内容正文:
第一学期高中新课程模块考试试题(卷)
高二物理
(本试卷满分100分,考试时间75分钟。答案一律写在答题卡上)
一、选择题(共46分,1一7小题每小题4分,每个小题只有一个选项符合题目要求,
8一10小题中每个小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得
3分,错选、不选的得0分)
1.在静电场中,关于电势与电场强度的关系,下列说法正确的是
A.电势为零的地方,电场强度也为零
B.电场强度的方向就是电势降低最快的方向
C.根据电势公式可知,电势与电荷的电荷量有关
D.沿着电场线的方向电势逐渐降低,电场强度也逐渐减小
2.两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它
们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为,则两球间库仑力的大小为
A.12F
n
3.直角坐标系xOy中,M、N两,点位于x轴上,G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷,
一电量为Q的正点电荷置于0点时,G点处的电场强度恰好为零。静
电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小
yA
↑H(0,a)
和方向分别为
,沿y轴正方向B.说,沿y轴负方向
A.
kQ
4a2
M
0
N
c怒激y轴正方向
D.
沿)铺负方向
中G(0,-a)
4.如图,两极板不平行的电容器与直流电源相连,极板间形成非匀强电场,实线为电场线,虚线表
示等势面。M、N点在同一等势面上,N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是
A.M点的电势比P点的低
B.M点的电场强度比N点的小
C.正电荷从M点运动到P点,速度增大
D.负电荷从M点运动到P点,电场力做正功
5.某静电场电势p在x轴上分布如图所示,图线关于p轴对称,M、P、N是x轴上的三点,OM=OW,有
一电子从M点静止释放,仅受x方向的电场力作用,则下列说法正确的是
A.P点电场强度方向沿x轴负方向
B.M点的电场强度小于N点的电场强度
C.电子在P点的动能小于在N点的动能
M
P N
D.电子在M点的电势能大于在P点的电势能
高二物理(一)第1页(共4页)》
6.如图电路中,材质相同的金属导体α和b,横截面积分别为S1、S2,长度分别为l1、l2。闭合开关后,
a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为
A.212:1
B.l1:2l2
C.12S:21 S2
D.212S2:1S
7.如图(α)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的
带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而
向B板运动,并最终打在A板上。则,可能是下列哪个时刻?
17T
A.t0=16
B
T
B.to=8
0
5T
C.to=
-U
T
D.to=
图(a)
图(b)
8.如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻R。=1002,R=1.9k2,R2=4k2,
图甲a量程为2V,下列说法正确的是
A.表头满偏电流I.=1mA
B.图甲a的量程大于b的量程
C.图甲b的量程为4V
D.图乙c的量程大于d的量程
甲
乙
9.图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场力的作用下向集
尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。下列表述正确的是
放电极
集尘极
A.到达集尘极的尘埃带正电荷
B.电场方向由集尘极指向放电极
带电尘埃
C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
直流高压电源
10.一匀强电场的方向平行于x0y平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为+q、-q
和+2q的三个试探电荷先后分别置于0点、A点和B点时,电势能均为E,(E。>0)。下列说法正
确的是
A.OA中点的电势为零
B.电场的方向与x轴正方向成60°角
C.电场强度的大小为2E
qd
0
D.电场强度的大小为2√2E
A(d,0)
gd
高二物理(一)第2页(共4页)
二、实验题(本大题共2个小题,共15分)
11.(7分)如图甲所示为空气介质单联可变电容器的结构,它是利用正对面积的变化改变电容器
的电容大小,某同学想要研究这种电容器充、放电的特性,于是将之接到如图乙所示的实验电
路中,实验开始时电容器不带电,微电流传感器G可以记录电流随时间变化的I-图像。
动片
动片引出端
一动片
定片
动片
8©
一右
定片
定片
0(360pF)
(260pF)
(a)
(b)
空气介质单联可变电容器的结构及电路符号
甲
乙
(1)要观察电容器的充电现象时,应把开关打到
(选填“1”或“2”),充电过程中电容
器的电容C
(选填“变大”、“变小”或“不变”),充电过程中电流在
(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(3分)
(2)充电稳定后,断开单刀双掷开关,用电压表接在电容器两端测量电压,发现读数缓慢减小,
原因是
(2分)
(3)首先将开关$打向1,这时观察到G有短暂的示数,稳定后,旋转旋钮,使电容器正对面积迅
速变大,从开始到最终稳定,微电流传感器G记录的I-t图像可能是
。(2分)
A
12.(每小题2分,共8分)某同学测量粗细均匀的某种导电材料R的电阻率ρ,现提供以下实验器材:
A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A(量程0.6A、内阻约为0.52)
D.电压表V(量程3V、内阻约为30kD)
E.滑动变阻器R(0一52,额定电流为2A)
F.直流电源E(电动势为3V,内阻很小)
G.导电材料R(长约为10cm,电阻约为102)
H.开关一只、导线若干
请回答下列问题:
11
12
13(cm
5
-
1020
A--2
图1
图2
图3
图4
(1)该同学分别利用游标卡尺和螺旋测微器测量导电材料的有效长度L和导电材料的直径,
如图所示,则L=
mm,d=
mmo
高二物理(一)第3页(共4页)
(2)该同学用多用电表欧姆挡“×1”粗测电阻,如图3所示,则电阻读数为
2;如果
用“直流5V”挡测量,则读数为
V。
(3)为了减小实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,设计合适电路,请用笔画
线,将实物图连接完整。
(4)连接好实验电路后,合上开关,记录电压表读数U和电流表读数I,结合之前测得的L和d可
计算出圆柱体电阻R的电阻率p。请你写出电阻率的表达式为p=
(用字母L、
d、U、I表示)。
三、计算题(本题共3小题,13题8分,14题13分,15题18分,共39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。
13.(8分)如图所示,一质量为m=1.0×102kg,带电量大小为g=1.0×106C的小球,用绝缘细线
悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场足够大,静止时细线向左与竖直方向成0=37°,小球
电量保持不变,重力加速度g取10m/s2。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小球带正电荷还是负电荷;
(2)电场强度E的大小;
(3)细线受到的拉力T的大小。
R
.0
+O⊕
A
(第13小题图)
(第14小题图)
(第15小题图)
14.(13分)如图所示,真空中平行金属板M、N之间距离为d,两板所加的电压为U。一质量为m、
电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。求:
(1)带电粒子所受的静电力F的大小;
(2)带电粒子到达N板时的速度v的大小;
(3)若在带电粒子运动g距离时撤去所加电压,求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。
15.(18分)如图所示,AB是长为2R的水平粗糙轨道,B点与一半径为R的光滑圆轨道相切,整个空间
有一水平向右的匀强电场。一带电量为+g、质量为的小物体从A点由静止释放,经过B点时
对圆轨道的压力为其重力的2倍。物体与水平轨道的动摩擦因数4=0.5,重力加速度为g。求:
(1)物体在B点的速度大小和电场强度大小;
(2)物体在圆轨道上的最大速度;
(3)若AB长度不变,圆轨道半径可以改变,为了保证物体在圆轨道上运动中途不会脱离圆轨
道,求圆轨道半径的取值范围。
高二物理(一)第4页(共4页)
第一学期高二物理参芳答案(一)
一、(共46分,1一7小题每小题4分,每个小题只有一个选项符合题目要求,8一10小题中每个小
题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,错选、不选的得0分)
1、B【详解】A.电场强度和电势没有直接关系,电势为零的地方,电场强度可以不为零,A错误;
B.电场强度的方向与等势面垂直,沿电场线的方向,电势降低,即电场强度的方向是电势降低
最快的方向,B正确:C.电势口=是比值法定义的,零电势的选取可以是任意的,某处的电势
大小与该处有无电荷无关,C错误;D.沿电场线的方向电势降低,电场线密的地方电场强度大,
电场线稀疏的地方电场强度小,因此沿电场线的方向电势降低,可电场强度不一定逐渐减小,D
错误。故选B。
2、B【详解】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F=kQ:30,两球分开后各自带电量为+Q,
距离又变为原来的3,库仑力为P=Q:日-k0Q-号P,所以两球间库仑力的大小为号r。
2
故选B。
3、D【详解】正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零,则作为对称点的H点处的电场强
度也为零,正点电荷在川点的场强大小-g,方向沿)辅正方向。由于H点处的电场强度为
零,则两个负点电荷在H点的合场强大小E2=£,=,方向沿y轴负方向。当正点电荷移到G
点后.正点电荷在H点的场强大小8,8=架-子,方向沿y轴正方向,两个负点电荷
的合场强大小为巴,方向沿轴负方向,因此H点处场强的大小为E,=:,一E,=
向沿y轴负方向。故选D。
4、C【详解】A.M、N两点电势相等,电场线由上到下,N、P在同一电场线上,沿电场线电势逐渐降
低,可知N点电势高于P点,可知M点电势高于P点,选项A错误;B.M点电场线分布比N点密
集,可知M点电场强度比N点大,选项B错误;C.正电荷从M点运动到P点,所受电场力方向与
移动方向夹角为锐角,则电场力做正功,动能增大,速度增大,C正确;D.负电荷从M点运动到P
点,所受电场力方向与移动方向夹角为钝角,则电场力做负功,D错误。故选C。
5.D【详解】A.由图可知在x正半轴沿+x方向电势降低,则电场强度方向沿x轴正方向,故A错误;
B.P一x图像斜率表示电场强度,由图可知M点的电场强度大小等于N点的电场强度,方向相
反,故B错误;C.电子在电势低处电势能大,故电子在P点的电势能小于在N点的电势能,根据
能量守恒可知,电子在P点的动能大于在N点的动能,故C错误;D.电子在电势低处电势能大,
故电子在M点的电势能大于在P点的电势能,故D正确。故选D。
6.A【详解】根据电阻定律R=P5,可得R.=P台,几,=2p是,两支路并联有L,R=1,R,结合电
流的微观表达式1=neuS,对于同种材料me相同,联立可得,=2,,即%=2
2。故选A。
7,C【详解】人者,=带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运
动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B板上,
所以A不符合题意;B.若,=,带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零;然后再反方
向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离小于向右运动的距离,最终打
高二物理(一)参考答案第1页(共4页)
B板上,所以B不符合题意:C,若。=5。,带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至要
后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离大于向右运动的距
离,最终打在A板上,所以C符合题意;D.若,=胃,带正电粒子先加速向B板运动再减速运动
至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运
动的距离,最终打在B板上,所以D不符合题意。故选C。
8、AD【详解】ABC.图甲a量程为2V,则有U。=I(R。+R)=2V,解得表头满偏电流为I=1mA,
图甲b的量程为U。=I(R。+R1+R2)=6V,可知图甲a的量程小于b的量程,故A正确,BC错
1,B。,可得1.>1,则图
腿D,图乙c的量程为L=,+,十图乙d的量程为,=,+R+R
R3
乙c的量程大于d的量程,故D正确。故选AD。
9、BD【详解】AB.由图示可知,集尘极电势高,放电极电势低,放电极与集尘极间电场方向向左,
即电场方向由集尘极指向放电极,尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移,则知尘埃所受的电场
力向右,故到达集尘极的尘埃带负电荷,故A错误,B正确;C.电场方向向左,带电尘埃所受电场
力方向向右,带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反,故C错误;D.由F=Eg可知,同一位
置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大,故D正确。故选BD。
10、AD【详解】A.根据题意可知O点、A点和B点的电势分别为p。=
,P8=
E2,故0A
2
中点的电势为P4=90十94=0,故A正确;B.如图,设N点为AB的三等分点,同理易知N点电
2
势为O,MN为一条等势线,过A点做MN的垂线,可知电场线沿该
垂线方向,指向右下方,由AM=AN可知∠NMA=45°,故电场的方
◆B(d:
向与x轴正方向成45°角,故B错误;CD.电场强度的大小为
0-(-E)
E=
q
2d.cos45°
1
2√2E,故C错误,D正确。故选AD。
gd
A(d0)
二、实验题(本大题共2个小题,共15分)
11、(7分)
(1)1(1分)
不变(1分)
变小(1分)
(2)电压表不是理想电压表(2分)
(3)A(2分)
【详解】
(1)[1]当电容器与电源相连时,电容器处于充电状态,即要观察电容器的充电现象时,应把开
关打到“1”;
[2]根据C=
4a可知,充电过程中,e5d都不变,故电容不变;
[3]在充电过程中,电容器所带电荷量不断增大,则电容器两端电压逐渐增大,而电源电压
不变,故电容器两端与电源两端的电势差越来越小,故电流在变小。
(2)用电压表接在电容器两端测量电压,发现读数缓慢减小,说明电容器在缓慢放电,电路中
有电流,电压表不是理想电压表。
高二物理(一)参考答案第2页(共4页)
(3)电容器充电时,电流从左到右,刚开始电流比较大,充电结束后,电流为0,根据C=6S
4wkd'
可知,当电容器正对面积迅速变大,电容迅速增大,又由C=号,可得电容器的带电量Q增
加,故电容器再次充电,电流方向从左到右,充电结束后电流为0。故选A。
12、(8分)
(1)110.50(1分)
8.470(1分)
(2)8.0(1分)
3.30(1分)
(3)(2分)
(4)md2
(2分)
4IL
【详解】
(1)[1]导电材料的有效长度L=110mm+10×0.05mm=110.50mm;
[2]导电材料的直径d=8mm+0.01×47.0mm=8.470mm。
(2)[1]由图可知,多用电表的读数为R=8.0×12=8.0D,
2]如果用“直流5V”挡测量,由图可知读数为3.30V。
(3)要求在实验中获得较大的电压调节范围,则滑动变阻器采用分压接法,由于R<√R4R,,
则采用电流表外接法,如下图:
(4)根据欧姆定律R=号,由电阻定律R,=,其中S=π(受,联立可得p=
41L°
三、计算题(本题共3小题,13题8分,14题13分,15题18分,共39分)
13、(8分)
(1)以小球为对象,根据受力平衡可知,小球受到的电场力水平向左,与电场方向相反,则该小
球带负电荷;
…2分
(2)根据平衡条件有gE=mgtan0,
…4分
解得E=7.5×104N/C;
…5分
(3)根据平衡条件,可得细线受到的拉力大小T=mg。
…7分
cos0'
解得T=0.125N。
…8分
14、(13分)
(1)两极板间的场强E=
d'
…1分
U
带电粒子所受的静电力F=9E=qa
…3分
高二物理(一)参考答案第3页(共4页)
(2)带电粒子从静止开始运动到V板的过程,根据动能定理可得gU=
2m2,
…6分
解得v=
2qU
…7分
m
01
(3)设带电粒子运动号距离时的速度大小为,根据动能定理可得g2=2m“,
…9分
带电粒子在前距离做匀加速直线运动,后距离做匀速运动,设用时分别为1、2,
有号-54
…10分
多%
…11分
则该粒子从M板运动到N板经历的时间t=t1+t2,
…12分
解得t=3d
m
、gU
…13分
15、(18分)
(1)物体在B点时竖直方向合力提供向心力P、-mg=四,由题意知R,=2mg,
…1分
解得v=√gR,
…2分
从A点到B点,由动能定理可得(F-ng)2R=7m2-0,
…3分
其中F=gE,解得E=3mg:
4g9
…4分
(2)电场力和重力的合力G,=(mgr+严-g。
…5分
mg4'
…6分
即G等方向与竖直方向成37°,斜向右下方,
从B点到动能最大点有子mgR1-oas37)=方2-
2mm2,
…8分
解得n=√gR
2;
…9分
(3)如图,若物体不能越过0点右上方与水平方向成37°的位置C,则不会脱离轨道,
设刚好到该位置时圆轨道半径为1,寻mg,ws37=0-m2,
…11分
解得一是
…12分
若物体能够通过0点上方与竖直方向成37°的位置D,
则也不会脱离轨道,
设刚好到该位置时圆轨道半径为,g=,
5
…13分
R
Amgr2(1+cos37、1
2m,2、1
m2,
0137
…15分
4R
解得2=23’
379
…16分
+q▣
圆轨道半径的范围为r≥
或r≤
G等
230
…18分
高二物理(一)参考答案第4页(共4页)第一学期高中新课程模块考试试题(卷)
高二物理
(本试卷满分100分,考试时间75分钟。答案一律写在答题卡上)
一、选择题(共46分,1一7小题每小题4分,每个小题只有一个选项符合题目要求,
8一10小题中每个小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得
3分,错选、不选的得0分)
1.在静电场中,关于电势与电场强度的关系,下列说法正确的是
A.电势为零的地方,电场强度也为零
B.电场强度的方向就是电势降低最快的方向
C.根据电势公式可知,电势与电荷的电荷量有关
D.沿着电场线的方向电势逐渐降低,电场强度也逐渐减小
2.两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它
们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为),则两球间库仑力的大小为
A.12F
n
3.直角坐标系xOy中,M、N两,点位于x轴上,G、H两点坐标如图所示。M、N两,点各固定一负点电荷,
一电量为Q的正点电荷置于0点时,G点处的电场强度恰好为零。静
电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小
入
H(0,a)
和方向分别为
A.
kQ,沿y轴正方向B.子,沿y轴负方向
4a2
M
0
..3召,沿y轴正方向D.专
沿)销负方向
tG(0,-a)
4.如图,两极板不平行的电容器与直流电源相连,极板间形成非匀强电场,实线为电场线,虚线表
示等势面。M、N点在同一等势面上,N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是
A.M点的电势比P点的低
B.M点的电场强度比N点的小
C.正电荷从M点运动到P点,速度增大
D.负电荷从M点运动到P点,电场力做正功
5.某静电场电势p在x轴上分布如图所示,图线关于p轴对称,M、P、N是x轴上的三点,OM=ON,有
一电子从M点静止释放,仅受x方向的电场力作用,则下列说法正确的是
A.P点电场强度方向沿x轴负方向
B.M点的电场强度小于N点的电场强度
C.电子在P点的动能小于在N点的动能
M
0
P N
D.电子在M点的电势能大于在P点的电势能
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6.如图电路中,材质相同的金属导体α和b,横截面积分别为S1、S2,长度分别为l1、l2。闭合开关后,
a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为
A.212:1
B.l122
C.l2S 21 S2
D.212S2:1 S
7.如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的
带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而
向B板运动,并最终打在A板上。则,可能是下列哪个时刻?
17T
A.t0=16
7T
B.to=
8
5T
C.to=
8
D.to=
图(a)
图(b)
8.如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻R=1002,R1=1.9k2,R2=4k2,
图甲a量程为2V,下列说法正确的是
A.表头满偏电流I.=1mA
B.图甲a的量程大于b的量程
C.图甲b的量程为4V
D.图乙c的量程大于d的量程
甲
乙
9.图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场力的作用下向集
尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。下列表述正确的是
放电极
集尘极
A.到达集尘极的尘埃带正电荷
B.电场方向由集尘极指向放电极
带电尘埃
C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
L
D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
直流高压电源
10.一匀强电场的方向平行于x0y平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为+q、-q
和+2q的三个试探电荷先后分别置于0点、A点和B点时,电势能均为E,(E,>0)。下列说法正
确的是
A.OA中点的电势为零
B.电场的方向与x轴正方向成60°角
C.电场强度的大小为√2E,
gd
A(d,0)
D.电场强度的大小为2y5E
gd
高二物理(一)第2页(共4页)
二、实验题(本大题共2个小题,共15分)
11.(7分)如图甲所示为空气介质单联可变电容器的结构,它是利用正对面积的变化改变电容器
的电容大小,某同学想要研究这种电容器充、放电的特性,于是将之接到如图乙所示的实验电
路中,实验开始时电容器不带电,微电流传感器G可以记录电流随时间变化的I-图像。
动片
动片引出端
一动片
一右
定片
动片
定片
定片
(360pF)
(260pF)
(a)
(b)
空气介质单联可变电容器的结构及电路符号
甲
乙
(1)要观察电容器的充电现象时,应把开关打到
(选填“1”或“2”),充电过程中电容
器的电容C
(选填“变大”、“变小”或“不变”),充电过程中电流在
(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(3分)
(2)充电稳定后,断开单刀双掷开关,用电压表接在电容器两端测量电压,发现读数缓慢减小,
原因是
(2分)
(3)首先将开关S打向1,这时观察到G有短暂的示数,稳定后,旋转旋钮,使电容器正对面积迅
速变大,从开始到最终稳定,微电流传感器G记录的I-t图像可能是
。(2分)
A
B
12.(每小题2分,共8分)某同学测量粗细均匀的某种导电材料R,的电阻率ρ,现提供以下实验器材:
A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A(量程0.6A、内阻约为0.52)
D.电压表V(量程3V、内阻约为30kD)
E.滑动变阻器R(0一52,额定电流为2A)
F.直流电源E(电动势为3V,内阻很小)
G.导电材料R(长约为10cm,电阻约为10)
H.开关一只、导线若干
请回答下列问题:
11
12
13(cm)
-
10
20
A-V-2
图1
图2
图3
图4
(1)该同学分别利用游标卡尺和螺旋测微器测量导电材料的有效长度L和导电材料的直径d,
如图所示,则L=
mm,d=
mmo
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(2)该同学用多用电表欧姆挡“×1”粗测电阻,如图3所示,则电阻读数为
2;如果
用“直流5V”挡测量,则读数为
V。
(3)为了减小实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,设计合适电路,请用笔画
线,将实物图连接完整。
(4)连接好实验电路后,合上开关,记录电压表读数U和电流表读数I,结合之前测得的L和d可
计算出圆柱体电阻R的电阻率ρ。请你写出电阻率的表达式为p=
(用字母L、
d、U、I表示)。
三、计算题(本题共3小题,13题8分,14题13分,15题18分,共39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。
13.(8分)如图所示,一质量为m=1.0×102kg,带电量大小为g=1.0×106C的小球,用绝缘细线
悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场足够大,静止时细线向左与竖直方向成0=37°,小球
电量保持不变,重力加速度g取10m/s2。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小球带正电荷还是负电荷;
(2)电场强度E的大小;
(3)细线受到的拉力T的大小。
LL112
R
十●
Oq
+9B
A
(第13小题图)》
(第14小题图)
(第15小题图)
14.(13分)如图所示,真空中平行金属板M、N之间距离为d,两板所加的电压为U。一质量为m、
电荷量为g的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。求:
(1)带电粒子所受的静电力F的大小;
(2)带电粒子到达N板时的速度v的大小;
(3)若在带电粒子运动号距离时撤去所加电压,求该粒子从M板运动到N板经历的时间。
15.(18分)如图所示,AB是长为2R的水平粗糙轨道,B点与一半径为R的光滑圆轨道相切,整个空间
有一水平向右的匀强电场。一带电量为+g、质量为的小物体从A点由静止释放,经过B点时
对圆轨道的压力为其重力的2倍。物体与水平轨道的动摩擦因数4=0.5,重力加速度为g。求:
(1)物体在B点的速度大小和电场强度大小;
(2)物体在圆轨道上的最大速度;
(3)若AB长度不变,圆轨道半径可以改变,为了保证物体在圆轨道上运动中途不会脱离圆轨
道,求圆轨道半径的取值范围。
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第一学期高二物理参芳答案(一)
一、(共46分,1一7小题每小题4分,每个小题只有一个选项符合题目要求,8一10小题中每个小
题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,错选、不选的得0分)
1、B【详解】A.电场强度和电势没有直接关系,电势为零的地方,电场强度可以不为零,A错误;
B.电场强度的方向与等势面垂直,沿电场线的方向,电势降低,即电场强度的方向是电势降低
最快的方向,B正确:C.电势=是比值法定义的,零电势的选取可以是任意的,某处的电势
大小与该处有无电荷无关,C错误;D.沿电场线的方向电势降低,电场线密的地方电场强度大,
电场线稀疏的地方电场强度小,因此沿电场线的方向电势降低,可电场强度不一定逐渐减小,D
错误。故选B。
2、B【详解】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F=Q:30,两球分开后各自带电量为+Q,
r2
距离又变为原来的2,库仑力为P=Q:日-60Q-号P,所以两球间库仑力的大小为号P。
2
故选B。
3、D【详解】正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零,则作为对称点的H点处的电场强
度也为零,正点电荷在川点的场强大小-g,方向沿)铺正方向。由于H点处的电场强度为
零,则两个负点电荷在H点的合场强大小E,=E,=,方向沿y轴负方向。当正点电荷移到G
点后.,正点电荷在H点的场强大小,=8=怨-5,方向沿y辅正方向,两个负点电符
在日点的合场强大小为E,方向沿)轴负方向,因此H点处场强的大小为E,=E,-E,=,】
向沿y轴负方向。故选D。
4、C【详解】A.M、N两点电势相等,电场线由上到下,N、P在同一电场线上,沿电场线电势逐渐降
低,可知N点电势高于P点,可知M点电势高于P点,选项A错误;B.M点电场线分布比N点密
集,可知M点电场强度比N点大,选项B错误;C.正电荷从M点运动到P点,所受电场力方向与
移动方向夹角为锐角,则电场力做正功,动能增大,速度增大,C正确;D.负电荷从M点运动到P
点,所受电场力方向与移动方向夹角为钝角,则电场力做负功,D错误。故选C。
5.D【详解】A.由图可知在x正半轴沿+x方向电势降低,则电场强度方向沿x轴正方向,故A错误;
B.P-x图像斜率表示电场强度,由图可知M点的电场强度大小等于N点的电场强度,方向相
反,故B错误;C.电子在电势低处电势能大,故电子在P点的电势能小于在N点的电势能,根据
能量守恒可知,电子在P点的动能大于在N点的动能,故C错误;D.电子在电势低处电势能大,
故电子在M点的电势能大于在P点的电势能,故D正确。故选D。
6.A【详解】根据电阻定律R=P5,可得R.=p台,几,=2p是,两支路并联有L,R=1,R,结合电
流的徽观表达式1=n,对于同种材料n,e相同,联立可得,=2u,即=2马。故选A。
7,C【详解】人者,=g带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运
动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B板上,
所以A不符合题意;B.若,-,带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零:然后再反方
向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离小于向右运动的距离,最终打
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8板上,所以B不符合题意;C.若。5,带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至
后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离大于向右运动的距
离,最终打在A板上,所以C符合题意:D.若=骨,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动
至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运
动的距离,最终打在B板上,所以D不符合题意。故选C。
8、AD【详解】ABC.图甲a量程为2V,则有U。=I(R。+R)=2V,解得表头满偏电流为I=1mA,
图甲b的量程为U。=I((R。+R1+R2)=6V,可知图甲a的量程小于b的量程,故A正确,BC错
误,D.图乙e的量程为L,=1,+上RR),图乙d的最程为,=+元华R,
1R,可得1>1,则图
乙c的量程大于d的量程,故D正确。故选AD。
9、BD【详解】AB.由图示可知,集尘极电势高,放电极电势低,放电极与集尘极间电场方向向左,
即电场方向由集尘极指向放电极,尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移,则知尘埃所受的电场
力向右,故到达集尘极的尘埃带负电荷,故A错误,B正确;C.电场方向向左,带电尘埃所受电场
力方向向右,带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反,故C错误;D.由F=Eg可知,同一位
置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大,故D正确。故选BD。
10、AD【详獬】A.根据题意可知O点、A点和B点的电势分别为Po=
E。
E。
E2,故0A
中点的电势为,=Po十P4=0,故A正确;B.如图,设N点为AB的三等分点,同理易知N点电
2
势为0,MN为一条等势线,过A点做MN的垂线,可知电场线沿该
垂线方向,指向右下方,由AM=AN可知∠NMA=45°,故电场的方
◆B(d,
向与x轴正方向成45°角,故B错误;CD.电场强度的大小为
0-(E)
E=
1
_22E,故C错误,D正确。故选AD。
0
24.cos45°
A(d,0)
二、实验题(本大题共2个小题,共15分)
11、(7分)
(1)1(1分)
不变(1分)
变小(1分)
(2)电压表不是理想电压表(2分)
(3)A(2分)
【详解】
(1)[1]当电容器与电源相连时,电容器处于充电状态,即要观察电容器的充电现象时,应把开
关打到“1”;
[2]根据C=eS
4wkd
可知,充电过程中,e、S、d都不变,故电容不变;
[3]在充电过程中,电容器所带电荷量不断增大,则电容器两端电压逐渐增大,而电源电压
不变,故电容器两端与电源两端的电势差越来越小,故电流在变小。
(2)用电压表接在电容器两端测量电压,发现读数缓慢减小,说明电容器在缓慢放电,电路中
有电流,电压表不是理想电压表。
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(3)电容器充电时,电流从左到右,刚开始电流比较大,充电结束后,电流为0,根据C=S
4mkd’
可知,当电容器正对面积迅速变大,电容迅速增大,又由C=号,可得电容器的带电量Q增
加,故电容器再次充电,电流方向从左到右,充电结束后电流为0。故选A。
12、(8分)
(1)110.50(1分)
8.470(1分)
(2)8.0(1分)
3.30(1分)
(3)(2分)
(④)2分)
4IL
【详解】
(1)[1]导电材料的有效长度L=110mm+10×0.05mm=110.50mm;
[2]导电材料的直径d=8mm+0.01×47.0mm=8.470mm。
(2)[1]由图可知,多用电表的读数为R=8.0×12=8.02,
2]如果用“直流5V”挡测量,由图可知读数为3.30V。
(3)要求在实验中获得较大的电压调节范围,则滑动变阻器采用分压接法,由于R<√R4R,
则采用电流表外接法,如下图:
(④)根据欧姆定律R=宁由电阻定律R=片,其中S=(,联立可得p=
4IL
三、计算题(本题共3小题,13题8分,14题13分,15题18分,共39分)
13、(8分)
(1)以小球为对象,根据受力平衡可知,小球受到的电场力水平向左,与电场方向相反,则该小
球带负电荷;
…2分
(2)根据平衡条件有gE=mgtan6,
…4分
解得E=7.5×104N/C;
…5分
(3)根据平衡条件,可得细线受到的拉力大小T=8
…7分
cos 6'
解得T=0.125N。
…8分
14、(13分)
(1)两极板间的场强E=
d'
…1分
带电粒子所受的静电力F=9E=g
U
…3分
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(2)带电粒子从静止开始运动到N板的过程,根据动能定理可得qU=方,
…6分
解得v=
20
…7分
m
U 1
(3)设带电粒子运动号距离时的速度大小为,根据动能定理可得g2=2m,
…9分
带电粒子在前号距离做匀加速直线运动,后号距离做匀速运动,设用时分别为,
有号
…10分
2=%2,
…11分
则该粒子从M板运动到N板经历的时间t=t1+t2,
…12分
解得t=
3d
m
2gU°
…13分
15、(18分)
(1))物体在B点时竖直方向合力提供向,心力R、-mg=网,由题意知P,=2mg,
…1分
解得v=√gR,
…2分
从A点到B点,由动能定理可得(下-ng)2R=)m2-0,
…3分
其中F=qE,解得E=3mg;
4g9
…4分
(2)电场力和重力的合力G等=√(mgP+F=
4mg,
…5分
tan=F3
mg 4'
…6分
即G等方向与竖直方向成37°,斜向右下方,
从B点到动能最大点有ngR1-cas3T)=m:-
2mm2,
…8分
解得,=√g
…9分
2
(3)如图,若物体不能越过0点右上方与水平方向成37°的位置C,则不会脱离轨道,
设刚好到该位量时圆轨道半径为子mg6as37°=0-方m
…11分
解得=分
…12分
若物体能够通过0点上方与竖直方向成37°的位置D,
则也不会脱离轨道,
设刚好到该位置时圆轨道半径为2,。mg=
5
…13分
T2
R
4mgr,1+c0s37)=
2m,2、1
m2,
037
…15分
解得r2=
4R
37
23’
…16分
圆轨道半径的范围为r≥)或r≤
.4R
+q丹
A
B
230
…18分
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