D.等势面φA>φB,粒子动能EkA>EkB
【答案】A
【解析】
试题分析:
由曲线运动的条件可知,带正电的粒子,受到的电场力指向轨迹凹的一侧,故点电荷Q带正电,电势由内向外逐渐降低,故φA<φB,粒子由A到B过程中,电场力做负功,粒子的动能减少,EkA>EkB,故选A。
考点:
本题考查了点电荷的等势面特点
4.质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上,且处在场强为E的匀强电场中,当小球A静止时,细线与竖直方向成30°角,已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小,则小球所带的电量应为()
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
试题分析:
当电场力的方向使电场力最小时,电场力与悬线方向垂直,所以电场力大小为
,故选D。
考点:
本题考查了力的三角形法求最值
5.如图,平行板电容器A、B间有一带电油滴P正好静止在极板正中间,现将B极板向下移动到虚线位置,其他条件不变.则()
A.油滴将向下运动
B.在B极板移动过程中电流计中有由b流向a的电流
C.油滴运动的电势能将减少
D.极板带的电荷量增大
【答案】A
考点:
本题考查了平行板电容器动态变化
6.如图所示,A、B是两个带电量相等的异种点电荷,A带正电,B带负电,OO′为两点电荷连线的垂直平分线,P点是垂足,若从P点以大小为v0的初速度发射一个电子,则()
A.若电子初速度方向由P指向A,则电子在接近A点的过程中速度越来越大
B.若电子初速度方向由P指向B,则电子在接近B点的过程中加速度越来越大
C.若电子初速度方向由P指向O,则电子在运动的过程中加速度的大小不变
D.若电子初速度方向由P指向O,则电子在运动的过程中加速度的方向不变
【答案】A
【解析】
试题分析:
A、若电子初速度方向由P指向A,当电子在接近A点的过程中,根据正负电荷的电场强度合成可知,电场强度越来越大,则电场力也越来越大,所以加速度也越来越大,因加速度与速度同向,则速度越来越大.故A正确;B、若电子初速度方向由P指向B,根据正负电荷的电场强度合成可知,当质子在接近B点的过程中,电场强度越来越大,则电场力也越来越大,所以加速度也越来越大,但速度与加速度反向,则速度越来越小,故B错误;C、若质子初速度方向由P指向O,则质子在运动的过程中,因初速度方向与电场力不共线,则做曲线运动,导致电场力大小与方向均发生变化,所以加速度大小与方向也发生变化,故CD错误;
考点:
本题考查了等量异号电荷电场线特点
7.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示).设若两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若()
A.保持S不变,增大d,则θ变小
B.保持S不变,增大d,则θ变大
C.保持d不变,减小S,则θ变小
D.保持d不变,减小S,则θ不变
【答案】B
【解析】
试题分析:
电容器与电源断开电荷量保持不变,由
可知当s不变增大d时,C减小,由
可知,两极板间电压增大,所以静电计指针偏角θ增大,故B正确,A错误;当d不变,减小s时,C减小,,由
可知,两极板间电压增大,所以静电计指针偏角θ增大,故CD均错误;所以本题选B
考点:
本题考查了电容器的动态变化
8.如图,a、b、c三个α粒子(氦核),同时由同一点垂直于场强以不同的速率进入偏转电场,其轨迹如图,其中b恰好飞出电场,不计α粒子之间的相互作用力,由此可以肯定()
A.在b飞离电场的同时,a还未打在负极板上
B.b比c后飞离电场
C.进入电场时,c的速度最小,a的速度最大
D.动能的增量相比,c的最小,a和b一样大
【答案】BD
【解析】
试题分析:
三个粒子所受电场力相等,加速度大小相等,在竖直方向上,
,a、b的偏转位移相等,大于c的位移,所以a、b的时间相等,b飞离的时候,a刚好打在极板上,故A错误;
C飞离电场所用的时间最短,同时进入,则b比c后飞离电场,故B正确;飞离电场时所走的水平位移是一样的,c的时间最短,速度最大所以C错误;由动能定理可知,动能的增加等于合外力做的功,a、b电场力做的功一样多,c的位移最小电场力做工最少,故D正确。
考点:
本题考查了带电粒子在电场中的偏转
9.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2,下列说法中正确的是()
A.小灯泡L1、L2变亮,L3变暗
B.小灯泡L2变亮,L1、L3变暗
C.ΔU1<ΔU2
D.ΔU1>ΔU2
【答案】AD
【解析】
试题分析:
当滑动变阻器的触片从右端滑到左端时,滑动变阻器的电阻变小,外电路的总电阻变小,总电流增大,路端电压减小,L2变亮,并联部分的电阻减小,则并联部分的电压减小,L3变暗,总电流变大,L3支路电流减小,另一支路电流变大,L1变亮,故选A;由以上分析可知ΔU1减小ΔU2增大,路端电压减小,ΔU1>ΔU2故选D
考点:
本题考查了电路的动态变化
10.在如图电路中,电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,保护电阻R0=3Ω,滑动变阻器总电阻R=20Ω,闭合电键S,在滑片P从a滑到b的过程中,若安培表内阻忽略,正确的是()
A.安培表的示数先减小后增大
B.安培表的示数先增大后减小
C.滑动变阻器消耗的功率先增大后减小
D.滑动变阻器消耗的功率先增大后减小,再增大后减小
【答案】AD
【解析】
试题分析:
当滑片P从a到b过程中,总电阻先变大再变小,故电流先变小后变大,故选A;研究滑动变阻器的功率时,把R0当做电源内阻,内阻为4Ω滑动变阻器为外电路,当外电阻等于内阻时的那个小电源的输出功率最大,滑片在中央时电阻最大为5Ω,故滑动变阻器从a到中央时功率先变大再变小,从中央滑到b时,功率先变大再减小,故选D。
考点:
本题考查了等效电源的输出功率问题
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
二、实验题(本题共2小题,共18分。
把答案填在题中的横线上)
11.(6分)用20分度的游标卡尺测物体的长度,如图甲所示,读数为________cm,用螺旋测微器测物体的厚度,如图乙所示,读数为________cm.
【答案】3.140cm;0.6102cm
【解析】
试题分析:
游标卡尺为20分度的,精确度为0.05mm,主尺读数31mm,游标尺读数为8,根据读数公式可知,读数为主尺读数+游标尺读数*精确度,所以读数为3.140cm;千分尺读数公式为主尺读数+可动刻度读数*精确度0.01mm,所以读数为6.102mm=0.6102cm
考点:
本题考查了游标卡尺和螺旋测微器的读数
12.(12分)欲用伏安法测定一阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)B.电流表(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻0.125Ω)D.电压表(0~3V,内阻3kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻15kΩ)F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,额定电流0.3A)H.开关、导线
(1)上述器材中应选用的是.(填写各器材的字母代号)
(2)实验电路应采用电流表接法.(填“内”或“外”)
(3)设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图所示,图示中I=A,U=V.
(4)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改变,请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图,然后根据你设计的原理电路将下图中给定的器材连成实验电路.
【答案】
(1)A、C、D、F、H(3分)
(2)外(2分)(3)0.48(1分)2.20(1分)
(4)见右图(电路图2分,连实物图3分)
【解析】
试题分析:
关于器材的选择,必选电池,电池的电压为3V所以电流最大为0.6A,所以电流表选0-0.6A的,电压表选0-3V的,滑动变阻器选与待测电阻接近的容易调节,所以选0-20Ω的,电键、导线必选。
关于电路的选择因为待测电阻的阻值偏小,故选择外接法,测量结果要求尽可能准确,所以需要多测几组,所以选用分压式。
因电流表量程为0.6A,所以读数为0.48A,电压表量程为3V,所以读数为2.20V。
考点:
本题考查了伏安法测电阻实验
三、解答题(本题共4小题,共42分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分)如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为UA=15V,UB=3V,UC=-3V,由此
(1)可求D点电势UD得大小?
(2)若该正方形的边长为a=2cm,且电场方向与正方形所在平面平行,求场强为E的大小?
并在图中画出经过A的一条电场线。
【答案】
【解析】
试题分析:
(1)因为
,而
,所以连结AC并将其三等分如图所示,则
,
,由此不难得到:
。
(2)在
(1)基础上可进一步判断场强方向必与PD或BQ垂直。
设场强方向与AB夹 a角,于是有
而根据正弦定理可得
由此可求得:
考点:
本题考查了匀强电场的电势的计算
14.(10分)电动汽车噪音小、几乎无污染,深受市场需求,已知某比亚迪电动汽车,其质量为40kg,最多能载重80kg,正常工作时速为18Km/h,电压是36V,电流是6A,此时输出功率是180W。
当汽车满载时,其阻力是车重的K倍,求
(1)K的值?
(2)当车速为3m/s时,求此时,该电动车的加速度?
(3)此电动车的工作效率是多少?
【答案】
(1)0.03
(2)0.2m/s2(3)83℅
【解析】
试题分析:
(1)18Km/h=5m/s,当匀速运动时,牵引力等于阻力
代入数据可得
(2)当车速为3m/s时牵引力为F,
,
由牛顿第二定律可知
(3)
所以
考点:
本题考查了电功率及功率的计算
15.(10分)如图所示,电源电动势
,内阻不计,
,电容
。
当电键S由与a接触到与b接触的过程中,通过电阻
的电量是多少?
【答案】
【解析】
试题分析:
S接a时,电容与R1并联,电容电压:
,此时电容器带电量为
。
S接b时,电容与R2并联,电容电压:
,
此时电容器带电量为
。
两次电容器的极发生了变化,故通过
的电量为
。
考点:
本题考查了含容电路的计算
16.(12分)如图甲所示,A、B是一对平行放置的金属板,中心各有一个小孔P、Q,P、Q连线垂直金属板,两板间距为d。
现从P点处连续不断地有质量为m、带电荷量为+2e的带电粒子(重力不计),沿PQ方向放出,粒子的初速度可忽略不计。
在t=0时刻开始在A、B间加上如图乙所示交变电压(A板电势高于B板时,电压为正),其电压大小为U、周期为T。
带电粒子在A、B间运动过程中,粒子间相互作用力可忽略不计。
求:
(1)进入到金属板之间的带电粒子的加速度;
(2)若两板间距足够宽,在t=0时刻放出的粒子,假设经过n周期后,恰好离开B板,求n的表达式;(3)如果只有在每个周期的0~
时间内放出的带电粒子才能从小孔Q中射出,则上述物理量d、m、q、U、T之间应满足的关系。
【答案】
【解析】
试题分析:
(1)
联立解得
(2)一个周期
n个周期:
(3)带电粒子经电场到达Q点,若此时粒子速度为0,可看作粒子恰好从Q飞出,则粒子在电场中运动为先匀加速后匀减速运动,由于加速度大小相等,由运动的对称性知,粒子的总位移为:
代入上式得:
;
要使粒子从Q飞出,需有
,即
,
可得物理量之间满足条件为:
;
考点:
本题考查了带电粒子在交变电场中的运动
: