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2014-2015学年福建省福州一中高二(上)期中物理试卷


2014-2015 学年福建省福州一中高二(上)期中物理试卷
一、单项选择题(本题共 13 小题,每小题 4 分,共 52 分) 1.关于静电场,以下说法正确的是( ) A. 电场强度的大小,与试探电荷的电量成反比 B. 初速度为零的电荷在电场中,运动轨迹一定与电场线重合 C. 电场强度的方向就是电荷的受力方向 D. 同一电荷放在电场强度大的地方受到的静电力大 2.关于

电流,下列说法中正确的是( ) A. 通过导线截面的电量越多,电流越大 B. 由 R= ,电阻与电流成反比,电阻与电压成正比 C. 金属导电时,其中的自由电子除做无规则热运动外,还做定向运动,电流的大小与 自由电子定向移动的速率有关 D. 金属靠自由电子导电,金属的温度升高时,自由电子的平均热运动速率增大,金属 导体中的电流增大 3.如图所示,半径相同的两个金属小球 A、B 带有电荷量大小相等的电荷.相隔一定的距 离, 两球之间的相互吸引力大小为 F. 今用第三个半径相同的不带电的金属小球 C 先后与 A、 B 两个球接触后移开.这时,A、B 两个球之间的相互作用力大小是( )

A.

B.

C.

D.

4. 在静电场中, 将一个电子由 a 点移到 b 点, 电场力做功 5eV, 下面判断中正确的是 ( A. 电场强度的方向一定由 b 指向 a B. 电子的电势能减少了 5eV C. a、b 两点电势差 Uab=5V D. 电势零点未确定,故 a、b 两点的电势没有确定值



5. 如图, 带正电的点电荷固定于 Q 点, 电子在库仑力的作用下, 做以 Q 为焦点的椭圆运动, 电子从 M 点经 P 到达 N 点. P 点是轨道上离 Q 最近的点, 电子在从 P 到达 N 点的过程中 ( )

A. 速率增大 C. 是从低电势到高电势的位置

B. 加速度增大 D. 电势能增大

6.电流表的内阻是 Rg=500Ω,满刻度电流值是 Ig=1mA,现欲把这个电流表改装成量程为 1.0V 的电压表,正确的方法是( ) A. 应串联一个约 500Ω 的电阻 B. 应并联一个约 500Ω 的电阻 C. 应串联一个约 0.05Ω 的电阻 D. 应并联一个约 0.05Ω 的电阻 7.如图所示的电解池接入电路后,在 t 秒内有 n1 个一价正离子通过溶液内某截面 S,有 n2 个一价负离子通过溶液内某截面 S,设 e 为元电荷,以下说法正确的是( )

A. 当 n1=n2 时,电流为零 B. 当 n1>n2 时,电流方向从 A→B,电流为 I= C. 当 n1<n2 时,电流方向从 B→A,电流为 I=

D. 无论 n1、n2 大小如何,电流方向都从 A→B,电流都为 I=

8.如图所示,带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置,M、N 为板间同一电场 线上的两点,一带电粒子(不计重力)以速度 vM 经过 M 点在电场线上向下运动,且未与下 板接触,一段时间后,粒子以速度 vN 折回 N 点.则( )

A. B. C. D.

粒子受电场力的方向一定由 M 指向 N 粒子在 M 点的速度一定比在 N 点的大 粒子在 M 点的电势能一定比在 N 点的大 电场中 M 点的电势一定高于 N 点的电势

9.某匀强电场方向竖直向上,场强大小为 E;一质量为 m、带电量为+q 的小球以某一初速 度竖直向下做匀减速直线运动,其加速度大小为 a= 在此过程中( ) B. 小球的电势能增加了 qES D. 物体的动能减少了 qES 小球运动距离 S 时速度变为零.则

A. 电场力做功 qES C. 小球的重力势能减少了 qES

10.如图所示,a、b、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点,c 为 ab 中点.a、b 电势 分别为 φa=5V,φb=3V,下列叙述正确的是( )

A. B. C. D.

该电场在 c 点处的电势一定为 4V a 点处的场强 Ea 一定大于 b 点处的场强 Eb 一正电荷从 c 点运动到 b 点电势能一定减少 一正电荷运动到 c 点时受到的电场力由 c 指向 a

11.如图所示,当 K 闭合后,一带电微粒在平行板电容器间处于静止状态,下列说法正确 的是( )

A. B. C. D.

保持 K 闭合,使 P 滑动片向左滑动,微粒仍静止 保持 K 闭合,使 P 滑动片向右滑动,微粒向下移动 打开 K 后,使两极板靠近,则微粒将向上运动 打开 K 后,使两极板靠近,则微粒将向下运动

12.如图所示,M、N 为两个等量同种电荷,在其连线的中垂线上的 P 点放一个静止的点电 荷q (负电荷) , 当把该点电荷释放, 它只在电场力作用下运动时, 下列说法正确的是 ( )

A. B. C. D.

点电荷在从 P 到 O 的过程中,加速度越来越大,速度越来越大 点电荷在从 P 到 O 的过程中,加速度越来越小,速度越来越大 点电荷运动到 O 点时加速度为零,速度达最大值 点电荷越过 O 点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到速度为零

13.如图中虚线为匀强电场中的等势面,两粒子 M、N 质量相等,所带电荷量的绝对值也 相等,现将 M、N 从虚线上的 O 点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图 中两条实线所示.点 A、B、C 为实线与虚线的交点,已知 O 点电势高于 C 点.若不计重力, 则( )

A. M 带负电荷,N 带正电荷 B. N 在 A 点的速率与 M 在 C 点的速率相等 C. N 在从 O 点运动至 A 点的过程中克服电场力做功

D. M 在从 O 点运动至 B 点的过程中,电场力对它做的负功

二、填空题(本题共 8 空,每空 2 分,共 16 分) 14.一段导体电阻是 5Ω,1.5 分钟内所通过的电量是 45C.则导体两端的电压为 V. 15.一段长为 L,电阻为 R 的均匀电阻丝,把它拉制成 3L 的均匀细丝后,其电阻值为 Ω 16.如图所示,A、B 两端接直流稳压电源,Uab=30V,滑动变阻器总阻值为 40Ω,滑动片 P 处于变阻器的中点,C、D 两端电压 Ucd= V;若 C、D 两端接入一个 20Ω 的电 阻,则 Ucd= V.

17.一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用图(a) (b)两种 电路各测一次,用(a)图所测数据为 3.0V,3.0mA,用(b)图测得的数据是 2.9V,4.0mA, 由此可知,用 图测得 Rx 的误差较小,测量值 Rx= Ω.

18.在空间某一区域,有一匀强电场,一质量为 m 的液滴,带正电荷,电量为 q,在此电场 中恰能沿竖直方向作匀速直线运动,则此区域的电场强度的大小为 ,方 向 .

三、计算题(本题共 3 小题,10 分+10 分+12 分=32 分)解答应写出必要的文字说明、方程 式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出 数值和单位. 19.如图所示电路中,电池组的电动势 E=42V,内阻 r=2Ω,定值电阻 R=20Ω,D 是电动机, 其线圈电阻 R′=1Ω.电动机正常工作时,理想电压表示数为 20V.求: (1)通过定值电阻 R 的电流; (2)电动机的电功率; (3)电动机输出的功率.

20.两个半径均为 R 的圆形平板电极,平行正对放置,相距为 d,极板间的电势差为 U,板 间电场可以认为是匀强电场. 一个质量为 m, 电荷量为 q 正粒子从正极板边缘以某一初速度 垂直于电场方向指向圆心射入两极板之间, 到达负极板时恰好落在极板圆心. 忽略重力和空 气阻力的影响,求: (1)两极板间的电场强度 E 的大小; (2)正粒子在极板间运动的加速度 a 的大小; (3)正粒子的初速度 v0 的大小. 21.如图所示,空间存在着电场强度为 E=2.5×10 N/C、方向竖直向上的匀强电场,一长为 ﹣3 ﹣5 L=0.5m 的绝缘细线,一端固定在 O 点,一端拴着质量 m=5×10 kg、电荷量 q=4×10 C 的 小球.现将细线拉直到水平位置 A,使小球由 A 静止释放,则小球能运动到最高点.不计 2 阻力.取 g=10m/s .求: (1)小球的电性. (2)细线在最高点受到的拉力. (3)若小球刚好运动到最高点时细线断裂,则细线断裂后小球继续运动到与 O 点水平方向 距离为细线的长度 L 时,小球距 OA 所在水平面的高度.
3

四、附加题(本小题 10 分)附加题以外分值达到 80 分时,附加题的分值方可计入总分, 总分不超过 100 分. 2004 秋?宝山区期末)如图所示 a 所示,A 和 B 表示在真空中相距为 d 的 两平行金属板, 加上恒定电压后, 它们之间的电场可看成匀强电场. 有一如图 b 所示的周期性变化的电压 u, 它的最大值在正半周内恒为+U0, 在负半周内恒为﹣U0, 现将这一周期性变化的电压加在 A、 B 两板上,设 t=0 时,A 板电势比 B 板高,这时在紧靠 B 板处有一初速为零的电子(质量 为 m, 电量为 e) 在板间电场作用下开始运动. 要想使这个电子到达 A 板时具有最大的动能, 则所加电压的变化周期最小不能小于多少(结果用所供的物理量的符号表示)?

2014-2015 学年福建省福州一中高二(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析

一、单项选择题(本题共 13 小题,每小题 4 分,共 52 分) 1.关于静电场,以下说法正确的是( ) A. 电场强度的大小,与试探电荷的电量成反比 B. 初速度为零的电荷在电场中,运动轨迹一定与电场线重合 C. 电场强度的方向就是电荷的受力方向 D. 同一电荷放在电场强度大的地方受到的静电力大 考点:电场强度. 分析:电场强度是描述电场本身的性质的物理量, 与试探电荷无关. 场强方向是放在该点的 正电荷所受电场力方向;电场线是人们为形象描述电场而假想的,实际不存在;电场线与带 电粒子的运动轨迹无直接关系,其轨迹是由力和初速度共同决定 解答: 解:A、电场强度是描述电场本身的性质的物理量,与试探电荷无关,不能说电场 强度与电场力 F 成正比,与电量 q 成反比.故 A 错误; B、 静止释放的点电荷的运动轨迹是由电场力决定, 当电场力的方向不变时, 其轨迹是直线, 即与电场线重合;当电场力的方向变化时,其轨迹是曲线,并不与电场线重合;运动轨迹是 由力和初速度共同决定,故 B 错误. C、电场强度的方向就是正电荷的受力方向,与负电荷受力方向相反,故 C 错误; D、由 F=qE 可得,同一电荷放在电场强度大的地方受到的静电力大,故 D 正确; 故选:D 点评:电场强度的定义式 E= 具有比值定义法的共性,定义出场强只与电场本身有关,与 放入电场的试探电荷所受的电场力、 电荷量大小无关; 明确电场线是人们为形象描述电场而 假想的,实际不存在;电场线与带电粒子的运动轨迹无直接关系,题目较简单 2.关于电流,下列说法中正确的是( ) A. 通过导线截面的电量越多,电流越大 B. 由 R= ,电阻与电流成反比,电阻与电压成正比 C. 金属导电时,其中的自由电子除做无规则热运动外,还做定向运动,电流的大小与 自由电子定向移动的速率有关 D. 金属靠自由电子导电,金属的温度升高时,自由电子的平均热运动速率增大,金属 导体中的电流增大 考点:电流、电压概念;电功、电功率. 分析:电流为通过导体截面的电量与所用时间的比值; 电阻是导体本身的性质, 与电压及电 流无关;电流大小与自由电子的热运动无关. 解答: 解:A、通过导线截面的电量多,但如果用的时间长,则电流强度不一定大;故 A 错误; B、电流强度取决于电荷的定向移动速度,速率大电流强度不一定大;故 B 错误;

C、金属导电时,其中的自由电子除作无规则的热运动外,还作定向运动,电流的大小是由 定向运动的速率决定的;故 C 正确; D、电流与自由电子的热运动无关,温度变大时金属导体中的电阻增大,电流是减小的;故 D 错误; 故选:C. 点评:本题考查电流的定义、 电阻的定义等, 要注意明确电子的速率可能是无规则运动的速 率. 3.如图所示,半径相同的两个金属小球 A、B 带有电荷量大小相等的电荷.相隔一定的距 离, 两球之间的相互吸引力大小为 F. 今用第三个半径相同的不带电的金属小球 C 先后与 A、 B 两个球接触后移开.这时,A、B 两个球之间的相互作用力大小是( )

A.

B.

C.

D.

考点:库仑定律. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析:理解库仑定律的内容,知道带电体相互接触后移开,同种电荷电量平分,异种电荷电 量先中和再平分,然后根据各种情况列库仑定律方程,然后两式比较即可正确求解. 解答: 解:两球之间的相互吸引力,则两球带等量异种电荷; 假设 A 带电量为 Q,B 带电量为﹣Q, 两球之间的相互吸引力的大小是:F=k 第三个不带电的金属小球 C 与 A 接触后,A 和 C 的电量都为: C 与 B 接触时先中和再平分,则 C、B 分开后电量均为:﹣

这时,A、B 两球之间的相互作用力的大小:F′=k

= ,故 A 正确;BCD 错误.

故选:A. 点评:要清楚带电体相互接触后移开,同种电荷电量平分,异种电荷电量先中和再平分,根 据库仑定律的内容,找出变化量和不变量熟练应用库仑定律即可求题. 4. 在静电场中, 将一个电子由 a 点移到 b 点, 电场力做功 5eV, 下面判断中正确的是 ( A. 电场强度的方向一定由 b 指向 a B. 电子的电势能减少了 5eV C. a、b 两点电势差 Uab=5V D. 电势零点未确定,故 a、b 两点的电势没有确定值 考点:电势能;电势差. 专题:电场力与电势的性质专题. )

分析:电子在电场中移动时,根据电场力做功不能确定场强方向.电场力做正功多少,电子 的电势能就减小多少.由公式 U= 求出 a、b 两点电势差 Uab.由题,电势零点未确定,a、 b 两点的电势没有确定值. 解答: 解: A、由题,电子由 a 点移到 b 点,电场力做功 5eV,电子的位移方向不沿 b 到 a,电场强度 的方向不一定由 b 指向 a.故 A 错误. B、由于电场力对电子做功 5eV,电子的电势能就减少了 5eV.故 B 正确. C、a、b 两点电势差 Uab= = =﹣5V.故 C 错误.

D、电势是相对的,是相对零电势点的,根据已知条件只能求出 a、b 间电势差,不能确定 a、 b 两点的电势.故 D 正确. 故选 BD. 点评:在应用公式 U= 解题时,U、W、q 都要代入符号求解,还要注意电荷移动的方向和 电势差的顺序.基本题. 5. 如图, 带正电的点电荷固定于 Q 点, 电子在库仑力的作用下, 做以 Q 为焦点的椭圆运动, 电子从 M 点经 P 到达 N 点. P 点是轨道上离 Q 最近的点, 电子在从 P 到达 N 点的过程中 ( )

A. 速率增大 C. 是从低电势到高电势的位置

B. 加速度增大 D. 电势能增大

考点:库仑定律;电势能. 分析:根据影响速度和电势能大小的因素来分析速度和电势能的变化, 找到转化的方向. 而 加速度则根据牛顿第二定律,结合库仑力大小来确定.沿电场线方向电势逐渐降低. 解答: 解:AD、当电子从 P 点向 N 点运动时,库仑力负功,运动的速度减小,所以动能 减小,对于电势能增加.所以 A 错误,D 正确; B、由 F= 可知,从 P 到达 N 点的过程中,库仑力减小,故加速度减小,故 B 错误;

C、Q 带正电,根据电场线的分布可知,P 点电势最高,故 C 错误; 故选:D. 点评:考查牛顿第二定律与库仑定律等规律,掌握库仑力做功的特点,库仑力做正功,电势 能减小,库仑力做负功,电势能增加. 6.电流表的内阻是 Rg=500Ω,满刻度电流值是 Ig=1mA,现欲把这个电流表改装成量程为 1.0V 的电压表,正确的方法是( ) A. 应串联一个约 500Ω 的电阻 B. 应并联一个约 500Ω 的电阻 C. 应串联一个约 0.05Ω 的电阻 D. 应并联一个约 0.05Ω 的电阻

考点:把电流表改装成电压表. 专题:实验题. 分析:把电流表改装成电压表, 需要串联分压电阻, 由串联电路特点与欧姆定律可以求出串 联电阻阻值. 解答: 解:把电流表改装成 1V 电压表,需要串联一个分压电阻, 串联电阻阻值:R= ﹣Rg= ﹣500=500Ω;

故选:A. 点评:本题考查了电压表的改装, 知道电压表改装原理、 应用串联电路特点与欧姆定律即可 正确解题. 7.如图所示的电解池接入电路后,在 t 秒内有 n1 个一价正离子通过溶液内某截面 S,有 n2 个一价负离子通过溶液内某截面 S,设 e 为元电荷,以下说法正确的是( )

A. 当 n1=n2 时,电流为零 B. 当 n1>n2 时,电流方向从 A→B,电流为 I= C. 当 n1<n2 时,电流方向从 B→A,电流为 I=

D. 无论 n1、n2 大小如何,电流方向都从 A→B,电流都为 I=

考点:欧姆定律. 专题:恒定电流专题. 分析:由电流的定义式 I= 进行分析运算,明确电荷量等于正负电量绝对值的和;电流的方 向与正电荷定向移动的方向相同. 解答: 解:由题意可知,流过溶器截面上的电量 q=(n1+n2)e;则电流 I= ;

方向与正电荷的定向移动方向相同;故由 A 到 B; 故 D 正确、ABC 错误. 故选:D. 点评:本题考查电解质中电流的计算方法, 要注意同时有正负电荷参与时, 总电量等于正负 电荷电量绝对值的和.

8.如图所示,带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置,M、N 为板间同一电场 线上的两点,一带电粒子(不计重力)以速度 vM 经过 M 点在电场线上向下运动,且未与下 板接触,一段时间后,粒子以速度 vN 折回 N 点.则( )

A. B. C. D.

粒子受电场力的方向一定由 M 指向 N 粒子在 M 点的速度一定比在 N 点的大 粒子在 M 点的电势能一定比在 N 点的大 电场中 M 点的电势一定高于 N 点的电势

考点:带电粒子在匀强电场中的运动;电势;电势能. 专题:压轴题. 分析:由粒子的运动情景可得出粒子受到的电场力的方向, 由电场力做功的性质可得出电势 能及动能的变化;由电势与电势能的关系可判断电势. 解答: 解:A、由于带电粒子未与下板接触,可知粒子向下做的是减速运动,故电场力向 上,A 错误; B、粒子由 M 到 N 电场力做负功,电势能增加,动能减少,故速度减小,故 M 点的速度大 于 N 点的速度,故 B 正确,C 错误; D、由于粒子和两极板所带电荷的电性未知,故不能判断 M、N 点电势的高低,D 错误. 点评:本题应明确: (1)电场力做正功则电势能减小,电场力做负功则电势能增加; (2)电 场力做功要注意电荷的正负极性,极性不同则做功不同. 9.某匀强电场方向竖直向上,场强大小为 E;一质量为 m、带电量为+q 的小球以某一初速 度竖直向下做匀减速直线运动,其加速度大小为 a= 在此过程中( ) B. 小球的电势能增加了 qES D. 物体的动能减少了 qES 小球运动距离 S 时速度变为零.则

A. 电场力做功 qES C. 小球的重力势能减少了 qES

考点:电势能;动能定理的应用. 分析:物体所受电场力为 F=Eq,方向和电场方向相同,由于运动方向和电场方向相反,故 电场力做负功, 根据电场力做功情况可以判断电势能的变化; 重力势能的变化量等于重力所 做的功.根据动能定理求解动能的变化量. 解答: 解: A、 小球所受的电场力方向竖直向上, 由于物体所受的电场力和运动方向相反, 故电场力做负功,为 W=﹣qES,故 A 错误; B、电场力做负功,电势能增大,则小球的电势能增加了 qES,故 B 错误; C、重力做功 mhS,则小球的重力势能减小了 mgS;故 C 错误;

D、 物体做减速运动, 合外力做负功, 动能减小, 由动能定理得: △Ek=﹣F 合 S=﹣maS=﹣ qES, 所以物体的动能减少了 qES,故 D 正确. 故选:D 点评:本题在电场中考察了各种功能关系的转化,正确解答的关键是明确各种功能关系. 10.如图所示,a、b、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点,c 为 ab 中点.a、b 电势 分别为 φa=5V,φb=3V,下列叙述正确的是( )

A. 该电场在 c 点处的电势一定为 4V B. a 点处的场强 Ea 一定大于 b 点处的场强 Eb C. 一正电荷从 c 点运动到 b 点电势能一定减少 D. 一正电荷运动到 c 点时受到的电场力由 c 指向 a 考点:电势能;电势. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析:只有当该电场是匀强电场时,在 c 点处的电势一定为 4V.根据推论:正电荷在电势 高处电势能大, 分析正电荷从 c 点运动到 b 点电势能如何变化.电场线的疏密可以判断场强 的大小.正电荷受到的电场力方向与场强方向相同. 解答: 解: A、当该电场是匀强电场时,由于沿电场方向相同距离电势差相等,则场在 c 点处的电势一 定为 4V.当该电场不是匀强电场时,在 c 点处的电势不一定为 4V.故 A 错误. B、一条电场线无法比较电场线的疏密,就无法比较场强的大小,则 a 点处的场强 Ea 不一定 大于 b 点处的场强 Eb.故 B 错误. C、由题,a 点的电势高于 b 点的电势,根据正电荷在电势高处电势能大可知,正电荷从 c 点运动到 b 点电势能一定减少.故 C 正确. D、由题可判断电场线方向从 a 指向 b,正电荷运动到 c 点时受到的电场力由 a 指向 b.故 D 错误. 故选 C 点评:本题要抓住电场线的物理意义: 电场线的疏密表示电场的强弱, 电场线的方向表示电 势的高低. 11.如图所示,当 K 闭合后,一带电微粒在平行板电容器间处于静止状态,下列说法正确 的是( )

A. B. C. D.

保持 K 闭合,使 P 滑动片向左滑动,微粒仍静止 保持 K 闭合,使 P 滑动片向右滑动,微粒向下移动 打开 K 后,使两极板靠近,则微粒将向上运动 打开 K 后,使两极板靠近,则微粒将向下运动

考点:闭合电路的欧姆定律;电容. 专题:恒定电流专题. 分析:当 S 闭合后,带电微粒在平行板电容器间处于静止状态,合力为零,电场力与重力 平衡.保持 S 闭合,电容器板间电压不变,若板间距离也不变,板间的场强不变,微粒仍处 于静止状态.打开 S 后,根据电容的决定式 C= ,分析电容的变化,由电容的定义式

C= 分析电压的变化.再由 E= 分析板间场强的变化,即可判断带电微粒的运动状态. 解答: 解:A、B、保持 K 闭合,电容器板间电压不变,使滑动片 P 向左或向右滑动,板 间距离不变,则由 E= 分析得知,板间场强仍保持不变,带电微粒所受的电场力不变,仍 处于静止状态.故 A 正确,B 错误. C、D、由 C= ,C= ,E= 得到极板间场强 E= ,E 与板间距离无关,故使两

极板靠近,板间场强不变,带电微粒所受的电场力不变,则带电微粒仍处于静止状态,故 CD 错误. 故选:A. 点评:本题关键要抓住不变量进行分析:电容器与电源保持相连,板间电压保持不变;充电 后与电源断开后,电量不变.电量、正对面积不变时,改变板间距离,板间场强不变. 12.如图所示,M、N 为两个等量同种电荷,在其连线的中垂线上的 P 点放一个静止的点电 荷q (负电荷) , 当把该点电荷释放, 它只在电场力作用下运动时, 下列说法正确的是 ( )

A. B. C. D.

点电荷在从 P 到 O 的过程中,加速度越来越大,速度越来越大 点电荷在从 P 到 O 的过程中,加速度越来越小,速度越来越大 点电荷运动到 O 点时加速度为零,速度达最大值 点电荷越过 O 点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到速度为零

考点:电场线;牛顿第二定律. 分析:M、N 为两个等量的正点电荷,其连线中垂线上电场强度方向 O→P,负点电荷 q 从 P 点到 O 点运动的过程中,电场力方向 P→O,速度越来越大.但电场线的疏密情况不确定, 电场强度大小变化情况不确定, 则电荷所受电场力大小变化情况不确定, 加速度变化情况不 确定.越过 O 点后,负电荷 q 做减速运动,点电荷运动到 O 点时加速度为零,速度达最大 值,加速度变化情况同样不确定 解答: 解:A、点电荷在从 P 到 O 的过程中,所受的电场力方向竖直向下,做加速运动, 所以速度越来越大,因为从 O 向上到无穷远,电场强度先增大后减小,P 到 O 的过程中, 电场强度大小变化不能确定,所以电场力无法确定,加速度不能确定.故 A 错误,B 错误. C、点电荷运动到 O 点时,所受的电场力为零,加速度为零,然后向下做减速运动,所以 O 点的速度达到最大值.故 C 正确.

D、越过 O 点后,负电荷 q 做减速运动,速度越来越小,同理加速度的大小无法确定.故 D 错误. 故选:C 点评:本题考查对等量同种电荷电场线的分布情况及特点的理解和掌握程度, 要抓住电场线 的对称性进行分析求解,注意从 O 点向上或向下的过程,电场强度都是先增大后减小 13.如图中虚线为匀强电场中的等势面,两粒子 M、N 质量相等,所带电荷量的绝对值也 相等,现将 M、N 从虚线上的 O 点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图 中两条实线所示.点 A、B、C 为实线与虚线的交点,已知 O 点电势高于 C 点.若不计重力, 则( )

A. B. C. D.

M 带负电荷,N 带正电荷 N 在 A 点的速率与 M 在 C 点的速率相等 N 在从 O 点运动至 A 点的过程中克服电场力做功 M 在从 O 点运动至 B 点的过程中,电场力对它做的负功

考点:等势面. 分析:根据粒子的轨迹可判断粒子的电场力方向,O 点电势高于 C 点,根据电场线与等势 线垂直,而且由高电势指向低电势,可判断出电场方向,从而确定出粒子的电性.由动能定 理可知,N 在 A 点的速度与 M 在 C 点的速度大小相等,但方向不同.N 从 O 点运动至 A 点的过程中电场力做正功.O、B 间电势差为零,由动能定理可知电场力做功为零. 解答: 解:A、由题,等势线在水平方向,O 点电势高于 C 点,根据电场线与等势线垂直, 而且由高电势指向低电势,可知电场方向竖直向下,根据粒子的轨迹可判断出 N 粒子所受 的电场力方向竖直向上,M 粒子所受的电场力方向竖直向下,故知 N 粒子带负电,M 带正 电.故 A 错误. B、由动能定理可知,N 在 A 点的速度与 M 在 C 点的速度大小相等,但方向不同.故 B 正 确. C、N 从 O 点运动至 A 点的过程中电场力与速度的夹角为锐角,电场力做正功.故 C 错误. D、O、B 间电势差为零,由动能定理可知 M 从 O 点运动至 B 点的过程中,电场力对它做 功为零.故 D 错误. 故选:B 点评:本题要根据粒子的轨迹判定电场力方向, 根据电场线与等势线垂直的特点, 分析能否 判定电性.由动能定理分析电场力做功是常用的方法. 二、填空题(本题共 8 空,每空 2 分,共 16 分) 14.一段导体电阻是 5Ω,1.5 分钟内所通过的电量是 45C.则导体两端的电压为 2.5 V. 考点:欧姆定律. 专题:恒定电流专题.

分析:知道 1.5min 通过该导体的电量,根据 I= 求出通过的电流,又知道导体的电阻,根 据欧姆定律求出导体两端的电压. 解答: 解:通电时间:t=1.5min=1.5×60s=90s, 通过电阻的电流:I= = =0.5A,

根据欧姆定律可得,导体两端的电压: U=IR=0.5A×5Ω=2.5V. 故答案为:2.5. 点评:本题考查了欧姆定律和电流定义式的简单应用,是一道基础题目. 15.一段长为 L,电阻为 R 的均匀电阻丝,把它拉制成 3L 的均匀细丝后,其电阻值为 9R Ω 考点:电阻定律. 专题:恒定电流专题. 分析:导线长度变长但体积不变, 则可得出截面积的变化, 则由电阻定律可得拉伸前后电阻 的变化,从而求得后来的电阻. 解答: 解:由电阻定律可知:R= ; =9R;

当拉制长 3L 的细丝后,截面积变成 ;则 R′=

故答案为:9R. 点评:本题考查电阻定律的应用,在解题时要注意当长度变化时,导线的体积不变,故导线 的截面积要有变化. 16.如图所示,A、B 两端接直流稳压电源,Uab=30V,滑动变阻器总阻值为 40Ω,滑动片 P 处于变阻器的中点,C、D 两端电压 Ucd= 15 V;若 C、D 两端接入一个 20Ω 的电阻,则 Ucd= 10 V.

考点:闭合电路的欧姆定律. 专题:恒定电流专题. 分析:根据串联电路的分压规律求解 C、D 两端电压 Ucd.若 C、D 两端接入一个 20Ω 的电 阻,该电阻与变阻器左侧并联后与右侧串联.再由分压规律求解. 解答: 解:滑动片 P 处于变阻器的中点,C、D 两端电压 Ucd= U=15V 若 C、D 两端接入一个 20Ω 的电阻,则该电阻与变阻器左侧并联电阻为 R 并= =10Ω

Ucd=

U=

×30V=10V

故答案为:15,10. 点评:解决本题的关键要掌握串联电路的分压规律:电压与电阻成正比,运用比例法求解. 17.一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用图(a) (b)两种 电路各测一次,用(a)图所测数据为 3.0V,3.0mA,用(b)图测得的数据是 2.9V,4.0mA, 由此可知,用 a 图测得 Rx 的误差较小,测量值 Rx= 1000 Ω.

考点:伏安法测电阻. 专题:实验题;恒定电流专题. 分析:两种接法都有误差: (a)图是电流表内接法,误差来源于电压表的示数不只是电阻 R 的电压,还包括了电流表的分压, (b)图为电流表外接法,误差来源于电流表的示数不只是 通过 R 的电流,还包括了电压表的电流;要根据根据电流表与电压表的分压与分流的值的 多少选择合适的电路,以减小误差. 解答: 解: (a)图与(b)图的数据显示,两种电路电流表的示数相对误差要大一些,宜 用电流的真实值 故用(a)图的电路 其测量值为:R= = =1000Ω

故答案为: (a) 1000Ω 点评: 待测电阻远大于电流表内阻时, 电流表的分压小, 可忽略不计, 用电流表内接法. 测 量值偏大. 待测电阻远小于电压表内阻时,电压表的分流小,可忽略不计,用电流表外接法,测量值偏 小. 18.在空间某一区域,有一匀强电场,一质量为 m 的液滴,带正电荷,电量为 q,在此电场 中恰能沿竖直方向作匀速直线运动,则此区域的电场强度的大小为 上 . 考点:电场强度. 专题:电场力与电势的性质专题. 分析:由题,质量为 m 的液滴,带电量为+q,在电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动, 受到重力与电场力平衡,根据平衡条件和场强公式求解场强的大小和方向. 解答: 解: 据题, 液滴在电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动, 重力与电场力二力平衡, 根据平衡条件得: mg=qE 得到电场强度大小 E= , 电场力方向竖直向上, 由于液滴带正电, 则场强方向为竖直向上. ,方向 竖直向

故答案为:

,竖直向上.

点评:本题电场中最基本的题型: 带电粒子在电场中平衡问题, 关键是分析带电粒子的受力 情况. 三、计算题(本题共 3 小题,10 分+10 分+12 分=32 分)解答应写出必要的文字说明、方程 式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出 数值和单位. 19.如图所示电路中,电池组的电动势 E=42V,内阻 r=2Ω,定值电阻 R=20Ω,D 是电动机, 其线圈电阻 R′=1Ω.电动机正常工作时,理想电压表示数为 20V.求: (1)通过定值电阻 R 的电流; (2)电动机的电功率; (3)电动机输出的功率.

考点:电功、电功率. 专题:恒定电流专题. 分析: (1) 由 E=UV+UR+r 可得 R 和电源两端的电压之和, 进而又欧姆定律可得电路电流, 即等于通过电动机的电流. (2)电动机为非纯电阻元件,故其功率为 P 电=UI. (3) 由 可得电动机的发热功率, 进而由 P 电=P 机+P 热可得电动机输出的机械功率.

解答: 解: (1)由 E=UV+UR+r 可得 R 和电源两端的电压之和为: UR+r=E﹣UV 由欧姆定律可得电路电流为:

通过定值电阻的电流为 1A. (2)电动机为非纯电阻元件,故其功率为: P 电=UVI=20×1W=20W (3)电动机的发热功率为:

故电动机的输出功率为: P 机=P 电﹣P 热=20W﹣1W=19W 答: (1)通过定值电阻的电流是 1A. (2)电动机消耗的电功率为 20W. (3)电动机输出的机械功率为 19W.

点评:本题考查功率公式的应用, 要注意对纯电阻元件和非纯电阻元件的处理区别, 电热的 计算可以用同一个公式,但非纯电阻元件,其总功率只能用 P=UI 表示. 20.两个半径均为 R 的圆形平板电极,平行正对放置,相距为 d,极板间的电势差为 U,板 间电场可以认为是匀强电场. 一个质量为 m, 电荷量为 q 正粒子从正极板边缘以某一初速度 垂直于电场方向指向圆心射入两极板之间, 到达负极板时恰好落在极板圆心. 忽略重力和空 气阻力的影响,求: (1)两极板间的电场强度 E 的大小; (2)正粒子在极板间运动的加速度 a 的大小; (3)正粒子的初速度 v0 的大小. 考点:带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律. 专题:带电粒子在电场中的运动专题. 分析: (1)根据匀强电场中电势差与电场强度关系公式 U=Ed 列式求解电场强度; (2)根据牛顿第二定律求解加速度; (3)粒子做类似平抛运动,平行电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动,垂直电场线 方向做匀速直线运动,根据分位移公式列式求解. 解答: 解: (1)极板间场强:E= ; (2)正粒子在极板间运动的加速度:a= (3)粒子做类似平抛运动, 平行电场线方向:d= 垂直电场线方向:R=v0t 解得: 答: (1)两极板间的电场强度 E 的大小为 ; (2)正粒子在极板间运动的加速度 a 的大小为 (3)正粒子的初速度 v0 的大小为 . ; ;

点评:本题关键是明确粒子做类似平抛运动, 然后类比平抛运动分位移公式列式求解, 注意 加速度不同. 21.如图所示,空间存在着电场强度为 E=2.5×10 N/C、方向竖直向上的匀强电场,一长为 ﹣3 ﹣5 L=0.5m 的绝缘细线,一端固定在 O 点,一端拴着质量 m=5×10 kg、电荷量 q=4×10 C 的 小球.现将细线拉直到水平位置 A,使小球由 A 静止释放,则小球能运动到最高点.不计 2 阻力.取 g=10m/s .求: (1)小球的电性. (2)细线在最高点受到的拉力. (3)若小球刚好运动到最高点时细线断裂,则细线断裂后小球继续运动到与 O 点水平方向 距离为细线的长度 L 时,小球距 OA 所在水平面的高度.
3

考点:带电粒子在匀强电场中的运动. 专题:带电粒子在电场中的运动专题. 分析: (1)由带电小球在电场力作用下,运动到最高点并拉断细线,则可判定电场力方 向,再由电场强度方向可确定小球的电性. (2)小球从释放到最高点,由动能定理可求出动能的变化,再由牛顿第二定律可得拉力大 小. (3)当细线断裂后,小球做类平抛运动,则将此运动分解成水平方向匀速运动与竖直方向 匀加速运动,从而求出小球距 O 点的高度. 解答: 解: (1)由小球运动到最高点,说明电场力竖直向上,再由电场线竖直向上,则可 判定小球带正电. (2)设小球运动到最高点时速度为 v,对该过程由动能定理有: (qE﹣mg)L= mv ﹣0…① 在最高点对小球由牛顿第二定律得: T+mg﹣qE=m …②
2

由①②式解得:T=15N; (3)小球在细线断裂后,在竖直方向的加速度设为 a,由牛顿第二定律得:a= 设小球在水平方向运动 L 的过程中,历时 t,则 L=vt…④ 设竖直方向上的位移为 s,则 s= at …⑤ 由①③④⑤解得:s=0.125m 小球距 O 点高度为:s+L=0.625m. 答: (1)小球的电性为正电. (2)细线能承受的最大拉力为 15N (3)当小球继续运动后与 O 点水平方向距离为 L 时,小球距 O 点的高度 0.625m. 点评:小球由静止释放, 当小球运动最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而 断裂.从而可求出此时的速度,这是本题的突破口.并值得注意是细线断裂后,速度与合力 相垂直,且合力恒定,所以做类平抛运动. 四、附加题(本小题 10 分)附加题以外分值达到 80 分时,附加题的分值方可计入总分, 总分不超过 100 分. 2004 秋?宝山区期末)如图所示 a 所示,A 和 B 表示在真空中相距为 d 的 两平行金属板, 加上恒定电压后, 它们之间的电场可看成匀强电场. 有一如图 b 所示的周期性变化的电压 u, 它的最大值在正半周内恒为+U0, 在负半周内恒为﹣U0, 现将这一周期性变化的电压加在 A、 B 两板上,设 t=0 时,A 板电势比 B 板高,这时在紧靠 B 板处有一初速为零的电子(质量
2

…③

为 m, 电量为 e) 在板间电场作用下开始运动. 要想使这个电子到达 A 板时具有最大的动能, 则所加电压的变化周期最小不能小于多少(结果用所供的物理量的符号表示)?

考点:带电粒子在匀强电场中的运动. 专题:带电粒子在电场中的运动专题. 分析:带电粒子在电场中加速,电场力做功, ,达到 A 板时间 t,则:eEt=mv,

要想使这个电子到达 A 板时具有最大的动能,则所加电压的变化周期最小不能小于 2t. 解答: 解:带电粒子在电场中加速,电场力做功, ,

达到 A 板时的速度:

达到 A 板的过程电场力的冲量等于电子的动量的变化: 联立上式,解得: 要想使这个电子到达 A 板时具有最大的动能,则所加电压的变化周期最小不能小于 2t,即:

所以:

答:要想使这个电子到达 A 板时具有最大的动能,则所加电压的变化周期 点评:该题使用动量定理求时间最简单,也可以使用运动学的公式求出.属于基础题目.


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