一、选择题
1. 关于电场强度和静电力,以下说法正确的是( A. 电荷所受静电力很大,该点的电场强度一定很大
B. 以点电荷为圆心、r为半径的球面上各点的电场强度相同
C. 若空间某点的电场强度为零,则试探电荷在该点受到的静电力也为零
D. 在电场中某点放入试探电荷q,该点的电场强度E=,取走q后,该点电场强度为0【答案】C
【解析】A.电场强度是矢量,其性质由场源电荷决定,与试探电荷无关;而静电力则与电场强度和试探电荷都有关系,电荷所受静电力很大,未必是该点的电场强度一定大,还与电荷量q有关,选项A错误;B.以点电荷为圆心,r为半径的球面上各点的电场强度大小相同,而方向各不相同,选项B错误;C.在空间某点的电场强度为零,则试探电荷在该点受到的静电力也为零,选项C正确;
D.在电场中某点放入试探电荷q,该点的电场强度E= ,取走q后,该点电场强度不变,与是否放入试探电荷无关,选项D错误。故选:C。
2. (2016·河北沧州高三月考)某物体在竖直方向上的力F和重力作用下,由静止向上运动,物体动能随位移变化图象如图所示,已知0~h1段F不为零,h1~h2段F=0,则关于功率下列说法正确的是(
)
)
A.0~h2段,重力的功率一直增大B.0~h1段, F的功率可能先增大后减小C.0~h2段,合力的功率可能先增大后减小D.h1~h2段,合力的功率可能先增大后减小【答案】BC
【解析】【参考答案】BC
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3. 库仑定律是电磁学的基本定律。1766年英国的普里斯特利通过实验证实了带电金属空腔不仅对位于空腔内部的电荷没有静电力的作用,而且空腔内部也不带电。他受到万有引力定律的启发,猜想两个点电荷(电荷量保持不变)之间的静电力与它们的距离的平方成反比.1785年法国的库仑通过实验证实了两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比。下列说法正确的是( A.普里斯特利的实验表明,处于静电平衡状态的带电金属空腔内部的电势为零B.普里斯特利的猜想运用了“对比”的思维方法
C.为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的距离的平方成反比,库仑制作了库仑扭秤装置
D.为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比,库仑精确测定了两个点电荷的电荷量【答案】C
4. 家用电吹风中,有一个小电动机和与它串联的一段电热丝。电热丝加热空气,电动机带动风叶转动,送出热风。设电动机线圈的电阻为,电热丝的电阻为。将电吹风接到直流电源上,电源输出电压为U,输出电流为I,电吹风消耗的电功率为P。以下表达式中正确的是A. B. C. D. 【答案】AD
【解析】A、电吹风机消耗的电功率P是总的功率,总功率的大小应该是用P=IU来计算,所以总功率P=IU,故A正确,B错误;电吹风机中发热的功率要用I2R来计算,所以总的发热功率为P=I2(R1+R2),吹风机的总功率P=IU要大于发热部分的功率,所以C错误,D正确;故选AD.
点睛:对于电功率的计算,一定要分析清楚是不是纯电阻电路,对于非纯电阻电路,总功率和发热功率的计算公式是不一样的.
5. 桌面上放着一个10匝矩形线圈,如图所示,线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁体,此时穿过线圈内的磁通量为0.01Wb. 把条形磁体竖放在线圈内的桌面上时,穿过线圈内磁通量为0.12Wb. 如果把条形磁体从图中位置在0.5s内放到线圈内的桌面上,计算可得该过程线圈中的感应电动势的平均值为
)
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A. 2.2V B. 0.55V 【答案】A
C. 0.22V D. 2.0V
,故A正确,BCD错误。
【解析】由法拉第电磁感应定律:
6. 如图所示,a、b是等量异种点电荷连线的中垂线上的两点,现将某检验电荷分别放在a、b两点,下列说法中正确的是
A. 受到电场力大小相等,方向相同B. 受到电场力大小相等,方向相反C. 受到电场力大小不相等,方向相反D. 受到电场力大小不相等,方向相同【答案】D
【解析】试题分析:由图可知看出:a处电场线密,电场强度大.两点的电场线的切线方向相同,所以电场强度方向相同,放入同种检验电荷,受到的电场力大小不等,方向相同.故选D考点:等量异种电荷的电场.
7. 如图甲所示,在倾角为30°足够长的光滑斜面上,质量为m的物块受到平行于斜面的力F作用,其变化规律如图乙,纵坐标为F与mg的比值,规定力沿斜面向上为正方向,则丙中正确表达物块速度v随时间t变化规律的是(物块初速度为零,g取10m/s)
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【答案】C
8. 在水平向右的匀强电场中,质量为m的带正电质点所受重力mg是电场力的3倍.现将其以初速度v0竖直向上抛出,则从抛出到速度最小时所经历的时间为(
)
v0
A.t= gC.t=
3v02g
B.t=
2v03g
3v0
D.t=
4g
【答案】D
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【解析】
1F
tanα==,α=30°
mg32gg
等效重力加速度g′==
cos30°3Δv=v0cos30°=g′t3v0
联立解得t=.选项D正确。
4g
9. 如图所示,让平行板电容器带上一定的电量并保持不变,利用静电计可以探究平行板电容器电容的决定因素及决定关系,下列说法正确的是
A. 静电计指针张角越大,说明电容器带电量越大B. 静电计指针张角越大,说明电容器的电容越大C. 将平行板间距离减小,会看到静电计指针张角减小D. 将平行板间正对面积减小,会看到静电计张角减小【答案】C
【解析】因平行板电容器上带的电量保持不变,故选项A错误;电容器的电容与两板带电量及电势差无关,
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故选项B错误;根据可知,将平行板间距离减小,则C变大,因Q一定,根据Q=CU可知,U变小,
则会看到静电计指针张角减小,选项C正确;将平行板间正对面积减小,则C变小,因Q一定,根据Q=CU可知,U变大,则会看到静电计指针张角变大,选项D错误;故选C.点睛:对于电容器动态变化分析问题,关键根据电容的决定式住不变量.
10.甲、乙两车从同一地点沿同一方向出发,下图是甲、乙两车的速度图象,由图可知(
)
和定义式
结合进行分析,同时要抓
A. 甲车的加速度大于乙车的加速度B. t1时刻甲、乙两车的速度相等C. t1时刻甲、乙两车相遇
D. 0~t1时刻,甲车的平均速度小于乙车的平均速度【答案】B
11.已知元电荷数值为A. C. 【答案】D
【解析】任何物体的带电量都是元电荷电量的整数倍,故D物体带的电量不可能,故选D.
12.在光滑的水平面上,有两个静止的小车,车上各站着一个运动员.两车(包含负载)的总质量均为M.设甲车上的人接到一个质量为m,沿水平方向飞来的速率为V的蓝球;乙车上的人把原来在车上的同样的蓝球沿水平方向以速率V掷出去,则这两种情况下,甲、乙两车所获得的速度大小的关系是(以上速率都是相对地面而言)( A.V甲>V乙 C.V甲=V乙 【答案】B
13.如图甲所示,两平行金属板A、B放在真空中,间距为d,P点在A、B板间,A板接地,B板的电势随时间t的变化情况如图乙所示,t=0时,在P点由静止释放一质量为m、电荷量为e的电子,当=2T时,电子
)
B.V甲<V乙
B. D.
,某个物体带电量不可能是
D.视M、m和V的大小而定
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回到P点。电子运动过程中未与极板相碰,不计重力,则下列说法正确的是
A.: =1:2B.: =1:3
C. 在0~2T时间内,当t=T时电子的电势能最小D. 在0~2T 时间内,电子的电势能减小了【答案】BD
【解析】根据场强公式可得0~T时间内平行板间的电场强度为:向上做匀加速直线运动,经过时间T的位移为:度为:
,加速度为:
,电子的加速度为:
,且
,速度为:v1=a1T,同理在T~2T内平行板间电场强
,电子以v1的速度向上做匀变速度直线运动,位移为:
,由题意2T时刻回到P点,则有:x1+x2=0,联立可得:φ2=3φ1,故A错误,B正确;当速度最大时,动能最大,电势能最小,而0~T内电子做匀加速运动,之后做匀减速直线运动,因φ2=3φ1,所以在2T时刻电势能最小,故C错误;电子在2T时刻回到P点,此时速度为:子的动能为:BD正确,AC错误。
14.如图所示,初速度不计的电子从电子枪中射出,在加速电场中加速,从正对P板的小孔射出,设加速电压为U1,又垂直偏转电场方向射入板间并射出,设偏转电压为U2。则:
,(负号表示方向向下),电
,根据能量守恒定律,电势能的减小量等于动能的增加量,故D正确。所以
A. U1变大,则电子进入偏转电场的速度变大B. U1变大,则电子在偏转电场中运动的时间变短C. U2变大,则电子在偏转电场中运动的加速度变小
D. 若要电子离开偏转电场时偏移量变小,仅使U1变大,其它条件不变即可
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【答案】ABD【解析】A项:由FUq可知,电子受力变大,加速度变大,其他条件不变时,当U1变大,则电子进入偏d转电场的速度变大,故A正确;B项:由FUq可知,电子受力变大,加速度变大,其他条件不变时,当U1变大,则电子进入偏转电场的dUq可知,U2变大,电子受力变大,加速度变大,电子在偏转电场中运动的加速度变大,故Cd水平速度变大,运动时间变短,故B正确;C项:由F错误;
U2L2D项:由y可知,若要电子离开偏转电场时偏移量变小,仅使U1变大,其它条件不变即可,故D正
4dU1确。
点晴:本题考查了带电粒子在电场中的运动,可以根据动能定理和牛顿第二定律、运动学公式结合推导出
U2L2y。
4dU115.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图所示。已知两车在t=0时并排行驶,则( )
A. 两车另一次并排行驶的时刻是t=2sB. 在t=3s时,甲车在乙车前7.5mC. 在t=1s时,甲车在乙车后
D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m【答案】C
16.如图所示为直升飞机由地面垂直起飞过程的速度时间图象,则关于飞机的运动,下面说法正确的是(
)
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A. 0~5s内飞机做匀加速直线运动B. 5~15s内飞机在空中处于悬停状态C. 15~20s内飞机匀减速下降
D. 0~25s内飞机上升的最大高度为300m【答案】AD
17.物体从静止开始做匀加速直线运动,第3秒内通过的位移是3m,则( A. 第3秒内的平均速度是3m/sB. 物体的加速度是1.2m/s2C. 前3秒内的位移是6mD. 3S末的速度是3.6m/s【答案】ABD
18.放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图所示.下列说法正确的是(
)
)
A. 0~6s内物体的位移大小为30mB. 0~6s内拉力做的功为70J
C. 合外力在0~6s内做的功与0~2s内做的功相等D. 滑动摩擦力的大小为5N【答案】ABC
【解析】A项:0~6s内物体的位移大小x= B项:在0~2s内,物体的加速度a=
=30m.故A正确.
=3m/s2,由图,当P=30W时,v=6m/s,得到牵引力F==5N.在
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0~2s内物体的位移为x1=6m,则拉力做功为W1=Fx1=5×6J=30J.2~6s内拉力做的功W2=Pt=10×4J=40J.所以0~6s内拉力做的功为W=W1+W2=70J.故B正确.
C项:在2~6s内,物体做匀速运动,合力做零,则合外力在0~6s内做的功与0~2s内做的功相等.故C正确.
D项:在2~6s内,v=6m/s,P=10W,物体做匀速运动,摩擦力f=F,得到f=F==
.故D错误.
点晴:速度图象的“面积”表示位移.0~2s内物体做匀加速运动,由速度图象的斜率求出加速度,2~6s内物体做匀速运动,拉力等于摩擦力,由P=Fv求出摩擦力,再由图读出P=30W时,v=6m/s,由F=求出0~2s内的拉力,由W=Fx求出0~2s内的拉力做的功,由W=Pt求出2~6s内拉力做的功.
二、填空题
19.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,除了电火花打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有光滑定滑轮的长木板级两根导线外,还有下列器材供选择:
A.天平, B.弹簧秤, C.钩码, D.秒表, E.刻度尺, F.蓄电池, G.交流电源(1)其中电火花打点计时器的作用是____________;
(2)将实验所需的器材前面的字母代号填在横线上___________;
(3)如图为某次实验中记录的纸带,测得s1=2.60cm,s2=4.10cm,s3=5.60cm,s4=7.10cm.s5=8.60cm。图中每相邻两个计数点间还有4个点未画出,则小车做匀加速直线运动的加速度a=_______m/s2,其中打点计时器在打D点时,小车的瞬时速度vD=_________m/s,在DF段平均速度vDF________m/s(电源为220V,50Hz,结果保留两位有效数字)
【答案】 记录小车的位置及对应时间 CEG 1.5 0.64 0.79 (1)电火花打点计时器的作用是打点并记录所用的时间;
(2)打点计时器还需要交流电源,而蓄电池是直流电;钩码的质量与重力不需要测量,但长度需要刻度尺来测量,最后打点计时器具有计时作用,不需要秒表.故选CEG;
(3)每两个记数点之间还有四个振针留下的点迹未画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,由纸带的数据得出相邻的计数点间的位移之差相等,即△x=1.5cm,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加
0.0151.5m/s2,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,20.1x0.0560.071可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小vDCE0.64m/s.在DF段平均速度
2T20.1速度的大小,得: a第 10 页,共 15 页
vDFxDF0.0710.0860.79m/s 2T20.1表,(填“增大”或“减小”);乙图是 表,要使它的量程加大,应小”)。
20.如图所示,将一个电流表G和另一个电阻连接可以改装成伏特表或安培表,则甲图对应的是 要使它的量程加大,应使R1 使R2
(填“增大”或“减
【答案】安培;减小;伏特;增大
21.如图所示,一个变压器原副线圈的匝数与平行导轨相接,今把原线圈的导轨置于垂
强度为B=2T的匀强磁场中,并在导轨上垂直放一根长为线以速度v=5m/s做切割磁感线的匀速运动时(平动),副线圈________V。
比为3∶1,原线圈两端直纸面向里、磁感应L=30cm的导线ab,当导cd两端的电压为
【答案】0
【解析】由于是匀速运动,产生恒定的电流,则变压器副线圈电压为零
三、解答题
22.如图所示,在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为+2q,B球的带电量为﹣3q,两球组成一带电系统.虚线MN与PQ平行且相距3L,开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧,虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后.试求:
(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小;
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(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量;(3)带电系统运动的周期.【答案】(1) v12qEL8mL7 (2) s总=L, EP4qEL (3) T62 m33qE1•2mv122【解析】(1)设B球刚进入电场时带电系统速度为v1,由动能定理得2qEL=解得v1=2qELm(2)带电系统向右运动分三段:B球进入电场前、带电系统在电场中、A球出电场.设A球出电场的最大位移为x,由动能定理得2qEL-qEL-3qEx=0
L37L则:s总=
3解得x=
B球从刚进入电场到带电系统从开始运动到速度第一次为零时位移为其电势能的变化量为△Ep=−W=3qE•
4L34L=4qEL3第 12 页,共 15 页
23.如图所示,一质量m=0.4 kg的小物块,以v0=2 m/s的初速度,在与斜面某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2 s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10 m。已知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=
3。重力加速度g取10 m/s2。3
(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小;
(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?
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【答案】(1)3 m/s2 8 m/s (2)30°
133 N5
【解析】【解析】 (1)设物块加速度的大小为a,到达B点时速度的大小为v,由运动学公式得
12
L=v0t+at2①v=v0+at②
联立①②式,代入数据得
a=3 m/s2③v=8 m/s④
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