内容正文:
物理试题
考生注意:
1、满分100分,考试时间75分钟。
2、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3、本卷命题范围:人教版必修三第九章~第十一章第四节。
一、选择题:本大题共10小题,共48分。第1~6题,每小题4分,只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分,第7~10题,每小题6分,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。
1. 在手术时,为防止麻醉剂爆炸,地砖要用导电材料制成,医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套,一切设备要有良好的接地,这是为了( )
A. 除菌消毒 B. 防止漏电 C. 利用静电 D. 消除静电
【答案】D
【解析】
【详解】地砖要用导电材料制成,医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套,一切设备要有良好的接地,是为了使静电被导入大地,这是为了消除静电,防止发生爆炸。
故选D。
2. 在2s内有0.1C的电荷通过横截面积为2mm2的金属导体,则电流大小为( )
A. 0.025A B. 0.05A C. 0.1A D. 0.02A
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知,通过金属导体的电流大小为
故选B。
3. 静电喷漆是利用静电吸附现象制造的,其喷涂原理如图所示,则以下说法正确的是( )
A. 涂料微粒向工件运动时不受电场力 B. 涂料微粒一定带正电
C. 涂料微粒一定带负电 D. 涂料微粒可能带正电,也可能带负电
【答案】C
【解析】
【详解】工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动,是由于喷枪喷嘴与被涂工件之间形成了强电场,受电场力.由正电荷对涂料微粒的吸引作用可得出涂料微粒带负电荷
故选C。
4. 如图所示为半径为R的圆,O、A、B为圆的三等分点,其中O为圆的最高点,与圆平行的面内有一匀强电场.现在O、A两点固定电荷量分别为、的点电荷,将一试探电荷放在B点时所受的电场力为零;如果仅将O、A两点的点电荷位置调换,静电力常量为k.则B点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由几何关系可知,OAB构成一等边三角形,该三角形的边长为
现在在O处放一正电荷,在A处放一负电荷,正负电荷分别在B点产生的电场强度大小相等,方向如图所示
由电场叠加后合场强大小与匀强电场强度大小相等,匀强电场的方向与E等大反向,则
所以匀强电场大小为
如果仅将O、A两点的点电荷位置调换,则B点的电场强度如图所示,
所以O、A两处的点电荷在B处的合场强与匀强电场方向相同,大小相等,所以B点的场强为
故D正确ABC错误。
故选D。
5. 某学生在进行“研究串联电路电压特点”的实验时,接成如图所示的电路。接通S后,他将较大内阻的电压表接在A、C 两点时,电压表读数为U;将该电压表接在A、B两点时,电压表读数也为U;将该电压表接在B、C两点时,电压表的读数为零。则出现此种情况的原因可能是( )
A. 电阻R2断路 B. 电阻R1断路
C. 电阻R1、R2均断路 D. 电阻R1、R2均短路
【答案】B
【解析】
【详解】接通S后,将较大内阻的电压表接在A、C 两点时,电压表读数为U,说明从A顺时针方向电源、开关S到C点均连接正常,电压表测得是电源电压;将该电压表接在A、B两点时,电压表读数也为U,说明从A顺时针方向到电源、开关S、C及在到B连接正常,将该电压表接在B、C两点时,电压表的读数为零,说明断了,导致电压表没有电流经过。
故选B。
6. 一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动,取该直线为x轴,起始点O为坐标原点,其速度v与位移x的关系如图所示,则该电场的电场线分布可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据公式
可知匀变速直线运动的图像是直线,题图图像是直线,说明速度随着位移均匀增加,相同位移速度增加量相等,又是加速运动,故增加相等的速度需要的时间逐渐减小,故加速度逐渐增加,粒子所受的电场力逐渐增加,电场线越来越密集。
故选B。
7. 图示是金属导体A和B的U—I图象,由此图象可知( )
A. 通过导体的电流越大,电阻越小
B. 加在导体两端的电压越大,电阻越大
C. 导体A的电阻比导体B的电阻大
D. 通过两导体的电流相同时,导体A两端的电压比导体B两端的电压大
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.电阻大小与电流和电压无关,只由导体本身的性质决定,选项AB错误;
C.U-I图象中图象的斜率表示电阻,由图可知,导体A的电阻大于导体B的电阻,选项C正确;
D.因A的电阻大于B的电阻,则由欧姆定律可知,通过两导体的电流相同时,导体A两端的电压比导体B两端的电压大,选项D正确。
故选CD。
8. 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度以及运动轨迹如图所示。下列说法错误的是( )
A. 粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D. A点的电势低于B点的电势
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.电场线的疏密表示电场强度的强弱,由图可知点的电场线比点密集,所以点的电场强度大,即
根据牛顿第二定律可知,粒子在点的加速度大,即,故A错误;
D.沿电场线方向电势逐渐降低,由图可知电场线大致由左下指向右上,所以点的电势高于点的电势,即,故D错误;
BC.粒子做曲线运动,所受电场力指向轨迹弯曲的内侧。由图可知,粒子从运动到,轨迹向上弯曲(凹侧朝上/右上方),说明粒子受到的电场力方向大致指向右上方,与电场线方向相同,所以粒子带正电。 粒子从到的过程中,电场力方向(右上方)与位移方向(右上方)的夹角为锐角,电场力做正功。 根据动能定理,动能增加,即
根据功能关系,电场力做正功,电势能减小,即,故B正确,C错误。
本题选错误的,故选ACD。
9. 如图所示,AB、CD为一圆的两条直径,且互相垂直,O点为圆心。空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行。现有一电子(重力不计)在静电力作用下,先从A点运动到C点,动能减少了1eV;又从C点运动到B点,动能增加了1eV,则此空间存在的静电场可能是( )
A. 方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场
B. 方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场
C. 位于O点的正点电荷形成的电场
D. 位于D点的正点电荷形成的电场
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,从A到B电场力做合功为零,由
W=qU
可知A、B两点电势相同,连接AB为等势线,电场线与等势线相互垂直,可知电场线为水平方向,由A到C电场力做负功,电子所受电场力水平向左,所以场强方向水平向右,所以电场强度方向垂直于AB并由O指向C,故B正确,A错误;
CD.如果场源电荷在O点,则A、B、C均为同一条等势线上的三点,电势相等,根题意矛盾,可知这是不可能的,故C错误;
D、位于D点的正电荷形成的电场,从A点运动到C点,动能减少了;又从C点运动到B点,动能增加了,且A、B两点电势相等,符合题意,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,离地H高处有一个质量为m、带电量为的物体处于电场强度随时间变化规律为(均为大于零的常数,电场水平向左为正方向)的电场中,物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为,已知。时,物体从墙上静止释放,若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑后脱离墙面,此时速度大小为,物体最终落在地面上。则下列关于物体的运动说法正确的是( )
A. 当物体沿墙壁下滑时,物体先加速再做匀速直线运动
B. 物体从脱离墙壁到落地之前的运动轨迹是一段直线
C. 物体克服摩擦力所做的功
D. 物体与墙壁脱离的时刻为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.竖直方向上由牛顿第二定律有可得
随着电场强度的减小,加速度逐渐增大,当时,加速度增大到重力加速度,此后场强反向,物块受到向右的电场力而脱离墙面,故A错误;
B.物体脱离墙壁后,速度沿竖直向下方向,此时,电场方向水平向右,物体带正电,因此受向下的重力和水平向右的电场力,合力方向与速度方向不在同一直线上,运动轨迹为曲线,故B错误;
C.物体从开始运动到脱离墙面电场力一直不做功,对下滑过程用动能定理,代入
解得,即物体克服摩擦力做功为,故C正确;
D.物体脱离墙壁的条件是墙的支持力为零,则,代入
解得,故D正确。
故选CD。
二、非选择题:本大题共5小题,共52分。
11. 为了测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率,一同学截取了一段电线,并用米尺测出其长度为L,用螺旋测微器测量电线的直径为D,其刻度位置如图所示。为提高测量的精度,请你设计一个电路,用“伏安法”测量这段电线的阻值(用Rx表示)。
(1)从图中读出螺旋测微器测得的电线直径D的读数为__________mm;
(2)请设计合理的测量电路,把电路图画在虚线框中,并在图中标明元件的符号__________;
(3)测量时,电压表示数为U,电流表示数为I,则该铜芯电线材料的电阻率的表达式________(用题中所给字母表示)。
【答案】(1)0.900##0.899##0.898##0.901
(2) (3)
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的固定刻度为0.5mm,可动刻度为0.01×40.0mm=0.400mm,所以螺旋测微器的读数为0.900mm。
【小问2详解】
铜导线电阻较小,应采用电流表外接法,为测量准确应多测几组数据,滑动变阻器采用分压式接法,电路设计如图所示
【小问3详解】
伏安法测得的电阻阻值
根据电阻定律可知
联立可得
12. 某校物理兴趣实验小组的同学利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象,其中E为电源的电动势,S为单刀双掷开关,R为定值电阻,C为电容器的电容,A为理想电流表,V为理想电压表,图乙中每小格横坐标为,每小格纵坐标为。
(1)开关S掷向1对电容器充电,此过程通过电流表A的电流方向为________(填“从左到右”或“从右到左”);
(2)图乙为电容器放电时的图像,图像与t轴所围面积表示电容器放电电荷量。已知电容器放电之前的电压为,乙图中图像与坐标轴围成的面积约41小格,该电容器的实测电容值约为________F(结果保留2位有效数字);
(3)若不改变电路其他参数,只减小电阻R,放电时曲线与坐标轴所围成的面积将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)从右到左
(2)
(3)不变
【解析】
【小问1详解】
开关掷向对电容器充电,此过程通过电流表的电流方向为从右到左。
【小问2详解】
图像与坐标轴围成的面积表示总放电电荷量。由图乙可得每小格横坐标,每小格纵坐标
因此每小格对应电荷量,总电荷量
据电容定义,代入
解得
【小问3详解】
因为电容和放电前电容器电压均不变,由可知总放电电荷量不变,曲线与坐标轴围成的面积(即总电荷量)不变。
13. 有一电流表G,内阻,满偏电流。
(1)要把它改装成量程为0~3V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?
(2)要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?
【答案】(1)990Ω,1 000 Ω;(2)0.05 Ω,0.05 Ω
【解析】
【详解】(1)由题意知电流表G的满偏电压
改装成量程为0~3V的电压表,当达到满偏时,分压电阻R的分压
所以分压电阻
改装后电压表的内阻
(2)改装成量程为0~0.6A的电流表,当达到满偏时,分流电阻R的分流
所以分流电阻
改装成电流表的内阻
14. 如图所示,一带负电的粒子,从匀强电场的A点以水平速度射入竖直向下的匀强电场。粒子经过B点时,其速度与水平方向成,已知间的水平距离为L,粒子质量为m、电量为,不计粒子重力,求:
(1)两点间的电势差;
(2)匀强电场的场强大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
粒子在B点的速度大小为
对到过程用动能定理有
解得两点间的电势差
【小问2详解】
粒子做类平抛运动,水平方向为匀速直线运动,竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动
水平方向匀速运动的位移为
竖直方向的位移为
分解带电粒子在点的速度,竖直方向的速度为
联立解得
由匀强电场场强和电势差的关系有
解得匀强电场的场强大小为
15. 如图所示,在水平方向的匀强电场中,用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m,带电荷量为q的小球1,线的上端固定于O点,若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2,小球1恰好处于静止状态,当拿走小球2后,小球1由静止开始向上摆动,当细线转过120°角到达A点时的速度恰好为零,此时OA恰好处于水平状态,设整个过程中细线始终处于拉直状态,静电力常量为k,求:
(1)BA两点间的电势差U;
(2)匀强电场的场强E的大小;
(3)小球2的带电量Q.
【答案】(1) ;(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)小球1从B到A过程,由动能定理得
qU-mgLcos30°=0-0
解得
U=
(2)BA间沿电场线的距离为
d=L+Lsin30°
在匀强电场,有E=所以联立以上三式得
E=
(3)未拿走球2时,小球1恰好处于静止状态,小球1和2间的作用力为F库=k小球1受力平衡,则有
Fsin30°+qE=k
Fcos30°=mg
所以解得
Q=
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考生注意:
1、满分100分,考试时间75分钟。
2、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3、本卷命题范围:人教版必修三第九章~第十一章第四节。
一、选择题:本大题共10小题,共48分。第1~6题,每小题4分,只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分,第7~10题,每小题6分,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。
1. 在手术时,为防止麻醉剂爆炸,地砖要用导电材料制成,医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套,一切设备要有良好的接地,这是为了( )
A. 除菌消毒 B. 防止漏电 C. 利用静电 D. 消除静电
2. 在2s内有0.1C的电荷通过横截面积为2mm2的金属导体,则电流大小为( )
A. 0.025A B. 0.05A C. 0.1A D. 0.02A
3. 静电喷漆是利用静电吸附现象制造的,其喷涂原理如图所示,则以下说法正确的是( )
A. 涂料微粒向工件运动时不受电场力 B. 涂料微粒一定带正电
C. 涂料微粒一定带负电 D. 涂料微粒可能带正电,也可能带负电
4. 如图所示为半径为R的圆,O、A、B为圆的三等分点,其中O为圆的最高点,与圆平行的面内有一匀强电场.现在O、A两点固定电荷量分别为、的点电荷,将一试探电荷放在B点时所受的电场力为零;如果仅将O、A两点的点电荷位置调换,静电力常量为k.则B点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
5. 某学生在进行“研究串联电路电压特点”的实验时,接成如图所示的电路。接通S后,他将较大内阻的电压表接在A、C 两点时,电压表读数为U;将该电压表接在A、B两点时,电压表读数也为U;将该电压表接在B、C两点时,电压表的读数为零。则出现此种情况的原因可能是( )
A. 电阻R2断路 B. 电阻R1断路
C. 电阻R1、R2均断路 D. 电阻R1、R2均短路
6. 一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动,取该直线为x轴,起始点O为坐标原点,其速度v与位移x的关系如图所示,则该电场的电场线分布可能是( )
A. B. C. D.
7. 图示是金属导体A和B的U—I图象,由此图象可知( )
A. 通过导体的电流越大,电阻越小
B. 加在导体两端的电压越大,电阻越大
C. 导体A的电阻比导体B的电阻大
D. 通过两导体的电流相同时,导体A两端的电压比导体B两端的电压大
8. 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度以及运动轨迹如图所示。下列说法错误的是( )
A. 粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D. A点的电势低于B点的电势
9. 如图所示,AB、CD为一圆的两条直径,且互相垂直,O点为圆心。空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行。现有一电子(重力不计)在静电力作用下,先从A点运动到C点,动能减少了1eV;又从C点运动到B点,动能增加了1eV,则此空间存在的静电场可能是( )
A. 方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场
B. 方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场
C. 位于O点的正点电荷形成的电场
D. 位于D点的正点电荷形成的电场
10. 如图所示,离地H高处有一个质量为m、带电量为的物体处于电场强度随时间变化规律为(均为大于零的常数,电场水平向左为正方向)的电场中,物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为,已知。时,物体从墙上静止释放,若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑后脱离墙面,此时速度大小为,物体最终落在地面上。则下列关于物体的运动说法正确的是( )
A. 当物体沿墙壁下滑时,物体先加速再做匀速直线运动
B. 物体从脱离墙壁到落地之前的运动轨迹是一段直线
C. 物体克服摩擦力所做的功
D. 物体与墙壁脱离的时刻为
二、非选择题:本大题共5小题,共52分。
11. 为了测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率,一同学截取了一段电线,并用米尺测出其长度为L,用螺旋测微器测量电线的直径为D,其刻度位置如图所示。为提高测量的精度,请你设计一个电路,用“伏安法”测量这段电线的阻值(用Rx表示)。
(1)从图中读出螺旋测微器测得的电线直径D的读数为__________mm;
(2)请设计合理的测量电路,把电路图画在虚线框中,并在图中标明元件的符号__________;
(3)测量时,电压表示数为U,电流表示数为I,则该铜芯电线材料的电阻率的表达式________(用题中所给字母表示)。
12. 某校物理兴趣实验小组的同学利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象,其中E为电源的电动势,S为单刀双掷开关,R为定值电阻,C为电容器的电容,A为理想电流表,V为理想电压表,图乙中每小格横坐标为,每小格纵坐标为。
(1)开关S掷向1对电容器充电,此过程通过电流表A的电流方向为________(填“从左到右”或“从右到左”);
(2)图乙为电容器放电时的图像,图像与t轴所围面积表示电容器放电电荷量。已知电容器放电之前的电压为,乙图中图像与坐标轴围成的面积约41小格,该电容器的实测电容值约为________F(结果保留2位有效数字);
(3)若不改变电路其他参数,只减小电阻R,放电时曲线与坐标轴所围成的面积将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
13. 有一电流表G,内阻,满偏电流。
(1)要把它改装成量程为0~3V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?
(2)要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?
14. 如图所示,一带负电的粒子,从匀强电场的A点以水平速度射入竖直向下的匀强电场。粒子经过B点时,其速度与水平方向成,已知间的水平距离为L,粒子质量为m、电量为,不计粒子重力,求:
(1)两点间的电势差;
(2)匀强电场的场强大小。
15. 如图所示,在水平方向的匀强电场中,用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m,带电荷量为q的小球1,线的上端固定于O点,若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2,小球1恰好处于静止状态,当拿走小球2后,小球1由静止开始向上摆动,当细线转过120°角到达A点时的速度恰好为零,此时OA恰好处于水平状态,设整个过程中细线始终处于拉直状态,静电力常量为k,求:
(1)BA两点间的电势差U;
(2)匀强电场的场强E的大小;
(3)小球2的带电量Q.
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