题目内容

13．如图所示，真空中有一边长为L的正方体，正方体的两个顶点g、h处分别放置电荷量量为q的正、负点电荷，其他顶点位置如图所示，k为静电力常量，下列表述正确的是（　　）
A．两点电荷之间库仑力大小F=k$\frac{{q}^{2}}{\sqrt{2}{L}^{2}}$
B．e、f两点的电场强度相等
C．c、d两点的电势相等
D．一电子从e点沿路径edf移动到f点，电场力先做正功再做负功

分析 根据电场线的分布比较电场强度的大小和电势的高低．根据电场力做功情况，判断电势能的变化．根据库仑定律的公式求出库仑力的大小．

解答 解：A、由图，结合几何关系知g、h两点间的距离为$\sqrt{2}$L，根据库仑定律知，两点电荷之间库仑力大小：F=k$\frac{{q}^{2}}{（\sqrt{2}L）^{2}}$=$\frac{q^2}{{2{L^2}}}$．．故A错误．
B、由图可知，ef两点处于等量异种电荷的垂直平分面上，该面是一等势面，所以各点的电场强度的方向相同；又由ef两点到两个点电荷的位置是对称的，所以电场强度的大小也相等．故B正确．
C、c、d两点的连线与g、h两点的连线平行，根据等量异种电荷电场线的特点，结合沿着电场线方向电势逐渐降低，可知c点的电势大于d点的电势．故C错误．
D、由图可知，ef两点处于等量异种电荷的垂直平分面上，该面是一等势面，d点位于等势面右侧靠近负电荷的位置，所以d点的电势一定低于e、f点的电势．一电子从e点沿路径edf移动到f点，负电荷的电势能先增大后减小，所以电场力先做负功再做正功．故D错误．
故选：B

点评 解决本题的关键知道等量异种电荷周围电场线的分布，知道垂直平分线为等势线，沿着电场线方向电势逐渐降低．

练习册系列答案
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3．某实验小组成员要做探究加速度与合外力、质量关系实验．

（1）实验前要平衡摩擦力，关于平衡摩擦力，下列说法正确的是B．
A．平衡摩擦力的方法就是，通过改变悬挂钩码的质量，使小车能匀速滑动
B．平衡摩擦力的目的，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力
C．平衡摩擦力时，若小车能从垫斜的木板上静止开始下滑，则表明摩擦力与重力沿斜面方向的分力平衡
D．若改变小车的质量，则需要重新平衡摩擦力
（2）实验中打点计时器使用的电源频率为50Hz，如图1为实验中打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为依次选取的7个计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出，从纸带上测出x1=4.20cm，x2=5.52cm，x3=9.42cm，x4=10.70cm，则木块加速度的大小a=1.3m/s2（保留两位有效数字）．
（3）小组成员中甲、乙两同学先后在同一实验装置中做研究加速度与合外力关系实验，根据各自测得的数据在同一坐标纸上作出a-F图象如图2所示，根据图象可知，这两个同学实验操作时，都没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，若甲、乙两同学所用小车的质量分别为m甲、m乙，由图可知，m甲小于m乙，（选填“大于”“小于”或“等于”）
4．用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘灯泡的伏安特性曲线．
A．电压表V1（量程6V、内阻很大）     
B．电压表V2（量程3V、内阻很大）
C．电阻箱（阻值0-99.9Ω）          
D．小灯泡（2A、5W）
E．电池组（电动势E、内阻r）         
F．开关一只，导线若干
①某同学设计的实验电路图如图1．实验时，电阻箱阻值R变大，则电压表V1的示数U1变大，则电压表V2的示数U2变小．（选填“变大”、“变小”或“不变”）

②每一次操作后，立刻记录电阻箱阻值R、电压表V1示数U1和电压表V2示数U2．借助测量数据，描绘出电源和灯泡的 U-I图线，如图2所示．以下判断正确的是AC
A．每个点的横坐标计算公式是；I=（ U1-U2）：R，其中R、U1、U2都是同一次测量值
B．描绘倾斜直线所借助的点的纵坐标是每次测量的电压表V2示数U2
C．描绘曲线借助的点的纵坐标是每次测量的电压表V2示数U2
D．两条图线在P点相交，此时电阻箱阻值与灯泡阻值相等
③电池组的内阻r=1.0Ω、交点P处的电池组效率=44%（结果保留两位有效数字）
1．现要验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图甲所示）、小车（设小车的质量为M，但未具体测出）、计时器、米尺、弹簧秤，还有钩码若干．实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响，重力加速度为g），完成下列实验步骤中所缺的内容：

（1）按图甲安装好实验器材；
（2）用弹簧秤沿斜面向上拉小车保持静止，测出此时的拉力F；
（3）让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t，用米尺测量A1与A2之间的距离s，可以求得小车运动的加速度a=$\frac{2s}{{t}^{2}}$；
（4）已知A1与A2之间的距离s，实验时在小车中加钩码，所加钩码总质量为m，要保持小车与钩码的合外力F不变，可以采用如下方法：用弹簧秤沿斜面拉着小车，将斜面的高度降低，直到弹簧秤的读数为F为止．
（5）多次增加钩码，然后重复步骤（4）．在小车与钩码的合外力保持不变的情况下，利用（3）和（4）的测量和计算结果，可得钩码总质量m与小车从A1到A2时间t的关系式为m=$\frac{F}{2s}$t2-M．
（6）利用实验中所测得的数据作出了如图乙所示的m-t2图象，若该图象的斜率为k，图象在纵轴上截距的绝对值为b，那么根据该图象求得小车的质量M=b，小车所受的合外力大小为F=2ks．（用k、b和s表示）
8．如图所示的U-I图象中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知（　　）
A．R的阻值为1.5ΩB．电源电动势为3V，内阻为0.5Ω
C．电源的输出功率为1.5WD．电源内部消耗功率为10W
18．某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量．实验室提供的器材有：
两个相同的待测电源（内阻r≈1Ω），电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω），电阻箱R2（最大阻值为999.9Ω），电压表V（内阻约为2kΩ），电流表A（内阻约为2Ω），灵敏电流计G，两个开关S1、S2．
主要实验步骤如下：
①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R2至最大，闭合开关S1和S2，再反复调节R1和R2，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为I1、U1、R1、R2；
②反复调节电阻箱R1和R2（与①中的电阻值不同），使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为I2、U2．
回答下列问题：
（1）电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电势φA和φB的关系为φA=φB；
（2）电压表的内阻为$\frac{{U}_{1}{R}_{1}}{{I}_{1}{R}_{1}-{U}_{1}}$，电流表的内阻为$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$-R2；
（3）电源的电动势E为$\frac{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$，内阻r为$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．
5．对于物体做直线运动，下列说法正确的是（　　）
A．若加速度方向和速度方向相反，则物体的位移不断减小
B．若物体的加速度恒定，则物体的平均速度变化率恒定
C．在给定的时间间隔内，平均速度越大位移越大
D．若位移随时间变化而变化，则物体做匀变速直线运动
2．下列叙述符合史实的是（　　）
A．安培在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系
B．奥斯特根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
C．卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”将微小量放大，准确的测定了静电力常量
D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
10．如图所示，竖直放置的玻璃粗细均匀，内壁光滑，瓶口处有阀门K，瓶内有a、b两部分用活塞分开的空气，活塞的质量为m，横截面积为S．开始时，打开阀门与周围大气相连，活塞静止时，a、b的长度分别为2L、L，周围大气压强为p0；现通过阀门K，不断向b中充入空气，活塞缓慢移动，整个过程中空气温度不变，瓶口处空气体积可以忽略，把空气当成理想气体．当活塞向上移动的距离为0.5L，求：
（1）a中空气的压强
（2）b中充入的空气与充气前b中空气的质量之比．

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