高考物理【一轮复习】讲义练习阶段复习(四)　电场、电路、磁场

这是一份高考物理【一轮复习】讲义练习阶段复习(四)　电场、电路、磁场，共9页。试卷主要包含了电容话筒是录音棚中常用设备等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将质量为m、带电荷量为q的小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，丝线BC长度为2L，AC两点间的距离为2L。当小球B静止时，丝线与竖直方向的夹角θ＝45°，带电小球A、B可视为质点，重力加速度为g，静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A.丝线对小球B的拉力为2mg
B.小球A的带电荷量为2mgL22kq
C.如果小球A漏电导致电荷量减少少许，则AB之间距离减小，库仑力变大
D.如果小球A漏电导致电荷量减少少许，则丝线拉力大小不变
答案 D
解析 由题意可知BC＝ACcs 45°，所以AB与BC垂直，两小球之间的距离为AB＝ACsin 45°＝2L，对小球B进行受力分析如图所示，由平衡条件得，丝线对小球B的拉力为T＝mgcs 45°＝22mg，故A错误;由F＝T＝kQqAB2，可知Q＝2mgL2kq，故B错误;由相似三角形可知mgAC＝FAB＝TBC，若小球A漏电少许，A、B两球间的库仑力减小，AB之间距离减小，丝线的拉力大小不变，故C错误，D正确。
2.(2025·江苏南京模拟)电容话筒是录音棚中常用设备。一种电容式话筒的采集端原理图如图所示，当声波密部靠近振膜时振膜产生向右的形变，疏部靠近振膜时振膜产生向左的形变。已知振膜和背板均为导体，不采集声音时电容器电荷量稳定。下列说法正确的是( )
A.不采集声音时，通过电阻的电流方向从a到b
B.当疏部靠近时，电容器的电荷量变大
C.当密部靠近时，a点电势高于b点电势
D.当密部靠近时，电容器的电容变小
答案 C
解析 不采集声音时，电容器电荷量保持不变，电路中无电流，故A错误;当疏部靠近时，振膜产生向左的形变，振膜与背板间距增大，根据C＝εrS4πkd可知电容变小，由于电压不变，由Q＝CU知电容器的电荷量变小，故B错误;当密部靠近时，振膜产生向右的形变，振膜与背板间距减小，电容变大，电容器的电荷量变大，通过电阻的电流方向从a到b，则a点电势高于b点电势，故C正确，D错误。
3.如图所示，在沿纸面方向的匀强电场中有a、b、c、d四个点，a、b、c在同一直线上，b为a、c的中点。一电子从d到a静电力做的功为3 eV，从d到c静电力做的功为－3 eV。若d点电势为4 V，则( )
A.a点的电势为1 VB.电场线沿ac方向
C.电子从a到b电势能减少3 eVD.电场线与d、b连线垂直
答案 D
解析 电子从d运动到a静电力做的功为3 eV，有Uda＝φd－φa＝Wda-e＝－3 V，可得φa＝7 V，A错误;电子从d运动到c静电力做功为－3 eV，有Udc＝φd－φc＝Wdc-e＝3 V，可得φc＝1 V。电势沿a、b方向均匀降低，有φb＝φa＋φc2＝4 V，可知φb＝φd，则d、b所在直线为等势线，电场线与d、b连线垂直，B错误，D正确;电子从a到b电场力做负功，电势能增加量为ΔEp＝－eφb－(－eφa)＝3 eV，C错误。
4.某学校创建绿色校园引入一批节能灯，如图甲所示。该路灯通过光控开关实现自动控制，路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变，图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)。现增加光照强度，则下列判断正确的是( )
A.R0两端电压变大B.电路干路电流减小
C.A、B两灯都变亮D.B灯变亮，A灯变暗
答案 A
解析 由题意知，增加光照强度时，Rt减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律知，干路电流I增大，电源的内电压U内＝Ir增大，路端电压U减小，则A灯变暗，通过R0电流为I0＝I－IA，I增大，IA减小，则I0增大，R0两端电压U0增大，故A正确，B错误;而U＝U0＋UB，路端电压减小，则B的电压减小，B灯变暗，即A、B两灯都变暗，故C、D错误。
5.(多选)(2025·贵州毕节模拟)如图，正四棱锥底面的中心为O点，底边AB、BC的中点分别为E、F。将四个等量点电荷分别固定在底面四个顶点处，其中A、C处的点电荷带正电，B、D处的点电荷带负电，则( )
A.E、F两点的电场强度相同
B.O、P两点的电场强度相同
C.将试探电荷＋q由F点沿直线移动到P点，其电势能保持不变
D.将试探电荷＋q由O点沿直线移动到P点，其电势能逐渐减小
答案 BC
解析 A、B两点的电荷和B、C两点的电荷分别在E、F两点的电场强度方向都是指向B点，大小相等，而D点电荷在E、F两点的电场方向指向D点，大小相等，根据平行四边形定则可知，E、F两点的电场强度大小相等，方向不相同，故A错误;根据对称性可知，O点电场强度为0，两负电荷在P点电场强度方向指向O点，而两正电荷在P点的电场强度方向与负电荷的相反，同时大小又相等，所以P点电场强度也为0，故B正确;两组正负电荷连线的中垂面是共面的，电势相等，而F、P两点刚好在中垂面上，则两点电势相等，所以将试探荷＋q由F点沿直线移动到P点，其电势能保持不变，故C正确;O点也在两组正负电荷连线的中垂面上，将试探电荷＋q由O点沿直线移动到P点，其电势能不变，故D错误。
6.(多选)(2025·北京海淀区模拟)如图所示，真空区域内有宽度为d、 磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，MN、PQ 是磁场的边界。质量为m、电荷量为q 的带正电的粒子(不计重力)，沿着与MN夹角θ为30°的方向以某一速度射入磁场中，粒子恰好未能从PQ边界射出磁场。下列说法正确的是( )
A.可求出粒子在磁场中运动的半径
B.可求出粒子在磁场中运动的加速度大小
C.若仅减小射入速度，则粒子在磁场中运动的时间一定变短
D.若仅增大磁感应强度，则粒子在磁场中运动的时间一定变短
答案 ABD
解析 根据题意知粒子到达PQ边界时速度方向与边界线相切，如图所示，根据几何关系知d＝r＋rcs 30°，得r＝d1＋cs30°，根据qvB＝mv2r，解得v＝qBrm，则加速度为a＝v2r＝q2B2rm2，故A、B正确;根据t＝α2π×2πmqB＝αmqB，若仅减小射入速度，则粒子在磁场中运动的半径减小，粒子运动轨迹的圆心角不变，时间不变，若仅增大磁感应强度，粒子运动轨迹的圆心角不变，粒子在磁场中运动的时间变短，故C错误，D正确。
7.(多选)如图所示，在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(重力不计)从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域，若该三角形的两直角边的边长均为L，则下列关于粒子运动的说法正确的是( )
A.当该粒子以不同的速度入射时，在磁场中运动的最长时间为πmqB
B.当该粒子以不同的速度入射时，在磁场中的运动时间均不同
C.若该粒子的入射速度为qBL2m，则粒子一定从CD边出磁场，且射出点距C点的距离为L2
D.若要使粒子从CD边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为2qBL2m
答案 AC
解析 粒子在磁场中做匀速圆周运动，周期为T＝2πmqB，当该粒子以不同的速度入射时，当粒子从OC边离开时，粒子在磁场中运动的时间最长，且均为tmax＝T2＝πmqB，故A正确，B错误;若该粒子的入射速度为qBL2m，则轨迹半径为r＝mvqB＝L2，粒子在磁场中的运动轨迹如图甲所示，可知粒子从CD边出磁场，射出点距C点的距离为L2，故C正确;若要使粒子从CD边射出，如图乙所示，当粒子轨迹刚好与AD边相切时，粒子的轨道半径最大，粒子从O点入射的速度最大，根据几何关系可得rm＋L2cs 45°＝rm，解得rm＝(2＋1)L2，则该粒子从O点入射的最大速度为vm＝qBrmm＝(2＋1)qBL2m，故D错误。
8.(2024·四川师范大学附属中学模拟)某同学利用一个多用电表(表盘如图乙所示)测量一个内阻Rg约100 Ω、满偏电流Ig＝100 mA的电流表的内阻，主要步骤如下:
(1)欧姆挡的选择开关拨至倍率 (填“×1”“×10”或“×100”)挡，先将红、黑表笔短接调零后，将多用电表中“黑表笔”接到电流表 (填“A”或“B”)接线柱上，“红表笔”接另一个接线柱。
(2)多用电表表盘中的指针和电流表表盘指针所指位置如图乙、丙所示，该同学读出欧姆表的读数为 Ω，这时电流表的读数为 mA。
(3)测量结束后，将选择开关拨到OFF挡。
(4)通过进一步分析还可得到多用电表内部电池的电动势为 V。
答案 (1)×10 B (2)120 40 (4)10.8
解析 (1)当欧姆表的指针指在中间位置附近时，测量值较为准确，故选择“×10”挡较好;多用电表的黑表笔与内部电源正极连接，与外电路形成闭合回路后，电流从黑表笔流出，红表笔流进，而电流表接入电路要注意“＋”进“－”出，故黑表笔应接电流表的B接线柱上。
(2)欧姆表读数等于表盘刻度值×倍率，即欧姆表的读数为120 Ω;电流表的量程是0~100 mA，分度值为2 mA，则示数为40 mA。
(4)由题图乙可知表盘中间刻度为15，又选择倍率为“×10”挡，所以此时多用电表的中值电阻为150 Ω，根据E＝I(R＋R中)
得E＝40×10－3×(120＋150) V＝10.8 V。
9.(2025·广东茂名模拟)在如图所示的竖直平面xOy中，一质量为m、电荷量为＋q(q>0)的带电小球沿x轴正方向以初速度v0＝gL2从A点射入第一象限，第一象限有竖直向上的匀强电场E1＝mg2q，小球偏转后打到x轴上的C(3L，0)点，x轴下方有匀强电场E2(图中未画出)，第三、四象限有垂直于纸面向外、磁感应强度大小不同的匀强磁场，小球在x轴下方做匀速圆周运动，已知第四象限匀强磁场的磁感应强度大小为B4＝mqg2L，重力加速度大小为g。
(1)求x轴下方匀强电场的电场强度E2;
(2)求带电小球在C点的速度vC;
(3)若第三象限匀强磁场的磁感应强度大小为B3＝2mqg2L，求小球从C点运动到P(0，－3L)点所用的时间。
答案 (1)mgq，方向竖直向上 (2)2gL，与x轴正方向成60°角斜向下 (3)2π32Lg或8π32Lg
解析 (1)小球在x轴下方做匀速圆周运动，则mg＝qE2
解得E2＝mgq，方向竖直向上。
(2)小球在第一象限做类平抛运动，根据牛顿第二定律有mg－qE1＝ma
可得a＝g2
水平方向有3L＝v0t
可得t＝6Lg
竖直方向有vy＝at
可得vy＝3gL2
根据运动的合成可知vC＝v02＋vy2＝2gL
根据几何关系有tan θ＝vyv0＝3
可得θ＝60°，即vC方向与x轴正方向成60°角斜向下。
(3)小球在第四象限内做匀速圆周运动，运动半径为r1，则qvCB4＝mvC2r1
解得r1＝2L
设小球运动的周期为T1，则T1＝2πr1vC
解得T1＝2π2Lg
小球第一次运动到P点的轨迹如图甲，由几何关系可知，小球从C到P偏转圆心角为2π3，运动时间为t1＝13T1＝2π32Lg
小球经P点进入第三象限后，设运动半径为r2，则qvCB3＝mvC2r2
解得r2＝L
设小球运动的周期为T2，则T2＝2πr2vC
解得T2＝π2Lg
小球第二次运动到P点的轨迹如图乙，小球从P点再回到P点所用时间为
t2＝12T1＋T2＝2π2Lg
小球从C点运动到P点所用的时间为t1＋t2＝8π32Lg
故小球从C点运动到P点所用的时间为2π32Lg或8π32Lg。