物理·山东省临沂十八中2016-2017学年高二上学期期中物理试卷 Word版含解析

物理·山东省临沂十八中2016-2017学年高二上学期期中物理试卷 Word版含解析

‎2016-2017学年山东省临沂十八中高二（上）期中物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多个选项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1．关于静电场，下列说法正确的是（　　）‎ A．电场强度为零的地方，电势也为零 B．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 C．电场线越密的地方相等距离两点的电势差越大 D．根据公式Uab=Ed可知，在匀强电场中a、b间的距离越大，电势差就越大 ‎2．横截面的直径为d、长为l的导线，两端电压为U，当这三个量中一个改变时，对自由电子定向运动的平均速率的影响是（　　）‎ A．电压U加倍，自由电子定向运动的平均速率不变 B．导线长度l加倍，自由电子定向运动的平均速率加倍 C．导线横截面的直径加倍，自由电子定向运动的平均速率不变 D．以上说法均不正确 ‎3．如图所示，M、N为固定的等量异种点电荷，带电粒子在电场中运动，运动轨迹与等量异种电荷在同一平面内，A、B、C为轨迹上的三个点．带电粒子仅受电场力作用，其在A、B、C点的电势能大小分别为EPa、EPb、EPc，速度大小分别为va、vb、vc，则（　　）‎ A．EPa=EPc＞EPb，va=vc＞vb B．EPb＞EPa=EPc ，va=vc＞vb C．EPa=EPc＞EPb，vb＞vc=va D．EPb＞EPa=EPc，vb＞vc=va ‎4．如图所示，是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关闭合，平行板电容器内一带电液滴静止，则（　　）‎ A．减小电容器两极板间距离，液滴向下运动 B．减小电容器两极板间距离，电容器的电容变小 C．减小电容器两极板间距离，电阻R中有从b流向a的电流 D．若开关断开再减小电容器两极板间距离，液滴向下运动 ‎5．在新农村建设的街道亮化工程中，全部使用太阳能路灯，如图是某行政村使用的太阳能路灯的电池板铭牌，电池的开路电压等于电池在断路时（即没有电流通过两极时）电池两极的电压，则电池板的内阻值约为（　　）‎ A．0.14Ω B．0.16Ω C．6.23Ω D．7.35Ω ‎6．如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电．一电荷量为q（q＞0）的粒子在电容器中靠近下极板处．以初动能Ek0竖直向上射出．不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎7．如图所示，在两等量同种点电荷的电场中，a、d为两电荷连线的中垂线上的两点，b、c两点关于中垂线对称，d点为bc的中点，以下判断正确的是（　　）‎ A．b点和c点的电场强度相等 B．b点和c点的电势相等 C．a点的电势大于d点的电势 D．试探电荷+q在a点的电势能小于在d点的电势 ‎8．不带电导体P置于电场中，其周围电场线分布如图所示，a、b为电场中的两点，c点为导体内部的点，下列说法正确的是（　　）‎ A．a点电场强度小于b点电场强度 B．c点电场强度小于b点电场强度 C．负检验电荷在a点的电势能比在b点的大 D．导体P表面处的电场线与导体表面垂直 ‎9．如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法正确的是（　　）‎ A．M带负电荷，N带正电荷 B．M在b点的动能小于它在a点的动能 C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能 D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功 ‎10．如图所示，圆形槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，半径为R，直径MN水平PQ竖直．a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），质量为m，b固定在C点，C点为圆弧QN的中点，a从M点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点D（图中未画出）时速度为零．则小球a（　　）‎ A．D点在N点的上方 B．运动到P点的速度为 C．从M到D的过程中，电势能先减小后增大 D．从P到D的过程中，动能减少量小于电势能增加量 ‎　‎ 二、实验题（本题共2个小题，共20分.把答案写在答题卡中指定答题处，不要求写出演算过程）‎ ‎11．为了测定一个“6.3V、1W”的小电珠在额定电压下较准确的电阻值，可供选择的器材有：‎ A．电流表（0～3A，内阻约0.04Ω）　　‎ B．毫安表（0～300mA，内阻约4Ω）‎ C．电压表（0～10V，内阻10KΩ）‎ D．电压表（0～3V，内阻10KΩ）‎ E．电源（额定电压9V，最大允许电流1A）‎ F．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω，额定电流1A）‎ G．滑动变阻器（阻值范围0～50Ω，额定功率0.5W）‎ H．导线若干根，电键一个 ‎（1）为使测量安全和尽可能准确，电流表应选　　，电压表应选　　，滑动变阻器应选　　．（用字母代号填写）‎ ‎（2）请画出电路图．并把图中所示实物图用线连接起来．‎ ‎12．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，所用小灯泡的规格为“2.5V，0.3A”‎ ‎（1）用实验室的“高中学生电源”作为电源，应该选用图中　　（“稳压2A”或“交流3A”）的二个接线柱 ‎（2）若甲同学用干电池做电源，选择合适的器材，连好实物图如图所示，乙同学检查发现有3处错误，请指出其中的错误：‎ ‎①　　；‎ ‎②　　；‎ ‎③　　；‎ ‎（3）实验结束之后，丙同学描绘了如图的伏安特性曲线，‎ 老师一看就判定是错误的，老师判定的依是　　．‎ ‎　‎ 三、计算题（共4小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.）‎ ‎13．匀强电场平行于等边三角形ABC所在的平面，一个电子以一定的初速度从A点运动到B点，电场力做负功为E0，一个质子在电场力作用下由A移到C动能增加E0，等边三角形的边长为l，已知质子电荷量为e，求匀强电场的场强．‎ ‎14．如图所示，M为电动机，N为电炉子，电炉子的电阻R=4Ω，电动机的内阻r=1Ω，恒定电压U=12V．当S1闭合、S2断开时，电流表A示数为I1；当S1、S2同时闭合时，电流表A示数为I2=5A；求：‎ ‎（1）I1示数及电炉子发热功率各多大？‎ ‎（2）电动机的输出功率是多少？‎ ‎15．如图1所示，真空中相距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源连接（图中未画出），其中B板接地（电势为零），A板电势变化的规律如图2所示．将一个质量m=2.0×10﹣23kg，电量q=+1.6×10﹣15C的带电粒子从紧临B板处释放，不计重力．求：‎ ‎（1）在t=0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；‎ ‎（2）若在t=时刻从紧临B板处无初速释放该带电粒子，粒子恰好不能到达A板，试求 A板电势变化的周期为多大？‎ ‎16．带电粒子质量为m，电荷量为q，由静止经过电压为U1的加速电场加速后，进入两块间距为d、电压为U2的平行金属板间．若带电粒子从两板正中间平行于金属板的方向进入，且恰好能穿过电场．不计粒子重力，求：‎ ‎（1）金属板的长度；‎ ‎（2）粒子偏转角的正切值．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年山东省临沂十八中高二（上）期中物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多个选项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1．关于静电场，下列说法正确的是（　　）‎ A．电场强度为零的地方，电势也为零 B．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 C．电场线越密的地方相等距离两点的电势差越大 D．根据公式Uab=Ed可知，在匀强电场中a、b间的距离越大，电势差就越大 ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系．电场强度为零，电势不一定为零．电势为零，电场强度也不一定为零．电场强度越大的地方，电势不一定高．顺着电场线方向，电势逐渐降低，但场强不一定减小．‎ ‎【解答】解：A、电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零．故A错误．‎ B、沿电场线的方向电势降低最快；故电场中任一点的电场强度的方向总是指向该点电势降落最快的方向；故B正确；‎ C、电场线越密的地方电场强度大，但是若两点间不沿电场线，则电势差不一定大，故C错误；‎ D、公式Uab=Ed中d为沿电场线的距离，若ab两点不沿电场线，则电势差不一定大，故D错误．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎2．横截面的直径为d、长为l的导线，两端电压为U，当这三个量中一个改变时，对自由电子定向运动的平均速率的影响是（　　）‎ A．电压U加倍，自由电子定向运动的平均速率不变 B．导线长度l加倍，自由电子定向运动的平均速率加倍 C．导线横截面的直径加倍，自由电子定向运动的平均速率不变 D．以上说法均不正确 ‎【考点】电流、电压概念；电阻定律．‎ ‎【分析】根据欧姆定律、电流的微观表达式I=nqvS和电阻定律结合分析自由电子定向运动的平均速率如何变化．‎ ‎【解答】解：‎ A、电压U加倍时，由欧姆定律得知，电流加倍，由电流的微观表达式I=nqvS得知，自由电子定向运动的平均速率v加倍．‎ B、导线长度l加倍，由电阻定律得知，电阻加倍，电流减半，则由电流的微观表达式I=nqvS得知，自由电子定向运动的平均速率v减半．故B错误．‎ C、导线横截面的直径d加倍，由S=得到，截面积变为4倍，由电阻定律得知，电阻变为倍，电流变为原来的4倍，根据电流的微观表达式I=nqvS得知，自由电子定向运动的平均速率v不变．故C正确．‎ D、由上得到D错误．‎ 故选C ‎　‎ ‎3．如图所示，M、N为固定的等量异种点电荷，带电粒子在电场中运动，运动轨迹与等量异种电荷在同一平面内，A、B、C为轨迹上的三个点．带电粒子仅受电场力作用，其在A、B、C点的电势能大小分别为EPa、EPb、EPc，速度大小分别为va、vb、vc，则（　　）‎ A．EPa=EPc＞EPb，va=vc＞vb B．EPb＞EPa=EPc ，va=vc＞vb C．EPa=EPc＞EPb，vb＞vc=va D．EPb＞EPa=EPc，vb＞vc=va ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】根据轨迹的弯曲方向确定粒子受到的电场力方向，判断电性，结合电场力与速度方向的夹角判断做功正负，由动能定理比较三点速度大小；根据动能和电势能之和不变，比较三点电势能的大小；‎ ‎【解答】解：由轨迹的弯曲方向知粒子所受电场力向右侧，粒子带负电，从A到B电场力与速度方向的夹角为钝角，电场力做负功，根据动能定理，速度减小，，a、c两点在同一个等势面上，从a到c电场力做功为0，根据动能定理，，即，动能大小，因为只有电场力做功，动能和电势能之和不变，所以电势能大小，故B正确，ACD错误；‎ 故选：B ‎　‎ ‎4．如图所示，是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关闭合，平行板电容器内一带电液滴静止，则（　　）‎ A．减小电容器两极板间距离，液滴向下运动 B．减小电容器两极板间距离，电容器的电容变小 C．减小电容器两极板间距离，电阻R中有从b流向a的电流 D．若开关断开再减小电容器两极板间距离，液滴向下运动 ‎【考点】闭合电路的欧姆定律；电容．‎ ‎【分析】根据电容的决定式判断电容的变化，根据电容的定义式分析板间电压的变化，根据推论分析板间场强的变化，确定电荷能否保持静止，确定电容器是处于充电还是放电状态，判断电路中电流的方向．‎ ‎【解答】解：A、减小电容器两极板间的距离，因为电压不变，场强增大，电场力增大，液滴向上运动，故A错误；‎ B、根据电容的决定式，，减小极板距离，电容器的电容变大，故B错误；‎ C、减小极板距离，电容变大，根据Q=CU知电压变大，电容器充电，电阻R中有从b流向a的电流，故C正确；‎ D、断开开关时，电容器的电荷量不变，根据，板间场强不变，电场力不变，液滴仍然处于静止状态，故D错误；‎ 故选：C ‎　‎ ‎5．在新农村建设的街道亮化工程中，全部使用太阳能路灯，如图是某行政村使用的太阳能路灯的电池板铭牌，电池的开路电压等于电池在断路时（即没有电流通过两极时）电池两极的电压，则电池板的内阻值约为（　　）‎ A．0.14Ω B．0.16Ω C．6.23Ω D．7.35Ω ‎【考点】闭合电路的欧姆定律；电源的电动势和内阻．‎ ‎【分析】由铭牌信息可知电动势和短路电流，则由闭合电路的欧姆定律可求得电池的内电阻．‎ ‎【解答】解：根据太阳能路灯的电池板铭牌可知，开路电压即为电源电动势，所以E=43V，‎ 短路电流为：I=5.85A，‎ 则内电阻为：r===7.35Ω；‎ 故选：D ‎　‎ ‎6．如图，平行板电容器两极板的间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电．一电荷量为q（q＞0）的粒子在电容器中靠近下极板处．以初动能Ek0竖直向上射出．不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；动能定理；电场强度．‎ ‎【分析】粒子在电场中只受到电场力的作用，只有电场力做功，粒子恰好到达上极板时速度恰好与上极板平行，所以将粒子初速度分解为垂直极板和平行极板的分速度，再结合运动学公式可求得E．‎ ‎【解答】解：根据电荷的受力情况可知，粒子在电场中做曲线运动，如图所示，‎ 将粒子的速度v分解为垂直于板的vy和平行于板的vx，由于极板与水平面夹角45°，粒子的初速度方向竖直向上，所以粒子初速度在垂直于板的方向的速度为vy=v0sin45°=．‎ 当电场足够大时，粒子到达上极板时速度恰好与上极板平行，即粒子垂直于极板方向的速度vy′=0．‎ 根据运动学公式有﹣vy′2=2d 又知Ek0=m 联立以上各式求得E=‎ 故B正确，ACD错误；‎ 故选：B ‎　‎ ‎7．如图所示，在两等量同种点电荷的电场中，a、d为两电荷连线的中垂线上的两点，b、c两点关于中垂线对称，d点为bc的中点，以下判断正确的是（　　）‎ A．b点和c点的电场强度相等 B．b点和c点的电势相等 C．a点的电势大于d点的电势 D．试探电荷+q在a点的电势能小于在d点的电势 ‎【考点】电场的叠加；电势．‎ ‎【分析】根据等量同种电荷的电场分布特点可知各点的场强大小，根据电场线的方向分析电势高低．‎ ‎【解答】解：A、根据电场线分布的对称性，可知b点和c点的电场强度大小相等，但方向不同，所以电场强度不等，故A错误．‎ B、因两等量同种电荷的电场具有对称性，因此b点和c点的电势相等，故B正确．‎ C、在两等量同种电荷连线的中垂线上，电场方向由a→d，则a点的电势大于d点的电势，故C正确．‎ D、正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，所以试探电荷+q在a点的电势能大于在d点的电势．故D错误．‎ 故选：BC ‎　‎ ‎8．不带电导体P置于电场中，其周围电场线分布如图所示，a、b为电场中的两点，c点为导体内部的点，下列说法正确的是（　　）‎ A．a点电场强度小于b点电场强度 B．c点电场强度小于b点电场强度 C．负检验电荷在a点的电势能比在b点的大 D．导体P表面处的电场线与导体表面垂直 ‎【考点】电场线．‎ ‎【分析】根据电场线的疏密程度判断电场强度的大小；根据沿着电场线，电势逐渐降低来判断电势的高低；正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大；电场线与等势面垂直．‎ ‎【解答】解：A、由电场线越密的地方，电场强度越大，结合图可知a点的电场线密，a点电场强度大于b点电场强度，故A错误；‎ B、c点处于静电平衡状态的导体的内部，电场强度大小是0，则c点电场强度小于b点电场强度．故B正确；‎ C、沿着电场线，电势逐渐降低，a点处于电场线的靠前的位置，即a点的电势比c高，c的电势比b，所以a点的电势高于b点的电势．负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，故负检验电荷在a点的电势能比在b点的小．故C错误；‎ D、处于静电平衡状态的导体是等势体，其表面是等势面，由于等势面与电场线垂直，所以导体P表面处的电场线与导体表面垂直，故D正确．‎ 故选：BD ‎　‎ ‎9．如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力．下列说法正确的是（　　）‎ A．M带负电荷，N带正电荷 B．M在b点的动能小于它在a点的动能 C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能 D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度．‎ ‎【分析】根据轨迹的弯曲，确定粒子所受的力是吸引力还是排斥力，从而确定粒子的电性；根据动能定理，结合库仑力做功情况判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化．‎ ‎【解答】解：A、由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确．‎ B、M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B正确．‎ C、d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故C正确．‎ D、N从c到d，库仑斥力做正功，故D错误．‎ 故选：ABC．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，圆形槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，半径为R，直径MN水平PQ竖直．a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），质量为m，b固定在C点，C点为圆弧QN的中点，a从M点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点D（图中未画出）时速度为零．则小球a（　　）‎ A．D点在N点的上方 B．运动到P点的速度为 C．从M到D的过程中，电势能先减小后增大 D．从P到D的过程中，动能减少量小于电势能增加量 ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】分析库仑力及重力的合力，根据功的公式明确合力做功情况；再根据重力做功和电场力做功的特点与势能的关系分析电势能的变化．‎ ‎【解答】解：A、带正电小球a如果到达N点上方，电场力和重力均做负功，D点速度不可能为0，所以D点在N点的下方，故A错误；‎ B、因为M、P到b球的距离相等，所以M、P在正电荷b的一个等势面上，所以从M到P电场力做功为0，根据动能定理：，解得，故B正确；‎ C、从M到D的过程中，a、b两球距离先增加后减小，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故C正确；‎ D、从P到D的过程中，动能减少，重力势能增加，电势能增加，所以动能减少量大于电势能增加量，故D错误；‎ 故选：BC ‎　‎ 二、实验题（本题共2个小题，共20分.把答案写在答题卡中指定答题处，不要求写出演算过程）‎ ‎11．为了测定一个“6.3V、1W”的小电珠在额定电压下较准确的电阻值，可供选择的器材有：‎ A．电流表（0～3A，内阻约0.04Ω）　　‎ B．毫安表（0～300mA，内阻约4Ω）‎ C．电压表（0～10V，内阻10KΩ）‎ D．电压表（0～3V，内阻10KΩ）‎ E．电源（额定电压9V，最大允许电流1A）‎ F．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω，额定电流1A）‎ G．滑动变阻器（阻值范围0～50Ω，额定功率0.5W）‎ H．导线若干根，电键一个 ‎（1）为使测量安全和尽可能准确，电流表应选　B　，电压表应选　C　，滑动变阻器应选　F　．（用字母代号填写）‎ ‎（2）请画出电路图．并把图中所示实物图用线连接起来．‎ ‎【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线．‎ ‎【分析】（1）根据小灯泡的额定电流来选择电流表量程，根据额定电压来选择电压表量程；由电流从零调可知，变阻器应用分压式接法，应选择阻值小的变阻器．‎ ‎（2）由于小灯泡电阻较小，故可知电流表应用外接法，同时明确滑动变阻器的外接法应用．‎ ‎【解答】解：（1）：由小灯泡规格“6.3V，1W”可知，额定电流为：I===0.16A=160mA，所以电流表应选B；‎ 由于额定电压为6.3V，所以电压表应选C；由于测定小灯泡伏安特性曲线实验要求电流从零调，所以变阻器应用分压式接法，而采用分压式接法时，变阻器的电阻越小调节越方便，所以变阻器应选F；‎ ‎（2）：由于小灯泡电阻较小，满足，所以电流表应用外接法，即电路应是“分压外接法”，电路图如图所示：‎ 故答案为：（1）B、C、F ‎（2）如图所示．‎ ‎　‎ ‎12．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，所用小灯泡的规格为“2.5V，0.3A”‎ ‎（1）用实验室的“高中学生电源”作为电源，应该选用图中　稳压2A　（“稳压2A”或“交流3A”）的二个接线柱 ‎（2）若甲同学用干电池做电源，选择合适的器材，连好实物图如图所示，乙同学检查发现有3处错误，请指出其中的错误：‎ ‎①　滑动变阻器应采用分压式连接方式　；‎ ‎②　电流表应采用外接法接入电路　；‎ ‎③　电压表量程应选择3V档　；‎ ‎（3）实验结束之后，丙同学描绘了如图的伏安特性曲线，‎ 老师一看就判定是错误的，老师判定的依是　电压增大电阻增大　．‎ ‎【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线．‎ ‎【分析】（1）明确实验原理，知道实验中应采用的电源；‎ ‎（2）根据实验原理和给出的电路图进行分析，从而明确实验中的错误；‎ ‎（3）明确I﹣U图象的性质，同时知道灯泡电阻随温度的变化规律的应用．‎ ‎【解答】解：（1）本实验中应采用直流电源，故选择稳压2A； ‎ ‎（2）由电路图及实验原理可知，该同学接法中出现了三处错误；‎ ‎①滑动变阻器应采用分压式连接方式；‎ ‎②电流表应采用外接法接入电路 ‎③电压表量程应选择3V档．‎ ‎（3）由于灯泡电阻随温度的升高而增大，所以图象应凸起；‎ 故答案为：（1）稳压2A ‎ ‎（2）①滑动变阻器应采用分压式连接方式；‎ ‎②电流表应采用外接法接入电路；‎ ‎③电压表量程应选择3V档．‎ ‎（3）电压增大电阻增大 ‎　‎ 三、计算题（共4小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.）‎ ‎13．匀强电场平行于等边三角形ABC所在的平面，一个电子以一定的初速度从A点运动到B点，电场力做负功为E0，一个质子在电场力作用下由A移到C动能增加E0，等边三角形的边长为l，已知质子电荷量为e，求匀强电场的场强．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；动能定理的应用．‎ ‎【分析】根据动能定理可求得BA间和CA间的电势差，判断A、B、C三点的电势差，画出等势面和电场线的分布情况，由公式U=Ed，d是电场线方向两点间的距离求场强．‎ ‎【解答】解：对电子运用动能定理：‎ 对质子运用动能定理：‎ 根据以上两式可得：‎ 故电场线方向垂直BC方向，沿AB方向电势降低 又 解得：‎ 答：匀强电场的场强为 ‎　‎ ‎14．如图所示，M为电动机，N为电炉子，电炉子的电阻R=4Ω，电动机的内阻r=1Ω，恒定电压U=12V．当S1闭合、S2断开时，电流表A示数为I1；当S1、S2同时闭合时，电流表A示数为I2=5A；求：‎ ‎（1）I1示数及电炉子发热功率各多大？‎ ‎（2）电动机的输出功率是多少？‎ ‎【考点】电功、电功率．‎ ‎【分析】（1）根据欧姆定律列式求解电流，电炉子是纯电阻电路，电功等于电热；‎ ‎（2）电动机是非纯电阻电路，输出功率等于总功率减去热功率．‎ ‎【解答】解：（1）电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律I=RU得：I1===3A，‎ 其发热功率为：PR=UI1=12×3=36W；‎ ‎（2）当S1、S2同时闭合时，流过电动机的电流为：I3=I2﹣I1=2A，‎ 电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI3=P+I32r，‎ 代入数据解得：P=20W；‎ 答：（1）I1示数为3A，电炉子发热功率为36W；‎ ‎（2）电动机的输出功率是20W．‎ ‎　‎ ‎15．如图1所示，真空中相距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源连接（图中未画出），其中B板接地（电势为零），A板电势变化的规律如图2所示．将一个质量m=2.0×10﹣23kg，电量q=+1.6×10﹣15C的带电粒子从紧临B板处释放，不计重力．求：‎ ‎（1）在t=0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；‎ ‎（2）若在t=时刻从紧临B板处无初速释放该带电粒子，粒子恰好不能到达A板，试求 A板电势变化的周期为多大？‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】（1）由图可知两板间开始时的电势差，则由U=Ed可求得两板间的电场强度，则可求得电场力，由牛顿第二定律可求得加速度的大小；‎ ‎（2）因粒子受力可能发生变化，故由位移公式可求得粒子通过的距离，由粒子恰好不能到达A板求解A板电势变化的周期．‎ ‎【解答】解：（1）电场强度E=，带电粒子所受电场力为：F=qE=q，F=ma a==m/s2=4.0×109m/s2‎ 释放瞬间粒子的加速度为4.0×109m/s2；‎ ‎（2）带电粒子在t=～t=向A板做匀加速运动，在t=～t=T向A板做匀减速运动，速度减为零后将返回，粒子向A板运动可能的最大位移为：‎ s=2×a=aT2‎ 要求粒子恰好不能到达A板，有，s=d d=2×a=aT2‎ 解得：T=×10﹣5s 答：‎ ‎（1）在t=0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小为4.0×105m/s2；‎ ‎（2）A板电势变化的周期为×10﹣5s．‎ ‎　‎ ‎16．带电粒子质量为m，电荷量为q，由静止经过电压为U1的加速电场加速后，进入两块间距为d、电压为U2的平行金属板间．若带电粒子从两板正中间平行于金属板的方向进入，且恰好能穿过电场．不计粒子重力，求：‎ ‎（1）金属板的长度；‎ ‎（2）粒子偏转角的正切值．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】（1）先由动能定理可求得粒子加速获得的速度；粒子进入偏转电场后做类平抛运动，根据牛顿第二定律和分位移公式列式，求解金属板的长度；‎ ‎（2）由推论：粒子射出电场时速度的反向延长线交水平位移的中点，由几何关系可求得偏转角的正切值．‎ ‎【解答】解：（1）设带电粒子飞离加速电场时的速度为v0，由动能定理得：‎ qU1=‎ 设金属板AB的长度为L，电子偏转时间为 t=‎ 电子在偏转电场中产生偏转加速度 a=‎ 电子在电场中偏转距离： d=‎ 联立以上几式得：L=d ‎（2）根据推论：粒子射出电场时速度的反向延长线交水平位移的中点，由几何关系得 得：粒子偏转角的正切值 tanθ==‎ 解得：tanθ=‎ 答：（1）金属板的长度是d；‎ ‎（2）粒子偏转角的正切值是．‎ ‎　‎ ‎2016年12月9日