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文档简介
考试时间:75分钟满分:100分
第I卷选择题(满分46分)
一、单项选择题(每小题4分,共28分)
1.物理学中常用比值法定义物理量,比如物体的密度定义式:,就是用到了这种方法。下列关系式
中,用比值法定义的物理量定义式是()
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.公式是电容的定义式,属于比值定义法,故A正确;
B.公式是点电荷电场强度的决定式,不属于比值定义法,故B错误;
C.公式表明导体中电流I与导体两端的电压U成正比,与导体的电阻R成反比,不属于比值定义
法,故C错误;
D.公式表明导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,公式不属于比值定义式,
是电阻定律的表达式,不属于比值定义法,故D错误。
故选A。
2.有一段长1m的电阻丝,电阻是10Ω,现把它均匀拉伸到长为5m,则电阻变为()
A.10ΩB.50ΩC.150ΩD.250Ω
【答案】D
【解析】
【详解】均匀拉长电阻丝
电阻丝的体积不变
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则电阻丝截面积变为
由电阻定律
可得拉长后电阻丝电阻为
故选D。
3.如图所示,实线表示某电场中的四个等势面,它们的电势分别为φ1、φ2、φ3和φ4,相邻等势面间的电势
差相等,一带负电的粒子(重力不计)在该电场中运动的轨迹如虚线所示,a、b、c、d是其运动轨迹与等势面
的四个交点,下列说法正确的是()
A.φ4等势面上各点电场强度处处相同
B.四个等势面的电势关系是
C.粒子在四点的动能大小关系是
D.粒子从a运动到d的过程中静电力先做正功后做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A.匀强电场的等势面是一些平行的等间距的直线,由图中等势面的形状可知该电场不是匀强电场,
所以等势面上各点场强并不相同,A错误;
B.做曲线运动时,合力指向轨迹内侧,又知道粒子只受电场力,故由运动轨迹可知电场力由左向右,由于
带负电,所以电场强度的方向由右向左,沿电场强度方向电势逐渐降低,所以,B错误;
CD.粒子从运动到d的过程中静电力的夹角与速度方向先为钝角后为锐角,故先做负功后做正功,c、d
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在同一等势面上,所以粒子从c到d电场力做功为零,故粒子在、b、c、d四点的动能大小关系是
,C正确D错误。
故选C。
4.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示,其中
段是关于直线对称的曲线,段是直线,其中,则下列说法正确的是
()
A.段的电场强度逐渐增大
B.x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为
C.粒子在段做匀变速运动,段做匀速直线运动
D.x1与x2两点间的电势差等于x2与x3两点间的电势差
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电势能与电势的关系
场强与电势的关系
得
由数学知识可知图像切线的斜率等于,段的斜率逐渐减小,电场强度逐渐减小,故A错
误;
B.根据电势能与电势的关系;粒子带负电,则
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则知:电势能越大,粒子所在处的电势越低,所以有
故B正确;
C.由图看出段图像切线的斜率不断增大,场强增大,粒子所受的电场力增大,做非匀变速运动。
段斜率不变,场强不变,即电场强度大小和方向均不变,是匀强电场,粒子所受的电场力不变,做
匀变速直线运动,故C错误;
D.x1与x2两点间距与x2与x3两点间距相等,但是线的斜率不一样,故而电场强度不一样,由定
性分析可知x1与x2两点间的电势差U12与x2与x3两点间的电势差U23不相同,故D错误。
故选B。
5.如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线,细线一端固
定在O点,另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角,此时让小球获得初速度
且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动,重力加速度为g。下列说法正确的是()
A.匀强电场的电场强度
B.小球动能的最小值为
C.小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D.小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,其电势能先减小后增大,再减小
【答案】D
【解析】
详解】A.小球静止时悬线与竖直方向角,受重力、拉力和电场力,三力平衡,根据平衡条件,有
解得,故A错误;
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B.如图所示
小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动,在等效最高点A速度最小,根据牛顿第二定律,有
则最小动能为,故B错误;
C.小球的机械能和电势能之和守恒,则小球运动至电势能最大的位置机械能最小,小球带负电,则小球运
动到圆周轨迹的最左端点时机械能最小,故C错误;
D.小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,电场力先做正功,后做负功,再做正功,则其
电势能先减小后增大,再减小,故D正确。
故选D。
6.两个等量同种正电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示,一个带电荷
量为2×10-5C、质量为1g的小物块在水平面上从C点由静止释放,其运动的图像如图乙所示,其中B
点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是()
A.由C点到A点电势逐渐增大
B.由C到A的过程中物块的电势能先变大后变小
C.A、B两点间的电势差
D.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强
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【答案】D
【解析】
【详解】AB.从速度时间图象可知,由C到A的过程中,物块的速度一直增大,电场力对物块做正功,电
势能一直减小,故AB错误;
C.从速度时间图象可知,A、B两点的速度分别为vA=6m/s,vB=4m/s,再根据动能定理得
22-322-2
qUAB=mvB-mvA=×10×(4-6)J=-10J
解得
UAB=-500V
故C错误;
D.带电粒子在B点的加速度最大,为
2
am==2m/s
所受的电场力最大为
-3-3
Fm=mam=10×2N=2×10N
则场强最大值为
故D正确。
故选D。
7.如图所示,x轴上位于、5m处各有一个波源、,可分别形成沿x轴方向传播的简谐横波。
时刻,两波源同时开始振动,波源的振动方程为,波源的振动方程为
,两列波的波速均为2m/s,P点的坐标为,下列说法正确的是()
A.两列波发生干涉后,原点O为振动加强点
B.0~10s内P点运动的路程为20cm
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C.、之间(不含波源)振动减弱点的个数为6个
D.、之间(不含波源)振动加强点的个数为4个
【答案】D
【解析】
【详解】A.由两波源的振动方程可知两波源的起振方向相反,由,可知两列波发生干涉后,原
点为振动减弱点,故A错误;
B.由波源的振动方程可知波源的振动周期为
波源的振动传播到P点的时间
波源的振动传播到P点的时间
两列波发生干涉后,原点为振动减弱点,两列波的振幅相等,所以内点运动的时间为
则内点运动的路程为,故B错误;
C.波长
由于两个波源的振动方向始终相反,可知波程差为偶数倍时为振动减弱点,设减弱点的坐标为,则有
当n=0时
当时
当时
则x轴上、之间振动减弱点的个数为5个,故C错误;
D.波程差为奇数倍时为振动加强点,则有
当n=0时
当时
当时
当时
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共四个加强点,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(每题6分,共18分,选对未选全得2分,选错得0分)
8.关于下列四幅图说法错误的是()
A.图甲为静电除尘原理的示意图,带正电的尘埃将被吸附到带负电的板状收集器A上
B.如图乙所示,给汽车加油前要触摸一下静电释放器,是为了导走人身上的电荷
C.图丙为静电喷漆的原理图,涂料微粒在电场力作用下沿电场线运动到电极上
D.如图丁所示,高层建筑物顶端安装有避雷针,避雷针的原理为尖端放电
【答案】AC
【解析】
【详解】A.图甲为静电除尘原理的示意图,根据电荷间的相互作用力可知,异种电荷相互吸引,因此带负
电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上,故A错误;
B.给汽车加油前要触摸一下静电释放器,其原理是导走人身的静电,故B正确;
C.图丙为静电喷漆的原理图,因为电场线是曲线,涂料微粒在电场力作用下不会沿电场线运动,故C错误;
D.高层建筑物顶端安装有避雷针,避雷针的原理为尖端放电,故D正确。
本题选错误,故选AC。
9.一匀强电场的方向平行于平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为7V、25V、
31V。下列说法正确的是()
A.坐标原点处的电势为0
B.电场强度的大小为
C.电子在a点的电势能比在c点的小24eV
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D.电子从a点运动到b点,电场力做功为18eV
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据题意有
解得,故A错误;
B.根据题意,由公式可得,电场沿着轴方向电场分量
电场沿着轴方向电场分量
因此电场强度,故B正确;
C.由公式可知,电子在点的电势能为
电子在点的电势能为
可知,电子在点的电势能比在点的大,故C错误;
D.电子从点运动到点,电场力做功为,故D正确。
故选BD。
10.如图甲所示,两平行金属板水平放置,间距为d,金属板长为2d,两金属板间加如图乙所示的电压
(时上金属板带正电),其中。一粒子源连续均匀发射质量为m、电荷量为的带电粒
子(初速度,重力忽略不计),该粒子源射出的带电粒子均恰好从上板左端的下边缘水平进入两金
属板间,若粒子碰到两金属板即被吸收不再反弹且对极板的电量几乎无影响,则()
A.能从极板右侧飞出的粒子电场力对其做功一定为0
B.0时刻进入两极板间的粒子能够从极板右侧飞出
C.能从板间飞出的粒子在板间运动的时间为
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D.能从极板右侧飞出的粒子数占入射粒子总数的
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据对称性,能从极板右侧飞出的粒子在电场中运动时间为T,则出电场时竖直速度一定为零,
则电场力对其做功为零,故A正确;
B.假设时刻进入两极板间的粒子能够从极板右侧飞出,则它在竖直方向上先加速向下,经过时间
后电场反向,开始在竖直方向上减速向下,又经过时间,竖直分速度减为零,则有
由牛顿第二定律,可得
联立解得
则假设不成立,时刻进入两金属板间的粒子将打在金属板上,故B错误;
C.能从板间飞出的粒子,水平方向做匀速直线运动,则有,故C错误;
D.考虑射入的粒子,当粒子射出位置最低时,可以假设释放的时间为,在释放后的时
间内,竖直位移应恰好为d,则
解得
随后的内,由于
竖直上升高度为
假设成立,此为一临界位置;当粒子射出位置最高时,根据对称性可知从时刻射入粒子恰好从上边缘射
出,此为一临界位置,则能从极板右侧飞出的粒子数占入射粒子总数,故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷非选择题(满分54分)
三、实验题(本题共2个小题,总分16分,按要求在答题卡上作答)
第10页/共18页
11.如图甲、乙所示的两个电路,是利用一个灵敏电流表G()和一个电阻箱R改装成电压
表或电流表,若电压表量程为3V,电流表量程为2.5mA:
(1)______表是电压表(填“甲”或“乙”),
(2)甲表中电阻箱的阻值是______Ω,乙表中电阻箱的阻值是______Ω
(3)若使用中发现甲表示数总比准确值稍小一些,则可适当______电阻箱R的阻值(填“增大”或“减少”)
【答案】(1)乙(2)①.50②.5800
(3)增大
【解析】
【小问1详解】
根据串联分压原理可知,乙表是电压表。
【小问2详解】
[1]在甲图中,由并联电路分流知
若改装成的电流表的量程为2.5mA,则
[2]在乙图中,由串联电路分压知
知,若改装成的电压表的量程为3V,则R=5800Ω
【小问3详解】
电流表的量程
若使用中发现甲表的示数总比准确值稍小一些,说明改装后的量程偏大,导致偏角小,示数偏小,所以应
当增大R,减小量程。
12.电容器储存电荷的特性可用电容来表征。某一固定电容器外观如图1所示,在观察电容器的充、放电实
验中,实验电路图如图2所示。
第11页/共18页
(1)某一固定电容器外观如图1所示,下列说法正确的是()
A.35表示额定电压B.35表示击穿电压
C.2200表示电荷量D.2200表示电容
(2)电容器在整个充放电过程中的电流i随时间t图像和两极板电压U与时间t的图像,可能正确的是______
。
A.B.
C.D.
(3)用电流传感器替换灵敏电流计,测出电路中的电流随时间变化的图像如图3所示,电源电压为8V,
则电容器的电容约为______F。(保留2位有效数字)
(4)将平行金属板A、B组成的电容器,充电后与静电计相连,如图4所示,要使静电计指针张角变大。
下列措施中可行的是()
A.A板向上移动B.B板向右移动
C.A、B板之间插入电介质D.使两极板带的电荷量减小
【答案】(1)AD(2)BD
(3)(4)AB
【解析】
【小问1详解】
AB.35表示额定电压,A正确,B错误;
CD.2200表示电容器的电容,C错误,D正确。
故选AD。
第12页/共18页
【小问2详解】
在开始充电的瞬间,电容器极板两端电压为零,电荷量变化率刚开始比较大,随着电容极板上电荷数量的
增加,电荷量变化率减小,根据可知极板间电压逐渐增大。且变化率减小。由可知充电电流逐
渐减小。电容放电时,两极板间电压逐渐减小,且变化率减小。电流反向,逐渐减小;
故选BD。
【小问3详解】
根据I-t图像与横轴围成的面积表示放电过程中释放的电荷量,可知
根据,可知
【小问4详解】
A.A板上移时,正对面积减小,则由可知,电容减小,则由可知,电势差增大,故张角
变大,故A正确;
B.B板右移时,板间距离d增大,由可知,电容减小,而电容器的电电荷量不变,则由
可知,板间电势差增大,故张角变大,故B正确;
C.当A、B间插入电介质时,C增大,则由可知,电势差减小,故张角变小,故C错误;
D.减小电荷量时,C不变,则由可知,电势差减小,故张角减小,故D错误;
故选AB。
四、解答题(本题共3个题,总分38分。答案要写出必要的文字说明和方程式,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.水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧,舞者的手有规律的振动传导至袖子上,给人营造
出一种“行云流水”的美感,这一过程其实就是机械波的传播。现有一列向x轴正方向传播的简谐横波,
时刻的波形如图中实线所示,时的波形如图中虚线所示。已知:波的周期T满足
,求:
第13页/共18页
(1)波的传播速度;
(2)写出质点M振动位移y随时间t变化的关系式。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由图可直接读出波长
波向+x方向传播时
,,1,2,…
当时符合条件,解得
所以波速
【小问2详解】
时,M点在最大位移处,所以其振动的初相位,而圆频率
所以M点振动方程为
代入数据得到
第14页/共18页
14.如图所示,在绝缘粗糙的水平面上的A处固定一正点电荷,将质量为m、电荷量为的带电物块(可
视为点电荷)从B点由静止释放,物块滑到C点时速度达到最大,物块滑到D点时停止运动。已知A、B
和B、C间的距离均为L,C、D间的距离为,物块与水平面间的动摩擦因数,重力加速度大小
为g,不计空气阻力。求:
(1)A处固定电荷的电荷量;
(2)物块在B点释放瞬间的加速度大小。
(3)B、D两点间的电势差。
【答案
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