北京市东城区高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-04静电场、恒定电流

北京市东城区高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-04静电场、恒定电流1．（2022·北京东城·统考二模）一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，W表示正电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是（　　）A． B． C． D．2．（2022·北京东城·统考模拟预测）如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A、B，其连线中点为O．在A、B所形成的电场中，以O点为圆心、半径为R的圆面垂直AB，以O为几何中心、边长为2R的正方形abcd平面垂直圆面且与AB共面，两平面边线交点分别为e、f，g为圆周上的一点．下列说法中正确的是（　　）A．a、b、c、d、e、f六点中，不存在场强和电势均相同的两点B．将一正电荷由e点沿圆弧egf移到f点，电场力先做正功后做负功C．将一电荷由a点移到圆面内任意一点时，电势能的变化量相同D．沿线段eOf移动的电荷受到的电场力先减小后增大3．（2022·北京东城·统考模拟预测）如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是（　　）A．电压表的示数增大B．电流表的示数减小C．电路的总功率一定减小D．电源内部消耗的功率一定增大4．（2020·北京东城·统考一模）如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。开关闭合前电容器不带电。闭合开关，待电路稳定后（　　）A．通过电源的电流为零 B．定值电阻两端的电压等于EC．电路消耗的电功率等于 D．电容器所带电荷量为5．（2020·北京东城·统考一模）如图所示，a、b两点位于以负点电荷-Q（Q>0）为球心的球面上，将两个带正电的检验电荷q1、q2分别置于a、b两点。下列说法正确的是（　　）A．a点电势大于b点电势B．a点电场强度大于b点电场强度C．若规定无穷远处电势为零，a、b两点的电势均为正值D．若将q1、q2分别移动到无穷远处，电场力做功不一定相等6．（2020·北京东城·统考一模）如图所示，电容器上标有“80V  1000μF”字样。下列说法正确的是（　　）A．电容器两端电压为0时其电容为零B．电容器两端电压为80V时才能存储电荷C．电容器两端电压为80V时储存的电荷量为0.08CD．电容器两端电压低于80V时其电容小于1000μF7．（2020·北京东城·统考一模）如图所示为密立根油滴实验示意图，两块水平放置的平行金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场。油滴从喷口出来时由于摩擦而带负电。油滴的大小、质量、所带电荷量各不相同。油滴进入电场时的初速度及油滴间的相互作用忽略不计。下列说法正确的是（　　）A．若观察到某油滴悬浮不动，该油滴的质量一定比其他油滴小B．若观察到某油滴悬浮不动，该油滴一定没有受到电场力作用C．若观察到某油滴向下加速运动时，该油滴的电势能一定不断减小D．若观察到某油滴向下加速运动时，该油滴所受电场力一定做负功8．（2022·北京东城·统考模拟预测）某同学设计了一个测量多用电表内电池电动势E的实验。所用到的器材有：待测多用电表（表盘中央刻度为“15”），量程为60mA的电流表（内阻未知），电阻箱， 导线若干。(1)在使用多用电表测电阻时，应选择合适的挡位。若该同学所用多用表的电阻挡有三个挡位，分别是“×1”、“×10”、“×100”。当选用“×10”挡粗测一未知电阻的阻值时，操作步骤正确，但发现表头指针偏转角过大，为了准确地进行测量，该同学将多用电表换到电阻挡的“×1”挡位。如果换挡后，立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么还缺少的必要步骤是______；(2)该同学在实验前按下图所示的电路图连接好电路，实验时已将多用电表调至电阻挡的“×1”挡位。其中a和b是多用电表的两个表笔，若两电表均正常工作，则可判断表笔b为______表笔（填“红”、或“黑”）；(3)实验过程中，某次将电阻箱的阻值调为12.5Ω，此时多用电表、电流表的指针位置分别如图（a）、（b）所示。则可求得电流表的内阻为______Ω；(4)根据上述过程可求得多用电表内电池的电动势为E=______V（结果保留三位有效数字）。9．（2020·北京东城·统考二模）温度有时能明显地影响导体的导电性能。(1)在实际应用中，常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，画出导体的伏安特性曲线。如图甲所示为某导体的伏安特性曲线。①由图甲可知，随着电压升高，该导体的电阻逐渐____（选填“变大”或“变小”）；②若将该导体与电动势，内阻的电源、阻值的定值电阻连接成图乙所示电路，电路闭合后导体的实际功率为________________；(2)如图丙所示为一个简单恒温箱的温控装置的原理电路图，电磁铁与热敏电阻R、滑动变阻器串联接在电源E两端。当通过电磁铁的电流大于或等于15mA时，吸引衔铁，使触点断开，加热器停止工作。已知电磁铁的电阻，热敏电阻在不同温度下的阻值如下表所示：t/30.040.050.060.070.080.0R/Ω208145108826249 ①现有下列实验器材可供选择：电源E1（电动势为3V，内阻1Ω）、电源E2（电动势6V，内阻2Ω）、滑动变阻器R1（0~500Ω）、滑动变阻器R2（0~2000Ω）。为使该装置实现对之间任意温度的控制且便于调节，电源E应选用_________（选填“E1”或“E2”），滑动变阻器应选用_________（选填“R1”或“R2”）；②如果要使恒温箱内的温度保持在50°C，滑动变阻器连入电路的阻值为多少？________________10．（2020·北京东城·统考一模）实验室的多用电表可以用来测量直流电流、直流电压、交变电压以及电阻。(1)某同学用表盘如图甲所示的多用电表测量电阻①他调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度后，将选择开关调到电阻挡的“×10”位置，将红、黑表笔分别插入“+”、“－”插孔，把两表笔尖相互接触，调节________（选填“S”或“T”），使多用电表的指针指向电阻挡的_________（选填“0”或“”）刻线；②之后他将红、黑表笔的笔尖分别与待测电阻两端接触，发现指针偏转角度过大，他应将选择开关调到电阻挡的__________（选填“×1”或“×100”）位置；③正确操作后，多用电表的指针位置如图乙所示。则该电阻的测量值为__________Ω；(2)他进一步了解了多用电表的原理后，找来了一块毫安表（满偏电流=1mA、内阻=120Ω），两个定值电阻（R1=1Ω，R2=880Ω），按照如图丙所示电路将毫安表改装成多用途的电表。①开关S断开时，改装后的毫安表可以作为量程是_________V的电压表使用；②若开关S闭合，毫安表指针达到满偏时，通过两表笔的电流为________A。11．（2022·北京东城·统考模拟预测）如图所示，光滑绝缘水平地面上相距2L的A、B两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a、O、b是AB连线上的三点，且O为中点，。另一质量为m、电量为q的点电荷以初速度v0从a点出发，沿AB连线向B运动，在运动过程中电荷受到的阻力满足，当它运动到O点时，动能为初动能的n倍，到b点时速度刚好为零。求：（1）a点的场强和电势；（2）电荷q在电场中运动的总路程。12．（2020·北京东城·统考二模）如图所示，真空中一对平行金属板水平正对放置，板长为L，极板面积为S，两板间距离为d。(1)图中装置可视为平行板电容器，充电后与电源断开，板间存在匀强电场。已知电容器所带电荷量为Q。请你证明：两板间的电场强度E只与Q及S有关，与d无关；(2)若保持图中两金属板间的电势差为U，现有一带电粒子从上极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达下极板时恰好落在极板中心。已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，板间电场可视为匀强电场，忽略重力和空气阻力的影响。求：带电粒子在极板间运动的加速度a和初速度v0。
参考答案：1．C【详解】A．由题意及电容公式可得，d减小时，C增大，但非线性关系，故A错误；B．由 可知，电场强度E与板间距离无关，故B错误；C．在负极接地的情况下，由题意有平移后的电势为 由上述分析可得，E不变，电势与x0的变化关系符合一次函数关系，故C正确；D．由题意及上述分析可得 电势能随着x0的变化而变化，故D错误。故选C。2．C【详解】A．图中圆面是一个等势面，e、f的电势相等，根据电场线分布的对称性可知e、f的场强相同，故A错误；B．图中圆弧egf是一条等势线，其上任意两点的电势差都为零，根据公式W=qU可知：将一正电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力不做功，故B错误；C．a点与圆面内任意一点时的电势差相等，根据公式W=qU可知：将一电荷由a点移到圆面内任意一点时，电场力做功相同，则电势能的变化量相同，故C正确；D．沿线段eof移动的电荷，电场强度先增大后减小，则电场力先增大后减小，故D错误。故选C。【点睛】常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，并要注意沿电场线的方向电势是降低的，同时注意等量异号电荷形成电场的对称性．加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题。3．D【详解】AB．在滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，总电流增大（即电流表的示数增大），电源内电压增大，路端电压减小（即电压表的示数减小），故AB错误；C．根据可知电源的总功率增大，故C错误；D．根据可知电源内部消耗的功率增大，故D正确。故选D。4．D【详解】A．闭合开关，待电路稳定后，由于电源与电阻R构成一个闭合电路，故通过电源的电流不为零，故A错误；B．定值电阻R的两端电压就是电源的路端电压，由于有内电压，所以定值电阻两端的电压不等于电源的电动势，而是，故B错误；C．电路消耗的电功率是指总电功率，即为故C错误；D．根据电容的公式，故电容器所带电荷量为故D正确。故选D。5．D【详解】A．由于a、b两点位于以负点电荷-Q（Q＞0）为球心的球面上，它们到负电荷的距离是相等的，根据点电荷周围电势的分布情况可知，以点电荷为球心的同心球面上为等势面，故a、b两点的电势相等，故A错误；B．根据点电荷周围场强的分布情况可知，以点电荷为球心的同心球面上的电场强度大小相等，方向不同，故a、b两点的电场强度大小相等，故B错误；C．规定无穷远处电势为零，则负电荷周围电势为负，a、b两点的电势均为负值，故C错误；D．a、b两点电势相等，分别移动到无穷远处，则初末位置的电势差相等，根据电场力做功的公式可知，W=qU，由于电荷量未知，两种情况下电场力做功不一定相等，故D正确。故选D。6．C【详解】AD．电容表征电容器容纳电荷的本领大小，与电压U和电量Q无关，给定的电容器电容C一定，故AD错误；B．由于电容一定，由可知，电容器两端只要有电压，电容器就能存储电荷，故B错误；C．由可知，电容器两端电压为80V时储存的电荷量为 故C正确。故选C。7．D【详解】AB．油滴进入电场后受重力与电场力，若观察到某油滴悬浮不动，说明重力与电场力平衡即则若其它油滴向上运动，则此油滴的质量小于悬浮不动油滴的质量，故AB错误；CD．若观察到某油滴向下加速运动时，由于油滴带负电，则电场力对油滴做负功，则油滴电势能增大，故C错误，D正确。故选D。8．     将红、黑表笔短接进行欧姆调零     黑     0.5     1.51【详解】(1)[1]用“×10”挡测某电阻时，操作步骤正确，表头指针偏转角很大，说明所选挡位太大，应换到“×1”挡，如果换挡后，立即用表笔接待测电阻读数，那么缺少的必要步骤是：两表笔相接再一次欧姆调零。(2)[2]因为多用电表的黑表笔接内部电池的正极，电流从电流表的正极流入，负极流出，所以b是黑表笔。(3)[3]多用电表用“×1”挡测量，读数是13.0Ω；电阻箱读数是12.5Ω，因此电流表的内阻是0.5Ω。(4)[4]由图（a）知，多用电表的中值电阻是15.0Ω，读数是13.0Ω，电流表的量程是60mA，读数是54.0mA，因此多用电表内电池的电动势是E=54.0×10-3×（13.0+15.0）V=1.51V9．     变大     0.2W     E2     R1     270Ω【详解】（1）①[1]图甲中曲线上任意一点与坐标原点连线的斜率的倒数是该导体的电阻，随着导体两端电压的增加，图像上的点与坐标原点的连线的斜率变小，斜率的倒数变大，则电阻变大。②[2]在乙图中，将阻值的电阻视为电源内阻的一部分，则电源电动势，内阻，并在图甲中画出电源的伏安特性曲线如图1由图1可知，交点即为导体的工作状态，此时导体两端电压U1=1.0V，电流I1=0.2A,由（2）①[3]如果选择电源E1，在温度等于30°C时，电流约等于电流太小无法正常工作，故只能选择E2。[4]已知电源E2（电动势6V，内阻2Ω），工作电流约15mA，可知电路总电阻约为总电阻为400Ω，故选择滑动变阻器R1（0~500Ω）即可满足要求。②[5]由题知，50°C时热敏电阻的阻值根据闭合电路欧姆定律解得滑动变阻器连入电路的阻值为270Ω。10．     T     0     ×1     15     1     1.001【详解】(1)[1][2]将选择开关调到电阻挡的“×10”位置后，要进行欧姆调零，将红、黑表笔分别插入“+”、“－”插孔，把两笔尖相互接触，调节T，使电表指针指向电阻挡的“0刻线”；[3]发现指针偏转角度过大，则被测量电阻较小，所以要调小倍率，应将选择开关调到电阻挡的“×1”挡，然后再进行欧姆调零；[4]由图乙可知，电阻的测量值为；(2)[5]开关S断开时，毫安表与R2串联，由欧姆定律可得改装后电压表的量程为[6]若开关S闭合，毫安表指针达到满偏时，流过R1的电流为则通过两表笔的电流为11．（1），方向向右（指向B）  ；（2）【详解】（1）设a点的电场强度为E，则方向向右（指向B）。由对称分析可知，a、b两点的电势相等，即，且，，设电荷q在运动中所受的阻力为f，由动能定理得当电荷由a运动到O点时，有当电荷由a运动到b点时，有联立各式解得（2）电荷最终静止在O点，设由运动到最后静止所通过的路程为S，则联立各式解得12．(1)证明见解析；(2)，【详解】(1)根据平行板电容器电容的决定式有根据电容的定义式有根据匀强电场中电场强度与电势差关系有联立可得由此可证两板间的电场强度E只与Q及S有关，与d无关。(2)金属板间匀强电场的场强粒子在板间运动的加速度在垂直于金属板的方向，带电粒子做初速度为零的匀加速直线运动在平行于金属板的方向，带电粒子以速度v0做匀速直线运动带电粒子的初速度