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2023 年秦皇岛市安丰高级中学高二年级开学摸底水平考试
物 理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改
动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本
试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
——快速对答案——
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 B D D A D B D
二、多选题
题号 8 9 10 11
答案 BD AD AD AD
三、实验题
12．（1）A；C （2）0.1；2.0；2√5
( + ) 2
13．（1）A；C （2）E （3）mgL； =
2 2
2
（4）小于 （5） = 2
四、解答题
4 314．（1） 0 = 6 × 10 m/s （2）
√
= （3）L=6m
6
15．（1） = 1m/s （2） 0 = 8.0 × 10
3 （3）0.05 0.2
16．（1） = 10 5
（2） 2 = 40
（3） = 6 1 + 5 2 = 260
【高二物理 第 1 页 （共 8 页）】 【230802A】
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——试题解析——
1.
【知识点】库仑定律
【解析】A．带电过程是电子转移的过程，只不过是电子从一个物体转移到另一个物体，或使电子从
物体的一部分转移到另一部分，该过程中电荷的总量不变，A 正确，不符合题意；B．若金
属球带正电，手接触范德格拉夫起电机的金属球时，头发上的电子会转移到金属球上，从
而使得人头发带上正电荷，B 错误，符合题意；C．出现头发竖起来的现象能够说明同种电
荷相互排斥，C 正确，不符合题意；D．当人在触摸静电球时，人站在绝缘材料上，人身体
就会带上电荷，即人的头发上会带上同种电荷，由于同种电荷相互排斥，故此时人的头发
会竖起来，D 正确，不符合题意。故答案为：B。
【分析】手接触起电机时电荷发生转移，使人体带上同重电荷，结合同种电荷相互排斥，异种电荷
相互吸引分析判断正确的选项。
2．
【知识点】静电的防止与利用
【解析】A．图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，他们必须穿上金属丝制成的
衣服，以起到静电屏蔽的作用，A 正确，不符合题意；B．图乙中家用煤气灶的点火装置，
是根据尖端放电的原理而制成的，B 正确，不符合题意；C．图丙中避雷针的示意图，是在
高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒地引线与接地装置连接，把静电导入大地，可防止
建筑物被雷击，C 正确，不符合题意；D．喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散
开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，可以使油
漆与金属表面结合的更牢固，D 错误，符合题意。故答案为：D。
【分析】煤气灶的点火装置是利用尖端放电的原理，结合静电屏蔽进行分析判断。
3．
【知识点】电场强度和电场线
【解析】A．反天刀鱼周围的电场线类似于等量异种点电荷形成的电场，A 不符合题意；
B．电场线是为描绘电场而假想的线，并不是真实存在的，B 不符合题意；C．电场线的疏
密反映场强的大小，A 点电场线稀疏，B 点电场线密集，所以 A 点的电场强度比 B 点的电
场强度小，C 不符合题意；D．沿电场线电势逐渐降低，A 点的电势比 B 点的高，D 符合
题意。故答案为：D。
【分析】利用电场线的分布可以判别刀鱼周围的电场线与异种电荷形成的电场相似；电场线是虚拟
不存在的；利用电场线的疏密可以比较场强的大小；利用电场线的方向可以比较电势的高
低。
4．
【知识点】库仑定律
1
× 2
【解析】一开始 A 球和 B 球之间的库仑力为 4 = = ， 现用一个不带电的同样的金属小球
2 4 2
【高二物理 第 2 页 （共 8 页）】 【230802A】
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1
+0
C 先与 A 接触 ，则 1 ' ' = =
4
= ， 再与 B 接触，然后移开 C，则 = =2 8
1 7
1 × 7 2 + 7 ，则此时 A、B 两球之间的库仑力为
8 = 2 =
8 16 = ，所以 2 =
(2 )2 128×4 2
2 16
7
，故 A 正确，BCD 错误。故答案为：A。
128
【分析】本题考查了库仑力的公式以及电荷平均分配原则。利用库仑力的公式求出原来 A、B 两球
之间的库仑力，当不带电的 C 球接触 A 球再分开，两者的电量等于两者原先的电荷量加起
来除以 2，再拿带了电的 C 球接触 B 球再分开，此时 B、C 两球的电荷量等于两者的电荷
量加起来除以 2，所以分别得到了 A、B 两球的电量，又因为现在的距离为 2r，根据库仑力
的公式求出现在两者的库仑力大小跟原来的库仑力做比就好。
5．
【知识点】共点力平衡条件的应用；匀强电场电势差与场强的关系；电场力做功
【解析】A．带电油滴在极板间匀速下落，可知带电油滴受到电场力方向竖直向上，与电场方向相
反，故油滴带负电，A 不符合题意；B．带电油滴在极板间匀速下落，根据受力平衡可得
= = ，解得油滴的电荷量为 = 可知 等于油滴的电荷量，并不等于油滴中
电子的数目，B 不符合题意；C．油滴从小孔运动到金属板 B 过程中，电场力做功为 =
= ，可知电场力做负功，电势能增加 ，C 不符合题意；D．根据 = ，
若将金属板 A 向上缓慢移动一小段距离，极板间的距离 增大，极板间的电压 不变，则极
板间的电场强度减小，油滴受到的电场力减小，故油滴受到的合力竖直向下，油滴将加速
下降，D 符合题意。故答案为：D。
【分析】根据油滴的运动情况得出电场力的方向，从而得出油滴所带的电性，利用共点力平衡得出
油滴所带的电荷量，结合电场力做功和匀强电场电场强度的表达式得出油滴的运动情况。
6．
【知识点】带电粒子在电场中的加速
【解析】A．速度—时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，由图像可知位移不断增加，带电粒子在
两板间做单向直线运动，A 不符合题意；B．由图像可知两板间距离为 = 4 × =
2
2 ，B 符合题意；C．速度—时间图像斜率表示加速度，由图像可知两板间所加交变电
1 2
场的周期为 ， 0 时间内由动能定理有 = 2 ，解得 = ，C 不符合题
2 2 2 2
意；D．将图像向右平移 ，由图像可知位移不断增加，所以带电粒子从 = 开始进入
8 8
电场，该粒子能到达右侧板，D 不符合题意。故答案为：B。
【分析】速度—时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，速度—时间图像斜率表示加速度，电场力对
粒子做功使粒子动能增加。
【高二物理 第 3 页 （共 8 页）】 【230802A】
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7．
【知识点】电场强度和电场线；电势差、电势、电势能
【解析】A．根据粒子的运动轨迹可以判断出粒子带正电，A 不符合题意；
B．由等量异种电荷的电场线分布特点知，M 点的电场强度大于 N 点的电场强度，B 不符
合题意；CD．设无穷远处的电势为零， 为等势线，可知无穷远处和 N 点电势相等，
由 = ，知，该粒子在无穷远处和 N 点的电势能相等，则该粒子在无穷远处和 N 点的
动能相等、速度大小相等，电势能先减小，后增大，再减小，又增大，C 不符合题意，D
符合题意。故答案为：D。
【分析】根据粒子的运动轨迹得出粒子的电性；根据等量异种电荷的电场线分布判断 MN 两点的电
场强度大小，根据电势能的表达式进行分析判断。
8．
【知识点】库仑定律；电场及电场力
【解析】A、由题意知，由于管内电势处处相等，则小球在细管内做匀速圆周运动，小球在 D 点
时，只有小球带负电，才能使小球受到 A 和 B 的库仑力合力指向圆心，A 错误；
B、在 C 点，合力刚好等于该处电场力， 6 0° = 3 0°，
2 6 0° 3 0°(2 ) 2√3 ，解得 ，B 正确； ( )2 = √3
3
2
C、在 C 点，合力刚好等于该处电场力， 3 0° 6 0° = 得 √
√3
= ，
4
C 错误；
D、由于小球在水平面内，在电场力的作用下做匀速圆周运动，而电场力的合力总与速度
方向垂直，所以，小球在运动过程中电场力的 功率始终为零，D 正确。
故答案为：BD。
【分析】本题要求学生会通过管内电势处处相等，判断带电小球的运动性质，从而可以根据题意判
断小球在 C 点、D 点处合力的方向指向圆心，知道小球的带电性质。题意给的信息是关于
C 点的，所以也是通过小球在 C 点的受力来判断 B 的电量。
9．
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系；受力分析的应用；电场及电场力
【解析】A．匀强电场方向向左，根据图可知，小球所受电场力方向水平向右，
与电场方向相反，则小球带负电，A 符合题意；B．小球受到重力，电
场力，细绳的弹力 3 个力，B 不符合题意；C．对小球体进行受力分析如
tan
图所示，则有 = ，又由于 = ，解得 = ，C 不符
合题意；D．若将细线突然剪断，由分析剪断瞬间小球的合力大小与没有剪断之前细线的弹
力大小相等，根据牛顿第二定律有 = ，解得 = ，D 符合题意。故答案为：
cos cos
AD。
【高二物理 第 4 页 （共 8 页）】 【230802A】
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【分析】对小球进行受力分析，根据共点力平衡得出小球所受的电场力的方向和小球的电性，同时
得出电场强度的表达式，结合匀强电场的电场强度和电势差的表达式得出 A，B 板间的电
势差 ，细线突然剪断，结合牛顿第二定律的粗加速度的表达式。
10．
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】AB.由题意最高点在 OM 连线的反向延长线与圆周的交点上，设为 N，则在 N 点： 等 =
2 2
√（ ） + （√3 ） = 2 ， 小球恰好做完整的圆周运动 ，根据牛顿第二定律得：
2 1
2 = ，动能的最小值为： 2 = = ，故 A 符合题意，B 不符合题意；
2
CD.细线断裂后，当 B 点速度沿与等效重力反方向的分速度为零时动能最小，对 B 到 N 过
1 1
程，由动能定理得： 2 （1 3 0°） = 2 2 ，解得： = 2√ ，最小动 2 2
1 2 1
能为： = （ 3 0°） = ，故 C 不符合题意，D 符合题意。故答案为： 2 2
AD
【分析】将重力场和电场的总和等效成另一个“合场”，将重力场中的竖直面内的圆周运动与本题的
圆周运动进行类比。
11．
【知识点】动能定理的综合应用；电场强度和电场线；牛顿第二定律
【解析】A．根据电场强度定义和库仑定律可知，A、B 处的点电荷在 D 点的电场强度大小均为 1 =
√3 3
= ，由平行四边形定则可得，轨道上 D 点的电场强度大小为 = 2 1 30
=
2 4 4
A 符合题意；B．由对称性可知，轨道上 C 点的场强大小与 D 点的场强大小相等，故小球
√2
刚到达 C 点时，由牛顿第二定律可得 45 45 = ，解得 = ，B 不符
8
合题意；C．由等量同种电荷的电场特点可知，C 点和 D 点电势相等，故电场力做的总功
√3为零，从 D 到 C 过程，根据动能定理可得 = 60 = ，故小球到达 C 点时2
√3
动能为 ，C 不符合题意；D．小球在沿直轨道 CD 下滑过程中，电场力先做正功后做
2
负功，其电势能先减小后增大，D 符合题意。，故答案为：AD。
【分析】根据点电荷周围电场强度的表达式 A、B 处的点电荷在 D 点的电场强度，利用合场强的求
解得出轨道上 D 点的电场强度；小球在 C 点时根据牛顿第二定律得出加速度的表达式；从
D 到 C 过程的过程中，根据动能定理得出小球到达 C 点时动能。
【高二物理 第 5 页 （共 8 页）】 【230802A】
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12．
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】（1）AB．该实验可以通过比较两小球的影像的竖直位置是否相同或分析平抛小球相同时
间间隔竖直影像的位移规律判断小球竖直方向是否做自由落体运动，通过分析相同时
间间隔水平位移规律判断水平方向做匀速运动，A 符合题意，B 不符合题意；
C．提升两球所处平台的高度，对探究平抛运动的规律没有影响，C 符合题意；
D．小球材质不同会使空气阻力和重力的比值有不同，会对实验有影响，D 不符合题意。
故答案为：AC。
（2）考虑影像与实际小球的比例关系 = 5由竖直运动得 2 = 5(
)，解得 = 0.1
5 5( + )
初速度 0 = = 2.0 / ，由竖直方向速度大小
= = 4.0 / 2
D 点速度 = √
2
0 +
2
，代入数据得 = 2√5 / 。
【分析】（1）重心在同一高度是保证两球竖直方向上的位移是相同的，而提升两球的高度对实验没
影响，小球材质不同，空气对小球的阻力不同，从而影响实验结果；
（2）根据匀变速直线运动竖直方向上相同时间间隔的位移差得出时间间隔；根据匀速直线
运动的规律得出抛出的初速度，结合速度的合成与分解得出 D 点的速度大小。
13．
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】（1）AB．本实验通过遮光条的宽度与遮光时间之比来近似作为滑块通过光电门时的速
度，所以需要游标卡尺来测量遮光条的宽度，而遮光时间通过光电门和数字计时器即可测得，不需
要秒表，A 需要，B 不需要；
C．本实验需要使用天平测出钩码质量 m 和带长方形遮光条的滑块总质量 M，C 需要；
D．本实验不涉及测量力的步骤，D 不需要。
故答案为：AC。
（2）实验时将导轨调至水平，用游标卡尺测出遮光条的宽度 d，用天平测出钩码质量 m 和带长方形
遮光条的滑块总质量 M，再将滑块移至图示 A 位置，测出遮光条到光电门的距离 L，之后开启气
泵，待出气稳定后再释放滑块，故步骤 ABCD 妥当，步骤 E 不妥当。
故答案为：E。
（3）滑块从 A 静止释放运动到光电门 B 的过程中，钩码下降高度为 L，所以系统的重力势能减少
量为 mgL。
遮光条通过光电门时的速度大小为 = ①
1
根据机械能守恒定律有 ( + ) 2 = ②
2
( + ) 2
联立①②解得
2 = 2
【高二物理 第 6 页 （共 8 页）】 【230802A】
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（4）若气垫导轨左端的滑轮调节过高，使得拉动物块的绳子与气垫轨道之间存在夹角，不考虑其它
影响，滑块自 A 点由静止释放，则在滑块从 A 点运动至 B 点的过程中，有速度关联可知钩码下滑的
速度为 1 =
1 1
其中角度 为细线和水平气垫导轨的夹角，故此时机械能守恒应写成 = 2 + 2
2 2 1
因此可知此时重力势能的减少量小于动能的增加量。
1 2
（5）根据②式变形可得
2
=
( + ) 2
2
则由题意有 =
( + ) 2
2
解得 = 2
【分析】（1）（2）根据验证机械能守恒定律的实验原理以及注意事项进行分下析判断需要的仪器
以及正确的选项；
（3）根据短时间内的平均速度等于瞬时速度以及机械能守恒的表达式得出满足的表达式；
（4）根据实验原理得出重力势能的减少量小于动能的增加量；
（5）根据时间平方的倒数与 L 的关系式得出滑块总质量 M 的表达式。
1
14．【答案】（1）解：根据动能定理有 2 = 0 2
解得 0 = 6 × 10
4
m/s
（2）解：粒子在金属板 P、Q 之间作类平抛运动，当 PQ 间加最大电压 =200√3V 时，粒子在金属
板 P、Q 之间的偏转距离 y 最大，则
=
0
=
1
= 2
2
3
联立解得 √ =
6
（3）解：当 PQ 间加最大电压 =200√3V 时，设粒子的最大速度偏角为 ，则 =
=
0
联立解得 √
3
=
3
故 = 30°
有粒子打到荧光屏的区域如图所示，由几何关系得 = ( ) 300 600
2 cos tan
【高二物理 第 7 页 （共 8 页）】 【230802A】
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解得 L=6m
因此荧光屏上有粒子打到的区域的长度为 6m
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）对粒子进行受力分析，根据动能定理列方程求解。
（2）粒子在金属板间做类平抛运动，根据类平抛运动的相关规律列方程求解。
（3）根据类平抛运动的规律以及几何关系计算粒子打在光屏上的区域范围。
2
15．【答案】（1）解：滑块恰过 F 点的条件 =
解得 = 1m/s
1
（2）解：滑块从 E 到 B，动能定理 2 = 0
2
2
2
在 E 点根据牛顿第二定律 =
解得 = 0.14
从 O 到 B 点，根据能量守恒定律 0 ( 1 + 2) = 0
解得 0 = 8.0 × 10
3
1
（3）解：滑块恰能过 F 点的弹性势能 1 = 2 + 1 +
2
= 7.0 × 10
3
2
到 B 点减速到 0 1 1 ( 1 + 2) = 0
解得 1 = 0.05
能停在 B 点，则 =
解得 = 0.5
此时 2 = 0.2 ，从 O 到 B 点 = + ( 1 + 2) = 2 × 10
3(10 + 3) ，0.05 0.2
【知识点】能量守恒定律；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）当滑块恰好经过 F 点时，利用牛顿第二定律可以求出经过 F 点速度的大小；
（2）当滑块从 E 到 B 的过程中，利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出滑块经过 E 点时对轨道
的支持力大小；结合能量守恒定律可以求出弹簧弹性势能的大小；
（3）为了使游戏成功，利用 F 点和 B 点速度的大小结合动能定理可以求出弹性势能的范围。
16．【答案】（1）正电，向上加速时 1 sin = 1
解得 = 10 5
（2）2～4 秒内 2 + sin = 2
【高二物理 第 8 页 （共 8 页）】 【230802A】
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解得 2 = 10
2
m/s
4 内物块先加速后减速，由于 1 = 2 ，因此 = 4 时速度变为零， 2 内物体位移为 1 =
1
21 1 = 20 2
1
4 内物体位移为 22 = 2 × 1 = 40 2 1
（3）0 2 电场力的功为 1 = 1 1 = 60
2 4 电场力的功为 2 = 2 1 = 20
22 内电场力的功为 = 6 1 + 5 2 = 260
【知识点】电场力做功
【解析】【分析】（1）由于滑块向上加速，所以滑块带正电，利用牛顿第二定律可以求出电荷量的
大小；
（2）已知滑块线加速后减速，利用位移公式可以求出滑块运动的位移大小；
（3）已知电场强度的大小，结合电场力的表达式和运动的位移可以求出电场力做功的大小。
【高二物理 第 9 页 （共 8 页）】 【230802A】
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2023 年秦皇岛市安丰高级中学高二年级开学摸底水平考试
物 理
注意事项：
1 ．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2 ．回答选择题时， 选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑， 如需改 动， 用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上， 写在本 试卷上无效。
3 ．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（本大题共 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个是符合 题目要求的）
1 ．如图所示， 当人用手接触范德格拉夫起电机的金属球时会出现头发竖起来的现象，下面关于
这个过程的描述不正确的是( )
A ．范德格拉夫起电机起电过程满足电荷守恒定律
B ．金属球带正电， 手接触范德格拉夫起电机的金属球时， 由于静电感应人
头发带上负电荷
C ．出现头发竖起来的现象能够说明同种电荷相互排斥
D ．手接触范德格拉夫起电机金属球时，要想出现头发竖起来的现象，人需
站在绝缘材料上
2 ．从生活走向物理，从物理走向社会， 物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基础 下列有关电学知识的相关说法，不正确的是( )
A ．图甲中工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服比绝缘橡胶服更安全 B ．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的
C ．图丙中避雷针的示意图，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒地引线与接地装置 连接可防止建筑物被雷击
D ．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷，这样 使油漆与金属表面在静电力作用下喷涂更均匀
【高二物理 第 1 页 （共 8 页） 】 【230802A】
3 ．“反天刀”是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在 其周围产生电场。如图为“反天刀”周围的电场线分布示意图，A 、B 为电场中的两点，下列
说法正确的是( )
A ．“反天刀”周围的电场与等量同种电荷周围的电场相似
B ．“反天刀”周围的电场线是真实存在的
C ．A 点的电场强度比 B 点的大
D ．A 点的电势比 B 点的高
4 ．某同学探究接触带电现象，所用实验装置如图所示。两个完全相同、有绝缘底座的带电金属
小球 A 、B（均可看成点电荷）， 分别带有 Q 和+Q 的电荷量，两球间静电力大小为F 。
现用一个不带电的同样的金属小球 C 先与 A 接触，再与 B 接触，然后移开 C，接着再使 A、 B 间距离增大为原来的 2 倍，则此时 A 、B 间的静电力大小为( )
A ． F
B ． F
C ． F
D ． F
5 ．美国物理学家密立根于 20 世纪初进行了多次试验，比准确地测定了电子的电荷量，其实验 原理图可简化为如图所示模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板 A、B 与电压为U 的恒定电源两极相连，板的间距为d 、油滴散布在油滴室中，在重力作用下， 少 数油滴通过上面金属板的小孔进入平行板间。现有一质量为m 的带电油滴在极板间匀速下 落，已知元电荷e ，重力加速度g ，则( )
A ．油滴带正电
B ．油滴中电子的数目为
C ．油滴从小孔运动到金属板 B 过程中，电势能减少mgd
D ．若将金属板 A 向上缓慢移动一小段距离，油滴将加速下降
【高二物理 第 2 页 （共 8 页） 】 【230802A】
6 ．如图甲所示，在两平行金属板间加有一交变电场，两极板间可以认为是匀强电场，当 t=0
时， 一带电粒子从左侧极板附近开始运动，其速度随时间变化关系如图乙图所示。带电粒子 经过 4T 时间恰好到达右侧极板， （带电粒子的质量 m、电量 q、速度最大值vm 、时间 T 为
已知量） 则下列说法正确的是( )
【高二物理 第 3 页 （共 8 页） 】 【230802A】
A ．带电粒子在两板间做往复运动，周期为 T
B ．两板间距离d = 2DmT
C ．两板间所加交变电场的周期为 T，所加电压大小U =
2mvm (2)
q
D ．若其他条件不变，该带电粒子从t = 开始进入电场，该粒子不能到达右侧板
7 ．如图所示， 在真空中有 A 、B 两个固定的等量异种点电荷， O 为 A 、B 连线的中点， PQ
为 A 、B 连线的中垂线。现有一个带电粒子从无穷远处射入并穿过此区域，一段运动轨迹如 图中实线所示， 该轨迹与两点电荷连线交于 M 点，与 PQ 相切于 N 点，在切点 N 处该粒子
的速度为 v，不考虑粒子的重力， 该区域没有其他电荷，则( )
A ．该粒子带负电
B ．M 点的电场强度小于 N 点的电场强度
C ．在穿过该区域的整个过程中， 该粒子的电势能先增大后减小
D ．在穿过该区域的整个过程中， 该粒子的初速度大小一定为 v
二、 选择题（本大题共 4 小题吗， 每小题 6 分，共 24 分，在每小题给出的四个选项中有一个或多个 是符合题目要求的，选对但不全得 3 分， 全选对得 6 分， 不选或错选不得分）
8 ．如图，由绝缘材料制成、内壁光滑、半径为R 的圆形细管水平固定，过圆心O的直线上有
A 、D 、B 三点，半径OC ⊥ OD ， ACB = ABC = 30 。 A 处固定一电荷量为Q 的正点
电荷， B 处固定一个电荷量未知的负点电荷，使得管内电势处处相等。一个质量为m 、电荷 量绝对值为q 的带电小球在管内运动，经 C 处时合力刚好等于该处电场力，静电力常量为
k ，则( )
A ．小球带正电
B ．B 处电荷的电荷量绝对值为 Q
C ．小球经D 处时的速率为2 (3)mR (kQ)q
D ．小球在运动过程中电场力的功率始终为零
9 ．如图所示， 是由 A 、B 金属板竖直放置而成的平行板电容器， 板间
距离为 d，产生水平向左的匀强电场。 一个质量为 m，带电量为 q 的小球，用绝缘细线悬挂在 A 板上端， 处于静止状态，静止时悬线向右与竖直方向成 θ 角。重力加速度为 g，不计空气阻
力，且小球电量不会改变，下列说法中正确的是( )
A ．小球带负电
B ．小球受到 2 个力
C ．A ，B 板间的电势差大小为
D ．若将细线突然剪断， 剪断瞬间小球的加速度大小为
10 ．如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为 L 的绝缘细线一端固定于 O 点，另 一端系着一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球，小球静止在 M 点， 现给小球一垂直于
OM 的初速度 v0 ，使其在竖直平面内绕 O 点恰好做完整的圆周运动， AB 为圆的竖直直径。已
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知匀强电场的场强大小为
mg q
,重力加速度为 g，当小球第二次运动到 B 点时细线突然断
裂，则下列说法正确的是( )
A ．小球做完整的圆周运动时，动能的最小值为 mgL
(
1
2
)B ．小球做完整的圆周运动时，动能的最小值为
C ．细线断裂后，小球动能的最小值为 mgL
mgL
D ．细线断裂后，小球动能的最小值为 mgL
11 ．如图所示，边长为 L 的正三角形 ABC 固定于水平面内，C 为光滑固定绝缘直轨道 CD 的最 低点， D 点位于 AB 中点 O 的正上方，DA 、DB 的长度都为 L ，一对电荷量均为-Q（Q>0）
的点电荷分别固定于 A 、B 两点。将质量为 m、电荷量为+q（q>0）的小球从轨道上的 D 点由
静止开始释放， 已知静电力常量为 k、重力加速度大小为 g，且 k = mg，忽略空气阻
力，则下列说法正确的是( )
A ．轨道上 D 点的电场强度大小为
B ．小球刚到达 C 点时，其加速度为g
C ．小球刚到达 C 点时，其动能为mgL
D ．小球在沿直轨道 CD 下滑的过程中， 电势能先减小后增大
三、 实验题（本大题共 2 小题，12 题 7 分，13 题 10 分， 共 17 分）
12 ．（7 分） 一同学利用实验室设备配合频闪摄像机设计了如下实验来探究“平抛运动的规律”。 实验步骤如下：
（I）如图甲， 该同学将两个相同的实心金属小球放
置在实验装置上，调整 A、B 球的高度，使两个小球重
心在同一高度上。
(Ⅱ)调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验
装置甲所在的位置，并打开摄像功能。
(Ⅲ)用小木槌敲击弹片，让 A 、B 两个小球同时开
始运动， 直至落在实验台上。
(Ⅳ) 通过频闪摄像机连接打印机进行打印得到如
图乙所示的图像。
（V）在图乙中沿水平方向和竖直方向建立坐标系（坐标系图中未画出） ，选择 A 球的三个
影像 C 、D 、E 的球心位置进行测量，得到 xCD = xDE = 4.00cm 、 hCD = 7.00cm 、
hDE = 9.00cm ，并测得小球影像的直径 d = 2.0mm （已知实验小球的直径为
D = 1.00cm ）
（1）（2 分）下列说法正确的是 。
A ．该实验能用来判断平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动
B ．该实验不能用来判断小球在水平方向做匀速直线运动
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C ．提升两球所处平台的高度，对探究平抛运动的规律没有影响
D ．小球的材质对实验没有影响
（2）（5 分）通过测量数据可知，该频闪摄像机的拍照时间间隔为 s，小球 A 抛出
时的初速度为 m/s （保留两位有效数字） ；物体经过 D 点时速度为
m/s （可用根号表示）。（g 取 10m/s2 ）
13 ．（10 分） 某同学用如图所示装置做验证机械能守恒定律的实验。
（1）（2 分）除了提供图中的器材，实验室还需要准备下列器材 。
A ．游标卡尺 B ．秒表 C ．天平 D ．弹簧秤
（2）（2 分）实验的主要步骤如下：其中不妥当的操作步骤是 。（填写步骤序 号）
A ．将导轨调至水平
B ．测出遮光条的宽度 d
C ．测出钩码质量 m 和带长方形遮光条的滑块总质量 M
D ．将滑块移至图示 A 位置，测出遮光条到光电门的距离 L
E ．释放滑块，然后开启气泵，读出遮光条通过光电门的挡光时间 t
（3）（3 分）在实验操作正确的前提下，滑块从 A 静止释放运动到光电门 B 的过程中， 系 统的重力势能减少量为 ，若系统符合机械能守恒定律， 测得的物理量应满足的 关系式为 。（用（2）中给出的字母表示）
（4）（1 分）若气垫导轨左端的滑轮调节过高，使得拉动物块的绳子与气垫轨道之间存在夹 角，不考虑其它影响， 滑块自 A 点由静止释放， 则在滑块从 A 点运动至 B 点的过程
中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能减小量的测量值 （填“大于”“小 于”或“等于” ）动能增加量的测量值。
（5）（2 分）该实验小组在研究中发现利用该装置可以测量带长方形遮光条滑块的总质量 M。 实验小组多次改变光电门的位置， 且每次都将滑块从同一点 A 静止释放， 测出相应的 L
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1
-L 与 t 值，完成实验后，某同学根据测量数据作出 t2
图像，测得直线的斜率为 k，已
知钩码的质量 m，遮光条的宽度 d，重力加速度 g，则滑块总质量 M 的表达式 为 。（用题目给出的字母表示）
四、 解答题（本大题共 3 小题，14 题 9 分，15 题 10 分， 16 题 12 分， 共 31 分，请在每小题后写出 必要的验算与推理过程）
14 ．（9 分） 如图所示， 有四块长d = 1m 的矩形金属薄板 M 、N 、P、Q，其中 M 、N 正中间均 开有小孔且竖直平行放置，间距 d = 1m ，P 、Q 水平平行放置，间距也为d = 1m ；金属板 M 和 N 接电源两极，电源电压UMN = 300V ；金属板 P 和 Q 接另一电源，电压可在 200 V之间任
意调节； 装置右侧的足够大的荧光屏与水平面成 θ = 60 的夹角，过金属板 M 正中心和荧光屏
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(
q
m
)正中心的线段OO, 的长度x = 5.5m 。一群比荷为
= 6106 C / kg 的带正电粒子从小孔 O 处飘
入（初速度为零），不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，单个粒子在金属板间运动的过 程中板间电压不变，忽略极板的边缘效应。求：
（1）粒子进入偏转电场时的速度大小v0 ；
（2）粒子在金属板 P 、Q 之间的最大偏转距离 y；
（3）荧光屏上有粒子打到的区域的长度 L。
15 ．（10 分） 如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在 最低点 E 分别与水平轨道 EO 和 EA 相连）、 高度 h 可调的斜轨道 AB 组成。游戏时滑块从 O 点弹出， 经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在 B 端则视为游戏成功。已知圆
轨道半径r = 0.1m ，OE 长L1 = 0.2m ，AC 长L2 = 0.4m ，圆轨道和 EA 轨道光滑，滑块与
AB 、OE 之间的动摩擦因数μ = 0.5 ，滑块质量m = 210 3kg 且可视为质点，弹射时从静止释
放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力， 各部分平滑连接、（取
g = 10m / s2 ）求：
（1）滑块恰好能过圆轨道最高点 F 时的速度大小；
（2）当 h = 0.1m 且游戏成功时，滑块经过 E 点对圆轨道的支持力 FN 大小及弹簧的弹性势能 EP0 ；
（3）要使游戏成功，弹簧的弹性势能EP 与高度之间需满足的关系。
16 ．（12 分） 如图甲所示，在真空中有一倾角为30。的足够长光滑绝缘斜面， t = 0 时刻， 一质 量为m = 0.2kg 的带电小滑块静放于斜面上， 同时， 空间加上一个方向平行于斜面的匀强电
场，场强大小和方向呈周期性变化，变化规律如图乙所示（取沿斜面向上方向为正方向，
g = 10m / s2 ）， 0 ~ 2s 内小滑块恰能沿斜面向上做匀加速直线运动，重力加速度大小为
10m / s2 ，求：
（1）小滑块是带正电还是负电； 电荷量 q 是多少；
（2）4s 内小滑块的位移大小；
（3）22s 内电场力对小物块所做的功。
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