【精品解析】广东省清远市连州市连州中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题

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广东省清远市连州市连州中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题
1.(2024高二上·连州期中)下列情形与静电现象无关的是(  )
A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑 B.电磁灶加热食物
C.复印机硒鼓吸附墨粉 D.油罐车后拖有一根接地的铁链
2.(2024高二上·连州期中)如图是某电动汽车的铭牌,以下说法正确的是(  )
整车型号 CH830BEV
最大设计总质量 1800kg
动力电池容量
驱动电机额定功率 30kW
驱动电机型号 WXMP30LO
车辆设计代号VIN LVFAD11A44000003
A.该电池的容量为
B.该电池以6A的电流放电,可以工作12h
C.该电池以6A的电流放电,可以工作60h
D.该电池充完电可贮存的电荷量为60C
3.(2024高二上·连州期中)如图所示A、B、C、D是匀强电场中的四个点,D是的中点,A、B、C构成一个直角三角形,长为,电场线与三角形所在的平面平行,已知,,,由此可以判断(  )
A.电场强度的方向重直连线斜向上
B.电场强度的方向由B点指向C点
C.电场强度的大小为
D.电场强度的大小为
4.(2024高二上·连州期中)如图所示为电子束焊接机,图中带箭头的虚线代表电场线,B、C是电场中两点。K为阴极,A为阳极,两极之间的距离为d,在两极之间加上高压U,有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力,元电荷为e,则下列说法正确的是(  )
A.A、K之间的电场强度均为 B.B点电势大于C点电势
C.B点电场强度大于C点电场强度 D.电子由K到A的电势能减少了eU
5.(2024高二上·连州期中)如图所示,R1、R2是材料相同、厚度相同、上下表面均为正方形的导体。已知两个正方形边长的比是n∶1。通过两导体的电流方向如图。这两个导体的电阻之比为(  )
A.R1∶R2=1∶1 B.R1∶R2=1∶n
C.R1∶R2= n∶1 D.R1∶R2=1∶n2
6.(2024高二上·连州期中)如图所示,若质子和α粒子(氦原子核)以相同的初速度垂直射入偏转电场,不计粒子的重力。则质子和α粒子射出电场时的偏移量之比为(  )
A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4
7.(2024高二上·连州期中)如图所示为某电场中x轴上电势φ随x变化的图像,一个带电粒子仅受电场力作用在x=0处由静止释放沿x轴正向运动,且以一定的速度通过x=x3处,其中x2处电势最高。则下列说法正确的是(  )
A.x2处场强最大
B.粒子从x1处运动到x3处电场力做功为零
C.x1到x3场强先变大后变小
D.x1和x3两处场强方向相同
8.(2024高二上·连州期中)如图所示,正六棱柱上下底面的中心为O和,A、D两点分别固定等量异号的点电荷。下列说法正确的是(  )
A.点与点的电场强度大小相等
B.点与点的电场强度方向相同
C.点与点的电势差等于点与点的电势差
D.将试探电荷由F点沿直线移动到O点,其电势能一直减小
9.(2024高二上·连州期中)图中的实线分别是电阻a、b的伏安特性曲线,虚线c是b(U=1V)的切线,a、c相互平行,下列说法正确的是(  )
A.U=1V时,b的电阻为5Ω B.U=1V时,a、b的电阻相等
C.b的电阻随电压的升高而增大 D.U=3V时,a、b的电阻相等
10.(2024高二上·连州期中)如图甲所示,A、B、C、D为匀强电场的等势面,相邻等势面电势差相等且间距均为d,等势面与水平地面平行。电荷量大小为q、质量为m的带电小球垂直等势面D竖直向上抛出,恰能到达等势面A,该过程中小球的动能和机械能随上升距离的变化关系如图乙所示,为已知量,重力加速度为,不计空气阻力,则下列说法正确的是(  )
A.小球的初速度大小为 B.小球加速度大小为
C.小球抛出时重力势能为 D.电场强度大小为
11.(2024高二上·连州期中)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,
(1)甲同学观察右图的电容器,电容器外壳上面标明的“10V”的含义是(  )
A.电容器的耐压值为10V
B.电容器电压为10V时,电容为200μF
C.电容器在10V电压下才正常工作
(2)乙同学的实验电路图如图甲所示,电源输出电压恒为,S是单刀双掷开关,C为电容器。
①当开关S接到“1”时,电容器处于   过程,(填“充电”或者“放电”),电容器所带的电荷量逐渐   ;(填“增加”或“减少”)。
②下面说法正确的是   
A. 电容器充电时,电压表示数始终等于电源电压
B. 电容器充电时,电流逐渐增大;放电时,电流逐渐减小
C. 电容器充、放电过程,流过电流传感器的电流方向相反
③乙同学使用图甲电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连,可以显示电路中电流随时间的变化。直流电源电压U=8V,实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电,充电结束后,使S与“2”端相连,直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。
a.图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2,则面积S1表示的物理意义是   ,且有S1    S2;(选填“>”、“<”或“=”);
b.计算机测得,则该电容器的电容为   F;(保留两位有效数字);
c.由甲、乙两图可以判断,阻值 R1   R2(选填“>”、“<”或“=”)
12.(2024高二上·连州期中)某同学用伏安法测量长为L的导体电阻率,采用分压电路接线,待测导体Rx阻值约为5。
现有器材:
A.量程为3V、内阻约为的电压表
B.量程为0.6A、内阻约为10的电流表
C.干电池两节(内阻不计)
D.滑动变阻器(0~10Ω)
E. 滑动变阻器(0~100Ω)
(1)其中滑动变阻器应选   (填器材前的字母代号);
(2)图甲是未完成的实物连线图,图中a为待测导体右端接线柱,b为电流表正极接线柱,c为滑动变阻器左上端接线柱,d为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接   (选填a或b)。导线②应连接   (选填c或d)。正确接线后,闭合开关前,滑动变阻器滑片应该位于   (填“最左端”或“最右端”);
(3)闭合开关后滑动滑片取得多组数据并做图线,如图乙所示,则Rx的阻值为   (结果保留两位有效数字)
(4)用螺旋测微器测金属丝直径d,示数如图丙所示,则d=   mm。用游标为20分度的卡尺测量其长度如图丁,由图可知其长度为L=   cm;用电流表测得某示数如图戊所示,此时电流I=   A;
(5)写出该金属丝的电阻率的表达式   (用U、I、d、L表示)。
13.(2024高二上·连州期中)如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一电荷量为C的负点电荷从A点运动到B点,电场力做功为J,AB间距离L=4m,与水平方向夹角为;求:
(1)B、A间电势差UBA是多少?
(2)电场强度E是多大?
(3)如果A点的电势为-4V,则B点的电势为多少?电荷量为C的正电荷在A点具有的电势能是多少?
14.(2024高二上·连州期中)如图所示,电子经加速电场加速后,在水平方向沿垂直进入偏转电场,出偏转电场后速度与水平方向成30°,打到荧光屏P上的A点。已知加速电场中的电压为U1,形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L(不考虑电场边缘效应),A点与距离为h,忽略电子的重力影响,不计空气阻力,电子质量为m,电荷量为e。求:
(1)粒子进入偏转电场的速度v的大小;
(2)偏转电场强度的大小和方向;
(3)荧光屏到偏转电场右边界的水平距离s。
15.(2024高二上·连州期中)如图所示,光滑轨道ABC处在足够大的竖直向下的匀强电场中,电场强度为E,AB段为水平面,BC段为半圆弧面,一质量为m的可看成质点的带正电小球从最低点B以某一速度冲上半圆弧面,恰好经过最高点C,半圆弧面半径为R,小球带电量为q,重力加速度为g。求:
(1)小球在最高点C的速度大小;
(2)小球在最低点B对轨道的压力大小;
(3)小球从C点出来后落到水平地面上的点距离B点的距离。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】静电的防止与利用;涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】静电的利用与防止一直以来都与生活息息相关,除了尖端放电核静电屏蔽之外,静电还有其他的作用,如静电吸附等。另外就是再不需要静电的场合,要采取合理的方式防止静电带来的危害。
A、梳过头发的塑料梳子吸起纸屑,是利用摩擦起电原理,与静电现象有关,故A错误;
B、电磁灶加热食物的原理是电磁感应,与静电现象无关,故B正确;
C、复印机硒鼓吸附墨粉是与静电现象有关,故C错误;
D、油罐车运送油品时,必须安装一条拖地的铁链,是为了将摩擦产生的静电荷能及时导走,与静电现象有关,故D错误。
故答案为:B。
【分析】根据静电的防止与应用,从各种实例的原理出发就可以判断出答案。
2.【答案】A
【知识点】电流、电源的概念
【解析】【解答】ABC.从题图标识牌可知电池的容量为,即以6A的电流放电可工作10h,故A正确,BC错;
D.该电池充完电可贮存的电荷量为
故D错误。
故答案为:A。
【分析】直接读取铭牌信息判断电池容量表述是否正确;利用(为电池容量对应电荷量 ),计算不同放电电流下的工作时间;通过(取容量中电流值,换算为秒 ),计算总电荷量,从而确定正确选项。
3.【答案】D
【知识点】等势面;电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】解答本题的关键是得到D点的电势,掌握电场线与等势线的关系,运用公式E=时,要注意d是两点沿电场方向的距离。AB.在匀强电场中,,则B、C连线的中点D的电势
故,为一条等势线,根据电场线与等势线垂直且沿着电场线方向电势降低可知,电场强度的方向垂直于AD连线斜向下,选项AB错误;
CD.电场强度的大小
选项C错误,D正确。
故选D。
【分析】先求出B、C连线的中点D的电势,根据D点与A点电势相等,确定电场强度的方向,再根据公式E=求电场强度的大小。
4.【答案】D
【知识点】电场线;电势;电势差;电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A.A、K之间建立的是非匀强电场,公式不适用,因此A、K之间的电场强度不等于,故A错误;
B.B、C所在等势面为一条条和电场线垂直的圆弧,如图所示
根据沿电场线方向电势降低,可知B点电势小于C点电势,故B错误;
C.电场线的疏密程度表示电场强度大小,从图中可知B点所在位置的电场线较疏,C点所在位置的电场线较密,故B点的电场强度小于C点的电场强度,故C错误;
D.电子由K到A,受到的电场力方向和电场方向相反,即由K指向A,和运动方向一致,所以电场力做正功,电势能减小,根据动能定理可得,故D正确。
故答案为:D。
【分析】A:电场线弯曲、疏密不均→ 非匀强, 不适用。
B:沿电场线方向电势降低,结合B、C位置与电场线方向比较电势。
C:电场线密集处场强大,稀疏处场强小,比较B、C场强。
D:负电荷受力与电场线反向,位移同向则电场力正功,电势能减少(减少量等于电场力做功 )。
5.【答案】A
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】设小正方形边长l,则大正方形边长nl,厚度d,根据
可得
故答案为:A。
【分析】,关键是正确识别“长度 ”(电流方向的导体长度 )和“横截面积 ”(垂直电流方向的面积 ),对于上下表面为正方形、厚度均匀的导体,电流沿表面流动时,横截面积 ( 为厚度, 为边长 ),代入后 被约去,电阻与边长无关,仅与厚度和材料有关。
6.【答案】A
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】本题考查带电体在偏转电场中的运动,在计算偏移量之比时,先得到偏移量表达式的通式,再得到偏移量之比的表达式,无需对每个粒子分别受力分析求解。质子和α粒子进入偏转电场都做类平抛运动,偏移量为
由于U、d、L、v0相同
因此
故选A。
【分析】根据粒子在偏转电场中的类平抛运动特点,可以在水平方向、竖直方向分别由运动学关系式,从而得到偏移量关系式;利用偏移量关系式,得到偏移量之比的表达式,代入粒子的电荷、质量关系,得到偏移量之比。
7.【答案】B
【知识点】电势能;电势
【解析】【解答】解决本题的关键要明确φ-x图象的切线斜率表示场强,斜率的符号表示场强的方向。A.因为φ-x图像的斜率等于场强,可知x2处场强为零,选项A错误;
B.粒子从x1处运动到x3处,两点电势差为零,可知电场力做功为零,选项B正确;
CD.因为φ-x图像的斜率等于场强,可知 x1到x3场强先变小后变大,x1和x3两处场强方向相反,选项CD错误。
故选B。
【分析】φ-x图象的切线斜率表示场强,根据电势的变化可分析场强的方向,由电势差大小判断电场力做功大小。
8.【答案】A,C
【知识点】电场线;电势能;电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握,并要注意沿电场线的方向电势是降低的,同时注意等量异号电荷形成电场的对称性,掌握住电场线的特点,即可解决本题。A.由两等量异种点电荷产生的电场的对称性可知,点与点的电场强度大小相等,故A正确;
B.由两等量异种点电荷产生的电场的对称性可知,点与点的电场强度方向不相同,故B错误;
C.根据等量异种电荷所形成的电场的特性可知,将O点与连接,可知连线的电势为0,分别作的平行线和,如图所示
可知平面的电势为零,因到平面的距离与到平面的距离相等,根据等量异种电荷的电场分布规律可知,两点与平面的平均电场强度相等,则根据
则点与点的电势差等于点与点的电势差,故C正确;
D.正六棱柱上表面如图所示
由几何关系可知,正电荷在OF中点K的场强方向垂直于OF,负电荷在K点的场强方向指向D点,则K点的合场强与OF的夹角为锐角,而在F点的合场强与OF的夹角为钝角,因此将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点,电场力先做负功后做正功,则有其电势能先增大后减小,故D错误。
故选AC。
【分析】根据等量异种电荷的对称性求解电场强度;对六棱柱的上表面分析K点的合场强与OF的夹角关系,判断移动试验电荷电场力做功情况;根据等量异种电荷的电势分布求解各点电势,得出电势差大小关系。
9.【答案】C,D
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线;欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】对于非线性元件,伏安特性曲线上某点切线得到斜率的倒数不表示电阻,而要用交点坐标求解。
ABC.根据I-U图像可知,电阻a的阻值保持不变,大小为
Ra==Ω=5Ω
根据电阻b的伏安特性曲线可知,曲线上的点与原点连线的斜率逐渐减小,而连线斜率为
k==
可知b的电阻随电压的升高而增大,U=1V时,b的电阻为
Rb==Ω=2.5Ω故AB错误,C正确;
D.U=3V时,b的电阻为
Rb'==Ω=5Ω
此时Ra=Rb'=5Ω,故D正确。
故选CD。
【分析】根据伏安特性曲线,确定当U=1V时,通过电阻b的电流,根据欧姆定律求电阻;根据伏安特性曲线的斜率的倒数求电阻a的电阻,电阻a的斜率不变,电阻不变;伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数;根据伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数求电阻,根据电阻的并联特点求电阻。
10.【答案】A,B,D
【知识点】牛顿第二定律;动能定理的综合应用;等势面
【解析】【解答】本题主要考查了带电粒子在电场中的应用,理解图像的物理意义,结合能量守恒定律和牛顿第二定律即可完成分析。A.由题图乙可知,小球上升过程机械能减小,由功能关系可知,电场力做负功,且电场力方向与等势面垂直,故电场力方向竖直向下,对小球,根据动能定理有
根据功能关系有
结合题图乙可知小球的初动能
初始机械能
则有
解得小球的初速度大小
故A正确;
C.小球抛出时的重力势能
故C错误;
BD.小球恰能到达等势面,则有
解得
由牛顿第二定律
则上升过程中小球的加速度大小为
故BD正确。
故选ABD。
【分析】根据动能的计算公式得出小球的初速度;根据能量守恒定律列式得出场强的大小,结合牛顿第二定律得出小球的加速度;根据能量之间的关系得出小球抛出时的重力势能;根据场强的计算公式得出场强的大小。
11.【答案】(1)A
(2)充电;增加;C;电容器所带电荷量;=;0.15;<
【知识点】观察电容器的充、放电现象
【解析】【解答】使电容器带上电荷的过程称为充电; 使电容器失去电荷的过程称为放电。 本题主要考查了电容器的充电、放电过程中的电流、电荷量的变化及电压的变化,难度较大,需要认真分析。
(1)电容器外壳上面标明的“10V”的含义是电容器的耐压值为10V;电容为200μF与电容器电压无关;电容器在10V以下都能正常工作。
故选A。
(2)①当开关S接到“1”时,电容器与电源连接,电容器处于充电过程,电容器所带的电荷量逐渐增加;
②A.电容器充电时,电容器两端电压逐渐增大,则电压表示数逐渐增大,稳定时,电压表示数等于电源电压,故A错误;
B.电容器充电时,随着电容器电荷量的增大,电流逐渐减小;放电时,随着电容器电荷量的减小,电流逐渐减小,故B错误;
C.电容器充、放电过程,由电路图可知流过电流传感器的电流方向相反,故C正确。
故选C。
③图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2,根据
可知面积S1表示的物理意义是电容器充完电后所带的电荷量;则面积S2表示的物理意义是放电过程,电容器放出的电荷量,则有
由于

可得该电容器的电容为
根据

由乙图可知,充电瞬间的电流大于放电瞬间的电流,则有
【分析】(1)电容器外壳上面标着“2200μF,10V”,根据该铭牌表示的物理意义进行分析;
(2) ① 当开关S接到“1”时,电容器与电源相连,是充电过程,电容器所带电荷量逐渐增加,据此作答;
② A.电源给电容器充电,随着电容器所带电荷量逐渐增大,电容器两极板间的电压逐渐增大,据此作答;
B.电源给电容器充电,电路瞬间有了充电电流,充电结束,充电电流为零,据此作答;
C.放电电流从电容器的正极板经用电器到负极板,据此作答;
D.放电过程,电容器所带电荷量逐渐减小,据此作答。
③ a.可知q=it,得出i-t图像“面积”的含义,然后作答;由i-t图像直接得出;
b.根据电容器的定义式求解电容;
c.根据充电瞬间和放电瞬间的电流,结合闭合电路的欧姆定律判断电路中的电阻。
(1)电容器外壳上面标明的“10V”的含义是电容器的耐压值为10V;电容为200μF与电容器电压无关;电容器在10V以下都能正常工作。
故选A。
(2)①[1][2] 当开关S接到“1”时,电容器与电源连接,电容器处于充电过程,电容器所带的电荷量逐渐增加;
②[3]
A.电容器充电时,电容器两端电压逐渐增大,则电压表示数逐渐增大,稳定时,电压表示数等于电源电压,故A错误;
B.电容器充电时,随着电容器电荷量的增大,电流逐渐减小;放电时,随着电容器电荷量的减小,电流逐渐减小,故B错误;
C.电容器充、放电过程,由电路图可知流过电流传感器的电流方向相反,故C正确。
故选C。
③[4][5]图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2,根据
可知面积S1表示的物理意义是电容器充完电后所带的电荷量;则面积S2表示的物理意义是放电过程,电容器放出的电荷量,则有;
[6]由于

可得该电容器的电容为
[7]根据

由乙图可知,充电瞬间的电流大于放电瞬间的电流,则有
12.【答案】(1)D
(2)a;d;最左端
(3)4.7
(4)1.841;5.015;0.26
(5)
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】本题考查选择恰当的电路测量电阻的问题,要明确实验原理,掌握欧姆定律和利用图像处理问题的方法,能够根据实验原理正确选择实验器材。
(1)滑动变阻器要接成分压电路,则应选阻值较小的D;
(2)因RV>>Rx,可知应该采用电流表外接,则导线①应连接a。因滑动变阻器用分压解法,则导线②应连接d。正确接线后,闭合开关前,滑动变阻器滑片应该位于最左端;
(3)根据U-I图像可知,Rx的阻值为
(4)用螺旋测微器测金属丝直径d=1.5mm+0.01mm×34.2=1.842mm
长度为L=5cm+0.05mm×3=5.015cm
电流表最小刻度0.02A,则测得电流I=0.26A;
(5)根据
解得
【分析】(1)根据题中选择的接线方式和实验中调节方便分析判断;
(2)根据误差分析选择电流表的接法;根据分压接线法分析判断;根据保护电路,电路电流最小分析判断;
(3)根据图像斜率计算待测电阻阻值;
(4)先确定螺旋测微器的最小分度值再读数;
(5)根据电阻定律和欧姆定律推导。
(1)滑动变阻器要接成分压电路,则应选阻值较小的D;
(2)[1][2][3]因RV>>Rx,可知应该采用电流表外接,则导线①应连接a。因滑动变阻器用分压解法,则导线②应连接d。正确接线后,闭合开关前,滑动变阻器滑片应该位于最左端;
(3)根据U-I图像可知,Rx的阻值为
(4)[1]用螺旋测微器测金属丝直径
d=1.5mm+0.01mm×34.2=1.842mm
[2]长度为
L=5cm+0.05mm×3=5.015cm
[3]电流表最小刻度0.02A,则测得电流I=0.26A;
(5)根据
解得
13.【答案】(1)解:A、B间的电势差为
解得
-8V

-8V
(2)解:匀强电场的电场强度大小为
V/m
(3)解:根据电势差的定义式有
解得
V
根据电势能的计算公式有
-8×10-6J
【知识点】电势能;电势差与电场强度的关系
【解析】【分析】(1)根据W=qU求解电势差;
(2)根据U=Ed求解电场强度大小;
(3)根据电势差的定义式计算电势,根据电势能计算公式计算电势能。
(1)A、B间的电势差为
解得
-8V

-8V
(2)匀强电场的电场强度大小为
V/m
(3)根据电势差的定义式有
解得
V
根据电势能的计算公式有
-8×10-6J
14.【答案】解:(1)电子经加速电场加速
解得
(2)电子偏转时做类平抛运动,有
联立可得
方向竖直向下。
(3)电子离开偏转电场后水平方向和竖直方向均做匀速运动,则有
代入数据得
【知识点】示波器的使用
【解析】【分析】(1)根据动能定理求出电子进入偏转电场的速度v的大小。
(2)电子出电场后反向速度的反向延长线经过偏转电场中轴线的中点,根据几何关系得出速度与水平方向的夹角,结合牛顿第二定律和运动学公式求出偏转电压的大小。
(3)电子离开偏转电场后水平方向和竖直方向均做匀速运动,从而解得荧光屏到偏转电场右边界的水平距离s。
15.【答案】解:(1)恰好通过最高点C,则有
解得
(2)设B点速度为,则B到C由动能定理可得
在B点由牛顿第二定律可得
联立可解得
则由牛顿第三定律可得,在B点对轨道压力大小为
(3)小球从C点飞出后,水平方向做匀速直线运动,有
竖直方向做初速度为零的匀加速运动,有
联立可解得
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】(1)小球恰好经过最高点C,轨道对小球没有作用力,由重力和电场力的合力提供向心力,由牛顿第二定律求小球在最高点C的速度大小;
(2)小球从B点运动到C点的过程,由动能定理求出小球经过B点时的速度。小球在B点时,由重力、电场力和轨道支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律求出轨道的支持力,再由牛顿第三定律求得小球在最低点B对轨道的压力大小;
(3)小球从C点出来后做类平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,根据分位移公式和牛顿第二定律求小球从C点出来后落到水平地面上的点距离B点的距离。
1 / 1广东省清远市连州市连州中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题
1.(2024高二上·连州期中)下列情形与静电现象无关的是(  )
A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑 B.电磁灶加热食物
C.复印机硒鼓吸附墨粉 D.油罐车后拖有一根接地的铁链
【答案】B
【知识点】静电的防止与利用;涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】静电的利用与防止一直以来都与生活息息相关,除了尖端放电核静电屏蔽之外,静电还有其他的作用,如静电吸附等。另外就是再不需要静电的场合,要采取合理的方式防止静电带来的危害。
A、梳过头发的塑料梳子吸起纸屑,是利用摩擦起电原理,与静电现象有关,故A错误;
B、电磁灶加热食物的原理是电磁感应,与静电现象无关,故B正确;
C、复印机硒鼓吸附墨粉是与静电现象有关,故C错误;
D、油罐车运送油品时,必须安装一条拖地的铁链,是为了将摩擦产生的静电荷能及时导走,与静电现象有关,故D错误。
故答案为:B。
【分析】根据静电的防止与应用,从各种实例的原理出发就可以判断出答案。
2.(2024高二上·连州期中)如图是某电动汽车的铭牌,以下说法正确的是(  )
整车型号 CH830BEV
最大设计总质量 1800kg
动力电池容量
驱动电机额定功率 30kW
驱动电机型号 WXMP30LO
车辆设计代号VIN LVFAD11A44000003
A.该电池的容量为
B.该电池以6A的电流放电,可以工作12h
C.该电池以6A的电流放电,可以工作60h
D.该电池充完电可贮存的电荷量为60C
【答案】A
【知识点】电流、电源的概念
【解析】【解答】ABC.从题图标识牌可知电池的容量为,即以6A的电流放电可工作10h,故A正确,BC错;
D.该电池充完电可贮存的电荷量为
故D错误。
故答案为:A。
【分析】直接读取铭牌信息判断电池容量表述是否正确;利用(为电池容量对应电荷量 ),计算不同放电电流下的工作时间;通过(取容量中电流值,换算为秒 ),计算总电荷量,从而确定正确选项。
3.(2024高二上·连州期中)如图所示A、B、C、D是匀强电场中的四个点,D是的中点,A、B、C构成一个直角三角形,长为,电场线与三角形所在的平面平行,已知,,,由此可以判断(  )
A.电场强度的方向重直连线斜向上
B.电场强度的方向由B点指向C点
C.电场强度的大小为
D.电场强度的大小为
【答案】D
【知识点】等势面;电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】解答本题的关键是得到D点的电势,掌握电场线与等势线的关系,运用公式E=时,要注意d是两点沿电场方向的距离。AB.在匀强电场中,,则B、C连线的中点D的电势
故,为一条等势线,根据电场线与等势线垂直且沿着电场线方向电势降低可知,电场强度的方向垂直于AD连线斜向下,选项AB错误;
CD.电场强度的大小
选项C错误,D正确。
故选D。
【分析】先求出B、C连线的中点D的电势,根据D点与A点电势相等,确定电场强度的方向,再根据公式E=求电场强度的大小。
4.(2024高二上·连州期中)如图所示为电子束焊接机,图中带箭头的虚线代表电场线,B、C是电场中两点。K为阴极,A为阳极,两极之间的距离为d,在两极之间加上高压U,有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力,元电荷为e,则下列说法正确的是(  )
A.A、K之间的电场强度均为 B.B点电势大于C点电势
C.B点电场强度大于C点电场强度 D.电子由K到A的电势能减少了eU
【答案】D
【知识点】电场线;电势;电势差;电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A.A、K之间建立的是非匀强电场,公式不适用,因此A、K之间的电场强度不等于,故A错误;
B.B、C所在等势面为一条条和电场线垂直的圆弧,如图所示
根据沿电场线方向电势降低,可知B点电势小于C点电势,故B错误;
C.电场线的疏密程度表示电场强度大小,从图中可知B点所在位置的电场线较疏,C点所在位置的电场线较密,故B点的电场强度小于C点的电场强度,故C错误;
D.电子由K到A,受到的电场力方向和电场方向相反,即由K指向A,和运动方向一致,所以电场力做正功,电势能减小,根据动能定理可得,故D正确。
故答案为:D。
【分析】A:电场线弯曲、疏密不均→ 非匀强, 不适用。
B:沿电场线方向电势降低,结合B、C位置与电场线方向比较电势。
C:电场线密集处场强大,稀疏处场强小,比较B、C场强。
D:负电荷受力与电场线反向,位移同向则电场力正功,电势能减少(减少量等于电场力做功 )。
5.(2024高二上·连州期中)如图所示,R1、R2是材料相同、厚度相同、上下表面均为正方形的导体。已知两个正方形边长的比是n∶1。通过两导体的电流方向如图。这两个导体的电阻之比为(  )
A.R1∶R2=1∶1 B.R1∶R2=1∶n
C.R1∶R2= n∶1 D.R1∶R2=1∶n2
【答案】A
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】设小正方形边长l,则大正方形边长nl,厚度d,根据
可得
故答案为:A。
【分析】,关键是正确识别“长度 ”(电流方向的导体长度 )和“横截面积 ”(垂直电流方向的面积 ),对于上下表面为正方形、厚度均匀的导体,电流沿表面流动时,横截面积 ( 为厚度, 为边长 ),代入后 被约去,电阻与边长无关,仅与厚度和材料有关。
6.(2024高二上·连州期中)如图所示,若质子和α粒子(氦原子核)以相同的初速度垂直射入偏转电场,不计粒子的重力。则质子和α粒子射出电场时的偏移量之比为(  )
A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4
【答案】A
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】本题考查带电体在偏转电场中的运动,在计算偏移量之比时,先得到偏移量表达式的通式,再得到偏移量之比的表达式,无需对每个粒子分别受力分析求解。质子和α粒子进入偏转电场都做类平抛运动,偏移量为
由于U、d、L、v0相同
因此
故选A。
【分析】根据粒子在偏转电场中的类平抛运动特点,可以在水平方向、竖直方向分别由运动学关系式,从而得到偏移量关系式;利用偏移量关系式,得到偏移量之比的表达式,代入粒子的电荷、质量关系,得到偏移量之比。
7.(2024高二上·连州期中)如图所示为某电场中x轴上电势φ随x变化的图像,一个带电粒子仅受电场力作用在x=0处由静止释放沿x轴正向运动,且以一定的速度通过x=x3处,其中x2处电势最高。则下列说法正确的是(  )
A.x2处场强最大
B.粒子从x1处运动到x3处电场力做功为零
C.x1到x3场强先变大后变小
D.x1和x3两处场强方向相同
【答案】B
【知识点】电势能;电势
【解析】【解答】解决本题的关键要明确φ-x图象的切线斜率表示场强,斜率的符号表示场强的方向。A.因为φ-x图像的斜率等于场强,可知x2处场强为零,选项A错误;
B.粒子从x1处运动到x3处,两点电势差为零,可知电场力做功为零,选项B正确;
CD.因为φ-x图像的斜率等于场强,可知 x1到x3场强先变小后变大,x1和x3两处场强方向相反,选项CD错误。
故选B。
【分析】φ-x图象的切线斜率表示场强,根据电势的变化可分析场强的方向,由电势差大小判断电场力做功大小。
8.(2024高二上·连州期中)如图所示,正六棱柱上下底面的中心为O和,A、D两点分别固定等量异号的点电荷。下列说法正确的是(  )
A.点与点的电场强度大小相等
B.点与点的电场强度方向相同
C.点与点的电势差等于点与点的电势差
D.将试探电荷由F点沿直线移动到O点,其电势能一直减小
【答案】A,C
【知识点】电场线;电势能;电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握,并要注意沿电场线的方向电势是降低的,同时注意等量异号电荷形成电场的对称性,掌握住电场线的特点,即可解决本题。A.由两等量异种点电荷产生的电场的对称性可知,点与点的电场强度大小相等,故A正确;
B.由两等量异种点电荷产生的电场的对称性可知,点与点的电场强度方向不相同,故B错误;
C.根据等量异种电荷所形成的电场的特性可知,将O点与连接,可知连线的电势为0,分别作的平行线和,如图所示
可知平面的电势为零,因到平面的距离与到平面的距离相等,根据等量异种电荷的电场分布规律可知,两点与平面的平均电场强度相等,则根据
则点与点的电势差等于点与点的电势差,故C正确;
D.正六棱柱上表面如图所示
由几何关系可知,正电荷在OF中点K的场强方向垂直于OF,负电荷在K点的场强方向指向D点,则K点的合场强与OF的夹角为锐角,而在F点的合场强与OF的夹角为钝角,因此将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点,电场力先做负功后做正功,则有其电势能先增大后减小,故D错误。
故选AC。
【分析】根据等量异种电荷的对称性求解电场强度;对六棱柱的上表面分析K点的合场强与OF的夹角关系,判断移动试验电荷电场力做功情况;根据等量异种电荷的电势分布求解各点电势,得出电势差大小关系。
9.(2024高二上·连州期中)图中的实线分别是电阻a、b的伏安特性曲线,虚线c是b(U=1V)的切线,a、c相互平行,下列说法正确的是(  )
A.U=1V时,b的电阻为5Ω B.U=1V时,a、b的电阻相等
C.b的电阻随电压的升高而增大 D.U=3V时,a、b的电阻相等
【答案】C,D
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线;欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】对于非线性元件,伏安特性曲线上某点切线得到斜率的倒数不表示电阻,而要用交点坐标求解。
ABC.根据I-U图像可知,电阻a的阻值保持不变,大小为
Ra==Ω=5Ω
根据电阻b的伏安特性曲线可知,曲线上的点与原点连线的斜率逐渐减小,而连线斜率为
k==
可知b的电阻随电压的升高而增大,U=1V时,b的电阻为
Rb==Ω=2.5Ω故AB错误,C正确;
D.U=3V时,b的电阻为
Rb'==Ω=5Ω
此时Ra=Rb'=5Ω,故D正确。
故选CD。
【分析】根据伏安特性曲线,确定当U=1V时,通过电阻b的电流,根据欧姆定律求电阻;根据伏安特性曲线的斜率的倒数求电阻a的电阻,电阻a的斜率不变,电阻不变;伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数;根据伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数求电阻,根据电阻的并联特点求电阻。
10.(2024高二上·连州期中)如图甲所示,A、B、C、D为匀强电场的等势面,相邻等势面电势差相等且间距均为d,等势面与水平地面平行。电荷量大小为q、质量为m的带电小球垂直等势面D竖直向上抛出,恰能到达等势面A,该过程中小球的动能和机械能随上升距离的变化关系如图乙所示,为已知量,重力加速度为,不计空气阻力,则下列说法正确的是(  )
A.小球的初速度大小为 B.小球加速度大小为
C.小球抛出时重力势能为 D.电场强度大小为
【答案】A,B,D
【知识点】牛顿第二定律;动能定理的综合应用;等势面
【解析】【解答】本题主要考查了带电粒子在电场中的应用,理解图像的物理意义,结合能量守恒定律和牛顿第二定律即可完成分析。A.由题图乙可知,小球上升过程机械能减小,由功能关系可知,电场力做负功,且电场力方向与等势面垂直,故电场力方向竖直向下,对小球,根据动能定理有
根据功能关系有
结合题图乙可知小球的初动能
初始机械能
则有
解得小球的初速度大小
故A正确;
C.小球抛出时的重力势能
故C错误;
BD.小球恰能到达等势面,则有
解得
由牛顿第二定律
则上升过程中小球的加速度大小为
故BD正确。
故选ABD。
【分析】根据动能的计算公式得出小球的初速度;根据能量守恒定律列式得出场强的大小,结合牛顿第二定律得出小球的加速度;根据能量之间的关系得出小球抛出时的重力势能;根据场强的计算公式得出场强的大小。
11.(2024高二上·连州期中)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,
(1)甲同学观察右图的电容器,电容器外壳上面标明的“10V”的含义是(  )
A.电容器的耐压值为10V
B.电容器电压为10V时,电容为200μF
C.电容器在10V电压下才正常工作
(2)乙同学的实验电路图如图甲所示,电源输出电压恒为,S是单刀双掷开关,C为电容器。
①当开关S接到“1”时,电容器处于   过程,(填“充电”或者“放电”),电容器所带的电荷量逐渐   ;(填“增加”或“减少”)。
②下面说法正确的是   
A. 电容器充电时,电压表示数始终等于电源电压
B. 电容器充电时,电流逐渐增大;放电时,电流逐渐减小
C. 电容器充、放电过程,流过电流传感器的电流方向相反
③乙同学使用图甲电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连,可以显示电路中电流随时间的变化。直流电源电压U=8V,实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电,充电结束后,使S与“2”端相连,直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。
a.图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2,则面积S1表示的物理意义是   ,且有S1    S2;(选填“>”、“<”或“=”);
b.计算机测得,则该电容器的电容为   F;(保留两位有效数字);
c.由甲、乙两图可以判断,阻值 R1   R2(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】(1)A
(2)充电;增加;C;电容器所带电荷量;=;0.15;<
【知识点】观察电容器的充、放电现象
【解析】【解答】使电容器带上电荷的过程称为充电; 使电容器失去电荷的过程称为放电。 本题主要考查了电容器的充电、放电过程中的电流、电荷量的变化及电压的变化,难度较大,需要认真分析。
(1)电容器外壳上面标明的“10V”的含义是电容器的耐压值为10V;电容为200μF与电容器电压无关;电容器在10V以下都能正常工作。
故选A。
(2)①当开关S接到“1”时,电容器与电源连接,电容器处于充电过程,电容器所带的电荷量逐渐增加;
②A.电容器充电时,电容器两端电压逐渐增大,则电压表示数逐渐增大,稳定时,电压表示数等于电源电压,故A错误;
B.电容器充电时,随着电容器电荷量的增大,电流逐渐减小;放电时,随着电容器电荷量的减小,电流逐渐减小,故B错误;
C.电容器充、放电过程,由电路图可知流过电流传感器的电流方向相反,故C正确。
故选C。
③图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2,根据
可知面积S1表示的物理意义是电容器充完电后所带的电荷量;则面积S2表示的物理意义是放电过程,电容器放出的电荷量,则有
由于

可得该电容器的电容为
根据

由乙图可知,充电瞬间的电流大于放电瞬间的电流,则有
【分析】(1)电容器外壳上面标着“2200μF,10V”,根据该铭牌表示的物理意义进行分析;
(2) ① 当开关S接到“1”时,电容器与电源相连,是充电过程,电容器所带电荷量逐渐增加,据此作答;
② A.电源给电容器充电,随着电容器所带电荷量逐渐增大,电容器两极板间的电压逐渐增大,据此作答;
B.电源给电容器充电,电路瞬间有了充电电流,充电结束,充电电流为零,据此作答;
C.放电电流从电容器的正极板经用电器到负极板,据此作答;
D.放电过程,电容器所带电荷量逐渐减小,据此作答。
③ a.可知q=it,得出i-t图像“面积”的含义,然后作答;由i-t图像直接得出;
b.根据电容器的定义式求解电容;
c.根据充电瞬间和放电瞬间的电流,结合闭合电路的欧姆定律判断电路中的电阻。
(1)电容器外壳上面标明的“10V”的含义是电容器的耐压值为10V;电容为200μF与电容器电压无关;电容器在10V以下都能正常工作。
故选A。
(2)①[1][2] 当开关S接到“1”时,电容器与电源连接,电容器处于充电过程,电容器所带的电荷量逐渐增加;
②[3]
A.电容器充电时,电容器两端电压逐渐增大,则电压表示数逐渐增大,稳定时,电压表示数等于电源电压,故A错误;
B.电容器充电时,随着电容器电荷量的增大,电流逐渐减小;放电时,随着电容器电荷量的减小,电流逐渐减小,故B错误;
C.电容器充、放电过程,由电路图可知流过电流传感器的电流方向相反,故C正确。
故选C。
③[4][5]图像与时间轴所围成的面积分别为S1和S2,根据
可知面积S1表示的物理意义是电容器充完电后所带的电荷量;则面积S2表示的物理意义是放电过程,电容器放出的电荷量,则有;
[6]由于

可得该电容器的电容为
[7]根据

由乙图可知,充电瞬间的电流大于放电瞬间的电流,则有
12.(2024高二上·连州期中)某同学用伏安法测量长为L的导体电阻率,采用分压电路接线,待测导体Rx阻值约为5。
现有器材:
A.量程为3V、内阻约为的电压表
B.量程为0.6A、内阻约为10的电流表
C.干电池两节(内阻不计)
D.滑动变阻器(0~10Ω)
E. 滑动变阻器(0~100Ω)
(1)其中滑动变阻器应选   (填器材前的字母代号);
(2)图甲是未完成的实物连线图,图中a为待测导体右端接线柱,b为电流表正极接线柱,c为滑动变阻器左上端接线柱,d为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接   (选填a或b)。导线②应连接   (选填c或d)。正确接线后,闭合开关前,滑动变阻器滑片应该位于   (填“最左端”或“最右端”);
(3)闭合开关后滑动滑片取得多组数据并做图线,如图乙所示,则Rx的阻值为   (结果保留两位有效数字)
(4)用螺旋测微器测金属丝直径d,示数如图丙所示,则d=   mm。用游标为20分度的卡尺测量其长度如图丁,由图可知其长度为L=   cm;用电流表测得某示数如图戊所示,此时电流I=   A;
(5)写出该金属丝的电阻率的表达式   (用U、I、d、L表示)。
【答案】(1)D
(2)a;d;最左端
(3)4.7
(4)1.841;5.015;0.26
(5)
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】本题考查选择恰当的电路测量电阻的问题,要明确实验原理,掌握欧姆定律和利用图像处理问题的方法,能够根据实验原理正确选择实验器材。
(1)滑动变阻器要接成分压电路,则应选阻值较小的D;
(2)因RV>>Rx,可知应该采用电流表外接,则导线①应连接a。因滑动变阻器用分压解法,则导线②应连接d。正确接线后,闭合开关前,滑动变阻器滑片应该位于最左端;
(3)根据U-I图像可知,Rx的阻值为
(4)用螺旋测微器测金属丝直径d=1.5mm+0.01mm×34.2=1.842mm
长度为L=5cm+0.05mm×3=5.015cm
电流表最小刻度0.02A,则测得电流I=0.26A;
(5)根据
解得
【分析】(1)根据题中选择的接线方式和实验中调节方便分析判断;
(2)根据误差分析选择电流表的接法;根据分压接线法分析判断;根据保护电路,电路电流最小分析判断;
(3)根据图像斜率计算待测电阻阻值;
(4)先确定螺旋测微器的最小分度值再读数;
(5)根据电阻定律和欧姆定律推导。
(1)滑动变阻器要接成分压电路,则应选阻值较小的D;
(2)[1][2][3]因RV>>Rx,可知应该采用电流表外接,则导线①应连接a。因滑动变阻器用分压解法,则导线②应连接d。正确接线后,闭合开关前,滑动变阻器滑片应该位于最左端;
(3)根据U-I图像可知,Rx的阻值为
(4)[1]用螺旋测微器测金属丝直径
d=1.5mm+0.01mm×34.2=1.842mm
[2]长度为
L=5cm+0.05mm×3=5.015cm
[3]电流表最小刻度0.02A,则测得电流I=0.26A;
(5)根据
解得
13.(2024高二上·连州期中)如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一电荷量为C的负点电荷从A点运动到B点,电场力做功为J,AB间距离L=4m,与水平方向夹角为;求:
(1)B、A间电势差UBA是多少?
(2)电场强度E是多大?
(3)如果A点的电势为-4V,则B点的电势为多少?电荷量为C的正电荷在A点具有的电势能是多少?
【答案】(1)解:A、B间的电势差为
解得
-8V

-8V
(2)解:匀强电场的电场强度大小为
V/m
(3)解:根据电势差的定义式有
解得
V
根据电势能的计算公式有
-8×10-6J
【知识点】电势能;电势差与电场强度的关系
【解析】【分析】(1)根据W=qU求解电势差;
(2)根据U=Ed求解电场强度大小;
(3)根据电势差的定义式计算电势,根据电势能计算公式计算电势能。
(1)A、B间的电势差为
解得
-8V

-8V
(2)匀强电场的电场强度大小为
V/m
(3)根据电势差的定义式有
解得
V
根据电势能的计算公式有
-8×10-6J
14.(2024高二上·连州期中)如图所示,电子经加速电场加速后,在水平方向沿垂直进入偏转电场,出偏转电场后速度与水平方向成30°,打到荧光屏P上的A点。已知加速电场中的电压为U1,形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L(不考虑电场边缘效应),A点与距离为h,忽略电子的重力影响,不计空气阻力,电子质量为m,电荷量为e。求:
(1)粒子进入偏转电场的速度v的大小;
(2)偏转电场强度的大小和方向;
(3)荧光屏到偏转电场右边界的水平距离s。
【答案】解:(1)电子经加速电场加速
解得
(2)电子偏转时做类平抛运动,有
联立可得
方向竖直向下。
(3)电子离开偏转电场后水平方向和竖直方向均做匀速运动,则有
代入数据得
【知识点】示波器的使用
【解析】【分析】(1)根据动能定理求出电子进入偏转电场的速度v的大小。
(2)电子出电场后反向速度的反向延长线经过偏转电场中轴线的中点,根据几何关系得出速度与水平方向的夹角,结合牛顿第二定律和运动学公式求出偏转电压的大小。
(3)电子离开偏转电场后水平方向和竖直方向均做匀速运动,从而解得荧光屏到偏转电场右边界的水平距离s。
15.(2024高二上·连州期中)如图所示,光滑轨道ABC处在足够大的竖直向下的匀强电场中,电场强度为E,AB段为水平面,BC段为半圆弧面,一质量为m的可看成质点的带正电小球从最低点B以某一速度冲上半圆弧面,恰好经过最高点C,半圆弧面半径为R,小球带电量为q,重力加速度为g。求:
(1)小球在最高点C的速度大小;
(2)小球在最低点B对轨道的压力大小;
(3)小球从C点出来后落到水平地面上的点距离B点的距离。
【答案】解:(1)恰好通过最高点C,则有
解得
(2)设B点速度为,则B到C由动能定理可得
在B点由牛顿第二定律可得
联立可解得
则由牛顿第三定律可得,在B点对轨道压力大小为
(3)小球从C点飞出后,水平方向做匀速直线运动,有
竖直方向做初速度为零的匀加速运动,有
联立可解得
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】(1)小球恰好经过最高点C,轨道对小球没有作用力,由重力和电场力的合力提供向心力,由牛顿第二定律求小球在最高点C的速度大小;
(2)小球从B点运动到C点的过程,由动能定理求出小球经过B点时的速度。小球在B点时,由重力、电场力和轨道支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律求出轨道的支持力,再由牛顿第三定律求得小球在最低点B对轨道的压力大小;
(3)小球从C点出来后做类平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,根据分位移公式和牛顿第二定律求小球从C点出来后落到水平地面上的点距离B点的距离。
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