一、選擇題(每小題4分,共40分)
1.在一個(gè)等邊三角形ABC頂點(diǎn)B、C處各放一個(gè)點(diǎn)電荷時(shí),測(cè)得A處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,方向與BC邊平行沿B指向C.如圖1所示,拿走C處的電荷后,A處電場(chǎng)強(qiáng)度的情況將是( )
圖1
A.大小仍為E,方向由A指向B
B.大小變?yōu),方向不?/P>
C.大小仍為E,方向沿BA向外
D.無(wú)法確定
解析:根據(jù)矢量合成法則可推理知,在B、C兩處同時(shí)存在場(chǎng)電荷時(shí),合電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向沿平行BC的方向,說(shuō)明B、C兩處電荷在A處獨(dú)立產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向均與合電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)成60°.當(dāng)撤去C處場(chǎng)電荷時(shí),只剩下B處場(chǎng)電荷,此時(shí)A處場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向沿BA方向向外.
答案:C
2.如圖2所示,AB是某個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,在線上O點(diǎn)放一個(gè)自由的負(fù)電荷,它將沿電場(chǎng)線向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng).下列判斷中正確的是( )
圖2
A.電場(chǎng)線由B指向A,該電荷做加速運(yùn)動(dòng),加速度越來(lái)越小
B.電場(chǎng)線由B指向A,該電荷做加速運(yùn)動(dòng),加速度越來(lái)越大
C.電場(chǎng)線由B指向A,該電荷做加速運(yùn)動(dòng),加速度變化不能確定
D.電場(chǎng)線由A指向B,該電荷做勻加速運(yùn)動(dòng)
解析:電場(chǎng)線是直線型,負(fù)電荷由靜止開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng),它的運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)線方向相反.而電荷運(yùn)動(dòng)所在處的電場(chǎng)線疏密程度不確定,故它的加速度大小變化情況也不確定.
答案:C
圖3
3.如圖3所示,電荷量為+q和-q的點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn),正方體范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)有( )
A.體中心、各面中心和各邊中點(diǎn)
B.體中心和各邊中點(diǎn)
C.各面中心和各邊中心
D.體中心和各面中心
解析:對(duì)于每個(gè)側(cè)面,分別連接兩正點(diǎn)電荷與兩負(fù)點(diǎn)電荷,即兩條對(duì)角線,可以看到兩條對(duì)角線的交點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度都為零,所以各側(cè)面的電場(chǎng)強(qiáng)度都為零.分析每個(gè)邊的中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都不可能為零.所以D正確.
答案:D
圖4
4.如圖4所示是一只利用電容器電容(C)測(cè)量角度(θ)的電容式傳感器的示意圖.當(dāng)動(dòng)片和定片之間的角度(θ)發(fā)生變化時(shí),電容(C)便發(fā)生變化,于是通過(guò)知道電容(C)的變化情況就可以知道角度(θ)的變化情況.下圖的圖像中,最能正確反映角度(θ)與電容(C)之間關(guān)系的是( )
解析:由題中介紹的電容器構(gòu)造可知:C=
S=(π-θ)R2所以C=-·θ電容C隨θ增大而減小,且為線性關(guān)系.
答案:B
5.空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),有一電荷量q(q>0),質(zhì)量m的粒子從O點(diǎn)以速率v0射入電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速率為2v0.現(xiàn)有另一電荷量-q、質(zhì)量m的粒子以速率2v0仍從O點(diǎn)射入該電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速率為3v0.若忽略重力的影響,則( )
A.在O、A、B三點(diǎn)中,B點(diǎn)電勢(shì)最高
B.在O、A、B三點(diǎn)中,A點(diǎn)電勢(shì)最高
C.OA間的電勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差大
D.OA間的電勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差小
解析:本題考查電場(chǎng)力做功和動(dòng)能定理,意在考查考生掌握電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化關(guān)系.由動(dòng)能定理有qUOA=m(2v0)2-mv=mv;-qUOB=m(3v0)2-m(2v0)2=mv,故在三點(diǎn)中,B點(diǎn)的電勢(shì)最高,A點(diǎn)的電勢(shì)最低,OA間的電勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差小,所以選AD.
答案:AD
6.一輛電瓶車,質(zhì)量為500 kg,由內(nèi)阻不計(jì)的蓄電池組向直流電動(dòng)機(jī)提供24 V的電壓,當(dāng)電瓶車在水平地面上以0.8 m/s的速度勻速行駛時(shí),通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為5 A,設(shè)車所受的阻力是車重的0.02倍(g=10 m/s2),則此電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是( )
A.4.8 Ω B.3.2 Ω
C.1.6 Ω D.0.4 Ω
解析:由能量守恒得:UIt=Fvt+I2rt,又F=f=k·G,所以UI=kG·v+I2r,所以r=1.6 Ω.
答案:C
圖5
7.如圖5所示,在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)(磁場(chǎng)垂直紙面向里),有一離子(不計(jì)重力)從勻強(qiáng)電場(chǎng)左邊飛入,恰能沿直線飛過(guò)此區(qū)域,則( )
A.若離子帶正電,E方向應(yīng)向下
B.若離子帶負(fù)電,E方向應(yīng)向上
C.若離子帶正電,E方向應(yīng)向上
D.不管離子帶何種電荷,E的方向都向下
解析:離子要能沿直線飛過(guò)此區(qū)域,則需要滿足電場(chǎng)力與洛倫茲力等大反向.
答案:AD
圖6
8.如圖6所示的電路,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí),燈L1、L2正常發(fā)光.由于電路出現(xiàn)故障,突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮,燈L2變暗,電流表的讀數(shù)變小.試根據(jù)上述現(xiàn)象判斷,發(fā)生的故障可能是( )
A.R1斷路
B.R2斷路
C.R3短路
D.R4短路
圖7
解析:畫(huà)出電路的等效電路如圖7所示.再根據(jù)閉合電路歐姆定律可判斷A正確.
答案:A
圖8
9.當(dāng)放在同一平面內(nèi)的長(zhǎng)直導(dǎo)線MN和金屬框通以如圖8所示電流時(shí),MN固定不動(dòng),金屬框的運(yùn)動(dòng)情況是( )
A.金屬框?qū)⒖拷麺N
B.金屬框?qū)⑦h(yuǎn)離MN
C.金屬框?qū)⒁訶X′為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
D.金屬框?qū)⒁訷Y′為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
解析:金屬框左邊受到吸引力,右邊受到排斥力,上、下兩邊各受到向外的力,相互抵消,但左邊的吸引力大于右邊排斥力,故A對(duì).
答案:A
10.如下圖9所示,回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子使它獲得很大動(dòng)能的裝置.其核心部分是兩個(gè)D型金屬盒,置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩盒分別與高頻電源相連.則帶電粒子加速所獲得的最大動(dòng)能與下列因素有關(guān)的是( )
圖9
A.加速的次數(shù)
B.加速電壓的大小
C.金屬盒的半徑
D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
解析:粒子飛出時(shí)有:R=,所以此時(shí)動(dòng)能Ek=mv2==,所以最大動(dòng)能與半徑R和磁感應(yīng)強(qiáng)度B有關(guān).
答案:CD