河北省鸡泽县第一中学2019-2020学年高二上学期物理10月月考试卷
一、单选题
1.(2019高二上·鸡泽月考)关于下列电阻和电阻率的说法正确的是( )
A.把一根均匀导线分成等长的两段,则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半。
B.由 可知,ρ∝R,
C.所有材料的电阻率随温度的升高而增大
D.对某一确定的导体当温度升高时,若不计导体的体积和形状变化,发现它电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大。
2.(2019高二上·双鸭山月考)下面是对电源电动势概念的认识,你认为正确的是( )
A.同一电源接入不同的电路,电动势会发生变化
B.1号1.5 V干电池比7号1.5 V干电池体积大,但电动势相同
C.电动势表征了电源把其他形式能转化为电能的本领,电源把其他形式能转化为电能越多,电动势越大
D.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同
3.(2019高二上·鸡泽月考)真空中保持一定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷电量增加了1/2,但仍然保持它们之间的相互作用力不变,则另一点电荷的电量一定减少了( )
A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.1/24
4.(2019高二上·鸡泽月考)两根同种材料制成的导线,质量之比为 ,长度之比为 ,则它们的电阻之比为( )
A. B. C. D.
5.(2019高二上·鸡泽月考)在一个匀强电场中有a、b两点,相距为d,电场强度为E,把一个电量为q的正电荷由a点移到b点时,克服电场力做功为W,下列说法正确的是( )
A.该电荷在a点电势能一定比b点大 B.a点电势一定比b点电势低
C.a、b两点电势差大小一定为U=Ed D.a、b两点电势差Uab=
6.(2019高一下·温州期中)如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直于环面且过圆心O,下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是( )
A.O点的电场强度为零,电势最低
B.O点的电场强度为零,电势最高
C.从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势升高
D.从O点沿x轴正方向,电场强度增大,电势降低
7.(2019高二上·鸡泽月考)如图所示,绝缘细线系一带有负电的小球,小球在竖直向下的匀强电场中,做竖直面内的圆周运动,以下说法正确的是( )
A.当小球到达最高点a时,线的张力一定最小
B.当小球到达最低点b时,小球的速度一定最大
C.当小球到达最高点a时,小球的电势能一定最小
D.小球在运动过程中机械能守恒
8.(2019高二上·白城期中)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是( )
A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多
B. 适用于任何电路,而 只适用于纯电阻电路
C.在非纯电阻电路中,
D.焦耳热 适用于任何电路
二、多选题
9.(2019高二上·鸡泽月考)如图所示,为A、B两电阻的伏安特性曲线,关于两电阻的描述正确的是( )
A.电阻A的电阻随电流的增大而增大,电阻B阻值不变
B.在两图线交点处,电阻A的阻值大于电阻B
C.在两图线交点处,电阻A的阻值等于电阻B
D.在两图线交点处,电阻A的阻值小于电阻B
10.(2019高二上·鸡泽月考)某区域的电场线分布如图所示,其中间一根电场线是直线,一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点。取O点为坐标原点,沿直线向右为x轴正方向,粒子的重力忽略不计。在O到A运动过程中,下列关于粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能 和运动径迹上电势 随位移x的变化图线正确的是
A. B.
C. D.
11.(2019高二上·鸡泽月考)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱,如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点;O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则( )
A.E,O,F三点比较,O点电势最高
B.A,D两点场强大小相等,方向相同
C.E,O,F三点比较,O点场强最强
D.B,O,C三点比较,O点场强最强
12.(2017高二上·中山期末)如图所示,三个质量相同,带电荷量分别为+q、-q和0的小液滴a、b、c,从竖直放置的两板中间上方由静止释放,最后从两板间穿过,轨迹如图所示,则在穿过极板的过程中( )
A.电场力对液滴a、b做的功相同
B.三者动能的增量相同
C.液滴a电势能的增加量等于液滴b电势能的减小量
D.重力对三者做的功相同
13.(2019高二上·鸡泽月考)某电场在直角坐标系中的电场线分布情况如图所示,O、M、N为电场中的三个点,则由图可得( )
A.M点的场强大于N点的场强
B.M点的电势低于N点的电势
C.将一负电荷由O点移到M点电势能减小
D.将一正电荷从O点分别移到M点和N点,电场力做功相同
14.(2019高二上·鸡泽月考)美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴,比较准确地测定了电子的电荷量。如图所示,平行板电容器两极板M、N相距d,两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接,极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态,且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k,则 ( )
A.油滴带负电
B.油滴带电荷量为
C.电容器的电容为
D.将极板N向下缓慢移动一小段距离,油滴将向上运动
三、实验题
15.(2019高二上·鸡泽月考)张明同学在测定某种合金丝的电阻率时:
(1)用螺旋测微器测得其直径为 mm(如图甲所示);
(2)用20分度的游标卡尺测其长度为 cm(如图乙所示);
(3)用图丙所示的电路测得的电阻值将比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
16.(2018高二上·扬州月考)为描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
A.小灯泡(额定电压6V,额定电流600mA)
B.电流表A1,(量程0-0.6 A,内阻约为0.5 )
C.电流表A2(量程0-3A,内阻约为O.l )
D.电压表V(量程0-6V,内阻约为10k )
E.滑动变阻器R1(0-10 ,2A)
F.滑动变阻器 R2((0-100 ,1.5A)
G.直流电源E(约6V)
H.开关、导线若干
(1)实验中电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 (以上均填器材代号)。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
(3)实验电路连接正确,闭合开关,从最左端向右端调节滑动变阻器滑片,记录电流表和电压表相应示数,根据实验数据在坐标系中描点如图乙所示,则电路发生的故障是 。
四、解答题
17.(2019高二上·鸡泽月考)如图所示,在匀强电场中,将带电荷量q=-6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了2.4×10-5J的功,再从B点移到C点,电场力做了1.2×10-5J的功.求:
(1)A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC;
(2)如果规定B点的电势为零,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)作出过B点的一条电场线(只保留作图的痕迹,不写做法).
18.(2019高二上·鸡泽月考)如图所示,质量为m,电荷量为q的粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向的直线AO方向射入匀强电场,由B点飞出电场是速度方向与AO方向成60°,已知AO的水平距离为d.(不计重力)求:
(1)从A点到B点用的时间;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)AB两点间电势差.
19.(2019高二上·鸡泽月考)小型直流电动机(其线圈内阻为r=1 Ω)与规格为“4 V、4 W”的小灯泡并联,再与阻值为R=5 Ω的电阻串联,然后接至U=12 V的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)电动机的输出功率P出;
(3)电动机的效率.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】电阻决定式为:R=ρ ,可知把一根均匀导线分成等长的两段,则每部分的电阻变为原来的一半,但电阻率与温度和材料有关,与其他因素无关,故电阻率不变,A不符合题意.电阻率与材料和温度有关,与导体电阻,长度,横截面积都无关,B不符合题意.电阻率与温度的关系:①金属的电阻率随温度升高而增大;②半导体的电阻率随温度升高而减小;③超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体.C不符合题意.由电阻决定式为:R=ρ ,对某一确定的导体当温度升高时,若不计导体的体积和形状变化,发现它电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】电阻的大小是本身的一种属性,电阻和电阻率一般来说会随着温度的升高而升高。
2.【答案】B
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、同一电源接入不同的电路,电动势不变,A不符合题意;
B、1号干电池比7号干电池体积大,但它们的电动势相同,B符合题意;
C、电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电源的电动势大,该电源把其他能转化成电能的本领大,根据W=qU,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势不一定大,还跟移动电荷的多少有关,C不符合题意;
D、电动势定义式 ,电压定义式 ,可知其物理意义不同,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】电源电动势就是电源利用非静电力,把低能电子转化为高能电子,是用来衡量电源转化电能的本领。
3.【答案】B
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】其中一个点电荷的电量增加了 ,则有 ,根据库仑定律的公式 知,若库仑力不变 ,联立得: ,即另一电荷减小了 ,故答案为:B。
【分析】根据库仑定律的公式 判断另一点电荷的电量变化.
4.【答案】C
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】两个同种材料制成的导线,质量之比 ,则它们的体积之比是 ,长度之比 ,
则横截面积之比: ,
根据电阻的计算公式: ,得: ,所以C符合题意。
故答案为:C
【分析】本题考查电阻定律的应用,要注意明确电阻取决于导线长度和截面积;根据质量关系可求得体积关系,再由体积公式可求得截面积之比,再由电阻定律则可求得电阻之比。
5.【答案】B
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】A.正电荷从a点移到b点时,克服电场力做功为W,即电场力对电荷做负功,电势能增加,则电荷在a点电势能较b点小,A不符合题意;
B.由电势能公式EP=qφ分析知,正电荷在电势低处电势能小,所以a点电势比b点电势低,B符合题意;
C.a、b两点不一定沿着电场线方向,所以a、b两点电势差大小不一定为U=Ed,C不符合题意;
D.电荷从a移动到b,电场力做功为-W,根据电势差的定义得:ab间的电势差:Uab= ,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小,相应的动能就会增加,电场力做负功,电势能增加,电荷的动能减小。
6.【答案】B
【知识点】电场强度;电势
【解析】【解答】将圆环等分成若干微小段,每一小段和与它关于O点对称的一小段在O点,产生的电场的电场强度总大小相等、方向相反,矢量和为零,即最终在O点的总矢量和为零,即在O点处,电场强度为零。因为圆环带正电,因此,每一小段和与它关于O点对称的一小段在O点的左右两侧,产生大小相等、方向分别向外与x轴成相等角的电场,矢量和沿着x轴,由O点向两侧发散,各段叠加后总矢量和仍然沿着x轴,由O点向两侧发散,根据沿着电场线方向电势逐点降低的规律可知,O点的电势最高,A、C不符合题意,B符合题意;当从O点沿x轴正方向,趋于无穷远时,电场强度也为零,因此从O点沿x轴正方向,电场强度先变大,后变小,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】结合带电圆环的电场线模型,电场线密集的区域电场强度大,沿电场线方向电势减小,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加。
7.【答案】C
【知识点】电场力做功;竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】当重力大于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最小,到达最低点b时,小球的速度最大;当重力等于电场力时,小球做匀速圆周运动,速度大小不变.当重力小于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最大,到达最低点b时,小球的速度最小,AB不符合题意;当小球最低点到最高点的过程中,电场力做正功,电势能减小,小球运动到最高点a时,小球的电势能最小,C符合题意;由于电场力做功,小球的机械能一定不守恒,D不符合题意.
故答案为:C
【分析】结合题目中给出的电场线模型,电场线密集的区域电场强度大,沿电场线方向电势减小,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加。
8.【答案】A
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】电功率越大,表示电流做功越快,但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短有关,A错误,符合题意;公式 是计算电路的总功的大小,适用于任何的电路,当为纯电阻电路时,根据欧姆定律 ,可以推到出 ,所以 只能适用于纯电阻电路,B不符合题意;在不是纯电阻的电路中,UI表示的是总的功率的大小,而 只是电路中发热的功率,还有对外做功的功率的大小,所以 ,所以C不符合题意;焦耳热 适用于任何电路中的焦耳热量的计算,D不符合题意.
故答案为:A
【分析】电功率的大小描述电流做功的快慢,焦耳热的大小还与时间的大小有关;电功适用于任何电路;欧姆定律只适用于纯电阻电路;在非纯电阻的电路中外电压大于电阻的电压;焦耳定律只适用于纯电阻电路。
9.【答案】A,C
【知识点】伏安特性曲线
【解析】【解答】由图可知,电阻A的图象的斜率越来越大,A的电阻随电流的增大而增大,电阻B阻值不变,A符合题意;两图象的交点处,电流和电压均相同,则由欧姆定律可知,两电阻的阻值大小相等,C符合题意,BD不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】本题考查伏安特性曲线的应用,要注意明确U-I图象中图象的斜率表示电阻;斜率变大时,电阻增大.但是求解某一电压下的电阻时要用欧姆定律求解。
10.【答案】B,D
【知识点】电场力做功
【解析】【解答】由图可知,从O到A点,电场线由疏到密,电场强度先减小后增大,方向不变,因此电荷受到的电场力先减小后增大,则加速度先减小后增大,A不符合题意,B符合题意;沿着电场线方向电势降低,而电势与位移的图象的斜率表示电场强度,C不符合题意;根据能量守恒关系,则 ,由此可知: ,因此粒子的动能Ek和运动径迹上电势φ随位移x的变化图线斜率先减小后增大,D符合题意。
故答案为:BD
【分析】结合题目中给出的电场线模型,电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小,相应的动能就会增加,电场力做负功,电势能增加,电荷的动能减小。
11.【答案】B,C
【知识点】电场强度;电场线;电势
【解析】【解答】A.等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线,所以E、O、F三点的电势相等,A不符合题意。
B.根据对称性可知,A、D两处的电场线疏密程度相同,则A、D两处的电场强度相等,由图可看出A、D两处的电场的方向相同,B符合题意。
C.由甲图可以看出E、O、F三点中,O点处的电场线最密,所以O点处的场强最强,C符合题意。
D. 由甲图可以看出B、O、C三点中,O点处的电场线最疏,O点场强最弱,D不符合题意。
故答案为:BC
【分析】结合题目中给出的电场线模型,电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小,相应的动能就会增加,电场力做负功,电势能增加,电荷的动能减小。
12.【答案】A,D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A项:因为液滴a、b的电荷量大小相等,则液滴所受的电场力大小相等,由静止释放,穿过两板的时间相等,则偏转位移大小相等,电场力做功相等,A符合题意;
B项:电场力对a、b两液滴做功相等,重力做功相等,则动能的增量相等,对于c液滴,只有重力做功,小于a、b动能的增量,B不符合题意;
C项:对于液滴a和液滴b,电场力均做正功,电势能均减小.C不符合题意;
D项:根据公式 ,液滴进入电场后竖直方向都做自由落体运动,运动位移相机,则重力对三者做功相同,D符合题意。
故答案为:AD
【分析】相同电荷量受的电场力大小相等,位移也相等,所以电场力做功相等;中间不带电的液滴不受电场力,只有重力做功所以动能增加的比较少;电场力对两个电荷都是做正功,所以电势能都是增加,由于高度差一样,所以重力做功一样。
13.【答案】A,B
【知识点】电场力做功;电场强度;电场线;电势能与电场力做功的关系;电势
【解析】【解答】A. 由图看出M点的电场线比N点的电场线密,所以M点的场强大于N点的场强,A符合题意。
B.沿电场线的方向电势降低,M点的电势低于N点的电势,B符合题意。
C. 将一负电荷由O点移到M点电场力做负功,所以电荷的电势能增加,C不符合题意。
D.因为M点和N点的电势不同,所以O点与M点和N点间的电势差也不同,所以将一正电荷从O点分别移到M点和N点,电场力做功不相同,D不符合题意。
故答案为:AB
【分析】结合题目中给出的电场线模型,电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小,相应的动能就会增加,电场力做负功,电势能增加,电荷的动能减小。
14.【答案】A,C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A.粒子静止不动,则微粒受到向上的电场力,平行板电容器间的电场方向向向下,则微粒带负点,A符合题意。
B.由平衡条件可得 ,解得微粒的带的电荷量为 ,B不符合题意。
C.根据电容的定义式 ,C符合题意。
D.极板N向下缓慢移动一小段距离,电容器两极板距离增大,板间的场强减小,微粒受电场力减小,则微粒向下做加速运动,D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】处在电容器中间的带电油滴静止,即受到的电场力等于自身的重力,结合选项列方程求解电场强度,进而求解电势差和电容即可。
15.【答案】(1)3.202-3.205
(2)5.015
(3)偏小
【知识点】欧姆定律;刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】(1)螺旋测微器的固定刻度为3.0mm,可动刻度为20.5×0.01mm=0.205mm,所以最终读数为3.0mm+0.205mm=3.205mm。(2)20分度的游标卡尺,精确度是0.05mm,游标卡尺的主尺读数为50mm,游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为3×0.05mm=0.15mm,所以最终读数为:50mm+0.15mm=50.15mm=5.015cm。(3)由欧姆定律得,电阻阻值R=U/I,由于电压表的分流作用使电流测量值偏大,则电阻测量值偏小。
【分析】(1)解决本题的关键明确:螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读。(2)游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读。(3)由电路图,根据电表内阻的影响确定误差情况。
16.【答案】(1)A1;R2
(2)
(3)电源负极和滑动变阻器器左下接线柱间的电路断路;
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】【解答】(1)小灯泡额定电流为600mA,电流表选量程为0.6A的A1。滑动变阻器选择 R2,容易调节。(2)由于电压要求从零开始变化,需要接成分压电路,电路连线图:
;(3)由图像可知,电压无法调节到较小电压,说明电路是限流电路,电源负极和滑动变阻器器左下接线柱间的电路断路。
【分析】(1)利用小灯泡的额定电流可以选择电流表量程,利用分压式接法可以判别滑动变阻器的量程;
(2)利用导线连接电路图,电流表使用外接法,滑动变阻器使用分压式接法;
(3)滑动变阻器没有实现分压式作用所以是左下接线柱电路出现短路。
17.【答案】(1)解:根据 可得 ;
(2)解:由于 ,又 ,解得
(3)解:取AB的中点D,D点的电势为2V,连接CD,为等势线,电场线与等势线垂直,由高电势指向低电势,如图所示.
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【分析】解决本题的关键知道电场力做功与电势差的关系 ,电势差与电势的关系 .知道电场线与等势线垂直,由高电势指向低电势.
18.【答案】(1)解:粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入电场,水平方向做匀速直线运动,则有:
(2)解:由牛顿第二定律得: .
将粒子射出电场的速度v进行分解,则有 vy=v0tan60°= v0,又vy=at,得:
v0=
解得:E=
(3)解:由动能定理得:
解得
【知识点】电场力做功;带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】(1)物体做类平抛运动,水平方向匀速运动,结合水平速度和位移求解时间;
(2)粒子在水平方向沿匀速直线运动,在竖直方向上受电场力的方向而做加速运动,根据水平位移和竖直的大小,利用牛顿第二定律和匀变速直线运动公式求解即可;
(3)对电荷进行受力分析,对小球从A点运动到B点的过程应用动能定理求解两点的电势差即可。
19.【答案】(1)解:流经灯泡的电流
流经电阻R的电流
流经电动机的电流
(2)解:电动机消耗的总功率
电动机产生的热功率
电动机的输出功率
(3)解:电动机的效率
【知识点】电功率和电功;欧姆定律
【解析】【分析】由灯泡的额定功率可求得灯泡的电流;再由串并联电路的规律可求得流过电动机的电流;由P=UI可求得电动机消耗的总功率,由焦耳定律可求得热功率,则可求得输出功率;根据 求出电动机的效率。
河北省鸡泽县第一中学2019-2020学年高二上学期物理10月月考试卷
一、单选题
1.(2019高二上·鸡泽月考)关于下列电阻和电阻率的说法正确的是( )
A.把一根均匀导线分成等长的两段,则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半。
B.由 可知,ρ∝R,
C.所有材料的电阻率随温度的升高而增大
D.对某一确定的导体当温度升高时,若不计导体的体积和形状变化,发现它电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大。
【答案】D
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】电阻决定式为:R=ρ ,可知把一根均匀导线分成等长的两段,则每部分的电阻变为原来的一半,但电阻率与温度和材料有关,与其他因素无关,故电阻率不变,A不符合题意.电阻率与材料和温度有关,与导体电阻,长度,横截面积都无关,B不符合题意.电阻率与温度的关系:①金属的电阻率随温度升高而增大;②半导体的电阻率随温度升高而减小;③超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体.C不符合题意.由电阻决定式为:R=ρ ,对某一确定的导体当温度升高时,若不计导体的体积和形状变化,发现它电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】电阻的大小是本身的一种属性,电阻和电阻率一般来说会随着温度的升高而升高。
2.(2019高二上·双鸭山月考)下面是对电源电动势概念的认识,你认为正确的是( )
A.同一电源接入不同的电路,电动势会发生变化
B.1号1.5 V干电池比7号1.5 V干电池体积大,但电动势相同
C.电动势表征了电源把其他形式能转化为电能的本领,电源把其他形式能转化为电能越多,电动势越大
D.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同
【答案】B
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】A、同一电源接入不同的电路,电动势不变,A不符合题意;
B、1号干电池比7号干电池体积大,但它们的电动势相同,B符合题意;
C、电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电源的电动势大,该电源把其他能转化成电能的本领大,根据W=qU,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势不一定大,还跟移动电荷的多少有关,C不符合题意;
D、电动势定义式 ,电压定义式 ,可知其物理意义不同,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】电源电动势就是电源利用非静电力,把低能电子转化为高能电子,是用来衡量电源转化电能的本领。
3.(2019高二上·鸡泽月考)真空中保持一定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷电量增加了1/2,但仍然保持它们之间的相互作用力不变,则另一点电荷的电量一定减少了( )
A.1/2 B.1/3 C.1/4 D.1/24
【答案】B
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】其中一个点电荷的电量增加了 ,则有 ,根据库仑定律的公式 知,若库仑力不变 ,联立得: ,即另一电荷减小了 ,故答案为:B。
【分析】根据库仑定律的公式 判断另一点电荷的电量变化.
4.(2019高二上·鸡泽月考)两根同种材料制成的导线,质量之比为 ,长度之比为 ,则它们的电阻之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】两个同种材料制成的导线,质量之比 ,则它们的体积之比是 ,长度之比 ,
则横截面积之比: ,
根据电阻的计算公式: ,得: ,所以C符合题意。
故答案为:C
【分析】本题考查电阻定律的应用,要注意明确电阻取决于导线长度和截面积;根据质量关系可求得体积关系,再由体积公式可求得截面积之比,再由电阻定律则可求得电阻之比。
5.(2019高二上·鸡泽月考)在一个匀强电场中有a、b两点,相距为d,电场强度为E,把一个电量为q的正电荷由a点移到b点时,克服电场力做功为W,下列说法正确的是( )
A.该电荷在a点电势能一定比b点大 B.a点电势一定比b点电势低
C.a、b两点电势差大小一定为U=Ed D.a、b两点电势差Uab=
【答案】B
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】A.正电荷从a点移到b点时,克服电场力做功为W,即电场力对电荷做负功,电势能增加,则电荷在a点电势能较b点小,A不符合题意;
B.由电势能公式EP=qφ分析知,正电荷在电势低处电势能小,所以a点电势比b点电势低,B符合题意;
C.a、b两点不一定沿着电场线方向,所以a、b两点电势差大小不一定为U=Ed,C不符合题意;
D.电荷从a移动到b,电场力做功为-W,根据电势差的定义得:ab间的电势差:Uab= ,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小,相应的动能就会增加,电场力做负功,电势能增加,电荷的动能减小。
6.(2019高一下·温州期中)如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直于环面且过圆心O,下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是( )
A.O点的电场强度为零,电势最低
B.O点的电场强度为零,电势最高
C.从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势升高
D.从O点沿x轴正方向,电场强度增大,电势降低
【答案】B
【知识点】电场强度;电势
【解析】【解答】将圆环等分成若干微小段,每一小段和与它关于O点对称的一小段在O点,产生的电场的电场强度总大小相等、方向相反,矢量和为零,即最终在O点的总矢量和为零,即在O点处,电场强度为零。因为圆环带正电,因此,每一小段和与它关于O点对称的一小段在O点的左右两侧,产生大小相等、方向分别向外与x轴成相等角的电场,矢量和沿着x轴,由O点向两侧发散,各段叠加后总矢量和仍然沿着x轴,由O点向两侧发散,根据沿着电场线方向电势逐点降低的规律可知,O点的电势最高,A、C不符合题意,B符合题意;当从O点沿x轴正方向,趋于无穷远时,电场强度也为零,因此从O点沿x轴正方向,电场强度先变大,后变小,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】结合带电圆环的电场线模型,电场线密集的区域电场强度大,沿电场线方向电势减小,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加。
7.(2019高二上·鸡泽月考)如图所示,绝缘细线系一带有负电的小球,小球在竖直向下的匀强电场中,做竖直面内的圆周运动,以下说法正确的是( )
A.当小球到达最高点a时,线的张力一定最小
B.当小球到达最低点b时,小球的速度一定最大
C.当小球到达最高点a时,小球的电势能一定最小
D.小球在运动过程中机械能守恒
【答案】C
【知识点】电场力做功;竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】当重力大于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最小,到达最低点b时,小球的速度最大;当重力等于电场力时,小球做匀速圆周运动,速度大小不变.当重力小于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最大,到达最低点b时,小球的速度最小,AB不符合题意;当小球最低点到最高点的过程中,电场力做正功,电势能减小,小球运动到最高点a时,小球的电势能最小,C符合题意;由于电场力做功,小球的机械能一定不守恒,D不符合题意.
故答案为:C
【分析】结合题目中给出的电场线模型,电场线密集的区域电场强度大,沿电场线方向电势减小,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加。
8.(2019高二上·白城期中)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是( )
A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多
B. 适用于任何电路,而 只适用于纯电阻电路
C.在非纯电阻电路中,
D.焦耳热 适用于任何电路
【答案】A
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】电功率越大,表示电流做功越快,但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短有关,A错误,符合题意;公式 是计算电路的总功的大小,适用于任何的电路,当为纯电阻电路时,根据欧姆定律 ,可以推到出 ,所以 只能适用于纯电阻电路,B不符合题意;在不是纯电阻的电路中,UI表示的是总的功率的大小,而 只是电路中发热的功率,还有对外做功的功率的大小,所以 ,所以C不符合题意;焦耳热 适用于任何电路中的焦耳热量的计算,D不符合题意.
故答案为:A
【分析】电功率的大小描述电流做功的快慢,焦耳热的大小还与时间的大小有关;电功适用于任何电路;欧姆定律只适用于纯电阻电路;在非纯电阻的电路中外电压大于电阻的电压;焦耳定律只适用于纯电阻电路。
二、多选题
9.(2019高二上·鸡泽月考)如图所示,为A、B两电阻的伏安特性曲线,关于两电阻的描述正确的是( )
A.电阻A的电阻随电流的增大而增大,电阻B阻值不变
B.在两图线交点处,电阻A的阻值大于电阻B
C.在两图线交点处,电阻A的阻值等于电阻B
D.在两图线交点处,电阻A的阻值小于电阻B
【答案】A,C
【知识点】伏安特性曲线
【解析】【解答】由图可知,电阻A的图象的斜率越来越大,A的电阻随电流的增大而增大,电阻B阻值不变,A符合题意;两图象的交点处,电流和电压均相同,则由欧姆定律可知,两电阻的阻值大小相等,C符合题意,BD不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】本题考查伏安特性曲线的应用,要注意明确U-I图象中图象的斜率表示电阻;斜率变大时,电阻增大.但是求解某一电压下的电阻时要用欧姆定律求解。
10.(2019高二上·鸡泽月考)某区域的电场线分布如图所示,其中间一根电场线是直线,一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始在电场力作用下运动到A点。取O点为坐标原点,沿直线向右为x轴正方向,粒子的重力忽略不计。在O到A运动过程中,下列关于粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化、粒子的动能 和运动径迹上电势 随位移x的变化图线正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B,D
【知识点】电场力做功
【解析】【解答】由图可知,从O到A点,电场线由疏到密,电场强度先减小后增大,方向不变,因此电荷受到的电场力先减小后增大,则加速度先减小后增大,A不符合题意,B符合题意;沿着电场线方向电势降低,而电势与位移的图象的斜率表示电场强度,C不符合题意;根据能量守恒关系,则 ,由此可知: ,因此粒子的动能Ek和运动径迹上电势φ随位移x的变化图线斜率先减小后增大,D符合题意。
故答案为:BD
【分析】结合题目中给出的电场线模型,电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小,相应的动能就会增加,电场力做负功,电势能增加,电荷的动能减小。
11.(2019高二上·鸡泽月考)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱,如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点;O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则( )
A.E,O,F三点比较,O点电势最高
B.A,D两点场强大小相等,方向相同
C.E,O,F三点比较,O点场强最强
D.B,O,C三点比较,O点场强最强
【答案】B,C
【知识点】电场强度;电场线;电势
【解析】【解答】A.等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线,所以E、O、F三点的电势相等,A不符合题意。
B.根据对称性可知,A、D两处的电场线疏密程度相同,则A、D两处的电场强度相等,由图可看出A、D两处的电场的方向相同,B符合题意。
C.由甲图可以看出E、O、F三点中,O点处的电场线最密,所以O点处的场强最强,C符合题意。
D. 由甲图可以看出B、O、C三点中,O点处的电场线最疏,O点场强最弱,D不符合题意。
故答案为:BC
【分析】结合题目中给出的电场线模型,电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小,相应的动能就会增加,电场力做负功,电势能增加,电荷的动能减小。
12.(2017高二上·中山期末)如图所示,三个质量相同,带电荷量分别为+q、-q和0的小液滴a、b、c,从竖直放置的两板中间上方由静止释放,最后从两板间穿过,轨迹如图所示,则在穿过极板的过程中( )
A.电场力对液滴a、b做的功相同
B.三者动能的增量相同
C.液滴a电势能的增加量等于液滴b电势能的减小量
D.重力对三者做的功相同
【答案】A,D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A项:因为液滴a、b的电荷量大小相等,则液滴所受的电场力大小相等,由静止释放,穿过两板的时间相等,则偏转位移大小相等,电场力做功相等,A符合题意;
B项:电场力对a、b两液滴做功相等,重力做功相等,则动能的增量相等,对于c液滴,只有重力做功,小于a、b动能的增量,B不符合题意;
C项:对于液滴a和液滴b,电场力均做正功,电势能均减小.C不符合题意;
D项:根据公式 ,液滴进入电场后竖直方向都做自由落体运动,运动位移相机,则重力对三者做功相同,D符合题意。
故答案为:AD
【分析】相同电荷量受的电场力大小相等,位移也相等,所以电场力做功相等;中间不带电的液滴不受电场力,只有重力做功所以动能增加的比较少;电场力对两个电荷都是做正功,所以电势能都是增加,由于高度差一样,所以重力做功一样。
13.(2019高二上·鸡泽月考)某电场在直角坐标系中的电场线分布情况如图所示,O、M、N为电场中的三个点,则由图可得( )
A.M点的场强大于N点的场强
B.M点的电势低于N点的电势
C.将一负电荷由O点移到M点电势能减小
D.将一正电荷从O点分别移到M点和N点,电场力做功相同
【答案】A,B
【知识点】电场力做功;电场强度;电场线;电势能与电场力做功的关系;电势
【解析】【解答】A. 由图看出M点的电场线比N点的电场线密,所以M点的场强大于N点的场强,A符合题意。
B.沿电场线的方向电势降低,M点的电势低于N点的电势,B符合题意。
C. 将一负电荷由O点移到M点电场力做负功,所以电荷的电势能增加,C不符合题意。
D.因为M点和N点的电势不同,所以O点与M点和N点间的电势差也不同,所以将一正电荷从O点分别移到M点和N点,电场力做功不相同,D不符合题意。
故答案为:AB
【分析】结合题目中给出的电场线模型,电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小,相应的动能就会增加,电场力做负功,电势能增加,电荷的动能减小。
14.(2019高二上·鸡泽月考)美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴,比较准确地测定了电子的电荷量。如图所示,平行板电容器两极板M、N相距d,两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接,极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态,且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k,则 ( )
A.油滴带负电
B.油滴带电荷量为
C.电容器的电容为
D.将极板N向下缓慢移动一小段距离,油滴将向上运动
【答案】A,C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A.粒子静止不动,则微粒受到向上的电场力,平行板电容器间的电场方向向向下,则微粒带负点,A符合题意。
B.由平衡条件可得 ,解得微粒的带的电荷量为 ,B不符合题意。
C.根据电容的定义式 ,C符合题意。
D.极板N向下缓慢移动一小段距离,电容器两极板距离增大,板间的场强减小,微粒受电场力减小,则微粒向下做加速运动,D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】处在电容器中间的带电油滴静止,即受到的电场力等于自身的重力,结合选项列方程求解电场强度,进而求解电势差和电容即可。
三、实验题
15.(2019高二上·鸡泽月考)张明同学在测定某种合金丝的电阻率时:
(1)用螺旋测微器测得其直径为 mm(如图甲所示);
(2)用20分度的游标卡尺测其长度为 cm(如图乙所示);
(3)用图丙所示的电路测得的电阻值将比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)3.202-3.205
(2)5.015
(3)偏小
【知识点】欧姆定律;刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】(1)螺旋测微器的固定刻度为3.0mm,可动刻度为20.5×0.01mm=0.205mm,所以最终读数为3.0mm+0.205mm=3.205mm。(2)20分度的游标卡尺,精确度是0.05mm,游标卡尺的主尺读数为50mm,游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为3×0.05mm=0.15mm,所以最终读数为:50mm+0.15mm=50.15mm=5.015cm。(3)由欧姆定律得,电阻阻值R=U/I,由于电压表的分流作用使电流测量值偏大,则电阻测量值偏小。
【分析】(1)解决本题的关键明确:螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读。(2)游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读。(3)由电路图,根据电表内阻的影响确定误差情况。
16.(2018高二上·扬州月考)为描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
A.小灯泡(额定电压6V,额定电流600mA)
B.电流表A1,(量程0-0.6 A,内阻约为0.5 )
C.电流表A2(量程0-3A,内阻约为O.l )
D.电压表V(量程0-6V,内阻约为10k )
E.滑动变阻器R1(0-10 ,2A)
F.滑动变阻器 R2((0-100 ,1.5A)
G.直流电源E(约6V)
H.开关、导线若干
(1)实验中电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 (以上均填器材代号)。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
(3)实验电路连接正确,闭合开关,从最左端向右端调节滑动变阻器滑片,记录电流表和电压表相应示数,根据实验数据在坐标系中描点如图乙所示,则电路发生的故障是 。
【答案】(1)A1;R2
(2)
(3)电源负极和滑动变阻器器左下接线柱间的电路断路;
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】【解答】(1)小灯泡额定电流为600mA,电流表选量程为0.6A的A1。滑动变阻器选择 R2,容易调节。(2)由于电压要求从零开始变化,需要接成分压电路,电路连线图:
;(3)由图像可知,电压无法调节到较小电压,说明电路是限流电路,电源负极和滑动变阻器器左下接线柱间的电路断路。
【分析】(1)利用小灯泡的额定电流可以选择电流表量程,利用分压式接法可以判别滑动变阻器的量程;
(2)利用导线连接电路图,电流表使用外接法,滑动变阻器使用分压式接法;
(3)滑动变阻器没有实现分压式作用所以是左下接线柱电路出现短路。
四、解答题
17.(2019高二上·鸡泽月考)如图所示,在匀强电场中,将带电荷量q=-6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了2.4×10-5J的功,再从B点移到C点,电场力做了1.2×10-5J的功.求:
(1)A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC;
(2)如果规定B点的电势为零,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)作出过B点的一条电场线(只保留作图的痕迹,不写做法).
【答案】(1)解:根据 可得 ;
(2)解:由于 ,又 ,解得
(3)解:取AB的中点D,D点的电势为2V,连接CD,为等势线,电场线与等势线垂直,由高电势指向低电势,如图所示.
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【分析】解决本题的关键知道电场力做功与电势差的关系 ,电势差与电势的关系 .知道电场线与等势线垂直,由高电势指向低电势.
18.(2019高二上·鸡泽月考)如图所示,质量为m,电荷量为q的粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向的直线AO方向射入匀强电场,由B点飞出电场是速度方向与AO方向成60°,已知AO的水平距离为d.(不计重力)求:
(1)从A点到B点用的时间;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)AB两点间电势差.
【答案】(1)解:粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入电场,水平方向做匀速直线运动,则有:
(2)解:由牛顿第二定律得: .
将粒子射出电场的速度v进行分解,则有 vy=v0tan60°= v0,又vy=at,得:
v0=
解得:E=
(3)解:由动能定理得:
解得
【知识点】电场力做功;带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】(1)物体做类平抛运动,水平方向匀速运动,结合水平速度和位移求解时间;
(2)粒子在水平方向沿匀速直线运动,在竖直方向上受电场力的方向而做加速运动,根据水平位移和竖直的大小,利用牛顿第二定律和匀变速直线运动公式求解即可;
(3)对电荷进行受力分析,对小球从A点运动到B点的过程应用动能定理求解两点的电势差即可。
19.(2019高二上·鸡泽月考)小型直流电动机(其线圈内阻为r=1 Ω)与规格为“4 V、4 W”的小灯泡并联,再与阻值为R=5 Ω的电阻串联,然后接至U=12 V的电源上,如图所示,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)通过电动机的电流;
(2)电动机的输出功率P出;
(3)电动机的效率.
【答案】(1)解:流经灯泡的电流
流经电阻R的电流
流经电动机的电流
(2)解:电动机消耗的总功率
电动机产生的热功率
电动机的输出功率
(3)解:电动机的效率
【知识点】电功率和电功;欧姆定律
【解析】【分析】由灯泡的额定功率可求得灯泡的电流;再由串并联电路的规律可求得流过电动机的电流;由P=UI可求得电动机消耗的总功率,由焦耳定律可求得热功率,则可求得输出功率;根据 求出电动机的效率。