
一、單選題(共7題,每題4分)
1. 對(duì)于由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場,下列說法正確的是( )
A. 電場強(qiáng)度的定義式仍成立,即,式中的就是產(chǎn)生電場的點(diǎn)電荷
B. 由公式可知,在離點(diǎn)電荷距離相等的地方,電場強(qiáng)度均相同
C. 在產(chǎn)生的電場中某點(diǎn),電場強(qiáng)度的方向與放入該點(diǎn)的試探電荷的帶電種類無關(guān)
D. 在產(chǎn)生的電場中某點(diǎn),放置電量不同的試探電荷,因試探電荷所受電場力不同,故該點(diǎn)的電場強(qiáng)度也會(huì)隨之改變
【答案】C
【解析】
【詳解】A.電場強(qiáng)度的定義式仍成立,即
式中的是試探電荷的帶電量,A錯(cuò)誤;
B.由公式
可知,在離點(diǎn)電荷距離相等的地方,電場強(qiáng)度大小相等,但是方向不相同,B錯(cuò)誤;
C.在產(chǎn)生的電場中某點(diǎn),電場強(qiáng)度的方向與放入該點(diǎn)的試探電荷的帶電種類無關(guān),C正確;
D.在產(chǎn)生的電場中某點(diǎn),電場強(qiáng)度是一定的,即使放置電量不同的試探電荷,試探電荷所受電場力不同,但是該點(diǎn)的電場強(qiáng)度也不會(huì)隨之改變,D錯(cuò)誤。
故選C。
2. 如圖所示,當(dāng)開關(guān)S閉合后,小型直流電動(dòng)機(jī)M和指示燈L都恰能正常工作。已知電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r,指示燈L的電阻為R0,額定電流為I,電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為R,則( )
A. 電動(dòng)機(jī)的額定電壓為IRB. 電動(dòng)機(jī)的電功率為I2R
C. 電動(dòng)機(jī)的熱功率為I2RD. 電源的輸出功率為I2(R + r)
【答案】C
【解析】
【詳解】A.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)屬于非純電阻元件,因此其額定電壓不等于IR,根據(jù)小型直流電動(dòng)機(jī)M和指示燈L都恰能正常工作以及閉合電路歐姆定律可得其額定電壓為
UM = E - I(r + R0)
A錯(cuò)誤;
B.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)屬于非純電阻元件,根據(jù)小型直流電動(dòng)機(jī)M和指示燈L都恰能正常工作以及閉合電路歐姆定律可得其電功率為
PM = IUM
B錯(cuò)誤;
C.電動(dòng)機(jī)的熱功率即電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻產(chǎn)生的焦耳熱是純電阻電路,為I2R,C正確;
D.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)屬于非純電阻元件,則電源的輸出功率為
P出 = U外I = (E - Ir)I
D錯(cuò)誤。
故選C。
3. 如圖是有兩個(gè)量程的電壓表,當(dāng)使用A、B兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程為0 ~ 10 V;當(dāng)使用A、C兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程為0 ~ 100 V。表頭的內(nèi)阻為Rg,R1和R2是與表頭串聯(lián)的兩個(gè)電阻。以下關(guān)系式一定正確的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】依題意,當(dāng)電路中的電流為滿偏電流時(shí),根據(jù)分壓原理,可得
,
故ACD錯(cuò)誤;B正確。
故選B。
4. 如圖所示,邊長為2cm的正三角形ABC處于勻強(qiáng)電場中,電場方向平行于三角形所在平面。電子所帶電荷量為 - e,將電子由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),電場力做功3eV;將電子由A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn),克服電場力做功3eV。以下關(guān)于電場強(qiáng)度判斷正確的是( )
A. 電場強(qiáng)度方向由A點(diǎn)垂直指向BCB. 電場強(qiáng)度方向由C點(diǎn)指向B點(diǎn)
C. 電場強(qiáng)度大小為100N/CD. 電場強(qiáng)度大小為100N/C
【答案】D
【解析】
【詳解】AB.將電子由A移動(dòng)到B點(diǎn),電場力做功3eV,則
UAB = = - 3V
將電子由A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn),克服電場力做功3eV,則
UAC = = 3V
則可知電場線由B指向C,AB錯(cuò)誤;
CD.過A點(diǎn)做BC的垂線,交點(diǎn)為A′,即AA′為等勢線,則有
UA′C = E?2 × 10 - 2sin30° = 3
可計(jì)算出
E = 100N/C
C錯(cuò)誤、D正確。
故選D。
5. 如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源(不計(jì)內(nèi)阻)連接,下極板接地,開關(guān)S初始閉合,一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài),下列說法正確的是( )
A. 油滴帶正電荷
B. 將上極板向上移動(dòng)一小段距離,電容器放電
C. 上極板向左平移一小段距離,油滴向上運(yùn)動(dòng)
D. 斷開開關(guān)S,將下極板向下平移一小段距離,P點(diǎn)電勢降低
【答案】B
【解析】
【詳解】A.根據(jù)受力平衡可知,帶電油滴受到的電場力豎直向上,由于板間場強(qiáng)方向豎直向下,則油滴帶負(fù)電荷,故A錯(cuò)誤;
B.將上極板向上移動(dòng)一小段距離,根據(jù)
,
由于板間距離變大,則電容器電容變小,由于板間電壓不變,則電容器電荷量減小,電容器放電,故B正確;
C.上極板向左平移一小段距離,根據(jù)
由于板間電壓不變,板間距離不變,則板間電場強(qiáng)度不變,油滴受力不變,油滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài),故C錯(cuò)誤;
D.?dāng)嚅_開關(guān)S,則電容器電荷量不變,將下極板向下平移一小段距離,根據(jù)
可知板間場強(qiáng)不變,由于P點(diǎn)與下極板距離增大,則P點(diǎn)與下極板間的電勢差增大,下極板接地,電勢一直為0,則P點(diǎn)電勢升高,故D錯(cuò)誤。
故選B。
6. 如圖所示,兩個(gè)等量的正點(diǎn)電荷分別置于、兩位置,在、連線的垂直平分線上有、兩點(diǎn),另有一試探電荷,則( )
A. 在點(diǎn)的受到的電場力一定比在點(diǎn)受到的電場力大
B. 在點(diǎn)的受到的電場力一定比在點(diǎn)受到的電場力大
C. 若是正電荷,在點(diǎn)電勢能一定比在點(diǎn)的電勢能大
D. 若是負(fù)電荷,在點(diǎn)的電勢能一定比在點(diǎn)的電勢能大
【答案】C
【解析】
【詳解】AB.根據(jù)電場疊加原理,在P、Q連線的中點(diǎn)場強(qiáng)為零,在無窮遠(yuǎn)處場強(qiáng)也等于零,N、M兩點(diǎn)不確定具體位置在哪兒,所以在點(diǎn)和在點(diǎn)受到的電場力無法比較大小,故AB錯(cuò)誤;
C.正電荷沿NM向無窮遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng),電場力做正功,電勢能減少,故在點(diǎn)的電勢能一定比在點(diǎn)的電勢能大,故C正確;
D.負(fù)電荷沿NM向無窮遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng),電場力做負(fù)功,電勢能增加,所以 在點(diǎn)的電勢能一定比在點(diǎn)的電勢能小,故D錯(cuò)誤。
故選C。
7. 如圖所示,豎直放置的半徑為的四分之一光滑圓弧軌道與粗糙絕緣水平軌道在B處平滑連接,為圓弧軌道的圓心,OB左側(cè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為。一質(zhì)量為帶負(fù)電的物塊,電荷量,以一定的初速度從A點(diǎn)沿切線進(jìn)入圓弧軌道。物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。已知重力加速度大小為,下列說法正確的是( )
A. 無論在A點(diǎn)的初速度多大,物塊一定能沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)
B. 物塊以不同的初速度從A點(diǎn)沿圓弧軌道滑到B點(diǎn),其在B點(diǎn)的速度最小為0
C. 物塊以不同的初速度從A點(diǎn)沿圓弧軌道滑過B點(diǎn)后,最終可停在距B點(diǎn)的位置
D. 物塊沿圓弧軌道滑過B點(diǎn)后,最終停在上,因摩擦產(chǎn)生的熱量最小值為
【答案】D
【解析】
【詳解】AB.物塊帶負(fù)電,電場力豎直向上且大于重力,故B點(diǎn)為圓軌道等效最高點(diǎn),物塊不一定能沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn);物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的臨界條件為物塊在B點(diǎn)與軌道的壓力為0,由牛頓第二定律
得B點(diǎn)的最小速度
在軌道,由動(dòng)能定理
可得
故點(diǎn)也存在速度最小值,故AB錯(cuò)誤;
C.在BC軌道,由動(dòng)能定理
得
可知物塊停止位置到B點(diǎn)的最小距離為
故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)能量守恒與轉(zhuǎn)化,摩擦產(chǎn)生的熱量
故D正確。
故選D。
二、多選題(共3題,全部選對(duì)得5分,選對(duì)但不全得3分)
8. 如圖所示,電流表A1(0~3A)和A2(0~0.6A)是由兩個(gè)相同的靈敏電流計(jì)改裝而成,現(xiàn)將這兩個(gè)電流表并聯(lián)后接入電路中。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,下列說法正確的是( )
A. A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)B. A1的讀數(shù)等于A2的讀數(shù)
C. A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度不相同D. A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度相同
【答案】AD
【解析】
【詳解】CD.兩電流表由相同的靈敏電流計(jì)改裝而成,由圖示電路圖可知,兩電流表A1、A2并聯(lián),兩表頭的電壓相等,通過它們的電流相等,指針偏轉(zhuǎn)的角度相同,故C錯(cuò)誤,D正確;
AB.電流表A1的量程為3A,A2的量程為0.6A,當(dāng)偏轉(zhuǎn)角相同時(shí),A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù),故A正確,B錯(cuò)誤。
故選AD。
9. 如圖所示,電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r。閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng),理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為、、,理想電流表A示數(shù)變化量的絕對(duì)值為ΔI,下列說法正確的是( )
A. A的示數(shù)增大
B. 電源的輸出功率減小
C. 與△I的比值大于R
D. 大于
【答案】BCD
【解析】
【詳解】A.理想電壓表內(nèi)阻無窮大,相當(dāng)于斷路,理想電流表內(nèi)阻為零,相當(dāng)于短路,所以R與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表、、分別測量R、路端電壓和滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)時(shí),接入電路的電阻增大,電路中電流減小,電流表A的示數(shù)減小,A錯(cuò)誤;
B.電源的輸出功率隨外電阻的變化關(guān)系如圖所示
由于定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值,故外電阻增大時(shí)電源輸出功率在減小,B正確;
C.根據(jù)閉合電路歐姆定律得
可知
C正確;
D.根據(jù)C選項(xiàng),同理可得
又因?yàn)?br>聯(lián)立可得
解得
D正確。
故選BCD。
10. 如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為、電荷量為的帶正電油滴,在平行于紙面的勻強(qiáng)電場中沿斜向右下方做直線運(yùn)動(dòng),其軌跡與豎直方向的夾角為,重力加速度大小為,不計(jì)空氣阻力,則下列判斷正確的是( )
A. 若,油滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B. 若,油滴的機(jī)械能一定減小
C. 電場力可能對(duì)帶電油滴不做功
D. 電場強(qiáng)度可能等于
【答案】CD
【解析】
【詳解】AB.若,且電場力豎直向上,油滴可沿直線做勻速運(yùn)動(dòng),但電場力若沿如圖所示方向,則合力沿直線向下,油滴做勻加速直線運(yùn)動(dòng),可知電場力做正功,油滴機(jī)械能增加,AB錯(cuò)誤;
C.若電場力的方向垂直直線向上,且,油滴沿直線做勻加速運(yùn)動(dòng),電場力不做功,C正確;
D.如圖所示,設(shè)電場力與該直線夾角,當(dāng)時(shí),要沿該直線運(yùn)動(dòng),應(yīng)滿足
解得
故存在這樣一個(gè)方向,使電場強(qiáng)度等于,且油滴沿直線運(yùn)動(dòng),D正確。
故選CD。
三、實(shí)驗(yàn)題(每空2分,共14分)
11. 在“練習(xí)使用多用電表”的實(shí)驗(yàn)中,
(1)在使用多用電表的歐姆擋測量電阻時(shí),下列說法正確的是 ;
A. 雙手捏住兩表筆金屬桿,測量值將偏大
B. 測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,則必需減小倍率直接進(jìn)行測量
C. 如果不能估計(jì)未知電阻的大小,可以先用中等倍率的某個(gè)歐姆擋試測
(2)選用多用電表歐姆擋的“×100”擋,按正確的操作步驟測量某電阻,表盤的示數(shù)如圖所示,則該電阻的阻值為______Ω。
【答案】(1)C (2)2200
【解析】
【小問1詳解】
A.人是導(dǎo)體,若雙手捏住兩表筆金屬桿,待測電阻與人體并聯(lián),測量值偏小,故A錯(cuò)誤;
B.測量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,則說明所選倍率過大,則需減小倍率,重新調(diào)零后再進(jìn)行測量,故B錯(cuò)誤;
C.如果不能估計(jì)未知電阻的大小,可以先用中等倍率的某個(gè)歐姆擋試測,若指針偏角小,則換更大倍率擋位,若指針偏角大,則換較小倍率擋位,故C正確;
故選C。
【小問2詳解】
歐姆表的讀數(shù)為
12. 某同學(xué)用圖甲所示電路精確測量一段粗細(xì)均勻的金屬絲的電阻率,阻值約為100Ω。備選器材如下:
A.量程為5mA、內(nèi)阻Ω的電流表
B.量程為0.6A、內(nèi)阻Ω的電流表
C.量程為6V、內(nèi)阻約為15kΩ的電壓表
D.最大阻值為15Ω、最大允許電流為2A的滑動(dòng)變阻器
E.定值電阻Ω
F.定值電阻Ω
G.電動(dòng)勢V、內(nèi)阻很小的直流電源
H.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干
L.螺旋測微器,刻度尺
(1)該同學(xué)用螺旋測微器測量待測金屬絲的直徑,讀數(shù)如圖乙所示,則示數(shù)______mm;
(2)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用______(填“A”或“B”),定值電阻應(yīng)選用______(填“E”或“F”);
(3)電壓表的示數(shù)記為U,電流表的示數(shù)記為I,則該金屬絲的電阻的表達(dá)式Rx=______;若用刻度尺測得待測電阻絲接入電路的長度為L,則其電阻率的表達(dá)式為______。(表達(dá)式中所用到的阻值必須用對(duì)應(yīng)的電阻符號(hào)表示,不得直接用數(shù)值表示)
【答案】 ①. 6.805(6.802~6.807均可) ②. A ③. E ④. ⑤.
【解析】
【詳解】(1)[1]根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則,金屬絲直徑D=6.5 mm+30.5×0.01 mm=6.8005mm;
(2)[2][3]電壓表量程為6 V,電阻絲電阻約100 Ω,電流表量程應(yīng)該為60 mA左右,可以將量程5 mA的電流表并聯(lián)5 Ω的電阻改裝成量程為55 mA的電流表,即電流表選擇A,定值電阻選擇E。
(3)[4][5]金屬絲中電流為
電壓
U′=U-Ir1
由歐姆定律可得金屬絲電阻
由電阻定律
解得電阻率
四、解答題(共43分)
13. 如圖,輕質(zhì)細(xì)繩上端固定,下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,小球靜止在足夠大的平行金屬板電容器中,此時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角θ=37o。已知兩極板相距d=0.1m,小球的電荷量和質(zhì)量分別為q=0.15C、m=0.4kg,電源的內(nèi)阻為r=2Ω,電阻R1=2Ω,R2=6Ω,已知重力加速度大小取g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8.求:
(1)R1兩端的電壓U;
(2)電源的電動(dòng)勢E;
(3)電源的效率。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【詳解】(1)對(duì)小球進(jìn)行受力分析,有
解得
R1兩端的電壓
(2)根據(jù)歐姆定律可得
由閉合電路歐姆定律有
(3)根據(jù)歐姆定律可得路端電壓為
電源的效率
14. 如圖所示為示波器工作原理的示意圖,已知兩平行板間的距離為d、板長為l,電子經(jīng)電壓為U1的電場加速后從兩平行板間的中央處垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,設(shè)電子質(zhì)量為me、電荷量為e。
(1)求經(jīng)電場加速后電子速度v的大小;
(2)要使電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)偏轉(zhuǎn)角度最大,兩平行板間的電壓U2應(yīng)是多少?電子動(dòng)能多大?
【答案】(1) ; (2) ;
【解析】
【詳解】(1)電子經(jīng)電壓為U1電場加速,根據(jù)動(dòng)能定理有
則經(jīng)電場加速后電子的速度
(2)電子離開偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)角度最大時(shí)的偏移量為,電子受到偏轉(zhuǎn)電場的電場力F2=eE2,電子沿偏轉(zhuǎn)電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),沿電場方向
其中
沿垂直電場方向
可解得兩平行板間電壓
又
又
,eU1=Ek0
故
15. 某游戲公司的設(shè)計(jì)人員,構(gòu)想通過電場來控制帶電小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。如圖1所示,絕緣光滑圓軌道豎直放在水平方向的勻強(qiáng)電場中,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球位于軌道內(nèi)側(cè)的最高點(diǎn)A處。小球由靜止釋放后沿直線打到圖示的B點(diǎn);當(dāng)給小球一個(gè)水平方向的初速度,小球恰能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。小球可視為質(zhì)點(diǎn),已知圓軌道的半徑為R,重力加速度為g,α = 60°。
(1)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E1大??;
(2)求小球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),通過A點(diǎn)的動(dòng)能Ek;
(3)撤掉圓軌道,保留圓形軌道的痕跡,將原電場更換為如圖2所示的交變電場(正、負(fù)號(hào)分別表示與原電場強(qiáng)度方向相同或相反),t = 0時(shí)刻小球在A點(diǎn)由靜止釋放,欲使小球經(jīng)過一個(gè)周期(圖中周期T未知)恰好能運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C,已知時(shí)刻小球的位置在圓周上,求所加電場強(qiáng)度E2大小。
【答案】(1)
(2)2mgR (3)
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)小球由靜止沿直線打到B點(diǎn),可知重力和電場力合力的方向沿AB方向,則有
可得
【小問2詳解】
根據(jù)重力和電場力合力方向可知,小球能通過圓軌道等效最高點(diǎn)D點(diǎn)(位于O點(diǎn)左上側(cè)60°處),如圖所示,小球恰能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),重力和電場力的合力大小為
小球在D點(diǎn),有
小球從D到A過程,由動(dòng)能定理可得
解得小球通過A點(diǎn)的動(dòng)能為
【小問3詳解】
由題意可知,小球在周期內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng),在水平方向上,向右運(yùn)動(dòng)的位移
周期內(nèi)電場方向反向,則小球做曲線運(yùn)動(dòng),水平方向上,因?yàn)榧铀俣却笮∠嗟确较蛳喾?,所以向右運(yùn)動(dòng)位移仍為x1;周期內(nèi)返回;豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),有
由運(yùn)動(dòng)的分析可知,要使小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低處C點(diǎn),且小球速度豎直向下時(shí)均在圓周上,需時(shí)刻到達(dá)最大水平位移處,如圖所示
則此時(shí)豎直方向下降的距離為
根據(jù)幾何關(guān)系可知,向右運(yùn)動(dòng)的最大水平位移為
解得
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這是一份四川省內(nèi)江市威遠(yuǎn)中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期第二次月考(期中考試)物理試卷(Word版附解析),共15頁。
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