
一、單選題(本大題共4小題,共8分)
1.下列敘述中正確的是
A.導體中自由電荷在不停地運動,就形成電流
B.金屬中電子定向移動的方向為電流的方向
C.電流強度的單位是安培,是國際單位制中的基本單位之一
D.所有電源都是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置
2.關于三種起電方式的說法中正確的是( )
A.摩擦起電說明電荷可以被創(chuàng)造
B.接觸帶電的實質(zhì)是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體
C.如圖,帶電小球A在導體B左端感應的是正電荷,用手摸一下B,則B左側(cè)變成負電荷
D.如果帶電的A球吸引B球,則A、B一定帶異種電荷
3.兩個點電荷產(chǎn)生的電場等勢線分布如圖所示,圖像左右、上下對稱,a、b、c、d、e、f六個點均在圖中的等勢線上,a、b兩點在水平對稱軸上,c、d兩點到水平對稱軸的距離相等。下列說法正確的是( )
A.該等勢線是由兩個等量同種電荷產(chǎn)生的
B.a(chǎn)、b兩點的電場強度方向相反
C.電子從e點沿曲線運動到f點,電場力一直做正功
D.一帶正電的微粒從c點沿等勢線運動到d點的過程中,加速度先減小后增大
4.給平行板電容器充電,斷開電源后A極板帶正電,B極板帶負電。板間一帶電小球C用絕緣細線懸掛,如圖所示,小球靜止時與豎直方向的夾角為,則下列說法錯誤的是( )
A.若將B極板向右平移稍許,電容器的電容將減小
B.若將B極板向下平移稍許,A、B兩板間電勢差將增大
C.若將B極板向上平移稍許,夾角將變大
D.輕輕將細線剪斷,小球?qū)⒆鲂睊佭\動
二、多選題(本大題共4小題,共12分)
5.下面說法正確的是( )
A.由可知,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比
B.由可知,點電荷電場中某點的電場強度與場源電荷所帶的電荷量有關
C.由可知,電容器的電容與其所帶電荷量成正比,與兩極板間的電壓成反比
D.由可知,電勢差由電場力在兩點間移動電荷做功和電荷的電量決定
6.如圖所示,虛線是某次避雷針即將放電時,帶負電的云層和避雷針之間三條等勢線的分布示意圖;實線是空氣中某個帶電粒子由點到點的運動軌跡,不計粒子的重力,則( )
A.帶電粒子帶負電
B.帶電粒子帶正電
C.帶電粒子在點的電勢能小于在點的電勢能
D.帶電粒子在點的電勢能大于在點的電勢能
7.如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r,理想電壓表、示數(shù)分別為、,其變化量的絕對值分別為和;流過電源的電流為I,其變化量的絕對值為。在滑動變阻器的觸片從右端滑到左端的過程中(燈泡、、電阻均不變)( )
A.燈泡、變暗,變亮B.
C.增大D.不變
8.如圖所示,初速度不計的電子從電子槍中射出,在加速電場中加速,從正對P板的小孔射出,設加速電壓為U1,又垂直偏轉(zhuǎn)電場方向射入板間并射出,設偏轉(zhuǎn)電壓為U2。則( )
A.U1變大,則電子進入偏轉(zhuǎn)電場的速度變大
B.U1變大,則電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間變短
C.U2變大,則電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的加速度變小
D.若要電子離開偏轉(zhuǎn)電場時偏移量變小,僅使U1變大,其它條件不變即可
三、填空題(本大題共3小題,共14分)
9.靜電感應:當一個帶電體靠近導體時,由于電荷間相互 或 ,導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體,使導體靠近帶電體的一端帶 (填“同種”或“異種”)電荷,遠離帶電體的一端帶 (填“同種”或“異種”) 電荷的現(xiàn)象。
10.電場的基本性質(zhì)是對放入其中的電荷有 的作用,因此電場強度是描述電場的 的性質(zhì)的物理量。電場強度的定義是E= ,適用于任何電場。電荷在電場中具有的勢能叫做電勢能Ep,電場中某點的電荷的電勢能跟它的電量的比值,叫做這一點的 。它是描述電場 的性質(zhì)的物理量。
11.具有防霧、除露、化霜功能的汽車智能后視鏡能保障行車安全,車主可通過旋鈕開關實現(xiàn)功能切換。如圖所示是模擬加熱原理圖。其中測試電源的電壓為100V,電熱絲的阻值均為100Ω,后視鏡玻璃的質(zhì)量為400g,玻璃的比熱容為。防霧、除露、化霜所需加熱功率依次增大。當開關旋至“3”擋時,該電路工作1min,可使后視鏡玻璃溫度升高30℃。
(1)當開關旋至“1”擋時,開啟 (選填“防霧”、“除露”、“化霜”)功能,電路中的電流是多少?
(2)當開關旋至“2”擋時,電路消耗的功率是多少?( )
(3)當開關旋至“3”擋時,電路的加熱效率是多少?( )
四、實驗題(本大題共2小題,共16分)
12.(1)用游標卡尺測量某水管噴水口的內(nèi)徑(直徑),根據(jù)圖所示,應得到其讀數(shù)為 mm
(2)如圖所示,螺旋測微器的讀數(shù)為 mm
13.隨著傳感器技術的不斷進步,傳感器在中學實驗室逐漸普及。某同學用電流傳感器和電壓傳感器做“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗,電路如圖1所示。
(1)先使開關K與1端相連,電源對電容器充電,這個過程很快完成,充滿電的電容器下極板帶 (選填“正”或者“負”)電;
(2)然后把開關K擲向2端,電容器通過電阻R放電,傳感器將電流、電壓信息傳入計算機,經(jīng)處理后得到電流和電壓隨時間變化的I-t、U-t曲線,如圖2所示;則電容器的電容約為 F(計算結果保留兩位有效數(shù)字)。
五、解答題(本大題共3小題,共42分)
14.如圖所示,兩段長度和材料都完全相同的導線ab、bc的橫截面積之比為1∶4,串聯(lián)后加上電壓U,求兩段導線兩端的電壓之比。
15.如圖所示,一條長為L的絕緣細線,上端固定,下端系一質(zhì)量為m的帶電小球,將它置于電場強度為E、方向水平向右的勻強電場中,當小球平衡時,懸線與豎直方向的夾角α=45°。
(1)小球帶何種電荷?電荷量為多少?
(2)若將小球向左拉至懸線呈水平位置,然后由靜止釋放小球,求放手后小球到達最低點的速度多大?
(3)在(2)問中,小球經(jīng)多長時間到達最低點?
16.如圖所示,水平向左的勻強電場中,用長為l的絕緣輕質(zhì)細繩懸掛一小球,小球質(zhì)量為m,帶電量為+q,將小球拉至豎直位置最低位置A點處無初速釋放,小球?qū)⑾蜃髷[動,細線向左偏離豎直方向的最大角度θ=74°。
(1)求電場強度的大小E;
(2)將小球向左擺動的過程中,對細線拉力的最大值;
(3)若從A點處釋放小球時,給小球一個水平向左的初速度,則為保證小球在運動過程中細線不會松弛,的大小應滿足什么條件?
參考答案:
1.C
【詳解】導體中自由電荷的定向移動形成電流,A錯誤;電流的方向和負電荷定向移動的方向相反,B錯誤;電流強度的單位是安培,是國際單位制中的基本單位,C正確;電源是提供電能的裝置,它可以把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能,D錯誤;
2.B
【詳解】A.摩擦起電的實質(zhì)是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,即說明了電荷可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。故A錯誤;
B.接觸帶電的實質(zhì)是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體,故B正確;
C.帶電小球A在導體B左端感應的是負電荷,右端感應的是正電荷;用手摸一下B,導體B與大地構成新的導體,大地是遠端且為0電勢點,大地上負電荷移動到導體B上,中和導體B右端的正電荷,B左側(cè)還是負電荷,故C錯誤;
D.如果帶電的A球吸引B球,則A、B可能帶異種電荷,也可能B不帶電,故D錯誤。
故選B。
3.C
【詳解】A.由電場的等差等勢面的分布及電場線與等勢面垂直可知,該等勢線是由兩個等量異種電荷產(chǎn)生的,A錯誤;
B. a、b兩點在水平對稱軸上,又有沿電場線方向電勢降低可知,a、b兩點的電場強度方向相同,B錯誤;
C.電子從e點沿曲線運動到f點,電子帶負電,即從低電勢到高電勢,電勢能逐漸減小,可知電場力一直做正功,C正確;
D.一帶正電的微粒從c點沿等勢線運動到d點的過程中,受到的電場力總與運動方向垂直,在等量異種電荷產(chǎn)生的電場的中垂線上到關于O點對稱的點場強相等,由等勢線越密的地方電場線越密,電場強度越大可知,則帶正電的微粒從c點到d點的過程中,加速度先增大后減小,D錯誤。
故選C。
4.D
【詳解】A.若將B極板向右平移稍許,則d增大,根據(jù)
可知電容器的電容將減小。故A正確,與題意不符;
B.若將B極板向下平移稍許,則正對面積減小,根據(jù)
可知電容器的電容將減小,依題意可知電容器的電荷量不變,有公式
分析得知A、B兩板間電勢差將增大。故B正確,與題意不符;
C.根據(jù)上一選項分析,當A、B兩板間電勢差將增大時,根據(jù)公式
,F(xiàn)=qE
可得小球所受電場力增大,夾角將變大。故C正確,與題意不符;
D.輕輕將細線剪斷,小球?qū)⒀刂亓εc電場力的合力方向做初速度為零的勻加速直線運動。故D錯誤,與題意相符。
故選D。
5.AB
【詳解】A.公式反映了電流與電壓成正比,與電阻成反比,不是比值定義法,故A正確;
B.根據(jù)點電荷的場強公式知,Q是場源電荷,所以電場中某點電場強度與場源電荷的電量成正比,與該點到場源電荷距離的平方成反比,故B正確;
C.公式可知,電容是描述電容器容納電荷本領的物理量,取決于電容器本身,并不是電容器的電容與所帶電荷量成正比,與兩極板間的電壓成反比,故C錯誤;
D.電勢差是反映電場本身的性質(zhì)的物理量,由是電場本身決定,與所移動的電荷無關,故D錯誤。
故選AB。
6.AD
【詳解】依題意,云層帶負電,避雷針帶正電,根據(jù)帶電粒子的運動軌跡可知,帶電粒子所受電場力指向避雷針尖端,所以帶電粒子帶負電,由M點到N點電場力做正功,電勢能降低,則帶電粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能。
故選AD。
7.BD
【詳解】A.當滑動變阻器的觸片P從右端滑到左端時,變阻器接入電路的電阻增小,根據(jù)串反并同,可知L1 、L2變亮,L3變暗,A錯誤;
B.由上分析可知,電壓表V2讀數(shù)增大,V1讀數(shù)減小,由于路端電壓減小,故可得
B正確;
C.由于
可得
可知其值不變,C錯誤;
D.根據(jù)歐姆定律
可得
可知其值不變,D正確。
故選BD。
8.ABD
【詳解】A.電子在加速電場中
電子進入偏轉(zhuǎn)電場的速度
其他條件不變時,當U1變大,則電子進入偏轉(zhuǎn)電場的速度變大,故A正確;
B.粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動,運動時間等于
其他條件不變時,當U1變大,則電子進入偏轉(zhuǎn)電場的水平速度變大,運動時間變短,故B正確;
C.由可知,U2變大,電子受力變大,加速度變大,電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的加速度變大,故C錯誤;
D.粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動,豎直方向的偏轉(zhuǎn)量
可知,若要電子離開偏轉(zhuǎn)電場時偏移量變小,僅使U1變大,其它條件不變即可,故D正確。
故選ABD。
9. 吸引 排斥 異種 同種
【詳解】[1][2]][3][4]當一個帶電體靠近導體時,由于電荷間相互吸引或排斥,導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體,使導體靠近帶電體的一端帶異種電荷,遠離帶電體的一端帶同種電荷。
10. 力 力 電勢 能
【詳解】[1][2][3]電場最基本的性質(zhì)就是對處在它里面的電荷有力的作用,電場強度的定義是在電場中的某點的電荷受到的電場力F與它所帶的電荷量q的比值,即,適用于任何電場,是描述電場的力的性質(zhì)的物理量,電場強度是反映電場本身強弱和方向的物理量,與檢驗電荷無關;
[4][5]在電場中,某點電荷的電勢能Ep與它所帶的電荷量q的比值叫做這點的電勢,是描述電場能的性質(zhì)的物理量,其大小與檢驗電荷無關。
11. 防霧 0.5A 100W 200W
【詳解】(1)[1]當開關旋至“1”擋時,兩條電阻絲串聯(lián)接入電路,電路的總電阻最大;當開關旋至2”擋時,一條電阻絲單獨接入電路,電阻較大(大于并聯(lián)時的總電阻);當開關旋至“3”擋時,兩條電阻絲并聯(lián)接入電路,總電阻最小。由
可得開關旋至“1”擋時,功率最小,因此為防霧擋。開關旋至“2”擋時,功率較大,因此為除露擋;開關旋至“3”擋時,功率最大,因此為化霜擋。防霧擋的電流為
(2)[2]當開關旋至“2”擋時電路消耗的功率為
(3)[3]當開關旋至“3”擋時,為化霜功能。電路的總電阻
電路的總電流
此時總功率
12. 50.15 8.116
【詳解】(1)[1]用游標卡尺測量某水管噴水口的內(nèi)徑(直徑),得到其讀數(shù)為
50mm+0.05mm×3=50.15mm;
(2)[2]螺旋測微器的讀數(shù)為
8mm+0.01mm×11.6=8.116mm。
13. 負 ~
【詳解】(1)[1]根據(jù)電流結構可知充滿電的電容器下極板帶負電。
(2)[2]電容器放電過程根據(jù)I-t、U-t圖像可知充滿電后電容器上的電壓為
I-t圖像中的面積表示電荷量
電容器的電容為
14.4:1
【詳解】根據(jù)電阻定律R=ρ,可知兩段導線電阻之比
兩段導線串聯(lián)通過電流為I,因此兩段導線兩端的電壓之比
15.(1)正電,(2);(3)
【詳解】(1)由于小球處于平衡狀態(tài),對小球受力分析如圖所示,由此可知小球帶正電,設其電荷量為q,則
FTsinα=qE
FTcsα=mg
聯(lián)立可得
即有
(2)靜止釋放后,小球由靜止開始沿與豎直方向成α=45°斜向右下方做勻加速直線運動,當?shù)竭_最低點時,它經(jīng)過的位移為
此時細線剛好拉直,設到達最低點的速度大小為v,由勻變速直線運動規(guī)律有
根據(jù)牛頓第二定律可得
聯(lián)立求得
,
(3)由勻變速直線運動規(guī)律有
所以
16.(1);(2);(3)或
【詳解】(1)由于帶電小球所受電場力方向向左,電場線方向也向左,細線向左偏離豎直方向的最大角度θ=74°,根據(jù)動能定理
解得
(2)由對稱關系可得,小球運動的過程中,細線向左偏離豎直方向的角度為時,小球速度最大的位置,由動能定理得
小球在37°時,由重力、電場力與細線的拉力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律得
解得
(3)為保證細線不會松弛,當小球不能做完整的圓周運動時,細繩偏離“等效最低點”B點不超過90°時,根據(jù)動能定理有
聯(lián)立解得
當小球能做完整的圓周運動時,在等效“最高點”需滿足
根據(jù)動能定理有
聯(lián)立可得足
綜上可得
或題號
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
B
C
D
AB
AD
BD
ABD
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