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高二物理试题
一、单选题（本大题共8小题，共32分）
一横截面积为S的铜导线通有恒定电流。设每单位体积的导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速率为v，则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为(   )
A. nvSΔt B. nqΔtS C. nvSΔtq D. nvΔt
第56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充满3000mAh电池50％电量的快充技术成果，引起业界广泛关注．如图是华为某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则( )
A.
B. 该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作30小时
C.  Wh表示该电池能提供的电量
D. 3000 mAh表示该电池能提供的电能
如图所示在绝缘支架上的导体A和导体B按图中方式接触放置，原先AB都不带电，先让开关K1，K2均断开，现在将一个带正电小球C放置在A左侧，以下判断正确的是( )
A. K1、K2均闭合时，A左端带负电，B左端不带电
B. 只闭合K2，接着移走带电小球，最后将AB分开，A带负电
C. K1、K2均闭合时，A、B两端均不带电
D. 只闭合K1，则A左端不带电，B右端带负电
电荷量为+Q的点电荷和接地金属板MN附近的电场线分布如图所示，点电荷与金属板相距为2d，，则金属板上感应电荷在P点处产生的电场强度E的大小为(    )
A. E=0 B. E=kQd2
C. E=E0-kQd2 D. E=E02
如图所示，平行板电容器的两个极板接在电压恒定的电源上，下极板接地，极板间P点有一悬浮的带电油滴，若将电容器的下极板缓慢向下移动一段距离，则下列说法正确的是
A. 电容器所带的电荷量将增加
B. 带电油滴将向下运动
C. P点的电势将升高
D. 若仍要带电油滴在极板间悬浮，应减小油滴的比荷
计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变电容器．当连接电源不断电，按下某个键时，与之相连的电子线路就给出该键相关的信号，当按下键时，电容器的
A. 电容变小 B. 极板的电量变大
C. 极板间的电压变大 D. 极板间的场强变小
如图所示，a、O、b为点电荷(图中未画出)产生的电场线上的三点，且ab为圆O的直径．一电子仅在电场力作用下由静止先从a点运动到O点，再从O点运动到b点，经历两个运动过程，电子运动的加速度越来越大．下列说法正确的是
A. 点电荷位于a点左侧 B. 点电荷一定带正电
C. 两个运动过程，电场力做的功相等 D. 两个运动过程，电子的电势能增大
如图所示，a、b、c为真空中某电场中的一条竖直电场线上的三点，ab=bc，一带电小球由c运动到a，电场力方向竖直向上，其速度时间图象如图所示，则( )
A. a、b两点的电势差等于b、c两点的电势差
B. a点的电场强度一定大于b点的电场强度
C. a点的电势一定高于c点的电势
D. 从c到a带电粒子的电势能增加
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
如图所示，圆形区域内存在着沿纸面方向的匀强电场(图中未画出)，a、b、c、d分别为两条直径的端点，且ac⊥bd，一带正电的粒子从b点沿bd方向以速度v0射入电场，只在电场力作用下，从c点飞出电场，则下列说法正确的是(     )
A. 粒子到达c点的速度一定大于b点的速度
B. b、c两点间的电势差与a、d两点间的电势差一定相等
C. 电场力一定对粒子做正功
D. a点的电势一定高于c点的电势
电子绕核运动可以看做一环形电流．设氢原子中的电子绕原子核在半径为r的轨道上运动，用e表示电荷量，m表示电子的质量，k为静电力常量．则：
A. 电子运动的速率为v=ekmr B. 电子运动的周期为T=2πremk
C. 电子运动形成的电流I=e22πrkmr D. 电子运动形成的电流I=e2πrkmr
M、N为椭圆的两个焦点，AB为椭圆的长轴，CD为椭圆的短轴，O是椭圆的中心。现在M、N两点分别放置电荷量相等的正电荷，如图所示，下列说法正确的是
A. 电子在椭圆上移动时，电场力不做功
B. 椭圆上关于O点对称的两点，电场强度相同
C. 椭圆上关于O点对称的两点，电势相同
D. 质子在C点的电势能低于在B点的电势能
密立根用如图所示的实验装置来测定很小的带电油滴所带的电荷量。油滴从喷雾器喷出时由于摩擦而带电，并落入两块相互平行的极板M、N之间的区域(M板带正电、N板带负电)，透过显微镜寻找那些刚好悬浮在极板间的油滴。根据观测数据算出油滴的质量，再根据油滴悬浮时受到的电场力和重力平衡，可计算出油滴所带的电荷量。若此悬浮油滴的质量为
m，两极板间的电压为U，当地的重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. 悬浮油滴带负电 B. 悬浮油滴的电荷量为mgU
C. 增大电场强度，悬浮油滴将向上运动 D. 油滴的电荷量不一定是电子电量的整数倍
三、填空题（本大题共3小题，共16分）
如图所示，有一匀强电场，若场强为E，A、B所在等势面的间距为d，则A、B两点的电势φA          φB(选填“>”、“=”或“<”)，A、B两点的电势差UAB=          ，如将电量为e的质子从点A移动到点B，电场力所做的功W=          。
如图所示，电源电压恒定，则闭合开关S的瞬间，通过电阻R的电流方向是从______到_______；平行板电容器充电稳定后，在将两板间距离增大的过程中，通过R的电流方向是从________到________；如果电容器充电平衡后，先断开S，再将两板间距离增大，在此过程中，R上________(选填“有”或“无”)电流通过。
如图所示，MON是固定的光滑绝缘直角杆，MO沿水平方向，NO沿竖直方向，A、B为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球。用一指向竖直杆的水平力F作用在A球上，使两球均处于静止状态。现将A球沿水平向左方向缓慢移动一小段距离后，A、B两小球可以重新平衡。则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较，A、B两小球间的库仑力______；A球对MO杆的压力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
四、计算题（本大题共3小题，共36分）
如图所示，质量均为m=×10-4kg、形状完全相同的两个金属小球A、B，均用L=、N两点。现使A球带电后，再将悬点N移至与悬点M重合，两球接触后分开，平衡时两球相距d=。小球均可视为点电荷，重力加速度g取10m/s2，静电力常量k=×109N⋅m2/C2。求：(结果可以保留根号)
(1)A球所受的静电力；(2)两球所带电荷量；
(3)两球连线中点处的电场强度为多少？
如图所示，匀强电场中一带负电的点电荷q在恒力F作用下，从A点沿水平方向匀速运动至B点。已知F=×10-4N，α=37°，×10-5C，AB之间的距离L=，A点电势φA=1V，sin37°=，cos37°=，不计点电荷重力。求：
(1)匀强电场场强大小和方向；
(2)q在从A到B的过程中电势能的变化量；
(3)A、B间的电势差及B点电势。
如图所示，金属丝发射出来的电子(初速度为零，不计重力)被加速后从金属板的小孔穿出，进入偏转电场。电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上。设加速电压U1=1640V，偏转极板长L=4 cm，偏转极板间距d=2cm，当电子加速后从两偏转极板的正中央沿与板平行方向进入偏转电场。(电子质量符号m  电子电荷量符号e)
(1)电子进入偏转电场时速度？(用题中所给物理量符号表示)
(2)偏转电压U2为多大时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大？
(3)如果偏转极板右端到荧光屏的距离S=20cm，则电子束打在荧光屏上的最大偏转距离为多少？
答案解析
1.【答案】A【解析】根据电流的微观表达式I=nqvS，在△t时间内通过导体横截面的自由电子的电量Q=I△t，
则在△t时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为n=Qq=IΔtq，将I=nevS代入得n=nqvSΔtq=nvSΔt，A正确，BCD错误。故选A。
2.【答案】B
【解析】A、，不是该电池的电动势；故A错误；
B、该电池充满电后以后以100 mA的电流工作时，可连续工作：t=3000mA⋅h100mA=30h，故B正确；
C、，不是该电池的电量，故C错误；
D、mAh为电量的单位，所以
3000 mAh表示该电池能提供的电量，不是电能，故D错误。故选：B。
3.【答案】A
【解析】，K1、K2均闭合时，由于静电感应的作用，B右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体B右端不再带有电荷，A左端带负电，故A正确，C错误；
，由于静电感应的作用，B右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体B右端不再带有电荷，A左端带负电，接着移走带电小球，导体AB电荷中和，不再带电，最后将AB分开，不带电，故B错误；
，由于静电感应的作用，B右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，B右端不再带有电荷，A左端带负电，故D错误；故选A。
4.【答案】C
【解析】电荷量为+Q的点电荷在P点产生的场强为E=kQd2，方向向右；
金属板上感应电荷为负电荷，在P点处产生的电场强度方向也向右，大小设为E，根据电场的叠加知E=E0-kQd2，故C正确，ABD错误。故选C。
5.【答案】B
【解析】
=εS4πkd可知，极板间的距离变大，电容C减小，电容器连接电源，两极板间的电压不变，由C=QU可知，Q减小，A错误；
=Ud可知，极板间的电场强度减小，故电场力减小，受力分析可知油滴将向下运动，B正确；
，电势为零，两极板间的电场方向向上，故P点电势低于零，P点到上极板的距离不变，两极板间的电场强度减小，P点与上极板间的电势差减小，两极板之间的电势差不变，P点与下极板间的电势差增加，故P点的电势降低，C错误；
，由受力分析可知Eq=mg，可得qm=gE，当极板间电场强度减小时，若仍要带电油滴在极板间悬浮，应增大油滴的比荷，D错误。故选B。
6.【答案】B
【解析】=εS4πkd可知，当按下键时，d减小，故电容变大，故A错误；
，故极板间电压不变，故C错误；
=CU可知，极板的电荷量变大，故B正确；
D
.根据E=Ud可知，d减小，U不变，故E变大，故D错误；
故选B。
7.【答案】B
【解析】，电子加速度越来越大，表明电场强度越来越大，故点电荷位于b点右侧，且点电荷带正电，选项A错误，B正确；
、b两点电势差大于a、O两点电势差，故电子从O点运动到b点电场力做功大，选项C错误；
，电子的电势能减小，选项D错误。故选B。
8.【答案】B
【解析】，表示重力大于电场力，合力向下，但运动过程中，由v-t 图象可知，斜率越来越小，加速度逐渐减小，说明电场力逐渐增大，因此a点的电场强度一定大于b点的电场强度，由于ab=bc，因此a、b两点的电势差大于b、c两点的电势差，故B正确，A错误；
，也就无法确定电场线方向，电势的大小没法比较，故C错误；
，电场力做正功，电势能减小，故D错误。故选：B。
9.【答案】BD
【解析】A、因为不知道电场强度的方向，也不知道粒子的运动轨迹，所以无法判断电场力对粒子做正功还是做负功，所以粒子到达c点的速度与在b点的速度大小也无法比较，故A错误；
B、在匀强电场中，在相互平行的直线上任意相等距离的两点间电势差相等，由图可知bc和ad相互平行且长度相等，所以b、c两点间的电势差与a、d两点间的电势差一定相等，故B正确；
C、由上面A的分析可知，电场力对粒子做功的正负无法判断，故C错误；
D、电场强度是矢量，可以把电场强度分解为水平和竖直方向，因为粒子是从c点飞出，可以确定粒子在水平方向上受到的电场力方向为水平向右，在竖直方向上不能确定。所以我们可以确定电场强度在水平方向上的分量是水平向右的，电场强度的方向是从高电势指向低电势，所以a点的电势高于c点的电势，故D正确。故选：BD。
10.【答案】AC
【解析】：A、氢原子原子核对电子的作用力充当电子的向心力，则有：
ke2r2=mv2r
解得：v=ekmr；故A正确；
B、电子的运动的周期T=2πrv=2πremrk；故B错误；
C、形成的电流
I=eT=e22πrkmr；故C正确，D错误；故选：AC。
11.【答案】CD
【解析】
画出等量同号正电荷的电场线和等势线，如图
A、椭圆不是等势线，所以电子在椭圆上任意一点的电势能不相等，电子在椭圆上移动时，电场力做功，A项错误；
B、根据对称性可知，椭圆上关于O点对称的两点，电场强度大小相等，方向相反，B项错误；
C、椭圆上关于O点对称的两点，电势相同，C项正确；
D、由图可知，C点电势低于B点电势，质子带正电，所以质子在C点的电势能低于在B点的电势能，D项正确；故选CD。
12.【答案】AC
【解析】A、极板间的电场强度方向为竖直向下，悬浮油滴受电场力和重力是一对平衡力，所以油滴所受电场力方向竖直向上，与电场强度方向相反，所以悬浮油滴带负电，故A正确；
B、两极板之间的电场强度大小为E=Ud，其中d表示两极板之间的距离，由平衡条件可得mg=qE，所以悬浮油滴所带电荷量为q=mgdU，故B错误；
C、增大电场强度，油滴所受电场力变大，大于油滴重力，合力方向竖直向上，所以悬浮油滴将向上运动，故C正确；
D、任何一个带电体所带电荷量一定是元电荷的整数倍，而电子所带电荷量在数值上就等于元电荷，所以油滴所带电荷量一定是电子电量的整数倍，故D错误。
故选：AC。
根据油滴所受电场力方向可以确定油滴的电性；根据平衡条件可以得到油滴所带电荷量；如果增大电场强度，则油滴受电场力增大，将大于重力；任何一个带电体所带电荷量都等于元电荷的整数倍。
本题考查的知识点包括电场强度的方向规定、匀强电场的场强与电势差的关系、平衡条件以及元电荷，都需要在理解的基础上熟练记忆。
13.
【答案】>；Ed；eEd。
【解析】沿着电场线方向电势降低，所以φA>φB；
A、B两点的电势差UAB=Ed；
将电量为e的质子从点A移动到点B，电场力做正功，所做的正功为W=Fd=eEd。
故答案为：>；Ed；eEd。
14.【答案】  A；B；B；A；  无
15.【答案】变大  不变
【解析】对A球受力分析，受重力mg、拉力F、支持力N1，静电力F1，
如图，根据平衡条件有：
x方向：F=F1sinθ…①
y方向：N1=mg+F1cosθ…②
再对B球受力分析，受重力Mg、静电力F1、杆对其向左的支持力，如图，根据平衡条件有：
x方向：F1sinθ=N2…
y方向：F1cosθ=Mg…④
有上述四式得到：
F1=mgcosθ…⑤
N1=mg+Mg…⑥
由⑤式，由于A球沿水平向左方向移动，两球连线与竖直方向夹角θ变大，故静电力F1变大；
由⑥式，水平杆对球A的支持力等于两个球的重力之和，重力之和不变，再结合牛顿第三定律可知，故A对水平杆的压力不变，故答案为：变大，不变。
16.【答案】解：(1)两球接触后电荷量均分，且带同种电荷，则对A球受力分析如图，根据几何关系可得：sinθ=d2L=，则tanθ=34，
则有F=mgtanθ=×10-4×10×34N=×10-3N。
(2)两球接触后两球电荷相同，由库仑定律得F=kqAqBd2，代入F=×10-3N和k=×109N⋅m2/C2，
解得：qA=qB=46×10-8C。
(3)由于A、B两球接触后分开带等量同种电荷，故由电场的叠加原理可得，两球连线中点处的电场强度为0。
17.【答案】解：(1)由平衡条件知：负电荷所受电场力大小为：
F'=F=×10-4N，
F=Eq
代入数据解得电场强度：E=5N/C
场强方向与F方向相同，如图所示。
(2)A到B电场力做功为：WAB=-F'Lcos37°=-×10-4××=-×10-5J，电场力做负功电势能增加，×10-5J。
(3)AB两点电势差UAB=ELcos37°=2V，
因为UAB=φA-φB，
则有：φB=φA-UAB=1-2V=-1V。
18.【答案】解：(1)设电子电量大小e，质量为m，进入偏转电场初速度v0，根据动能定理，有eU1=12mv02得： v0=2eU1m；
(2)电子在偏转电场的飞行时间t1=Lv0，
电子在偏转电场的加速度a=eEm=eU2md，
要使电子束打在荧光屏上偏转距离最大，电子经偏转电场后必须沿下板边缘射出；电子在偏转电场中的侧移距离为d2，则d2=12at12，
联立得： U2=2U1d2L2=820V；
(3)电子离开偏转电场时垂直极板方向的速度vy=at1=eU2Lmdv0，
电子离开偏转电场到荧光屏的时间： t2=Sv0，
y2=vyt2=eU2LSmdv02=dSL=，
电子打在荧光屏上最大偏转距离： y=d2+y2=。