点的电势能一定比在点的电势能大
D．若是负电荷，在点的电势能一定比在点的电势能大
8．（2024高二上·番禺月考）如图是某种静电矿料分选器的原理示意图，左侧极板带有负电荷，右侧极板带有正电荷．带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，能够分落在收集板中线的两侧，对矿粉在两极板内部空间进行分离的过程，下列表述正确的是（ ）
A．带正电的矿粉落在中线的右侧
B．电场力对带正电、带负电的矿粉都做负功
C．带正电和带负电的矿粉电势能都变大
D．带正电和带负电的矿粉电势能都变小
二、多项选择题：本大题共3题，每小题6分，共18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。
9．（2024高二上·番禺月考）如图所示电场中相邻的两个等势面间的电势差相等，且，一个带正电的运动质点通过等势面时具有动能，运动到等势面时速度为零，除电场力外，质点不受其他力作用，下列说法正确的是（ ）
A．质点通过等势面时，动能等于
B．质点处在等势面时，电势能等于
C．运动中带电质点保持总能量
D．质点动能为时，其电势能为
10．（2024高二上·番禺月考）点电荷产生电场的电场线如图所示，关于A、B、C三点的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．三点电场关系是：
B．三点电势关系是：
C．一电子沿直线从A点移到C点，电势能逐渐增大
D．若，则AB、BC间的电势差关系是
11．（2024高二上·番禺月考）如图，半径为R的圆，AB为圆的直径，O为圆心，一匀强电场平行于圆所在平面，把质量为m，带电荷量为q的正点电荷自A点由静止释放，仅在电场力作用下从圆周上C点穿出，此过程中电场力做功为W。已知AC与AB间的夹角为θ=60°， 则下列说法正确的是（ ）
A．该匀强电场的场强大小为
B．该匀强电场的场强大小为
C．A、B两点间的电势差是A、C两点间的2倍
D．将该点电荷从A点移到圆周上任意一点，其中电场力做功的最大值为1.5W
三、填空题：12题每空1分，13、14题每空2分。共18分。
12．（2024高二上·番禺月考）如图所示，观察静电感应现象的操作如下：
（1）带正电的C移近导体A，金属箔片 ，移走C之后金属箔片 。（均填“闭合”或“张开”）
（2）带正电的C移近导体A，先把A、B分开，再移走C，金属箔片 （填“闭合”或“张开”），A带 电，B带 电，再让A、B接触，金属箔片 。（填“闭合”或“张开”）
（3）带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，移走C，再分开A、B，金属箔片 （填“闭合”或“张开”）。
（4）把C碰一下A或者B，移走C，分开A、B，A、B带 电。
13．（2024高二上·番禺月考）如图所示，xOy坐标系中，A点的坐标为（0，20 cm），B点的坐标为（15 cm，0），匀强电场的方向平行于坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为0 V，A点电势为16 V，B点电势为-9 V，则AB中点的电势为 V，该电场的电场强度大小为 V/m。
14．（2024高二上·番禺月考）某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的小球，系在绝缘丝线上带正电的小球B会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。
（1）他们分别进行了以下操作。
①把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的等位置，小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小，由此可得，两小球所带电量不变时，距离增大，两小球间静电力 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
②使小球B处于同一位置，增大小球A所带的电荷量，小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，由此可得，两小球距离不变时，电荷量增大，两小球间静电力 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）以上实验采用的方法是______（填正确选项前的字母）。
A．等效替代法 B．理想实验法
C．控制变量法 D．微小量放大法
四、计算题：本大题共3小题，共32分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤。只写出最后答案，不能得分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．（2024高二上·番禺月考）如图所示，小球的质量为m=0.1kg，带电量为，悬挂小球的细线与竖直方向成θ=37°时，小球恰好在水平匀强电场中静止不动，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。求：
（1）电场强度的大小和方向；
（2）此时细线的拉力大小；
（3）若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度大小v及方向。
16．（2024高二上·番禺月考）如图所示，两块平行金属板A、B相隔6cm。分别接在36V的直流电源的正负极上。点C在两板间且到板A的距离为2cm，正极板A接地。
（1）求A、B两板间的场强。
（2）求C、A之间的电势差UCA。
（3）将一个电荷量为q=2×10-8C的粒子从C点移到A板，求这个过电场力做的功。
17．（2024高二上·番禺月考）如图所示，匀强电场的电场线与ab平行，bc连线与ab延长线成60°角，a、b间距离，b、c间距离。把一个带电荷量的点电荷从a点移到b点，克服电场力做功为。
（1）求匀强电场的电场强度。
（2）求a、c两点电势差。
（3）取b处电势为0，求该负点电荷在c处的电势能Ep。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】库仑定律；力的合成；电场强度的叠加
【解析】【解答】A . 若C=-Q置于A左侧L处，A受B、C都向右的库仑力受力不平衡，故A错误；
B . 若C=-2Q置于A左侧0.5L处，A受B、C都向右的库仑力受力不平衡，故B错误；
C . 若C=+2Q置于A右侧1.5L处，B受A、C库仑力都向左不平衡，故C错误；
D . 根据库仑力的特点和平衡条件可以推知，要使A、B、C三个电荷都平衡，电荷C必须为负电荷，且放在B的右侧某位置；设C的电荷量为q，所在位置与B的距离为r，则当C平衡时，有
解得r＝L，当点电荷B受力也平衡时，有
解得q＝4Q，因为q为负电，所以q＝－4Q，若C=-4Q置于与B的距离为L处，验证得：
A受力：（→）与（←）平衡；
B受力：（←）与（→）平衡；
C受力：（→）与（←）平衡，故D正确；
故选D。
【分析】（1）解题关键是三点电荷平衡需两两受力平衡，突破点是中间电荷量最小、两侧同极性；隐含条件是库仑力与距离平方成反比；
（2）易错点：①忽略三个电荷需同时平衡；②错误计算力的大小或方向；③未验证所有电荷受力情况。
2．【答案】C
【知识点】库仑定律；电场强度；电场强度的叠加
【解析】【解答】A . 由P点场强为零，可知，左半球壳在P点场强与点电荷-Q在P点场强等大、反向，故左半球壳在P点场强方向向左，大小为
半球壳补圆后（电荷量为2q）在P点场强方向向左，大小为
则右半球壳在P点的场强方向向左，大小为
由对称性可知，左半球壳在M点的场强方向向右，大小为
故M点的合场强为
方向向右，故A错误；
B . 计算结果错误，故B错误；
C . 场强方向向右且大小，故C正确；
D . 计算结果错误，故D错误；
故选C。
【分析】（1）解题关键是利用P点场强为零求Q电量，突破点是半球面等效为球心处q/2的点电荷；隐含条件是轴线场强为矢量叠加；
（2）易错点：①忽略半球面等效电荷量减半；②场强方向判断错误；③未正确应用点电荷场强公式。
3．【答案】D
【知识点】电势能；电势能与电场力做功的关系；等势面；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】
AB．根据题意电子从a到b时电势能减小电场力做正功，从c到d电势能增大电场力做负功；所以电子从a到d电势能先减小后增大，可得动能先增大后减小，即速度先增大后减小；AB错误；
C．运动轨迹某点的切线方向表示速度方向，根据图像可得电子在a点和在d点速度方向不同，C错误；
D．电场力方向与等势线垂直，同时根据图中电子的运动轨迹可知在b点时此时电场力做正功，在c点时电场力做负功，所以可得电子从b到c电势能先减小后增大，D正确。
故选D。
【分析】（1）解题关键是结合等势面疏密分析电场强度，突破点是电子轨迹弯曲方向判断受力；隐含条件是电场力做功仅与电势差有关；
（2）易错点：①误认为电子始终加速；②忽略速度是矢量；③混淆电势能与动能的变化关系。
4．【答案】A
【知识点】电场强度；电场强度的叠加；匀强电场
【解析】【解答】 A . A点场强为匀强电场E与点电荷场强矢量和，大小为正点电荷Q在A点的电场强度大小
而匀强电场在A点的电场强度大小为E，因方向相互垂直，根据矢量的合成法则，则有A点的电场强度大小为
故A正确；
B . 点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，B点场强（同向叠加），因此B点的电场强度大小
故B正确；
C . 若且反向点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反，当两者大小相等时，则D点的电场强度大小可以为零，故C错误；
D . 根据矢量的合成法则，结合点电荷电场与匀强电场的方向，可知，A、C两点的电场强度大小相等，而方向不同，对称斜向，故D错误；
故选A；
【分析】（1）解题关键是矢量叠加原理，突破点是分解点电荷场强与匀强电场的分量；隐含条件是D点可能抵消；
（2）易错点：①忽略场强方向性；②误判对称点场强方向相同；③漏解D点平衡条件。
5．【答案】D
【知识点】电场线；电势能；电势能与电场力做功的关系；电势差；等势面
【解析】【解答】A．AD方向与电场方向垂直，在匀强电场中，因AD垂直于电场线，则
所以
AA 方向与电场方向平行
故A错误；
B . 正电荷从A到D 需先垂直电场移动不做功，再顺电场移动静电力做正功，电势能减小，故B错误；
C．由于
负电荷电从A到D 需先垂直电场移动不做功，再顺电场移动静电力做负功，电势能增大，故C错误；
D．静电力做功与路径无关，只与两点间电势差有关，沿两种路径带电粒子做的功相同，故D正确；
故选D。
【分析】（1）解题方法：本题需结合匀强电场电势差公式和静电力做功特点分析；关键突破点是明确电场方向与正方体空间的位置关系，并理解电势差与路径无关的特性；隐含条件是沿电场线方向电势降低最快，垂直电场线方向电势差为零；扩展知识为静电力做功与电势能变化的关系。
（2）易错点：混淆电势差与路径的关系；错误判断静电力做功的正负；忽略电荷正负对电势能变化的影响；未理解静电力做功与路径无关的特性。
6．【答案】C
【知识点】电场强度；电场强度的叠加；电势能；电势能与电场力做功的关系；电势
【解析】【解答】A．等量异种电荷的电场线分布特点可知，b、d两点场强大小相等但方向不同，故A错误；
B．a处受正电荷左负电荷向右叠加电场、c处都向右叠加电场，a、c点的电场强度分别为
故B错误；
C．根据等量异种电荷电势分布特点，a点电势为正值，c点电势为零，则将一带正电的试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，电势降低，电荷+q的电势能减小，故C正确；
D．同C选项，b点电势为正值，将一带负电的试探电荷-q沿圆周由b点移至c点，电势降低，电势降低，但负电荷在电势降低时电势能增大（W= ( q)Δ <0电场力做负功）电荷-q的电势能增大，故D错误；
故选C。
【分析】（1）本题需结合等量异种点电荷的电场分布特点分析；关键突破点是利用对称性和电场叠加原理判断各点场强大小和方向；隐含条件是圆周上各点电势相等；扩展知识为电势能与电场力做功的关系；电势 是描述电场中单位正电荷具有的电势能的物理量，其正负直接反映电荷在该位置的能量高低，而电场方向E仅表示正电荷受力的方向，电势正负由场源电荷的正负和距离决定 =kQ/r ；
（2）易错点：混淆b、d两点场强方向；错误比较a、c两点场强大小；忽略正负电荷在电势能变化中的差异；未理解圆周为等势面的特性。
7．【答案】C
【知识点】电场及电场力；电场线；电势能
【解析】【解答】A . 中垂线上场强非单调变化，无法确定N与M的场强大小，故A错误；
B．根据电场叠加原理，在P、Q连线的中点场强为零，在无穷远处场强也等于零，N、M两点不确定具体位置在哪儿，所以在点和在点受到的电场力无法比较大小，故B错误；
C．正电荷沿NM向无穷远运动，电场力做正功相当于在耗电，电势能减少，故在点的电势能一定比在点的电势能大，故C正确；
D．负电荷沿NM向无穷远运动，电场力做负功相当于在充电，（W= ( q)Δ <0电场力做负功）电荷-q的电势能增大，所以在点的电势能一定比在点的电势能小，故D错误。
故选C。
【分析】（1）本题需结合等量同种点电荷的电场和电势分布特点分析；明确垂直平分线上电场强度和电势的分布规律。
（2）易错点：混淆M、N两点电场强度的大小关系；忽略电荷正负对电势能判断的影响；错误认为中垂线上电势均匀分布。
8．【答案】D
【知识点】电场强度；匀强电场；电势能；电势能与电场力做功的关系；电势
【解析】【解答】A . 矿料分选器内的电场方向水平向左，带正电的矿粉受到水平向左的电场力，所以会落到左侧，故A错误；
B . 正电荷受力向右做正功，负电荷受力向左也做正功（与运动方向夹角小于90°），故B错误；
C . 在电场力的作用下沿电场力的方向偏移，位移与电场力的方向相同，电场力做正功相当于耗电，电势能均减小，故C错误；
D . 电场力做正功时电势能减小，故D正确；
故选D；
【分析】（1）明确矿料分选器内电场的分布及方向，判断矿粉的运动情况，结合匀强电场中电荷受力与运动方向的关系分析；明确正负电荷在电场中的偏转方向及电场力做功与电势能变化的关系；隐含条件是矿粉初速度方向与电场方向垂直。
（2）易错点：混淆正负电荷的偏转方向；错误判断电场力做功的正负；忽略初速度方向对运动轨迹的影响。
9．【答案】A,B,D
【知识点】能量守恒定律；电场力做功；电场线；等势面
【解析】【解答】A . 若动能减两次减为0，说明一次，其他力不存在时能量守恒，
相邻等势面电势变化为，电势加两次为，为零
，
故A正确；
B．总能量（动能+电势能）守恒，质点在等势面处的动能为零，总能量为，则质点在等势面处的电势能最高．故B正确；
C．动能两次降为0，则质点在等势面时的动能为，由于等势面处电势能为零，则质点保持的总能量为，故C错误；
D．质点动能为时，因为总能量为，则质点的电势能为
故D正确；
故选ABD。
【分析】（1）类似机械能守恒定律，结合等势面性质与能量守恒定律分析；明确相邻等势面电势差相等时动能与电势能的转化规律；仅有电场力做功时机械能与电势能总和守恒；
动能定理（ΔEk=W电 ）与电势能公式（Ep=q ）。
（2）易错点：混淆动能与电势能的数值关系；忽略总能量守恒的条件；错误计算电势能绝对值。
10．【答案】A,C
【知识点】电场强度；电场线；电势差；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A．点电荷电场强度，距离越大场强越小，A最近、C最远，根据电场线的疏密可判断场强的大小，则三点电场关系是
故A正确；
B．正点电荷电势，距离越大电势越低
故B错误；
C．电子为负电荷，沿直线从A点移到C点，电场力做负功，则电势能增大，故C正确；
D．由于U＝Ed即靠近电荷时电场大电场大电势变化更快，若，电势差关系，故D错误；
故选AC。
【分析】（1）解题方法：本题需结合点电荷电场强度与电势的分布规律分析；关键突破点是明确电场强度随距离平方衰减、电势随距离线性衰减（对点电荷）；隐含条件是电场线方向反映电势降低趋势；扩展知识为电子运动时电势能与电场力做功的关系（W= ΔEp耗电能等于对外做功）。
（2）易错点：混淆电场强度与电势的衰减规律；忽略电子带负电对电势能判断的影响；错误认为等间距时电势差相同。
11．【答案】B,D
【知识点】电场线；电势能；电势能与电场力做功的关系；电势差；等势面
【解析】【解答】A . AC=2Rsinθ，根据动能定理得，
故A错误；
B．根据动能定理得
得
故B正确；
C．A、B两点在电场线方向上投影长度等于AC，AB电势差等于AC电势差，故C错误；
D．电场强度方向沿AC方向，如上图过圆心电场线交圆D点，D点电势最低，
电场力做功的最大值为
WAC=1W，WMD=1.5W
故D正确；
故选BD；
【分析】（1）结合匀强电场中电场力做功与电势差的关系分析；利用几何关系确定位移的电场方向分量，并应用公式 W=qEd 和U=Ed；隐含条件是电场方向平行于圆平面且沿AB方向分量最大；扩展知识为电场力做功与路径无关的特性。
（2）易错点：混淆位移的电场方向分量与弦长的关系；错误计算电势差倍数关系；忽略电场力做功最大值对应的位置。
12．【答案】（1）张开；闭合
（2）张开；负；正；闭合
（3）张开
（4）正
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】（1）[1][2]带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电荷，B的右端感应出正电荷，则金属箔片因同种电荷相斥而张开；移走C之后正负感应电荷中和，则金属箔片闭合。故第1空填“张开”，第2空填“闭合”；
（2）[1][2][3][4]带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电荷，B的右端感应出正电荷，先把A、B分开，再移走C，则A带负电，B带正电，金属箔片张开，再让A、B接触，则正负电荷中和，金属箔片闭合，故第1空填“张开”，第2空填“负”，第3空填“正”，第4空填“闭合”；
（3）[1][2]带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，则大地中的负电荷将移向导体AB，则接地后移走C，再分开A、B，AB均带负电，金属箔片张开，故第1空填“张开”；
（4）把C碰一下A或者B电荷平分，则C上的正电荷将转移到AB上，移走C，分开A、B，A、B带同种电带正电，故第1空填“正”。
【分析】（1）结合静电感应现象和电荷分布规律分析；导体在带电体靠近时的电荷重新分布及接地作用；隐含条件是金属箔片的张角反映导体带电状态；电荷守恒定律和接触带电原理。
（2）易错点：混淆感应电荷与接触带电的区别；忽略接地对电荷分布的影响；错误判断金属箔片状态变化的顺序。
（1）[1][2]带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电荷，B的右端感应出正电荷，则金属箔片张开，移走C之后正负感应电荷中和，则金属箔片闭合。
（2）[1][2][3][4]带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电荷，B的右端感应出正电荷，先把A、B分开，再移走C，则A带负电，B带正电，金属箔片张开，再让A、B接触，则正负电荷中和，金属箔片闭合。
（3）[1][2]带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，则大地中的负电荷将移向导体AB，则移走C，再分开A、B，AB均带负电，金属箔片张开。
（4）把C碰一下A或者B，则C上的正电荷将转移到AB上，移走C，分开A、B，A、B带正电。
13．【答案】3.5；100
【知识点】电场强度；电场强度的叠加；匀强电场；电势差；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】① AB中点坐标为（7.5 cm，10 cm）， AB中点的电势为A点电势和B点电势的平均值
②如图，原点0V电势向右到B减9V所以电场就是向右，那么就画向左的箭头，Ex原点0V电势向上增加到A加20V所以电场就是向下，那么就画向上的箭头，Ey然后根据平行四边形法则，画出E合，
如图，设电场方向与水平夹角为θ，
说明E合与AB方向恰好相同，计算AB的电势差U=Δ = A- B=16V-（-9V）=25V
AB的距离25cm，U=Ed，则
故1空填3.5，2空填100；
【分析】（1） 电场方向由xy方向的高电势指向低电势定出后开始合成出电场的方向，此方向上直接用电势差除以距离是电场强度的最快解法；结合匀强电场中电势与电场强度的关系分析；利用电势差与距离的线性关系确定电场强度。
（2）易错点：混淆电势与电场强度的方向关系；错误计算中点电势的算术平均值。
14．【答案】（1）减小；增大
（2）C
【知识点】库仑定律；控制变量法；共点力的平衡
【解析】（1）①[1]设细线与竖直方向夹角为，竖直方向受力平衡得
整理得
根据水平方向受力平衡平衡条件
两小球距离增大时静电力减小
故由图可得，两小球所带电量不变时，距离增大，细线与竖直方向夹角减小，静电力减小。
②[2]同理，当图乙中小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，由此可得，两小球距离不变时，电荷量增大，两小球间静电力增大。
（2）A . 未用其他力或效应替代静电力，直接测量夹角变化，故A错误；
B . 未进行理想化推理（如无摩擦假设），而是实际操作测量，故B错误；
C . 分别控制距离或电荷量单一变量根据题意保持电荷量不变，只改变距离，研究力的变化情况，或者保持距离不变，改变电荷量，研究力的变化情况，所以实验采用的方法是控制变量法，故C正确；
D . 丝线夹角虽放大静电力效果，但本质仍是控制变量，非专门放大微小量，故D错误；
故选C；
【分析】（1）解题关键是通过夹角变化推断静电力大小，突破点是库仑定律（F∝q1q2/r2）的验证；隐含条件是丝线夹角反映静电力与重力的平衡关系；
（2）易错点：①混淆变量控制逻辑；②误将夹角直接当作作用力；③未明确实验方法的物理本质。
（1）①[1]设细线与竖直方向夹角为，根据平衡条件
故由图可得，两小球所带电量不变时，距离增大，细线与竖直方向夹角减小，静电力减小。
②[2]同理，当图乙中小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，由此可得，两小球距离不变时，电荷量增大，两小球间静电力增大。
（2）根据题意保持电荷量不变，只改变距离，研究力的变化情况，或者保持距离不变，改变电荷量，研究力的变化情况，所以实验采用的方法是控制变量法。
故选C。
15．【答案】（1）【解答】（1）小球带正电，对小球进行受力分析，小球所受电场力的方向向右，所以电场强度的方向水平向右，如图竖直方向由平衡条件
mg=Tcos37
水平方向由平衡条件可得
解得
电场强度方向水平向右（因电荷为正）；
（2）（2） 设细线的拉力为T，根据竖直方向平衡条件可得
mg=Tcos37
（3）（3）若在某时刻将细线突然剪断，则小球受重力和电场力，合力大小等于原来绳的拉力，则
，
小球做匀加速直线运动，速度大小为
方向与竖直方向成37°斜向右下方。
【知识点】加速度；匀速直线运动；力的平行四边形定则及应用；力的合成与分解的运用；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1）本题需结合力的平衡条件与匀强电场中电荷受力分析；关键突破点是分解细线拉力和电场力建立平衡方程；隐含条件是电场方向需通过电荷正负和平衡状态判断；扩展知识为牛顿第二定律在瞬时力变化中的应用。
（2）易错点：混淆电场力方向与电荷正负的关系；忽略剪断细线后运动的合成；错误计算加速度分量。
（1）对小球进行受力分析，如图
由平衡条件可得
解得
由于小球所受电场力的方向向右，而小球带正电，所以电场强度的方向水平向右；
（2）根据平衡条件可得
（3）若在某时刻将细线突然剪断，则小球受重力和电场力，合力大小等于原来绳的拉力，则
小球做匀加速直线运动，速度大小为
联立可得
方向与竖直方向成37°斜向右下方。
16．【答案】【解答】（1）AB两板间的场强为：
由于下极板为高电势，因此电场方向为由A正垂直指向指向B负板；
（2）A板接地，因此A板的电势为0。电场方向为由A板垂直指向B板，所以A点的电势比C点的电势高，所以CA之间的电势差为
（3）C到A过程中，因正电荷从高电势移至低电势电场力做的功为正功，
（1），方向由A板垂直指向B板；（2）；（3）
【知识点】电容器及其应用；电场力做功；匀强电场；电势差；电势差与电场强度的关系
【解析】【分析】（1）需结合匀强电场公式 E=U：d和电势差定义 U=Ed分析；明确A板接地（电势为0）及电场方向；隐含条件是平行板间为匀强电场；扩展知识为电场力做功公式 W=qU。
（2）易错点：忽略A板接地对电势参考点的影响；混淆电势差正负号；错误计算电场力做功的符号。
17．【答案】解：（1）负点电荷从a点移到b点，电场力做功
a、b两点电势差
电场强度大小
负点电荷从a点移到b点，电场力做负功，说明负点电荷受到的电场力方向由b指向a，则电场强度方向由a指向b。
（2）a、c两点电势差
代入数值，解得
（3）因
则
又因为，故
所以负点电荷在c处的电势能
（1），由a指向b；（2）1500V；（3）
【知识点】电场强度；电势能；电势差；电势差与电场强度的关系
【解析】【分析】 （1）解题关键是电场力做功公式W=qEd 和电势差定义，突破点是电场方向与ab平行；隐含条件是负电荷克服电场力做功说明电场力做负功；
（2）易错点：①忽略电场方向导致符号错误；②未分解bc沿电场方向的距离；③电势能计算时漏掉电荷负号。
1 / 1广东省广州市番禺区祈福英语实验学校2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题
一、单项选择题：本大题共8题，每小题4分，共32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．（2024高二上·番禺月考）如图所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电荷量分别为－4Q和＋Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置分别是（ ）
A．－Q，在A左侧距A为L处 B．－2Q，在A左侧距A为 处
C．＋2Q，在A右侧距A为 处 D．－4Q，在B右侧距B为L处
【答案】D
【知识点】库仑定律；力的合成；电场强度的叠加
【解析】【解答】A . 若C=-Q置于A左侧L处，A受B、C都向右的库仑力受力不平衡，故A错误；
B . 若C=-2Q置于A左侧0.5L处，A受B、C都向右的库仑力受力不平衡，故B错误；
C . 若C=+2Q置于A右侧1.5L处，B受A、C库仑力都向左不平衡，故C错误；
D . 根据库仑力的特点和平衡条件可以推知，要使A、B、C三个电荷都平衡，电荷C必须为负电荷，且放在B的右侧某位置；设C的电荷量为q，所在位置与B的距离为r，则当C平衡时，有
解得r＝L，当点电荷B受力也平衡时，有
解得q＝4Q，因为q为负电，所以q＝－4Q，若C=-4Q置于与B的距离为L处，验证得：
A受力：（→）与（←）平衡；
B受力：（←）与（→）平衡；
C受力：（→）与（←）平衡，故D正确；
故选D。
【分析】（1）解题关键是三点电荷平衡需两两受力平衡，突破点是中间电荷量最小、两侧同极性；隐含条件是库仑力与距离平方成反比；
（2）易错点：①忽略三个电荷需同时平衡；②错误计算力的大小或方向；③未验证所有电荷受力情况。
2．（2024高二上·番禺月考）如图所示，正电荷q均匀分布在半球面上，球面半径为R，为通过半球面顶点C和球心O的轴线。P、M为轴线上的两点，距球心O的距离均为。在M右侧轴线上点固定一带负电的点电荷Q，、M点间的距离为R，已知P点的场强为零。已知均匀带电的封闭球壳外部空间的电场强度可等效在球心处的点电荷，则M点的场强为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】库仑定律；电场强度；电场强度的叠加
【解析】【解答】A . 由P点场强为零，可知，左半球壳在P点场强与点电荷-Q在P点场强等大、反向，故左半球壳在P点场强方向向左，大小为
半球壳补圆后（电荷量为2q）在P点场强方向向左，大小为
则右半球壳在P点的场强方向向左，大小为
由对称性可知，左半球壳在M点的场强方向向右，大小为
故M点的合场强为
方向向右，故A错误；
B . 计算结果错误，故B错误；
C . 场强方向向右且大小，故C正确；
D . 计算结果错误，故D错误；
故选C。
【分析】（1）解题关键是利用P点场强为零求Q电量，突破点是半球面等效为球心处q/2的点电荷；隐含条件是轴线场强为矢量叠加；
（2）易错点：①忽略半球面等效电荷量减半；②场强方向判断错误；③未正确应用点电荷场强公式。
3．（2024高二上·番禺月考）2022年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。如图所示为双透镜电子显微镜内电场中等势面分布图。虚线为等势面，实线为电子枪射出的电子轨迹，a、b、c、d为轨迹上四点，下列说法正确的是（ ）
A．电子从a到d一直做加速运动
B．电子从a到b和从c到d电场力做功相同
C．电子在a点和在d点速度相同
D．电子从b到c电势能先减小后增大
【答案】D
【知识点】电势能；电势能与电场力做功的关系；等势面；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】
AB．根据题意电子从a到b时电势能减小电场力做正功，从c到d电势能增大电场力做负功；所以电子从a到d电势能先减小后增大，可得动能先增大后减小，即速度先增大后减小；AB错误；
C．运动轨迹某点的切线方向表示速度方向，根据图像可得电子在a点和在d点速度方向不同，C错误；
D．电场力方向与等势线垂直，同时根据图中电子的运动轨迹可知在b点时此时电场力做正功，在c点时电场力做负功，所以可得电子从b到c电势能先减小后增大，D正确。
故选D。
【分析】（1）解题关键是结合等势面疏密分析电场强度，突破点是电子轨迹弯曲方向判断受力；隐含条件是电场力做功仅与电势差有关；
（2）易错点：①误认为电子始终加速；②忽略速度是矢量；③混淆电势能与动能的变化关系。
4．（2024高二上·番禺月考）如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则（ ）
A．A点的电场强度大小为 B．B点的电场强度大小为
C．D点的电场强度大小不可能为0 D．A、C两点的电场强度相同
【答案】A
【知识点】电场强度；电场强度的叠加；匀强电场
【解析】【解答】 A . A点场强为匀强电场E与点电荷场强矢量和，大小为正点电荷Q在A点的电场强度大小
而匀强电场在A点的电场强度大小为E，因方向相互垂直，根据矢量的合成法则，则有A点的电场强度大小为
故A正确；
B . 点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，B点场强（同向叠加），因此B点的电场强度大小
故B正确；
C . 若且反向点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反，当两者大小相等时，则D点的电场强度大小可以为零，故C错误；
D . 根据矢量的合成法则，结合点电荷电场与匀强电场的方向，可知，A、C两点的电场强度大小相等，而方向不同，对称斜向，故D错误；
故选A；
【分析】（1）解题关键是矢量叠加原理，突破点是分解点电荷场强与匀强电场的分量；隐含条件是D点可能抵消；
（2）易错点：①忽略场强方向性；②误判对称点场强方向相同；③漏解D点平衡条件。
5．（2024高二上·番禺月考）在如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A 、B 、C 、D 作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直，下列说法正确的是（ ）
A．A、D两点间电势差UAD与A、A 两点间电势差UAA 相等
B．带正电的粒子从A点沿路径移到D 点，静电力做负功
C．带负电的粒子从A点沿路径移到D 点，电势能减少
D．带电粒子从A点移到C 点，沿对角线与沿路径静电力做的功相同
【答案】D
【知识点】电场线；电势能；电势能与电场力做功的关系；电势差；等势面
【解析】【解答】A．AD方向与电场方向垂直，在匀强电场中，因AD垂直于电场线，则
所以
AA 方向与电场方向平行
故A错误；
B . 正电荷从A到D 需先垂直电场移动不做功，再顺电场移动静电力做正功，电势能减小，故B错误；
C．由于
负电荷电从A到D 需先垂直电场移动不做功，再顺电场移动静电力做负功，电势能增大，故C错误；
D．静电力做功与路径无关，只与两点间电势差有关，沿两种路径带电粒子做的功相同，故D正确；
故选D。
【分析】（1）解题方法：本题需结合匀强电场电势差公式和静电力做功特点分析；关键突破点是明确电场方向与正方体空间的位置关系，并理解电势差与路径无关的特性；隐含条件是沿电场线方向电势降低最快，垂直电场线方向电势差为零；扩展知识为静电力做功与电势能变化的关系。
（2）易错点：混淆电势差与路径的关系；错误判断静电力做功的正负；忽略电荷正负对电势能变化的影响；未理解静电力做功与路径无关的特性。
6．（2024高二上·番禺月考）如图所示，在x轴相距为L的两点固定两个等量正负点电荷+Q、-Q，虚线是以+Q所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是（ ）
A．b、d两点处的电场强度相同
B．a点的电场强度大于c点的电场强度
C．将一带正电的试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，电荷+q的电势能减小
D．将一带负电的试探电荷-q沿圆周由b点移至c点，电荷-q的电势能减小
【答案】C
【知识点】电场强度；电场强度的叠加；电势能；电势能与电场力做功的关系；电势
【解析】【解答】A．等量异种电荷的电场线分布特点可知，b、d两点场强大小相等但方向不同，故A错误；
B．a处受正电荷左负电荷向右叠加电场、c处都向右叠加电场，a、c点的电场强度分别为
故B错误；
C．根据等量异种电荷电势分布特点，a点电势为正值，c点电势为零，则将一带正电的试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，电势降低，电荷+q的电势能减小，故C正确；
D．同C选项，b点电势为正值，将一带负电的试探电荷-q沿圆周由b点移至c点，电势降低，电势降低，但负电荷在电势降低时电势能增大（W= ( q)Δ <0电场力做负功）电荷-q的电势能增大，故D错误；
故选C。
【分析】（1）本题需结合等量异种点电荷的电场分布特点分析；关键突破点是利用对称性和电场叠加原理判断各点场强大小和方向；隐含条件是圆周上各点电势相等；扩展知识为电势能与电场力做功的关系；电势 是描述电场中单位正电荷具有的电势能的物理量，其正负直接反映电荷在该位置的能量高低，而电场方向E仅表示正电荷受力的方向，电势正负由场源电荷的正负和距离决定 =kQ/r ；
（2）易错点：混淆b、d两点场强方向；错误比较a、c两点场强大小；忽略正负电荷在电势能变化中的差异；未理解圆周为等势面的特性。
7．（2024高二上·番禺月考）如图所示，两个等量的正点电荷分别置于、两位置，在、连线的垂直平分线上有、两点，另有一试探电荷，则（ ）
A．在点的受到的电场力一定比在点受到的电场力大
B．在点的受到的电场力一定比在点受到的电场力大
C．若是正电荷，在点的电势能一定比在点的电势能大
D．若是负电荷，在点的电势能一定比在点的电势能大
【答案】C
【知识点】电场及电场力；电场线；电势能
【解析】【解答】A . 中垂线上场强非单调变化，无法确定N与M的场强大小，故A错误；
B．根据电场叠加原理，在P、Q连线的中点场强为零，在无穷远处场强也等于零，N、M两点不确定具体位置在哪儿，所以在点和在点受到的电场力无法比较大小，故B错误；
C．正电荷沿NM向无穷远运动，电场力做正功相当于在耗电，电势能减少，故在点的电势能一定比在点的电势能大，故C正确；
D．负电荷沿NM向无穷远运动，电场力做负功相当于在充电，（W= ( q)Δ <0电场力做负功）电荷-q的电势能增大，所以在点的电势能一定比在点的电势能小，故D错误。
故选C。
【分析】（1）本题需结合等量同种点电荷的电场和电势分布特点分析；明确垂直平分线上电场强度和电势的分布规律。
（2）易错点：混淆M、N两点电场强度的大小关系；忽略电荷正负对电势能判断的影响；错误认为中垂线上电势均匀分布。
8．（2024高二上·番禺月考）如图是某种静电矿料分选器的原理示意图，左侧极板带有负电荷，右侧极板带有正电荷．带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，能够分落在收集板中线的两侧，对矿粉在两极板内部空间进行分离的过程，下列表述正确的是（ ）
A．带正电的矿粉落在中线的右侧
B．电场力对带正电、带负电的矿粉都做负功
C．带正电和带负电的矿粉电势能都变大
D．带正电和带负电的矿粉电势能都变小
【答案】D
【知识点】电场强度；匀强电场；电势能；电势能与电场力做功的关系；电势
【解析】【解答】A . 矿料分选器内的电场方向水平向左，带正电的矿粉受到水平向左的电场力，所以会落到左侧，故A错误；
B . 正电荷受力向右做正功，负电荷受力向左也做正功（与运动方向夹角小于90°），故B错误；
C . 在电场力的作用下沿电场力的方向偏移，位移与电场力的方向相同，电场力做正功相当于耗电，电势能均减小，故C错误；
D . 电场力做正功时电势能减小，故D正确；
故选D；
【分析】（1）明确矿料分选器内电场的分布及方向，判断矿粉的运动情况，结合匀强电场中电荷受力与运动方向的关系分析；明确正负电荷在电场中的偏转方向及电场力做功与电势能变化的关系；隐含条件是矿粉初速度方向与电场方向垂直。
（2）易错点：混淆正负电荷的偏转方向；错误判断电场力做功的正负；忽略初速度方向对运动轨迹的影响。
二、多项选择题：本大题共3题，每小题6分，共18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。
9．（2024高二上·番禺月考）如图所示电场中相邻的两个等势面间的电势差相等，且，一个带正电的运动质点通过等势面时具有动能，运动到等势面时速度为零，除电场力外，质点不受其他力作用，下列说法正确的是（ ）
A．质点通过等势面时，动能等于
B．质点处在等势面时，电势能等于
C．运动中带电质点保持总能量
D．质点动能为时，其电势能为
【答案】A,B,D
【知识点】能量守恒定律；电场力做功；电场线；等势面
【解析】【解答】A . 若动能减两次减为0，说明一次，其他力不存在时能量守恒，
相邻等势面电势变化为，电势加两次为，为零
，
故A正确；
B．总能量（动能+电势能）守恒，质点在等势面处的动能为零，总能量为，则质点在等势面处的电势能最高．故B正确；
C．动能两次降为0，则质点在等势面时的动能为，由于等势面处电势能为零，则质点保持的总能量为，故C错误；
D．质点动能为时，因为总能量为，则质点的电势能为
故D正确；
故选ABD。
【分析】（1）类似机械能守恒定律，结合等势面性质与能量守恒定律分析；明确相邻等势面电势差相等时动能与电势能的转化规律；仅有电场力做功时机械能与电势能总和守恒；
动能定理（ΔEk=W电 ）与电势能公式（Ep=q ）。
（2）易错点：混淆动能与电势能的数值关系；忽略总能量守恒的条件；错误计算电势能绝对值。
10．（2024高二上·番禺月考）点电荷产生电场的电场线如图所示，关于A、B、C三点的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．三点电场关系是：
B．三点电势关系是：
C．一电子沿直线从A点移到C点，电势能逐渐增大
D．若，则AB、BC间的电势差关系是
【答案】A,C
【知识点】电场强度；电场线；电势差；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A．点电荷电场强度，距离越大场强越小，A最近、C最远，根据电场线的疏密可判断场强的大小，则三点电场关系是
故A正确；
B．正点电荷电势，距离越大电势越低
故B错误；
C．电子为负电荷，沿直线从A点移到C点，电场力做负功，则电势能增大，故C正确；
D．由于U＝Ed即靠近电荷时电场大电场大电势变化更快，若，电势差关系，故D错误；
故选AC。
【分析】（1）解题方法：本题需结合点电荷电场强度与电势的分布规律分析；关键突破点是明确电场强度随距离平方衰减、电势随距离线性衰减（对点电荷）；隐含条件是电场线方向反映电势降低趋势；扩展知识为电子运动时电势能与电场力做功的关系（W= ΔEp耗电能等于对外做功）。
（2）易错点：混淆电场强度与电势的衰减规律；忽略电子带负电对电势能判断的影响；错误认为等间距时电势差相同。
11．（2024高二上·番禺月考）如图，半径为R的圆，AB为圆的直径，O为圆心，一匀强电场平行于圆所在平面，把质量为m，带电荷量为q的正点电荷自A点由静止释放，仅在电场力作用下从圆周上C点穿出，此过程中电场力做功为W。已知AC与AB间的夹角为θ=60°， 则下列说法正确的是（ ）
A．该匀强电场的场强大小为
B．该匀强电场的场强大小为
C．A、B两点间的电势差是A、C两点间的2倍
D．将该点电荷从A点移到圆周上任意一点，其中电场力做功的最大值为1.5W
【答案】B,D
【知识点】电场线；电势能；电势能与电场力做功的关系；电势差；等势面
【解析】【解答】A . AC=2Rsinθ，根据动能定理得，
故A错误；
B．根据动能定理得
得
故B正确；
C．A、B两点在电场线方向上投影长度等于AC，AB电势差等于AC电势差，故C错误；
D．电场强度方向沿AC方向，如上图过圆心电场线交圆D点，D点电势最低，
电场力做功的最大值为
WAC=1W，WMD=1.5W
故D正确；
故选BD；
【分析】（1）结合匀强电场中电场力做功与电势差的关系分析；利用几何关系确定位移的电场方向分量，并应用公式 W=qEd 和U=Ed；隐含条件是电场方向平行于圆平面且沿AB方向分量最大；扩展知识为电场力做功与路径无关的特性。
（2）易错点：混淆位移的电场方向分量与弦长的关系；错误计算电势差倍数关系；忽略电场力做功最大值对应的位置。
三、填空题：12题每空1分，13、14题每空2分。共18分。
12．（2024高二上·番禺月考）如图所示，观察静电感应现象的操作如下：
（1）带正电的C移近导体A，金属箔片 ，移走C之后金属箔片 。（均填“闭合”或“张开”）
（2）带正电的C移近导体A，先把A、B分开，再移走C，金属箔片 （填“闭合”或“张开”），A带 电，B带 电，再让A、B接触，金属箔片 。（填“闭合”或“张开”）
（3）带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，移走C，再分开A、B，金属箔片 （填“闭合”或“张开”）。
（4）把C碰一下A或者B，移走C，分开A、B，A、B带 电。
【答案】（1）张开；闭合
（2）张开；负；正；闭合
（3）张开
（4）正
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】（1）[1][2]带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电荷，B的右端感应出正电荷，则金属箔片因同种电荷相斥而张开；移走C之后正负感应电荷中和，则金属箔片闭合。故第1空填“张开”，第2空填“闭合”；
（2）[1][2][3][4]带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电荷，B的右端感应出正电荷，先把A、B分开，再移走C，则A带负电，B带正电，金属箔片张开，再让A、B接触，则正负电荷中和，金属箔片闭合，故第1空填“张开”，第2空填“负”，第3空填“正”，第4空填“闭合”；
（3）[1][2]带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，则大地中的负电荷将移向导体AB，则接地后移走C，再分开A、B，AB均带负电，金属箔片张开，故第1空填“张开”；
（4）把C碰一下A或者B电荷平分，则C上的正电荷将转移到AB上，移走C，分开A、B，A、B带同种电带正电，故第1空填“正”。
【分析】（1）结合静电感应现象和电荷分布规律分析；导体在带电体靠近时的电荷重新分布及接地作用；隐含条件是金属箔片的张角反映导体带电状态；电荷守恒定律和接触带电原理。
（2）易错点：混淆感应电荷与接触带电的区别；忽略接地对电荷分布的影响；错误判断金属箔片状态变化的顺序。
（1）[1][2]带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电荷，B的右端感应出正电荷，则金属箔片张开，移走C之后正负感应电荷中和，则金属箔片闭合。
（2）[1][2][3][4]带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电荷，B的右端感应出正电荷，先把A、B分开，再移走C，则A带负电，B带正电，金属箔片张开，再让A、B接触，则正负电荷中和，金属箔片闭合。
（3）[1][2]带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，则大地中的负电荷将移向导体AB，则移走C，再分开A、B，AB均带负电，金属箔片张开。
（4）把C碰一下A或者B，则C上的正电荷将转移到AB上，移走C，分开A、B，A、B带正电。
13．（2024高二上·番禺月考）如图所示，xOy坐标系中，A点的坐标为（0，20 cm），B点的坐标为（15 cm，0），匀强电场的方向平行于坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为0 V，A点电势为16 V，B点电势为-9 V，则AB中点的电势为 V，该电场的电场强度大小为 V/m。
【答案】3.5；100
【知识点】电场强度；电场强度的叠加；匀强电场；电势差；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】① AB中点坐标为（7.5 cm，10 cm）， AB中点的电势为A点电势和B点电势的平均值
②如图，原点0V电势向右到B减9V所以电场就是向右，那么就画向左的箭头，Ex原点0V电势向上增加到A加20V所以电场就是向下，那么就画向上的箭头，Ey然后根据平行四边形法则，画出E合，
如图，设电场方向与水平夹角为θ，
说明E合与AB方向恰好相同，计算AB的电势差U=Δ = A- B=16V-（-9V）=25V
AB的距离25cm，U=Ed，则
故1空填3.5，2空填100；
【分析】（1） 电场方向由xy方向的高电势指向低电势定出后开始合成出电场的方向，此方向上直接用电势差除以距离是电场强度的最快解法；结合匀强电场中电势与电场强度的关系分析；利用电势差与距离的线性关系确定电场强度。
（2）易错点：混淆电势与电场强度的方向关系；错误计算中点电势的算术平均值。
14．（2024高二上·番禺月考）某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的小球，系在绝缘丝线上带正电的小球B会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。
（1）他们分别进行了以下操作。
①把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的等位置，小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小，由此可得，两小球所带电量不变时，距离增大，两小球间静电力 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
②使小球B处于同一位置，增大小球A所带的电荷量，小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，由此可得，两小球距离不变时，电荷量增大，两小球间静电力 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）以上实验采用的方法是______（填正确选项前的字母）。
A．等效替代法 B．理想实验法
C．控制变量法 D．微小量放大法
【答案】（1）减小；增大
（2）C
【知识点】库仑定律；控制变量法；共点力的平衡
【解析】（1）①[1]设细线与竖直方向夹角为，竖直方向受力平衡得
整理得
根据水平方向受力平衡平衡条件
两小球距离增大时静电力减小
故由图可得，两小球所带电量不变时，距离增大，细线与竖直方向夹角减小，静电力减小。
②[2]同理，当图乙中小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，由此可得，两小球距离不变时，电荷量增大，两小球间静电力增大。
（2）A . 未用其他力或效应替代静电力，直接测量夹角变化，故A错误；
B . 未进行理想化推理（如无摩擦假设），而是实际操作测量，故B错误；
C . 分别控制距离或电荷量单一变量根据题意保持电荷量不变，只改变距离，研究力的变化情况，或者保持距离不变，改变电荷量，研究力的变化情况，所以实验采用的方法是控制变量法，故C正确；
D . 丝线夹角虽放大静电力效果，但本质仍是控制变量，非专门放大微小量，故D错误；
故选C；
【分析】（1）解题关键是通过夹角变化推断静电力大小，突破点是库仑定律（F∝q1q2/r2）的验证；隐含条件是丝线夹角反映静电力与重力的平衡关系；
（2）易错点：①混淆变量控制逻辑；②误将夹角直接当作作用力；③未明确实验方法的物理本质。
（1）①[1]设细线与竖直方向夹角为，根据平衡条件
故由图可得，两小球所带电量不变时，距离增大，细线与竖直方向夹角减小，静电力减小。
②[2]同理，当图乙中小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，由此可得，两小球距离不变时，电荷量增大，两小球间静电力增大。
（2）根据题意保持电荷量不变，只改变距离，研究力的变化情况，或者保持距离不变，改变电荷量，研究力的变化情况，所以实验采用的方法是控制变量法。
故选C。
四、计算题：本大题共3小题，共32分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤。只写出最后答案，不能得分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．（2024高二上·番禺月考）如图所示，小球的质量为m=0.1kg，带电量为，悬挂小球的细线与竖直方向成θ=37°时，小球恰好在水平匀强电场中静止不动，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。求：
（1）电场强度的大小和方向；
（2）此时细线的拉力大小；
（3）若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度大小v及方向。
【答案】（1）【解答】（1）小球带正电，对小球进行受力分析，小球所受电场力的方向向右，所以电场强度的方向水平向右，如图竖直方向由平衡条件
mg=Tcos37
水平方向由平衡条件可得
解得
电场强度方向水平向右（因电荷为正）；
（2）（2） 设细线的拉力为T，根据竖直方向平衡条件可得
mg=Tcos37
（3）（3）若在某时刻将细线突然剪断，则小球受重力和电场力，合力大小等于原来绳的拉力，则
，
小球做匀加速直线运动，速度大小为
方向与竖直方向成37°斜向右下方。
【知识点】加速度；匀速直线运动；力的平行四边形定则及应用；力的合成与分解的运用；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1）本题需结合力的平衡条件与匀强电场中电荷受力分析；关键突破点是分解细线拉力和电场力建立平衡方程；隐含条件是电场方向需通过电荷正负和平衡状态判断；扩展知识为牛顿第二定律在瞬时力变化中的应用。
（2）易错点：混淆电场力方向与电荷正负的关系；忽略剪断细线后运动的合成；错误计算加速度分量。
（1）对小球进行受力分析，如图
由平衡条件可得
解得
由于小球所受电场力的方向向右，而小球带正电，所以电场强度的方向水平向右；
（2）根据平衡条件可得
（3）若在某时刻将细线突然剪断，则小球受重力和电场力，合力大小等于原来绳的拉力，则
小球做匀加速直线运动，速度大小为
联立可得
方向与竖直方向成37°斜向右下方。
16．（2024高二上·番禺月考）如图所示，两块平行金属板A、B相隔6cm。分别接在36V的直流电源的正负极上。点C在两板间且到板A的距离为2cm，正极板A接地。
（1）求A、B两板间的场强。
（2）求C、A之间的电势差UCA。
（3）将一个电荷量为q=2×10-8C的粒子从C点移到A板，求这个过电场力做的功。
【答案】【解答】（1）AB两板间的场强为：
由于下极板为高电势，因此电场方向为由A正垂直指向指向B负板；
（2）A板接地，因此A板的电势为0。电场方向为由A板垂直指向B板，所以A点的电势比C点的电势高，所以CA之间的电势差为
（3）C到A过程中，因正电荷从高电势移至低电势电场力做的功为正功，
（1），方向由A板垂直指向B板；（2）；（3）
【知识点】电容器及其应用；电场力做功；匀强电场；电势差；电势差与电场强度的关系
【解析】【分析】（1）需结合匀强电场公式 E=U：d和电势差定义 U=Ed分析；明确A板接地（电势为0）及电场方向；隐含条件是平行板间为匀强电场；扩展知识为电场力做功公式 W=qU。
（2）易错点：忽略A板接地对电势参考点的影响；混淆电势差正负号；错误计算电场力做功的符号。
17．（2024高二上·番禺月考）如图所示，匀强电场的电场线与ab平行，bc连线与ab延长线成60°角，a、b间距离，b、c间距离。把一个带电荷量的点电荷从a点移到b点，克服电场力做功为。
（1）求匀强电场的电场强度。
（2）求a、c两点电势差。
（3）取b处电势为0，求该负点电荷在c处的电势能Ep。
【答案】解：（1）负点电荷从a点移到b点，电场力做功
a、b两点电势差
电场强度大小
负点电荷从a点移到b点，电场力做负功，说明负点电荷受到的电场力方向由b指向a，则电场强度方向由a指向b。
（2）a、c两点电势差
代入数值，解得
（3）因
则
又因为，故
所以负点电荷在c处的电势能
（1），由a指向b；（2）1500V；（3）
【知识点】电场强度；电势能；电势差；电势差与电场强度的关系
【解析】【分析】 （1）解题关键是电场力做功公式W=qEd 和电势差定义，突破点是电场方向与ab平行；隐含条件是负电荷克服电场力做功说明电场力做负功；
（2）易错点：①忽略电场方向导致符号错误；②未分解bc沿电场方向的距离；③电势能计算时漏掉电荷负号。
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