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17.如图所示,在虚线正方形ABCD四个顶点分别固定放置在2个+q、2个-q的点电荷,有一个质子(不计重力)从A点由静止释放,则下列说法中正确的是(  )
A.A点电势等于C点电势
B.质子沿直线从A到C,电势能先减小后增大
C.以无穷远处零势能位置,则O点的电场强度为零,电势也为零
D.对同一负点电荷,沿路径A→C→D比沿A→B电场力做的功多

分析 根据等量同种电荷电场分布的对称性分析A、C两点的电势关系.分析电势的变化,判断电势能的变化.根据电场的叠加原理分析O点的电场强度和电势.由电势能的变化分析电场力做功.

解答 解:A、在两个+q的电场中,A点电势等于C点电势.在两个-q的电场中,A点电势等于C点电势,由电场的叠加原理得知,A点电势等于C点电势.故A正确.
B、在两个+q的电场中,从A到C,电场方向先由A指向O,后由C指向O,则电势先降低后升高.同理,在两个-q的电场中,从A到C,电势先降低后升高.由电场的叠加原理得知,质子从A到C,电势先降低后升高,由Ep=qφ知,电势能先减小后增大.故B正确.
C、由对称性和电场的叠加原理知,O点的电场强度为零.在AB两处+q和-q的电场中,O点的电势与无穷远处电势相等,为零.同理,在CD两处+q和-q的电场中,O点的电势与无穷远处电势相等,为零,叠加后O点的电势仍为零,故C正确.
D、AD间的电势差等于AB间的电势差,由W=qU知,对同一负点电荷,沿路径A→C→D与沿A→B电场力做的功相等,故D错误.
故选:ABC

点评 该题的关键要掌握等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场分布特点,运用电场的叠加原理和对称性分析电场强度和电势,从而判断电势能的变化情况和电场力做功情况.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

7.在用电流表、电压表测小灯泡额定功率的实验时,灯泡上标有“3.4V”字样,小红设计了实验电路图,如图甲所示,并连接了部分实验电路,如图乙所示.
(1)请帮助小红完成实验电路的连接.

(2)连接完实验电路后,小红闭合开关,发现灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数且接近于电源电压,请帮助小红分析电路出故障的原因:灯泡处断路.
(3)排除故障后,小红调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,读数为0.30A,则小灯泡的额定功率为1.02W,正常工作时的电阻为11.33Ω.
(4)假若电压表15V量程损坏,3V量程能正常使用,电源电压为6V且稳定不变,仍利用现有的器材完成实验,你认为如何操作将电压表与滑动变阻器并联,使电压表读数为2.6V.
(5)若将小灯泡换成螺线管,则当滑片P向左滑动时,它能够吸起大头针的数量将增多.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

8.作用在同一个物体上的两个共点力,一个力的大小是6N,另一个力的大小是8N,它们合力的大小可能是(  )
A.1 NB.10 NC.30 ND.50 N

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

5.粗细均匀的U形玻璃管竖直放置,将其左侧开口用软橡皮塞封住,从右侧开口注人适量水银后,经测量,两侧水银面高度差为h,水银柱总长为4h,如图,轻轻地将橡皮塞拔出,试问:两侧水银面平齐时,液面上升(下降)的速度多大(不计水银在管中运动时所受的阻力)?

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

12.某同学利用如图(a)所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处),从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图(b)所示,打点计时器电源的频率为50 Hz.
(a)通过分析纸带数据,可判断物块开始减速的时刻位于B
A.计数点5和6之间某时刻B.
B.计数点6和7之间某时刻
C.计数点7和8之间某时刻
(b)计数点6对应的速度大小为1.20m/s.(保留三位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

2.某同学设计了两种灵敏电流计Q改装成两量程的电流表的电路图如图所示,其中灵敏电流计量程为I0,内阻为r0.四个电阻阻值分别为R1、R2、R3、R4.K1、K2为单刀双掷开.

(1)当甲图中开关K1接a时,电流表量程为${I}_{0}+\frac{{I}_{0}{r}_{0}}{{R}_{1}}$(用I0,r0,R1表示)
(2)当乙图中开关接d时,电流表量程为${I}_{0}+\frac{{I}_{0}{r}_{0}}{{R}_{4}}$(用I0,r0,R3,R4表示).
(3)乙图中开关接c和接d的两个量程中,接d(填“c”或“d”)量程较大
(4)甲、乙两种设计,你认为甲(填“甲”或“乙”)不妥,原因是甲电路在通电状态下,更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端,以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

9.如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,在磁场正上方有两个边长相等,质量不等的相同材料制成的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ.线圈Ⅰ粗细均匀,线圈Ⅱ粗细不均匀.两线圈从同一高度处由静止开始自由下落,进入磁场后最后落到地面.运动过程中,线圈平面始终保持在数直平面内且下边缘平行于磁场上边界.整个运动过程中通过线圈Ⅰ和Ⅱ导线的横截面的电荷量分别为q1、q2,运动的时间分别为t1、t2.不计空气阻力,则(  )
A.q1与q2可能相等B.q1一定大于q2C.t1与t2可能相等D.t1一定大于t2

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

9.如图所示,消防员训练时,抓住一端固定在同一水平高度的伸直的绳索,从平台边缘由静止开始下摆,当到达竖直状态时放开绳索,消防员水平抛出,顺利越过距平台S=4.2m处的障碍物后落地.已知消防员质量m=60kg,平台到地面的高度H=5m,绳长l=1.8m,不计绳索质量和空气阻力,消防员视为质点,g取10m/s2.求:
(1)消防员开始下摆时具有的重力势能Ep(以地面为零势能面);
(2)消防员放开绳索前瞬间绳索的拉力大小F;
(3)障碍物高度h的最大值.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

10.在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中,打点计时器使用交流电频率为50Hz.
(1)在该实验中,质量说法正确的是BD
A.为了消除摩擦力的影响,需要调节斜面倾角,使小车在小盘(盘中不放砝码)的牵引下在斜面上匀速下滑
B.在平衡摩擦力时,需要拿走小盘,纸带穿过打点计时器,并固定在小车的尾端,然后调节斜面倾角,轻推小车,使小车在斜面上匀速的下滑
C.每改变一次小车的质量,需要重新平衡一次摩擦力
D.为了减小实验误差,小车的质量应比小盘(包括盘中的砝码)的质量大得多
(2)在实验中,可通过位移的测量来代替加速度的测量,即$\frac{{a}_{1}}{a2}$=$\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$,使用这种方法需满足的条件是两小车
运动时间(填“质量”、“所受拉力”或“运动时间”)相同.
(3)某同学实验得到纸带上选择了标为0-3的4个计数点,相邻的两个计数点间还有四个点没有画出.纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米的刻度尺,零刻线与0点对齐.请你从图中读出有关数据,并计算:小车运动的加速度为0.8m/s2,第2点对应的小车瞬时速度为0.24m/s

(4)某同学探究加速度与质量关系时画出 a-m图象是一条曲线,则他应该画$a-\frac{1}{m}$ 图象.如果图象是一条过原点的倾斜直线,则说明加速度与质量成反比.

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