学易金卷:高二物理上学期第一次月考02(人教版)
2026-08-31
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6份
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33页
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摘要:
**基本信息**
聚焦静电场与恒定电流核心内容,通过压力传感器、电容器充放电实验及电场力学综合题,分层考查物理观念与科学思维,适配高二上学期阶段性检测需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/46|电势差、电场线、静电平衡等|第5题以压力传感器情境考查电容变化,体现科技应用|
|实验题|2/16|电容器充放电、电阻率测量|第12题结合游标卡尺操作与数据处理,培养科学探究能力|
|计算题|3/38|电势差、场强、电场中的力学问题|第15题将匀强电场与圆弧轨道结合,考查科学推理与模型建构|
内容正文:
2026-2027学年高二物理上学期第一次月考卷
参考答案
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题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,有选错的得0分。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
B
D
C
A
A
C
AD
ACD
BD
二、实验题:本题共2小题,每空2分,共16分。
11.(8分)(1)1 (2)增大 不变 (3)
12.(8分)(1)150 (2)10.230 (3)b
三、计算题:本题共3小题,共38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。
13.(10分)(1)已知点电荷从电场中的点移到点,静电力做了的功,则有(1分)
解得AB两点间的电势差为(1分)
(2)点电荷从点移到点,静电力做了的功,则有(1分)
解得(1分)
又因为(1分)
取,则C点的电势为(1分)
(3)同理(1分)
解得A点的电势为(1分)
即(1分)
所以AC为等势线,故电场线的方向垂直AC指向B,其场强大小为(1分)
14.(14分)(1)当电阻箱的阻值调至时,电路中的电流(1分)
M、N板间电压,即接线柱C、D间电压(1分)
粒子在M、N板间运动时,有(1分)
解得
(2)P、Q板间电压,即接线柱D、E间电压(1分)
粒子在P、Q板间运动时加速度大小(1分)
竖直方向上有(1分)
水平方向上有(1分)
解得
(3)设改变电阻箱的阻值后,M、N板间电压为,则P、Q板间电压(1分)
粒子在M、N板间运动时,有(1分)
粒子在P、Q板间运动时,水平方向上有(1分)
竖直方向上有(1分)
粒子从P、Q板间飞出时的速度大小(1分)
解得(1分)
由数学知识可知,当时,v取最小值;
此时电阻箱的阻值(1分)
15.(14分)(1)取向左为正方向。滑块在竖直方向受力平衡,滑动摩擦力方向向右、大小为。(1分)
由牛顿第二定律得
解得(1分)
(2)设释放位置到点的距离为。从释放位置运动到点的过程中,由动能定理得(1分)
在点沿竖直向上方向,由牛顿第二定律得(1分)
联立两式得
由牛顿第三定律,滑块对轨道的压力大小为。(1分)
(3)重力与电场力是相互垂直的恒力。设二者合力方向与竖直向下方向的夹角为,沿合力方向过点的直径与圆弧交于点,与点关于点对称的位置为点。由力的合成得(1分)
由直角三角形关系得,。重力与电场力的合力大小为(1分)
点是合力势能最高的位置,滑块在该点速度最小,合力沿半径指向圆心且沿半径向内的分量最大,故点的支持力最小。滑块恰好不脱离轨道时,点的支持力为零。(1分)
由沿半径方向的牛顿第二定律得(1分)
设最小释放距离为。从释放位置运动到点的过程中,电场力在圆弧段做功为,重力在圆弧段做功为。(2分)
由动能定理得(1分)
代入临界条件并整理得(1分)
代入数据得(1分)
1 / 2
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2026-2027学年高二物理上学期第一次月考卷
(考试时间:75分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:第9章~第11章,人教版2019必修第三册。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.“场”的概念已经成为现代物理学中最重要的基本概念之一,下列关于静电场的说法中正确的是( )
A.由U=Ed可知,匀强电场两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积
B.电荷在电势高处,其电势能大
C.若电场力对电荷做了正功,则该电荷的电势能一定减少
D.匀强电场中,电势降低的方向一定是电场强度的方向
2.某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示,下列说法正确的是( )
A.c点的电势高于d点的电势
B.若将一正试探电荷由c点移到d点,静电力做负功
C.c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断
D.若将一正试探电荷从d点由静止释放,电荷将沿着电场线由d运动到c
3.如图所示,一个原来不带电的半径为的空心金属球放在绝缘支架上,右侧放一个电荷量为的点电荷,点电荷到金属球的球心距离为。达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A.金属球的左侧感应出负电荷,右侧感应出正电荷
B.点电荷在金属球内产生的电场强度处处为0
C.感应电荷在金属球内产生的电场的电场强度处处为0
D.感应电荷在金属球球心处产生的电场的电场强度大小为
4.如图,虚线A、B、C为某电场中的三个等差等势面,实线为带电粒子在电场中的运动轨迹,P、Q为轨迹与等势面A、C的交点,粒子只受电场力的作用,下列说法正确的是( )
A.粒子一定带正电
B.P点电势一定大于Q点电势
C.粒子在P点动能大于在Q点动能
D.粒子在P点的加速度大于Q点加速度
5.有一种测定压力变化的传感器,其结构原理如图所示。A为固定电极板,B为可动电极板,可动电极板与固定电极板相距较近且两端固定,当待测压力施加在可动电极板上时,使可动电极板发生形变,从而改变其与固定电极板间的距离。两电极板通过灵敏电流计G和保护电阻与电源相连,电源两端的电压恒定,已知电流计电流从哪个接线柱流入指针就偏向哪个接线柱。对于这个压力变化传感器的工作情况,下列说法中错误的是( )
A.当待测压力减小时,电流计的指针向正向偏转
B.当待测压力增大时,电流计的指针向正向偏转
C.当待测压力不变时,电流计的示数为零
D.当待测压力为零时,电流计的示数为零
6.一个型电路如图所示,电路中的电阻,,,另有一测试电源,电动势为,内阻忽略不计,则( )
A.当两端接通测试电源时,两端的电压为
B.当两端接通测试电源时,两端的电压为
C.当端短路时,之间的等效电阻是
D.当端短路时,之间的等效电阻是
7.如图所示,平行板电容器两板间距为d,两板间为匀强电场,两板间电压为U。质子以水平初速度沿着两板中心线进入电容器,沿a轨迹落到下板边缘,现只改变其中一个条件,让质子沿b轨迹落到下板的中央,下列方法可行的是( )
A.两板间电压变为 B.两板间电压变为
C.质子初速度变为 D.质子初速度变为
8.(多选)以下是来源于物理课本的一些插图,相关说法正确的是( )
A.图甲中a端带正电
B.图乙采用了假设法
C.图丙显示灯泡电阻随温度升高而减小
D.图丁中,并联的电阻R越小,改装后的电流表量程越大
9.(多选)如图甲所示,空间存在一沿x轴方向的电场,一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动先后经过A、B、C三点,A、B、C三点间距相等,该质子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.A点电势低于B点电势
B.x轴正半轴上的电场强度方向沿x轴正方向
C.质子从A到C的加速度减小
D.质子从A运动到B克服电场力做的功比从B运动到C克服电场力做的功多
10.(多选)如图甲所示,真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q,两板间距为d,两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压,在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A,自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0,方向平行于金属板的相同带电粒子,t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场,已知电场变化周期,粒子质量为m,不计粒子重力及相互间的作用力,则( )
A.在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小为
B.粒子的电荷量为
C.在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了
D.在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11.(8分)实验小组利用如图甲所示的电路“观察电容器充、放电的规律”,单刀双掷开关S,阻值为R的定值电阻,电流传感器,平行板电容器C。
(1)观察电容器的充电现象,应将开关S接_______(选填“1”或“2”),
(2)实验中发现放电过程放电太快,可以_______(选填“增大”或“减小”)电阻R的阻值来解决该问题;则此过程的I-t曲线与坐标轴所围成的面积将______。(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)利用电流传感器记录电容器放电过程,得到I-t图像如图乙所示,利用数据处理软件得到I-t图线与坐标轴围成的面积为S,放电开始瞬间电流传感器记录的数据为Im,根据该实验数据曲线,可以粗测实验中电容器的电容C=_______。(用题中已知物理量Im、R和S表示)。
12.(8分)某工厂有一个圆柱体工件,小明同学想测量工件的电阻率。
(1)先用多用电表进行初步测量,在已经正确完成所有准备后,先选择了电阻“×1”挡,接入电阻后发现指针的偏转角度过小,重新选择档位后进行欧姆调零,多用电表示数如图所示。则该待测电阻的阻值约为_________Ω。
(2)如图2用20分度游标卡尺测工件长度为_________ cm。
(3)为了测量工件的电阻R,小明设计了如图甲所示的电路。
①实验中,把电压表的右端分别接于a点和b点,发现电流表的示数有明显的变化,如图丙所示。为了减小实验误差,电压表的右端应接________(填“a”或“b”)点。
②若测得工件的长度为L、直径为D,工件两端的电压为U,通过工件的电流为I,则工件材料电阻率的表达式为ρ=_______(用已测量的物理量相应的字母表示)。
三、计算题:本题共3小题,共38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。
13.(10分)在匀强电场中,将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做了的功,再从B点移到C点,静电力做了的功。已知为边长为的等边三角形,电场的方向与所在的平面平行,取B点为零电势点,求:
(1)AB两点间的电势差;
(2)C点的电势;
(3)匀强电场的电场强度E的大小和方向。
14.(14分)如图甲所示,空间中有M、N、P、Q四块金属板,M、N板竖直放置,P、Q板水平放置,M、N板中心处均开有小孔,两孔连线与P、Q板间的中轴线重合,P、Q板间的距离。如图乙所示的电路中,接线柱C、E分别与M、Q板相连,接线柱D与N、P板相连。已知A、B间电压恒为,定值电阻的阻值,电阻箱的阻值可任意调节。当电阻箱的阻值调至时,比荷的带正电粒子从M板中心处由静止释放,粒子恰好从Q板上边缘飞出。不计粒子受到的重力。
(1)求粒子从N板飞出时的速度大小;
(2)求Q板的长度L;
(3)仅改变电阻箱的阻值,仍从M板中心处由静止释放该粒子,为使粒子从P、Q间飞出时的速度最小,求电阻箱的阻值。
15.(14分)如图所示,在电场强度为的水平向左的匀强电场中,有一半径为的光滑四分之三圆弧绝缘轨道竖直放置,圆弧轨道与水平绝缘轨道相切于点,圆弧轨道所在竖直平面与电场线平行。一带电荷量为的小滑块的质量为,滑块从水平轨道上离点为的某处由静止释放。小滑块与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度取。
(1)求小滑块在水平轨道上滑行时的加速度大小;
(2)求小滑块经过点时对轨道的压力大小;
(3)改变小滑块的释放位置,若小滑块能够从点离开圆弧轨道(运动过程中不脱离圆弧轨道),求小滑块的释放位置到点的最小距离。
试题 第7页(共8页) 试题 第8页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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2026-2027学年高二物理上学期第一次月考卷
(考试时间:75分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:第9章~第11章,人教版2019必修第三册。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.“场”的概念已经成为现代物理学中最重要的基本概念之一,下列关于静电场的说法中正确的是( )
A.由U=Ed可知,匀强电场两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积
B.电荷在电势高处,其电势能大
C.若电场力对电荷做了正功,则该电荷的电势能一定减少
D.匀强电场中,电势降低的方向一定是电场强度的方向
2.某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示,下列说法正确的是( )
A.c点的电势高于d点的电势
B.若将一正试探电荷由c点移到d点,静电力做负功
C.c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断
D.若将一正试探电荷从d点由静止释放,电荷将沿着电场线由d运动到c
3.如图所示,一个原来不带电的半径为的空心金属球放在绝缘支架上,右侧放一个电荷量为的点电荷,点电荷到金属球的球心距离为。达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A.金属球的左侧感应出负电荷,右侧感应出正电荷
B.点电荷在金属球内产生的电场强度处处为0
C.感应电荷在金属球内产生的电场的电场强度处处为0
D.感应电荷在金属球球心处产生的电场的电场强度大小为
4.如图,虚线A、B、C为某电场中的三个等差等势面,实线为带电粒子在电场中的运动轨迹,P、Q为轨迹与等势面A、C的交点,粒子只受电场力的作用,下列说法正确的是( )
A.粒子一定带正电
B.P点电势一定大于Q点电势
C.粒子在P点动能大于在Q点动能
D.粒子在P点的加速度大于Q点加速度
5.有一种测定压力变化的传感器,其结构原理如图所示。A为固定电极板,B为可动电极板,可动电极板与固定电极板相距较近且两端固定,当待测压力施加在可动电极板上时,使可动电极板发生形变,从而改变其与固定电极板间的距离。两电极板通过灵敏电流计G和保护电阻与电源相连,电源两端的电压恒定,已知电流计电流从哪个接线柱流入指针就偏向哪个接线柱。对于这个压力变化传感器的工作情况,下列说法中错误的是( )
A.当待测压力减小时,电流计的指针向正向偏转
B.当待测压力增大时,电流计的指针向正向偏转
C.当待测压力不变时,电流计的示数为零
D.当待测压力为零时,电流计的示数为零
6.一个型电路如图所示,电路中的电阻,,,另有一测试电源,电动势为,内阻忽略不计,则( )
A.当两端接通测试电源时,两端的电压为
B.当两端接通测试电源时,两端的电压为
C.当端短路时,之间的等效电阻是
D.当端短路时,之间的等效电阻是
7.如图所示,平行板电容器两板间距为d,两板间为匀强电场,两板间电压为U。质子以水平初速度沿着两板中心线进入电容器,沿a轨迹落到下板边缘,现只改变其中一个条件,让质子沿b轨迹落到下板的中央,下列方法可行的是( )
A.两板间电压变为 B.两板间电压变为
C.质子初速度变为 D.质子初速度变为
8.(多选)以下是来源于物理课本的一些插图,相关说法正确的是( )
A.图甲中a端带正电
B.图乙采用了假设法
C.图丙显示灯泡电阻随温度升高而减小
D.图丁中,并联的电阻R越小,改装后的电流表量程越大
9.(多选)如图甲所示,空间存在一沿x轴方向的电场,一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动先后经过A、B、C三点,A、B、C三点间距相等,该质子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.A点电势低于B点电势
B.x轴正半轴上的电场强度方向沿x轴正方向
C.质子从A到C的加速度减小
D.质子从A运动到B克服电场力做的功比从B运动到C克服电场力做的功多
10.(多选)如图甲所示,真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q,两板间距为d,两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压,在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A,自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0,方向平行于金属板的相同带电粒子,t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场,已知电场变化周期,粒子质量为m,不计粒子重力及相互间的作用力,则( )
A.在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小为
B.粒子的电荷量为
C.在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了
D.在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11.(8分)实验小组利用如图甲所示的电路“观察电容器充、放电的规律”,单刀双掷开关S,阻值为R的定值电阻,电流传感器,平行板电容器C。
(1)观察电容器的充电现象,应将开关S接_______(选填“1”或“2”),
(2)实验中发现放电过程放电太快,可以_______(选填“增大”或“减小”)电阻R的阻值来解决该问题;则此过程的I-t曲线与坐标轴所围成的面积将______。(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)利用电流传感器记录电容器放电过程,得到I-t图像如图乙所示,利用数据处理软件得到I-t图线与坐标轴围成的面积为S,放电开始瞬间电流传感器记录的数据为Im,根据该实验数据曲线,可以粗测实验中电容器的电容C=_______。(用题中已知物理量Im、R和S表示)。
12.(8分)某工厂有一个圆柱体工件,小明同学想测量工件的电阻率。
(1)先用多用电表进行初步测量,在已经正确完成所有准备后,先选择了电阻“×1”挡,接入电阻后发现指针的偏转角度过小,重新选择档位后进行欧姆调零,多用电表示数如图所示。则该待测电阻的阻值约为_________Ω。
(2)如图2用20分度游标卡尺测工件长度为_________ cm。
(3)为了测量工件的电阻R,小明设计了如图甲所示的电路。
①实验中,把电压表的右端分别接于a点和b点,发现电流表的示数有明显的变化,如图丙所示。为了减小实验误差,电压表的右端应接________(填“a”或“b”)点。
②若测得工件的长度为L、直径为D,工件两端的电压为U,通过工件的电流为I,则工件材料电阻率的表达式为ρ=_______(用已测量的物理量相应的字母表示)。
三、计算题:本题共3小题,共38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。
13.(10分)在匀强电场中,将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做了的功,再从B点移到C点,静电力做了的功。已知为边长为的等边三角形,电场的方向与所在的平面平行,取B点为零电势点,求:
(1)AB两点间的电势差;
(2)C点的电势;
(3)匀强电场的电场强度E的大小和方向。
14.(14分)如图甲所示,空间中有M、N、P、Q四块金属板,M、N板竖直放置,P、Q板水平放置,M、N板中心处均开有小孔,两孔连线与P、Q板间的中轴线重合,P、Q板间的距离。如图乙所示的电路中,接线柱C、E分别与M、Q板相连,接线柱D与N、P板相连。已知A、B间电压恒为,定值电阻的阻值,电阻箱的阻值可任意调节。当电阻箱的阻值调至时,比荷的带正电粒子从M板中心处由静止释放,粒子恰好从Q板上边缘飞出。不计粒子受到的重力。
(1)求粒子从N板飞出时的速度大小;
(2)求Q板的长度L;
(3)仅改变电阻箱的阻值,仍从M板中心处由静止释放该粒子,为使粒子从P、Q间飞出时的速度最小,求电阻箱的阻值。
15.(14分)如图所示,在电场强度为的水平向左的匀强电场中,有一半径为的光滑四分之三圆弧绝缘轨道竖直放置,圆弧轨道与水平绝缘轨道相切于点,圆弧轨道所在竖直平面与电场线平行。一带电荷量为的小滑块的质量为,滑块从水平轨道上离点为的某处由静止释放。小滑块与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度取。
(1)求小滑块在水平轨道上滑行时的加速度大小;
(2)求小滑块经过点时对轨道的压力大小;
(3)改变小滑块的释放位置,若小滑块能够从点离开圆弧轨道(运动过程中不脱离圆弧轨道),求小滑块的释放位置到点的最小距离。
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全解全析
(考试时间:75分钟,分值:100分)
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.“场”的概念已经成为现代物理学中最重要的基本概念之一,下列关于静电场的说法中正确的是( )
A.由U=Ed可知,匀强电场两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积
B.电荷在电势高处,其电势能大
C.若电场力对电荷做了正功,则该电荷的电势能一定减少
D.匀强电场中,电势降低的方向一定是电场强度的方向
【答案】C
【解析】A. 匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向距离的乘积,故A错误
B. 正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势高处电势能反而小,故B错误;
C. 电场力做功与电势能变化的关系为 ,电场力做正功()时,电势能一定减少,故C正确;
D. 电势降低最快的方向才是电场强度的方向,故D错误。
故选C。
2.某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示,下列说法正确的是( )
A.c点的电势高于d点的电势
B.若将一正试探电荷由c点移到d点,静电力做负功
C.c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断
D.若将一正试探电荷从d点由静止释放,电荷将沿着电场线由d运动到c
【答案】B
【解析】A.由于沿电场线方向电势降低,可知点的电势低于点的电势,故A错误;
B.由电势能与电势的关系,可知正试探电荷在点的电势能低于在点的电势能,结合静电力做功与电势能变化的关系,正试探电荷由点移到点静电力做负功,故B正确;
C.由题图可知点电场线较疏、点电场线较密,电场线的疏密表示电场强弱,因此点的电场强度小于点的电场强度,故C错误;
D.正试探电荷在点所受静电力方向沿该处电场线的切线方向,会使电荷离开该电场线,所以电荷不可能沿着电场线由运动到,故D错误。
故选B。
3.如图所示,一个原来不带电的半径为的空心金属球放在绝缘支架上,右侧放一个电荷量为的点电荷,点电荷到金属球的球心距离为。达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A.金属球的左侧感应出负电荷,右侧感应出正电荷
B.点电荷在金属球内产生的电场强度处处为0
C.感应电荷在金属球内产生的电场的电场强度处处为0
D.感应电荷在金属球球心处产生的电场的电场强度大小为
【答案】D
【解析】A.在静电感应过程中,靠近外部正点电荷的一侧聚集负电荷,远离的一侧聚集正电荷,即金属球右侧带负电、左侧带正电,故A错误;
B.点电荷单独产生的电场不会因金属球达到静电平衡而消失。由点电荷电场强度公式,球心处点电荷产生的电场强度大小为,非零,故B错误;
CD.金属球达到静电平衡时,球内总电场为零,所以感应电荷产生的电场与点电荷产生的电场等大反向。由前述计算得,球心处感应电荷产生的电场强度大小为
该值不为0,故C错误,D正确。
故选D。
4.如图,虚线A、B、C为某电场中的三个等差等势面,实线为带电粒子在电场中的运动轨迹,P、Q为轨迹与等势面A、C的交点,粒子只受电场力的作用,下列说法正确的是( )
A.粒子一定带正电
B.P点电势一定大于Q点电势
C.粒子在P点动能大于在Q点动能
D.粒子在P点的加速度大于Q点加速度
【答案】C
【解析】A.由于不知道电场线的方向,仅根据粒子运动轨迹无法确定粒子的电性,故A错误;
B.由于不知道电场线方向,也就无法判断电势高低关系,故B错误;
C.假设粒子从P运动到Q,根据轨迹弯曲方向可判断出电场力的大致方向,即电场力方向大致左下,从而可以判断出粒子从P运动到Q的过程中,电场力与速度的夹角为钝角,电场力做负功,动能减小;同理,若粒子从Q到P过程,电场力做正功,动能增加,所以粒子在P点动能大于在Q点动能,故C正确;
D.等差等势面越密集的地方电场强度越大,所以从图像中可以看出P点电场强度小于Q点的电场强度,对带电粒子,根据牛顿第二定律有
可得粒子的加速度为
同一粒子q、m不变,则粒子在P点的加速度小于Q点加速度,故D错误。故选C。
5.有一种测定压力变化的传感器,其结构原理如图所示。A为固定电极板,B为可动电极板,可动电极板与固定电极板相距较近且两端固定,当待测压力施加在可动电极板上时,使可动电极板发生形变,从而改变其与固定电极板间的距离。两电极板通过灵敏电流计G和保护电阻与电源相连,电源两端的电压恒定,已知电流计电流从哪个接线柱流入指针就偏向哪个接线柱。对于这个压力变化传感器的工作情况,下列说法中错误的是( )
A.当待测压力减小时,电流计的指针向正向偏转
B.当待测压力增大时,电流计的指针向正向偏转
C.当待测压力不变时,电流计的示数为零
D.当待测压力为零时,电流计的示数为零
【答案】A
【解析】A.当待测压力减小时,B板远离A板,两极间距离增大,根据可知,电容减小,由于连接电源可知电压不变,根据可知,电荷量减小,电容器“放电”,电流方向与原充电方向相反,电流表应向负向偏转,故A错误;
B.当待测压力增大时,B板向A板靠近,两极间距离减小、电容增大,电容器要从电源获得更多电荷量,电流方向与电源输出方向相同,电流表向正向偏转,故B正确;
C.当待测压力不变时,电容不变,不存在充放电过程,电流表无电流,示数为零,故C正确;
D.当待测压力为零时,板B处于静止且电容不变,则无充放电过程,电流表示数为零,故D正确。
本题选错误的,故选A。
6.一个型电路如图所示,电路中的电阻,,,另有一测试电源,电动势为,内阻忽略不计,则( )
A.当两端接通测试电源时,两端的电压为
B.当两端接通测试电源时,两端的电压为
C.当端短路时,之间的等效电阻是
D.当端短路时,之间的等效电阻是
【答案】A
【解析】A.当两端接通测试电源时开路,无电流,电路为与串联,总电阻
电路电流
两端电压等于两端电压,故A正确;
B.当两端接通测试电源时开路,无电流,电路为与串联,总电阻
电流
两端电压等于两端电压,故B错误;
C.当端短路时与连通,与并联后,再与串联,等效电阻,故C错误;
D.当端短路时与连通,与并联后,再与串联,等效电阻,故D错误。
故选A 。
7.如图所示,平行板电容器两板间距为d,两板间为匀强电场,两板间电压为U。质子以水平初速度沿着两板中心线进入电容器,沿a轨迹落到下板边缘,现只改变其中一个条件,让质子沿b轨迹落到下板的中央,下列方法可行的是( )
A.两板间电压变为 B.两板间电压变为
C.质子初速度变为 D.质子初速度变为
【答案】C
【解析】质子在两板间做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向在电场力作用下做初速度为零的匀加速直线运动。
设极板长度为。由题意可知,沿a轨迹质子落到下板边缘,此时水平位移;沿b轨迹质子落到下板中央,此时水平位移
无论沿哪条轨迹,质子进入电场到打在下极板上,其在竖直方向下落的距离始终固定为
根据牛顿第二定律,质子在电场中的加速度为
根据竖直方向的位移公式
解得质子在电场中的运动时间
则质子的水平位移
AB.若只改变两板间电压,由上述水平位移公式可知,与成反比。当电压变为时,水平位移将变为原来的倍;当电压变为时,水平位移将变为原来的倍。两者均不能使水平位移变为原来的一半,故A、B错误;
CD.若只改变质子的初速度,由上述水平位移公式可知,与成正比。要想使水平位移变为原来的一半,只需让初速度变为原来的一半即可,即质子初速度变为。故C正确,D错误。故选C。
8.(多选)以下是来源于物理课本的一些插图,相关说法正确的是( )
A.图甲中a端带正电
B.图乙采用了假设法
C.图丙显示灯泡电阻随温度升高而减小
D.图丁中,并联的电阻R越小,改装后的电流表量程越大
【答案】AD
【解析】A.根据静电感应的原理知,一个带电的物体与不带电的导体相互靠近时由于电荷间的相互作用,会使导体内部的电荷重新分布,异种电荷被吸引到带电体附近,而同种电荷被排斥到远离带电体的导体另一端,故a端带正电,故A正确;
B.研究平行板电容器的影响因素时,采用的是每次实验都保证只有一个变量的方法,故图乙采用了控制变量法,故B错误;
C.由图丙图像可知,随灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流增大,温度升高且电压与电流的比值增大,灯泡电阻随温度升高而增大,故C错误;
D.图丁中,并联的电阻R越小,就越大,改装后的电流表量程越大,故D正确。
故选AD。
9.(多选)如图甲所示,空间存在一沿x轴方向的电场,一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动先后经过A、B、C三点,A、B、C三点间距相等,该质子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.A点电势低于B点电势
B.x轴正半轴上的电场强度方向沿x轴正方向
C.质子从A到C的加速度减小
D.质子从A运动到B克服电场力做的功比从B运动到C克服电场力做的功多
【答案】ACD
【解析】A.根据,由于质子带正电,由图乙可知,A点电势低于B点电势,故A正确;
B.由图可知质子从A到C电势能增大,故电场力做负功,电场方向沿轴负方向,故B错误;
C.根据图像的切线斜率表示电场力,由图乙可知从A到C斜率绝对值变小,则电场力变小,故加速度减小,故C正确;
D.根据图像可知,从A到C电场力变小,场强变小;已知A、B、C三点间距相等,由可知,AB间电势差大于BC间电势差,根据,可知质子从A到B克服电场力做的功比B到C克服电场力做的功多,故D正确。
故选ACD。
10.(多选)如图甲所示,真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q,两板间距为d,两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压,在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A,自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0,方向平行于金属板的相同带电粒子,t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场,已知电场变化周期,粒子质量为m,不计粒子重力及相互间的作用力,则( )
A.在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小为
B.粒子的电荷量为
C.在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了
D.在时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场
【答案】BD
【解析】A.粒子进入电场后,水平方向做匀速运动,则时刻进入电场的粒子在电场中运动时间
此时间正好是交变电场的一个周期;粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动,经过一个周期,粒子的竖直速度为零,故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度,故A错误;
B.在竖直方向,粒子在时间内的位移为,则
可得,故B正确;
C.在时刻进入电场的粒子,离开电场时在竖直方向的速度为
因此粒子离开电场时水平方向速度不变,竖直方向速度为零,因此动能不变,由动能定理,电场力做的总功为零,粒子离开电场时电势能不变,故C错误;
D.时刻进入的粒子,在竖直方向先向下加速运动,然后向下减速运动,再向上加速,向上减速,由对称性可知,离开电场时粒子在竖直方向的位移为零,故粒子从板右侧边缘离开电场,故D正确。故选BD。
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11.(8分)实验小组利用如图甲所示的电路“观察电容器充、放电的规律”,单刀双掷开关S,阻值为R的定值电阻,电流传感器,平行板电容器C。
(1)观察电容器的充电现象,应将开关S接_______(选填“1”或“2”),
(2)实验中发现放电过程放电太快,可以_______(选填“增大”或“减小”)电阻R的阻值来解决该问题;则此过程的I-t曲线与坐标轴所围成的面积将______。(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)利用电流传感器记录电容器放电过程,得到I-t图像如图乙所示,利用数据处理软件得到I-t图线与坐标轴围成的面积为S,放电开始瞬间电流传感器记录的数据为Im,根据该实验数据曲线,可以粗测实验中电容器的电容C=_______。(用题中已知物理量Im、R和S表示)。
【答案】(1)1 (2)增大 不变 (3)
【解析】(1)观察电容器的充电现象,需要将电容器连接到电源上,使电容器两端产生电压。由电路图甲可知,当单刀双掷开关接1时,电源会给电容器进行充电,正负电荷分别聚集在电容器的两极板上,从而能够“观察电容器的充电现象”。
(2)[1]电容器放电时,增大电阻R的阻值,可以减小放电电流,从而可以有效延长电容器放电时间。
[2]由于放电过程中,电容器释放的总电荷量不变,而曲线与坐标轴所围成的面积在物理意义上表示电容器释放的总电荷量,因此该面积将保持不变。
(3)根据
得图像中面积代表电量,
对电阻根据欧姆定律可得
解得
12.(8分)某工厂有一个圆柱体工件,小明同学想测量工件的电阻率。
(1)先用多用电表进行初步测量,在已经正确完成所有准备后,先选择了电阻“×1”挡,接入电阻后发现指针的偏转角度过小,重新选择档位后进行欧姆调零,多用电表示数如图所示。则该待测电阻的阻值约为_________Ω。
(2)如图2用20分度游标卡尺测工件长度为_________ cm。
(3)为了测量工件的电阻R,小明设计了如图甲所示的电路。
①实验中,把电压表的右端分别接于a点和b点,发现电流表的示数有明显的变化,如图丙所示。为了减小实验误差,电压表的右端应接________(填“a”或“b”)点。
②若测得工件的长度为L、直径为D,工件两端的电压为U,通过工件的电流为I,则工件材料电阻率的表达式为ρ=_______(用已测量的物理量相应的字母表示)。
【答案】(1)150 (2)10.230 (3)b
【解析】(1)选择电阻“×1”挡时偏转角度过小,表明电阻为大电阻,则应换为“×10”挡,电阻值为
(2)20分度的游标卡尺精度为0.05mm,所测工件长度为
(3)[1]实验中,把电压表的右端分别接于a点和b点,发现电流表的示数有明显的变化,说明电压表的分流比较明显,电流表应采用内接法,为了减小实验误差,电压表的右端应接b点。
[2]根据电阻定律可得
又,
联立可得工件材料的电阻率
三、计算题:本题共3小题,共38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。
13.(10分)在匀强电场中,将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做了的功,再从B点移到C点,静电力做了的功。已知为边长为的等边三角形,电场的方向与所在的平面平行,取B点为零电势点,求:
(1)AB两点间的电势差;
(2)C点的电势;
(3)匀强电场的电场强度E的大小和方向。
【答案】(1)6V (2)6V (3)200V/m,方向垂直AC指向B
【解析】(1)已知点电荷从电场中的点移到点,静电力做了的功,则有
解得AB两点间的电势差为
(2)点电荷从点移到点,静电力做了的功,则有
解得
又因为
取,则C点的电势为
(3)同理
解得A点的电势为
即
所以AC为等势线,故电场线的方向垂直AC指向B,其场强大小为
14.(14分)如图甲所示,空间中有M、N、P、Q四块金属板,M、N板竖直放置,P、Q板水平放置,M、N板中心处均开有小孔,两孔连线与P、Q板间的中轴线重合,P、Q板间的距离。如图乙所示的电路中,接线柱C、E分别与M、Q板相连,接线柱D与N、P板相连。已知A、B间电压恒为,定值电阻的阻值,电阻箱的阻值可任意调节。当电阻箱的阻值调至时,比荷的带正电粒子从M板中心处由静止释放,粒子恰好从Q板上边缘飞出。不计粒子受到的重力。
(1)求粒子从N板飞出时的速度大小;
(2)求Q板的长度L;
(3)仅改变电阻箱的阻值,仍从M板中心处由静止释放该粒子,为使粒子从P、Q间飞出时的速度最小,求电阻箱的阻值。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)当电阻箱的阻值调至时,电路中的电流
M、N板间电压,即接线柱C、D间电压
粒子在M、N板间运动时,有
解得
(2)P、Q板间电压,即接线柱D、E间电压
粒子在P、Q板间运动时加速度大小
竖直方向上有
水平方向上有
解得
(3)设改变电阻箱的阻值后,M、N板间电压为,则P、Q板间电压
粒子在M、N板间运动时,有
粒子在P、Q板间运动时,水平方向上有
竖直方向上有
粒子从P、Q板间飞出时的速度大小
解得
由数学知识可知,当时,v取最小值;
此时电阻箱的阻值
15.(14分)如图所示,在电场强度为的水平向左的匀强电场中,有一半径为的光滑四分之三圆弧绝缘轨道竖直放置,圆弧轨道与水平绝缘轨道相切于点,圆弧轨道所在竖直平面与电场线平行。一带电荷量为的小滑块的质量为,滑块从水平轨道上离点为的某处由静止释放。小滑块与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度取。
(1)求小滑块在水平轨道上滑行时的加速度大小;
(2)求小滑块经过点时对轨道的压力大小;
(3)改变小滑块的释放位置,若小滑块能够从点离开圆弧轨道(运动过程中不脱离圆弧轨道),求小滑块的释放位置到点的最小距离。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)取向左为正方向。滑块在竖直方向受力平衡,滑动摩擦力方向向右、大小为。由牛顿第二定律得
解得
(2)设释放位置到点的距离为。从释放位置运动到点的过程中,由动能定理得
在点沿竖直向上方向,由牛顿第二定律得
联立两式得
由牛顿第三定律,滑块对轨道的压力大小为。
(3)重力与电场力是相互垂直的恒力。设二者合力方向与竖直向下方向的夹角为,沿合力方向过点的直径与圆弧交于点,与点关于点对称的位置为点。由力的合成得
由直角三角形关系得,。重力与电场力的合力大小为
点是合力势能最高的位置,滑块在该点速度最小,合力沿半径指向圆心且沿半径向内的分量最大,故点的支持力最小。滑块恰好不脱离轨道时,点的支持力为零。由沿半径方向的牛顿第二定律得
设最小释放距离为。从释放位置运动到点的过程中,电场力在圆弧段做功为,重力在圆弧段做功为。由动能定理得
代入临界条件并整理得
代入数据得
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答题卡
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考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5 mm黑色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
姓 名:__________________________
准考证号:
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
2.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
3.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
4.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
5.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
6.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
7.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
8.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
9. [ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
10.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11.(1)_____________;(2)_____________;_____________;(3)_____________;
12.(1)_____________;(2)_____________;(3)_____________;_____________;
三、计算题:本题共3小题,共38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。
13.(10分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
14.(14分)
15.(14分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
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考生禁填:
缺考标记
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违纪标记
2.
选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5mm黑色签字笔
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.
请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案
选择题填涂样例:
无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
正确填涂■
4,
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂[][W][/]
选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,
每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3
分,有选错的得0分。
1.[A][B][C][D]
5.[A][B][C][D]
9.[AJ[B][C][D]
2.[A][B][C1[D]
6.[A][B][C][D]
10.[A][B][C][D]
3.[A][B][C][D]
7[A][B][C][D]
4.[A][B][C][D]
8.[A][B][C][D]
二、
实验题:本题共2小题,共16分。
11.(1)
(2)
(3)
12.(1)
(2)
(3)
三、计算题:本题共3小题,共38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。
13.(10分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
14.(14分)
15.(14分)
P
。0
M
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
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