这份资料是湖北省沙市中学2020学年高二物理下学期的第五次双周考试题,主要涉及高中物理的电学部分,包括静电场、电势、电场强度、电势差、电容器、电源特性等多个知识点。试题结构包括选择题和实验题。
在选择题中,我们可以看到以下几个关键知识点:
1. 静电力和电场强度的公式:题目中提到了库仑定律F=k\frac{q_1q_2}{r^2},电场强度E=\frac{kQ}{r^2}和E=\frac{U}{d}。这些公式通常适用于点电荷或点电荷产生的电场,而U=Ed仅适用于匀强电场。正确答案C表明了这些关系的应用范围。
2. 带电粒子在电场中的运动:负电荷从a到c的速率增加,说明电场力做正功,电势能减小,动能增加。在b点电场强度的方向可能是沿着曲线的切线方向,因为粒子在该点受到的力可能促使速度增大。
3. 匀强电场中的等势面:MPN和NQM两个粒子轨迹说明粒子在电场中的行为。根据题意,M带正电,而N的性质未确定。如果N也沿等势面运动,N可以是正电或负电,取决于它相对于等势面的初速度。选项A不能确定;B选项中,粒子N的电势能与动能的变化取决于其电荷符号和轨迹,所以B和C不能确定;D选项中,如果N带负电且轨迹为NQM,电势能会增大,动能会减小。
4. 电源和电阻的U-I图线:直线A和B分别代表电源和电阻的特性。电源的输出功率和电路的总功率可以通过图线交叉点计算得到,这涉及到电源效率和欧姆定律。
5. 正电粒子在电场线中的运动:vt图揭示了粒子的速度变化,由此可以推断电场线的分布。选项A和B的电场线分布可能导致粒子速度先减小后增大,与图不符;C选项的电场线分布符合vt图。
6. α粒子在电场中的轨迹:α粒子在N点的速率最小,N点的电势最高,电势能也最大。N到Q的过程中,电场力做负功。
7. 电流计的改装:将电流计并联一个小电阻可以增大其量程,因此应选择C选项。
8. 带电粒子在匀强电场中的运动:粒子从a到b的运动中,电场力做正功,动能增加,电势能减少。根据能量守恒,可以计算出电势差。
9. 平行板电容器中的带电油滴:当B板下移时,油滴的电场力增大,但因为仍处于静止,所以加速度逐渐减小,选项C正确。
10. 两个白炽灯的串联:L2的额定功率不能简单地通过U-I曲线推断,实际功率需要考虑串联关系,所以只有通过计算才能得出正确答案。
11. 圆环电场与小球的运动:小球从a到c的平均速度大于0.55m/s,说明小球在bc段的速度一直在增加,这表明电场力做正功。
12. 匀速圆周运动的点电荷:点电荷在圆弧MN上的运动表明电场力提供向心力,M、N两点的电势不一定相等,且电场方向可能指向圆心。
实验题部分虽然没有详细内容,但通常包括测量电流电动势和内阻的实验,可能涉及到伏安特性曲线、惠斯通电桥等实验方法。
这份试卷全面测试了学生的电学知识理解及应用能力,涵盖了电场、电势、电容器、电源、带电粒子在电场中的运动等多个核心概念。学生需要对这些基本概念有深入的理解,并能灵活运用到具体问题中去。