普物B期中试题解答
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福建高二高中物理期中考试班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________一、选择题1.装有砂粒的试管竖直静浮于水面,如图所示.将试管竖直向下压下少许,然后由静止释放并开始计时,在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动.若取竖直向上为正方向,则以下描述试管振动的图象中可能正确的是2.劲度系数为20 N/cm的弹簧振子,它的振动图象如图所示,在图中A点对应的时刻A.振子所受的弹力大小为0.5 N,方向指向x轴的负方向B.振子的速度方向指向x轴的正方向C.在0~4 s内振子做了1.75次全振动D.在0~4 s内振子通过的路程为0.35 cm,位移为03.如图所示,弹簧振子在振动过程中,振子从a到b历时0.2 s,振子经a、b两点时速度相同,若它从b再回到a的最短时间为0.4 s,则该振子的振动频率为A.1 Hz B.1.25 HzC.2 Hz D.2.5 Hz=0.5 s时刻振子对平衡位置的位移,正确的是:4.根据如右图所示的振动图象,算出t1A.5 cm B.5 cmC.-5 cm D.6 cm5.一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波,波速为4 m/s.某时刻波形如图所示,下列说法正确的是A.这列波的振幅为4 cmB.这列波的周期为1 sC.此时x=4 m处质点沿y轴负方向运动D.此时x=4 m处质点的加速度为06.一列简谐波沿x轴正方向传播,在t=0时波形如图所示,已知波速为10 m/s,则t=0.1 s时正确的波形应是下图中的7.沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为40m/s,则t= s时A.质点M对平衡位置的位移一定为负值B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同D.质点M的回复力方向与对平衡位置的位移方向相同8.如图所示为一列简谐横波在t=0时的波形图,此时介质中的质点P沿y轴正方向运动,其振动周期为0.4 s则A.波沿x轴负方向传播B.波的传播速度为10 m/sC.质点P的振幅为20 cmD.质点P在一个周期内沿波传播方向移动了4 m9.一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图(甲)所示,此时质点P正沿y轴负方向运动,其振动图象如图(乙)所示,则该波的传播方向和波速分别是A.沿x轴负方向,60 m/sB.沿x轴正方向,60 m/sC.沿x轴负方向,30 m/sD.沿x轴正方向,30 m/s10.一列简谐横波以1 m/s的速度沿绳子由A向B传播.质点A、B间的水平距离x="3" m,如图所示.若t=0时质点A 刚从平衡位置开始向上振动,其振动方程为y="2sin0.5πt" cm.则B点的振动图象为下图中的11.如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,从波传到x="5" m处的M点开始计时(t=0),已知开始计时后,P点(x="1" m)在t="0.3" s时刻第一次到达波峰,下面说法中正确的是A.这列波的周期是1.2 sB.这列波的传播速度大小是12.5 m/sC.M点右侧各质点开始振动的方向都是沿着y轴的正方向D.从t="0" s开始计时质点Q(x="9" m)经过0.7 s才第一次到达波峰12.一列简谐横波沿直线传播,某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m,且这两质点之间的波峰只有一个,则该简谐波可能的波长为A.4 m、6 m和8 m B.6 m、8 m和12 mC.4 m、6 m和12 m D.4 m、8 m和12 m13.如图,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动,振动周期为0.4 s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波.下图中能够正确表示t=0.6 s时波形的图是14.如图所示为两列相干水波在t=0时刻的叠加情况,其中实线表示波峰,虚线表示波谷.若两列波的振幅均保持5 cm 不变,波速和波长分别为1 m/s和0.5 m,C点是BD连线的中点.则下列说法正确的是A.A、D点振动始终加强,B点振动始终减弱B.C点始终保持静止不动C.t=0时刻,A、B两点的竖直高度差为10 cmD.在t=0至t="0.25" s的时间内,B点通过的路程为20 cm15.一个单摆做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图所示,则A.此单摆的固有周期约为0.5sB.此单摆的摆长约为1mC.若摆长增大,单摆的固有频率增大D.若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动16.如图所示为受迫振动的演示装置,当单摆A振动起来后,通过水平悬绳迫使单摆B、C振动,则下列说法正确的是A.只有A、C摆振动周期相等B.A摆的振幅比B摆小C.C摆的振幅比B摆小D.A、B、C三摆的振动周期相等17.分析下列物理现象:①夏天里一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝②“闻其声而不见其人”③围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音④当正鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高这些物理现象分别属于波的A.反射、衍射、干涉、多普勒效应B.折射、衍射、多普勒效应、干涉C.反射、折射、干涉、多普勒效应D.衍射、折射、干涉、多普勒效应18.声波在水中的速度大于在空气中的速度,让某一波源发出的声波通过空气和水中的相同的小孔,下列说法正确的是A.在水中的波长大于在空气中的波长,在水中更容易出现衍射现象B.在水中的波长小于在空气中的波长,在水中更容易出现衍射现象C.在水中的波长大于在空气中的波长,在空气中更容易出现衍射现象D.在水中的波长小于在空气中的波长,在空气中更容易出现衍射现象19.下列关于电磁波的说法,正确的是A.电磁波只能在真空中传播B.电场随时间变化时一定产生电磁波C.变化的磁场周围会产生电场D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在二、填空题如图所示的三个图线分别是用不同的传感器测出的不同物体的振动图线.从三个图线可知,这三个物体振动的共同特点是具有_______性,三个物体中,最简单的振动是________的振动.图中心脏跳动的图线是某人的心电图,方格纸每个小方格的宽度是0.5 cm,心电图记录仪拖动方格纸的速度是1.8 cm/s.则此人的心率是________次/分.三、实验题石岩同学利用单摆测重力加速度,他用分度值为毫米的直尺测得摆线长为89.40 cm,用游标卡尺测得摆球直径如图(甲)所示,读数为 cm.则该单摆的摆长为 cm.用停表记录单摆做30次全振动所用的时间如图(乙)所示,则停表读数为 s。
选择题真空中有两个静止的点电荷,它们之间的作用力为F,若它们的带电量都增大为原来的3倍,距离增大为原来的2倍,它们之间的相互作用力变为A.16FB.C.D.【答案】B【解析】由库仑定律可得变化前为:,变化后为:A.16F。
故A不符合题意。
B.。
故B符合题意。
C.。
故C不符合题意。
D.。
故D不符合题意。
选择题关于电场强度有下列说法,正确的是()A.电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力B.电场强度的方向总是跟电场力的方向一致C.在点电荷Q附近的任意一点,如果没有把试探电荷q放进去,则这一点的强度为零D.根据公式可知,电场强度跟电场力成正比,跟放入电场中的电荷的电量成反比【答案】A【解析】A.根据电场强度的定义,可知,电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力,故A正确;B.电场强度的方向总是跟正电荷所受的电场力的方向相同,与电荷所受的电场力的方向相反,故B错误;C.电场中的场强取决于电场本身,与有无检验电荷无关;如果没有把试探电荷q放进去,则这一点的电场强度不变,故C错误;D.场强取决于电场本身,与检验电荷无关,故D错误;选择题下列说法正确的是()A.物体带电量有可能是3×10﹣19CB.感应起电的本质是电荷发生了转移C.物体所带电量可能很小,可以小于元电荷D.经过摩擦使某物体带正电是因为产生了额外的正电荷【答案】B【解析】试题分析:元电荷又称“基本电量”,在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号e表示,任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍.由于不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同造成的,在摩擦的过程中束缚本领强的得电子带负电,束缚本领弱的失电子带正电.感应起电的实质是电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分.解:A、元电荷的值通常取作e=1.60×10﹣19C,所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍,故AC错误;B、感应起电的实质是电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分.故B正确;D、摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有创造电荷.遵循电荷守恒定律.故D错误;故选:B.选择题四种电场的电场线如图所示.一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动,且加速度越来越大.则该电荷所在的电场是图中的()A.B.C.D.【答案】D【解析】电场力提供加速度,F=qE可知场强逐渐增大,电荷做加速运动可知电场力与速度方向同向,CD对;选择题下列说法正确的是()A.美国科学家富兰克林发现摩擦过的琥珀能够吸引轻小物体的现象B.为形象直观的描述电场,法国学者库仑提出了电场线的概念C.英国物理学家法拉第通过扭秤实验发现了电荷间相互作用的规律D.美国物理学家密立根最早测得元电荷的数值【答案】D【解析】A.古人发现摩擦过的琥珀能吸引小物体,这种现象称之为摩擦起电。
2024年河北省石家庄市物理高二上学期期中自测试卷(答案在后面)一、单项选择题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)1、下列关于物理量单位的说法中,正确的是()A、牛顿(N)是力的基本单位,千克(kg)是质量的导出单位B、米每秒平方(m/s²)是加速度的单位,千克·米/秒²(kg·m/s²)是力的单位C、焦耳(J)是功和能量的基本单位,牛顿·米(N·m)是功率的单位D、伏特(V)是电压的基本单位,安培(A)是电流的导出单位2、一物体从静止开始沿水平面加速运动,下列关于物体运动状态的说法中,正确的是()A、物体的速度随时间增加,但加速度保持不变B、物体的速度随时间增加,加速度随时间减小C、物体的速度随时间增加,加速度随时间增加D、物体的速度和加速度都随时间增加,但加速度增加得更快3、一辆汽车以恒定加速度从静止开始加速,在10秒后达到20 m/s的速度。
请问这辆汽车的加速度是多少?A. 0.5 m/s²B. 1.0 m/s²C. 2.0 m/s²D. 4.0 m/s²4、当一个物体沿光滑斜面下滑时,以下哪种力不是作用于该物体上的?A. 重力B. 支持力C. 摩擦力D. 平行于斜面向下的分力5、在以下四个选项中,哪个是正确的力的单位?A、N/mB、kg/sC、ND、kg6、在以下四个选项中,哪个是正确的功率的单位?A、W/sB、J/sC、N·mD、N·m/s7、一个物体从静止开始沿直线加速运动,加速度恒定。
如果它在第1秒内的位移是2米,那么它在第3秒内的位移是多少?A. 2米B. 4米C. 6米D. 10米二、多项选择题(本大题有3小题,每小题6分,共18分)1、下列关于力的说法中,正确的是()A、力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的同时,另一个物体也对该物体施加力B、力的单位牛顿(N)是基本单位,1N等于1kg·m/s²C、力的三要素是大小、方向和作用点,改变其中一个要素,力的作用效果会改变D、重力是地球对物体的吸引力,与物体的质量成正比,与物体的高度无关2、关于运动和静止的相对性,以下说法正确的是()A、物体的运动状态是绝对的,不依赖于观察者的选择B、如果两个物体相对于地面的速度相同,那么它们对于地面上的观察者来说是静止的C、在匀速直线运动中,一个物体相对于另一个也在做匀速直线运动的物体是静止的D、在非惯性参照系中,物体的运动状态可能不会遵循牛顿运动定律3、下列关于光现象的描述中,正确的是:A、光的反射定律表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内,且反射光线与入射光线分别位于法线的两侧。
山西高二高中物理期中考试班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________一、选择题1.在静电场理论的研究和建立的过程中,许多物理学家作出了重要贡献。
下列说法中错误的是A.自然界中的电荷只有两种,富兰克林将其分别命名为正电荷和负电荷B.密立根通过油滴实验首先比较准确地测出了元电荷的电荷量C.库仑通过扭秤实验得出了任意两个电荷间的库仑力F=k的规律D.法拉第认为电荷间有相互作用力是通过电荷激发的电场而产生的2.某物体在三个力作用下处于静止状态,若把其中一个力F的方向沿顺时针转过60°而保持其大小不变。
其余两个1力保持不变,则此时物体所受的合力大小为A.F1B.FC.2F1D.无法确定13.关于电容器和电容,下列说法正确的是A.电容器所带电荷量越多,电容越大B.电容器两板间电压越低,其电容越大C.电容器不带电时,其电容为零D.电容器的电容只由它本身的特性决定4.在越野赛车时,一辆赛车在水平公路上减速转弯,从俯视图中可以看到,赛车沿圆周由P向Q行驶。
下列图中画出了赛车转弯时所受合力的四种方式,你认为正确的是5.如图所示,a、b、c为同一种材料做成的电阻,b与a的长度相等但横截面积是a的两倍;c与a的横截面积相等但长度是a的两倍。
当开关闭合后,三个理想电压表的示数关系是A.V1的示数是V3的2倍B.V1的示数是V2的2倍C.V2的示数是V1的2倍D.V2的示数是V3的2倍6.如右图所示,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线。
一个带正电的粒子(不计重力)从a运动到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。
由此可以得出的正确结论是()A.带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小B.带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度C.带电粒子在a点时具有的电势能小于在b点时具有的电势能D.负点电荷一定位于M点左侧7.如图所示,一高度为h 的楔形物块固定在水平地面上,质量为m 的物体由静止开始从倾角分别为α、β的两个光滑斜面的顶端滑下,则下列说法中正确的是A .物体滑到斜面底端的速度相同B .物体滑到斜面底端所用的时间相同C .物体滑到斜面底端时重力所做功的功率相同D .物体滑到斜面底端过程中重力所做的功相同8.如图所示,用两节干电池点亮几个小灯泡,当逐一闭合开关接入灯泡时,以下说法不正确的是A .电源的输出功率在接通的灯多时一定较大B .接通的灯少时各灯较亮,接通的灯多时各灯较暗C .各灯两端电压在接通的灯多时较低D .通过电源的电流在接通的灯多时较大9.甲、乙两物体先后从同一地点出发,沿一条直线运动,它们的v ~t 图象如图所示,由图可知A .甲比乙运动快,且早出发,所以乙追不上甲B .t="20" s 时,乙追上了甲C .在t="20" s 之前,甲比乙运动快;在t="20" s 之后,乙比甲运动快D .由于乙在t="10" s 时才开始运动,所以t="10" s 时,甲在乙前面,它们之间的距离为乙追上甲前的最大距离10.甲、乙两根保险丝均为同种材料制成,直径分别是d 1="0.5" mm 和d 2="1" mm ,熔断电流分别为2.0 A 和6.0 A ,把以上两根保险丝各取等长一段A .将它们串联后再接入电路中,允许通过的最大电流是2AB .将它们串联后再接入电路中,允许通过的最大电流是6AC .将它们并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是8.0 AD .将它们并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是7.5 A11.如图所示,Q 1、Q 2为两个固定点电荷,其中Q 1带正电,它们连线的延长线上有a 、b 两点。
山西高二高中物理期中考试班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________一、选择题1.如图所示,A、B是两个带有绝缘支架的金属球,它们原来均不带电,并彼此接触。
现使带负电的橡胶棒C靠近A(C与A不接触),然后先将A、B分开,再将C移走。
关行A、B的带电情况,下列判断正确的是A.A带正电,B带负电B.A带负电,B带正电C.A、B均不带电D.A、B均带正电2.如图所示,M、N为两个等量的同种正点电荷,在M、N连线中垂线上的P点放置一个静止的点电荷q(负电荷),不计重力,下列说法正确的是A.点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大B.点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越小,速度也越来越小C.点电荷运动的O点时加速度为零,速度达到最大值D.点电荷超过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到速度为零3.A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的粒子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v和时间t的关系图象如图所示。
则此电场的电场线分布可能是选项中的4.如图所示,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为、、、。
一电子由M点分别运动到N和P点的过程中,电场力所做的负功相等。
则A.直线a们于某一等势面内,B.直线c位于某一等势面内,C.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功5.如图所示,在匀强电场中的A、B两点分别放入两个带正电的点电荷和,且。
已知在A点的电势能为,在B点的电势能为。
下列说法正确的是A.只有当零电势点选在A点时才有>B.只有当零电势点选在B点时才有>C.只有当零电势点选在无穷远处时才能>D.无论零电势点在何处总有>6.如图所示,匀强电场中有一个以O为圆心、半径为R的圆,电场方向与圆所在平面平行,A、O两点电势差为U,一带正电的粒子在该电场中运动,经A、B两点时速度方向沿圆的切线方向,速度大小均为,粒子重力不计,则A.粒子从A到B的过程中做圆周运动B.粒子从A到B的过程中,动能先增大后减小C.匀强电场在电场强度D.圆周上电势最高的点与O点的电势差为7.如图所示,平行板电容器已经充电,静电计的金属球与电容器的一个极板连接,外壳与另一个极板连接,静电计指针的偏转指示电容器两极板间电势差。
湖北高二高中物理期中考试班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________一、选择题1.做简谐振动的质点在通过平衡位置时,为零值的物理量有 [ ]A.加速度B.速度C.回复力D.动能2.一质点做简谐振动,其位移x与时间t的关系图象如图所示,由图可知,在t=4s时,质点的 [ ]A.速度为正的最大值,加速度为零B.速度为负的最大值,加速度为零C.速度为零,加速度为负的最大值D.速度为零,加速度为正的最大值3.一列波从空气传入水中,保持不变的物理量是 ( )A.波速B.波长C.频率D.振幅4.以下关于波的说法中正确的是 ( )A.干涉现象是波的特征,因此任何两列波相遇时都会产生干涉现象B.因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比,所以声波很容易产生衍射现象C.声波是横波D.纵波传播时,媒质中的各质点将随波的传播一直向前移动5.一列沿x轴传播的简谐横波, 某时刻的图象如图所示. 质点A的位置坐标为(-5,0), 且此时它正沿y轴正方向运动, 再经2 s将第一次到达正方向最大位移, 由此可知 ( )A.这列波的波长为20 mB.这列波的频率为0.125 HzC.这列波的波速为25 m/sD.这列波是沿x轴的正方向传播的6.一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面,如图所示.i代表入射角,则下列说法不正确的是()A.当i > 45°时会发生全反射现象B.无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45°C.欲使折射角r=30°,应以i=45°的角度入射D.当入射角为i且i=tan时,反射光线跟折射光线恰好互相垂直7.一条光线在三种介质的平行界面上反射或折射的情况如 图20-4,若光在 I 、II 、III 三种介质中的速度分别为v 1、v 2和v 3,则 ( )A .v 1>v 2>v 3B .v 1<v 2<v 3C .v 1>v 3>v 2D .v 1<v 3<v 28.用杨氏双缝实验演示光的干涉,不影响条纹位置的因素是( ) A .光的强度 B .光的波长 C .屏与狭缝的距离 D .两狭缝间的距离9.以下现象或实验结果,说明了光的波动性的是 ( ) A .肥皂薄膜上的彩色条纹 B .泊松亮斑 C .日、月食现象 D .小孔成像10.一列沿x 轴传播的简谐横波某时刻的波形图象如图甲所示.若从此时刻开始计时,则图乙表示a 、b 、c 、d 中哪个质点的振动图象 ( )A .若波沿x 轴正方向传播,则乙图为a 点振动的图象B .若波沿x 轴正方向传播,则乙图为b 点振动的图象C .若波沿x 轴负方向传播,则乙图为c 点振动的图象D .若波沿x 轴负方向传播,则乙图为d 点振动的图象二、填空题1. 如图所示为一列向右传播的横波的波形图.这列波的波长是________m ,质点P 的运动方向是_________.(填向上或向下)2.光的颜色是由 决定的.一束黄光从空气射入水中后,它的波长将______.(填增大或减小)3.利用单摆测重力加速度时, 没有测摆球的直径, 先用直尺测出悬点到球底的距离L 1, 测出相应的周期T 1, 再将L 1改变为L 2, 又测出相应的周期T 2, 则测出的重力加速度g 的表达式应为 .4.某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行.正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如上图所示.①此玻璃的折射率计算式为n =________(用图中的θ1、θ2表示);②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.三、实验题某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图9(a)所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,图9(b)中的黑点代表亮点的中心位置.图9(1)这个现象说明激光具有________________性.(2)通过测量相邻光点的距离可算出激光的波长,据资料介绍,如果双缝的缝间距离为a,双缝到感光片的距离为L,感光片上相邻两光点间的距离为b,则激光的波长λ=.该同学测得L=1.0000 m、缝间距a=0.220 mm,用带十分度游标的卡尺测感光片上的点的距离时,尺与点的中心位置如图9(b)所示.图9(b)图中第1到第4个光点的距离是____________ mm.实验中激光的波长λ=________ m.(保留两位有效数字)四、计算题1.一单摆摆角小于5°,如图为摆球的振动图象,图中把摆球经过平衡位置向右运动时记为t=0,取摆球向右的位移为正,求:(1) 摆球在4.5 s末位移.(2)2.3s时的运动方向、速度的变化。
嗦夺市安培阳光实验学校高二下学期期中考试物理试题(B卷)一、选择题(本小题有12小题,4×12=48分,其中1-8小题每小题中只有一个选项是正确的,选对得4分,多选或选错得0分;9-12小题每个小题有多个选项是正确的,选对得4分,少选得2分,有一个选项选错得0分)1. 是人工产生的放射性元素,产生后会自发的衰变为。
关于衰变为,下列描述正确的是()A. 上述核反应属于α衰变B. 的半衰期随温度升高、压强增大而变小C. 上述核反应属于β衰变D. 的半衰期随着数量的减少而增大【答案】C【解析】产生后会自发的衰变为.反应方程式,;故此核反应属于β衰变,选项A错误,C正确;半衰期与外界因素-例如压强、温度以及原子核的数量等无关,BD错误;故选C.2. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动,m A=1kg,m B=2kg,v A=6m/s,v B=2m/s,当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是(取两球碰前的运动方向为正)()A. v A′=2m/s,v B′=4m/sB. v A′=4m/s,v B′=4m/sC. v A′=﹣4m/s,v B′=7m/sD. v A′=7m/s,v B′=1.5m/s 【答案】A【解析】以A的初速度方向为正方向,碰撞前系统的总动量:p=m A v A+m B v B=10kg•m/s,系统总的机械能:E=m A v A2+m B v B2=22J;如果v A′=2m/s,v B′=4m/s,则p=m A v A′+m B v B′=10kg•m/s,系统总的机械能:E=m A v A′2+m B v B′2=18J,碰撞后系统动量守恒,机械能不增加,故A正确;如果v A′=4m/s,v B′=4m/s,则p=m A v A′+m B v B′=12kg•m/s,碰撞后系统动量不守恒,故B错误;如果v A′=-4m/s,v B′=7m/s,则p=m A v A′+m B v B′=10kg•m/s,系统总的机械能:E=m A v A′2+m B v B′2=57J,碰撞后系统动量守恒,机械能增加,故C错误;如果v A′=7m/s,v B′=1.5m/s,碰撞后A的速度大于B的速度,不符合实际情况,故D错误;故选A.点睛:本题考查了动量守恒定律的应用,碰撞过程系统所受合外力为零,系统动量守恒,碰撞过程机械能不增加,碰撞后后面的球速度不能大于前面球的速度,应用动量守恒定律、求出碰撞后的机械能即可解题.3. 如图所示,一辆小车静止在光滑水平面上,A. B两人分别站在车的两端.当两人同时相向运动时()A.若小车不动,两人速率一定相等B. 若小车向左运动,A的动量一定比B的小C. 若小车向左运动,A的动量一定比B的大D. 若小车向右运动,A的动量一定比B的大【答案】C【解析】试题分析:水平面光滑,把两个人和小车看做糸统,在水平方向不受外力,糸统动量守恒。
2021年高二上学期期中物理试卷(b卷)含解析一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,8~12题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分.将本题的答案涂在答题卡上)1.下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是()A.根据真空中点电荷的电场强度公式E=k可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带电荷量有关=可知,带电荷量为1C的正电荷,从A点移动到B点B.根据电势差的定义式UAB克服电场力做功为1J,则A、B两点间的电势差为C.根据电场强度的定义式E=可知,电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比D.根据电容的定义式C=可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比2.有两个完全相同的金属小球A、B(它们的大小可忽略不计),A带电荷量为7Q,B带电荷量为﹣Q,当A、B在真空中相距为r时,两球之间的相互作用的库仑力为F;现用绝缘工具使A、B球相互接触后再放回原处,则A、B间的相互作用的库仑力的大小是()A. F B. F C. F D. F3.下列说法中正确的是()A.正电荷放于电势越低处,电势能越小B.负电荷放于电场线越密处,电势能越小C.正电荷由电势低处移到电势高处,电场力作正功D.负电荷沿电场线移动,电势能减小4.今有甲、乙两个电阻,在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍,甲、乙两端的电压之比为1:2,则甲、乙两个电阻阻值的比值为()A.1:2 B.1:3 C.1:4 D.1:55.电流表的内阻是Rg =200Ω,满刻度电流值是Ig=500uA,现欲把这电流表改装成量程为2.0V的电压表,正确的方法是()A.应并联一个3800Ω的电阻B.应串联一个3800Ω的电阻C.应并联一个0.05Ω的电阻D.应串联一个0.05Ω的电阻6.如图所示,由M、N两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器,极板N与静电计的金属球相接,极板M与静电计的外壳均接地.给电容器充电,静电计指针张开一定角度.实验过程中电容器所带电荷量不变.下面操作能使静电计指针张角变小的是()A.在M、N之间插入有机玻璃板B.把接地的两根导线直接相连C.将M板向上平移D.将M板沿水平方向向左移动7.如图所示,是两只定值电阻R1、R2的I﹣U图象.有关R1、R2的大小,及它们串联或并联后的I﹣U图象所在区域,下列判断正确的是()A.R1>R2,并联后在区域III B.R1>R2.并联后在区域IIC.R1<R2,串联后在区域III D.R1<R2,串联后在区域I8.图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定()A.粒子在M点速度小于在N点速度B.粒子在M点电势能小于在N点电势能C.M点的电势高于N点的电势D.M点的电场强度大于N点的电场强度9.关于电场强度和电势的说法中,正确的是()A.两个等量正电荷的电场中,从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外,电势越来越低,电场强度越来越小B.两个等量异种电荷的电场中,对于两电荷连线的中垂线上各点:电势均相等,中点电场强度最大,沿连线的中垂线向外,电场强度越来越小C.在电场中a、b两点间移动电荷的过程中,电场力始终不做功,则电荷所经过的路径上各点的电场强度一定为零D.电场强度的方向就是电势降落晶快的方向10.如图所示,在~条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B,A带电荷量为+Q,B带电荷量为﹣9Q.现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷都处于平衡状态,则下列判断正确的是()A.在AB连线的延长线上A点左边,距A点0.2m处放一个正电荷B.在AB连线之间﹣无论在什么地方、放什么电荷,都不可能使三个点电荷处于平衡状态C.在AB连线的延长线上B点右边,距B点0.2m处放一个正电荷D.在AB连线的延长线上A点左边,距A点0.2m处放一个负电荷11.如图所示,O是一固定的点电荷,另一点电荷P从很远处以初速度v射入点电荷0的电场,在电场力作用下的远动轨迹是曲线MN,a、b、c是以O为中心R a、R b、R c为半径画出的三个圆,它们之间间距相等,l、2、3、4为轨迹Ⅲ与三个圆的一些交点,以|W12|表示点电荷P由l到2的过程中电场力做的功的大小,|W34|表示由3到4的过程中电场力做的功的大小,则()A.|W12|>2|W34|B.|W12|=2|W34|C.P、O两电荷可能同号D.P、O两电荷一定异号12.一学生去实验室取定值电阻两只,R1=10Ω,R2=30Ω,电压表一个,练习使用电压表测电压.电路连接如图,电源输出电压U=12.0V不变.该生先用电压表与R1并联,电压表示数为U1,再用电压表与R2并联,电压表示数为U2,则下列说法正确的是()A.U2一定小于9.0v B.U1一定大于3.0 VC.U1与U2之和小于12 V D.U1与U2之比一定不等于1:3二、实验填空题(共18分)13.使平行板电容器带电,通过下列图中的操作过程,能使静电计指针的偏角变,原因是电容器的电容变.14.某同学测绘标有“3.8v 0.4A”小灯泡的伏安特性曲线,提供的实验器材有:A.电源(4V,内阻约0.4Ω)B.电压表V(2V,内阻为2kΩ)C.电流表A(0.6A,内阻约0.3Ω)D.滑动变阻器R (0~10Ω)E.三个定值电阻(R1=lkΩ,R2=2kΩ,R3=5kΩ)F.开关及导线若干该同学研究后发现,电压表的量程不能满足实验要求,为了完成测量,他将电压表进行了改装.在给定的定值电阻中选用(选填“R1”、“R2”或“R3”)与电压表(选填“串联”或“并联”),完成改装.15.图甲为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I﹣U图线的实验电路图.(1)根据电路图以及相关参数,选择好量程,用笔画线代替导线,将图乙中的实验电路连接成完整实验电路.(2)开关S闭合之前,图乙中滑动变阻器的滑片应该置于(选填“A端”、“B端”或“AB 正中间”).(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示.如果这个小灯泡两端所加电压为1.4V,则小灯泡此时的电阻是(保留一位小数).随着电压增大,小灯泡的电阻.(填“增大”,“减小”或“不变”),原因是.三、计算题(本题4小题,共34分.解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位)16.一根镍铬合金丝的两端加6V的电压时,通过它的电流是2A,求:(1)它的电阻是多少?(2)若通电时间为20s,那么有多少库仑的电荷量通过它?(3)如果在它两端加8V的电压,则这合金丝的电阻是多少?17.在真空中的0点放一点电荷Q=l.0×10 ﹣9C,直线MN过O点,OM=30cm,M点放有一点电荷q=﹣2.0×10 ﹣9C,如图所示.求:(1)电荷Q在M点产生的电场强度的大小(2)若M点的电势比N点的电势高20V,则电荷q以M点移到N点,电势能变化了多少?18.如图所示,匀强电场中有一直角三角形ABC,∠ABC=30°,BC=20cm.已知电场线的方向平行于三角形ABC所在的平面.将l乜荷量q=2×10﹣5C的正电荷从A移到B点电场力做功为零,从B移到C点克服电场力做功2.0×10﹣3J.试求:(1)该电场的电场强度大小和方向;(2)若将C点的电势规定为零,则B点的电势为多少?19.如图A为粒子源,在A和极板B间的加速电压为U1,在两水平放置的平行带电板C、D间的电压为U2,现设有质量为m,电荷量为q的质子初速度为零,从A被加速电压U1加速后水平进入竖直方向的匀强电场,平行带电板的极板的长度为L,两板间的距离为d,不计带电粒子的重力,求:(1)带电粒子在射出B板时的速度;(2)带电粒子在C、D极板间运动的时间;(3)带电粒子飞出C、D电场时在竖直方向上发生的位移y.xx学年山东省菏泽市高二(上)期中物理试卷(B卷)参考答案与试题解析一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,8~12题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分.将本题的答案涂在答题卡上)1.下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是()A.根据真空中点电荷的电场强度公式E=k可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带电荷量有关B.根据电势差的定义式U AB=可知,带电荷量为1C的正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1J,则A、B两点间的电势差为C.根据电场强度的定义式E=可知,电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比D.根据电容的定义式C=可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比【考点】电势差与电场强度的关系;电场强度.【分析】电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关;点电荷电场强度公式E=k中Q 是场源电荷.用电容器和电势差的定义式即可求解.【解答】解:A、根据点电荷的场强公式E=k知:Q是场源电荷,所以电场中某点电场强度与场源电荷的电量成正比,与该点到场源电荷距离的平方成反比,故A正确.B、据电势差的定义式U AB=知,带电量为1C正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1J,即电场力做功为﹣1J,则A、B点的电势差为﹣1V,故B错误.C、电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关,所以不能理解成电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比,故C错误.D、电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量,取决于电容器本身,并不是电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比,故D错误.故选:A2.有两个完全相同的金属小球A、B(它们的大小可忽略不计),A带电荷量为7Q,B带电荷量为﹣Q,当A、B在真空中相距为r时,两球之间的相互作用的库仑力为F;现用绝缘工具使A、B球相互接触后再放回原处,则A、B间的相互作用的库仑力的大小是()A.F B.F C.F D.F【考点】库仑定律.【分析】两球接触后再分开,电量先中和再平分,根据库仑定律公式F=得出A、B间的相互作用的库仑力的大小.【解答】解:A、B两球接触前,两球间的库仑力F=,A、B两球接触后再分开,电量均为3Q,则库仑力,故B正确,A、C、D错误.故选:B.3.下列说法中正确的是()A.正电荷放于电势越低处,电势能越小B.负电荷放于电场线越密处,电势能越小C.正电荷由电势低处移到电势高处,电场力作正功D.负电荷沿电场线移动,电势能减小【考点】电势能.【分析】根据推论:正电荷在电势高处电势大,确定电荷电势能的大小,根据电势能的变化判断电场力做功的正负.电荷沿着电场线移动,电势能不一定减小.负电荷放于电场线越密处,电势能不一定越小.【解答】解:A、根据推论可知,正电荷放于电势越低处,电势能越小.故A正确.B、负电荷放于电场线越密处,电场强度越大,受到的电场力大,但电势能不一定越小.故B错误.C、正电荷由电势低处移到电势高处,电荷的电势能增加,则电场力做负功.故C错误.D、负电荷受到的电场力的方向与电场线的方向相反,顺着电场线移动,负电荷电势能增大.故D错误.故选:A4.今有甲、乙两个电阻,在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍,甲、乙两端的电压之比为1:2,则甲、乙两个电阻阻值的比值为()A.1:2 B.1:3 C.1:4 D.1:5【考点】电流、电压概念.【分析】根据q=It求解电流之比,再根据欧姆定律求解电阻之比.【解答】解:甲、乙两个电阻,在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍,根据公式I=,甲、乙两个电阻的电流之比为2:1,甲、乙两端的电压之比为1:2,根据欧姆定律公式R=,两个电阻之比为;故选:C.5.电流表的内阻是R g=200Ω,满刻度电流值是I g=500uA,现欲把这电流表改装成量程为2.0V的电压表,正确的方法是()A.应并联一个3800Ω的电阻B.应串联一个3800Ω的电阻C.应并联一个0.05Ω的电阻D.应串联一个0.05Ω的电阻【考点】把电流表改装成电压表.【分析】把电流表改装成电压表需要串联分压电阻,应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值.【解答】解:把电流表改装成2V的电压表需要串联分压电阻,串联电阻阻值为:R=﹣R g=﹣200=3800Ω;故B正确,ACD错误故选:B.6.如图所示,由M、N两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器,极板N与静电计的金属球相接,极板M与静电计的外壳均接地.给电容器充电,静电计指针张开一定角度.实验过程中电容器所带电荷量不变.下面操作能使静电计指针张角变小的是()A.在M、N之间插入有机玻璃板B.把接地的两根导线直接相连C.将M板向上平移D.将M板沿水平方向向左移动【考点】电容器的动态分析.【分析】静电计测定电容器极板间的电势差,电势差越大,指针的偏角越大;由C=,分析电容的变化,根据C=分析电压U的变化,从而明确张角的变化.【解答】解:A、在M、N之间插入有机玻璃板,根据根据C=,电容变大;Q一定,根据C=,电压减小;故静电计指针张角变小,故A正确;B、把接地的两根导线直接相连时,对电路没有影响,所以张角不变,故B错误;C、将M板向上平移,正对面积S减小,根据C=,电容减小;Q一定,根据C=,电压增加;故静电计指针张角变大;故C错误;D、将M板沿水平向左方向远离N板,极板间距d变大,根据根据C=,电容减小;Q一定,根据C=,电压增加;故静电计指针张角变大;故D错误;故选:A.7.如图所示,是两只定值电阻R1、R2的I﹣U图象.有关R1、R2的大小,及它们串联或并联后的I﹣U图象所在区域,下列判断正确的是()A.R1>R2,并联后在区域III B.R1>R2.并联后在区域IIC.R1<R2,串联后在区域III D.R1<R2,串联后在区域I【考点】路端电压与负载的关系;串联电路和并联电路.【分析】根据电阻的串并联确定R1、R2、R串、R并之间的大小关系,根据欧姆定律判断电压相同时电流的大小;分析坐标图不同区域的意义即可解决.【解答】解:根据欧姆定律公式R=,I﹣U图象的斜率越小,电阻越大,故R1<R2;根据串联电路的电阻特点知,R串比每一个串联的分电阻都要大;根据并联电路中电阻的特点可知,R并比每一个并联电路的分电阻都要小;在这4个电阻值中,R串最大,R并最小,所以,当它们两端加相同的电压时,通过R并的电流最大,故它的I﹣U图线在I区,通过R串的电流最小,故它的I﹣U图线在III区;故ABD错误,C正确;故选:C.8.图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定()A.粒子在M点速度小于在N点速度B.粒子在M点电势能小于在N点电势能C.M点的电势高于N点的电势D.M点的电场强度大于N点的电场强度【考点】电势差与电场强度的关系;电场强度;电势.【分析】由粒子轨迹的弯曲方向判断电场力方向,电场力方向应指向轨迹的内侧,由电场力做功正负,判断电势能的大小和动能的大小;根据曲线弯曲的方向判断出电荷的正负,结合电势能的关系判断电势;由电场线的疏密判断场强大小.【解答】解:A、B、由电场力方向应指向轨迹的内侧得知,粒子所受电场力方向大致斜向左下方,对粒子做正功,其电势能减小,动能增大,则知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能,在M点的动能小于在N点的动能,在M点的速度小于在N点受到的速度,故A正确,B错误;C、由电场力方向应指向轨迹的内侧得知,粒子所受电场力方向大致斜向左下方,与电场线的方向基本一致,可知粒子带正电;由于粒子在M点的电势能大于在N点的电势能,正电荷在电势高处的电势能大,所以M点的电势高于N点的电势.故C正确;D、M点处的电场线较疏,而N点处电场线较密,则M点处的电场强度较小.故D错误.故选:AC9.关于电场强度和电势的说法中,正确的是()A.两个等量正电荷的电场中,从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外,电势越来越低,电场强度越来越小B.两个等量异种电荷的电场中,对于两电荷连线的中垂线上各点:电势均相等,中点电场强度最大,沿连线的中垂线向外,电场强度越来越小C.在电场中a、b两点间移动电荷的过程中,电场力始终不做功,则电荷所经过的路径上各点的电场强度一定为零D.电场强度的方向就是电势降落晶快的方向【考点】电场强度;电势.【分析】沿着电场线的方向电势逐渐降低.根据等量同种电荷和等量异种电荷周围电场线的特征判断电势的高低和电场强度的大小.【解答】解:A、两个等量同种正电荷的电场中,从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外,电场强度由零增大后减小,方向从中点指向外侧,电势越来越低,故A错误.B、两个等量异种电荷的电场中,两电荷连线的中垂线有如下特征:中垂线为等势线,连线上各点的电势相等,中间电场线比较密,两边疏,则连线中点场强最大,向外逐渐减小,故B正确.C、在电场中a、b两点间移动电荷的过程中,电场力始终不做功,知a、b两点间的电势差为0,电场强度不为零,故C错误.D、根据U=Ed知,电场强度的方向是电势降低最快的方向,故D正确.故选:BD.10.如图所示,在~条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B,A带电荷量为+Q,B带电荷量为﹣9Q.现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷都处于平衡状态,则下列判断正确的是()A.在AB连线的延长线上A点左边,距A点0.2m处放一个正电荷B.在AB连线之间﹣无论在什么地方、放什么电荷,都不可能使三个点电荷处于平衡状态C.在AB连线的延长线上B点右边,距B点0.2m处放一个正电荷D.在AB连线的延长线上A点左边,距A点0.2m处放一个负电荷【考点】库仑定律.【分析】A、B、C三个点电荷都处于静止状态,对电荷受力分析,每个电荷都处于受力平衡状态,故根据库仑定律可分别对任意两球进行分析列出平衡方程即可求得结果.【解答】解:A、三个电荷要平衡,必须三个电荷的一条直线,外侧二个电荷相互排斥,中间电荷吸引外侧两个电荷,所以外侧两个电荷距离大,要平衡中间电荷的拉力,必须外侧电荷电量大,中间电荷电量小,所以C必须为负电,在A的左侧.设C所在位置与A的距离为r,则C所在位置与B的距离为L+r,要能处于平衡状态,所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小,设C的电量为q.则有:,代入数据解得:r=0.2m.对点电荷A,其受力也平衡,则有:,解得:,故AC错误,D正确.B、在AB连线之间,无论在什么地方,该电荷所受的库仑力均指向同一方向,不可能平衡,故B正确.故选:BD.11.如图所示,O是一固定的点电荷,另一点电荷P从很远处以初速度v射入点电荷0的电场,在电场力作用下的远动轨迹是曲线MN,a、b、c是以O为中心R a、R b、R c为半径画出的三个圆,它们之间间距相等,l、2、3、4为轨迹Ⅲ与三个圆的一些交点,以|W12|表示点电荷P由l到2的过程中电场力做的功的大小,|W34|表示由3到4的过程中电场力做的功的大小,则()A.|W12|>2|W34|B.|W12|=2|W34|C.P、O两电荷可能同号D.P、O两电荷一定异号【考点】电势差与电场强度的关系;电势能.【分析】根据2、3间和3、4间电场强度的大小关系,由公式U=Ed分析它们间电势差的关系,再分析电场力做功的大小.由轨迹可判定P、Q必定是异号.若P的初速度方向的延长线与O之间的距为零,点电荷将做直线运动.【解答】解:A、B、根据电场线的分布情况可知,2、3间的场强大于3、4间场强,由公式U=Ed分析得知,2、3间的电势差大于3、4间的电势差,所以1、2间的电势差大于3、4间电势差的2倍,即有|U12|>2|U34|,由电场力做功公式W=qU得,|W12|>2|W34|.故A正确,B错误.C、D、由轨迹的弯曲方向可判定两电荷间存在引力,是异号电荷.故C错误,D正确.故选:AD12.一学生去实验室取定值电阻两只,R1=10Ω,R2=30Ω,电压表一个,练习使用电压表测电压.电路连接如图,电源输出电压U=12.0V不变.该生先用电压表与R1并联,电压表示数为U1,再用电压表与R2并联,电压表示数为U2,则下列说法正确的是()A.U2一定小于9.0v B.U1一定大于3.0 VC.U1与U2之和小于12 V D.U1与U2之比一定不等于1:3【考点】闭合电路的欧姆定律.【分析】不接电压表时,R1、R2串联,电压之比等于电阻之比,求出此时R1、R2两端的电压,并联电压表后并联部分电阻变小,再根据串并联电路的特点即可分析求解.【解答】解:A、不接电压表时,R1、R2串联,电压之比为:==,而U′1+U′2=12V解得:U′1=3.0V,U′2=9.0V当电压表并联在R1两端时,有:=,解得:U1<3V,同理,当电压表并联在R2两端时,有:U2<9V,得:U1+U2<12V.故AC正确,B错误;D、设电压表内阻为R V,则电压表与R1并联时,其示数U1==;电压表与R2并联时,其示数U2==则可知,两电压表之比一定等于1:3.故D错误.故选:AC.二、实验填空题(共18分)13.使平行板电容器带电,通过下列图中的操作过程,能使静电计指针的偏角变大,原因是电容器的电容变小.【考点】电容器的动态分析.【分析】静电计测定电容器极板间的电势差,电势差越大,指针的偏角越大;由C=,分析电容的变化,根据C=分析电压U的变化,从而明确张角的变化.【解答】解:由图可知,将B板向上平移,正对面积S减小,根据C=,电容减小;由于电容和电源没有连接,故Q一定,根据C=,电压增加;故静电计指针张角变大;故答案为:大,小.14.某同学测绘标有“3.8v 0.4A”小灯泡的伏安特性曲线,提供的实验器材有:A.电源(4V,内阻约0.4Ω)B.电压表V(2V,内阻为2kΩ)C.电流表A(0.6A,内阻约0.3Ω)D.滑动变阻器R (0~10Ω)E.三个定值电阻(R1=lkΩ,R2=2kΩ,R3=5kΩ)F.开关及导线若干该同学研究后发现,电压表的量程不能满足实验要求,为了完成测量,他将电压表进行了改装.在给定的定值电阻中选用R2(选填“R1”、“R2”或“R3”)与电压表串联(选填“串联”或“并联”),完成改装.【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线.【分析】明确实验中给出的额定电压和电流,明确给出的电压表量程小于额定电压,故需要扩大电压表量程,根据串联电路规律可以明确应串联的电阻大小.【解答】解:灯泡额定电压为3.8V,可以把电压表改装为4V量程;因电压表量程为2V,内阻为2kΩ,要把电压表改装成4V的电压表,则根据串联电路规律可知,解得:R=2kΩ,故应选择R2与电压表串联;故答案为:R2,串联.15.图甲为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I﹣U图线的实验电路图.(1)根据电路图以及相关参数,选择好量程,用笔画线代替导线,将图乙中的实验电路连接成完整实验电路.(2)开关S闭合之前,图乙中滑动变阻器的滑片应该置于A端(选填“A端”、“B端”或“AB正中间”).(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示.如果这个小灯泡两端所加电压为1.4V,则小灯泡此时的电阻是 6.4Ω(保留一位小数).随着电压增大,小灯泡的电阻增大.(填“增大”,“减小”或“不变”),原因是灯丝温度升高电阻增大.【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线.【分析】(1)根据原理图可明确定实验电路接法,根据实物图连接要求可明确实物图;(2)根据实验安全要求可明确滑片开始时的位置;(3)明确I﹣U图象的性质,明确I﹣U图象中图象的斜率表示电阻的倒数明确电阻的变化;并知道导致电阻变化的原因.【解答】解:(1)根据给出的原理图可知,本实验中采用分压接法和电流表外接法;连接实物图如图所示;(2)为了安全实验,开始应让测量电路两端的电压为零;则可知应让滑片置于A端;(3)由图可知,当电压为1.4V时,电流为0.22A;则电阻R==6.4Ω;I﹣U图象中图象的斜率表示电阻的倒数,由图可知,灯泡电阻增大;其原因是电压升高,功率增大,温度升高,电阻率增大;故答案为:(1)如图所示;(2)A(3)6.4Ω,增大,灯丝温度升高电阻增大.三、计算题(本题4小题,共34分.解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位)16.一根镍铬合金丝的两端加6V的电压时,通过它的电流是2A,求:(1)它的电阻是多少?(2)若通电时间为20s,那么有多少库仑的电荷量通过它?(3)如果在它两端加8V的电压,则这合金丝的电阻是多少?【考点】欧姆定律;电流、电压概念.【分析】(1)根据欧姆定律可求得电阻大小;(2)根据电流定义可求得通过导体的电荷量;(3)明确电阻的性质,知道电阻大小与电压和电流无关.【解答】解:(1)根据欧姆定律得,合金丝的电阻R===3Ω(2)通过合金丝的电荷量Q=It=2×20=40C(3)导体的电阻与其两端的电压及通过它的电流无关,所以电阻仍为R=3Ω.答:(1)它的电阻是3Ω;(2)若通电时间为20s,那么有40C的电荷量通过它;(3)如果在它两端加8V的电压,则这合金丝的电阻仍是3Ω.。
一、(10分)
一环形薄片由细绳悬吊着,环的外半径为R ,内半径为R /2,并有电 荷Q 均匀分布在环面上。
细绳长3R ,也有电荷Q 均匀分布在绳上, 如图所示。
试求圆环中心O 处的电场强度(圆环中心在细绳延长线上)。
解: O 点的场强可视为细绳在该点产生的场强 1E
与环面电荷在该点产生
的场强2E 的叠加,即21E E E
+= ;
选细绳顶端作坐标原点O ,x 轴向下为正.在x 处取一电荷元 d q = ?d x = Q d x /(3R )
它在环心处的场强为 ()
2
0144d d x R q
E -π=ε ()
2
0412d x R R x
Q -π=
ε 整个细绳上的电荷在环心处的场强 ()203020116412R
Q
x R dx R Q E R εεπ=-π=⎰ , (5分) 圆环上的电荷分布对环心对称,它在环心处的场强 E 2=0 , (3分)
i R
Q i E E
2
0116επ=
=∴ , (2分) 二、(16分)
如图所示,真空中两大块导体平板A 和B 相向平行放置,相距 为d ,平板面积为S ,所带电量分别为1q 与2q 。
如果两极板间距 远小于平板线度,试求:
(1)平板各表面上的电荷面密度; (2)两平板的电势差;
(3)当两平板所带电量q q q =-=21时,外力慢慢地将两平板间
距由d 拉开至2d ,求外力在这过程中所做的功。
厦门大学《大学物理》课程期中试卷解答
2010-2011第一学期
2010.11.
O
R
3R
R /2
A
B q 1
q 2
d
.
B E 1x
R
3R
x x
解:(1)A 板内任取一点M ,电场强度: →=---=
022220
4
030201εσεσεσεσM E (1) B 板内任取一点N ,电场强度:
→=-++=
022220
4
030201εσεσεσεσN E (2) 又 →=
+S q 121σσ (3) ,→=+S
q
243σσ (4) (4*1=4分) 解得: S q q 22141+=
=σσ , S
q q 22
132-=-=σσ ; (2*1=2分) (2)因为A 、B 两板间电场为匀强电场,场强 S
q q E 02
10403020122222εεσεσεσεσ-=--+=
, d S q q Ed l d E V B
A
AB
0212)(ε-==⋅=∴⎰ ; (5分)
(3) d
S
C 01ε=
, d
S
C 202ε=
,
外力做功等于电场能量的增加: 22221011222e q q q d
W W C C S
ε=∆=-=
, (5分)
三、(16分)
两薄的导体球壳同心地套在一起,内、外球壳半径分别为
1R 和2R ,如图所示。
现把电量q 给予内球壳;外球壳原本
不带电;试求:
(1)两球壳之间的电位移矢量和电场强度矢量; (2)外球壳的电势;
(3)若把外球壳接地后再重新绝缘,外球壳上所带的电荷; (4)然后把内球壳接地,此时内球壳上所带的电荷及外球壳的电势。
解:(1)由有介质时的高斯定理有:q r D S d D S
=⋅=⋅⎰⎰24π
,
所以介质内:024r r
q D
π=
;0
2
004r r q D E r επεε== ; (4分) (2)外球壳电势为: 2
02
0244R q R q V i
i πεπε=
=∑
; (4分)
(3)0442022
02='+
=
R q R q V πεπε , 此时外球壳带电 q q -='2
; (4分) (4)0442
021
011='+
'=
R q R q V πεπε ,内球壳带的电荷为: q R R q 2
1
1
=' ; 外球壳的电势为:
0)(444212
2
02
022
012<--
='+'=R R R q
R q R q V πεπεπε, (2*2=4分)
四、(12分)
如图所示,半径为R 的木球上绕有密集的细导线,线圈平面彼此 平行,且以单层线圈覆盖住半个球面。
设线圈的总匝数为N ,通过 线圈的电流为I 。
求球心O 处的磁感应强度。
解:作截面O-xy 与线圈正交,如图(b )所示,沿
圆周单位长度的线圈匝数为
)R 21
/(N n π=,任意一薄片中的电流为
I Rd R N
IdN dI ⋅⋅==θπ2 , (3分)
设圆电流在球心O 处激发的磁场为
2
32220
)
(2
y x dI y dB +=
μ , (3分)
所以球心O 处的磁感应强度为:⎰=dB B
θθsin ,cos R y R x ==
由以上各式可得:
R
NI d R NI Rd R
N
y x I y dB B 4sin 2)(20
22
02
32222
μθθπμθπμπ
π
==⋅+==⎰⎰⎰ , B 的方向根据右手定则给出。
(4+2=6分)
五、(15分)
如图所示,一扇形载流线圈OAB (其中AB 为半径为R 的四分之 一圆弧)位于OXY 平面,线圈中通有稳恒电流I ,该线圈处于磁
感应强度为))(2
321(0T j i B B
+
=的匀强磁场中。
试求: (1)AB 弧所受到磁场的作用力;
(2)线圈OAB 受到的合力矩。
解:(1)AB 弧上一线元:j dy i dx l d
-= , (2分)
受磁力 k dy dx IB j i B j dy i dx I B l Id F d )3(2
1
)2321()(00+=+
⨯-=⨯= , (2分) AB 弧所受到磁场的作用力为:
)(231)3(21
)(00
00N k IRB k dy dx IB B l Id F R R B A AB +=+=⨯=⎰⎰⎰⋂; (4分)
(2)线圈磁矩 k I R S I m
24
1π-== ; (3分)
线圈OAB 所受到的合力矩为: ))(3(8
102m N j i IB R B m M ⋅-=⨯=
π , (4分) 。
六、(15分)
如图所示,有一折成θ角的金属框架COD ,一导线MN
(MN 垂直于OD )以恒定速度v 在金属架上滑动,设速度v
垂直于MN 向右,已知磁场B
的方向为垂直纸面向外。
假设
0=t 时,0=x 。
分别求在以下两种情况下金属架内的感应电
动势i ε随时间的变化规律。
(1)空间中磁场B 分布均匀,且磁场B
不随时间变化,说明i ε的方向;
(2)空间中磁场分布不均匀,且磁场随时间变化,磁感应强度大小为:t kx t B ωcos )(=,
式中:ω 、k 均为常数。
解:(1)∵2)
(21 x Btg S B S d B ΦS m θ=⋅=⋅=⎰⎰ ; (3分)
∴ 2m
i d ΦBtg xv v tBtg dt
εθθ=-
=-=- ;方向由N M → ;
O x
另解:θθεtBtg v vBxtg l d B v N M
i 2)(==⋅⨯=⎰
; 方向由N M → ;
(3+1=4分)
(2)又∵ ; cos 31
)cos ( 30)
(t tg kx x d tg x t x k S d B Φx S m ωθθω='''=⋅=⎰⎰⎰ (4分)
∴ )sin 3
1
(cos 23t t t tg t kv dt d Φm i ωωωθε--=-
=。
(4分)
七、(16分)
一个半径为a 的很小的金属圆环,放在半径为b (且a b >>)的大载流圆环中心,且两圆环同心,初始时,两环面在同一平面内。
若小圆环绕一直径以匀角速度ω转动,设小圆环电阻为R ,自感可以忽略,并设大圆环通有恒定电流I ,试求: (1)这两圆环之间任一时刻的互感系数M ; (2)小圆环中任一时刻的感应电流i I ;
(3)保持小圆环做匀角速转动,需作用多大的外力矩 (4)计算大圆环中任一时刻的感应电动势。
解:(1)∵t a b I
t BS S d B ΦS m ωπμωcos 2cos 20)
(==⋅=⎰⎰ ;
∴ t b
a I ΦM m ωπμcos 22
0== ; (2)又∵t b
a I dt d Φm i ωωπμεsin 22
0=-= ; ∴ t bR
a I R
I i
i ωωπμεsin 22
0=
=
;
(3) ;外 )sin 2(
sin 22
0R
t b
a I t mB M M m ω
ωπμω⋅===
(4) 。
互
)2cos()2()(220t R
I b a dt dM I dt dI M dt d Φi i m i ωωπμεε-=+-=-==
(4*4=16分)。