PDF《2019 北京西城区高三二模 物理》

2 所示.已知:插入电介质后的平行板电容器的电容 ,式中 ε r 为大于

1 的常 数.求电介质板插入平行板电容器的过程中,通过开关 S 的电量.并说明该电流的 方向. (3)电路在情境(1)的状态下,断开开关 S,保持电容器的电荷量不变.有一块 厚度为 d/2 的导体板,其表面形状大小和该平行板电容器的极板完全相同.在外力 F 的作用下,该导体板能够沿着下极板的内侧缓慢地进入到如图

3 所示的位置.不 计摩擦阻力. a.求两极板间 P 点的电场强度的大小 E1;

b.在电场中,将单位体积内所蕴藏的电场能量叫做能量密度,用we 表示.已知 ,式中 E 场为电场强度.求该导体板进入电场的全过程中,外力 F 所做的 功WF. E S 图3PEb S 图1ES图25/8物理试题答案 第一部分共

20 小题,每小题

6 分,共120 分. 13.D 14.C 15.A 16.D 17.B 18.D 19.A 20.C 第二部分共

11 小题,共180 分. 21.(18 分) (1)A;

C (2)连线图: 右(3) 2.03~2.07 2.45~2.60 0.45 ~0.60 (4) C (5) 可以;

说明:a 连接电压表的正极到开关的连线有误,使开关 外接,而导致电源、电压表和定值电阻直接形成回路,所 以开关打开时电压表仍有示数;

b 在上述回路中,由于电 压表的内阻远大于回路的其他电阻,所以导致 开关断开 时,电压表还有较大示数 . 22.(16 分) (1) 对ab 杆受力分析: 杆只受重力和垂直于斜面的支持力. 电源 A V

6 /

8 所以,对杆沿着斜面向下的方向列出的动力学方程为: mg = ma 解得:a =g (2)a.当ab 杆速度大小为 v 时,闭合回路的感应电动势为 e = lvB 所以,此时 ab 杆中的电流大小: i = e/R= lvB/R b. 对ab 杆受力分析: 杆受重力、垂直于斜面的支持力和沿着斜面向上的安培阻力. 当杆 ab 在下滑过程中达到最大速度 vm 时,必有: mg - ilB =

0 i = e/R= lvmB/R 解得:vm = mg / l2B2 23.(18 分) (1) a. 这次碰撞导致两个球的动能变化是: A 球的动能损失为: mA v12- mA v22 = 4.8J B 球获得的动能为: mB vB

2 =3.2J. 显然二者并不相等.可见小明的猜想是错误的. b. 我猜想,这次碰撞应该是总动量守恒的.即: 在碰撞过程中 A 球的动量损失量,始终等于 B 球的动量增加量. 对于整个过程的计算如下: A 球的动量损失量: mA v1- mA v2 = 0.8kgm/s B 球动量的增加量: mB vB= 0.8kgm/s 二者恰好相等.我的猜想得到验证. (2)a. 恒力和其作用时间的累积 Ft 直接对应着动量的变化. 由牛顿运动定律和运动学公式推导:

7 /

8 F = ma;

v2=v1 + at 解得:Ft =m v2- mv1 b. 恒力和其作用空间的累积 Fl 直接对应着动能的变化. 由牛顿运动定律和运动学公式推导: F=ma;

v22- v12 = 2al 解得: Fl = m v22- m v12 24.(20 分) (1)极板上的电量 Q : Q = CU = CE (2)该电介质板插入平行板电容器后, 极板的电荷量 Q1: Q1 =C'

E =ε r C E 所以,该电介质板插入平行板电容器的过程中, 通过开关 S 的电量为: Q1 - =ε r C E- C E = C E(ε r - ) 通过开关 S 的电流方向是自左向右. (3) a.因为极板带电荷量 Q 保持不变,插入导体板之后, 电容两极板之间的距离变为 ,所以电容变为 2C. 根据电容的定义式: ,可知:此时极板之 间的电压变为原来的 ,即电压 U = . 故得:极板间匀强电场的电场强度,也即 P 点的 电场强度: b. 根据已知的匀强电场的能量密度概念和公式,分析 可知:在电场强度不变的前提下,匀强电场中蕴藏的 电场能和匀强电场的空间体积成正比. 所以,在插入导体板后匀强电场中所蕴藏的能量: