全卷滿分100分,考試時(shí)間75分鐘。
注意事項(xiàng):
1、答題前,先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試卷和答題卡上,并將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2、請按題號順序在答題卡上各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答,寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
3、選擇題用2B鉛筆在答題卡上把所選答案的標(biāo)號涂黑;非選擇題用黑色簽字筆在答題卡上作答;字體工整,筆跡清楚。
4、考試結(jié)束后,請將試卷和答題卡一并上交。
5、本卷主要考查內(nèi)容:必修第三冊第九章~第十一章第3節(jié)。
一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 下列可以用來表示電場強(qiáng)度單位的是( )
A. N·CB. V·mC. D.
2. 關(guān)于靜電的防止與利用,下列說法正確的是( )
A. 做靜電實(shí)驗(yàn)時(shí),減小實(shí)驗(yàn)室空氣濕度,這是為了防止漏電對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響
B. 為了防止靜電危害,保證乘客的安全,飛機(jī)起落架的輪胎用絕緣橡膠制成
C. 金屬導(dǎo)體有靜電屏蔽的作用,運(yùn)輸汽油時(shí)把汽油裝進(jìn)塑料桶比裝進(jìn)金屬桶安全
D. 建筑物頂端裝上避雷針可以避雷,沒有安裝避雷針建筑物一定會(huì)被雷電擊毀
3. 如圖所示,在相距40km的A、B兩地之間沿直線架設(shè)了兩條輸電線,兩條輸電線的總電阻為?,F(xiàn)輸電線在某處發(fā)生了短路,為確定短路位置,檢修員進(jìn)行了如下操作:在A地接上電源,測得電壓表示數(shù)為10V,電流表示數(shù)為40mA。則A地到短路處兩根輸電線的總電阻和A地到短路處的距離分別為( )
A. 500Ω;12.5kmB. 500Ω;25km
C. 250Ω;12.5kmD. 250Ω;25km
4. 如圖所示,平行板電容器兩極板M、N分別通過導(dǎo)線、開關(guān)與電源相接,其中N板接地,板間距離為d,開關(guān)S閉合,在M板上用長為L的絕緣細(xì)繩懸掛一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電小球,小球在A點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)細(xì)繩伸直且與豎直方向間夾角為。已知重力加速度為g,地面電勢為0,小球可視為點(diǎn)電荷。則( )
A. 細(xì)繩拉力大小為
B. A點(diǎn)電勢
C. 若保持開關(guān)S閉合,將N板向左平移少許,將減小
D. 若將開關(guān)S斷開,將N板豎直向下平移少許,仍保持不變
5. 等量異種點(diǎn)電荷固定在如圖所示的真空空間中,O為兩電荷連線的中點(diǎn),A、B為連線的中垂線上關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn),C、D為過O點(diǎn)的一直線上關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn),電子重力不計(jì)。下列說法正確的是( )
A. C、D兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等、方向不同
B. A點(diǎn)由靜止釋放一電子,電子將沿AB做往返運(yùn)動(dòng)
C. 將一電子分別放在C點(diǎn)和D點(diǎn),在D點(diǎn)的電勢能較大
D 將一電子從A點(diǎn)經(jīng)C點(diǎn)、D點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力始終不做功
6. 甲、乙、丙為三個(gè)完全相同的金屬小球,甲球所帶電荷量為,乙球所帶電荷量為,丙球不帶電。將甲、乙兩球固定,相距(遠(yuǎn)大于小球的半徑),甲、乙間的相互作用力為,然后讓丙球反復(fù)與甲、乙球多次接觸,最后移去丙球。甲、乙兩球后來所帶的電荷量和甲、乙兩球間的相互作用力分別變?yōu)椋? )
A. ,B. ,C. ,D. ,
7. 如圖所示,用粗細(xì)均勻絕緣線制成直徑為的圓環(huán),為圓環(huán)的半徑,圓環(huán)上均勻地分布著正電荷,現(xiàn)在圓環(huán)上處取下足夠短的帶電量為的一小段,將其沿連線向下移動(dòng)的距離到點(diǎn)處,設(shè)圓環(huán)的其他部分的帶電量與電荷分布保持不變,已知靜電力常量為,若此時(shí)在點(diǎn)放一個(gè)帶電量為的帶正電的試探電荷,則該試探電荷受到的電場力大小為( )
A. B. C. D.
二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。
8. 電解槽內(nèi)有一價(jià)離子的電解溶液,溶液中插有兩根碳棒A、B作為電極,將它們接在直流電源上,溶液中就有電流通過,假設(shè)時(shí)間t內(nèi)通過溶液內(nèi)橫截面S的正離子數(shù)是,負(fù)離子數(shù)是,設(shè)元電荷的電量為e,以下解釋正確的是( )
A. 溶液內(nèi)正負(fù)離子沿相反方向運(yùn)動(dòng),電流相互抵消
B. 負(fù)離子定向移動(dòng)的方向是從A到B
C. 溶液內(nèi)電流方向從B到A,電流
D. 溶液內(nèi)電流方向從B到A,電流
9. 將帶電荷量為的電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中的A點(diǎn),需要克服靜電力做功,取無限遠(yuǎn)處的電勢為零,下列說法正確的是( )
A. q在A點(diǎn)的電勢能為B. A點(diǎn)的電勢
C. q未移入電場前,A點(diǎn)的電勢為0D. q未移入電場前,A點(diǎn)的電勢為
10. 如圖所示,水平地面上有沿x軸正方向的電場,其沿x軸的電勢與坐標(biāo)x的關(guān)系用圖中曲線表示,圖中斜線為該曲線過點(diǎn)的切線。現(xiàn)有一質(zhì)量為0.20kg、電荷量為的滑塊P(可視作質(zhì)點(diǎn)),從x=0.10m處由靜止釋放,其與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度取。則下列說法正確的是( )
A. 沿x軸正方向,電場強(qiáng)度逐漸增大
B. 滑塊先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),最終靜止
C. 滑塊運(yùn)動(dòng)的最大速度約為0.2m/s
D. 滑塊最終停在0.15m到0.3m之間某位置
三、非選擇題:本題共5小題,共54分。
11. 某同學(xué)做摩擦起電的實(shí)驗(yàn)過程和觀察到的現(xiàn)象:手戴絕緣的手套拿有機(jī)玻璃棒,用力將兩塊起電板快速摩擦后分開,如圖甲;將其中一塊板插入箔片驗(yàn)電器上端的空心金屬球(不要接觸金屬球),如圖乙箔片張開;將兩塊板同時(shí)插入空心金屬球,如圖丙箔片閉合。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程和觀察到的現(xiàn)象,回答下列問題:
(1)如圖甲用力將兩塊起電板快速摩擦后分開,兩板分別帶上了____________電荷;
(2)如圖乙箔片張開的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說明____________;
(3)如圖丙箔片閉合的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說明____________;
(4)該研究性實(shí)驗(yàn)?zāi)茯?yàn)證____________定律。
12. 某同學(xué)欲測量一阻值大約為的金屬圓柱體的電阻率。實(shí)驗(yàn)室除游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、導(dǎo)線、開關(guān)和待測金屬以外,還有以下可供選擇的器材:
A.電源E
B.電壓表V(量程為0~6V,內(nèi)阻)
C.電流表A(量程為0~0.6A,內(nèi)阻)
D.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為,額定電流為2A)
(1)用游標(biāo)卡尺測該金屬的長度L,如圖甲所示,讀數(shù)______mm,用螺旋測微器測該金屬的直徑D,如圖乙所示,讀數(shù)______mm;
(2)為了測量盡可能精確,設(shè)計(jì)最合理的實(shí)驗(yàn)電路圖將圖丙的虛線框部分補(bǔ)充完整_____;
(3)若電壓表示數(shù)記為U,電流表示數(shù)記為I,則該金屬電阻率的表達(dá)式______(用題中相關(guān)物理量的字母符號表示)。
13. 在一根長、橫截面積的銅質(zhì)導(dǎo)線兩端加電壓。已知銅的電阻率,則:
(1)該導(dǎo)線的電阻多大?
(2)該導(dǎo)線中的電流多大?
(3)當(dāng)電阻線對折后,接入相同的電壓,電流是多大?
14. 如圖所示,在光滑絕緣平面上有一半徑為r的圓周,圓心為O,a、b、c、d、e、f為圓周的六等分點(diǎn),在b、c、d、f四點(diǎn)分別固定電荷量為-2q、+q、-3q、-q(q>0)的點(diǎn)電荷,已知靜電力常量為k。
(1)求圓心O處的電場強(qiáng)度大小和方向;
(2)若將一電荷量為-2q的試探電荷放在圓心O處,求該試探電荷所受電場力的大小和方向。
15. 如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有方向水平向左、場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場,第二象限內(nèi)直線x=-d()與y軸間有方向豎直向下、場強(qiáng)大小未知的勻強(qiáng)電場。將一電荷量為+q()的粒子從第一象限的S點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)S點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),粒子進(jìn)入第二象限后經(jīng)偏轉(zhuǎn)恰好能從坐標(biāo)處飛出,粒子重力不計(jì)。
(1)求第二象限內(nèi)電場強(qiáng)度的大?。?br>(2)若僅調(diào)整第一象限內(nèi)S點(diǎn)的位置,為使粒子始終能從坐標(biāo)處飛出,求釋放點(diǎn)S的縱坐標(biāo)y與橫坐標(biāo)x間應(yīng)滿足的關(guān)系;
(3)若保持各部分場強(qiáng)不變,以直線為分界線,將第二象限內(nèi)電場等分成Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域,并將區(qū)域Ⅱ向左平移一段距離,再將粒子從點(diǎn)由靜止釋放,如圖乙所示。要使粒子從區(qū)域Ⅱ左邊界與x軸的交點(diǎn)P處飛出,求的大小。
2023~2024學(xué)年度上學(xué)期第一次月考考試
高二物理
全卷滿分100分,考試時(shí)間75分鐘。
注意事項(xiàng):
1、答題前,先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試卷和答題卡上,并將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2、請按題號順序在答題卡上各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答,寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
3、選擇題用2B鉛筆在答題卡上把所選答案的標(biāo)號涂黑;非選擇題用黑色簽字筆在答題卡上作答;字體工整,筆跡清楚。
4、考試結(jié)束后,請將試卷和答題卡一并上交。
5、本卷主要考查內(nèi)容:必修第三冊第九章~第十一章第3節(jié)。
一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 下列可以用來表示電場強(qiáng)度單位的是( )
A. N·CB. V·mC. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】AC.由
可得電場強(qiáng)度單位為或,故AC錯(cuò)誤;
B.由
可得電場強(qiáng)度的單位為,故B錯(cuò)誤;
D.由
可得電場強(qiáng)度的單位為,故D正確。
故選D。
2. 關(guān)于靜電的防止與利用,下列說法正確的是( )
A. 做靜電實(shí)驗(yàn)時(shí),減小實(shí)驗(yàn)室空氣濕度,這是為了防止漏電對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響
B. 為了防止靜電危害,保證乘客安全,飛機(jī)起落架的輪胎用絕緣橡膠制成
C. 金屬導(dǎo)體有靜電屏蔽的作用,運(yùn)輸汽油時(shí)把汽油裝進(jìn)塑料桶比裝進(jìn)金屬桶安全
D. 建筑物頂端裝上避雷針可以避雷,沒有安裝避雷針的建筑物一定會(huì)被雷電擊毀
【答案】A
【解析】
【詳解】A.做靜電實(shí)驗(yàn)時(shí),減小空氣濕度是為了防止漏電,保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,故A正確;
B.飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電橡膠制成可以將飛機(jī)產(chǎn)生的靜電迅速導(dǎo)走,不能用絕緣膠制成,故B錯(cuò)誤;
C.由于塑料桶與油容易摩擦起電且電荷不易導(dǎo)走,故用金屬桶裝易燃的汽油較安全,故C錯(cuò)誤;
D.避雷針有避雷作用,對高管的建筑物如果沒有安裝會(huì)有危險(xiǎn),但對低矮的建筑不一定被雷電擊毀,故D錯(cuò)誤。
故選A。
3. 如圖所示,在相距40km的A、B兩地之間沿直線架設(shè)了兩條輸電線,兩條輸電線的總電阻為?,F(xiàn)輸電線在某處發(fā)生了短路,為確定短路位置,檢修員進(jìn)行了如下操作:在A地接上電源,測得電壓表示數(shù)為10V,電流表示數(shù)為40mA。則A地到短路處兩根輸電線的總電阻和A地到短路處的距離分別為( )
A. 500Ω;12.5kmB. 500Ω;25km
C. 250Ω;12.5kmD. 250Ω;25km
【答案】C
【解析】
【詳解】設(shè)發(fā)生短路處到A處距離為x,據(jù)題意知,A、B兩地間的距離為
電壓表的示數(shù)為
電流表的示數(shù)為
根據(jù)歐姆定律
可得,A端到短路處兩根輸電線的總電阻為
根據(jù)電阻定律可知
設(shè)A、B兩地輸電線的電阻為,則

解得
ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選C。
4. 如圖所示,平行板電容器兩極板M、N分別通過導(dǎo)線、開關(guān)與電源相接,其中N板接地,板間距離為d,開關(guān)S閉合,在M板上用長為L的絕緣細(xì)繩懸掛一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電小球,小球在A點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)細(xì)繩伸直且與豎直方向間夾角為。已知重力加速度為g,地面電勢為0,小球可視為點(diǎn)電荷。則( )
A. 細(xì)繩拉力大小
B. A點(diǎn)電勢為
C. 若保持開關(guān)S閉合,將N板向左平移少許,將減小
D. 若將開關(guān)S斷開,將N板豎直向下平移少許,仍保持不變
【答案】D
【解析】
【詳解】A.根據(jù)題意,對小球受力分析,一定受豎直向下重力、豎直向上的電場力,可能受繩子的拉力,由于小球在點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài),由平衡條件可得

故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)題意,由圖可知
由公式,可得
又有
,
可得
故B錯(cuò)誤;
C.若保持開關(guān)S閉合,兩板間電壓不變,將N板向左平移少許,兩板間距離不變,由可知,不變,故小球受到的電場力不變,則小球仍在A點(diǎn)靜止,保持不變,故C錯(cuò)誤;
D.若將開關(guān)S斷開,兩板上電荷量保持不變,由公式,和可得,將N板豎直向下平移少許,不變,故小球受到的電場力不變,則小球仍在A點(diǎn)靜止,保持不變,故D正確。
故選D。
5. 等量異種點(diǎn)電荷固定在如圖所示的真空空間中,O為兩電荷連線的中點(diǎn),A、B為連線的中垂線上關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn),C、D為過O點(diǎn)的一直線上關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn),電子重力不計(jì)。下列說法正確的是( )
A. C、D兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等、方向不同
B. 在A點(diǎn)由靜止釋放一電子,電子將沿AB做往返運(yùn)動(dòng)
C. 將一電子分別放在C點(diǎn)和D點(diǎn),在D點(diǎn)的電勢能較大
D. 將一電子從A點(diǎn)經(jīng)C點(diǎn)、D點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力始終不做功
【答案】C
【解析】
【詳解】A.C、D為過O點(diǎn)的一直線上關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn),根據(jù)等量異種電荷的電場分布,兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向相同,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)等量異種電荷的電場分布可知,在A點(diǎn)由靜止釋放一電子,A點(diǎn)場強(qiáng)水平向右,電子將做曲線運(yùn)動(dòng),不可能沿AB運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;
C.圖中的C點(diǎn)的電勢高,D點(diǎn)的電勢低,由可知將一電子分別放在C點(diǎn)和D點(diǎn),在D點(diǎn)的電勢能較大,故C正確;
D.C點(diǎn)電勢大于零,AB兩點(diǎn)電勢為零,D點(diǎn)電勢小于零,電子從A點(diǎn)到C點(diǎn),由可知電場力做正功;從C點(diǎn)到D點(diǎn),電場力做負(fù)功;從D點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做正功,故D錯(cuò)誤。
故選C。
6. 甲、乙、丙為三個(gè)完全相同的金屬小球,甲球所帶電荷量為,乙球所帶電荷量為,丙球不帶電。將甲、乙兩球固定,相距(遠(yuǎn)大于小球的半徑),甲、乙間的相互作用力為,然后讓丙球反復(fù)與甲、乙球多次接觸,最后移去丙球。甲、乙兩球后來所帶的電荷量和甲、乙兩球間的相互作用力分別變?yōu)椋? )
A. ,B. ,C. ,D. ,
【答案】A
【解析】
【詳解】丙與甲、乙反復(fù)接觸后,甲、乙原先所帶電量的總和最后在三個(gè)相同的小球間均分。則甲、乙兩球后來帶的電量均為
甲、乙球原先是引力,大小為
甲、乙球后來是斥力,大小為

甲、乙間的相互作用力為。
故選A。
7. 如圖所示,用粗細(xì)均勻的絕緣線制成直徑為的圓環(huán),為圓環(huán)的半徑,圓環(huán)上均勻地分布著正電荷,現(xiàn)在圓環(huán)上處取下足夠短的帶電量為的一小段,將其沿連線向下移動(dòng)的距離到點(diǎn)處,設(shè)圓環(huán)的其他部分的帶電量與電荷分布保持不變,已知靜電力常量為,若此時(shí)在點(diǎn)放一個(gè)帶電量為的帶正電的試探電荷,則該試探電荷受到的電場力大小為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】線框上的電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)等效為q電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度
方向豎直向下,在F點(diǎn)電荷量為q的電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為
方向豎直向上,此時(shí)O點(diǎn)的場強(qiáng)為
方向豎直向下,則帶電量為的帶正電的試探電荷,則該試探電荷受到的電場力大小
故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選C。
二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。
8. 電解槽內(nèi)有一價(jià)離子的電解溶液,溶液中插有兩根碳棒A、B作為電極,將它們接在直流電源上,溶液中就有電流通過,假設(shè)時(shí)間t內(nèi)通過溶液內(nèi)橫截面S的正離子數(shù)是,負(fù)離子數(shù)是,設(shè)元電荷的電量為e,以下解釋正確的是( )
A. 溶液內(nèi)正負(fù)離子沿相反方向運(yùn)動(dòng),電流相互抵消
B. 負(fù)離子定向移動(dòng)的方向是從A到B
C. 溶液內(nèi)電流方向從B到A,電流
D. 溶液內(nèi)電流方向從B到A,電流
【答案】BD
【解析】
【詳解】AB.電流的方向與正離子定向移動(dòng)方向相同,與負(fù)離子定向移動(dòng)方向相反。所以正離子定向移動(dòng)形成電流,方向從B到A,負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流方向也從B到A,不會(huì)相互抵消,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;
CD.溶液內(nèi)電流方向從B到A。t時(shí)間內(nèi)通過溶液截面S的電荷量
則根據(jù)電流的定義式有
選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。
故選BD。
9. 將帶電荷量為的電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中的A點(diǎn),需要克服靜電力做功,取無限遠(yuǎn)處的電勢為零,下列說法正確的是( )
A. q在A點(diǎn)的電勢能為B. A點(diǎn)的電勢
C. q未移入電場前,A點(diǎn)的電勢為0D. q未移入電場前,A點(diǎn)的電勢為
【答案】AB
【解析】
【詳解】A.電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場中A點(diǎn)克服靜電力做功,電荷的電勢能增加,電勢能的增加量為
無限遠(yuǎn)處的電勢為零,無限遠(yuǎn)處電勢能也為零,則q在A點(diǎn)的電勢能為
故A正確;
B.根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系可得A點(diǎn)的電勢
故B正確;
CD.A點(diǎn)的電勢是由電場本身決定的,與A點(diǎn)是否有電荷存在無關(guān),所以在q未移入電場前,A點(diǎn)電勢仍為,故CD均錯(cuò)誤。
故選AB。
10. 如圖所示,水平地面上有沿x軸正方向的電場,其沿x軸的電勢與坐標(biāo)x的關(guān)系用圖中曲線表示,圖中斜線為該曲線過點(diǎn)的切線?,F(xiàn)有一質(zhì)量為0.20kg、電荷量為的滑塊P(可視作質(zhì)點(diǎn)),從x=0.10m處由靜止釋放,其與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度取。則下列說法正確的是( )
A. 沿x軸正方向,電場強(qiáng)度逐漸增大
B. 滑塊先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),最終靜止
C. 滑塊運(yùn)動(dòng)的最大速度約為0.2m/s
D. 滑塊最終停在0.15m到0.3m之間某位置
【答案】BD
【解析】
【詳解】A.圖線的斜率表示電場強(qiáng)度,由圖可知,沿x軸正方向電場強(qiáng)度減小,故A錯(cuò)誤;
B.φ-x圖像的斜率的絕對值表示電場強(qiáng)度的大小,所以處的電場強(qiáng)度大小為
滑塊此時(shí)受到的電場力為
滑塊與水平地面間的滑動(dòng)摩擦力(最大靜摩擦力)大小為
由圖可知x=0.1m處電場強(qiáng)度大于x=0.15m處電場強(qiáng)度,即滑塊釋放時(shí)所受電場力大小
所以滑塊釋放后開始向右加速運(yùn)動(dòng),由于φ-x圖像斜率的絕對值不斷減小且最后趨于零,所以電場強(qiáng)度也不斷減小且最后趨于零,則滑塊受到向右的電場力不斷減小且最后趨于零,根據(jù)牛頓第二定律可推知滑塊一開始做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)電場力減小至比滑動(dòng)摩擦力還小時(shí),滑塊開始做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),最終將靜止,故B正確;
C.當(dāng)滑塊所受電場力大小與滑動(dòng)摩擦力大小相等時(shí)滑塊速度最大(設(shè)為v),根據(jù)前面分析可知此時(shí)滑塊位于x=0.15m處,由圖可知x=0.1m與x=0.15m之間的電勢差約為
根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
故C錯(cuò)誤;
D.假滑塊最終在處停下,x=0.15m與x=0.3m之間的電勢差約為
滑塊從x=0.15m到x=0.3m過程中電場力做功為
滑動(dòng)摩擦力做功為
所以滑塊最終停在0.15m到0.3m之間某位置,故D正確。
故選BD。
三、非選擇題:本題共5小題,共54分。
11. 某同學(xué)做摩擦起電的實(shí)驗(yàn)過程和觀察到的現(xiàn)象:手戴絕緣的手套拿有機(jī)玻璃棒,用力將兩塊起電板快速摩擦后分開,如圖甲;將其中一塊板插入箔片驗(yàn)電器上端的空心金屬球(不要接觸金屬球),如圖乙箔片張開;將兩塊板同時(shí)插入空心金屬球,如圖丙箔片閉合。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程和觀察到的現(xiàn)象,回答下列問題:
(1)如圖甲用力將兩塊起電板快速摩擦后分開,兩板分別帶上了____________電荷;
(2)如圖乙箔片張開的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說明____________;
(3)如圖丙箔片閉合的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說明____________;
(4)該研究性實(shí)驗(yàn)?zāi)茯?yàn)證____________定律。
【答案】 ①. 等量異種 ②. 板帶電 ③. 兩板所帶總電荷量為零 ④. 電荷守恒
【解析】
【詳解】(1)[1]用力將兩塊起電板快速摩擦后分開,兩板分別帶上了等量異種電荷;
(2)[2]如圖乙中金屬球與箔片組成的整體發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象故箔片張開;
(3)(4)[3][4]如圖丙中兩塊板同時(shí)插入空心金屬球,總電荷量為零,不發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象,故箔片不張開,該實(shí)驗(yàn)?zāi)茯?yàn)證電荷守恒定律。
12. 某同學(xué)欲測量一阻值大約為的金屬圓柱體的電阻率。實(shí)驗(yàn)室除游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、導(dǎo)線、開關(guān)和待測金屬以外,還有以下可供選擇的器材:
A.電源E
B.電壓表V(量程為0~6V,內(nèi)阻)
C.電流表A(量程為0~0.6A,內(nèi)阻)
D.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為,額定電流為2A)
(1)用游標(biāo)卡尺測該金屬的長度L,如圖甲所示,讀數(shù)______mm,用螺旋測微器測該金屬的直徑D,如圖乙所示,讀數(shù)______mm;
(2)為了測量盡可能精確,設(shè)計(jì)最合理的實(shí)驗(yàn)電路圖將圖丙的虛線框部分補(bǔ)充完整_____;
(3)若電壓表示數(shù)記為U,電流表示數(shù)記為I,則該金屬電阻率的表達(dá)式______(用題中相關(guān)物理量的字母符號表示)。
【答案】 ①. 60.20 ②. 4.750##4.749##4.751##4.752 ③. 如圖所示
④.
【解析】
【詳解】(1)[1]根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知
[2]根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則可知
(2)[3]待測電阻遠(yuǎn)小于電壓表電阻,則電流表采用外接法,電路圖如圖所示
(3)[4]根據(jù)電阻率公式可得
圓的面積公式可知
由公式可知
代入可得
13. 在一根長、橫截面積的銅質(zhì)導(dǎo)線兩端加電壓。已知銅的電阻率,則:
(1)該導(dǎo)線的電阻多大?
(2)該導(dǎo)線中的電流多大?
(3)當(dāng)電阻線對折后,接入相同的電壓,電流是多大?
【答案】(1);(2)20A;(3)80A
【解析】
【詳解】(1)該導(dǎo)線的電阻
(2)該導(dǎo)線中的電流
(3)當(dāng)電阻線對折后,電阻變?yōu)?br>接入相同的電壓,電流是
14. 如圖所示,在光滑絕緣平面上有一半徑為r的圓周,圓心為O,a、b、c、d、e、f為圓周的六等分點(diǎn),在b、c、d、f四點(diǎn)分別固定電荷量為-2q、+q、-3q、-q(q>0)的點(diǎn)電荷,已知靜電力常量為k。
(1)求圓心O處的電場強(qiáng)度大小和方向;
(2)若將一電荷量為-2q的試探電荷放在圓心O處,求該試探電荷所受電場力的大小和方向。
【答案】(1),方向從O點(diǎn)指向d點(diǎn);(2)方向由O指向a。
【解析】
【詳解】(1)在cf兩點(diǎn)的電荷在O點(diǎn)的合場強(qiáng)為
方向由O點(diǎn)指向f點(diǎn);
在b點(diǎn)的電荷在O點(diǎn)的合場強(qiáng)為
方向由O點(diǎn)指向b點(diǎn);
兩個(gè)場強(qiáng)夾角為120°,則合場強(qiáng)仍為
方向沿Oa方向;
而在d點(diǎn)的電荷在O點(diǎn)的合場強(qiáng)為
方向由O點(diǎn)指向d點(diǎn);
則最終的合場強(qiáng)為
方向從O點(diǎn)指向d點(diǎn);
(2)若將一電荷量為-2q的試探電荷放在圓心O處,該試探電荷所受電場力的大小
方向由O指向a。
15. 如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有方向水平向左、場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場,第二象限內(nèi)直線x=-d()與y軸間有方向豎直向下、場強(qiáng)大小未知的勻強(qiáng)電場。將一電荷量為+q()的粒子從第一象限的S點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)S點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),粒子進(jìn)入第二象限后經(jīng)偏轉(zhuǎn)恰好能從坐標(biāo)處飛出,粒子重力不計(jì)。
(1)求第二象限內(nèi)電場強(qiáng)度的大?。?br>(2)若僅調(diào)整第一象限內(nèi)S點(diǎn)的位置,為使粒子始終能從坐標(biāo)處飛出,求釋放點(diǎn)S的縱坐標(biāo)y與橫坐標(biāo)x間應(yīng)滿足的關(guān)系;
(3)若保持各部分場強(qiáng)不變,以直線為分界線,將第二象限內(nèi)電場等分成Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域,并將區(qū)域Ⅱ向左平移一段距離,再將粒子從點(diǎn)由靜止釋放,如圖乙所示。要使粒子從區(qū)域Ⅱ左邊界與x軸的交點(diǎn)P處飛出,求的大小。
【答案】(1)E;(2);(3)d
【解析】
【詳解】(1)由動(dòng)能定理可得
粒子在第二象限做類平拋運(yùn)動(dòng),有
聯(lián)立可得
(2)若僅調(diào)整第一象限內(nèi)S點(diǎn)的位置,則在第一象限有
在第二象限有
聯(lián)立可得
(3)設(shè)粒子在I區(qū)沿電場方向的位移為、在區(qū)域沿電場方向的位移為、在II區(qū)沿電場方向的位移為,由題意可知粒子離開I區(qū)的速度方向與進(jìn)入II區(qū)的速度方向相同,因?yàn)镮 、II區(qū)的寬度相同,所以粒子在I 、II區(qū)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,則粒子在I 、II區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),沿電場方向的位移關(guān)系為
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)速度偏角與位移偏角的關(guān)系有
粒子在I區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
沿電場方向的位移為
聯(lián)立可得

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