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一、单选题
1．2022年的诺贝尔物理学奖同时授予给了法国物理学家阿兰•阿斯佩、美国物理学家约翰•克劳泽及奥地利物理学家安东•蔡林格，以表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做出的杰出贡献。许多科学家相信量子科技将改变我们未来的生活，下列物理量为量子化的是（ ）
A．一个物体带的电荷量 ．一段导体的电阻
C．电场中两点间的电势差 ．一个可变电容器的电容
2．如图所示，+Q为固定的正电荷，在它的电场中，一电荷量为+q的粒子，从a点以沿ab方向的初速度v0开始运动．若粒子只受电场力作用，则它的运动轨迹可能是图中的（ ）
A．ab直线 ．ac曲线 ．ad曲线 ．ae曲线
3．电荷量之比为1∶7的带异种电荷的两个完全相同的金属球A和B，相距为。两者接触一下放到相距的位置，则稳定后两小球之间的静电力大小与原来之比是（ ）
A．4∶7 ．3∶7
C．36∶7 ．54∶7
4．描述电场强弱的物理量是（ ）
A．电荷量 ．电场力 ．电场强度 ．电流强度
5．人体的细胞膜模型图如图a所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图b所示，初速度可视为零的一价正钠离子仅在静电力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（ ）
A．A点电势等于B点电势
B．钠离子的电势能增大
C．若膜电位越小，钠离子进入细胞内的速度越大
D．若膜电位增加，钠离子进入细胞内的速度更大
6．如图所示为真空中正点电荷的电场线和等势面，实线为电场线，虚线为等势面，电场中有a、b、c三点。下列关于各点电场强度E的大小和电势φ的高低说法正确的是（ ）
A．Ea＝Eb B．Ea＞Ec C．φb＞φc D．φa＝φc
7．两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m、带电荷量为-q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示。在其他条件不变的情况下，如果将两极板非常缓慢地水平错开一些，那么在错开的过程中（ ）
A．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向a
B．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b
C．油滴静止不动，电流计中的电流从b流向a
D．油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b
8．如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的部分电场线，已知该电场线关于图中虚线对称，O点为A、B两点电荷连线的中点，a、b为A、B两点电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点，则下列说法中正确的是（ ）
A．A、B可能为等量异号点电荷
B．A、B可能为电荷量不相等的正电荷
C．a、b两点处无电场线，故其电场强度可能为零
D．同一试探电荷在a、b两点处所受的电场力大小相等，方向相反
二、多选题
9．下列关于点电荷和元电荷的说法中错误的是（ ）
A．只有很小的球形带电体才可以看成点电荷
B．电荷量为1.60 × 10－19C的带电体叫作元电荷
C．任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
D．带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略不计时，带电体就可以视为点电荷
10．下列说法一定正确的是（ ）
A．电荷在周围空间产生电场 ．电流在周围空间产生磁场
C．磁场在周围空间产生电场 ．电磁波可以在真空中传播
11．如图所示，M、N和P是以为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，。在M、N两点分别固定电荷量为和的两个点电荷，并在O点固定电荷量为的点电荷。这时O点处点电荷受到的库仑力的合力为。若将N点处的点电荷移至P点，则O点处点电荷受到的库仑力变为。下列判断正确的是（ ）
A．与大小之比为 ．与大小之比为
C．与的夹角为 ．与的夹角为
12．如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为、电荷为的小球，系在一根长为l的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径．已知重力加速度为，电场强度，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．若小球在竖直平面内绕O点能做完整的圆周运动，则它运动的最小速度
B．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大
C．若将小球在A点由静止开始释放，则小球运动到B点时的速度为
D．若将小球在A点由静止开始释放，则小球刚好能到达D点
三、填空题
13．用如图所示的实验装置测定元电荷的数值。喷雾器把油滴（由于摩擦，油滴带负电）通过平行金属板的上极板小孔喷入电场中；通过显微镜观察悬浮不动的油滴。
（1）平行金属板之间的电场是______；（选填：“匀强电场”或“非匀强电场”）
（2）平行金属板的下极板带______。（选填：“正电”或“负电”）
14．某带电体等势面的分布如图虚线所示。A、B、C三点中，场强最大的点是______。一带电量为的点电荷由B运动到C，电场力做功W＝______J。
四、实验题
15．如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开。
（1）影响平行板电容器电容的因素有___________
A．两极板的正对面积 B．两板间距离
C．电介质的介电常数 D．极板的材料
（2）在实验室中完成这个实验的方法是 ___________
A．类比法 B．控制变量法 C．假设法 D．微小量放大法
（3）该实验中使用静电计的目的是___________
（4）可观察到静电计指针偏角变大的是___________
A．左极板上移 B．左极板右移 C．插入云母片
16．为探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，选用带负电的小球A和B，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，A球放在可移动的绝缘座上，如图所示。实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球间距离有什么特点________，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到什么特点__________。实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的________而减小，随其所带电荷量的____________而减小。采用了什么物理方法__________。
五、解答题
17．下列物理量是矢量还是标量？
（1）电场强度 （2）电场力 （3）电势 （4）电势能 （5）电容
18．如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷+Q为圆心的某一个圆周交于B、C两点，质量为、电荷量为-q的小环从A点由静止下滑，当小环运动到B点时速度大小为，已知A、B两点和B、C两点间的距离均为L，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
（1）A、B两点间的电势差；
（2）小环运动到C点时的速度大小v。
19．如图所示，空间中存在水平向右、场强大小为的匀强电场。水平传送带的左端与水平面在B点平滑连接，右端与一个半径为的光滑圆弧轨道水平相切与点。，传送带顺时针转动，速率恒为。现将一质量为、带正电且电荷量为的小滑块，从A点由静止释放，小滑块与段和段间的摩擦因数均为。取，求：
（1）小滑块运动到水平面右端B点时的速度大小；
（2）小滑块运动到圆弧轨道底端点时所受的支持力大小；
（3）小滑块对圆弧轨道压力的最大值。
参：
1．A
【详解】A．一个物体带的电荷量都是元电荷的整数倍，所以物体的带电量是不连续的，具有量子化特性，故A正确；
B．一段导体的电阻是连续的，不是量子化，故B错误；
C．电场中两点间的电势差是连续变化的，不是量子化，故C错误；
D．一个可变电容器的电容是连续的，不是量子化的，故D错误。
故选A。
2．B
【详解】B．如图，电荷量为+q的粒子进入正电荷+Q的电场，受到正电荷+Q的排斥力，而排斥力与粒子的初速度v0方向不在同一直线上，则粒子轨迹将向右弯曲，沿着ac曲线运动．故B正确；
A．+q受到正电荷+Q的排斥力，与粒子的初速度v0方向不在同一直线上，粒子不可能作直线运动．故A错误；
CD．+q由于受到正电荷+Q的排斥力，两者远离，不可能靠近．故CD错误。
故选B。
3．C
【详解】两个完全相同的金属小球，间距为，将它们相互接触再分开，带电量先中和后平分，设开始金属球A和B的带电量为，则分开后A、B所带的电荷相等都为3Q，间距变为，根据库仑定律得
解得
则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是36：7。
故选C。
4．C
【详解】描述电场强弱的物理量是电场强度。
故选C。
5．D
【详解】A．初速度可视为零的一价正钠离子仅在静电力的作用下，从图中的A点运动到B点，则A点电势高于B点电势，A错误；
B．钠离子运动过程中静电力做正功，所以钠离子的电势能减小，B错误；
CD．由动能定理可知
若膜电位越小即双分子层间电压U越小，钠离子进入细胞内的速度越小；膜电位增加即双分子层间电压U增加，钠离子进入细胞内的速度更大，C错误，D正确。
故选D。
6．A
【详解】A．a、b两点电场线疏密程度相同，所以
Ea＝Eb
选项A正确；
B．c点的电场线比a点的电场线更密，所以
Ec＞Ea
选项B错误；
D．根据沿着电场线电势降低可以判断
φc＞φa
选项D错误；
C．a、b处于同一等势面上，则有
φa＝φb
又
φc＞φa
所以
φc＞φb
选项C错误。
故选A。
7．D
【详解】电容器与电源相连，两极板间电压不变。将两极板非常缓慢地水平错开一些，两极板正对面积减小，而间距不变，根据电场强度与电势差的关系
可知，电场强度不变，油滴受到的电场力不变，仍与重力平衡，因此油滴静止不动，根据电容的决定式和定义式
可知，电容减小，电荷量减小，电容器放电，因此可判断电流计中的电流从a流向b。
故选D。
8．D
【详解】AB．根据电场线的方向及对称性可知该电场是由等量同种点电荷形成的，故AB错误；
C．a、b两点处虽没有画出电场线，但这两点的电场强度都不为零，故C错误；
D．根据该电场的特点可知，同一试探电荷在a、b两点所受的电场力等大反向，故D正确。
故选D。
9．AB
【详解】AD．带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布情况对它们之间的作用力的影响可以忽略不计时，带电体就可以视为点电荷，即使是很小的球形带电体也不一定能看成点电荷，A错误，符合题意、D正确，不符合题意；
B．元电荷不是带电体，B错误，符合题意；
C．任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，C正确，不符合题意。
故选AB。
10．ABD
【详解】A．电荷在周围空间产生电场，故A正确；
B．电流在周围空间产生磁场，故B正确；
C．变化的磁场在周围空间产生电场，故C错误；
D．电磁波可以在真空中传播，故D正确。
故选ABD。
11．AC
【详解】M、N处的两个点电荷对的库仑力大小均为
由题意，F1沿ON方向，大小为
N点处的点电荷移至P点后，如图所示
可得与大小之比为，与的夹角为。
故选AC。
12．BC
【详解】A．由于电场强度
则
重力和电场力的合力为，方向与竖直方向成斜向右下。小球运动的物理最高点在弧AD的正中间，则
解得小球在等效最高点的最小速度为
故A错误；
B．除重力和弹力外其他力做功等于机械能的增加量，若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点，电场力做功最多，故到B点时的机械能最大，故B正确；
C．小球受合力方向与电场方向夹角斜向下，若将小球在A点由静止开始释放，它将沿合力方向做匀加速直线运动，到达C点后，绳未绷紧时，由动能定理可得
解得
则绷紧后小球瞬间的速度为
小球接着做圆周运动从C点到达B点，由于合力不做功，根据动能定理可得
故C正确；
D．小球受合力方向与电场方向夹角斜向下，故若将小球在A点由静止开始释放，它将沿合力方向做匀加速直线运动，绳子绷直时有能量损失，不能到达D点，故D错误。
故选BC。
13． 匀强电场 负电
【详解】（1）[1]平行金属板之间的电场是匀强电场；
（2）[2]油滴带负电，电场力向上，可知平行金属板的下极板带负电。
14． A点 2.0×10-4
【详解】[1]由等势面密集，电场线也越密集，场强越大，可知场强最大的位置为A点;
[2]由电场力做功为电荷量乘以电势差可计算出由B运动到C电场力做功
15． ABC B 观察 电容器电压的变化情况 A
【详解】(1)[1]根据电容的决定式，有
判断电容的变化，即可得出影响电容的因素为ABC。
(2)[2]在研究变化因素时，采用的是控制变量法。
(3)[3]该实验中使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况。
(4)[4]左极板上移，电容器的正对面积变小，电容减小，根据公式
易知极板间电压变大，可观察到静电计指针偏角变大。
16． 两球间距离越小 电荷量越大，B球悬线的偏角越大 增大 减小 控制变量法
【详解】[1] A球从远处逐渐向B球靠近时两球间距离越小，B球悬线的偏角越大。
[2] 保持两球距离不变，则电荷量越大，B球悬线的偏角越大。
[3][4]两电荷之间的相互作用力，随其距离的增大而减小；随其所带电荷量的减小而减小。
[5]实验中采用了控制变量法。
17．（1）电场强度是矢量；（2）电场力是矢量；（3）电势是标量；（4）电势能是标量；（5）电容是标量。
【详解】（1）电场强度既有大小又有方向，是矢量；
（2）电场力既有大小又有方向，是矢量；
（3）电势只有大小没有方向，是标量；
（4）电势能只有大小没有方向，是标量；
（5）电容只有大小没有方向，是标量。
18．（1）；（2）
【详解】（1）小环由A点运动到B点的过程中，根据动能定理有
A、B两点间的电势差
解得
（2）小环由B点运动到C点的过程中，根据动能定理有
根据点电荷的等势面特点知，B、C两点位于同一等势面上
解得
19．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）滑块从A到B过程，由动能定理得
解得
（2）滑块在传送带上先做匀加速运动，由牛顿第二定律得
解得
滑块与传送带共速时位移为，则
解得
滑块与传送带共速后，继续向右做匀加速运动，由牛顿第二定律得
解得
由
在点，由
联立解得
（3）滑块在圆弧轨道运动时，等效重力位
等效重力与水平方向的夹角满足
解得
在上最大速度为，由动能定理得
由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知滑块对圆弧轨道的最大压力为N。下载本文
