高二物理半期模拟试卷(一)
满分100分,时间90分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的班级、是名和准考证号填写在试卷和答题卡上。
2.选择题用28沿笔在对应的题号涂黑答案。主现道用0.5毫米黑色签宇笔各在答题卡上对应的答题区
城内。
3.考生必须保持答题卡的整活。考试结束后,请将答题卡上交.
4.本试卷分第I卷和第II卷两部分,测试范围:第9~12章。
第I卷(选择题,40分)
一、单选题(每题3分,共24分)
1.两个相同的金属小球(均可看做点电荷),原来所带的电荷量分别为+5q和-q,相互间的库仑力大小为F。现将它们相接触,再分别放回原处,则两金属小球间的库仑力大小变为( )
A. B. C. D.
2.如图所示,用细线将质量为m的带电小球P悬挂在O点,小球所带电荷量为q,放入匀强电场中,小球处于静止状态时细线与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g。以下判断正确的是( )
A.小球受力平衡,匀强电场的电场强度大小一定是
B.若电场强度取最小值,则其大小一定是
C.若电场强度大小为,则细线拉力一定最小
D.无论电场强度大小方向如何,剪断细线后,小球一定做直线运动
3.如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,实线为一个带正电带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点,下列说法正确的是( )
A.三个等势面中等势面a的电势最高 B.质点在Q点时的电势能比在P点时大
C.质点在Q点时的动能比在P点时大 D.质点在Q点时的加速度比在P点时的大
4.如图所示,在该电路中D为理想二极管,两块平行金属板A、B水平正对放置,与两板等距的M点有一带电液滴处于静止状态。若将A板向上平移一小段距离,稳定后,下列说法中正确的是( )
A.平行金属板所带电荷量保持不变 B.液滴将加速向上运动
C.M点电势降低 D.在A板向上平移过程中,电路中电流沿顺时针方向
5.如图所示, 电源电动势 E=3V,小灯泡 L 标有“2V, 0.4W”,开关 S接 1,当变阻器调到 R=4Ω时,小灯泡 L 正常发光;现将开关 S 接 2,小灯泡 L 和电动机 M 均正常工作。则下列判断正确的是( )
A.电源内阻为 1.5Ω B.电源效率约为 93.3%
C.电动机的正常工作电压为 1V D.电动机的线圈电阻为 4Ω
6.某同学设计了一种静电除尘装置,如图甲所示,其中有一长为、宽为、高为的矩形通道,其前、后面板为绝缘材料,上、下面板为金属材料。图乙是装置的截面图,上、下两板与电压恒为的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为,当碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用,要增大除尘率,则下列措施可行的是( )
A.只增大电压或者长度 B.只增大电压或者高度
C.只增大长度或者 D.只增大尘埃被吸入水平速度
7.静电场聚焦在电子显微镜中起着重要的作用,如图所示为某电子显微镜内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点,则( )
A.a、b、c三点的电场强度大小关系为
B.a、b、c三点的电势高低关系为
C.沿cba路径移动质子与电子,它们的电势能变化相同
D.沿bc方向直线射入的电子一定做匀速直线运动
8.如图所示,两点间电阻最小的是( )
A.A、D间 B.A、B间 C.B、C间 D.C、D间
二、多选题(每题4分,共16分。选对1对得2分,全部选对得4分,漏选1个得2分或错选不得分)
9.如图所示,等边三角形位于竖直平面内,AB边水平,顶点C在AB边上方,3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下,BC边中点N处的电场强度方向竖直向上,A点处点电荷的电荷量的绝对值为q,下列说法正确的是( )
A.A点处点电荷为负电荷 B.B点处点电荷为负电荷,带电荷量为q
C.C点处点电荷在M点的场强垂直AB向下 D.C点处点电荷的电荷量为
10.如图所示,半径为的光滑绝缘四分之一圆弧细杆AB,在竖直平面内被固定在天花板上,A是最高点,最低点B的切线水平,B点与水平地面的高度差为。一带电量为、质量为m的小球(视为质点)套在细杆上,从A点由静止开始在水平向右的匀强电场作用下沿着杆向下运动,最后落到地面的C点。已知匀强电场的场强大小为,小球离开B点不再受到电场力的作用,重力加速度为,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.小球从B点到C点的运动时间为 B.小球从A点运动到B点,电势能的减小量为
C.小球落在C点时的速度大小为 D.小球刚到达B点时,细杆对小球的弹力大小为
11.有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,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.nvΔt C. D.
12.某实验小组通过图甲所示的实验电路图测量一节干电池的电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图乙所示的图线,以下结论正确的是( )
A.干电池电动势的测量值为1.44V B.当电压表数值1.22V,电流表示数0.15A
C.干电池内阻的测量值为 D.用甲图测量干电池内阻的测量值偏大
第II卷 (非选择题,60分)
三、实验题(本题2小题,13题8分,14题9分,共17分)
13.(8分)电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)(3分)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为 ,如图乙所示,用游标卡尺测其长度为 ,如图丙所示,用多用电表挡粗测其电阻为 。
(2)(3分)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体外,实验室还备有的实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 。(均填器材前的字母代号)
A.电压表(量程,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
E.滑动变阻器(阻值范围)
F.滑动变阻器(阻值范围)
G.直流电源(电动势为,内阻不计)
H.开关S,导线若干
(3)(2分)若流经圆柱体的电流为,圆柱体两端的电压为,圆柱体横截面的直径和长度分别用表示,则用表示该圆柱体电阻率的关系式为 。
14.(9分)某同学准备测量电池组的电动势和内阻。除被测电池组、开关、导线若干外,还有下列器材供选用∶
A.电压表V1(量程为15V,内阻约为10000Ω )
B.电压表V2 (最程为6V,内阻约为3000 Ω)
C.电阻箱R (0~ 99.99Ω)
D.定值电阻R1=10Ω
E.定值电阻R2 = 1000Ω
(1)(1分)该同学首先用多用电表的直流10V挡粗略测量电池组的电动势,电表指针如图甲所示,则该电表读数为 V。
(2)(2分)已知电池组的内阻约为1Ω,为准确测量电池组的电动势和内阻,该同学设计了如图乙所示的电路图,其中电压表V应选择 (填“A” “或“B”);定值电阻R0应选择 (填“D”或“E”)。
(3)(4分)改变电阻箱的阻值R,记录对应电压表的读数U,作出的图像如图丙所示。图线横、纵坐标轴的截距分别为-b、a,定值电阻的阻值用R0表示,则可得该电池组的电动势为 ,内阻为 。(用题目中所给的字母表示)
(4)(2分)该实验测得的电动势与真实值相比 (选填“不变”、“偏大”或“偏小”)。
四、解答题
15.(8分)两个完全相同的质量都为m、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为的M、N两点,平衡时小球A、B的位置如图甲所示,细线与竖直方向夹角均为,若外加水平向左的匀强电场,两小球平衡时位置如图乙所示,细线刚好沿竖直方向,已知静电力常量为k,重力加速度为g,求:
(1)A、B两小球的电性及所带的电荷量Q;
(2)外加匀强电场的场强E的大小。
16.(9分)如图所示,有一质子(质量为m、电荷量为e)由静止开始经电压为U1的电场加速后,进入两极板间距离为d,板间电压为U2的平行金属板间,若质子从两板正中间垂直电场方向射入电场,并且恰能从下板右边缘穿出电场,求:
(1)质子刚进入偏转电场时的速度;
(2)质子在偏转电场中运动的时间和金属板的长度;
(3)质子穿出偏转电场时的动能。
17.(12分)如图所示,质量为m、带电量为q的小球,用长为L的细线固定在O点,当加上水平向右的匀强电场时静置于图示A位置,此时细线与竖直方向夹角为30°。当给小球以垂直于细线的某一初速度后,小球刚好可在该竖直平面内完成圆周运动。求:
(1)小球带电性质;
(2)电场强度大小;
(3)圆周运动过程中的最小速度大小。
18.(14分)如图所示,电源电动势V,内阻,直流电动机内阻。现调节滑动变阻器R使电源输出功率最大,且此时额定功率为6W的电动机刚好正常工作,求:
(1)此时滑动变阻器R的阻值;
(2)此时电动机的发热功率;
(3)如果在正常工作时,转子突然被卡住,求此时电动机中的电流。
()
第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】根据库仑定律,开始时
接触后电荷先中和后均分,则
故选B。
2.B
【详解】AB.对小球受力分析如图,小球受重力、电场力和拉力
从图中可以看出,电场的方向可以变化,当电场力方向与细线垂直时,电场力最小,电场强度最小,根据共点力平衡条件,有
解得
A错误,B正确;
C.若电场强度大小为,电场力方向向上,则绳子拉力为0,拉力最小,若电场力方向不向上,则拉力不为0,不是最小。C选项错误;
D.若剪断细线,小球只受到重力与电场力,根据前面的受力分析,若重力与电场力等大反向,即初始时绳子拉力为0,剪断后仍然静止,D错误。
故选B。
3.C
【详解】A.根据粒子的运动轨迹可知,粒子所受电场力指向运动轨迹的凹侧,即电场力方向斜向下,因带电粒子带正电,则电场线方向垂直于等势面斜向下,根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,等势面c的电势最高,等势面a的电势最低,故A错误;
BC.因为P点电势高于Q点电势,根据
由于带电粒子带正电,可知粒子在P点时的电势能比在Q点时大,则粒子在Q点时的动能比在P点时大,故B错误,C正确;
D.根据
若图中三个等势面为等差等势面,则由于P点处的等势面较密,P点的电场强度较大,粒子在P点受到的电场力较大,故质点在Q点时的加速度比在P点时的小,故D错误。
故选C。
4.A
【详解】根据
,
若将A板向上平移一小段距离,板间距离变大,则电容变小,若电容器电压不变,则电容器所带电荷量减小,但由于二极管的单向导电性,使得电容器不能放电,所以电容器电荷量保持不变,则在A板向上平移过程中,电路中没有电流产生;根据
可知板间场强保持不变,则液滴受力保持不变,液滴仍处于静止状态;由于M点离B板距离不变,则M点与B板的电势差不变,又B板接地,电势一直为零,所以M点电势不变。
故选A。
5.B
【详解】A.开关 S接 1,则电路中的电流
电源内阻
选项A错误;
BCD.将开关 S 接 2,小灯泡 L 和电动机 M 均正常工作,则电动机的正常工作电压为
电源效率约为
电动机为非纯电阻电路,则电动机线圈内阻
选项B正确,CD错误。
故选B。
6.A
【详解】增加除尘率即是让离下极板较远的粒子落到下极板上,带电尘埃在矩形通道内做类平抛运动,在沿电场的方向上的位移为
又因为
联立解得
只要竖直方向上的位移y增大即可,因此可以增加电压U、极板长度L、减小高度d、减小水平速度。
故选A。
7.A
【详解】A.电场线越密,电场强度越大,可知a、b、c三点的电场强度大小关系为
故A正确;
B.沿电场线电势降低,a、b两点在等势面上,可知a、b、c三点的电势高低关系为
故B错误;
C.根据
沿cba路径移动质子与电子,初末位置的电势差相等,则质子的电场力做正功,电势能减小,电子的电场力做负功,电势能增加,故它们的电势能变化不同,故C错误;
D.直线bc为电场线,沿bc方向直线射入的电子受到的电场力向右,加速度为
故电子做变加速直线运动,故D错误。
故选A。
8.D
【详解】根据串并联关系可知,A、D两点间电阻
A、B两点间电阻
B、C两点间电阻
C、D两点间电阻
故选D。
9.CD
【详解】ABC.C点的电荷在M点的场强沿CM所在直线,A点处点电荷和B点处点电荷在M点的场强沿AB所在直线,已知M点合电场强度方向竖直向下,则AB两点处的点电荷在M点的合场强为零,即A和 B点处的点电荷为等量同种电荷,则B点处点电荷的电荷量的绝对值为q;C点处的点电荷在M点的场强方向沿CM向下,则 C点处点电荷为正电荷;C点电荷在N点的场强方向沿CB斜向右下,N点的合场强方向竖直向上,则A点处的点电荷和B点处的点电荷在N点的合场强斜向左上,A点处的点电荷在N点的场强沿AN斜向右上,B点处的点电荷在N点的场强沿BN斜向左上,则A、B两点处的点电荷均为正电荷;故AB错误,C正确;
D.设三角形的边长为,由几何关系得
A点电荷在N点的场强大小为
方向沿AN斜向右上,B点电荷在N点的场强大小
方向沿BN斜向左上,设C点电荷的电荷量为Q, C点电荷在N点的场强大小为
方向沿CB斜向右下,则B点电荷和C点电荷在N点的合场强大小斜向左上,大小为
又由几何关系有
联立得
故D正确;
故选CD。
10.BD
【详解】A.小球从B点到C点做平抛运动,在竖直方向做自由落体运动,有
可得其运动落时间为
故A错误;
B.小球从A点运动到B点,电场力做功为
电场力做正功电势能减少,且满足电场力所做的功在数值上等于电势能的减少量,即小球从A点运动到B点,电势能的减小量为,故B正确;
C.小球从点到点,由动能定理得
结合
解得
故C错误;
D.在B点,细杆对小球弹力与小球的重力的合力充当向心力,由牛顿第二定律有
小球从A到B由动能定理有
联立解得
故D正确。
故选BD。
11.AC
【详解】AB.在Δt时间内,以速率v定向移动的电子在铜导线中经过的长度为,铜导线的横截面积为S,在Δt时间内,电子经过导线的体积为,又由于单位体积的导线中有n个自由电子,所以在Δt时间内,通过导体横截面的自由电子数目为,故A正确,B错误;
CD.由于流经导线的电流为I,则在Δt时间内,流经导线的电荷量为,而电子的电荷量为q,则在Δt时间内通过导体横截面的自由电子数目可表示为,故C正确,D错误。
故选AC。
12.AB
【详解】AC.据闭合电路欧姆定律可得
U=E Ir
图线与纵轴交点坐标表示电动势,图线的斜率绝对值表示内阻,可得
E=1.44V
r= =Ω
故 A正确,C错误;
B.U-I图像斜率一定
得
I=0.15A
故B正确;
D.电压表的分流作用导致电流表的示数小于真实的干路电流,故真实的图线应在测量图线的上方,且电压越大偏差越大,可知电动势的测量值及内阻的测量值均偏小,故D错误。
故选AB。
13. 1.844(均可) 4.240 6.0/6 A C E
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为固定刻度读数+可动刻度读数+估读,由题图甲知,圆柱体的直径为
[2]游标卡尺读数为主尺读数+游标尺读数×精度,由题图乙知,长度为
[3]多用电表的读数为电阻的粗测值,其电阻为;
(2)[4]电源电动势为,所以电压表应选量程的;
[5]为了测多组实验数据,滑动变阻器应用分压接法,电压表内电阻较大,待测圆柱体的电阻较小,故采用电流表外接法误差较小;电路中的电流约为
所以电流表量程应选量程的;
[6]待测电阻大约,若用滑动变阻器(阻值范围)调节非常不方便,且额定电流太小,所以应用滑动变阻器(阻值范围)。
(3)[7]由
,,
解得
14. B D 偏小
【详解】(1)[1]直流10V档的表盘分度值为0.2V,读数精确到0.1V,即
(2)[2][3]虽然两个电压表量程都高于电动势的粗侧值,但为了能使电压表指针有适当的偏转幅度,从而减小读数误差,应选择量程较小为6V的电压表,即选B
由于电池组内阻较小,所以调节电阻箱阻值后可能电压表示数变化并不明显,串联定值电阻可以解决上述问题,阻值过大,电压表示数过小,所以应选择,即选D。
(3)[4][5]根据闭合电路欧姆定律可知
变形得
图线横、纵坐标轴的截距分别为-b、a,则
,
解得
;
(4)[6]考虑到电压表的分流作用,则有
变形得
纵截距变大,为则使得测量的电动势偏小。
15.(1)A球带正电;B球带负电;;(2)
【详解】(1)由乙图可知,A球带正电,B球带负电,甲图中两球相距
对A球受力分析,由平衡条件可得
解得
(2)加电场后对A球受力分析,由平衡条件可得
解得
16.(1);(2),;(3)
【详解】(1)质子在加速电场中,根据动能定理有
解得
(2)质子在偏转电场中的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动,则水平方向有
L=v0t
竖直方向有
加速度
由以上各式解得极板长
运动时间
(3)质子从静止释放到穿出偏转电场,根据动能定理可得
可得质子穿出偏转电场时的动能为
17.(1)带负电;(2);(3)
【详解】(1)小球在A点受竖直向下的重力,水平向左的电场力,因场强方向水平向右,故小球一定带负电;
(2)由力的三角函数关系可求得电场力大小为
联立可得电场强度大小为
(3)采用等效重力法分析,等效重力大小为
在最高点B小球有最小速度,由牛顿第二定律可得
联立可得
【点睛】本题考查带电小球在复合场中的运动,利用等效重力法对此题进行求解。
18.(1);(2)4W;(3)A
【详解】(1)当外电路的等效电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,则最大输出功率为
设回路电流为I,则
解得
A
滑动变阻器的功率为
解得
(2)电动机的热功率为
(3)此时电动机相当于电阻,电动机的电流
()
()高二物理半期模拟试卷(三)
满分100分,时间90分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的班级、是名和准考证号填写在试卷和答题卡上。
2.选择题用28沿笔在对应的题号涂黑答案。主现道用0.5毫米黑色签宇笔各在答题卡上对应的答题区
城内。
3.考生必须保持答题卡的整活。考试结束后,请将答题卡上交.
4.本试卷分第I卷和第II卷两部分,测试范围:第9~12章。
第I卷(选择题,40分)
一、单选题(每题3分,共24分)
1.下列说法正确的是( )
A.电场是假想的,并不是真实存在的
B.电场线上某点的切线方向就是电荷在该点的运动方向
C.电场中某点场强的大小,与放在该点的点电荷受到的电场力大小以及所带电量均无关
D.带电体的电荷量可以不是元电荷e的整数倍
2.如图,半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量(可视为点电荷),相隔一定距离,两球之间相互吸引力的大小是F。今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开。这时,A、B两球之间的相互作用力的大小是( )
A. B.
C. D.
3.和为圆上两条相互垂直的直径,圆心为,将电荷量分别为和的两点电荷放在圆周上,其位置关于对称且距离等于圆的半径,如图所示,要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷,则该点电荷( )
A.应放在点, B.应放在点,
C.应放在点, D.应放在点,
4.如图所示,三角形位于匀强电场中,沿电场线方向,垂直于,间电势差为32V。下列说法正确的是( )
A.间电势差为24V
B.间电势差为56V
C.场强大小为100V/m
D.场强在方向的分量大小之比为3:4
5.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下极板都接地,在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,表示点电荷在P点的电势能,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.增大,增大 B.增大,不变
C.减小,增大 D.减小,E不变
6.如图所示的电路中,ab间接人稳压电源,两端电压保持不变,电压表和电流表均为理想电表,在滑动变阻器的滑片P从左向右滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数变大 B.电压表V2示数变大
C.电流表A1示数变大 D.电流表A2示数与A1示数差值越来越大
7.如图所示的电路中,ab间的电压恒定为2V,滑动变阻器的总电阻为,滑动端P处在正中央。在下列四种情况中,电阻R上电压最接近1V的是( )
A., B.,
C., D.,
8.如图1所示,用充电宝为一手机电池充电,其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内,充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的,设手机电池的内阻为r,则时间t内( )
A.充电宝输出的电功率为 B.充电宝产生的热功率为
C.手机电池产生的焦耳热为 D.手机电池储存的化学能为
二、多选题(每题4分,共16分。选对1对得2分,全部选对得4分,漏选1个得2分或错选不得分)
9.下列四幅图描述的场景依次为雷电击中避雷针(图甲)、高压输电线上方还有两条与大地相连的导线(图乙)、燃气灶中的针尖状点火器(图丙)、工人穿戴着含金属丝制成的工作服进行超高压带电作业(图丁),关于这四幅图所涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A.图甲中避雷针的工作原理主要是利用尖端放电避免雷击
B.图丙中的点火器是利用摩擦起电的原理进行点火的
C.图丙中的点火器的工作原理和图丁中工作服内掺入的金属丝的工作原理是相同的
D.图乙中与大地相连的两条导线所起的作用和图丁中工作服内的金属丝所起的作用是相同的
10.某学校为了创建绿色校园,新装了一批节能灯。该路灯通过光控开关实现自动控制,电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变,如图所示为其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),现增加光照强度,则下列判断正确的是( )
A.干路电流增大 B.两端电压变小
C.B灯变亮,A灯变暗 D.A、B两灯都变暗
11.现有两个边长不等的正方形和,如图所示,且、、、间距相等。在、、、的中点分别放等量的点电荷,其中、的中点放的点电荷带正电,、的中点放的点电荷带负电,取无穷远处电势为零。则下列说法中正确的是( )
A.点的电场强度和电势均为零
B.把一正点电荷沿着的路径移动时,电场力所做的总功为零
C.同一点电荷在、两点所受电场力不同
D.将一负点电荷由点移到点,电势能增大
12.如图所示,长为L的绝缘细线一端系一质量为m、带正电的小球,另一端固定在O 点,整个装置置于电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场中.现拉直细线将小球自O点正下方由静止释放,小球摆动的最大偏角θ=60°,重力加速度为g,以下说法正确的是
A.小球电荷量为
B.小球到达最大摆角处,细线上的拉力的大小为T=mg
C.小球在摆动过程中的最大速率
D.小球在摆动过程中的最大速率
第II卷 (非选择题,60分)
三、实验题(本题2小题,13题7分,14题6分,共13分)
13.现测定长金属丝的电阻率.
(1)(1分)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,其读数是 mm.
(2)(2分)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻.这段金属丝的电阻约为1000,在虚线框内画出实验电路图,并标明器材代号 .
电源E(电动势10V,内阻约为10)
电流表(量程0~250mA,内阻)
电流表(量程0~300mA,内阻约为5)
滑动变阻器R(最大阻值10,额定电流2A)
开关S及导线若干
(3)(4分)某同学设计方案正确,测量得到电流表的读数为,电流表的读数为,则这段金属丝电阻的计算式 .从设计原理看,其测量值与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。
14.(6分)某实验小组用电流表、电压表、滑动变阻器等装置测干电池的电动势和内阻,实验装置如图甲所示。
(1)在答题纸相应位置连接好实物图甲 ;
(2)实验中,小张同学无论怎么调节滑动变阻器(),电压表示数约为且无明显变化,检查电路,仪器及接线也无问题,产生此问题的原因可能是 ;
(3)排除故障后,小张选择了量程为的电压表和量程为的电流表,某两次实验中分别得到电流表。电压表示数如图乙所示,其中电流表示数 ,电压表示数为 ;根据实验数据画出如图丙所示的图线,则该电源的电动势为 ,内阻为 (此空保留两位有效数字);
四、解答题
15.(8分)如图所示,把一质量为2.0g、带电荷量为的均匀带负电小球用绝缘细绳悬起,将另一个均匀带正电小球靠近放置,当两个带电小球在同一高度且相距cm时,细绳与竖直方向的夹角,取,,、两小球均可视为点电荷,求:
(1)小球受到的库仑力的大小;
(2)小球的带电荷量。
16.(10分)如图所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8 m。有一质量为500 g的带电小环套在直杆上,正以某一速度沿杆匀速下滑。小环离杆后正好通过C端的正下方P点处。(g取10 m/s2)求:小环在直杆上匀速运动速度的大小v0。
17.(12分)如图所示,长为的绝缘细线上端固定于点,下端系一质量为,电荷量为的带电小球,整个装置处于匀强电场中,电场强度方向水平向右,当小球静止时,细线与水平方向间的夹角,重力加速度为。
(1)小球平衡时,求细线中的拉力大小及电场强度的大小;
(2)将小球向右拉至与点等高,且细线水平绷紧,若由静止释放小球,求小球到达平衡位置时细线中的拉力大小。
18.(17分)如图所示,宽的长方形ABCD内存在与AB平行的匀强电场。质量为m、带电量为的带电粒子从A点沿AD以速度垂直电场射入,正好从C点射出,且速度的偏转角为,并从C点进入带电平行板ab与cd之间的匀强电场,做匀减速直线运动到达cd板的e点时速度恰好为0。已知平行板ab与之间的距离为,,,不计粒子重力,求:
(1)边界BC的长度和ABCD内匀强电场的场强大小;
(2)粒子从A点到e点的运动时间;
(3)C、e两点间的电势差。
()
()
参考答案:
1.C
【详解】A.电场是一种客观存在的物质,A错误;
B.电场线上某点的切线方向表示该点电场的方向,不一定是电荷在该点的运动方向,B错误;
C.电场中某点场强的大小由电场本身决定,与放在该点的点电荷受到的电场力大小以及所带电量均无关,C正确;
D.带电体的电荷量是元电荷e的整数倍,D错误;
故选C。
2.A
【详解】依题意,可知两小球带等量异种电荷,设A小球的带电量为,B小球为,有
第三个半径相同的不带电的金属小球先后与 A、B 两球接触后移开,根据电荷守恒定律,可得A小球所带电荷量变为
B小球所带电荷量变为
可得此时两小球之间的库仑力大小为
故选A。
3.C
【详解】+q的点电荷在圆心O处的场强与-q的点电荷在圆心O处的场强的合场强方向由O点指向D点,根据几何关系和点电荷的场强公式得
要使圆心处的电场强度为零,只要点电荷Q在圆心O处产生的场强方向由O指向C即可,大小也为,所以,点电荷
Q=-q
且应发在C点,故选C。
4.C
【详解】C.设夹角为夹角为α,由场强与电势差的关系可知
得
选项C正确;
A.间电势差
选项A错误;
B.间电势差为
选项B错误;
D.场强在方向的分量大小之比为
选项D错误。
故选C。
5.D
【详解】若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离,根据
可知,C变大;根据
可知,在Q一定的情况下,两极板间的电势差减小,则静电计指针偏角减小;根据
,,
联立可得
可知E不变;P点离下极板的距离不变,E不变,则P点与下极板的电势差不变,P点的电势不变,故不变;故ABC错误D正确。
故选D。
6.A
【详解】CD.滑动变阻器从左向右滑动过程中,滑动变阻器接人电路的电阻变大,电路中的总电流减小,则电流表A1与电流表A2串联,示数相同且均减小,故CD错误;
B.电压表V2的示数总是为零,故B错误;
A.根据可知两端的电压减小,因此电压表V1的示数增大,故A正确。
故选A。
7.B
【详解】A.由串并联电路特点及欧姆定律,可得电阻R上电压
B.电阻R上电压
C.电阻R上电压
D.电阻R上电压
由以上计算可知,电阻R上电压最接近1V的是B,则有ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8.D
【详解】A.充电宝的输出电压U、输出电流I,所以充电宝输出的电功率为
故A错误;
B.充电宝内的电流也是I,但其内阻未知,所以无法判断充电宝产生的热功率,故B错误;
C.U是充电宝的输出电压,不是手机电池的内电压,所以不能用,计算手机电池产生的焦耳热,应为
故C错误;
D.充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能,一部分转化为手机电池产生的焦耳热,故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为
故D正确。
故选D。
9.AD
【详解】A.避雷针的工作原理主要是利用尖端放电避免雷击,故A正确;
B.点火器是利用尖端放电的原理进行点火的,故B错误;
C.点火器是利用尖端放电的原理,工作服内掺入的金属丝的工作原理是静电屏蔽,故C错误;
D.与大地相连的两条导线所起的作用和图丁中工作服内的金属丝所起的作用是相同的,均为静电屏蔽,故D正确。
故选AD。
10.AD
【详解】增加光照强度,R减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,干路电流I增大,电源的内电压增大,路端电压U减小,则A灯的电压减小,A灯变暗,通过的电流
I增大,而减小,则增大,两端电压增大,而、B灯的电压之和等于路端电压,路端电压减小,则知B灯的电压减小,B灯变暗,故BC错误,AD正确。
故选AD。
11.BD
【详解】A.上下两个正、负点电荷在点产生的电场强度向下,左右两个正、负点电荷在点产生的电场强度向右,根据矢量合成法则可知,点的电场强度不为零,方向为沿方向。在点处电势为零,A错误;
B.据对称性,、两点处电势相等,把一正点电荷沿着的路径移动时,电场力做的总功为零,B正确;
C.根据库仑定律和力的合成,同一点电荷在、两点所受电场力相同,C错误;
D.取无穷远处电势为零,点的电势为正,、、三点电势相等,均为零,则负点电荷从点移动到点,电场力做负功,所以电势能增大,D正确。
故选BD。
12.BC
【详解】A.当小球运动到最大摆角处时,速度为零,细线拉力不做功,由动能定理可知:
解得:
故A错误.
B.小球到达最大摆角处时,速度为零,沿细线方向受力平衡,如图所示,则有:
解得.故B正确.
CD.由A选项分析可知:
故重力与电场力合力方向沿与竖直方向成30°角斜向下,当速度方向与合力方向垂直时速度最大,如图所示,
由动能定理得:
解得:
故C正确,D错误.
13. 0.200/0.199/0.201 相等
【详解】(1)[1]根据螺旋测微器的读数法则可知读数为
(2)[2]因该实验没有电压表,电流表的内阻已知,故用表当电压表使用,为了调节范围大,应用分压式滑动变阻器的接法,如下
(3)[3][4]由电路图可知流过的电流为,电阻两端的电压为,因此电阻
该实验的电流为真实电流,电压也为真实电压,因此测得值和真实值相等。
14. 见解析 电池的内阻太小 0.36 2.50 2.62/2.61/2.63 2.0
【详解】(1)[1]干电池的内阻较小,所以电流表采用相对于电池外接法,实物连线如图所示
(2)[2]实验中,小张同学无论怎么调节滑动变阻器(),电压表示数约为且无明显变化,检查电路,仪器及接线也无问题,产生此问题的原因可能是电池的内阻太小,使得外电阻电压总是几乎等于电池电动势。
(3)[3]量程为的电流表,分度值为,由图可知电流表示数为0.36A;
[4]量程为的电压表,分度值为,由图可知电压表示数为2.50V;
[5][6]根据闭合电路欧姆定律可得
可知图像的纵轴截距等于电动势,则有
图像的斜率绝对值等于内阻,则有
15.(1);(2)
【详解】解:(1)以小球为研究对象,受到三个力的作用,由平衡条件可得小球受到的库仑力大小
代入数据解得
由牛顿第三定律可得,小球受到的库仑力大小
(2)由库仑定律得代入数据得小球的带电荷量
16.2 m/s
【详解】如图所示建立坐标x、y轴:
因带电小环匀速下滑,加之电场强度水平向左,所以小环带负电.由几何关系可知,小环所受电场力与重力大小相等.则小环离开直杆后所受的合外力大小为:
由牛顿第二定律可得:
可得
方向垂直于杆向下;
小环离开杆做类平抛运动.垂直于杆方向做匀加速运动有:
平行于杆方向做匀速运动有:
联立各式带入数据解得:v0=2m/s
答:小环在直杆上匀速运动速度的大小v0=2m/s.
17.(1),;(2)
【详解】(1)以小球为对象,由平衡条件得
解得细线中的拉力大小为
根据
解得电场强度的大小为
(2)释放后小球做摆动,由动能定理得
小球到达平衡位置时,小球径向方向的合力提供小球的向心力,则有
联立解得
18.(1);(2);(3)
【详解】(1)粒子在匀强电场中做类平抛运动,根据类平抛运动的规律,过点作出射速度的反向延长线会交于的中点,如图所示
由几何关系有
结合
、
解得
粒子从A点到点做类平抛运动,有
,
解得
,
(2)把粒子在点的速度分别沿着和的方向分解,则有
粒子从点到点做匀减速直线运动,初速度为、末速度为0、位移为,设运动时间为,则有
粒子从A点到点的运动时间为
联立以上各式解得
(3)粒子从点到点由动能定理可得
解得
()
()高二物理半期模拟试卷(二)
满分100分,时间90分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的班级、是名和准考证号填写在试卷和答题卡上。
2.选择题用28沿笔在对应的题号涂黑答案。主现道用0.5毫米黑色签宇笔各在答题卡上对应的答题区
城内。
3.考生必须保持答题卡的整活。考试结束后,请将答题卡上交.
4.本试卷分第I卷和第II卷两部分,测试范围:第9~12章。
第I卷(选择题,40分)
一、单选题(每题3分,共24分)
1.野外高压输电线受到雷击的可能性很大,所以在三条输电线上方还有两条导线,他们与大地相连,下列选项中原理相同的是( )
A.燃气灶点火器的放电电极做成针形
B.静电除尘器用于粉尘较多的各种场所,用来收集或者去除粉尘
C.高频热合机会影响附近电视收看效果,一般将高频热合机放在一个接地的大金属网罩内
D.为防止麻醉剂乙醚爆炸,医生护士要穿有导电材料制成的鞋子和棉布外套
2.两个分别带有电荷量和的相同金属小球(视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后重新放回到原来的位置,则两球间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
3.如图为真空中两点电荷A,B形成的电场中的电场线,该电场线关于虚线对称,点为A,B点电荷连线的中点,、为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是( )
A.A,B可能带等量异种电荷
B.A,B可能带不等量的正电荷
C.同一试探电荷在、两点处所受电场力大小相等,方向相反
D.a、b两点处无电场线,故其电场强度为零
4.将一正电荷从无穷远处移至电场中M点,电场力做功为6.0×10-9J,若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处,电场力做功为7.0×10-9J,则M、N两点的电势φM、φN有如下关系( )
A.φM<φN<0 B.φN>φM>0
C.φN<φM<0 D.φM>φN>0
5.静止于坐标原点O的点电荷的电场中,任一点的电势与该点和点电荷之间的距离x的关系如图所示。A、B、C为x轴上等距的三点,取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是( )
A.A、B、C三点的场强关系为:
B.A、B、C三点的电势关系为:
C.AB、BC间的电势差关系为:
D.负电荷在A、B、C三点的电势能关系为:
6.如图所示时电路中的一部分,其中R1=6Ω、R2=1Ω、R3=3Ω,I1=0.1A、I2=0.3A,则流过电流表的电流( )
A.大小为0.2A,方向向左 B.大小为0.2A,方向向右
C.大小为0.4A,方向向左 D.大小为0.4A,方向向右
7.如图所示,直线A为某电源的图线,曲线B为某LED灯泡的图线,用该电源和灯泡串联起来组成闭合回路,灯泡恰能正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源的内阻为
B.灯泡正常发光时的功率小于5W
C.灯泡的阻值随其电压增大而增大
D.将灯泡换成的定值电阻后,电源的输出功率增大
8.如图质量为电荷量为的小球在场强为区域足够大的匀强电场中,以初速度沿在竖直面内做匀变速直线运动。与水平面夹角,重力加速度且,则( )
A.电场方向竖直向上
B.小球运动的加速度大小为
C.小球上升的最大高度为
D.若小球在初始位置电势能为零,则小球电势能最大值为
二、多选题(每题4分,共16分。选对1对得2分,全部选对得4分,漏选1个得2分或错选不得分)
9.如图甲所示,x轴上固定两个点电荷A和B,电荷A固定在原点O,电荷B固定在处,通过电势传感器测出x轴上各点电势随坐标x的变化规律并描绘出图像,如图乙所示。已知图线与x轴的交点坐标为和,处的图线的切线水平,取无穷远处电势为零时点电荷的电势公式,其中k为静电力常量,Q为场源点电荷的电荷量,r为某点距场源点电荷的距离,以下说法正确的是( )
A.两点电荷为异种电荷
B.两点电荷的电荷量之比为
C.在x轴上的区域内无初速度释放一正电荷,该正电荷一定能到达无穷远处
D.,
10.一根长为l、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,下列说法正确的是( )
A.棒的电阻为R = ρlS B.通过棒的电流I = nevl
C.棒两端电压U = nevρl D.棒的内部场强E = nevρ
11.如图所示;a、b两个带正电的粒子,以相同的动能先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后,a粒子打在B板的点,b粒子打在B板的点,若不计重力,则( )
A.a的电荷量一定大于b的电荷量
B.a的质量一定大于b的质量
C.a的动能增量一定大于b的动能增量
D.电场力对a粒子所做的功一定小于对b粒子做的功
12.一绝缘细线Oa下端系一质量为m的带正电的小球a,在正下方有一光滑的绝缘水平细杆,一带负电的小球b穿过杆在其左侧较远处,小球a由于受到水平绝缘细线的拉力而静止,如图所示,现保持悬线与竖直方向的夹角为θ,并在较远处由静止释放小球b,让其从远处沿杆向右移动到a点的正下方,在此过程中( )
A.悬线Oa的拉力逐渐增大,水平细线的拉力逐渐减小
B.b球的加速度先增大后减小,速度始终增大
C.b球所受的库仑力一直增大
D.b球所受的库仑力先减小后增大
第II卷(非选择题,共60分)
三、实验题(13题6分,14题8分,共14分)
13.(6分)(1)如图1螺旋测微器读数为 ,如图2游标卡尺读数为 。
(2)小明同学在实验室找来多用电表测电阻丝的电阻,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动 ,使指针对准电流的“0”刻线。(填图3中的“S”、“K”或“T”)
②将选择开关旋转到电阻挡“”的位置。
③将红、黑表笔短接,旋动 (填图3中的“S”、“K”或“T”),使指针对准电流的 刻线(填“0”或“满偏电流”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
B.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表欧姆调零
C.将K旋转到电阻挡“”的位置
D.将K旋转到电阻挡“”的位置
14.某学习小组用两种不同的金属电极插入柠檬做了一个“水果电池”,为了测量该电池的电动势和内阻,同学们经过讨论设计的实验电路图如图甲所示。
(1)(2分)在图甲中,①应为 表,②应为 表。(均填“电流”或“电压”)
(2)(4分)正确连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录多组U和I 的值,并以U为纵坐标、I为横坐标,作出的图像如图乙所示,则该水果电池的电动势 V、内阻 Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)(2分)为测未知电阻Rx,某同学将Rx改接在A、B之间,其他部分保持不变,电路图如图丙所示。正确连接电路后重新实验,得到另一条图线,分析发现图线满足关系式,则未知电阻的阻值 。(用b、k和r表示)
四、解答题
15.(8分)如图所示,已知路端电压U=18 V,电容器C1=6 μF、C2=3 μF,电阻R1=6 Ω、R2=3 Ω.当开关S断开时,A、B两点间的电压UAB等于多少?当S闭合时,电容器C1的电荷量改变了多少?
16.(10分)如图所示,一条长为L的绝缘细线,上端固定,下端系一质量为m的带电小球,将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中,当小球平衡时,细线与竖直方向的夹角α=45°。
(1)小球带何种电荷?电荷量为多少?
(2)若将小球向左拉至细线呈水平的位置,然后由静止释放小球,则放手后小球做什么运动?经多长时间到达最低点?
17.(12分)如图所示,带电体甲固定在绝缘水平面上的点,另一个电荷量为、质量为的带电体乙,从点由静止释放,运动距离后到点,此时达到最大速度。已知带电体乙与水平面之间的动摩擦因数为,静电力常量为,重力加速度为。求:
(1)带电体甲形成的电场在点处电场强度的大小;
(2)带电体甲形成的电场中、两点间的电势差。
18.(16分)如图所示,ABCD是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道,固定在竖直面内。以轨道的圆心O为坐标原点,沿水平直径AC方向建立x轴,竖直直径BD方向建立y轴。y轴右侧(含y轴)存在竖直向上的匀强电场。一质量为m、带电量为+q的小球,从A点由静止开始沿轨道下滑,通过轨道最高点D后,又落回到轨道上的A点处。不考虑小球之后的运动,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)小球落回到A点时的速率;
(2)电场强度的大小;
(3)小球从A下滑到电场内的B点时对轨道压力的大小。
()
()
参考答案:
1.C
【详解】野外高压输电线受到雷击的可能性很大,所以在三条输电线上方还有两条导线,他们与大地相连,属于静电屏蔽原理。
A.燃气灶点火器的放电电极做成针形,属于尖端放电原理,故A错误;
B.静电除尘器用于粉尘较多的各种场所,用来收集或者去除粉尘,属于静电应用,故B错误;
C.高频热合机会影响附近电视收看效果,一般将高频热合机放在一个接地的大金属网罩内,属于静电屏蔽原理,故C正确;
D.为防止麻醉剂乙醚爆炸,医生护士要穿有导电材料制成的鞋子和棉布外套,属于静电防止,故D错误。
故选C。
2.A
【详解】根据库仑定律可得
两小球相互接触后重新放回到原来的位置,两小球带电量均为,则两球间库仑力的大小为
联立可得
故选A。
3.C
【详解】AB.由于电场线关于虚线对称,点为A,B点电荷连线的中点,结合等量异种与等量同种点电荷电场线的分布特征,可知A,B带等量同种正电荷,故AB错误;
C.、为其连线的中垂线上对称的两点,根据等量同种点电荷电场线的分布特征,可知、两点位置的电场强度大小相等,方向相反,则同一试探电荷在、两点处所受电场力大小相等,方向相反,故C正确;
D.电场线是为了形象描述看不见、摸不着的电场而人为假想的,其分布的疏密程度表示电场的强弱,a、b两点处虽然无电场线,但其电场强度不为零,故D错误。
故选C。
4.C
【详解】取无穷远处电势
对正电荷有
可得
对负电荷有
可得
可得
故选C。
5.D
【详解】A.依题意,根据点电荷场强公式,可知离点电荷距离越远,场强越小,可得
故A错误;
B.由图可知
故B错误;
C.根据
知,因为AB的平均场强大于BC间的平均场强,所以有
故C错误;
D.根据电势能定义式,可知同一负电荷在电势高的地方电势能反而小,可得三点的电势能关系为
故D正确。
故选D。
6.B
【详解】根据欧姆定律可知
而
同理
而
解得
因此流过R3的电流
负号表示电流的方向由C流向B,由于C点流入和流出的电流之和为零,因此电流表示的示数为
方向向右。
故选B。
7.D
【详解】A.根据图线的斜率的绝对值为电源内阻,可得此电源的内阻
故A错误;
B.两图线的交点表示小灯泡与电源连接时的工作状态,由于灯泡正常发光,则知灯泡的额定电压
额定电流
则额定功率为
故B错误;
C.根据欧姆定律
可知灯泡图像上的点与原点连线的斜率表示电阻的大小,可知小灯L的电阻随两端电压的增大而减小,故C错误;
D.电源的输出功率图像如下
由图可看出当时输出功率最大,由选项B知小灯泡L的额定电压,额定电流,则小灯泡正常发光时的电阻为
若把灯泡L换成阻值恒为的纯电阻,则更接近内阻,则电源的输出功率变大,故D正确。
故选D。
8.D
【详解】AB.小球在竖直面内做匀变速直线运动,故小球所受合力与初速度方向共线,因为,由力的合成可知电场力方向如下图所示与初速度所在直线夹角为斜向左上方,故电场方向不可能竖直向上,小球受到的合力与初速度方向相反,大小为
故小球运动的加速度大小为
故AB错误;
C.设小球上升到最大高度时对应的位移为
解得
故小球上升的最大高度为
故C错误;
D.小球只受到重力和电场力作用,电势能和机械能总和不变,从开始到最高点间,电场力做负功,电势能增大,故当小球上升到最大高度时电势能最大,故有
解得小球电势能最大值为
故D正确。
故选D。
9.AD
【详解】A.根据图乙得电荷A周围的电势为正值,所以电荷A带正电荷,电荷B周围的电势为负值,所以电荷B带负电荷,故两点电荷为异种电荷,A正确;
B.因为处的图线的切线水平,所以该处的电场强度等于零,即
解得,两点电荷的电荷量之比为
B错误;
C.在x轴上的区域内,电势逐渐升高,电场强度沿x轴负方向,若在x轴上的区域内无初速度释放一正电荷,正电荷受到向左的电场力,将向左做加速运动,在x轴上的区域内,电势逐渐降低,电场强度沿x轴正方向,若在x轴上的区域内无初速度释放一正电荷,正电荷受到向右的电场力,将向右加速到无穷远处,C错误;
D.图像中图线的斜率绝对值表示电场强度大小,则处的电场强度为零,有
由图可知,、处的电势为零,根据电势公式有
解得
,
D正确。
故选AD。
10.CD
【详解】A.金属棒的电阻
故A错误;
B.由微观电流表达式得通过金属棒的电流为
I = nevS
故B错误;
C.金属棒两端的电压
故C正确;
D.金属棒内部的场强为
故D正确。
故选CD。
11.AC
【详解】AB.据题意,带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,其水平位移为
竖直位移为
当粒子垂直电场线进入电场后,有
由于、y和E都相等,而b粒子的水平位移大,故b粒子的电荷量较小,无法比较两者的质量,故A正确,B错误;
C.粒子动能的增加量为
故a的动能增量一定大于b的动能增量,故C正确;
D.根据电场力做功等于动能增加量可知,电场力对a粒子所做的功一定大于对b粒子做的功,故D错误。
故选A。
12.BC
【详解】A.b球在较远处时,a球所受库仑力近似为零,在a球正下方时,a球受到的库仑力竖直向下,则悬线Oa的拉力增大,水平方向的分力也增大,所以水平细线的拉力比最初时大,A错误;
B.中间过程b球受到的库仑力的水平分量不为零,可知库仑力的水平分量先增大,后减小,则b球的加速度先增大后减小,b球所受库仑力水平分量与运动方向始终相同,速度一直增大,B正确;
C D.b球受到的库仑力为,在运动过程中,a、b两球之间的距离一直在减小,则b球所受的库仑力一直增大,C正确,D错误。
故选BC。
13. 0.900 14.50 S T 满偏电流 DBA
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确值为,由图1可知读数为
[2]20分度游标卡尺的精确值为,由图2可知读数为
(2)①[3]旋动S,进行机械调零,使指针对准电流的“0”刻线。
③[4][5]将红、黑表笔短接,旋动T,进行欧姆调零,使指针对准电流的满偏电流。
④[6]选择开关旋转到电阻挡“”的位置,将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大,说明待测电阻较小,应将K旋转到电阻挡“”的位置,将两表笔短接,旋动合适部件,对电表欧姆调零,将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接;故应按DBA的顺序进行操作,再完成读数测量。
14. 电压 电流 1.56 240
【详解】(1)[1][2]在图甲中,电压表并联测量电路电压,电流表串联电路中测电流,故①应为电压表,②应为电流表。
(2)[3][4]根据欧姆定律可得
可知图像的纵轴截距等于电动势,则有
图像的斜率绝对值等于内阻,则有
(3)[5]由图丙电路图,根据闭合电路欧姆定律可知
对比
可知
,
可得
15.18 V;减少了3.6×10-5C
【详解】在电路中电容器C1、C2相当于断路.当S断开时,电路中无电流,B、C等势,A、D等势,因此UAB=U=18 V.
当S闭合时,R1和R2串联,C1两端的电压等于R1两端电压,C2两端的电压为R2两端电压,C1电荷量变化的计算首先从电压变化入手.
当S断开时,UAC=18 V,电容器C1带电荷量为
Q1=C1UAC=6×10-6×18 C=1.08×10-4C.
当S闭合时,电路R1、R2导通,电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压,由串联电路的电压分配关系得
UAC′=U=×18 V=12V
此时电容器C1的带电荷量为
Q′=C1UAC′=6×10-6×12 C=7.2×10-5C
电容器C1带电荷量的变化量为
ΔQ=Q′-Q1=-3.6×10-5C
负号表示减少,即C1的带电荷量减少了3.6×10-5C.
16.(1)正电,;(2)匀加速直线运动,
【详解】(1)由于小球处于平衡状态,对小球进行受力分析,如图所示
由此可知小球带正电,设其电荷量为q,则
联立可得
(2)静止释放后,小球由静止开始沿与竖直方向成α=45°斜向右下方做匀加速直线运动,当到达最低点时,它经过的位移为L,此时细线刚好拉直,由匀变速直线运动的规律可得
由牛顿第二定律得
所以
17.(1);(2)
【详解】(1)带电体乙速度最大时有
解得
(2)带电体乙从点到点的过程,由动能定理得
解得
18.(1);(2);(3)。
【详解】(1)设小球离开D点时的速率为vD,由D落回到A的时间为t,则由平抛运动规律有
解得
小球落回到A时的速率为vA,根据动能定理有
解得
(2)小球从A到D的过程中,根据动能定理有
结合(1)解得
(3)小球通过轨道最低点B处时的速率为vB,轨道对小球的支持力为F,则有
根据合力提供向心力有
解得
由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力
答:(1)小球落回到A点时的速率;
(2)电场强度的大小;
(3)小球从A下滑到电场内的B点时对轨道压力的大小。
()
()