湖南省娄底市第一中学2020-2021高二上学期物理期中考试试卷考试试卷

湖南省娄底市第一中学2020-2021学年高二上学期物理期中考试试卷
一、单选题
1．（2020高二上·长春期中）A，B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度一时间图像如图所示。则这一电场可能是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】由图象可知，速度在逐渐减小，图象的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速度越来越大的减速直线运动，所受电场力越来越大，受力方向与运动方向相反；
故答案为：A。
【分析】利用斜率的变化可以判别电场线的疏密变化；利用速度的变化可以判别电场力及电场的方向。
2．（2020高二上·娄底期中）如图所示，实线为等量异种点电荷周围的电场线，虚线为以一点电荷为中心的圆，M点是两点电荷连线的中点，若将一正试探点电荷从虚线上N点移动到M点，则电荷所受电场力（　　）
A．大小不变 B．方向不变 C．逐渐减小 D．逐渐增大
【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】由电场线的分布情况可知，N点电场线比M点电场线疏，则N点电场强度比M点电场强度小，由电场力公式：
可知正点电荷从虚线上N点移动到M点的过程中，电场力逐渐增大；电场力方向与所在点的电场线的切线方向一致，一直在变化，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D
【分析】利用电场线的分布可以判别电荷受到的电场力大小及方向的变化。
3．（2020高二上·娄底期中）如图所示，A、B、C三点是同一圆周上的三等分点，若在B、C两点放等量的正电荷，则A点的电场强度大小为E。若将C点的电荷改为与B点所放电荷的电荷量大小相同的负电荷，则A点的电场强度大小应为（　　）
A．E B．2E C． E D． E
【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】在B、C两点放等量的正电荷，设每个电荷在A点产生场强大小为E0，则
将C点的电荷改为与B点所放电荷的电荷量大小相同的负电荷，则A点的电场强度大小
故答案为：D。
【分析】利用点电荷的场强公式结合场强的叠加可以求出A点电场强度的大小。
4．（2020高二上·娄底期中）如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘平面上，在平面的另一处有另一带电小球B．现给B一个垂直于AB连线方向的初速度v0，则下列说法中正确的是（　　）
A．B球可能做直线运动
B．A球对B球的库仑力可能不做功
C．B球所受电场力的大小一定不变
D．B球一定从电势能较大处向电势能较小处运动
【答案】B
【知识点】库仑定律；向心力
【解析】【解答】A．由题看出，小球B受到的静电力与速度不在同一直线上，则B球不可能做直线运动。A不符合题意；
B．若小球A、B带异种电荷，而且引力恰好等于B球绕A点做匀速圆周运动所需要的向心力时，B球做匀速圆周运动，A球对B球的库仑力不做功，B符合题意；
C．由于两球电性未知，B球可能受斥力会远离A球，也可能受到引力最终靠近A球或绕A球做匀速圆周运动，所以两电荷之间的距离r变化情况不清楚，根据库仑定律 ，A、B两球的电荷量保持不变，可知B球所受电场力大小随距离r变化而变化，C不符合题意；
D．若小球A、B带异种电荷，而且引力恰好等于B球绕A点做匀速圆周运动所需要的向心力时，B球做匀速圆周运动，A球对B球的库仑力不做功，B球的电势能不变，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由于静电力和速度不在同一直线上小球做曲线运动；如果静电力恰好提供B小球的向心力时，小球B做匀速圆周运动其电场力不做功；小球只有做匀速圆周运动时电场力大小才可以保持不变；由于不知道距离的变化不能判别电场力做功的情况所以不能判别库仑力做功及电势能的大小变化。
5．（2020高二上·娄底期中）两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m、电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射入电场，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA间距为h，则此电子的初动能为（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】设出电子的初动能Ek0，末动能为零，极板间的电场 ，根据动能定理：-eEh=0-Ek0
解得：
故答案为：D。
【分析】利用电势差和距离可以求出电场强度的大小；结合动能定理可以求出电子初动能的大小。
6．（2020高二上·娄底期中）如图所示的闭合电路中，当滑动变阻器的滑片P从b滑向a的过程中，V1、V2两个电压表示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2，则它们的大小相比较应是（　　）
A．|ΔU1|＞|ΔU2| B．|ΔU1|＜|ΔU2|
C．|ΔU1|＝|ΔU2| D．无法判断
【答案】A
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】滑动变阻器R与电阻R1串联，再与R2串联，电压表V1测R与电阻R1串联部分的电压，V2测中间定值电阻R2两端的电压；当滑动变阻器滑片由b相a移动时，滑动变阻器的阻值减小，引起并联电路部分的总电阻变小，总电流变大，则内阻所占电压变大，电压表V1的示数变小，变化量为 ，根据串联电路的电阻分压特点可知，定值电阻R2两端的电压变大；
则
即
故答案为：A。
【分析】利用动态电路的串反并同可以判别其电压表的读数变化，结合串联电路的分压特点可以比较电压变化量的大小。
7．（2019高二下·北京期中）关于磁感应强度B，下列说法中正确的是(　　)
A．由定义式B= 可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
B．一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零
C．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零
D．磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同
【答案】B
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】磁感应强度定义式为 ，当电流I增大时，其安培力F也随之增大，而其比值是不变的，故磁感应强度B与F、IL均无关，A不符合题意；一小段通电直导线放在磁感应强度为零的地方，根据F=BIL，当B=0时，F=0，故它所受到的磁场力一定为零，B符合题意；一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，也可能是导线与磁场方向平行旋转，故不能说明则该处的磁感应强度一定为零，C不符合题意；磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相互垂直，并不是相同的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】关于磁感应强度，结合磁感应强度的定义式，结合选项分析求解即可。
二、多选题
8．（2020高二上·娄底期中）如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b。不计空气阻力，则（　　）
A．小球带负电
B．电场力跟重力平衡
C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小
D．小球在运动过程中机械能不守恒
【答案】B,D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】AB．小球在竖直平面内做匀速圆周运动，合外力提供向心力。由题意可知，重力和电场力等大反向，相互抵消，细绳的拉力提供向心力，则小球带正电，A不符合题意，B符合题意；
C．小球在从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，电势能增加，C不符合题意；
D．小球在运动过程中电场力要做功，则机械能不守恒，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】小球做匀速圆周运动，可以判别电场力和重力抵消；利用电场力方向和电场线方向可以判别小球的电性；利用电场力做功可以判别电势能的变化；由于电场力做功所以小球的机械能不守恒。
9．（2020高二上·娄底期中）如图是某电源的路端电压与电流的关系图线，下面结论正确的是（　　）
A．电源的电动势为6.0V
B．电源的内阻为12.0Ω
C．电源的短路电流为0.50A
D．电流为0.30A时外电路的电阻是18.0Ω
【答案】A,D
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】A．由闭合电路欧姆定律U=E-Ir得，当I=0时，U=E，即图线与纵轴交点表示断路状态，电动势E=6V，A符合题意。
B．电源的内阻等于图线的斜率大小，则有 ，B不符合题意。
C．外电阻R=0时，短路电流为 ，C不符合题意。
D．电流为I=0.3A时，路端电压U=E-Ir=（6-0.3×2）V=5.4V，外电阻是 ，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用图像斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小；利用电动势和内阻可以求出短路电流的大小；利用闭合电路的欧姆定律可以求出外电阻的大小。
10．（2019高三上·承德月考）如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻rA．R2消耗的功率变小 B．R3消耗的功率变大
C．电源输出的功率变大 D．电源内阻消耗的功率变大
【答案】C,D
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】把等效电路画出，如图
设 ， ，则
当 时， 有最大值，当滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动时， 减小， 增大，易得： 减小，
减小， 增大，故电源内阻消耗的功率 = 增大，D符合题意 = 减小， 减小，故 = 减小，B不符合题意
而 增大，故 = 减大，A不符合题意
根据电源输出功率与 的关系图可知，当 ， 减小电源输出功率越大，C符合题意；
故答案为：CD
【分析】利用等效电路可以判别外电阻的变化进而判别消耗功率的变化；利用外电阻的变化和内阻的大小关系可以判别输出功率的变化；利用电流的变化可以判别功率的变化。
11．（2020高二上·娄底期中）下列所示各图中，小磁针的指向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A,B,D
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A．由右手螺旋定则可知，螺线管右侧为 极，左侧为 极，则处在螺线管内部小磁针的 极应向左，A符合题意；
B．地磁场在外部从地球的南极附近指向北极附近，结合小磁针静止时 极指向为磁场的方向，因此赤道处小磁针 极指向地球的北极，B符合题意；
C．根据安培定则，垂直纸面向里的直流导线产生的磁感线是顺时针方向，所以N极应该指向竖直向下，C不符合题意；
D． 形磁铁，小磁针处的磁场向 极指向 极，则小磁针 极向右，D符合题意。
故答案为：ABD
【分析】利用安培定则可以判别通电导线周围的磁感线方向，进而判别小磁针的指向；利用地磁场的磁感线方向可以判别小磁针的指向；利用U型磁铁周期的磁感线方向可以判别小磁针的指向。
12．（2019高三上·龙湖月考）如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t＝0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0～ 时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g，关于微粒在0～T时间内运动的描述，正确的是(　　)
A．末速度大小为 v0 B．末速度沿水平方向
C．重力势能减少了 mgd D．克服电场力做功为mgd
【答案】B,C
【知识点】电场力做功；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】AB.0～ 时间内微粒匀速运动，则有：qE0=mg， ～ 内，微粒做平抛运动，下降的位移 ， ～T时间内，微粒的加速度 ，方向竖直向上，微粒在竖直方向上做匀减速运动，T时刻竖直分速度为零，所以末速度的方向沿水平方向，大小为v0．A不符合题意，B符合题意．
C.0～ 时间内微粒在竖直方向上向下运动，位移大小为 d，则重力势能的减小量为 mgd，C符合题意．
D．在 ～ 内和 ～T时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，则 ～ 内和 ～T时间内位移的大小相等均为 d，所以整个过程中克服电场力做功为 ，D不符合题意．
故答案为：BC
【分析】利用牛顿第二定律结合竖直方向的速度公式可以判别末速度的大小和方向；利用竖直方向的位移可以判别重力势能的变化；利用电场力做功可以判别电场力做功的大小。
三、实验题
13．（2020高二上·娄底期中）某同学在做多用电表测电阻的实验中：
（1）测量某电阻时，用×10Ω档时，发现指针偏转角度过大，他应该换用　 　档（填×1Ω档或×100Ω档），换档后，在测量前要先　 　。
（2）如图所示，A、B、C是多用表在进行不同测量时，转换开关分别指示的位置，D是多用表表盘指针在测量时的偏转位置。
若用A档测量，指针偏转如D，则读数是　 　；
若用B档测量，指针偏转如D，则读数是　 　；
若用C档测量，指针偏转如D，则读数是　 　。
（3）有一种新型的材料，电阻率约为10-1~1Ω·m。为了准确测定它的电阻率，某同学截取了一段用该种材料制成的导线，用游标卡尺（游标为20分度）测量它的长度，用螺旋测微器测量它的直径，如图所示。请读出导线的长度测量值L=　 　
mm，直径测量值d=　 　 mm。
【答案】（1）×1Ω；欧姆调零
（2）1300Ω；5.4mA；27.0V
（3）85.50；6.700
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）测量某电阻时，用×10Ω档时，发现指针偏转角度过大，说明所选挡位太大，为准确测量，应该换用×1Ω档，换档后，在测量前要先进行欧姆调零．（2）若用A档测量，多用电表测电阻，挡位是×100Ω，指针偏转如D，测量值为13×100Ω=1300Ω；若用B档测量，多用电表测电流，量程为10mA，由表盘可知，测量值为5.4mA；若用C档测量，多用电表测电压，量程为50V，指针偏转如D，则由D可知，其分度值为1V，测量值为27.0V；（3）根据图可知，游标卡尺第10根刻度与固定刻度9.5cm重合，则可知，游标的0刻度在8.5cm-8.6cm之间，所以游标卡尺的主尺读数为85mm，游标读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为85.50mm。螺旋测微器固定刻度为6.5mm，可动刻度为0.01×20.0=0.200mm，所以最终读数为6.700mm。
【分析】（1）利用偏转角过大所以被测电阻太小要换小挡位；换挡后要重新欧姆调零；
（2）利用电压表和电流表量程和分度值可以读出对应的读数；利用欧姆表的示数和档数可以读出电阻的大小；
（3）利用游标卡尺和螺旋测微器的结构可以读出对应的读数。
14．（2020高二上·娄底期中）有一种特殊电池，其电动势约为9V，内阻r约为50 ，已知该电池允许通过的最大电流为50mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，实验室备有下列器材：
电压表V（量程为0~5V，内阻很大）；
电阻器R（阻值范围为0~999.9 ）；
定值电阻 （作保护电阻用）；
单刀单掷开关，导线若干。
（1）为使实验过程中，无论怎样调节电阻箱R的阻值，都能保证电源的安全，在下面提供的四个电阻中，起保护作用的定值电阻 应选用______（填写与阻值相应的字母）
A．2k B．200 C．100 D．20
（2）既要满足(1)中的实验要求，又要在实验中测量多组数据，从而减小实验误差，在下图甲、乙两个备选电路图中应选择图　 　，理由是　 　。
（3）用已知量和测得量（U1 R1 、U2 R2）表示电源电动势和内阻的公式为E＝　 　，r＝　 　。
【答案】（1）B
（2）乙； 做保护电阻，同时使电压表不超过量程
（3）；
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)当滑动变阻器短路时，电路中通过的最大电流为50mA，则由闭合电路欧姆定律可知
则所给四个定值电阻中符合条件的只有B；(2)两种接法的区别在于定值电阻的接法上；将定值电阻相对于电源采用内接法时，可以将其等效为内电阻；这样可以减小误差，并且使电压表不超过量程下，电压表的测量范围将更大；故应选取乙接法；(3)分别测量两数电压值及读出对应的电阻箱示数，则有： ，
联立解得： ，
【分析】（1）利用最大的电流结合欧姆定律可以求出定则电阻的大小；
（2）由于定值电阻已知阻值，所以可以与电源串联；定值电阻主要起保护电源的作用；
（3）利用闭合电路的欧姆定律结合两组电压和电流的大小可以求出电动势及内阻的大小。
四、解答题
15．（2019高一下·黑龙江期末）用30cm的细线将质量为4×10-3㎏的带电小球P悬挂在Ｏ点下，当空中有方向为水平向右，大小为1×104N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态。
（1）分析小球的带电性质;
（2）求小球的带电量;
（3）求细线的拉力.
【答案】（1）解：小球受力如图，故带正电。
（2）解：小球受力平衡，在水平方向：
，得
（3）解：如受力图可知：
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【分析】（1）利用电场力和场强方向可以判别小球的电性；
（2）利用平衡可以求出小球的电荷量大小；
（3）利用平衡可以求出细线的拉力大小。
16．（2020高二上·和平期中）如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝0.5Ω，“8V，16W”的灯泡恰好能正常发光，电动机M绕组的电阻R0＝1Ω，求：
（1）路端电压；
（2）电源的总功率；
（3）电动机的输出功率。
【答案】（1）解：灯泡正常发光，路端电压
（2）解：根据
解得
电源的总功率
（3）解：通过灯泡的电流
通过电动机的电流
电动机发热功率
电动机消耗的总功率
电动机的输出功率
【知识点】电功率和电功；全电路的功和能；欧姆定律
【解析】【分析】 (1) 灯泡电压=路端电压，因为灯泡正常发光，所以路端电压=8V；
(2) 电源总功率=EI，其中I=；
(3) 电动机输出功率=电动机总功率-热功率，总功率 ，热功率 ，所以输出功率 。
17．（2020高二上·娄底期中）如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，滑动变阻器的总电阻为R0=9Ω，A、B为平行板电容器，两板相距d=8㎝，板长L=20㎝。一带电量q=+1.6×10-16C、质量m=1.0×10-21kg的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电容器，射入的初速度v0=2.0×103m/s，不计带电粒子所受重力。
（1）带电粒子往A、B哪个板偏转，
（2）要使粒子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，滑动变阻器Pb部分的电阻R应该调到多大？
（3）粒子射出电容器时速度的大小和方向？（方向用角度的正切表示）
【答案】（1）解：因为粒子带正电，故偏向负极板，即B板
（2）解：若粒子刚好从下极板边缘飞出，则竖直方向有：
水平方向有：L=v0t
解得：
根据电路串联关系
解得：
（3）解：射出时，
解得： ×103m/s
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）已知电流的方向可以判别极板的电性，由于粒子带正电所以向负极板偏转则向B板偏转；
（2）粒子在电场中做类平抛运动，利用位移公式结合牛顿第二定律可以求出偏转电压的大小；再利用串联关系可以求出滑动变阻器的阻值大小；
（3）粒子在电场中，其电场力做功，利用动能定理可以求出粒子射出电场的速度大小，结合速度的分解可以求出合速度的方向。
18．（2020高二上·娄底期中）如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB=v0，方向与电场的方向一致，重力加速度为g，求：
（1）A、B两点间的高度差；
（2）电场强度和电势差；
（3）粒子从A运动到B的过程中的最小速度。
【答案】（1）解：粒子在竖直方向做匀减速直线运动，则有 ，解得AB两点的高度差
（2）解：粒子从A到B的过程中，根据动能定理得
解得AB间的电势差
设由A到B的运动时间为t，水平方向电场力产生的加速度为a，则竖直方向有：v0=gt
水平方向有：vB=v0=at
由牛顿第二定律得有qE=ma
联立以上各式得电场强度
（3）解：等效重力（即重力和电场力的合力） ，方向与电场方向夹角θ的正切值为
建立如图所示直角坐标系，该运动类斜抛运动，当vy=0时微粒的速度最小为
【知识点】动能定理的综合应用；匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】（1）粒子在竖直方向做匀减速直线运动，A到B过程中，到达B点的竖直方向速度等于0，利用匀变速的速度位移公式可以求出上升的高度；
（2）粒子从A到B的过程中，电场力和重力对粒子做功，利用动能定理可以求出AB之间电势差的大小；利用竖直方向和水平方向的速度公式可以求出电场强度的大小；
（3）对重力和电场力进行合成；可以求出合力的大小；利用合力的方向结合速度的分解可以求出速度的最小值。
湖南省娄底市第一中学2020-2021学年高二上学期物理期中考试试卷
一、单选题
1．（2020高二上·长春期中）A，B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度一时间图像如图所示。则这一电场可能是（　　）
A． B．
C． D．
2．（2020高二上·娄底期中）如图所示，实线为等量异种点电荷周围的电场线，虚线为以一点电荷为中心的圆，M点是两点电荷连线的中点，若将一正试探点电荷从虚线上N点移动到M点，则电荷所受电场力（　　）
A．大小不变 B．方向不变 C．逐渐减小 D．逐渐增大
3．（2020高二上·娄底期中）如图所示，A、B、C三点是同一圆周上的三等分点，若在B、C两点放等量的正电荷，则A点的电场强度大小为E。若将C点的电荷改为与B点所放电荷的电荷量大小相同的负电荷，则A点的电场强度大小应为（　　）
A．E B．2E C． E D． E
4．（2020高二上·娄底期中）如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘平面上，在平面的另一处有另一带电小球B．现给B一个垂直于AB连线方向的初速度v0，则下列说法中正确的是（　　）
A．B球可能做直线运动
B．A球对B球的库仑力可能不做功
C．B球所受电场力的大小一定不变
D．B球一定从电势能较大处向电势能较小处运动
5．（2020高二上·娄底期中）两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m、电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射入电场，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA间距为h，则此电子的初动能为（　　）
A． B． C． D．
6．（2020高二上·娄底期中）如图所示的闭合电路中，当滑动变阻器的滑片P从b滑向a的过程中，V1、V2两个电压表示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2，则它们的大小相比较应是（　　）
A．|ΔU1|＞|ΔU2| B．|ΔU1|＜|ΔU2|
C．|ΔU1|＝|ΔU2| D．无法判断
7．（2019高二下·北京期中）关于磁感应强度B，下列说法中正确的是(　　)
A．由定义式B= 可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
B．一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零
C．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零
D．磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同
二、多选题
8．（2020高二上·娄底期中）如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b。不计空气阻力，则（　　）
A．小球带负电
B．电场力跟重力平衡
C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小
D．小球在运动过程中机械能不守恒
9．（2020高二上·娄底期中）如图是某电源的路端电压与电流的关系图线，下面结论正确的是（　　）
A．电源的电动势为6.0V
B．电源的内阻为12.0Ω
C．电源的短路电流为0.50A
D．电流为0.30A时外电路的电阻是18.0Ω
10．（2019高三上·承德月考）如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻rA．R2消耗的功率变小 B．R3消耗的功率变大
C．电源输出的功率变大 D．电源内阻消耗的功率变大
11．（2020高二上·娄底期中）下列所示各图中，小磁针的指向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
12．（2019高三上·龙湖月考）如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t＝0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0～ 时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g，关于微粒在0～T时间内运动的描述，正确的是(　　)
A．末速度大小为 v0 B．末速度沿水平方向
C．重力势能减少了 mgd D．克服电场力做功为mgd
三、实验题
13．（2020高二上·娄底期中）某同学在做多用电表测电阻的实验中：
（1）测量某电阻时，用×10Ω档时，发现指针偏转角度过大，他应该换用　 　档（填×1Ω档或×100Ω档），换档后，在测量前要先　 　。
（2）如图所示，A、B、C是多用表在进行不同测量时，转换开关分别指示的位置，D是多用表表盘指针在测量时的偏转位置。
若用A档测量，指针偏转如D，则读数是　 　；
若用B档测量，指针偏转如D，则读数是　 　；
若用C档测量，指针偏转如D，则读数是　 　。
（3）有一种新型的材料，电阻率约为10-1~1Ω·m。为了准确测定它的电阻率，某同学截取了一段用该种材料制成的导线，用游标卡尺（游标为20分度）测量它的长度，用螺旋测微器测量它的直径，如图所示。请读出导线的长度测量值L=　 　
mm，直径测量值d=　 　 mm。
14．（2020高二上·娄底期中）有一种特殊电池，其电动势约为9V，内阻r约为50 ，已知该电池允许通过的最大电流为50mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，实验室备有下列器材：
电压表V（量程为0~5V，内阻很大）；
电阻器R（阻值范围为0~999.9 ）；
定值电阻 （作保护电阻用）；
单刀单掷开关，导线若干。
（1）为使实验过程中，无论怎样调节电阻箱R的阻值，都能保证电源的安全，在下面提供的四个电阻中，起保护作用的定值电阻 应选用______（填写与阻值相应的字母）
A．2k B．200 C．100 D．20
（2）既要满足(1)中的实验要求，又要在实验中测量多组数据，从而减小实验误差，在下图甲、乙两个备选电路图中应选择图　 　，理由是　 　。
（3）用已知量和测得量（U1 R1 、U2 R2）表示电源电动势和内阻的公式为E＝　 　，r＝　 　。
四、解答题
15．（2019高一下·黑龙江期末）用30cm的细线将质量为4×10-3㎏的带电小球P悬挂在Ｏ点下，当空中有方向为水平向右，大小为1×104N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态。
（1）分析小球的带电性质;
（2）求小球的带电量;
（3）求细线的拉力.
16．（2020高二上·和平期中）如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝0.5Ω，“8V，16W”的灯泡恰好能正常发光，电动机M绕组的电阻R0＝1Ω，求：
（1）路端电压；
（2）电源的总功率；
（3）电动机的输出功率。
17．（2020高二上·娄底期中）如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，滑动变阻器的总电阻为R0=9Ω，A、B为平行板电容器，两板相距d=8㎝，板长L=20㎝。一带电量q=+1.6×10-16C、质量m=1.0×10-21kg的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电容器，射入的初速度v0=2.0×103m/s，不计带电粒子所受重力。
（1）带电粒子往A、B哪个板偏转，
（2）要使粒子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，滑动变阻器Pb部分的电阻R应该调到多大？
（3）粒子射出电容器时速度的大小和方向？（方向用角度的正切表示）
18．（2020高二上·娄底期中）如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB=v0，方向与电场的方向一致，重力加速度为g，求：
（1）A、B两点间的高度差；
（2）电场强度和电势差；
（3）粒子从A运动到B的过程中的最小速度。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】由图象可知，速度在逐渐减小，图象的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速度越来越大的减速直线运动，所受电场力越来越大，受力方向与运动方向相反；
故答案为：A。
【分析】利用斜率的变化可以判别电场线的疏密变化；利用速度的变化可以判别电场力及电场的方向。
2．【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】由电场线的分布情况可知，N点电场线比M点电场线疏，则N点电场强度比M点电场强度小，由电场力公式：
可知正点电荷从虚线上N点移动到M点的过程中，电场力逐渐增大；电场力方向与所在点的电场线的切线方向一致，一直在变化，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D
【分析】利用电场线的分布可以判别电荷受到的电场力大小及方向的变化。
3．【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】在B、C两点放等量的正电荷，设每个电荷在A点产生场强大小为E0，则
将C点的电荷改为与B点所放电荷的电荷量大小相同的负电荷，则A点的电场强度大小
故答案为：D。
【分析】利用点电荷的场强公式结合场强的叠加可以求出A点电场强度的大小。
4．【答案】B
【知识点】库仑定律；向心力
【解析】【解答】A．由题看出，小球B受到的静电力与速度不在同一直线上，则B球不可能做直线运动。A不符合题意；
B．若小球A、B带异种电荷，而且引力恰好等于B球绕A点做匀速圆周运动所需要的向心力时，B球做匀速圆周运动，A球对B球的库仑力不做功，B符合题意；
C．由于两球电性未知，B球可能受斥力会远离A球，也可能受到引力最终靠近A球或绕A球做匀速圆周运动，所以两电荷之间的距离r变化情况不清楚，根据库仑定律 ，A、B两球的电荷量保持不变，可知B球所受电场力大小随距离r变化而变化，C不符合题意；
D．若小球A、B带异种电荷，而且引力恰好等于B球绕A点做匀速圆周运动所需要的向心力时，B球做匀速圆周运动，A球对B球的库仑力不做功，B球的电势能不变，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由于静电力和速度不在同一直线上小球做曲线运动；如果静电力恰好提供B小球的向心力时，小球B做匀速圆周运动其电场力不做功；小球只有做匀速圆周运动时电场力大小才可以保持不变；由于不知道距离的变化不能判别电场力做功的情况所以不能判别库仑力做功及电势能的大小变化。
5．【答案】D
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】设出电子的初动能Ek0，末动能为零，极板间的电场 ，根据动能定理：-eEh=0-Ek0
解得：
故答案为：D。
【分析】利用电势差和距离可以求出电场强度的大小；结合动能定理可以求出电子初动能的大小。
6．【答案】A
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】滑动变阻器R与电阻R1串联，再与R2串联，电压表V1测R与电阻R1串联部分的电压，V2测中间定值电阻R2两端的电压；当滑动变阻器滑片由b相a移动时，滑动变阻器的阻值减小，引起并联电路部分的总电阻变小，总电流变大，则内阻所占电压变大，电压表V1的示数变小，变化量为 ，根据串联电路的电阻分压特点可知，定值电阻R2两端的电压变大；
则
即
故答案为：A。
【分析】利用动态电路的串反并同可以判别其电压表的读数变化，结合串联电路的分压特点可以比较电压变化量的大小。
7．【答案】B
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】磁感应强度定义式为 ，当电流I增大时，其安培力F也随之增大，而其比值是不变的，故磁感应强度B与F、IL均无关，A不符合题意；一小段通电直导线放在磁感应强度为零的地方，根据F=BIL，当B=0时，F=0，故它所受到的磁场力一定为零，B符合题意；一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，也可能是导线与磁场方向平行旋转，故不能说明则该处的磁感应强度一定为零，C不符合题意；磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相互垂直，并不是相同的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】关于磁感应强度，结合磁感应强度的定义式，结合选项分析求解即可。
8．【答案】B,D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】AB．小球在竖直平面内做匀速圆周运动，合外力提供向心力。由题意可知，重力和电场力等大反向，相互抵消，细绳的拉力提供向心力，则小球带正电，A不符合题意，B符合题意；
C．小球在从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，电势能增加，C不符合题意；
D．小球在运动过程中电场力要做功，则机械能不守恒，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】小球做匀速圆周运动，可以判别电场力和重力抵消；利用电场力方向和电场线方向可以判别小球的电性；利用电场力做功可以判别电势能的变化；由于电场力做功所以小球的机械能不守恒。
9．【答案】A,D
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】A．由闭合电路欧姆定律U=E-Ir得，当I=0时，U=E，即图线与纵轴交点表示断路状态，电动势E=6V，A符合题意。
B．电源的内阻等于图线的斜率大小，则有 ，B不符合题意。
C．外电阻R=0时，短路电流为 ，C不符合题意。
D．电流为I=0.3A时，路端电压U=E-Ir=（6-0.3×2）V=5.4V，外电阻是 ，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用图像斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小；利用电动势和内阻可以求出短路电流的大小；利用闭合电路的欧姆定律可以求出外电阻的大小。
10．【答案】C,D
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】把等效电路画出，如图
设 ， ，则
当 时， 有最大值，当滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动时， 减小， 增大，易得： 减小，
减小， 增大，故电源内阻消耗的功率 = 增大，D符合题意 = 减小， 减小，故 = 减小，B不符合题意
而 增大，故 = 减大，A不符合题意
根据电源输出功率与 的关系图可知，当 ， 减小电源输出功率越大，C符合题意；
故答案为：CD
【分析】利用等效电路可以判别外电阻的变化进而判别消耗功率的变化；利用外电阻的变化和内阻的大小关系可以判别输出功率的变化；利用电流的变化可以判别功率的变化。
11．【答案】A,B,D
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A．由右手螺旋定则可知，螺线管右侧为 极，左侧为 极，则处在螺线管内部小磁针的 极应向左，A符合题意；
B．地磁场在外部从地球的南极附近指向北极附近，结合小磁针静止时 极指向为磁场的方向，因此赤道处小磁针 极指向地球的北极，B符合题意；
C．根据安培定则，垂直纸面向里的直流导线产生的磁感线是顺时针方向，所以N极应该指向竖直向下，C不符合题意；
D． 形磁铁，小磁针处的磁场向 极指向 极，则小磁针 极向右，D符合题意。
故答案为：ABD
【分析】利用安培定则可以判别通电导线周围的磁感线方向，进而判别小磁针的指向；利用地磁场的磁感线方向可以判别小磁针的指向；利用U型磁铁周期的磁感线方向可以判别小磁针的指向。
12．【答案】B,C
【知识点】电场力做功；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】AB.0～ 时间内微粒匀速运动，则有：qE0=mg， ～ 内，微粒做平抛运动，下降的位移 ， ～T时间内，微粒的加速度 ，方向竖直向上，微粒在竖直方向上做匀减速运动，T时刻竖直分速度为零，所以末速度的方向沿水平方向，大小为v0．A不符合题意，B符合题意．
C.0～ 时间内微粒在竖直方向上向下运动，位移大小为 d，则重力势能的减小量为 mgd，C符合题意．
D．在 ～ 内和 ～T时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，则 ～ 内和 ～T时间内位移的大小相等均为 d，所以整个过程中克服电场力做功为 ，D不符合题意．
故答案为：BC
【分析】利用牛顿第二定律结合竖直方向的速度公式可以判别末速度的大小和方向；利用竖直方向的位移可以判别重力势能的变化；利用电场力做功可以判别电场力做功的大小。
13．【答案】（1）×1Ω；欧姆调零
（2）1300Ω；5.4mA；27.0V
（3）85.50；6.700
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）测量某电阻时，用×10Ω档时，发现指针偏转角度过大，说明所选挡位太大，为准确测量，应该换用×1Ω档，换档后，在测量前要先进行欧姆调零．（2）若用A档测量，多用电表测电阻，挡位是×100Ω，指针偏转如D，测量值为13×100Ω=1300Ω；若用B档测量，多用电表测电流，量程为10mA，由表盘可知，测量值为5.4mA；若用C档测量，多用电表测电压，量程为50V，指针偏转如D，则由D可知，其分度值为1V，测量值为27.0V；（3）根据图可知，游标卡尺第10根刻度与固定刻度9.5cm重合，则可知，游标的0刻度在8.5cm-8.6cm之间，所以游标卡尺的主尺读数为85mm，游标读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为85.50mm。螺旋测微器固定刻度为6.5mm，可动刻度为0.01×20.0=0.200mm，所以最终读数为6.700mm。
【分析】（1）利用偏转角过大所以被测电阻太小要换小挡位；换挡后要重新欧姆调零；
（2）利用电压表和电流表量程和分度值可以读出对应的读数；利用欧姆表的示数和档数可以读出电阻的大小；
（3）利用游标卡尺和螺旋测微器的结构可以读出对应的读数。
14．【答案】（1）B
（2）乙； 做保护电阻，同时使电压表不超过量程
（3）；
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)当滑动变阻器短路时，电路中通过的最大电流为50mA，则由闭合电路欧姆定律可知
则所给四个定值电阻中符合条件的只有B；(2)两种接法的区别在于定值电阻的接法上；将定值电阻相对于电源采用内接法时，可以将其等效为内电阻；这样可以减小误差，并且使电压表不超过量程下，电压表的测量范围将更大；故应选取乙接法；(3)分别测量两数电压值及读出对应的电阻箱示数，则有： ，
联立解得： ，
【分析】（1）利用最大的电流结合欧姆定律可以求出定则电阻的大小；
（2）由于定值电阻已知阻值，所以可以与电源串联；定值电阻主要起保护电源的作用；
（3）利用闭合电路的欧姆定律结合两组电压和电流的大小可以求出电动势及内阻的大小。
15．【答案】（1）解：小球受力如图，故带正电。
（2）解：小球受力平衡，在水平方向：
，得
（3）解：如受力图可知：
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【分析】（1）利用电场力和场强方向可以判别小球的电性；
（2）利用平衡可以求出小球的电荷量大小；
（3）利用平衡可以求出细线的拉力大小。
16．【答案】（1）解：灯泡正常发光，路端电压
（2）解：根据
解得
电源的总功率
（3）解：通过灯泡的电流
通过电动机的电流
电动机发热功率
电动机消耗的总功率
电动机的输出功率
【知识点】电功率和电功；全电路的功和能；欧姆定律
【解析】【分析】 (1) 灯泡电压=路端电压，因为灯泡正常发光，所以路端电压=8V；
(2) 电源总功率=EI，其中I=；
(3) 电动机输出功率=电动机总功率-热功率，总功率 ，热功率 ，所以输出功率 。
17．【答案】（1）解：因为粒子带正电，故偏向负极板，即B板
（2）解：若粒子刚好从下极板边缘飞出，则竖直方向有：
水平方向有：L=v0t
解得：
根据电路串联关系
解得：
（3）解：射出时，
解得： ×103m/s
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）已知电流的方向可以判别极板的电性，由于粒子带正电所以向负极板偏转则向B板偏转；
（2）粒子在电场中做类平抛运动，利用位移公式结合牛顿第二定律可以求出偏转电压的大小；再利用串联关系可以求出滑动变阻器的阻值大小；
（3）粒子在电场中，其电场力做功，利用动能定理可以求出粒子射出电场的速度大小，结合速度的分解可以求出合速度的方向。
18．【答案】（1）解：粒子在竖直方向做匀减速直线运动，则有 ，解得AB两点的高度差
（2）解：粒子从A到B的过程中，根据动能定理得
解得AB间的电势差
设由A到B的运动时间为t，水平方向电场力产生的加速度为a，则竖直方向有：v0=gt
水平方向有：vB=v0=at
由牛顿第二定律得有qE=ma
联立以上各式得电场强度
（3）解：等效重力（即重力和电场力的合力） ，方向与电场方向夹角θ的正切值为
建立如图所示直角坐标系，该运动类斜抛运动，当vy=0时微粒的速度最小为
【知识点】动能定理的综合应用；匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】（1）粒子在竖直方向做匀减速直线运动，A到B过程中，到达B点的竖直方向速度等于0，利用匀变速的速度位移公式可以求出上升的高度；
（2）粒子从A到B的过程中，电场力和重力对粒子做功，利用动能定理可以求出AB之间电势差的大小；利用竖直方向和水平方向的速度公式可以求出电场强度的大小；
（3）对重力和电场力进行合成；可以求出合力的大小；利用合力的方向结合速度的分解可以求出速度的最小值。