8、如图所示,无限大均匀带正电的薄板竖直放置,其周围空间的电场可认为是匀强电场.光滑绝缘细管垂直穿过板中间小孔,一个可视为质点的带负电小球在细管内运动.以小孔为原点建立x轴,规定x轴正方向为加速度a和速度v的正方向,下图分别表示x轴上各点的电势φ、小球的加速度a、速度v和动能E k随x变化的图象,其中正确的是( )
9、如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的,下列说法正确的是() A. 甲表是伏特表,R增大时量程增大
B. 甲表是安培表,R增大时量程减小
C. 乙表是伏特表,R增大时量程增大
D. 乙表是安培表,R增大时量程减小
10、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.以下实验过程中电容器所带电荷量可认为不变。下面操作能使静电计指针张开角度变小的是()A.将M板沿水平向右方向靠近N板
B.在M、N之间插入有机玻璃板
C.将M板向上平移
D.在M、N之间插入金属板,且不和M、N接触
11、在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为E a、E b、E c和E d.点a到点电荷的距离r a与点a的电势φ
a已在图中用坐标(r a,φa)标出,其余类推.现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d 点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为W ab、W bc和W cd.下列选项正确的是( )
A.E a∶E b=4∶1
B.E c∶E d=2∶1
C.W ab∶W bc=3∶1
D.W bc∶W cd=1∶3
12、如图所示,AB⊥CD且A、B、C、D位于同一半径为r的竖直圆上,圆
心为O,在C点有一固定点电荷,电荷量为+Q,现从A点将一质量为m,
电荷量为q的点电荷由静止释放,该电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D
点时速度为(g为重力加速度),规定电场中B点的电势为零,则
在+Q形成的电场中()
A.O点电势等于A点电势 B.D点电势为﹣
C.O点电场强度大小是B点的2 倍 D.点电荷q在D点具有的电势能为﹣mgr
二、实验题(每空2分,作图2分,共16分)
13.电压表(量程为3伏)的读数为______V,电流表(量程为0.6安)的读数为______A。螺旋测微
器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为________mm.
14.某物理学习小组要描绘一只小灯泡(2.5 V 1.2 W)的伏安特性曲线,有下列器材供选用:
A.电压表(0~3 V,内阻约为6 kΩ)
B.电压表(0~15 V,内阻约为30 kΩ)
C.电流表(0~3 A,内阻约为0.1 Ω)
D.电流表(0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω)
E.滑动变阻器(0~10 Ω,允许通过的最大电流为5 A)
F.滑动变阻器(0~1 kΩ,允许通过的最大电流为0.1 A)
G.电源(3 V,内阻不计) H.开关一个,导线若干
(1)电压表应选用电流表应选用滑动变阻器应选用。(用序号字母表示)
(2)在实验中要尽可能提高实验精度,所用的实验电路图应选图乙中的( )。
(3)乙图中作出小灯泡的伏安特性曲线。
三、计算题(本题共4小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写
最后答案不得分,有数值计算的题,答案应明确写出数值和单位。)
15、(6分)如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机的内阻r=0.8Ω,电路中另一电阻R=10Ω,直流电压U=160V,电压表示数U V=110V.
试求:
(1)通过电动机的电流;
(2)输入电动机的电功率;
(3)若电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量.(g
取10m/s2).
16、(8分)倾角为37°的绝缘光滑斜面AB和绝缘光滑水平面BC平滑连接,斜面AB长L=4m,空
间存在着平行于斜面向上的匀强电场。现有质量为m=1kg,带电量为+2.0×10﹣3C的滑块(可视为质点)从A点以6m/s的速度沿斜面匀速下滑。g取10m/s2,(sin37=0.6,cos37=0.8)求:(1)电场强度的大小E;
(2)滑块在水平面BC运动的最大位移。
17、(10分)如图,ABD为竖直平面内的绝缘轨道,其中AB段是长为s=1.25m的粗糙水平面,其动摩擦因数为μ=0.1,BD段为半径R=0.2m的光滑半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103V/m.一带负电小球以速度v0从A点沿水平轨道向右运动,接着进入半圆轨道后,恰能通过最高点D点.已知小球的质量为m=2.0×10?2kg,所带电荷量q=2.0×10?5C,g=10m/s2,(水平轨道足够长,小球可视为质点,整个运动过程无电荷转移).求:
(1)小球能通过轨道最高点D时的速度大小;
(2)带电小球在从D点飞出后,首次落到水平轨道上时
的水平位移大小;
(3)小球的初速度v0.
18、(12分)在直角坐标系中,三个边长都为l=2 m的正方形如图所示排列,第一象限正方形区域ABOC中有水平向左的匀强电场,电场强度大小为E0,第二象限正方形COED的对角线CE左侧CED区域内有竖直向下的匀强电场,三角形OEC区域内无电场,正方形DENM区域内无电场.
(1)现有一带电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计)从AB边上的A点由静止释放,恰好能通过E点,求CED区域内的匀强电场的电场强度E1的大小.
(2)保持(1)问中电场强度不变,若在正方形区域ABOC内的某些点由静止释放与上述相同的带电粒子,要使所有的粒子都经过E点,则释放的坐标值x、y间应满足什么关系?
物理答案
一、选择题(48分)
二、实验题(本题共16分,每空2分)
13 2.60 (2.60-2.62) 0.53 1.772(1.771-1.775)
14(1)A D E (2)C (3)
三、计算题(36分)
15.(6分)解:(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压为:
U R=U?U V=(160?110)V=50V
流过电阻R的电流为:I R=U R
?
R
=50
10
A=5 A -----1分
即通过电动机的电流为:I M=I R=5 A ---1分
(2)电动机的分压为:U M=U V=110V ------1分
输入电动机的功率为:P电=I M U M=5×110W=550W ---1分
(3)电动机的发热功率为:P
热
=I M2r═52×0.8W=20W
电动机输出的机械功率P出=P电?P热=550W?20W=530W ----1分又因P出=mgv
所以有:m=
P
出
?
gv
=530
10×1
kg=53kg ----- 1分
16. (8分)(1)从A 到B 过程,对滑块受力分析知Eq =mgsin37°(2分)
E ==N/C =3.0×103
N/C (2分)
(2)速度从6m/s 到0,根据动能定理,有: ﹣Eqcos37°x =0﹣
(2分)
解得:x =m (2分)
17. (10分)解:(1)小球恰能通过轨道的最高点的情况下,设到达最高点的速度为v D, 则mg ?Eq =
mv D 2R
, ---2分
解得v D =1 m/s ---1分
(2)设小球离开D 点到达水平轨道的时间为t ,落点到B 点的距离为x ,
2R =1
2at 2,---1分
a =
mg?qE m
---1分
代入数据解得t =0.4 s , x =v D t =0.4 m ---1分
(3)从A 到D 由动能定理得:?μ(mg ?qE)s ?2mgR +2qER =1
2
mv D 2?1
2
mv 02 ---2分
解得:v 0=2.5m/s ---2分
18.(12分)解:
[解析] (1)设粒子出第一象限时速度为v ,加速过程 qE 0l =12
mv 2
---2分
粒子在CED 区域内做类平抛运动,由类平抛运动的规律得l =vt
l =12·qE 1m t 2
---2分 计算可得E 1=4E 0 ---2分
(2)设出发点坐标(x ,y),
加速过程qE 0x =12
mv 2
1 ---2分
经过分析知,要过E 点,粒子在第二象限中做类平抛运动时竖直位移与水平位移相等为y
y =v 1t 1 ---1分 y =12·qE 1m t 2
1 ---1分 计算可得y =x ---2分