电场中等势线的描绘的实验装置如图所示

『壹』 如图（a）所示为“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置图，实验过程有如下操作步骤：①将其中一个探针与导

（1）按正确的操作顺序是②⑤⑦③①⑥④； （2）若a点电势低于b点电势负，电场线方向由B到A，B接线柱接电源的正极，A接线柱接电源的负极． （3）根据等量异种电荷电场线的分布情况可知，a、b两点间电场线比b、c两点间电场线密，则a、b两点间的场强较大，由U=Ed可知，U 1 大于U 2 ． 故答案为： （1）②⑤⑦③①⑥④； （2）负 （3）大于

『贰』 电极势书写顺序

（1）本实验是用恒定电流场来模拟静电场；在木板上依次铺放导电纸、复写纸和白纸；放置导电纸时有导电物质的一面应向上，否则无法找到等势点．
（2）假设圆柱形电极A接电源正极，圆环电极B接电源负极，可以在AB之间形成电流，产生恒定的电流场，可以用此电流场模拟静电场．以a、b两个电极的连线为x轴，以a、b连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴上的某一点，合上开关S，而将另一个探针由b电极处沿x轴正方向移到a电极的过程中，两个探针之间的电势差先逐渐减小，当两个探针都在y轴上时，两个探针之间的电势差为0，灵敏电流表G的指针与零刻度夹角减小为0，；之后另一个探针由y轴处沿x轴正方向移到a电极的过程中，两个探针之间的电势差逐渐增大，灵敏电流表G的指针与零刻度夹角又逐渐增大．故选项D正确．
故选：D．
故答案为：（1）①导电纸 ②复写纸 ③白纸；（2）D

『叁』 在“DIS描绘电场等势线”的实验中，（1）给出下列器材，ab处的电源应选用______，传感器应选用______．（

（1）本实验利用恒定电流场模拟静电场，要描绘电场等势线，需要6V的直流电源． 要描绘电场等势线，要寻找等势点，即电势差为零的点，而电势差就是电压，所以传感器应选用电压传感器．故选B、D （2）从一个电极沿x轴到另一电极，电势逐渐升高或降低，则将一个探针固定置于y轴上的某一点，另一探针从一个电极沿连线逐渐移动到另一电极的过程中，两探针处的电势差先变小后变大，则传感器示数的绝对值先变小后变大，故D正确． 故选D 故答案为：（1）B，D（2）D

『肆』 在做“电场中等势线的描绘”的实验时，先在导电纸上画出电极a和b（模拟为点电荷）的连线，在连线上选取间

(1)乙 (2) (3)ACD

『伍』 高考试卷

一、单项选择题（共16分，每小题2分。每小题只有一个正确选项。

1、卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在

（A）电子 （B）中子 （C）质子 （D）原子核

2、一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时

（A）速度相同，波长相同 （B）速度不同，波长相同

（C）速度相同，频率相同 （D）速度不同，频率相同

3、各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是

（A）γ射线、紫外线、可见光、红外线

（B）γ射线、红外线、紫外线、可见光

（C）紫外线、可见光、红外线、γ射线

（D）红外线、可见光、紫外线、γ射线

4、如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的

（A）OA方向 （B）OB方向（C）OC方向 （D）OD方向

5、磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁

（A）向上运动（B）向下运动（C）向左运动（D）向右运动

6、放射性元素A经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了

（A）1位（B）2位（C）3位（D）4位

7、在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中

（A）失重且机械能增加

（B）失重且机械能减少

（C）超重且机械能增加

（D）超重且机械能减少

8、如图，一束电子沿z轴正向流动，则在图中y轴上A点的磁场方向是

（A）+x方向

（B）-x方向

（C）+y方向

（D）-y方向

二、单项选择题（共24分，每小题3分。每小题只有一个正确选项。）

9、在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则

（A）中间条纹间距较两侧更宽

（B）不同色光形成的条纹完全重合

（C）双缝间距离越大条纹间距离也越大

（D）遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹

10、研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别于电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则

（A）a为电源正极，到达A板的为α射线

（B）a为电源正极，到达A板的为β射线

（C）a为电源负极，到达A板的为α射线

（D）a为电源负极，到达A板的为β射线

11、国际单位制中，不是电场强度的单位是

（A）N/C

（B）V/m

（C）J/C

（D）T、m/s

12、如图，粗细均与的玻璃管A和B由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在A管内，初始时两管水银面等高，B管上方与大气相通。若固定A管，将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H，A管内的水银面高度相应变化h，则

（A）h=H（B）h<

（C）h= （D）<h<H

13、电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力，因此

（A）电动势是一种非静电力

（B）电动势越大，表明电源储存的电能越多

（C）电动势的大小是非静电力做功能力的反映

（D）电动势就是闭合电路中电源两端的电压

14、物体做匀加速直线运动，相继经过两端距离为16 m的路程，第一段用时4 s，第二段用时2 s，则物体的加速度是

(A) (B) (C) (D)

15、如图，始终竖直向上的力F作用在三角板A端，使其绕B点在竖直平面内缓慢地沿顺时针方向转动一小角度，力F对B点的力矩为M，则转动过程中

(A)M减小，F增大(B)M减小，F减小

(C)M增大，F增大(D)M增大，F减小

16、风速仪结构如图(a)所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间 内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b)所示，则该时间段内风轮叶片

(A)转速逐渐减小，平均速率为 (B)转速逐渐减小，平均速率为

(C)转速逐渐增大，平均速率为 (D)转速逐渐增大，平均速率为

三、多项选择题（共16分，每小题4分。每小题有二个或者三个正确选项。全选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选或不答的，得0分。）

17、某气体的摩尔质量为M，分之质量为m。若1摩尔该气体的体积为Vm，密度为ρ，则该气体单位集体分子数为（阿伏伽德罗常数为NA）

(A) (B) (C) (D)

18、如图所示电路中，电源内阻忽略不计。闭合电建，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中

(A)U先变大后变小

(B)I先变大后变小

(C)U与I比值先变大后变小

(D)U变化量与I变化量比值等于R3

19、如图（a），螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，乙图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图（b）所示规律变化时

（A）在t1~t2时间内，L有收缩趋势

（B）在t2~t3时间内，L有扩张趋势

（C）在t2~t3时间内，L内有逆时针方向的感应电力

（D）在t3~t4时间内，L内有顺时针方向的感应电力

20、甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2m/s，振幅相同；某时刻的图像如图所示。则

（A）甲乙两波的起振方向相反

（B）甲乙两波的频率之比为3:2

（C）再经过3s，平衡位置在x=7m出的质点振动方向向下

（D）再经过3s，两波源间（不含波源）有5个质点位移为零

四、填空题（共20分，每小题4分。）

本大题中第22题为分叉题，分A、B两类，考生可任选一类答题。若两类试题均做，一律按A类题积分。

21、形象描述磁场分布的曲线叫做____________,通常___________的大小也叫做磁通量密度。

22A、B选做一题

22A、如图，粗糙水平面上，两物体A、B以轻绳相连，在恒力F作用下做匀速运动。某时刻轻绳断开，A在F牵引下继续前进，B最后静止。则在B静止前，A和B组成的系统动量_________（选填：守恒或不守恒）。

22B、两颗卫星绕地球运行的周期之比为27:1，则它们的角速度之比为__________，轨道半径之比为___________。

23、如图，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是位于竖直平面内以O为圆心的一段圆弧，OA与竖直方向的夹角为α。一小球以速度从桌面边缘P水平抛出，恰好从A点沿圆弧的切线方向进入凹槽。小球从P到A的运动时间为____________;直线PA与竖直方向的夹角β=_________。

24、如图，质量为m的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，处于静止状态。施加一水平向右的匀强电场后，A向右摆动，摆动的最大角度为60°，则A受到的电场力大小为 。 在改变电场强度的大小和方向后，小球A的平衡位置在α=60°处，然后再将A的质量改变为2m，其新的平衡位置在α=30°处，A受到的电场力大小为 。

25、地面上物体在变力F作用下由静止开始竖直向上运动，力F随高度随高度x的变化关系如图所示，物体能上升的最大高为h,h<H。当物体加速度最大时其高度为 ，加速度的最大值为 。

五。实验题（共24分）

26、（3分）在用DIS研究机械能守恒定律的实验中，用到的传感器是 传感器。若摆锤直径的测量值大于其真实值会造成摆锤动能的测量值偏 。（选填：大或小）。

27、（6分）在用多用电表测电阻、电流和电压的.实验中

（1）（多选题）用多用电测电流或电阻的过程中

（A）在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零

（B）在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零

（C）在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测

（D）在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测

（2）测量时多用电表指针指在如图所示位置。若选择开关处于10V挡，其读数为 V；若选择开关处于×10挡，其读数为 200 Ω（选填:大于，等于或小于）。

28、(7分)用DIS描绘电场的等势线的实验装置示意图如图所示。

（1）（单选题）该实验描绘的是

（A）两个等量同种电荷周围的等势线

（B）两个等量异种电荷周围的等势线

（C）两个不等量同种电荷周围的等势线

（D）两个不等量异种电荷周围的等势线

（2）（单选题）实验操作时，需在平整的木板上依次铺放

（A）导电纸、复写纸、白纸

（B）白纸、导电纸、复写纸

（C）导电纸、白纸、复写纸

（D）白纸、复写纸、导电纸

（3）若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点（f、d连线与A、B连线垂直）时，示数小于零。为使示数为零，应保持红色探针与d点接触，而将黑色探针 向右）移动。

29、（8分）某同学制作了一个结构如图（a）所示的温度计。一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动，管长0、5m。将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向。在气体温度为270K时，用一段水银将长度为0、3m的气柱封闭在管内。实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图（b）所示（实验中大气压强不变）。

（1）管内水银柱长度为m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的最高温度为 K。

（2）若气柱初始长度大于0、3m，该温度计能测量的最高温度将（选填：增大，不变或减小）。

（3）若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将（选填：偏高，不变或偏低）。

六、计算题（共50分）

30、（10分）如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分隔为上下两部分A和B，上下两部分气体初温度相等，且体积VA＞VB。

（1）若A、B两部分气体同时升高相同的温度，水银柱将如何移动？

某同学解答如下：

设两部分气体压强不变，由 ，， ，，所以水银柱将向下移动。

上述解答是否正确？若正确，请写出完整的解答；若不正确，请说明理由并给出正确的解答。

（2）在上下两部分气体升高相同温度的过程中，水银柱位置发生变化，最后稳定在新的平衡位置，A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为ΔpA和ΔpB，分析并比较二者的大小关系。

31、（12分）风洞是研究空气动力学的实验设备。如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H=3、2m处，杆上套一质量m=3kg，可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为F=15N，方向水平向左。小球以速度v0=8m/s向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g=10m/s2。求：

（1）小球落地所需时间和离开杆端的水平距离；

（2）小球落地时的动能。

（3）小球离开杆端后经过多少时间动能为78J？

32、（14分）如图（a），长度L=0、8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A，其电荷量Q= ；一质量m=0、02kg，带电量为q的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线I所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线II所示，其中曲线II在0、16≤x≤0、20和x≥0、40范围可近似看作直线。求：（静电力常量 ）

（1）小球B所带电量q;

（2）非均匀外电场在x=0、3m处沿细杆方向的电场强度大小E；

（3）在合电场中，x=0、4m与x=0、6m之间的电势差U。

（4）已知小球在x=0、2m处获得v=0、4m/s的初速度时，最远可以运动到x=0、4m。若小球在x=0、16m处受到方向向右，大小为0、04N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的做小距离s是多少？

33、（14分）如图，一关于y轴对称的导体轨道位于水平面内，磁感应强度为B的匀强磁场与平面垂直。一足够长，质量为m的直导体棒沿x轴方向置于轨道上，在外力F作用下从原点由静止开始沿y轴正方向做加速度为a的匀速加速直线运动，运动时棒与x轴始终平行。棒单位长度的电阻ρ，与电阻不计的轨道接触良好，运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为P=ky （SI）。求：

（1）导体轨道的轨道方程y=f（x）；

（2）棒在运动过程中受到的安培力Fm随y的变化关系；

（3）棒从y=0运动到y=L过程中外力F的功。

参考答案

一、 单项选择题

1、D 2、D 3、A 4、D 5、B 6、C 7、B 8、A

二、单项选择题

9、D 10、B 11、C 12、B 13、C 14、B 15、A 16、B

三、多项选择题

17、A,B,C 18、B,C 19、A,D 20、A,B,D

四、填空题

21、磁感线；磁感应强度 22A、守恒；不守恒

22B、1:27；9:1 23、 ；

24、 ；mg

25、0或h；

⑤、实验题（共24分）

26、光电门；大 27、（1）A，D （2）5、4；小于 28、（1）B （2）D （3）向右

29、（1）0、1；360 （2）减小（3）偏低

六、计算题

30、解：

（1）不正确。

水银柱移动的原因是升温后，由于压强变化造成受力平衡被破坏，因此应该假设气体体积不变，由压强变化判断移动方向。

正确解法：设升温后上下部分气体体积不变，则由查理定律可得

因为 ，pA<pB，可知 ，所示水银柱向上移动。

（2）升温前有pB=pA+ph（ph为汞柱压强）

升温后同样有pB' =pA'+ph

两式相减可得

31、解：

（1）小球在竖直方向做自由落体运动，运动时间为

小球在水平方向做匀减速运动，加速度

水平位移

（2）由动能定理

（3）小球离开杆后经过时间t的水平位移

由动能定理

以 J和 m/s代入得

125t2-80t+12=0

解得t1=0、4s,t2=0、24s

32、解：

（1）由图可知，当x=0、3m时， N

因此 C

（2）设在x=0、3m处点电荷与小球间作用力为F2，

F合=F2+qE

因此

电场在x=0、3m处沿细秆方向的电场强度大小为3 ，方向水平向左。

（3）根据图像可知在x=0、4m与x=0、6m之间合力做功大小

W合=0、004 0、2=8 10-4J

由qU=W合

可得

（4）由图可知小球从x=0、16m到x=0、2m处

电场力做功 J

小球从 到 处

电场力做功 = =

由图可知小球从 到 处

电场力做功 =－0、004×0、4=

由动能定理 + + + =0

解得 =

33、解：

（1）设棒运动到某一位置时与轨道接触点的坐标为（± ）,安培力的功率

棒做匀加速运动

代入前式得

轨道形式为抛物线。

（2）安培力 =

以轨道方程代入得

（3）由动能定理

安培力做功

棒在 处动能

外力做功

『陆』 在“电场中等势线的描绘”实验中（1）有以下一些实验步骤：A．在导电纸上画出两电极的连线B．将灵敏电流

（1）实验的顺序是先组装器材，即C、D，在找等势点前的操作为A、E，然后进行实验，即G、F．所以合理的操作步骤为CDAEGF．
（2）当用电压表代替电流表，当电压表读数为零时，表示两探针处电势差为零，即电势相等．所以从实验原理来说，如用电压表代替电流表也可以描绘出等势线．用电压表代替灵敏电流表时其具体做法是：电压表的一个探针接触某个基准点不动，另一个探针缓慢地移动到电压表示数为零时，复印一点，从而找到等势点．
（3）等势线发生畸形产生误差的可能原因是：
①灵敏电流表的灵敏度不高；当灵敏电流表的灵敏度不高时，导致描点不准确，绘出的等势线与实际的情况有出入．
②电极和导电纸接触不良时，形成较大的接触电阻，因而影响导电纸上电场的分布，使等势线产生畸变．
（或由于导电物质涂得不均匀，与涂得均匀情况相比，导电纸上电场分布不同．）
故答案为：
（1）CDAEGF．
（2）能，电压表的一个探针接触某个基准点不动，另一个探针缓慢地移动到电压表示数为零时，复印一点，从而找到等势点．
（3）①灵敏电流表的灵敏度不高；当灵敏电流表的灵敏度不高时，导致描点不准确，绘出的等势线与实际的情况有出入．
②电极和导电纸接触不良时，形成较大的接触电阻，因而影响导电纸上电场的分布，使等势线产生畸变．
（或由于导电物质涂得不均匀，与涂得均匀情况相比，导电纸上电场分布不同）．

『柒』 某同学为完成“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验，使用如图所示的实验器材：电源E(电动势为12 V，

（1） （2）恒定电流的电场，等量异种点电荷，正电荷，负电荷 （3）向左

『捌』 高中物理（描绘等势线）。

1.在导电纸上需要一个圆形的电极，连接电源的正极，导电纸中央的连接电源的负极。（图片就免了，不会弄）
2.需要的仪器是灵敏电流计。具体的操作就有2种，我只说其中一种了。电流表 的指针随便放在中央电极附近，另一个指针以相同的距离围绕中央电极运动（这个距离指的是前一个指针距离中央电极的长度），当电流表的指针正对表盘中间的时候，表明指针所在两点的电势差为0，即是这两点等势。然后以同样的方法找出其他的等势点，用平滑的曲线连接起来，这些点所在曲线就是一个圆。然后变换一个指针的位置，另一个指针以上述方法确定另外的等势点，以此类推。当你找出部分等势的圆之后，你会发现它们是以中央电极为圆心的同心圆。
3.其可能原因有多种，此处给出该图所示的一种：导电纸的厚度不一样（实质是导电纸密度不均匀）。
4.精确的设备所描绘出来的一定是正圆的，由于导电纸的内部密度不一样，导致某些地方通过的电流强度不一样，于是进一步影响原来等势点的位置。该方向上导电纸的电阻率偏大，造成如图所示的情况。

『玖』 如图所示为“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验装置．图中电源应使用______（选填“高压”或“低

本实验利用恒定电流场模拟静电场，电源应使用低压直流电源．
实验中所用的灵敏电流表的零刻度应在表盘的中央．
通电后，将两探针分别接图中f、b两点，发现电流表指针偏转，则这两点电势不相等．
故答案为：低压；直流；中央；不相等．

『拾』 基准点的电势

（1）本实验利用恒定电流场模拟静电场，A电极相当于正点电荷，电B相当于负点电荷，电场线从A指向B，则电势最高的点是a点． （2）由题意，电流从红表笔流进时，表针正偏，说明红表笔处电势高于黑表笔处电势．若电流表的两表分别按触图中d和f两点时表针反偏，由图，根据等量异种电荷等势线的分析情况可知，d的电势低于f的电势，则电流表的红表笔接在d点．要使表针仍指在零刻度线，应将接f点的表笔向右移动． 故答案为：（1）a；（2）d，右