2021年高考物理三轮冲刺《电场与恒定电流》练习三（含答案详解）

2021年高考物理三轮冲刺

《电场与恒定电流》练习三

一、单选题

1.如图所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0从a点竖直向上射入匀强电场中，匀强电场方向水平向右．粒子通过电场中的b点时，速率为2v0，方向与电场方向一致，则a、b两点间的电势差为(　　)

A.          B.          C.          D.

2.如图所示,光滑绝缘的半圆轨道竖直放置,直径AD水平,B、C是三等分点,在A、D两点固定有电荷量为Q1和Q2的正点电荷,一不计重力的带电小球,恰好能静止在C点,现使该小球以一定的初速度从A点沿轨道运动到D点,则下列说法正确的是(　　)

A.两点电荷的电荷量之比Q1∶Q2=3∶1

B.小球经过C点时加速度等于0

C.小球经过B点时动能最大

D.小球在B、C两点的电势能相等

3.如图所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3均为定值电阻,V与A均为理想电表;开始时开关S闭合,V与A均有读数,某时刻V和A的读数均变大,则电路中可能出现的故障是(　　)

A.R1断路          B.R2断路          C.R1短路           D.R3短路

A．2.5 N/C        B．3.5 N/C        C．2 N/C        D. N/C

A.、、一定都变大

B.和一定不变，一定变大

C．带电液滴一定向下加速运动

D．电源的工作效率变大

6.如图所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为＋Q和＋q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接．当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0.若弹簧发生的均是弹性形变，则(　　)

A．保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量等于2x0

B．保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0

C．保持Q不变，将q变为－q，平衡时弹簧的缩短量等于x0

D．保持q不变，将Q变为－Q，平衡时弹簧的缩短量小于x0

二、多选题

A．在x轴上，x3处的电场强度最大

B．x1处的电场强度大于x4处的电场强度

C．负电荷从x2处移到x4处，电势能减小

D．电荷量为q的正点电荷从x3处移到x4处，电场力做的功为q(φ2－φ1)

8. (多选)如图所示,真空中M、N处放置两等量异种点电荷,a、b、c表示电场中的3条等势线,b是M、N连线的中垂线,交M、N于O点,a、c关于b对称。点d、e、f、g是以O为圆心的圆与a、c的交点,已知一带正电的试探电荷从d点移动到e点时,试探电荷的电势能增加,则以下判断正确的是(　　)

A.M点处放置的是正电荷

B.d点的电势低于f点的电势

C.d点的电场强度与f点的电场强度相同

D.将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到f点,电势能先增加后减少

A．原点O处的电势最高，－x1处的电势最低

B．电子在－x2处和x1处的电势能相等

C．将电子沿x轴从坐标原点O移到x1处，电子的电势能增加

D．将电子沿x轴从坐标原点O移到－x1处，电场力做的功为eE0x1

A．两电荷的电性一定相反

B．t1时刻两电荷的电势能最大

C．0～t2时间内，两电荷间的静电力先增大后减小

D．0～t3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小

三、实验题

11.如图(a)是一简易多用电表的电路图，其表盘如图(b)所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，但上排刻度线对应数据未标出。已知该多用电表的表头选用的是内阻RA=10 Ω、满偏电流IA=10 mA的电流表。

为测量该多用电表内部电源的电动势，某同学在实验室找到一只电阻箱，设计了如下实验：

①将选择开关接“2”，红、黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；

②将红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱的阻值使电表指针在C处，此时电阻箱的示数如图(c)所示。

(1)根据该同学的实验，此多用电表C处刻度对应的阻值为________Ω，电表内电源的电动势为________V。

(2)若将选择开关接“1”，指针指在图(b)所示位置，其读数为________mA。

(3)将一未知阻值的电阻，接在已经欧姆调零的该多用电表两表笔之间，指针仍指在图(b)所示位置，则该未知电阻的阻值为________Ω(保留两位有效数字)。

0.参考答案

1.答案为：C；

解析：由题意可知，粒子受重力和水平方向的电场力作用，由加速度定义a=Δv/Δt，可得加速度的大小ax=2ay=2g，由牛顿第二定律可知，qE=2mg，水平位移x=v0t，竖直位移y=v0t/2，即x=2y，因此电场力做功W1=qEx=qUab，重力做功W2=－mgy=－W1/4，由动能定理得：W1＋W2=m(2v0)2－mv，解得：Uab=.]

2.答案为：A

解析如图所示,小球受到Q1和Q2的库仑力沿C的切线方向的分力分别为F1=sinα,

F2=sinβ,其中r为半圆轨道的半径,α=30°,β=60°,根据平衡条件可得,F1=F2,

解得Q1=3Q2,A正确。小球经过C点做曲线运动,且F1=F2,故加速度应指向圆心,B错误。

在AC段,F1>F2,在CD段,F1<F2,故小球在轨道中经过C点时动能最大,电势能最小,C、D错误。

3.答案为：B；

解析：当R1断路时,电流表示数变为0,A错误;当R2断路时,外电路的总电阻变大,故路端电压变大,即电压表读数变大,电路的总电流减小,故R1上的电压减小,R3两端电压变大,故电流表读数变大,与题目所给的现象吻合,故电路是R2断路,B正确;当R1短路或R3短路时,外电路电阻变小,路端电压变小,即电压表示数变小,C、D错误。

解析：

由题意可知B、D两点电势相等，BD所在直线为等势线，根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，

与BD垂直且指向A的方向为电场方向，如图所示．根据匀强电场中电场强度与电势差的关系可知，

匀强电场的电场强度大小E== N/C=2 N/C.根据点电荷电场的特点可知，

放在D点的点电荷在B点产生的电场强度与在C点产生的电场强度大小相等，都是1.5 N/C，

根据电场叠加原理，B点的电场强度大小为EB= N/C=2.5 N/C.选项A正确．

解析：由题意和题图可知，当热敏电阻温度降低时，热敏电阻的阻值增大，电路总阻值增大，

总电流减小，电源内阻的分压减小，外电压增大，则电压表V3的示数增大、电压表V1的示数减小、电压表V2的示数增大．由于U1=IR，则=R不变，由闭合电路欧姆定律有U3=E－Ir，则=r不变，又U2=E－I(r＋R)，则=r＋R不变，AB错误；由于电容器两极板之间的电压增大，

电场力大于带电液滴所受的重力，则带电液滴向上做加速运动，C错误；

电源的效率为η=×100%=，即当RT增大时，电源的工作效率变大，D正确．

6.答案为：B；

解析：

设弹簧劲度系数为k′，原长为x.当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0，

则有：k′x0=k，保持Q不变，将q变为2q时，平衡时有：k′x1=k，

解得x1<2x0，故A错误；同理可得到保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0，

故B正确；保持Q不变，将q变为－q，如果缩短量等于x0，则静电力大于弹力，

故会进一步吸引，平衡时弹簧的缩短量大于x0，故C错误，同理D也错误．

解析：φ－x图象的斜率k==E，即φ－x图象的斜率的绝对值表示电场强度大小，在x轴上，x3处图象的斜率为零，表示电场强度为零；x1处斜率的绝对值大于x4处斜率的绝对值，所以x1处的电场强度大于x4处的电场强度，故A错误，B正确．由x2处与x4处的电势相等，可知负电荷从x2处移到x4处，电势能不变，故C错误．x3处的电势为φ2，x4处的电势为φ1，则x3到x4的电势差U=φ2－φ1，根据电场力做功计算公式可得电荷量为q的正点电荷从x3移到x4，电场力做的功为W=qU=q(φ2－φ1)，故D正确．

8.答案为：BC；

解析：因正电荷由d到e电势能增加,说明电场力做负功,则电势升高,故e点电势高于d点电势,则N点为正电荷,故A错误。由以上分析知,N点为正电荷,其电场线由正电荷到负电荷且与等势面垂直,所以由等势线判断d点的电势低于f点的电势,故B正确。由于电场强度是矢量,据等量异种电荷电场的对称性知,d点和f点的电场强度大小和方向都相同,即电场强度相同,故C正确。将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到f点,电场力的方向与运动方向夹角大于90°,电场力做负功,其电势能一直增加,故D错误。

解析：电场线沿x轴正方向，由沿着电场线方向电势降低知，A错误；在E－x图象中，图象与x轴所围成的面积表示电势差，由图象可以得出－x2处与x1处之间存在电势差，所以电子在－x2处和x1处具有的电势能不相等，B错误；将电子沿x轴从坐标原点O移到x1处，电子克服电场力做功，电子的电势能增加，C正确；坐标原点O与－x1处之间的电势差为E0x1，所以将电子沿x轴从坐标原点O移到－x1处，电场力做的功为eE0x1，D正确．

解析：由题图b可知，开始时乙做减速运动，甲做初速度为0的加速运动，则两个电荷的电性一定相同，A选项错误；在t1时刻，两个电荷共速，两个电荷间的距离最小，故在间距减小的过程中，电荷始终克服电场力做功，以后两电荷的距离逐渐增大，电场力做正功，故间距最小时两电荷的电势能最大，B选项正确；在0～t2时间内，两电荷间的距离先减小后增大，故它们之间的静电力先增大后减小，C选项正确；0～t3时间内，甲的速度一直增大，故它的动能一直增大，而乙的速度先减小后反向增大，故它的动能也是先减小后增大，D选项错误．

11.答案为：

(1)150　1.5；

(2)6.8；

(3)71；

解析：

(1)由题图(c)可知，电阻箱示数为0×1 000 Ω＋1×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω=150 Ω；指针指在C处时，电流表示数为5 mA=0.005 A，C处刻度对应的阻值为中值电阻，由上可知为150 Ω，电源电动势E=I·2R=0.005×2×150 V=1.5 V。

(2)选择开关接“1”时，电表的量程为10 mA，则题图(b)对应刻度的最小分度为0.2 mA，故读数为：6.8 mA。

(3)由题意可知，此时电路中的电流值为I=6.8 mA，而电表内电源的电动势为E=

1.5 V，由(1)中分析可知，电表欧姆挡的内阻为R内=150 Ω，所以待测电阻的阻值为R′=

－R内=Ω≈71 Ω。