湖南省娄底市第一中学2020-2021学年高二上学期物理9月月考试卷
一、单选题
1．（2020高二上·娄底月考）真空中大小相同的两个金属小球A、B带有等量异种电荷，相隔一定距离（距离远大于小球的直径），两球之间的库仑引力大小为F。现在用另一个跟它们大小相同的、不带电金属小球C，先后与A、B两个小球接触后再移开，这时A、B两球之间库仑力大小为（ ）
A． B． C． D．
2．（2019高二上·乌兰月考）在电场中的某点放一个检验电荷，其电荷量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度为 ，下列说法正确的是（ ）
A．若移去检验电荷，则该点的电场强度为0
B．若检验电荷的电荷量变为4q，则该点的场强变为4E
C．若放置到该点的检验电荷变为－2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反
D．若放置到该点的检验电荷变为－2q，则场中该点的场强大小、方向均不变
3．（2018·浙江模拟）如图所示，是某验电器的结构图。下列相关说法正确的是（ ）
A．金属箔张开过程，电势能一定减少
B．金属箔张开过程，电场力一定做负功
C．两金属箔张开，说明金属盘带正电
D．两片金属箔张开时，可能带异种电荷
4．（2018高二上·桂林期中）如图所示，M、N两点分别放置两个等量种异电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（ ）
A．场强最小的点是A点，电势最高的点是B点
B．场强最小的点是A点，电势最高的点是C点
C．场强最小的点是C点，电势最高的点是B点
D．场强最小的点是C点，电势最高的点是A点
5．（2020高二上·揭阳月考）图甲中AB是某电场中的一条电场线。若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在静电力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度—时间图像如图乙所示。关于A、B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是（ ）
A．φA>φB，EA>EB B．φA>φB，EA
A．粒子运动到B点的速率最大
B．相邻两点间的电势差关系为UAB＝UBC
C．该粒子带负电，并且在B点时的加速度最大
D．粒子在B点的电势能小于在C点的电势能
7．（2020高二上·娄底月考）如图所示是示波管工作原理的示意图，电子经电压U1加速后以速度υ0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量为h，两平行板间的距离为d，电势差为U2，板长为L。为了提高示波管的灵敏度（即每单位电压引起的偏转量 ），可采取的方法是（ ）
A．增大两板间电势差U2 B．减小板长L
C．减小两板间距离d D．增大加速电压U1
8．（2019高二上·西安期中）有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在Δt时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
9．（2020高二上·娄底月考）某静电场中，x轴上电场强度E随时间变化的关系如图所示，设x轴正方向为电场强度的正方向．一带电量大小为q的粒子从坐标原点O沿x轴正方向运动，结果粒子刚好能运动到 处，假设粒子仅受电场力作用， 、 已知，则
A．粒子一定带负电
B．粒子的初动能大小为
C．粒子沿轴正方向运动过程中电势能先增大后减小
D．粒子沿x轴正方向运动过程中最大动能为
10．（2017·湖北模拟）一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，只受重力、电场力和空气阻力三个力的作用．若重力势能增加5J，机械能增加1.5J，电场力做功2J，则小球（ ）
A．重力做功为5J B．电势能减少2J
C．空气阻力做功0.5J D．动能减少3.5J
11．（2020高二上·娄底月考）某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小。在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，M为两元件的伏安特性曲线的交点。关于热敏电阻和小灯泡，下列说法中正确的是（ ）
A．图中图线a是小灯泡的伏安特性曲线，图线b是热敏电阻的伏安特性曲线
B．图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线
C．图线中的M点，表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值
D．图线中M点对应的状态，小灯泡的电阻等于热敏电阻的阻值
12．（2020高二上·娄底月考）如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组成的，下列说法正确的是（ ）
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程增大
D．乙表是电压表，R增大时量程减小
三、填空题
13．（2020高二上·娄底月考）传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。当待测压力减小时，电容器的电容将 （填“增大”或“减小”），电容器的电荷量将 （填“增大”或“减小”），灵敏电流表的指针向 （填“左偏”或“右偏”）。
四、实验题
14．（2020高二上·娄底月考）在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，计算结果由 计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的读数；若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则 （填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值Rx2 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值．
五、解答题
15．（2020高二上·娄底月考）如图甲所示，在匀强电场中，虚线为电场线，与Ox轴成θ=37°角，Ox轴上有a、b、c三点， ，Ox轴上各点的电势φ的变化规律如图乙所示。取sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）电场线方向和场强大小；
（2）c点的电势和电子在a点的电势能（用eV表示）。
16．（2020高二上·娄底月考）如图所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω。电流表内阻不计，在B、C两点间加上6V的电压时，求
（1）B、C间电阻；
（2）电流表的示数。
17．（2020高二上·娄底月考）如图所示，A、B是位于竖直平面内、半径R=0.5m的 圆弧形的光滑绝缘轨道，其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，电场强度 N/C。今有一质量为m=0.1kg、带电荷量 C的小滑块（可视为质点）从A点由静止释放。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数 ，取g=10m/s2，求：
（1）小滑块经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力；
（2）小滑块在水平轨道上离开B点的最远距离。
18．（2020高二上·娄底月考）如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度 ，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度 的a处有一粒子源，盒内粒子以 的初速度向水平面的各个方向均匀放出质量为 ，电荷量为 的带电粒子，粒子最终落在金属板b上，若不计粒子重力，求：（结果保留两位有效数字）
（1）粒子源所在a点的电势；
（2）带电粒子打在金属板上时的动能；
（3）从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围（所形成的面积）；若使带电粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】设两个小球所带的电荷量大小为q，它们之间的距离为r，根据库仑定律有
金属小球C先后与A、B两个小球接触后，A、B两个小球所带电荷量大小分别为 、 ，设它们之间的库仑力大小为 ，则
所以
故答案为：C。
【分析】利用库仑定律结合接触后电荷量的变化可以求出库仑力的大小。
2．【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】电场中某点的电场强度只取决于电场本身，与检验电荷无关，
故答案为：D.
【分析】利用电场强度的影响因素可以判别场强的大小。
3．【答案】A
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】验电器利用同种电荷互相排斥的原理，当用带电体接触验电器的金属球时，就有一部分电荷转移到验电器的金属箔片上，金属箔带上了同种电荷，这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开，在张开的过程中电场力做正功，电势能减少，而验电器只能判断物体是否带电，不能说明是哪种电荷，故也不能说明金属盘带哪种电荷，A符合题意，BCD不符合题意，
故答案为：A.
【分析】金属箔片打开说明电场力做正功所以电势能减小，此时是由于带上了同种电荷相互排斥。
4．【答案】C
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】根据等量异种电荷电场线的分布，知 ，场强最小的点是C点。等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，则 ；异种电荷间的电场线由正电荷指向负电荷，顺着电场线电势降低，则 ；电势最高的点是B点。C项正确，ABD三项错误。
故答案为：C
【分析】利用电荷周围电场线的分布可以判断场强和电势的大小。
5．【答案】C
【知识点】电场强度和电场线；电势差、电势、电势能
【解析】【解答】负电荷从A由静止释放（初速度为0）后，能加速运动到B，说明负电荷受到的静电力方向从A指向B，那么电场方向就是由B指向A，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以A、B两点的电势关系是φA<φB，负电荷从A运动到B的过程中，它的加速度是逐渐减小的（题图乙中曲线切线的斜率表示加速度），由牛顿第二定律知，负电荷从A运动到B时，受到的静电力是逐渐减小的，由
知，EA>EB，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，相应的动能就会增加，电场力做负功，电势能增加，电荷的动能减小。
6．【答案】C
【知识点】电场及电场力；电场力做功
【解析】【解答】A．由题可得粒子受到的电场力向左，粒子带负电；在从C到B运动的过程中，电场力对粒子做负功，粒子的速度减小，运动到B点时的速度最小，所以A不符合题意；
B．由于A、C两点与负点电荷的距离相等，所以UAB=-UBC，所以B不符合题意；
C．根据电场线的疏密可得，B点处的电场线最密，所以粒子在B点时受到的电场力最大，加速度最大．所以C符合题意；
D．当粒子向右运动的过程中，电场力对粒子做负功，电势能增加，粒子在C点时电势能小于其在B点时的电势能，所以D不符合题意．
故答案为：C．
【分析】利用粒子运动轨迹可以判别电场力的方向进而判别电场力做功及粒子速度的变化；利用AC与B的距离相等可以得出电势差的关系；利用电场线的疏密可以判别加速度的大小；利用电场力做功可以比较电势能的大小。
7．【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】根据动能定理得
偏转位移
联立解得
灵敏度
A．增大两板间的电势差U2，灵敏度不变，A不符合题意；
B．减小板的长度L，灵敏度减小，B不符合题意；
C．减小板间距离d，灵敏度变大，C符合题意；
D．增大加速电压U1，灵敏度减小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用动能定理及偏转场中的位移公式可以求出灵敏度的表达式进而判别提高灵敏度的方法。
8．【答案】C
【知识点】电流的概念
【解析】【解答】在 时间内，流经导线的电荷量为 ，而电子的电荷量为 ，则 时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为：
故答案为：C
【分析】电流是描述电荷流量的物理量，电流越大，单位时间内流过的电荷量就越多，电流的微观表达式结合电子的密度和流速求解即可。
9．【答案】B,D
【知识点】动能定理的综合应用；电场力做功
【解析】【解答】A．如果粒子带负电，粒子在电场中一定先做减速运动后做加速运动，因此x=3x0处的速度不可能为零，因此粒子一定带正电，A不符合题意；
B．根据动能定理 ，
可得： ，
B符合题意；
C．粒子向右运动的过程中，电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小后增大，C不符合题意；
D．粒子运动到x0处动能最大，根据动能定理 ，
解得 ，
D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】粒子在电场中先加速后减速可以判别粒子的电性为正；利用动能定理可以求出初动能的大小；利用电场力做功可以判别电势能的变化；利用动能定理可以求出最大动能的大小。
10．【答案】B,D
【知识点】功能关系
【解析】【解答】解：A、重力做功等于重力势能变化量的负值，重力势能增加5J，故重力做功为﹣5J，A不符合题意；
B、电场力做功等于电势能的减小量，电场力做功2J，故电势能减少2J，B符合题意；
C、除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量，除重力外，只有电场力和空气阻力做功，而机械能增加1.5J，所以电场力和空气阻力做的总功为1.5J，而电场力做功2J，故空气阻力做功是﹣0.5J，C不符合题意；
D、合力做功等于动能的变化量，合力做功等于各个分力做的功，总功为 W=﹣5J+2J﹣0.5J=﹣3.5J，故动能减小3.5J，D符合题意；
故答案为：BD
【分析】根据功能关系，重力对物体所做的功，等于物体重力势能的改变量，电场力做的功等于电势能的改变量，除重力以外，其他力作的功等于机械的改变量，合外力所做的功等于物体动能的改变。
11．【答案】B,D
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线
【解析】【解答】AB.小灯泡的灯丝是金属，其阻值随温度的升高而增大，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，所以图线b是小灯泡的伏安曲线，图线a是热敏电阻的伏安曲线。A不符合题意，B符合题意；
CD.两图线的交点M，表示此状态两元件的电压和电流相等，由电阻的定义可知此时两者的阻值相等。C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】小灯泡的电阻随电压的增大而增大可以判别图线b是小灯泡的伏安特性曲线，则a为热敏电阻的伏安特性曲线；利用交点坐标可以判别两者电阻相等。
12．【答案】B,C
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】AB、灵敏电流表并联一个电阻，是电流表，R增大时，甲表中变阻器分流减小，量程减小，A不符合题意，B符合题意；
CD、灵敏电流表串联一个电阻，是电压表，R增大时，变阻器分担的电压增大，乙表量程增大，C符合题意，D不符合题意．
故答案为：BC
【分析】电流计与电阻串联改装为电压表，串联的电阻越大其量程越大；与电阻并联改装为电流表，并联的电阻越大其量程越大。
13．【答案】减小；减小；左偏
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】当待测压力减小时，两板间距d变大，根据 可知，电容器的电容将减小，根据Q=CU可知，电容器的电荷量将减小，电容器放电，电流从正极流出电流计，则灵敏电流表的指针向左偏。
【分析】当压力变小板间距离增大则电容变小；利用板间电压不变，结合电容变小可以判别电荷量变小则可以判别电流方向及电流表的指针偏转方向。
14．【答案】Rx1；大于；小于
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】因为 ，而 ，故可认为Rx＞＞RA，故应采用图a电路测量更准确，即Rx1更接近待测电阻的真实值；因为 ， ，U＞UR，I=IR，则 ，即测量值Rx1大于真实值；因为 ， ，U=UR，I＞IR，则 ，即测量值Rx2小于真实值；
【分析】利用待测电阻的大小可以判别选择电流表内接法误差较小，电流表内接法由于电压表分流会导致测量值大于真实值，电流表外接由于电压表分流作用会导致测量值小于真实值。
15．【答案】（1）解：由图乙可知沿x方向电势降低，所以电场线方向斜向下；
φ x图线的斜率表示电场强度沿x方向的分量大小，由图乙可知Ex=800V/m，所以
（2）解：由题得O点的电势为48V，Oc间的距离为Oc=8cm=0.08m，所以Oc间的电势差为UOc=E Oc cos37°=1000×0.08×0.8V=64V
由于UOc=φO φc，将UOc=64V、φO=48V代入得φc= 16V
Oa间的电势差为UOa=E Oa cos37°=1000×0.02×0.8V=16V
由于UOa=φO φa，将UOa=16V、φO=48V代入得φa=32V
所以电子在a点的电势能为Ep= eφa= 32eV
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系
【解析】【分析】（1）从乙图可以看到电势逐渐降低进而判别场强的方向沿电场线向下，利用图像斜率可以求出电场强度在x方向的分量，结合平行四边形定则可以求出电场强度的大小；
（2）从图中可以得到O点的电势，结合电势差和场强的关系可以求出电势差的大小，结合O点的电势可以求出C点电势及a点的电势，结合电子的电荷量可以求出电子电势能的大小。
16．【答案】（1）解：图中电阻R2与R3并联后与R1串联，B、C间的总电阻为
（2）解：根据欧姆定律，干路电流为
由于并联电路的电流与电阻成反比，故电流表的示数
【知识点】欧姆定律
【解析】【分析】（1）电阻R2与R3并联再与R1串联，利用电阻的等效可以求出总电阻的大小；
（2）由于知道BC段的电压，结合欧姆定律可以求出干路电流的大小，再利用并联电路的电流特点可以求出电流表的读数。
17．【答案】（1）解：滑块从A到B的过程中，滑块受竖直向下的重力，竖直向下的电场力 ，沿圆轨道半径指向圆心方向的支持力，只有重力和电场力做功，由动能定理得
在B点物块受竖直向向下的重力，竖直向下的电场力 ，竖直向上的支持力 ，由圆周运动向心力方程得
其中
滑块对B点的压力为 ，由牛顿第三定律可知
联立以上各式解得 N
（2）解：小滑块在水平地面上受竖直向下的重力，竖直向下的电场力 ，竖直向上的支持力N，水平向左的滑动摩擦力，从B点开始向右做初速度为 ，末速度为0的减速运动，对这个过程用动能定理得
其中
此时小物块在竖直方向受力平衡得
联立以上各式解得 m
所以，小滑块在水平轨道上离开B点的最远距离为10m
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）滑块从A到B的过程中，利用合力做功产生动能的变化，结合动能定理可以求出滑块经过B点的速度大小，结合滑块在B点的牛顿第二定律可以求出滑块对B点的压力大小；
（2）滑块在水平面上运动，利用竖直方向的平衡可以求出弹力的大小，利用摩擦力做功及动能定理可以求出滑块离开B点后滑行的距离。
18．【答案】（1）解：匀强电场竖直向下，b板接地，有：
（2）解：对粒子由动能定理得：
解得：
（3）解：粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平抛出为落点边界，由平抛运动知识可得：
联立以上各式得：
可以通过减小h或增大E来实现。
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）由于ab之间存在匀强电场，利用电势差和场强的关系可以求出粒子源在a点的电势大小；
（2）粒子在电场中加速，利用电场力做功结合动能定理可以求出带电粒子打在金属板上的动能大小；
（3）粒子源射出水平方向的粒子时，其运动的水平距离最大，结合粒子在电场力做类平抛运动的位移公式可以求出带电粒子的运动范围，利用表达式可以判别范围其影响因素。
湖南省娄底市第一中学2020-2021学年高二上学期物理9月月考试卷
一、单选题
1．（2020高二上·娄底月考）真空中大小相同的两个金属小球A、B带有等量异种电荷，相隔一定距离（距离远大于小球的直径），两球之间的库仑引力大小为F。现在用另一个跟它们大小相同的、不带电金属小球C，先后与A、B两个小球接触后再移开，这时A、B两球之间库仑力大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】设两个小球所带的电荷量大小为q，它们之间的距离为r，根据库仑定律有
金属小球C先后与A、B两个小球接触后，A、B两个小球所带电荷量大小分别为 、 ，设它们之间的库仑力大小为 ，则
所以
故答案为：C。
【分析】利用库仑定律结合接触后电荷量的变化可以求出库仑力的大小。
2．（2019高二上·乌兰月考）在电场中的某点放一个检验电荷，其电荷量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度为 ，下列说法正确的是（ ）
A．若移去检验电荷，则该点的电场强度为0
B．若检验电荷的电荷量变为4q，则该点的场强变为4E
C．若放置到该点的检验电荷变为－2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反
D．若放置到该点的检验电荷变为－2q，则场中该点的场强大小、方向均不变
【答案】D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】电场中某点的电场强度只取决于电场本身，与检验电荷无关，
故答案为：D.
【分析】利用电场强度的影响因素可以判别场强的大小。
3．（2018·浙江模拟）如图所示，是某验电器的结构图。下列相关说法正确的是（ ）
A．金属箔张开过程，电势能一定减少
B．金属箔张开过程，电场力一定做负功
C．两金属箔张开，说明金属盘带正电
D．两片金属箔张开时，可能带异种电荷
【答案】A
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】验电器利用同种电荷互相排斥的原理，当用带电体接触验电器的金属球时，就有一部分电荷转移到验电器的金属箔片上，金属箔带上了同种电荷，这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开，在张开的过程中电场力做正功，电势能减少，而验电器只能判断物体是否带电，不能说明是哪种电荷，故也不能说明金属盘带哪种电荷，A符合题意，BCD不符合题意，
故答案为：A.
【分析】金属箔片打开说明电场力做正功所以电势能减小，此时是由于带上了同种电荷相互排斥。
4．（2018高二上·桂林期中）如图所示，M、N两点分别放置两个等量种异电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（ ）
A．场强最小的点是A点，电势最高的点是B点
B．场强最小的点是A点，电势最高的点是C点
C．场强最小的点是C点，电势最高的点是B点
D．场强最小的点是C点，电势最高的点是A点
【答案】C
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】根据等量异种电荷电场线的分布，知 ，场强最小的点是C点。等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，则 ；异种电荷间的电场线由正电荷指向负电荷，顺着电场线电势降低，则 ；电势最高的点是B点。C项正确，ABD三项错误。
故答案为：C
【分析】利用电荷周围电场线的分布可以判断场强和电势的大小。
5．（2020高二上·揭阳月考）图甲中AB是某电场中的一条电场线。若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在静电力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度—时间图像如图乙所示。关于A、B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是（ ）
A．φA>φB，EA>EB B．φA>φB，EA
【知识点】电场强度和电场线；电势差、电势、电势能
【解析】【解答】负电荷从A由静止释放（初速度为0）后，能加速运动到B，说明负电荷受到的静电力方向从A指向B，那么电场方向就是由B指向A，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以A、B两点的电势关系是φA<φB，负电荷从A运动到B的过程中，它的加速度是逐渐减小的（题图乙中曲线切线的斜率表示加速度），由牛顿第二定律知，负电荷从A运动到B时，受到的静电力是逐渐减小的，由
知，EA>EB，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，相应的动能就会增加，电场力做负功，电势能增加，电荷的动能减小。
6．（2020高二上·娄底月考）如图所示为一孤立的负点电荷形成的电场，一带电粒子仅在电场力的作用下以某一速度进入该电场，依次经过A、B、C三点，其中A、C两点与负点电荷的距离相等，B点是轨迹上距离负点电荷最近的点．则下列说法正确的是（ ）
A．粒子运动到B点的速率最大
B．相邻两点间的电势差关系为UAB＝UBC
C．该粒子带负电，并且在B点时的加速度最大
D．粒子在B点的电势能小于在C点的电势能
【答案】C
【知识点】电场及电场力；电场力做功
【解析】【解答】A．由题可得粒子受到的电场力向左，粒子带负电；在从C到B运动的过程中，电场力对粒子做负功，粒子的速度减小，运动到B点时的速度最小，所以A不符合题意；
B．由于A、C两点与负点电荷的距离相等，所以UAB=-UBC，所以B不符合题意；
C．根据电场线的疏密可得，B点处的电场线最密，所以粒子在B点时受到的电场力最大，加速度最大．所以C符合题意；
D．当粒子向右运动的过程中，电场力对粒子做负功，电势能增加，粒子在C点时电势能小于其在B点时的电势能，所以D不符合题意．
故答案为：C．
【分析】利用粒子运动轨迹可以判别电场力的方向进而判别电场力做功及粒子速度的变化；利用AC与B的距离相等可以得出电势差的关系；利用电场线的疏密可以判别加速度的大小；利用电场力做功可以比较电势能的大小。
7．（2020高二上·娄底月考）如图所示是示波管工作原理的示意图，电子经电压U1加速后以速度υ0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量为h，两平行板间的距离为d，电势差为U2，板长为L。为了提高示波管的灵敏度（即每单位电压引起的偏转量 ），可采取的方法是（ ）
A．增大两板间电势差U2 B．减小板长L
C．减小两板间距离d D．增大加速电压U1
【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】根据动能定理得
偏转位移
联立解得
灵敏度
A．增大两板间的电势差U2，灵敏度不变，A不符合题意；
B．减小板的长度L，灵敏度减小，B不符合题意；
C．减小板间距离d，灵敏度变大，C符合题意；
D．增大加速电压U1，灵敏度减小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用动能定理及偏转场中的位移公式可以求出灵敏度的表达式进而判别提高灵敏度的方法。
8．（2019高二上·西安期中）有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此时电子的定向移动速度为v，在Δt时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】电流的概念
【解析】【解答】在 时间内，流经导线的电荷量为 ，而电子的电荷量为 ，则 时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为：
故答案为：C
【分析】电流是描述电荷流量的物理量，电流越大，单位时间内流过的电荷量就越多，电流的微观表达式结合电子的密度和流速求解即可。
二、多选题
9．（2020高二上·娄底月考）某静电场中，x轴上电场强度E随时间变化的关系如图所示，设x轴正方向为电场强度的正方向．一带电量大小为q的粒子从坐标原点O沿x轴正方向运动，结果粒子刚好能运动到 处，假设粒子仅受电场力作用， 、 已知，则
A．粒子一定带负电
B．粒子的初动能大小为
C．粒子沿轴正方向运动过程中电势能先增大后减小
D．粒子沿x轴正方向运动过程中最大动能为
【答案】B,D
【知识点】动能定理的综合应用；电场力做功
【解析】【解答】A．如果粒子带负电，粒子在电场中一定先做减速运动后做加速运动，因此x=3x0处的速度不可能为零，因此粒子一定带正电，A不符合题意；
B．根据动能定理 ，
可得： ，
B符合题意；
C．粒子向右运动的过程中，电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小后增大，C不符合题意；
D．粒子运动到x0处动能最大，根据动能定理 ，
解得 ，
D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】粒子在电场中先加速后减速可以判别粒子的电性为正；利用动能定理可以求出初动能的大小；利用电场力做功可以判别电势能的变化；利用动能定理可以求出最大动能的大小。
10．（2017·湖北模拟）一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中，只受重力、电场力和空气阻力三个力的作用．若重力势能增加5J，机械能增加1.5J，电场力做功2J，则小球（ ）
A．重力做功为5J B．电势能减少2J
C．空气阻力做功0.5J D．动能减少3.5J
【答案】B,D
【知识点】功能关系
【解析】【解答】解：A、重力做功等于重力势能变化量的负值，重力势能增加5J，故重力做功为﹣5J，A不符合题意；
B、电场力做功等于电势能的减小量，电场力做功2J，故电势能减少2J，B符合题意；
C、除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量，除重力外，只有电场力和空气阻力做功，而机械能增加1.5J，所以电场力和空气阻力做的总功为1.5J，而电场力做功2J，故空气阻力做功是﹣0.5J，C不符合题意；
D、合力做功等于动能的变化量，合力做功等于各个分力做的功，总功为 W=﹣5J+2J﹣0.5J=﹣3.5J，故动能减小3.5J，D符合题意；
故答案为：BD
【分析】根据功能关系，重力对物体所做的功，等于物体重力势能的改变量，电场力做的功等于电势能的改变量，除重力以外，其他力作的功等于机械的改变量，合外力所做的功等于物体动能的改变。
11．（2020高二上·娄底月考）某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小。在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，M为两元件的伏安特性曲线的交点。关于热敏电阻和小灯泡，下列说法中正确的是（ ）
A．图中图线a是小灯泡的伏安特性曲线，图线b是热敏电阻的伏安特性曲线
B．图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线
C．图线中的M点，表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值
D．图线中M点对应的状态，小灯泡的电阻等于热敏电阻的阻值
【答案】B,D
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线
【解析】【解答】AB.小灯泡的灯丝是金属，其阻值随温度的升高而增大，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，所以图线b是小灯泡的伏安曲线，图线a是热敏电阻的伏安曲线。A不符合题意，B符合题意；
CD.两图线的交点M，表示此状态两元件的电压和电流相等，由电阻的定义可知此时两者的阻值相等。C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】小灯泡的电阻随电压的增大而增大可以判别图线b是小灯泡的伏安特性曲线，则a为热敏电阻的伏安特性曲线；利用交点坐标可以判别两者电阻相等。
12．（2020高二上·娄底月考）如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组成的，下列说法正确的是（ ）
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程增大
D．乙表是电压表，R增大时量程减小
【答案】B,C
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】AB、灵敏电流表并联一个电阻，是电流表，R增大时，甲表中变阻器分流减小，量程减小，A不符合题意，B符合题意；
CD、灵敏电流表串联一个电阻，是电压表，R增大时，变阻器分担的电压增大，乙表量程增大，C符合题意，D不符合题意．
故答案为：BC
【分析】电流计与电阻串联改装为电压表，串联的电阻越大其量程越大；与电阻并联改装为电流表，并联的电阻越大其量程越大。
三、填空题
13．（2020高二上·娄底月考）传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。当待测压力减小时，电容器的电容将 （填“增大”或“减小”），电容器的电荷量将 （填“增大”或“减小”），灵敏电流表的指针向 （填“左偏”或“右偏”）。
【答案】减小；减小；左偏
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】当待测压力减小时，两板间距d变大，根据 可知，电容器的电容将减小，根据Q=CU可知，电容器的电荷量将减小，电容器放电，电流从正极流出电流计，则灵敏电流表的指针向左偏。
【分析】当压力变小板间距离增大则电容变小；利用板间电压不变，结合电容变小可以判别电荷量变小则可以判别电流方向及电流表的指针偏转方向。
四、实验题
14．（2020高二上·娄底月考）在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，计算结果由 计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的读数；若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则 （填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值Rx2 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值．
【答案】Rx1；大于；小于
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】因为 ，而 ，故可认为Rx＞＞RA，故应采用图a电路测量更准确，即Rx1更接近待测电阻的真实值；因为 ， ，U＞UR，I=IR，则 ，即测量值Rx1大于真实值；因为 ， ，U=UR，I＞IR，则 ，即测量值Rx2小于真实值；
【分析】利用待测电阻的大小可以判别选择电流表内接法误差较小，电流表内接法由于电压表分流会导致测量值大于真实值，电流表外接由于电压表分流作用会导致测量值小于真实值。
五、解答题
15．（2020高二上·娄底月考）如图甲所示，在匀强电场中，虚线为电场线，与Ox轴成θ=37°角，Ox轴上有a、b、c三点， ，Ox轴上各点的电势φ的变化规律如图乙所示。取sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）电场线方向和场强大小；
（2）c点的电势和电子在a点的电势能（用eV表示）。
【答案】（1）解：由图乙可知沿x方向电势降低，所以电场线方向斜向下；
φ x图线的斜率表示电场强度沿x方向的分量大小，由图乙可知Ex=800V/m，所以
（2）解：由题得O点的电势为48V，Oc间的距离为Oc=8cm=0.08m，所以Oc间的电势差为UOc=E Oc cos37°=1000×0.08×0.8V=64V
由于UOc=φO φc，将UOc=64V、φO=48V代入得φc= 16V
Oa间的电势差为UOa=E Oa cos37°=1000×0.02×0.8V=16V
由于UOa=φO φa，将UOa=16V、φO=48V代入得φa=32V
所以电子在a点的电势能为Ep= eφa= 32eV
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系
【解析】【分析】（1）从乙图可以看到电势逐渐降低进而判别场强的方向沿电场线向下，利用图像斜率可以求出电场强度在x方向的分量，结合平行四边形定则可以求出电场强度的大小；
（2）从图中可以得到O点的电势，结合电势差和场强的关系可以求出电势差的大小，结合O点的电势可以求出C点电势及a点的电势，结合电子的电荷量可以求出电子电势能的大小。
16．（2020高二上·娄底月考）如图所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω。电流表内阻不计，在B、C两点间加上6V的电压时，求
（1）B、C间电阻；
（2）电流表的示数。
【答案】（1）解：图中电阻R2与R3并联后与R1串联，B、C间的总电阻为
（2）解：根据欧姆定律，干路电流为
由于并联电路的电流与电阻成反比，故电流表的示数
【知识点】欧姆定律
【解析】【分析】（1）电阻R2与R3并联再与R1串联，利用电阻的等效可以求出总电阻的大小；
（2）由于知道BC段的电压，结合欧姆定律可以求出干路电流的大小，再利用并联电路的电流特点可以求出电流表的读数。
17．（2020高二上·娄底月考）如图所示，A、B是位于竖直平面内、半径R=0.5m的 圆弧形的光滑绝缘轨道，其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，电场强度 N/C。今有一质量为m=0.1kg、带电荷量 C的小滑块（可视为质点）从A点由静止释放。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数 ，取g=10m/s2，求：
（1）小滑块经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力；
（2）小滑块在水平轨道上离开B点的最远距离。
【答案】（1）解：滑块从A到B的过程中，滑块受竖直向下的重力，竖直向下的电场力 ，沿圆轨道半径指向圆心方向的支持力，只有重力和电场力做功，由动能定理得
在B点物块受竖直向向下的重力，竖直向下的电场力 ，竖直向上的支持力 ，由圆周运动向心力方程得
其中
滑块对B点的压力为 ，由牛顿第三定律可知
联立以上各式解得 N
（2）解：小滑块在水平地面上受竖直向下的重力，竖直向下的电场力 ，竖直向上的支持力N，水平向左的滑动摩擦力，从B点开始向右做初速度为 ，末速度为0的减速运动，对这个过程用动能定理得
其中
此时小物块在竖直方向受力平衡得
联立以上各式解得 m
所以，小滑块在水平轨道上离开B点的最远距离为10m
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）滑块从A到B的过程中，利用合力做功产生动能的变化，结合动能定理可以求出滑块经过B点的速度大小，结合滑块在B点的牛顿第二定律可以求出滑块对B点的压力大小；
（2）滑块在水平面上运动，利用竖直方向的平衡可以求出弹力的大小，利用摩擦力做功及动能定理可以求出滑块离开B点后滑行的距离。
18．（2020高二上·娄底月考）如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度 ，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度 的a处有一粒子源，盒内粒子以 的初速度向水平面的各个方向均匀放出质量为 ，电荷量为 的带电粒子，粒子最终落在金属板b上，若不计粒子重力，求：（结果保留两位有效数字）
（1）粒子源所在a点的电势；
（2）带电粒子打在金属板上时的动能；
（3）从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围（所形成的面积）；若使带电粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现？
【答案】（1）解：匀强电场竖直向下，b板接地，有：
（2）解：对粒子由动能定理得：
解得：
（3）解：粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平抛出为落点边界，由平抛运动知识可得：
联立以上各式得：
可以通过减小h或增大E来实现。
【知识点】匀强电场电势差与场强的关系；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1）由于ab之间存在匀强电场，利用电势差和场强的关系可以求出粒子源在a点的电势大小；
（2）粒子在电场中加速，利用电场力做功结合动能定理可以求出带电粒子打在金属板上的动能大小；
（3）粒子源射出水平方向的粒子时，其运动的水平距离最大，结合粒子在电场力做类平抛运动的位移公式可以求出带电粒子的运动范围，利用表达式可以判别范围其影响因素。
