广东省茂名市高州市第一中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题
一、单项选择题：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．（2024高二上·高州月考）如图所示，将一束塑料捆扎绳一端扣结，另一端撕成细条后，用手迅速捋塑料捆扎绳细条，观察到细条散开了。下列关于细条散开现象的说法中，正确的是（ ）
A．撕成细条后，由于空气浮力作用使细条散开
B．由于摩擦起电，细条带同种电荷，相互排斥散开
C．撕成细条后所受重力减小，细条自然松散
D．细条之间相互感应起电，相互排斥散开
2．（2024高二上·高州月考）北京时间2023年10月3日，据诺贝尔奖官方网站公布，2023年诺贝尔物理学奖颁发给Pierre等三位物理学家，以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。阿秒（as）这种时间尺度，适合用来描述电子在原子内部运动的情况，，例如电子绕氢原子核一周大约是。已知电子所带电荷量为，氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动。根据以上信息估算氢原子核外电子绕核运动的等效电流大约为（ ）
A． B．
C． D．
3．（2024高二上·高州月考）我国古人最早发现了尖端放电现象，并将其用于生产生活，如许多古塔的顶端采用“伞状”金属饰物在雷雨天时保护古塔。雷雨中某时刻，一古塔顶端附近等势线分布如图所示，相邻等势线电势差相等，则a、b、c、d四点中电场强度最大的是（ ）
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
4．（2024高二上·高州月考）极板间一蜡烛火焰带有正离子、电子以及其他的带电粒子，两极板电压保持不变，当电极板距离减小时，电场强度如何变？电子受力方向？（ ）
A．电场强度增大，方向向左 B．电场强度增大，方向向右
C．电场强度减小，方向向左 D．电场强度减小，方向向右
5．（2024高二上·高州月考）如图所示，O、M、N为一负点电荷电场中一条电场线上的三点，M为ON的中点。O、N两点的电势分别为，，则（ ）
A．M点的电势为6V
B．O点的电场强度一定比N点的电场强度大
C．M、N两点的电势差等于O、N两点的电势差
D．电子在O点的电势能小于其在N点的电势能
6．（2024高二上·高州月考）生产口罩的重要材料熔喷布，主要以聚丙烯为原料，用静电生产设备让聚丙烯熔喷布带上静电，可以作为口罩吸附层吸附有害物质。设备静电发生过程如图，某次试验接通直流高压电源（电压一定），平行板间的强电场击穿空气，让针尖端放出负离子电荷，后到达熔喷布里面，不计电荷重力，则（ ）
A．高压电源左端为正极
B．电荷减速向下极板飞行
C．电荷在平行板电场中电势能变小
D．保持开关闭合，两板远离电场变强
7．（2024高二上·高州月考）如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、Q；小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则（ ）
A．两绳中的张力大小一定相等 B．P的质量一定大于Q的质量
C．P的电荷量一定小于Q的电荷量 D．P的电荷量一定大于Q的电荷量
二、多项选择题（本题3小题，每小题6分，共18分。每小题给出四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
8．（2024高二上·高州月考）污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极、金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有（ ）
A．M点的电势比N点的低
B．N点的电场强度比P点的大
C．污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做正功
D．污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大
9．（2024高二上·高州月考）如图所示，真空中水平直线上的、两点分别固定正点电荷A、B，点电荷A、B的电荷量之比为，abcd为正方形，且对角线bd与ac相交于点，已知点电荷B在a点产生的电场强度大小为，a到的距离为a到距离的3倍。下列说法正确的是（ ）
A．b、d两点的电场强度相同
B．电子在d点的电势能小于在c点的电势能
C．a点的电场强度大小为
D．c点的电场强度大小为
10．（2024高二上·高州月考）某种不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系曲线如图（a）所示，将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源，电流表等构成如图（b）所示的电路，闭合开关S后，若降低溶液浓度，则（ ）
A．电容器的电容增大
B．电容器所带的电荷量增大
C．电容器两极板之间的电势差增大
D．溶液浓度降低过程中电流方向为M→N
三、实验题（共两题，共18分）
11．（2024高二上·高州月考）某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，其阻值大约为。
（1）已知该同学用电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）测金属丝的电压、电流时，表盘如下图所示，则电压表的读数为 V，电流表的读数为 A。
（2）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为 mm；如图乙所示，用游标卡尺测其长度为 cm；
（3）为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则滑动变阻器应选______；（填器材前的字母代号）
A．滑动变阻器（阻值范围，1.0A）
B．滑动变阻器（阻值范围，0.1A）
（4）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为 。
12．（2024高二上·高州月考）在“观察电容器的充、放电现象”实验中：
某同学的实验电路图如图甲所示，电源输出电压恒为8V，S是单刀双掷开关，C为电容器。
（1）当开关S接到“1”时，电容器处于 过程，（填“充电”或者“放电”），电容器所带的电荷量逐渐 （填“增加”或“减少”）。
（2）乙同学使用图甲电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。直流电源电压U=8V，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示。
a.i-t图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2，则面积S1表示的物理意义是 ，且有S1 S2（选填“>”、“<”或“=”）；
b.计算机测得S1=1200mA·s，则该电容器的电容为 F（保留两位有效数字）。
四、解答题
13．（2024高二上·高州月考）某同学设计了一种测量物体带电量的方案，其原理如图所示。在O点正下方某位置固定一带电量为＋Q的绝缘小球A。长为l的绝缘细线一端固定在O点，另一端与一个质量为m的金属小球B相连。小球B静止时恰好与小球A在同一水平线上，用量角器测出细线与竖直方向的夹角为θ。已知静电力常量为k，重力加速度为g，两小球的大小可忽略不计，求：
（1）平衡时小球B受到的库仑力的大小；
（2）小球B所带的电荷量q的大小。
14．（2024高二上·高州月考）空间中存在水平向右的匀强电场，电场强度大小，一带电粒子从A点移动到B点时，电场力做功，平行于电场线且A、B间的距离为，之后粒子又从B点移动到C点，B、C间的距离为且BC与电场线方向的夹角为，求：
（1）粒子所带电荷量；
（2）粒子从B点移动到C点过程中电场力所做的功；
（3）A、C两点的电势差。
15．（2024高二上·高州月考）如图所示，虚线左侧有一场强为的匀强电场，在两条平行的虚线和之间存在着宽为L、电场强度为的匀强电场，在虚线右侧距为L处有一与电场平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量为m，重力不计）无初速度地放入电场中的A点，最后电子打在右侧屏上的K点。已知：A点到的距离为，连线与屏垂直，垂足为O，求：
（1）电子到的速度大小；
（2）电子从释放到打到屏上所用的时间；
（3）调节的大小可使K点在屏的位置发生变化。由于实际生产的需要，现要保证K点到O点的距离d满足：。求此条件下的范围。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】本题考查了摩擦起电现象和电荷间的相互作用规律在生活中的应用，难度不大。B．由于物体间的相互摩擦可以起电，塑料捆扎绳与手摩擦带电，细条由于带上同种电荷，相互排斥而散开，B正确；
AC．细条的散开与空气浮力、细条重力无关，AC错误；
D．细条之间没有发生感应起电，D错误。
故选B。
【分析】①摩擦起电现象普遍存在，任何物体摩擦都可以起电；②电荷间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
2．【答案】A
【知识点】电流、电源的概念
【解析】【解答】本题考查等效电流的计算，解题时需注意，电子绕原子核的运动可以看成等效电流，环形电流的公式推导也可以从电流的定义式出发，先确认电荷量及对应的时间（一般是周期），就可以计算式圆周运动的等效电流。根据电流的定义式
故选A。
【分析】根据电流的定义式列式，即可确定氢原子核外电子绕核运动的等效电流大小 。
3．【答案】C
【知识点】等势面
【解析】【解答】电场中电势相等的点组成的面（平面或曲面）叫做等势面。在静电场中，等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小。图中c点的等差等势线相对最密集，故该点的电场强度最大。
故选C。
【分析】等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小，进行判断。
4．【答案】B
【知识点】电场强度；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】本题考查平行板电容器的电容和场强的变化问题，会根据题意进行准确分析和判断。两极板电压保持不变，则根据电势差和电场强度的关系有
当电极板距离减小时，电场强度E增大，再结合题图可知极板间的电场线水平向左，电场力方向与则可知电子受到的电场力方向向右。
故选B。
【分析】根据平行板电容器的电容决定式和计算式结合极板距离变化情况分析解答，由场强方向结合电子带负电特点分析电场力方向。
5．【答案】D
【知识点】电场线；电势能；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】解决本题需要知道在负点电荷激发的电场中，离负电荷越近，场强越大，相同距离的电势差越大，且离场源电荷越远，场强越小。
C．电场线分布的疏密程度表示电场的强弱，根据图像可知，M、N两点之间任意位置电场线分布比O、N两点之间任意位置的电场线分布均要密集一些，则M、N两点之间任意位置的电场强度比O、N两点之间任意位置的电场强度均要大一些，根据
由于OM=MN，可知M、N两点的电势差大于O、N两点的电势差，故C错误；
B．根据上述可知，O点的电场强度一定比N点的电场强度小，故B错误；
A．根据上述有
由于
，
解得
故A错误；
D．沿电场线电势降低，则有
由于
，
可知
即电子在O点的电势能小于其在N点的电势能，故D正确。
故选D。
【分析】在O、M、N所在的电场线上，离负电荷越近，场强越大，相同距离的电势差越大；该电场是由负电荷形成的，由点电荷场强公式可知，O点离场源电荷较远，场强较小，即O点的电场强度一定比N点的电场强度小
6．【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，分析受力分析，从而得到电荷的运动情况，同时要理解当开关闭合时，极板间的电势差保持不变，结合电场公式即可完成解答。A．针尖端放出负离子电荷，针所在极板为负极板，高压电源左端为负极，故A错误；
BC．负离子电荷受电场力向下，加速向下极板飞行，平行板电场电势能变小，故B错误，C正确；
D．开关闭合的情况下，类比匀强电场，距离增大，电压一定，则场强减小，故D错误。
故选C。
【分析】因为针尖端放出负离子电荷，说明高压电源左端为负极；根据负离子的受力方向分析电荷的电势能变化；当开始闭合时，则极板间的电势差保持不变，根据公式U=Ed分析出场强的变化。
7．【答案】B
【知识点】电荷守恒定律；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】由题意可知设Q和P两球之间的库仑力为F，绳子的拉力分别为T1，T2，质量分别为m1，m2；与竖直方向夹角为θ，对于小球Q有，
对于小球P有，
联立有，
所以可得
又因为，可知，即P的质量一定大于Q的质量；两小球的电荷量则无法判断。
故答案为：B。
【分析】受力分解：对两小球分别进行受力分析（重力、电场力、库仑力、绳子拉力 ），沿水平、竖直方向正交分解。
平衡方程：利用 “水平方向合力为 0、竖直方向合力为 0” 列方程，联立推导质量、电荷量的关系。
库仑力的相互性：两小球间库仑力大小相等、方向相反（牛顿第三定律 ）。
8．【答案】A,C
【知识点】电场线；电势能；电势
【解析】【解答】熟练掌握物体做曲线运动的受力特点：合力指向轨迹的内侧是解题的基础，另外还要知道电场力做正功时，动能增大。AC．根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N点的低，污泥絮体带负电，根据可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大，污泥絮体从M点移到N点，电势能减小，电场力对其做正功，故AC正确；
B．根据电场线的疏密程度可知N点的电场强度比P点的小，故B错误；
D． M点和P点在同一等势面上，则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等，结合AC选项分析可知污泥絮体在P点的电势能比其在N点的大，故D错误。
故选AC。
【分析】电场线总是从高电势指向低电势，沿着电场线的方向，电势是逐渐降低的；电场线密集的地方表示场强较大，电场线稀疏的地方表示场强较小；污泥絮体带负电，根据电场线的方向分析电势的变化情况，进而分析其在各点的电势能，由此判断电场力做功。
9．【答案】B,D
【知识点】电场强度的叠加；电势能
【解析】【解答】本题主要是考查电场强度大小的判断和电势高低的判断，掌握电场强度的计算公式和电势高低的判断方法是关键。A．根据点电荷产生的电场的对称性可知，b、d两点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；
B．点电荷B在c，d两点的电势相等，点电荷A在d点的电势高于c点的电势，因此d点电势高于c点电势，根据
由于电子带负电，故电子在d点的电势能小于在c点的电势能，故B正确；
C．点电荷B在a点产生的电场强度大小为，由于A、B的电荷量之比为，a到的距离为a到距离的3倍，根据点电荷电场强度
可知，点电荷A在a点产生的电场强度大小也为，由于两个电荷均带正电，故a点的电场强度为0，故C错误；
D．根据点电荷产生的电场的对称性可知，点电荷B在c点产生的电场强度大小为，方向向右，点电荷A在c点产生的电场强度大小
其中r为点电荷B到c点的距离，为点电荷的电荷量，电场方向向右；故c点的电场强度大小
故D正确。
故选BD。
【分析】根据点电荷电场强度的矢量合成求电场强度的大小及方向；点电荷产生电势的高低与电荷带电的性质、带电多少、距离远近有关系，根据沿电场线方向电势降低分析电势高低。
10．【答案】A,B
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】对于电容器的动态分析问题，要首先区分是电压不变还是电荷量不变：始终与电源连接时电压不变，与电源断开时是电荷量不变。A．降低溶液浓度，不导电溶液的相对介电常数增大，根据电容器的决定式可知电容器的电容增大，故A正确；
BC．电容器接恒压电源，即电容器两端的电压不变，根据可知电容器所带的电荷量增大，故B正确，C错误；
D．根据电容器所带的电荷量增大，则给电容器充电，则充电电流方向为，故D错误。
故选AB。
【分析】根据题意可知，降低溶液浓度，不导电溶液的相对介电常数 r变大。因电源为恒压电源，故电容器两极板之间的电势差不变。根据平行板电容器的电容决定式与定义式解答。根据电容的电量的变化，确定是充电过程，还是放电过程，可得到电流方向。
11．【答案】（1）2.20；0.48
（2）1.850；4.250
（3）A
（4）
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；导体电阻率的测量；电压表、电流表欧姆表等电表的读数；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】本题关键掌握测量一均匀新材料制成的圆柱体电阻率的实验原理和电压表、螺旋测微器、游标卡尺的读数方法。
（1）电压表最小分度为0.1V，需要估读一位，读数为2.20V，电流表的最小分度为0.02A，不需要估读，读数为0.48A
（2）螺旋测微器测量其横截面直径为
用游标卡尺测其长度为
（3）为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法，滑动变阻器选取总阻值较小的，便于调节。
故选A。
（4）根据欧姆定律
又
联立，解得
【分析】（1）先确定电压表与电流表的最小分度值再读数；
（2）螺旋测微器读数为固定刻度与可动刻度读数之和；先确定游标卡尺的最小分度值再读数；
（3）根据测多组实验数据和便于调节判断；
（4）根据欧姆定律和电阻定律推导。
（1）[1][2]电压表最小分度为0.1V，需要估读一位，读数为2.20V，电流表的最小分度为0.02A，不需要估读，读数为0.48A
（2）[1]螺旋测微器测量其横截面直径为
[2]用游标卡尺测其长度为
（3）为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法，滑动变阻器选取总阻值较小的，便于调节。
故选A。
（4）根据欧姆定律
又
联立，解得
12．【答案】（1）充电；增加
（2）电容器充完电后所带的电荷量；=；0.15
【知识点】观察电容器的充、放电现象
【解析】【解答】本题考查电容器的充放电以及电容的计算，电荷量的分析判断，其中i-t图像的面积意义非常重要。
（1）当开关S接到“1”时，电容器与电源连接，电容器处于充电过程，电容器所带的电荷量逐渐增加；
（2）i-t图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2，根据
可知，面积S1表示电容器充完电后所带的电荷量；面积S2表示放电过程，电容器放出的电荷量，且
根据电容的定义式可得
【分析】（1）根据电容器是否和电源相连判断充放电情况；
（2）a.根据i-t图像的面积的物理意义进行分析解答；b.根据电容定义式列式代入数据解答；
（1）[1][2]当开关S接到“1”时，电容器与电源连接，电容器处于充电过程，电容器所带的电荷量逐渐增加；
（2）[1][2]i-t图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2，根据
可知，面积S1表示电容器充完电后所带的电荷量；面积S2表示放电过程，电容器放出的电荷量，且
[3]根据电容的定义式可得
13．【答案】解：（1）对小球B受力分析可知
故有
（2）由库仑定律可知
联立解得
【知识点】库仑定律
【解析】【分析】（1）B球受到重力、线的拉力和电场力而平衡，根据B球受力平衡，由平衡条件求B受到的库仑力的大小；
（2）根据库仑定律分析即可解题。
14．【答案】解：（1）A、B两点间的电势差为
根据可得，粒子所带电荷量为
（2）B、C两点沿电场线方向的距离为
则B、C两点间的电势差为
粒子从B点移动到C点过程中电场力所做的功为
（3）A、C两点的电势差为
【知识点】电势差；电势差与电场强度的关系
【解析】【分析】（1）根据公式WAB=qEd，其中d是两点沿电场方向的距离，可解得电荷量；
（2）根据WBC=Eq BC cos60°，可解得粒子从B点移动到C点过程中电场力所做的功；
（3）由电势差的定义式可解得AC两点电势差。
15．【答案】解：（1）电子从A运动到的过程中，根据动能定理得
解得
（2）电子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为，时间为，则
由
从到屏的过程中运动时间
联立解得运动的总时间
（3）由（1）可知，电子到达时的速度
电子在电场中做类平抛运动，设加速度为，所用时间为，竖直方向侧向位移为，射出电场时平行电场方向的速度为，则
电子离开后做匀速直线运动直到打到屏幕的K点，设所用时间为，竖直方向侧向位移为，则
其中
则电子打到屏幕K点到O点的距离
现要保证K点到O点的距离d满足
则的范围为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）电子在左侧电场做初速度为零的匀加速直线运动，根据动能定理求得电子到MN的速度大小；
（2）进入电场E2后电子做类平抛运动，应用运动的合成与分解，结合运动学公式解答；
（3）电子在E1中加速，在电场E2中做类平抛运动，结合运动学公式，即可求解满足偏转位移条件的场强的关系。
1 / 1广东省茂名市高州市第一中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题
一、单项选择题：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．（2024高二上·高州月考）如图所示，将一束塑料捆扎绳一端扣结，另一端撕成细条后，用手迅速捋塑料捆扎绳细条，观察到细条散开了。下列关于细条散开现象的说法中，正确的是（ ）
A．撕成细条后，由于空气浮力作用使细条散开
B．由于摩擦起电，细条带同种电荷，相互排斥散开
C．撕成细条后所受重力减小，细条自然松散
D．细条之间相互感应起电，相互排斥散开
【答案】B
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】本题考查了摩擦起电现象和电荷间的相互作用规律在生活中的应用，难度不大。B．由于物体间的相互摩擦可以起电，塑料捆扎绳与手摩擦带电，细条由于带上同种电荷，相互排斥而散开，B正确；
AC．细条的散开与空气浮力、细条重力无关，AC错误；
D．细条之间没有发生感应起电，D错误。
故选B。
【分析】①摩擦起电现象普遍存在，任何物体摩擦都可以起电；②电荷间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
2．（2024高二上·高州月考）北京时间2023年10月3日，据诺贝尔奖官方网站公布，2023年诺贝尔物理学奖颁发给Pierre等三位物理学家，以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。阿秒（as）这种时间尺度，适合用来描述电子在原子内部运动的情况，，例如电子绕氢原子核一周大约是。已知电子所带电荷量为，氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动。根据以上信息估算氢原子核外电子绕核运动的等效电流大约为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】电流、电源的概念
【解析】【解答】本题考查等效电流的计算，解题时需注意，电子绕原子核的运动可以看成等效电流，环形电流的公式推导也可以从电流的定义式出发，先确认电荷量及对应的时间（一般是周期），就可以计算式圆周运动的等效电流。根据电流的定义式
故选A。
【分析】根据电流的定义式列式，即可确定氢原子核外电子绕核运动的等效电流大小 。
3．（2024高二上·高州月考）我国古人最早发现了尖端放电现象，并将其用于生产生活，如许多古塔的顶端采用“伞状”金属饰物在雷雨天时保护古塔。雷雨中某时刻，一古塔顶端附近等势线分布如图所示，相邻等势线电势差相等，则a、b、c、d四点中电场强度最大的是（ ）
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
【答案】C
【知识点】等势面
【解析】【解答】电场中电势相等的点组成的面（平面或曲面）叫做等势面。在静电场中，等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小。图中c点的等差等势线相对最密集，故该点的电场强度最大。
故选C。
【分析】等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小，进行判断。
4．（2024高二上·高州月考）极板间一蜡烛火焰带有正离子、电子以及其他的带电粒子，两极板电压保持不变，当电极板距离减小时，电场强度如何变？电子受力方向？（ ）
A．电场强度增大，方向向左 B．电场强度增大，方向向右
C．电场强度减小，方向向左 D．电场强度减小，方向向右
【答案】B
【知识点】电场强度；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】本题考查平行板电容器的电容和场强的变化问题，会根据题意进行准确分析和判断。两极板电压保持不变，则根据电势差和电场强度的关系有
当电极板距离减小时，电场强度E增大，再结合题图可知极板间的电场线水平向左，电场力方向与则可知电子受到的电场力方向向右。
故选B。
【分析】根据平行板电容器的电容决定式和计算式结合极板距离变化情况分析解答，由场强方向结合电子带负电特点分析电场力方向。
5．（2024高二上·高州月考）如图所示，O、M、N为一负点电荷电场中一条电场线上的三点，M为ON的中点。O、N两点的电势分别为，，则（ ）
A．M点的电势为6V
B．O点的电场强度一定比N点的电场强度大
C．M、N两点的电势差等于O、N两点的电势差
D．电子在O点的电势能小于其在N点的电势能
【答案】D
【知识点】电场线；电势能；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】解决本题需要知道在负点电荷激发的电场中，离负电荷越近，场强越大，相同距离的电势差越大，且离场源电荷越远，场强越小。
C．电场线分布的疏密程度表示电场的强弱，根据图像可知，M、N两点之间任意位置电场线分布比O、N两点之间任意位置的电场线分布均要密集一些，则M、N两点之间任意位置的电场强度比O、N两点之间任意位置的电场强度均要大一些，根据
由于OM=MN，可知M、N两点的电势差大于O、N两点的电势差，故C错误；
B．根据上述可知，O点的电场强度一定比N点的电场强度小，故B错误；
A．根据上述有
由于
，
解得
故A错误；
D．沿电场线电势降低，则有
由于
，
可知
即电子在O点的电势能小于其在N点的电势能，故D正确。
故选D。
【分析】在O、M、N所在的电场线上，离负电荷越近，场强越大，相同距离的电势差越大；该电场是由负电荷形成的，由点电荷场强公式可知，O点离场源电荷较远，场强较小，即O点的电场强度一定比N点的电场强度小
6．（2024高二上·高州月考）生产口罩的重要材料熔喷布，主要以聚丙烯为原料，用静电生产设备让聚丙烯熔喷布带上静电，可以作为口罩吸附层吸附有害物质。设备静电发生过程如图，某次试验接通直流高压电源（电压一定），平行板间的强电场击穿空气，让针尖端放出负离子电荷，后到达熔喷布里面，不计电荷重力，则（ ）
A．高压电源左端为正极
B．电荷减速向下极板飞行
C．电荷在平行板电场中电势能变小
D．保持开关闭合，两板远离电场变强
【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，分析受力分析，从而得到电荷的运动情况，同时要理解当开关闭合时，极板间的电势差保持不变，结合电场公式即可完成解答。A．针尖端放出负离子电荷，针所在极板为负极板，高压电源左端为负极，故A错误；
BC．负离子电荷受电场力向下，加速向下极板飞行，平行板电场电势能变小，故B错误，C正确；
D．开关闭合的情况下，类比匀强电场，距离增大，电压一定，则场强减小，故D错误。
故选C。
【分析】因为针尖端放出负离子电荷，说明高压电源左端为负极；根据负离子的受力方向分析电荷的电势能变化；当开始闭合时，则极板间的电势差保持不变，根据公式U=Ed分析出场强的变化。
7．（2024高二上·高州月考）如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、Q；小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则（ ）
A．两绳中的张力大小一定相等 B．P的质量一定大于Q的质量
C．P的电荷量一定小于Q的电荷量 D．P的电荷量一定大于Q的电荷量
【答案】B
【知识点】电荷守恒定律；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】由题意可知设Q和P两球之间的库仑力为F，绳子的拉力分别为T1，T2，质量分别为m1，m2；与竖直方向夹角为θ，对于小球Q有，
对于小球P有，
联立有，
所以可得
又因为，可知，即P的质量一定大于Q的质量；两小球的电荷量则无法判断。
故答案为：B。
【分析】受力分解：对两小球分别进行受力分析（重力、电场力、库仑力、绳子拉力 ），沿水平、竖直方向正交分解。
平衡方程：利用 “水平方向合力为 0、竖直方向合力为 0” 列方程，联立推导质量、电荷量的关系。
库仑力的相互性：两小球间库仑力大小相等、方向相反（牛顿第三定律 ）。
二、多项选择题（本题3小题，每小题6分，共18分。每小题给出四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
8．（2024高二上·高州月考）污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极、金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上，M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有（ ）
A．M点的电势比N点的低
B．N点的电场强度比P点的大
C．污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做正功
D．污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大
【答案】A,C
【知识点】电场线；电势能；电势
【解析】【解答】熟练掌握物体做曲线运动的受力特点：合力指向轨迹的内侧是解题的基础，另外还要知道电场力做正功时，动能增大。AC．根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N点的低，污泥絮体带负电，根据可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大，污泥絮体从M点移到N点，电势能减小，电场力对其做正功，故AC正确；
B．根据电场线的疏密程度可知N点的电场强度比P点的小，故B错误；
D． M点和P点在同一等势面上，则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等，结合AC选项分析可知污泥絮体在P点的电势能比其在N点的大，故D错误。
故选AC。
【分析】电场线总是从高电势指向低电势，沿着电场线的方向，电势是逐渐降低的；电场线密集的地方表示场强较大，电场线稀疏的地方表示场强较小；污泥絮体带负电，根据电场线的方向分析电势的变化情况，进而分析其在各点的电势能，由此判断电场力做功。
9．（2024高二上·高州月考）如图所示，真空中水平直线上的、两点分别固定正点电荷A、B，点电荷A、B的电荷量之比为，abcd为正方形，且对角线bd与ac相交于点，已知点电荷B在a点产生的电场强度大小为，a到的距离为a到距离的3倍。下列说法正确的是（ ）
A．b、d两点的电场强度相同
B．电子在d点的电势能小于在c点的电势能
C．a点的电场强度大小为
D．c点的电场强度大小为
【答案】B,D
【知识点】电场强度的叠加；电势能
【解析】【解答】本题主要是考查电场强度大小的判断和电势高低的判断，掌握电场强度的计算公式和电势高低的判断方法是关键。A．根据点电荷产生的电场的对称性可知，b、d两点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；
B．点电荷B在c，d两点的电势相等，点电荷A在d点的电势高于c点的电势，因此d点电势高于c点电势，根据
由于电子带负电，故电子在d点的电势能小于在c点的电势能，故B正确；
C．点电荷B在a点产生的电场强度大小为，由于A、B的电荷量之比为，a到的距离为a到距离的3倍，根据点电荷电场强度
可知，点电荷A在a点产生的电场强度大小也为，由于两个电荷均带正电，故a点的电场强度为0，故C错误；
D．根据点电荷产生的电场的对称性可知，点电荷B在c点产生的电场强度大小为，方向向右，点电荷A在c点产生的电场强度大小
其中r为点电荷B到c点的距离，为点电荷的电荷量，电场方向向右；故c点的电场强度大小
故D正确。
故选BD。
【分析】根据点电荷电场强度的矢量合成求电场强度的大小及方向；点电荷产生电势的高低与电荷带电的性质、带电多少、距离远近有关系，根据沿电场线方向电势降低分析电势高低。
10．（2024高二上·高州月考）某种不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系曲线如图（a）所示，将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源，电流表等构成如图（b）所示的电路，闭合开关S后，若降低溶液浓度，则（ ）
A．电容器的电容增大
B．电容器所带的电荷量增大
C．电容器两极板之间的电势差增大
D．溶液浓度降低过程中电流方向为M→N
【答案】A,B
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】对于电容器的动态分析问题，要首先区分是电压不变还是电荷量不变：始终与电源连接时电压不变，与电源断开时是电荷量不变。A．降低溶液浓度，不导电溶液的相对介电常数增大，根据电容器的决定式可知电容器的电容增大，故A正确；
BC．电容器接恒压电源，即电容器两端的电压不变，根据可知电容器所带的电荷量增大，故B正确，C错误；
D．根据电容器所带的电荷量增大，则给电容器充电，则充电电流方向为，故D错误。
故选AB。
【分析】根据题意可知，降低溶液浓度，不导电溶液的相对介电常数 r变大。因电源为恒压电源，故电容器两极板之间的电势差不变。根据平行板电容器的电容决定式与定义式解答。根据电容的电量的变化，确定是充电过程，还是放电过程，可得到电流方向。
三、实验题（共两题，共18分）
11．（2024高二上·高州月考）某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，其阻值大约为。
（1）已知该同学用电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）测金属丝的电压、电流时，表盘如下图所示，则电压表的读数为 V，电流表的读数为 A。
（2）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为 mm；如图乙所示，用游标卡尺测其长度为 cm；
（3）为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则滑动变阻器应选______；（填器材前的字母代号）
A．滑动变阻器（阻值范围，1.0A）
B．滑动变阻器（阻值范围，0.1A）
（4）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为 。
【答案】（1）2.20；0.48
（2）1.850；4.250
（3）A
（4）
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；导体电阻率的测量；电压表、电流表欧姆表等电表的读数；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】本题关键掌握测量一均匀新材料制成的圆柱体电阻率的实验原理和电压表、螺旋测微器、游标卡尺的读数方法。
（1）电压表最小分度为0.1V，需要估读一位，读数为2.20V，电流表的最小分度为0.02A，不需要估读，读数为0.48A
（2）螺旋测微器测量其横截面直径为
用游标卡尺测其长度为
（3）为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法，滑动变阻器选取总阻值较小的，便于调节。
故选A。
（4）根据欧姆定律
又
联立，解得
【分析】（1）先确定电压表与电流表的最小分度值再读数；
（2）螺旋测微器读数为固定刻度与可动刻度读数之和；先确定游标卡尺的最小分度值再读数；
（3）根据测多组实验数据和便于调节判断；
（4）根据欧姆定律和电阻定律推导。
（1）[1][2]电压表最小分度为0.1V，需要估读一位，读数为2.20V，电流表的最小分度为0.02A，不需要估读，读数为0.48A
（2）[1]螺旋测微器测量其横截面直径为
[2]用游标卡尺测其长度为
（3）为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法，滑动变阻器选取总阻值较小的，便于调节。
故选A。
（4）根据欧姆定律
又
联立，解得
12．（2024高二上·高州月考）在“观察电容器的充、放电现象”实验中：
某同学的实验电路图如图甲所示，电源输出电压恒为8V，S是单刀双掷开关，C为电容器。
（1）当开关S接到“1”时，电容器处于 过程，（填“充电”或者“放电”），电容器所带的电荷量逐渐 （填“增加”或“减少”）。
（2）乙同学使用图甲电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连，可以显示电路中电流随时间的变化。直流电源电压U=8V，实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示。
a.i-t图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2，则面积S1表示的物理意义是 ，且有S1 S2（选填“>”、“<”或“=”）；
b.计算机测得S1=1200mA·s，则该电容器的电容为 F（保留两位有效数字）。
【答案】（1）充电；增加
（2）电容器充完电后所带的电荷量；=；0.15
【知识点】观察电容器的充、放电现象
【解析】【解答】本题考查电容器的充放电以及电容的计算，电荷量的分析判断，其中i-t图像的面积意义非常重要。
（1）当开关S接到“1”时，电容器与电源连接，电容器处于充电过程，电容器所带的电荷量逐渐增加；
（2）i-t图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2，根据
可知，面积S1表示电容器充完电后所带的电荷量；面积S2表示放电过程，电容器放出的电荷量，且
根据电容的定义式可得
【分析】（1）根据电容器是否和电源相连判断充放电情况；
（2）a.根据i-t图像的面积的物理意义进行分析解答；b.根据电容定义式列式代入数据解答；
（1）[1][2]当开关S接到“1”时，电容器与电源连接，电容器处于充电过程，电容器所带的电荷量逐渐增加；
（2）[1][2]i-t图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2，根据
可知，面积S1表示电容器充完电后所带的电荷量；面积S2表示放电过程，电容器放出的电荷量，且
[3]根据电容的定义式可得
四、解答题
13．（2024高二上·高州月考）某同学设计了一种测量物体带电量的方案，其原理如图所示。在O点正下方某位置固定一带电量为＋Q的绝缘小球A。长为l的绝缘细线一端固定在O点，另一端与一个质量为m的金属小球B相连。小球B静止时恰好与小球A在同一水平线上，用量角器测出细线与竖直方向的夹角为θ。已知静电力常量为k，重力加速度为g，两小球的大小可忽略不计，求：
（1）平衡时小球B受到的库仑力的大小；
（2）小球B所带的电荷量q的大小。
【答案】解：（1）对小球B受力分析可知
故有
（2）由库仑定律可知
联立解得
【知识点】库仑定律
【解析】【分析】（1）B球受到重力、线的拉力和电场力而平衡，根据B球受力平衡，由平衡条件求B受到的库仑力的大小；
（2）根据库仑定律分析即可解题。
14．（2024高二上·高州月考）空间中存在水平向右的匀强电场，电场强度大小，一带电粒子从A点移动到B点时，电场力做功，平行于电场线且A、B间的距离为，之后粒子又从B点移动到C点，B、C间的距离为且BC与电场线方向的夹角为，求：
（1）粒子所带电荷量；
（2）粒子从B点移动到C点过程中电场力所做的功；
（3）A、C两点的电势差。
【答案】解：（1）A、B两点间的电势差为
根据可得，粒子所带电荷量为
（2）B、C两点沿电场线方向的距离为
则B、C两点间的电势差为
粒子从B点移动到C点过程中电场力所做的功为
（3）A、C两点的电势差为
【知识点】电势差；电势差与电场强度的关系
【解析】【分析】（1）根据公式WAB=qEd，其中d是两点沿电场方向的距离，可解得电荷量；
（2）根据WBC=Eq BC cos60°，可解得粒子从B点移动到C点过程中电场力所做的功；
（3）由电势差的定义式可解得AC两点电势差。
15．（2024高二上·高州月考）如图所示，虚线左侧有一场强为的匀强电场，在两条平行的虚线和之间存在着宽为L、电场强度为的匀强电场，在虚线右侧距为L处有一与电场平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量为m，重力不计）无初速度地放入电场中的A点，最后电子打在右侧屏上的K点。已知：A点到的距离为，连线与屏垂直，垂足为O，求：
（1）电子到的速度大小；
（2）电子从释放到打到屏上所用的时间；
（3）调节的大小可使K点在屏的位置发生变化。由于实际生产的需要，现要保证K点到O点的距离d满足：。求此条件下的范围。
【答案】解：（1）电子从A运动到的过程中，根据动能定理得
解得
（2）电子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为，时间为，则
由
从到屏的过程中运动时间
联立解得运动的总时间
（3）由（1）可知，电子到达时的速度
电子在电场中做类平抛运动，设加速度为，所用时间为，竖直方向侧向位移为，射出电场时平行电场方向的速度为，则
电子离开后做匀速直线运动直到打到屏幕的K点，设所用时间为，竖直方向侧向位移为，则
其中
则电子打到屏幕K点到O点的距离
现要保证K点到O点的距离d满足
则的范围为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）电子在左侧电场做初速度为零的匀加速直线运动，根据动能定理求得电子到MN的速度大小；
（2）进入电场E2后电子做类平抛运动，应用运动的合成与分解，结合运动学公式解答；
（3）电子在E1中加速，在电场E2中做类平抛运动，结合运动学公式，即可求解满足偏转位移条件的场强的关系。
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