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江苏省宿迁市部分高中2024~2025学年高三上学期期初模拟联考物理试卷（原卷版+解析版）
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注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。写在试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷、草稿纸和答题卷一并交回。
4.如需作图，要用2B铅笔或0.5mm黑色墨水签字笔绘、写清楚。
一.单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一一个选项最符合题意.
1. 在带电量为的金属球的电场中，为测量球附近某点的电场强度E，现在该点放置一带电量为的点电荷，点电荷受力为，则该点的电场强度（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】试探电荷会引起金属球上电荷的重新分布。同种电荷相互排斥，使得金属球上的电荷远离放置的点电荷，导致此时的电场强度降低。此时的场强为
故原来该点的电场强度应大于该值。B选项正确。
2. 如图所示，16个电荷量均为+q（q>0）的小球（可视为点电荷），均匀分布在半径为R的圆周上．若将圆周上P点的一个小球的电量换成-2q，则圆心O点处的电场强度的大小为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】圆周上均匀分布的16个都是电量为+q的小球，由于圆周的对称性，圆心处场强为0，则知P处q在圆心处产生的场强大小为 E1=k，方向水平向左，可知其余15个+q在圆心处的场强E2=E1=k，方向水平向右，图中-2q在圆心处产生的场强大小 E3=k，方向水平向右．根据电场的叠加有：E2+E3=E，则得E=，故选C．
【点睛】该题考查了场强叠加原理和点电荷场强的公式还有对称性的认识．注意场强是矢量，叠加时满足平行四边形法则.
3. 如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为＋q和－q，两球间用绝缘细线2连接，甲球用绝缘细线1悬挂在天花板上，在两球所在空间有沿水平方向向左的匀强电场，场强为E，且有qE＝mg，平衡时细线都被拉直．则平衡时的可能位置是哪个图( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】先用整体法，把两个小球及细线2视为一个整体．整体受到外力有竖直向下的重力2mg、水平向左的电场力qE、水平向右的电场力qE和细线1的拉力FT1，由平衡条件知，水平方向受力平衡，细线1的拉力FT1一定与重力2mg等大反向，即细线1一定竖直．再隔离分析乙球，如图所示．
乙球受到的力为：竖直向下的重力mg、水平向右的电场力qE、细线2的拉力FT2和甲球对乙球的吸引力F引．要使乙球所受合力为零，细线2必须倾斜．设细线2与竖直方向的夹角为θ，则有tan θ＝＝1，θ＝45°，故A图正确．
4. 如图所示，水平地面上固定一竖直的光滑绝缘细杆，一质量为m，带电荷量为q的圆环a套在竖直杆上，质量为M，带电荷量为＋Q的滑块b静置于水平地面上，滑块b与地面间的动摩擦因数为μ，a、b均保持静止，且两者连线与水平地面的夹角为θ，静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 圆环a带负电
B. 滑块b受到的库仑力大小为
C. 滑块b受到地面的支持力大小为
D. 滑块b受到地面摩擦力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意，圆环a能保持静止，故受到库仑斥力，圆环a也带正电，A错误；
B．根据牛顿第三定律，滑块b受到的库仑力大小等于圆环a受到的库仑力大小，对圆环a进行受力分析后，得库仑力的大小为，B错误；
C．对a、b组成的系统整体进行受力分析，竖直方向上受力平衡，故滑块b受到地面的支持力大小为，C正确；
D．b静止，根据受力分析可知，滑块b受到地面的静摩擦力大小为
D错误。
故选C。
5. 带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，它的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线，关于这种电场，下列说法正确的是（ ）
A. 这种电场的电场线虽然是曲线，但是电场线的分布却是左右对称的，很有规律性，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看做匀强电场
B. 电场内部A点的电场强度小于B点的电场强度
C. 电场内部A点的电场强度等于B点的电场强度
D. 若将一正电荷从电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于题图中平行金属板形成的电场的电场线不是等间距的平行直线，即平行金属板间各处的电场强度不是处处相同，所以不能看成匀强电场，故A错误；
BC．从电场线分布看，A点的电场线比B点密，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，故BC错误；
D．A、B两点所在的电场线为一条直线，电荷受力方向沿着这条直线，所以若将一正电荷从电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，M、N为两个等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的P点自由释放一点电荷q，不计重力，下列说法中正确的是（ ）
A. 点电荷一定会向O运动，加速度一定越来越大，速度也一定越来越大
B. 点电荷可能会向O运动，加速度一定越来越小，速度一定越来越大
C. 若点电荷能越过O点，则一定能运动到P关于O的对称点且速度再次为零
D. 若点电荷能运动到O点，此时加速度达最大值，速度为零
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．若点电荷带正电，则点电荷会向背离O点方向运动，选项A错误；
B．若点电荷带负电，则点电荷会向O运动，加速度可能先增加后减小，也可能一直减小，但是速度一定越来越大，选项B错误；
C．若点电荷越越过O点，则根据能量关系以及对称性可知，点电荷一定能运动到P关于O的对称点且速度再次为零，选项C正确；
D．若点电荷能运动到O点，此时加速度为零，速度达最大值，选项D错误。
故选C。
7. 如图所示，正方形ABCD四个顶点各固定一个带正电的点电荷，电荷量相等，O是正方形的中心。现将A点的电荷沿OA的延长线向无穷远处移动，则（ ）
A. 在移动过程中，O点电场强度变小
B. 在移动过程中，C点的电荷所受静电力变大
C. 在移动过程中，移动的电荷所受静电力做负功
D. 当其移动到无穷远处时，O点的电势高于A点
【答案】D
【解析】
【详解】A．O是等量同种电荷连线的中点，场强为0，将A处的正点电荷沿OA方向移至无穷远处，O点电场强度变大，故A不符合题意；
B．移动过程中，C点场强变小，正电荷所受静电力变小，故B错误；
C．A点电场方向沿OA方向，移动过程中，移动电荷所受静电力做正功，故C错误；
D．A点电场方向沿OA方向，沿电场线方向电势降低，移动到无穷远处时，O点的电势高于A点电势，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，两个固定的半径均为r的细圆环同轴放置，、分别为两细环的圆心，且，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷、（）。一带正电的粒子（重力不计）从由静止释放。静电常量为k。下列说法正确的是（ ）
A. 中点处的电场强度为B. 中点处的电场强度为
C. 粒子在中点处动能最大D. 粒子在处动能最大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】AB．把圆环上每一个点都看成一个点电荷，则电荷量为
根据点电荷场强公式，有
根据电场的叠加原理，单个圆环在O1O2中点的场强，为
两个圆环的场强，再叠加一下，有
故A正确；B错误；
C．带电粒子从O1点开始由静止释放，在粒子从O1向O2的运动过程中，两圆环对粒子的作用力皆为左向，可见电场对带电粒子做正功。故粒子在中点处动能不是最大，故C错误；
D．根据电场叠加原理，在O2左侧场强方向先向左后向右，因此粒子到达O2左侧某一点时，速度最大，动能最大，以后向左运动速度开始减小，动能也在减小。故D错误。
故选A。
9. 如图，在位置放置电荷量为的正点电荷，在位置放置电荷量为的负点电荷，在距为的某点处放置正点电荷Q，使得点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】B
【解析】
【详解】
根据点电荷场强公式
两等量异种点电荷在P点的场强大小为
，方向如图所示
两等量异种点电荷在P点的合场强为
，方向与+q点电荷与-q点电荷的连线平行如图所示
Q点电荷在p点的场强大小为
三点电荷的合场强为0，则方向如图所示，大小有
解得
由几何关系可知Q的坐标为（0，2a）
故选B。
10. 一点电荷固定在空间O点，在O点上下空间内分别有A、B两点电荷在水平面内做匀速圆周运动，如图所示。A、B两点电荷的电量分别为QA、QB，质量为mA、mB，不计重力作用。则（ ）
A. QAmBB. QAQB，mA>mBD. QA>QB，mA【答案】A
【解析】
【详解】CD.在不计重力影响下，受力分析图如图所示
由于AB两物体都做匀速圆周运动，要保持A、B各自所受合力的大小始终保持相等，A、B的相对距离不能发生改变，故A、B的角速度要保持相等。
对于A、B各自竖直方向的合力为零有
用上式比下式可得
由图可知,故
故CD错误；
AB.水平方向上，对A点电荷有
水平方向上，对B点电荷有
联立方程可得
由于，则有
故A正确，B错误。
故选A。
11. 如图所示，不带电的金属球N的半径为R，球心为O，球N左侧固定着两个电荷量大小均为q的异种点电荷，电荷之间的距离为2R。M点在点电荷＋q的右侧R处，M点和O点以及＋q、－q所在位置在同一直线上，且两点电荷连线的中点到O点的距离为5R。当金属球达到静电平衡时，下列说法正确的是（ ）
A. M点的电势低于O点的电势
B. M点的电场强度大小为
C. 感应电荷在球心O处产生的场强大小为
D. 将一电子由M点移到金属球上不同点，克服电场力所做的功不相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．金属球靠近M点的位置感应出负电荷，M点左侧图示虚线位置上电场线向右，沿着电场线的方向电势逐渐降落，处于静电平衡的金属球是一等势体，M点的电势高于O点的电势。A错误；
B．M点的电场强度大小由三部分组成，等量异种电荷的电场和金属球上的感应电荷的电场，等量异种电荷在M点的电场强度之和为
方向水平向右，感应电荷在M点产生的场强之和应水平向右，故合场强要大于，B错误；
C．金属球处于静电平衡内部场强处处为0，等量异种电荷在O点的电场强度之和为
方向水平向右，所以感应电荷在球心O处产生的场强大小等于，方向水平向左，C正确；
D．M点与金属球上不同点间的电势差相等，将一电子由M点移到金属球上不同点，克服电场力所做的功相等。D错误。
故选C。
二.非选择题：共5题，共56分.
12. 可发出红、黄、绿三色光的多层警示灯，被广泛应用于数控机床、电子机械自动化生产线等工业领域。某同学想采用如图甲所示的实验装置测定三种色光的波长：
（1）打开多层示警灯的绿光灯，将遮光筒对准光源放置。在光源和双缝之间还必须放置一个___________（选填“滤光片”、“单缝”），其目的是为了保证经双缝得到的两列光是___________（相干/非相干）光；
（2）已知双缝之间的距离为，双缝到屏的距离为，绿光的干涉图样如下图乙所示，分划板中心刻度线在A位置时螺旋测微器的读数为，在位置时读数如图丙所示，为___________，则该绿光的波长为___________（计算结果保留三位有效数字）
（3）该同学又进行了几组实验，通过照相底片记录了干涉图样，分别测定了红光、黄光的波长（红光、黄光）。下图中（a）（b）（c）是实验中记录下的三种色光的干涉图样，但被不小心弄混了，经判断绿光产生的干涉图样是图___________（选填a、b、c）。
【答案】 ① 单缝 ②. 相干 ③. 6.526 ④. 540 ⑤. c
【解析】
【详解】（1）[1][2]在光源和双缝之间还必须放置一个单缝，其目的是为了保证经双缝得到的两列光是相干。
（2）[3]在B位置时读数
[4]条纹间距为
由解得该绿光的波长为
（3）[5]由波长关系
则干涉图样条纹间距
所以绿光的条纹间距最小，则绿光产生的干涉图样是图c。
13. 如图，竖直平面内有AB和BC两段长度均为L的粗糙直杆，两杆在B处平滑连接，AB杆水平、BC杆与水平方向夹角为θ，装置处于水平向右的匀强电场中。质量为m、带电荷量为＋q的小球套在杆上，小球从杆上A点由静止开始运动，经时间t到达B点，沿BC杆运动过程中小球运动情况与杆的粗糙程度无关。重力加速度为g。求：
（1）小球在AB杆上运动的加速度大小；
（2）小球从A运动到C过程中摩擦力所做的功。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【详解】（1）小球在AB杆上做匀加速直线运动，有
解得
（2）由题中条件可知，小球在BC直杆上运动时不受摩擦力的作用，此时，重力与静电力的合力沿杆向下，可知
小球从A运动到C过程中，只有在AB杆上才受摩擦力Ff，由牛顿第二定律有
联立求得
14. 如图所示，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，∠B=900，一束频率为f＝6×1014Hz的光线从AB面中点处垂直射入棱镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置。已知AC长度L=0.3m，双缝间距d=0.2mm，光屏离双缝l=1.0m，光在真空中的传播速度为c=m/s。求：
（1）玻璃砖的折射率的最小值n；
（2）光线在玻璃砖中传播的最短时间t；
（3）光屏上相邻亮条纹的间距Δx。
【答案】（1）；（2）；（3）2.5mm
【解析】
【分析】
【详解】（1）由几何关系知，光线在AC面发生全反射的临界角C≤450
由
得
即最小折射率为
（2）由几何关系，光线在玻璃砖中传播距离
光线在玻璃砖中传播速度为
传播时间为
代入数据解得 最短时间
（3）由波长的公式，可得
条纹间的距离为
代入数据，解得
15. 在光滑绝缘的水平面上，长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B（均可视为质点）组成一个带电系统，球A所带的电荷量为+2q，球B所带的电荷量为-3q。现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MNPQ内，已知虚线MN位于细杆的中垂线，MN和PQ的距离为4L，匀强电场的电场场强大小为E，方向水平向右。释放带电系统，让A、B从静止开始运动，不考虑其它因素的影响。求：
（1）释放带电系统的瞬间，两小球加速度的大小；
（2）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间；
（3）带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值。
【答案】（1）；（2） ；（3）△Ep =6EqL
【解析】
【详解】（1）对整体应用牛顿第二定律
得出两小球加速度
（2）系统向右加速运动阶段
解得
此时B球刚刚进入MN，系统的速度
v=at1
假设小球A不会出电场区域，系统向右减速运动阶段
-3Eq+2Eq=2ma′
加速度
减速运动时间
减速运动的距离
可知小球A恰好运动到PQ边界时速度减为零，假设成立。
所以带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间
（3）B球在电场中向右运动最大距离
x=2L
进而求出B球电势能增加的最大值
△Ep=-W电=6EqL
16. 如图甲所示，相距的两根足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，与水平面夹角，导轨电阻不计，质量、电阻为的导体棒垂直于导轨放置，导轨的两端接在外电路上，定值电阻阻值，电容器的电容，电容器的耐压值足够大，导轨所在平面内有垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场。在开关S1闭合、S2断开的状态下将导体棒由静止释放，导体棒的图象如图乙所示，，，取重力加速度。
（1）求磁场的磁感应强度大小；
（2）在开关闭合、断开的状态下，当导体棒下滑的距离时，定值电阻产生的焦耳热为21J，此时导体棒的速度与加速度分别是多大？
（3）若导体棒电阻为零，其它条件不变，现在开关断开、闭合的状态下，由静止释放导体棒，求经过时导体棒的速度大小。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）由图乙可知，导体棒的最大速度为
对应的感应电动势为
感应电流为
当速度达到最大时，导体棒做匀速运动，导体棒受力平衡，有
解得
（2）导体棒和电阻是串联的，根据公式
可知，它们产生的热量之比为
则导体棒ab产生的热量为
导体棒下滑5m的距离，减少的重力势能转化为动能和热量，由能量守恒定律可知
解得导体棒的速度
此时感应电动势为
感应电流为
对于导体棒，根据牛顿第二定律有
解得加速度
（3）开关断开、闭合的状态下，根据牛顿第二定律有
感应电流
在时间内，有
解得
说明导体棒ab下滑过程中加速度不变，导体棒做匀加速直线运动，则时导体棒的速度为
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。写在试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷、草稿纸和答题卷一并交回。
4.如需作图，要用2B铅笔或0.5mm黑色墨水签字笔绘、写清楚。
一.单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一一个选项最符合题意.
1. 在带电量为的金属球的电场中，为测量球附近某点的电场强度E，现在该点放置一带电量为的点电荷，点电荷受力为，则该点的电场强度（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】试探电荷会引起金属球上电荷的重新分布。同种电荷相互排斥，使得金属球上的电荷远离放置的点电荷，导致此时的电场强度降低。此时的场强为
故原来该点的电场强度应大于该值。B选项正确。
2. 如图所示，16个电荷量均为+q（q>0）的小球（可视为点电荷），均匀分布在半径为R的圆周上．若将圆周上P点的一个小球的电量换成-2q，则圆心O点处的电场强度的大小为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】圆周上均匀分布的16个都是电量为+q的小球，由于圆周的对称性，圆心处场强为0，则知P处q在圆心处产生的场强大小为 E1=k，方向水平向左，可知其余15个+q在圆心处的场强E2=E1=k，方向水平向右，图中-2q在圆心处产生的场强大小 E3=k，方向水平向右．根据电场的叠加有：E2+E3=E，则得E=，故选C．
【点睛】该题考查了场强叠加原理和点电荷场强的公式还有对称性的认识．注意场强是矢量，叠加时满足平行四边形法则.
3. 如图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为＋q和－q，两球间用绝缘细线2连接，甲球用绝缘细线1悬挂在天花板上，在两球所在空间有沿水平方向向左的匀强电场，场强为E，且有qE＝mg，平衡时细线都被拉直．则平衡时的可能位置是哪个图( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】先用整体法，把两个小球及细线2视为一个整体．整体受到外力有竖直向下的重力2mg、水平向左的电场力qE、水平向右的电场力qE和细线1的拉力FT1，由平衡条件知，水平方向受力平衡，细线1的拉力FT1一定与重力2mg等大反向，即细线1一定竖直．再隔离分析乙球，如图所示．
乙球受到的力为：竖直向下的重力mg、水平向右的电场力qE、细线2的拉力FT2和甲球对乙球的吸引力F引．要使乙球所受合力为零，细线2必须倾斜．设细线2与竖直方向的夹角为θ，则有tan θ＝＝1，θ＝45°，故A图正确．
4. 如图所示，水平地面上固定一竖直的光滑绝缘细杆，一质量为m，带电荷量为q的圆环a套在竖直杆上，质量为M，带电荷量为＋Q的滑块b静置于水平地面上，滑块b与地面间的动摩擦因数为μ，a、b均保持静止，且两者连线与水平地面的夹角为θ，静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 圆环a带负电
B. 滑块b受到的库仑力大小为
C. 滑块b受到地面的支持力大小为
D. 滑块b受到地面摩擦力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意，圆环a能保持静止，故受到库仑斥力，圆环a也带正电，A错误；
B．根据牛顿第三定律，滑块b受到的库仑力大小等于圆环a受到的库仑力大小，对圆环a进行受力分析后，得库仑力的大小为，B错误；
C．对a、b组成的系统整体进行受力分析，竖直方向上受力平衡，故滑块b受到地面的支持力大小为，C正确；
D．b静止，根据受力分析可知，滑块b受到地面的静摩擦力大小为
D错误。
故选C。
5. 带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，它的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线，关于这种电场，下列说法正确的是（ ）
A. 这种电场的电场线虽然是曲线，但是电场线的分布却是左右对称的，很有规律性，它们之间的电场，除边缘部分外，可以看做匀强电场
B. 电场内部A点的电场强度小于B点的电场强度
C. 电场内部A点的电场强度等于B点的电场强度
D. 若将一正电荷从电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于题图中平行金属板形成的电场的电场线不是等间距的平行直线，即平行金属板间各处的电场强度不是处处相同，所以不能看成匀强电场，故A错误；
BC．从电场线分布看，A点的电场线比B点密，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，故BC错误；
D．A、B两点所在的电场线为一条直线，电荷受力方向沿着这条直线，所以若将一正电荷从电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，M、N为两个等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的P点自由释放一点电荷q，不计重力，下列说法中正确的是（ ）
A. 点电荷一定会向O运动，加速度一定越来越大，速度也一定越来越大
B. 点电荷可能会向O运动，加速度一定越来越小，速度一定越来越大
C. 若点电荷能越过O点，则一定能运动到P关于O的对称点且速度再次为零
D. 若点电荷能运动到O点，此时加速度达最大值，速度为零
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．若点电荷带正电，则点电荷会向背离O点方向运动，选项A错误；
B．若点电荷带负电，则点电荷会向O运动，加速度可能先增加后减小，也可能一直减小，但是速度一定越来越大，选项B错误；
C．若点电荷越越过O点，则根据能量关系以及对称性可知，点电荷一定能运动到P关于O的对称点且速度再次为零，选项C正确；
D．若点电荷能运动到O点，此时加速度为零，速度达最大值，选项D错误。
故选C。
7. 如图所示，正方形ABCD四个顶点各固定一个带正电的点电荷，电荷量相等，O是正方形的中心。现将A点的电荷沿OA的延长线向无穷远处移动，则（ ）
A. 在移动过程中，O点电场强度变小
B. 在移动过程中，C点的电荷所受静电力变大
C. 在移动过程中，移动的电荷所受静电力做负功
D. 当其移动到无穷远处时，O点的电势高于A点
【答案】D
【解析】
【详解】A．O是等量同种电荷连线的中点，场强为0，将A处的正点电荷沿OA方向移至无穷远处，O点电场强度变大，故A不符合题意；
B．移动过程中，C点场强变小，正电荷所受静电力变小，故B错误；
C．A点电场方向沿OA方向，移动过程中，移动电荷所受静电力做正功，故C错误；
D．A点电场方向沿OA方向，沿电场线方向电势降低，移动到无穷远处时，O点的电势高于A点电势，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，两个固定的半径均为r的细圆环同轴放置，、分别为两细环的圆心，且，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷、（）。一带正电的粒子（重力不计）从由静止释放。静电常量为k。下列说法正确的是（ ）
A. 中点处的电场强度为B. 中点处的电场强度为
C. 粒子在中点处动能最大D. 粒子在处动能最大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】AB．把圆环上每一个点都看成一个点电荷，则电荷量为
根据点电荷场强公式，有
根据电场的叠加原理，单个圆环在O1O2中点的场强，为
两个圆环的场强，再叠加一下，有
故A正确；B错误；
C．带电粒子从O1点开始由静止释放，在粒子从O1向O2的运动过程中，两圆环对粒子的作用力皆为左向，可见电场对带电粒子做正功。故粒子在中点处动能不是最大，故C错误；
D．根据电场叠加原理，在O2左侧场强方向先向左后向右，因此粒子到达O2左侧某一点时，速度最大，动能最大，以后向左运动速度开始减小，动能也在减小。故D错误。
故选A。
9. 如图，在位置放置电荷量为的正点电荷，在位置放置电荷量为的负点电荷，在距为的某点处放置正点电荷Q，使得点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】B
【解析】
【详解】
根据点电荷场强公式
两等量异种点电荷在P点的场强大小为
，方向如图所示
两等量异种点电荷在P点的合场强为
，方向与+q点电荷与-q点电荷的连线平行如图所示
Q点电荷在p点的场强大小为
三点电荷的合场强为0，则方向如图所示，大小有
解得
由几何关系可知Q的坐标为（0，2a）
故选B。
10. 一点电荷固定在空间O点，在O点上下空间内分别有A、B两点电荷在水平面内做匀速圆周运动，如图所示。A、B两点电荷的电量分别为QA、QB，质量为mA、mB，不计重力作用。则（ ）
A. QA
【解析】
【详解】CD.在不计重力影响下，受力分析图如图所示
由于AB两物体都做匀速圆周运动，要保持A、B各自所受合力的大小始终保持相等，A、B的相对距离不能发生改变，故A、B的角速度要保持相等。
对于A、B各自竖直方向的合力为零有
用上式比下式可得
由图可知,故
故CD错误；
AB.水平方向上，对A点电荷有
水平方向上，对B点电荷有
联立方程可得
由于，则有
故A正确，B错误。
故选A。
11. 如图所示，不带电的金属球N的半径为R，球心为O，球N左侧固定着两个电荷量大小均为q的异种点电荷，电荷之间的距离为2R。M点在点电荷＋q的右侧R处，M点和O点以及＋q、－q所在位置在同一直线上，且两点电荷连线的中点到O点的距离为5R。当金属球达到静电平衡时，下列说法正确的是（ ）
A. M点的电势低于O点的电势
B. M点的电场强度大小为
C. 感应电荷在球心O处产生的场强大小为
D. 将一电子由M点移到金属球上不同点，克服电场力所做的功不相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．金属球靠近M点的位置感应出负电荷，M点左侧图示虚线位置上电场线向右，沿着电场线的方向电势逐渐降落，处于静电平衡的金属球是一等势体，M点的电势高于O点的电势。A错误；
B．M点的电场强度大小由三部分组成，等量异种电荷的电场和金属球上的感应电荷的电场，等量异种电荷在M点的电场强度之和为
方向水平向右，感应电荷在M点产生的场强之和应水平向右，故合场强要大于，B错误；
C．金属球处于静电平衡内部场强处处为0，等量异种电荷在O点的电场强度之和为
方向水平向右，所以感应电荷在球心O处产生的场强大小等于，方向水平向左，C正确；
D．M点与金属球上不同点间的电势差相等，将一电子由M点移到金属球上不同点，克服电场力所做的功相等。D错误。
故选C。
二.非选择题：共5题，共56分.
12. 可发出红、黄、绿三色光的多层警示灯，被广泛应用于数控机床、电子机械自动化生产线等工业领域。某同学想采用如图甲所示的实验装置测定三种色光的波长：
（1）打开多层示警灯的绿光灯，将遮光筒对准光源放置。在光源和双缝之间还必须放置一个___________（选填“滤光片”、“单缝”），其目的是为了保证经双缝得到的两列光是___________（相干/非相干）光；
（2）已知双缝之间的距离为，双缝到屏的距离为，绿光的干涉图样如下图乙所示，分划板中心刻度线在A位置时螺旋测微器的读数为，在位置时读数如图丙所示，为___________，则该绿光的波长为___________（计算结果保留三位有效数字）
（3）该同学又进行了几组实验，通过照相底片记录了干涉图样，分别测定了红光、黄光的波长（红光、黄光）。下图中（a）（b）（c）是实验中记录下的三种色光的干涉图样，但被不小心弄混了，经判断绿光产生的干涉图样是图___________（选填a、b、c）。
【答案】 ① 单缝 ②. 相干 ③. 6.526 ④. 540 ⑤. c
【解析】
【详解】（1）[1][2]在光源和双缝之间还必须放置一个单缝，其目的是为了保证经双缝得到的两列光是相干。
（2）[3]在B位置时读数
[4]条纹间距为
由解得该绿光的波长为
（3）[5]由波长关系
则干涉图样条纹间距
所以绿光的条纹间距最小，则绿光产生的干涉图样是图c。
13. 如图，竖直平面内有AB和BC两段长度均为L的粗糙直杆，两杆在B处平滑连接，AB杆水平、BC杆与水平方向夹角为θ，装置处于水平向右的匀强电场中。质量为m、带电荷量为＋q的小球套在杆上，小球从杆上A点由静止开始运动，经时间t到达B点，沿BC杆运动过程中小球运动情况与杆的粗糙程度无关。重力加速度为g。求：
（1）小球在AB杆上运动的加速度大小；
（2）小球从A运动到C过程中摩擦力所做的功。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【详解】（1）小球在AB杆上做匀加速直线运动，有
解得
（2）由题中条件可知，小球在BC直杆上运动时不受摩擦力的作用，此时，重力与静电力的合力沿杆向下，可知
小球从A运动到C过程中，只有在AB杆上才受摩擦力Ff，由牛顿第二定律有
联立求得
14. 如图所示，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，∠B=900，一束频率为f＝6×1014Hz的光线从AB面中点处垂直射入棱镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置。已知AC长度L=0.3m，双缝间距d=0.2mm，光屏离双缝l=1.0m，光在真空中的传播速度为c=m/s。求：
（1）玻璃砖的折射率的最小值n；
（2）光线在玻璃砖中传播的最短时间t；
（3）光屏上相邻亮条纹的间距Δx。
【答案】（1）；（2）；（3）2.5mm
【解析】
【分析】
【详解】（1）由几何关系知，光线在AC面发生全反射的临界角C≤450
由
得
即最小折射率为
（2）由几何关系，光线在玻璃砖中传播距离
光线在玻璃砖中传播速度为
传播时间为
代入数据解得 最短时间
（3）由波长的公式，可得
条纹间的距离为
代入数据，解得
15. 在光滑绝缘的水平面上，长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B（均可视为质点）组成一个带电系统，球A所带的电荷量为+2q，球B所带的电荷量为-3q。现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MNPQ内，已知虚线MN位于细杆的中垂线，MN和PQ的距离为4L，匀强电场的电场场强大小为E，方向水平向右。释放带电系统，让A、B从静止开始运动，不考虑其它因素的影响。求：
（1）释放带电系统的瞬间，两小球加速度的大小；
（2）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间；
（3）带电系统运动过程中，B球电势能增加的最大值。
【答案】（1）；（2） ；（3）△Ep =6EqL
【解析】
【详解】（1）对整体应用牛顿第二定律
得出两小球加速度
（2）系统向右加速运动阶段
解得
此时B球刚刚进入MN，系统的速度
v=at1
假设小球A不会出电场区域，系统向右减速运动阶段
-3Eq+2Eq=2ma′
加速度
减速运动时间
减速运动的距离
可知小球A恰好运动到PQ边界时速度减为零，假设成立。
所以带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间
（3）B球在电场中向右运动最大距离
x=2L
进而求出B球电势能增加的最大值
△Ep=-W电=6EqL
16. 如图甲所示，相距的两根足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，与水平面夹角，导轨电阻不计，质量、电阻为的导体棒垂直于导轨放置，导轨的两端接在外电路上，定值电阻阻值，电容器的电容，电容器的耐压值足够大，导轨所在平面内有垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场。在开关S1闭合、S2断开的状态下将导体棒由静止释放，导体棒的图象如图乙所示，，，取重力加速度。
（1）求磁场的磁感应强度大小；
（2）在开关闭合、断开的状态下，当导体棒下滑的距离时，定值电阻产生的焦耳热为21J，此时导体棒的速度与加速度分别是多大？
（3）若导体棒电阻为零，其它条件不变，现在开关断开、闭合的状态下，由静止释放导体棒，求经过时导体棒的速度大小。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）由图乙可知，导体棒的最大速度为
对应的感应电动势为
感应电流为
当速度达到最大时，导体棒做匀速运动，导体棒受力平衡，有
解得
（2）导体棒和电阻是串联的，根据公式
可知，它们产生的热量之比为
则导体棒ab产生的热量为
导体棒下滑5m的距离，减少的重力势能转化为动能和热量，由能量守恒定律可知
解得导体棒的速度
此时感应电动势为
感应电流为
对于导体棒，根据牛顿第二定律有
解得加速度
（3）开关断开、闭合的状态下，根据牛顿第二定律有
感应电流
在时间内，有
解得
说明导体棒ab下滑过程中加速度不变，导体棒做匀加速直线运动，则时导体棒的速度为
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