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广东实验中学越秀学校2025-2026学年高二上物理限时训练4
一、选择题（1~7题单选题，8~10题多选题）
1．有一种电子仪器叫作示波器，可以用来观察电信号随时间变化的情况。示波器的核心部件是示波管，下图是它的原理图。如图所示，如果两偏转电极都不加偏转电压，电子束将刚好打在荧光屏的中心处，形成亮斑。如果在偏转电极XX’上不加电压，在偏转电极YY’上加电压，YY’两极板间距为d。现有一电子以速度v0进入示波管的YY’偏转电场，最后打在荧光屏上的位置与中心点竖直距离为y，电子从进入偏转电场到打在荧光屏上的时间为t，则下列说法正确的是（ ）
A．若UYY’>0，则电子打在荧光屏中心位置下方
B．若仅增大偏转电压UYY’，则t不变
C．若仅减小YY’极板间距离d，则y不变
D．若UYY’>0，UXX’<0则可以让电子打在荧光屏正中心处
2．如图所示，两平行的带电金属板水平放置．若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态．现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将（ ）
A．保持静止状态 B．向左上方做匀加速运动
C．向正下方做匀加速运动 D．向左下方做匀加速运动
3．某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属基板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，在P、Q间距增大过程中（ ）
A．P、Q构成的电容器的电容增大 B．P上电荷量保持不变
C．M点的电势比N点的低 D．M点的电势比N点的高
4．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器级板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　）
A．θ增大，E增大 B．θ增大，EP不变
C．θ减小，EP增大 D．θ减小，E不变
5．某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动，如图所示的矩形区域OMPQ内分布有平行于OQ的匀强电场，N为QP的中点。模拟动画显示，带电粒子a、b分别从Q点和O点垂直于OQ同时进入电场，沿图中所示轨迹同时到达M、N点，K为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用，则可推断a、b（　　）
A．具有不同比荷 B．电势能均随时间逐渐增大
C．到达M、N的速度大小相等 D．到达K所用时间之比为
6．如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点，由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子（ ）
A．运动到P点返回 B．运动到P和P′点之间返回
C．运动到P′点返回 D．穿过P′点
7．如图（a）所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图（b）所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处．若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上．则t0可能属于的时间段是（ ）
A． B．
C． D．
8．对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是
A．甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷
B．乙图中，带负电的尘埃被收集在线状电离器上
C．丙图中，燃气灶电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D．丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属网是为了防止漏电
9．如图甲所示，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t＝0时刻，一质量未知、电荷量为－q的微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0~时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g，下列说法正确的是（　　）
A．金属板上极板带负电 B．带电微粒的质量为
C．金属板的长度为voT
D．整个过程电势能的增加量为E0qd
10．如图所示，一端固定在O点的长为L的绝缘轻绳悬挂一质量为m的绝缘小球，小球带正电q，可视为质点。初始时，小球静止于P点，现给空间施加一水平向右的匀强电场，小球恰好能到达Q点，OQ与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，则（　　）
A．电场强度E的大小为 B．P、Q两点的电势差大小为
C．从P点到轻绳对小球的拉力最大时，小球的电势能减少
D．轻绳对小球的拉力最大时，绳子的拉力大小为2)mg
11．某实验小组在做“观察电容器放电”的实验时，按图甲所示连接电路，实验中使用电流传感器采集电流信息，
绘制I-t图像。
(1)将单刀双掷开关接 （选填“1”或“2”），电容器开始放电。
(2)放电过程的I-t图像如图乙所示，则电容器所带电荷量 C（结果保留两位有效数字）。
(3)若滑动变阻器滑片向下滑动，不改变电路其他参数，则放电过程中I—t图线与坐标轴所围成的面积 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
12. 用如图a所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源E、电容器C、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关S1、开关S2、导线若干
(1)闭合开关S2，将S1接1，电压表示数增大，最后稳定在12.3V。
在此过程中，电流表的示数_________（填选项标号）
A．一直稳定在某一数值；B．先增大，后逐渐减小为零；
C．先增大，后稳定在某一非零数值
(2)先后断开开关S2、S1，将电流表更换成电流传感器，
再将S1接2，此时通过定值电阻R的电流方向 （选填“a→b”或“b→a”），通过传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的I-t图像，如图b，t=2s时I=1.10mA，图中M、N区域面积比为8∶7，可求出
R=_____________kΩ（保留2位有效数字）。
13．如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d，两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。
（1）求带电粒子所受的静电力的大小F； （2）求带电粒子到达N板时的速度大小v；
（3）若在带电粒子运动距离时撤去所加电压，求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。
14. 如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场，有四分之一圆弧形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中，圆心与管口在同一水平线上，管的半径为R，下端管口切线水平，离水平地面的距离为，有一质量为m的带电荷量的小球从管的上端口C由静止释放，小球与管间摩擦不计，小球从下端管口D飞出时，管壁对小球的作用力大小为，重力加速度为g。求：(1)匀强电场的场强大小；
(2)小球从D点经过多久落地； (3)小球落地时的速度大小。
15. 如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2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E1中的A点，最后电子打在右侧屏上的K点，已知：A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：（1）电子到MN的速度大小；
（2）若E2＝E1，电子离开电场E2时速度与水平方向的夹角多大；
（3）调节E2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。

参考答案
1．B 【详解】A．若UYY’>0，则电子受到的电场力竖直向上，所以电子打在荧光屏中心位置上方，故A错误；
B．电子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，所以若仅增大偏转电压UYY’，所以电子从进入偏转电场到打在荧光屏上的时间t不变，故B正确；
C．电子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，偏转位移
时间不变，若仅减小YY’极板间距离d，偏转位移y变大，故C错误；
Ｄ．若UYY’>0，则电子受到的电场力竖直向上，所以电子打在荧光屏中心位置上方，若UXX’<0，则电子受到的电场力水平向左，所以电子打在荧光屏中心位置左方，所以电子不会打在荧光屏正中心处，故D错误。 故选B。
2．D 【详解】现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转时，两板间的电场强度不变，电场力也不变，所以现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转后，带电微粒受两大小相等的力的作用，合力方向向左下方，故微粒将向左下方做匀加速运动，故D正确，A、B、C错误．
3．D【详解】电容式话筒与电源串联，电压保持不变，在P、Q间距增大过程中，根据电容决定式得电容减小，又根据电容定义式得电容器所带电量减小，电容器的放电电流通过R的方向由M到N，所以M点的电势比N点的高，故ABC错，D正确。故选D。
4．D【详解】若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，则根据 可知电容变大，电容器带电量不变，则根据 Q=CU 可知电容器两端电压减小，则静电计指针偏角θ减小，根据联立可得
可知电容器两极板间电场强度不变， P点离下极板的距离不变，根据U1=Ed1, 可知则P点与下极板的电势差不变，P点的电势不变，则EP不变。故选D。
【名师点睛】此题是对电容器的动态讨论；首先要知道电容器问题的两种情况：电容器带电荷量一定和电容器两板间电势差一定；其次要掌握三个基本公式：，，Q=CU；同时记住一个特殊的结论：电容器带电荷量一定时，电容器两板间的场强大小与两板间距无关。
5．D【详解】A．根据题意可知，带电粒子在电场中做类平抛运动，带电粒子a、b分别从Q点和O点同时进入电场，沿图中所示轨迹同时到达M、N点，可知，运动时间相等，由图可知，沿初速度方向位移之比为，则初速度之比为，沿电场方向的位移大小相等，由可知，粒子运动的加速度大小相等，
由牛顿第二定律有 可得 可知，带电粒子具有相同比荷，故A错误；
B．带电粒子运动过程中，电场力均做正功，电势能均随时间逐渐减小，故B错误；
C．沿电场方向，由公式vy=at可知，到达M、N的竖直分速度大小相等，由于初速度之比为2:1，则到达M、N的速度大小不相等，故C错误；
D．由图可知，带电粒子a、b到达K的水平位移相等，由于带电粒子a、b初速度之比为2:1，则所用时间之比为1:2，故D正确。 故选D。
6．A【详解】设A、B板间的电势差为U1，B、C板间的电势差为U2，板间距为d，电场强度为E，第一次由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，根据动能定理得 eU1-eU2=0 则有 eU1=eU2=eEd，将C板向右移动，B、C板间的电场强度变为 则将C板向右平移到P′点，B、C间电场强度E不变， 所以电子还是运动到P点速度减小为零，然后返回。 故选A。
7．B 【详解】A．若0＜t0＜，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以A不符合题意；
B．若＜t0＜，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离大于向右运动的距离，最终打在A板上，所以B符合题意；
C．若＜t0＜T，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离小于向右运动的距离，最终打在B板上，所以C不符合题意；
D．若T＜t0＜，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以D不符合题意。故选B。
8．AC【详解】A．甲图中，该女生接触带电的金属球，与金属球带同种性质的电荷，故A正确；
B．乙图中线状电离器B带负电，管壁A带正电，带负电的尘埃被收集在管壁A上，故B错误；
C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理，故C正确；
D．金属外壳能产生静电屏蔽作用，两条优质的话筒线外面包裹着金属外壳应用了静电屏蔽的原理，故D错误。
故选AC。
9．BCD 【详解】AB．0~时间内微粒匀速运动，有qE0=mg 所以上极板带正电，且m=，故A错误，B正确。
C．整个过程微粒水平方向做匀速直线运动，金属板长度L=v0T，故C正确。
D．~内，微粒做平抛运动，~T时间内，微粒的加速度 得a＝g 方向竖直向上，微粒在竖直方向上做匀减速运动，T时刻竖直分速度为零，所以末速度的方向沿水平方向。在~内和~T时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，则~内和~T时间内位移的大小相等均为，所以整个过程中克服电场力做功为，故D正确。 故选BCD。
10．BD 【详解】A．从P到Q由动能定理 得，选项A错误；
B． P、Q两点的电势差大小为，选项B正确；
C．小球在平衡位置时轻绳拉力最大，由对称性可知，该位置在细线与竖直方向的夹角为30°的位置，则从P点到轻绳对小球的拉力最大时，小球的电势能减少，选项C错误；
D．轻绳对小球的拉力最大时，重力和电场力的合力为
从P点到该位置由动能定理且在平衡位置时满足
联立解得绳子的拉力大小为，选项D正确。故选BD。
11. 【答案】(1)1 (2)(3)不变
【详解】（1）开关接1，电容器会释放本来储存的电荷，是放电过程，而开关接2是充电过程。
（2）I—t图线与坐标轴围成的面积代表电荷量，由题图可知，其面积约占40个小格，所以其电荷量为
（3）I—t图线与坐标轴所围成的面积代表电荷量，电荷量不会因为电阻的阻值变化而变化，所以该过程中图线与坐标轴所围成的面积不变。
12．(1)B (2)
【详解】（1）电容器充电过程中，当电路刚接通后，电流表示数从0增大某一最大值，后随着电容器的不断充电，电路中的充电电流在减小，当充电结束电路稳定后，此时电路相当于开路，电流为0。故选B。
（2）由图可知充电结束后电容器上极板带正电，将S1接2，电容器放电，此时通过定值电阻R的电流方向a→b；
[2]t=2s时I=1.10mA可知此时电容器两端的电压为U2=IR 电容器开始放电前两端电压为12.3V，根据I-t图像与横轴围成的面积表示放电量可得间的放电量为, 后到放电结束间放电量为 , 根据题意，解得
12．【详解】（1）两极板间的场强 带电粒子所受的静电力
（2）带电粒子从静止开始运动到N板的过程，根据功能关系有 解得
（3）设带电粒子运动距离时的速度大小为v′，根据功能关系有
带电粒子在前距离做匀加速直线运动，后距离做匀速运动，设用时分别为t1、t2，
有， 则该粒子从M板运动到N板经历的时间
14. 【详解】（1）小球从下端管口飞出时，根据牛顿第二定律有
小球从C运动到管口D的过程中，根据动能定理得解得
（2）小球从下端管口D飞出后，竖直方向做自由落体运动，则有解得
（3）水平方向的加速度为落地时水平方向的速度为
竖直方向的速度为落地时的速度为
15. 【详解】（1）从A点到MN的过程中，由动能定理，得
得电子到MN的速度大小为
（2）设电子射出电场E2时沿平行电场线方向的速度为vy，
根据牛顿第二定律得电子在电场中的加速度为
运动时间为 沿电场方向的速度为
电子离开电场E2时速度与水平方向的夹角的正切值为
所以电子离开电场E2时速度与水平方向的夹角为45°；
（3）由（1）可知电子到MN的速度大小为
电子在电场E2中做类平抛运动，沿电场方向的位移为
设电子打在屏上的位置为K，根据平抛运动的推论可知，速度的反向延长线交于水平位移的中点
电子打到屏幕上K点到O的距离为d，根据三角形相似，有
现要保证K点到O点的距离d满足：，则

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