精品解析:河南省驻马店高级中学2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题
2024-12-18
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内容正文:
河南省驻马店高级中学2024-2025学年高三上期期中测试
物理试题
命题人: 审题人:
注意事项:
1.答卷前,请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
4.满分:100分 考试时间:75分钟
一、单选题(1~7为单选题;8~10为多选题,选对得5分,不全得3分,选错不得分,共50分)
1. 如图所示,三个等量点电荷固定在正三角形三个顶点上,其中A、B带正电,C带负电。O点为BC边的中点,P、Q两点关于O点对称,下列说法正确的是( )
A. P、Q两点电势相同
B. P、Q两点电场强度相同
C. 试探电荷-q沿直线由O向A运动,电势能减少
D. 试探电荷-q沿直线由O向A运动,所受电场力不做功
【答案】C
【解析】
【详解】A.在只有B、C点电荷所形成的电场中,P点电势高于Q点电势,在只有A点电荷所形成的电场中,P、Q两点电势相同,则P点电势高于Q点电势,故A错误;
B.由平行四边形定则可知,P、Q两点电场强度大小相等,方向不同,故B错误;
CD.在只有B、C点电荷所形成的电场中,OA是一条等势线,A电荷的电场中O点到A点电势升高,因此试探电荷-q沿直线由O向A运动,电势升高,电势能减少,所受电场力做正功,故C正确,D错误。
故选C。
2. 如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受静电力作用,下列说法中正确的是( )
A. 场强方向一定是沿图中实线向右
B. 该粒子运动过程中速度一定不断增大
C. 该粒子一定是由a向b运动
D. 该粒子在a点的电势能一定小于在b点的电势能
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左,粒子的电性不能确定,则电场线方向未知。故A错误;
BD.由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知,若粒子从a运动到b,电场力对粒子做负功,其电势能增大,该粒子在a点的电势能小于在b点的电势能,粒子的动能减小,其速度一定不断减小,若粒子从b运动到a,电场力对粒子做正功,其电势能减小,该粒子在a点的电势能小于在b点的电势能,粒子的动能增大,其速度一定不断增大。故B错误;D正确;
C.根据上面选项分析,可知不能判断该粒子的运动方向。故C错误。
故选D。
3. 在如图所示电路中,先闭合开关给平行板电容器充电,充电结束后断开开关,发现有一滴带电油滴正悬浮在两极板之间,下列说法正确的是( )
A. 电容器下板接地,因此电容器所带电荷量为0
B. 无法判断带电油滴的电性
C. 如果将电容器的下极板向下移动会观察到油滴向下运动
D. 如果将电容器的上极板向上移动,油滴的电势能不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.充电结束后断开开关,电容器没有接入闭合回路,不会放电,则电容器所带电荷量不为0,故A错误;
B.带电油滴正悬浮在两极板之间,可知,带电油滴所受电场力方向竖直向上,由于极板间电场方向竖直向下,则带电油滴带负电,故B错误;
C.充电结束后断开开关,电容器没有接入闭合回路,不会放电,电容器所带电荷量不变,由,和可得
如果将电容器的下极板向下移动,则极板间距离增大,可知,极板间电场强度不变,则油滴不运动,故C错误;
D.结合C分析可知,如果将电容器的上极板向上移动,可知,极板间电场强度不变,则P点与下极板间的电势差不变,所以P点的电势不变,油滴的电势能不变,故D正确。
故选D。
4. 如图所示的电路中,电源的电动势为E、内阻为r,C为电容器,()和为定值电阻,为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小),A为理想电流表,G为灵敏电流计,当开关S闭合且电路稳定后,在逐渐增大对的光照强度的过程中( )
A. 电源的效率可能变大 B. G表中有从b至a的电流
C. A表的示数一定变小 D. 电源的输出功率可能先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】AC.电源的效率为
增大对的光照强度,则总电阻减小,电路总电流增大,电源的效率变小,故AC错误;
B.电路总电流增大,电源内阻和两端的电压增大,两端的电压减小,即电容器两极板间的电压减小,电容器带电量减小,电容器放电,G表中有从b至a的电流,故B正确;
D.当电源外电路电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,电源外电路电阻越接近电源内阻,电源的输出功率越大,逐渐增大对的光照强度,阻值减小,电路总电阻减小,由于,电阻总电阻一直大于电源内阻,电源的输出功率一直增大,故D错误;
故选B。
5. 如图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。小明在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障, 在其它连接不变的情况下, 他将电压表连接 a 位置的导线端分别试触 b 、c 、d 三个位置, 发现试触b 、c 时,电压表有示数;试触 d 时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则( )
A. 导线 ab 断路 B. 滑动变阻器短路
C. 导线 cd 短路 D. 导线 cd 断路
【答案】D
【解析】
【详解】电压表有示数且不变,电流表始终没有示数,说明从电压表与电源间电路正常连接,电压表外侧的电路有断路,将电压表连接 a 位置的导线端试触b 、c 时,电压表有示数,说明b 、c 与电源之间无断路,试触 d 时,电压表没有示数,说明导线 cd 断路,
故选D。
6. A、B是电场中的一条电场线,若将一个带负电的点电荷由A点静止释放,它在沿电场线从A向B运动过程中的图像如图所示,A、B两点的电势φ和场强E的大小关系是( )
A. φA<φB,EA<EB B. φA<φB,EA>EB
C. φA>φB,EA>EB D. φA>φB,EA<EB
【答案】B
【解析】
【详解】由图像可知负电荷从A向B运动的过程中做加速度逐渐减小的加速运动,由可知,电场强度逐渐减小,则
从A向B负电荷做加速运动,负电荷受到的电场力方向水平向右,电场强度方向水平向左,沿电场线方向电势降低,故
故选B。
7. 如图所示,曲线为一带电粒子在匀强电场中运动的轨迹,虚线、、、为相互平行且间距相等的四条等势线,、、、、为轨迹与等势线的交点。带电粒子从点出发,初速度大小为,到达点时速度大小为,则( )
A. 四条等势线中的电势最高
B. 粒子从到和从到的速度变化量相同
C. 粒子从到和从到的动能变化量不同
D. 粒子在点的加速度比在点的加速度大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由轨迹可知,粒子受电场力向下,因粒子的电性不确定,可知场强的方向不确定,则不能确定哪点电势最高,选项A错误;
B.因M、P在同一条等势面上,N、O在同一条等势面上,可知粒子经过M、P点时速度大小相同,经过N、O点时速度大小也相同,可知粒子从M到N和从O到P的时间相同,因为是匀强电场,则速度变化量相同,选项B正确;
C.因由动能定理可知,粒子从到和从到的动能变化量相同,选项C错误;
D.因为是匀强电场,可知粒子在点的加速度与在点的加速度相同,选项D错误。
故选B。
8. 图(a)为某一规格的灯泡的伏安特性曲线,图(b)为三个相同规格的灯泡串联后与一电源连接的电路图,电源电动势为1.5V,内阻为,下列说法正确的是( )
A. 此时电路中的电流约为0.6A B. 此时电源输出功率约为0.37W
C. 此时电路中的电流约为0.8A D. 若再串联一个灯泡,电流将变为之前的
【答案】AB
【解析】
【详解】AC.三个完全相问的灯泡串联接在电路中,根据闭合电路的欧姆定律,一个灯泡两端电压U与电路中电流I满足关系式
即
在图(a)中做出上式对应的一次函数图像,得到其与灯泡的伏安特性曲线的交点,如下图中上面斜线与灯泡的伏安特性曲线的交点
由图可知坐标约等于,可知此时电路中的电流约为0.6A,故A正确,C错误;
B.由AC选项分析可知路端电压约等于0.6V,电源输出功率约为
故B正确;
D.若再串联一个灯泡,关系式变为
图线交点为上图中下面斜线与灯泡的伏安特性曲线的交点,由图可知电流约为0.55A,电流将变为之前的,故D错误。
故选AB。
9. 如图甲所示,某装置由直线加速器和偏转电场组成。直线加速器序号为奇数和偶数的圆筒分别和交变电源的两极相连,交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示;在t=0时,奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值,位于金属圆板(序号为0)中央的电子由静止开始加速,通过可视为匀强电场的圆筒间隙的时间忽略不计,偏转匀强电场的A、B板水平放置,长度均为L,相距为d,极板间电压为U,电子从直线加速器水平射出后,自M点射入电场,从N点射出电场。若电子的质量为m,电荷量为e,不计电子的重力和相对论效应。下列说法正确的是( )
A. 电子在第3个与第6个金属筒中的动能之比
B. 第2个金属圆筒的长度为
C. 电子射出偏转电场时,速度偏转角度的正切值
D. 若电子通过圆筒间隙的时间不可忽略,且圆筒间隙的距离均为d,在保持圆筒长度、交变电压的变化规律和图乙中相同的情况下,该装置能够让电子在加速电场中获得的最大速度为
【答案】A
【解析】
【详解】A.设电子的质量为m,电子所带电荷量的绝对值为e。电子进入第n个圆筒后的动能为En,根据动能定理有
电子在第3个和第6个金属圆筒中的动能之比1:2,故A正确;
B.设电子进入第n个圆筒后的速度为,根据动能定理有
,
第2个金属圆筒的长度=,故B错误;
C.电子在偏转电场中运动的加速度为
电子在偏转电场中的运动时间为
又因为
电子射出偏转电场时,垂直于板面的分速度
电子射出偏转电场时,偏转角度的正切值为,故C错误;
D.由题意,若电子通过圆筒间隙的时间不可忽略,则电子进入每级圆筒的时间都要比忽略电子通过圆筒间隙中对应时间延后一些,为了保持电压极性始终正确,电子到达每个间隙的时刻必须落在对应电压半周期的中间区域,而不是边缘。严格分析表明:所有间隙的总时间之和 必须小于等于 ,当延后时间累计为,最后一个间隙的电压将不再是最佳加速相位(甚至可能减速),此时的速度就是装置能够加速的最大速度,则有
根据动能定理得
联立解得,故D错误。
故选A。
10. 如图所示,两块水平放置的平行金属板M、N,下极板N接地。现将其与理想二极管串联,与静电计并联,初始电容器所带电量为零。为定值电阻,和为电阻箱,闭合开关S稳定后,一带电油滴恰好静止于两板间的P点,则下列说法正确的是( )
A. 断开开关S,M板稍微上移,静电计指针偏角变大
B. 断开开关S,N板稍微下移,带电油滴的电势能增大
C. 保持开关S闭合,增大阻值,带电油滴仍然静止不动
D. 保持开关S闭合,增大阻值,平行板电容器的带电荷量减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.断开开关S,电量保持不变,根据电容决定式
M板稍微上移,d变大,电容减小,根据电容定义式
可知板间电压U变大,所以静电计指针偏角变大,故A正确;
B.根据电容决定式
电容定义式
板间场强为
联立可得
断开开关S,电量保持不变,所以板间场强不变;P与下极板间电势差为
可知P与下极板间电势差变大,而N板的电势始终为零,所以P点电势降低,且为负值。由图可知N板为正极板,液滴处于静止状态,根据平衡条件可知液滴带正电;根据
可知N板稍微下移,带电油滴的电势能降低,故B错误;
C.保持开关S闭合,电容器两板间电压等于电阻R0两端的电压,当增大R1的阻值,R0两端的电压减小,电容器两板间电压降低,根据
可知电容器将会放电,因为二极管单向导电性,电容器的电量不能减少,所以保持电量不变,根据电容决定式
电容定义式
板间场强为
联立可得
由此可知板间场强不变,所以液滴仍然静止不动,故C正确;
D.保持开关S闭合,电容器两板间电压等于电阻R0两端的电压,当增大R2的阻值,电容器两板间电压与R2的阻值无关,根据
可知平行板电容器的带电荷量保持不变,故D错误。
故选AC。
第II卷(非选择题)
三、实验题(每空2分,共14分)
11. 某同学在进行毫安表改装的实验时,需要知道毫安表的满偏电流和内阻。该同学设计的实验电路如图所示,图中为标准毫安表(已校准),为待测毫安表(的量程略大于的量程),为滑动变阻器,为电阻箱。
(1)将和的阻值均调至最大后合上开关,调节使的指针满偏,记下此时的示数,接着合上开关,反复调节和的阻值,使的示数仍为,的指针偏转到满刻度的一半,记下此时的最终示数(记为r),则毫安表的内阻为__________。(用题中涉及的物理量符号表示)
(2)若要将改装成量程为的电流表,则在两端并联的电阻与的内阻的比值为__________。
(3)仅从实验设计原理上看,用上述方法测得的内阻的测量值与真实值相比__________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)
(2)
(3)相等
【解析】
【小问1详解】
合上开关,调节使的指针满偏,此时的示数,则G2的满偏电流为
合上开关,使的示数仍为,的指针偏转到满刻度的一半,则通过的电流为
所以的内阻为
【小问2详解】
若要将改装成量程为的电流表,由与并联,则
解得
【小问3详解】
调节、,的示数,电流达到半偏时,两并联支路电流相等,则电阻相等;仅从实验设计原理上看,用上述方法测得的内阻的测量值与真实值相等。
12. 某兴趣小组利用图1所示的电路,把开关掷向a对给定电容值为C的电容器充电。R表示接入的电阻,E表示电源(忽略内阻)。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电,得到I-t图后经过计算机软件处理得到如图所示的q-t曲线如图2中①②所示。
(1)根据q-t图像以下判断正确的是( )
A.①②两条曲线不同是E的改变造成的
B.①②两条曲线不同是R的改变造成的
C.需要对电容器快速充电时,R越小越好
D.需要对电容器快速充电时,R越大越好
(2)小明同学利用图3和图4的电路图连接电路,分别完成了“测量电源电动势和内阻”和“测量某一段长度已知的电阻丝Rx的电阻率”两个实验,两个电路使用同一电源。
①图5是该同学根据实验测得的数据在同一坐标轴上同时作出两个实验的U-I图像,下列说法正确的是( )
A.图3中电压表的内阻对实验结果无影响
B.图4中电压表的内阻对实验结果无影响
C.图5可知,电源的电动势为1.49V,内阻为2.5Ω
D.在测量Rx的电阻时,若将滑动变阻器移到最右端,Rx消耗的功率约为0.60W
②如图6,用螺旋测微器测得该电阻丝的直径d=______mm,根据实验所选的电表量程,电压表的示数U=______V。
【答案】 ①. BC##CB ②. BD#DB ③. 0.495 ④. 0.80
【解析】
【详解】(1)[1]AB.由电流的定义式
可知q-t曲线斜率表示电流,所以①②两条曲线不同是由于电流不同造成的,即①②两条曲线不同是R的改变造成的。故A错误;B正确;
CD.需要对电容器快速充电时,其充电电流越大越快,即R越小越好。故C正确;D错误。
故选BC。
(2)①[2]AB.图3中电压表所在之路有分流作用,所以电压表的内阻对实验结果有影响,图4中电流表测量的是电阻的真实电流值,电压表的内阻对实验结果无影响。故A错误;B正确;
C.由图5可知,电源的电动势为1.49V,内阻为
故C错误;
D.由实验的U-I图像可知,Rx的阻值为
在测量的电阻时,若将滑动变阻器移到最右端,对应的电流为0.45A,消耗的功率约为
P=I2Rx=0.60W
故D正确。
故选BD。
②[3]根据螺旋测微器读数规则,测得该电阻丝的直径
d=0+49.5×0.01mm=0.495mm
[4]由于电源的电动势为1.49V,实验所选的电表量程为3V,根据电压表读数规则,电压表的示数需要估读一位,即
U =0.80V
四、解答题第13题10分,第14题12分,第15题14分)
13. 如图所示,A为电解槽,N为电炉,当S、闭合,断开,电流表示数;当S、闭合、断开时,电流表示数。已知电源电动势,电源内阻,电解槽内阻,求:
(1)当S、闭合、断开时,电源的效率;
(2)当S、闭合、断开时,电能转化为化学能的功率。
【答案】(1)
(2)18W
【解析】
【小问1详解】
当S、闭合、断开时,路端电压
电源的效率
解得
【小问2详解】
当S、闭合、断开时,路端电压
根据能量转化与守恒有
解得
14. 如图所示电路中,电源电动势E = 18V,内电阻r = 1.0Ω,电源负极端接地。定值电阻R1 = 6.0Ω,R2 = 2.0Ω,R3 = 1.0Ω,R4 = 7.0Ω,R5 = 8.0Ω,电容器的电C = 2μF,电键K闭合,电路稳定后,求:
(1)流过电阻R1的电流;
(2)电容器所带的电荷量,并说明电容器哪个极板带正电;
(3)若R2突然断路,到电路再次稳定过程中有多少电荷通过R5?
【答案】(1)I1 = 1.8A;(2)Q = 1.8 × 10-5C,下极板带正电;(3)Q = 2.2 × 10-5C
【解析】
【详解】(1)电路外电阻为
由闭合电路欧姆定律可得总电流
路端电压为
U = E-Ir = 14.4V
故流过电阻R1的电流为
(2)电阻R1、R2两端的电压分别为
UR1 = I1R1 = 10.8V
UR2 = I1R2 = 3.6V
电阻R3、R4两端的电压分别为
电源负极端接地,即φd = 0,则有
UR2 = φa-φd = 3.6V
UR4 = φb-φd = 12.6V
可知φa = 3.6V,φb = 12.6V,所以b点电势比a点高,电容器下极板带正电,电势差为
Uba = φb-φa = 9V
电容器所带的电荷量
Q = CUba = 1.8 × 10-5C
(3)R2断路后,电路外电阻为
由闭合电路欧姆定律可得总电流
则
R2断路,电路稳定后,电容器所带的电荷量
此时下极板带负电,则流过R5电荷量为
Q = Q+Q′ = 2.2 × 10-5C
15. 如图所示,长为L的绝缘细线,一端悬于O点,另一端连接带电量为的金属小球A,整个装置处在与水平方向成夹角斜向下的匀强电场中,电场强度大小为,电场范围足够大,在距O点为L的正下方有另一完全相同的不带电金属小球B置于光滑绝缘水平桌面的最左端,桌面离地面高度为H,现将细线向右拉至水平从静止释放A球。重力加速度为g,不计小球间库仑力的作用,小球体积忽略不计。(,)
(1)求A球释放瞬间绝缘细线拉力的大小;
(2)求A、B两球刚要碰撞时A球的速度;
(3)求A、B两球碰撞前A球速度的最大值;
(4)A、B两球发生弹性碰撞瞬间,撤去原电场,同时加上垂直纸面向里的匀强电场,电场强度大小为。求球从离开桌面到落地过程位移的大小。
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】
【详解】(1)A球释放瞬间受力情况如图所示
即
解得
(2)对A球从静止释放到与B球碰撞之前的过程应用动能定理
解得
(3)如图,由几何关系可知,重力、电场力的合力与电场强度方向垂直,大小为
当A球运动到速度与垂直时速度最大,由动能定理可得
解得
(4)A、B两球发生弹性碰撞
解得
碰后B的电荷量为,竖直方向有
水平向左方向位移大小为
垂直纸面向外方向位移大小为
垂直纸面向外方向加速度大小为
B球从离开桌面到落地过程的位移大小为
联立可得
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河南省驻马店高级中学2024-2025学年高三上期期中测试
物理试题
命题人: 审题人:
注意事项:
1.答卷前,请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上,写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
4.满分:100分 考试时间:75分钟
一、单选题(1~7为单选题;8~10为多选题,选对得5分,不全得3分,选错不得分,共50分)
1. 如图所示,三个等量点电荷固定在正三角形三个顶点上,其中A、B带正电,C带负电。O点为BC边的中点,P、Q两点关于O点对称,下列说法正确的是( )
A. P、Q两点电势相同
B. P、Q两点电场强度相同
C. 试探电荷-q沿直线由O向A运动,电势能减少
D. 试探电荷-q沿直线由O向A运动,所受电场力不做功
2. 如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受静电力作用,下列说法中正确的是( )
A. 场强方向一定是沿图中实线向右
B. 该粒子运动过程中速度一定不断增大
C. 该粒子一定是由a向b运动
D. 该粒子在a点的电势能一定小于在b点的电势能
3. 在如图所示电路中,先闭合开关给平行板电容器充电,充电结束后断开开关,发现有一滴带电油滴正悬浮在两极板之间,下列说法正确的是( )
A. 电容器下板接地,因此电容器所带电荷量为0
B. 无法判断带电油滴的电性
C. 如果将电容器的下极板向下移动会观察到油滴向下运动
D. 如果将电容器的上极板向上移动,油滴的电势能不变
4. 如图所示的电路中,电源的电动势为E、内阻为r,C为电容器,()和为定值电阻,为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小),A为理想电流表,G为灵敏电流计,当开关S闭合且电路稳定后,在逐渐增大对的光照强度的过程中( )
A. 电源的效率可能变大 B. G表中有从b至a的电流
C. A表的示数一定变小 D. 电源的输出功率可能先增大后减小
5. 如图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。小明在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障, 在其它连接不变的情况下, 他将电压表连接 a 位置的导线端分别试触 b 、c 、d 三个位置, 发现试触b 、c 时,电压表有示数;试触 d 时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则( )
A. 导线 ab 断路 B. 滑动变阻器短路
C. 导线 cd 短路 D. 导线 cd 断路
6. A、B是电场中的一条电场线,若将一个带负电的点电荷由A点静止释放,它在沿电场线从A向B运动过程中的图像如图所示,A、B两点的电势φ和场强E的大小关系是( )
A. φA<φB,EA<EB B. φA<φB,EA>EB
C. φA>φB,EA>EB D. φA>φB,EA<EB
7. 如图所示,曲线为一带电粒子在匀强电场中运动的轨迹,虚线、、、为相互平行且间距相等的四条等势线,、、、、为轨迹与等势线的交点。带电粒子从点出发,初速度大小为,到达点时速度大小为,则( )
A. 四条等势线中的电势最高
B. 粒子从到和从到的速度变化量相同
C. 粒子从到和从到的动能变化量不同
D. 粒子在点的加速度比在点的加速度大
8. 图(a)为某一规格的灯泡的伏安特性曲线,图(b)为三个相同规格的灯泡串联后与一电源连接的电路图,电源电动势为1.5V,内阻为,下列说法正确的是( )
A. 此时电路中的电流约为0.6A B. 此时电源输出功率约为0.37W
C. 此时电路中的电流约为0.8A D. 若再串联一个灯泡,电流将变为之前的
9. 如图甲所示,某装置由直线加速器和偏转电场组成。直线加速器序号为奇数和偶数的圆筒分别和交变电源的两极相连,交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示;在t=0时,奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值,位于金属圆板(序号为0)中央的电子由静止开始加速,通过可视为匀强电场的圆筒间隙的时间忽略不计,偏转匀强电场的A、B板水平放置,长度均为L,相距为d,极板间电压为U,电子从直线加速器水平射出后,自M点射入电场,从N点射出电场。若电子的质量为m,电荷量为e,不计电子的重力和相对论效应。下列说法正确的是( )
A. 电子在第3个与第6个金属筒中的动能之比
B. 第2个金属圆筒的长度为
C. 电子射出偏转电场时,速度偏转角度的正切值
D. 若电子通过圆筒间隙的时间不可忽略,且圆筒间隙的距离均为d,在保持圆筒长度、交变电压的变化规律和图乙中相同的情况下,该装置能够让电子在加速电场中获得的最大速度为
10. 如图所示,两块水平放置的平行金属板M、N,下极板N接地。现将其与理想二极管串联,与静电计并联,初始电容器所带电量为零。为定值电阻,和为电阻箱,闭合开关S稳定后,一带电油滴恰好静止于两板间的P点,则下列说法正确的是( )
A. 断开开关S,M板稍微上移,静电计指针偏角变大
B. 断开开关S,N板稍微下移,带电油滴的电势能增大
C. 保持开关S闭合,增大阻值,带电油滴仍然静止不动
D. 保持开关S闭合,增大阻值,平行板电容器的带电荷量减小
第II卷(非选择题)
三、实验题(每空2分,共14分)
11. 某同学在进行毫安表改装的实验时,需要知道毫安表的满偏电流和内阻。该同学设计的实验电路如图所示,图中为标准毫安表(已校准),为待测毫安表(的量程略大于的量程),为滑动变阻器,为电阻箱。
(1)将和的阻值均调至最大后合上开关,调节使的指针满偏,记下此时的示数,接着合上开关,反复调节和的阻值,使的示数仍为,的指针偏转到满刻度的一半,记下此时的最终示数(记为r),则毫安表的内阻为__________。(用题中涉及的物理量符号表示)
(2)若要将改装成量程为的电流表,则在两端并联的电阻与的内阻的比值为__________。
(3)仅从实验设计原理上看,用上述方法测得的内阻的测量值与真实值相比__________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
12. 某兴趣小组利用图1所示的电路,把开关掷向a对给定电容值为C的电容器充电。R表示接入的电阻,E表示电源(忽略内阻)。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电,得到I-t图后经过计算机软件处理得到如图所示的q-t曲线如图2中①②所示。
(1)根据q-t图像以下判断正确的是( )
A.①②两条曲线不同是E的改变造成的
B.①②两条曲线不同是R的改变造成的
C.需要对电容器快速充电时,R越小越好
D.需要对电容器快速充电时,R越大越好
(2)小明同学利用图3和图4的电路图连接电路,分别完成了“测量电源电动势和内阻”和“测量某一段长度已知的电阻丝Rx的电阻率”两个实验,两个电路使用同一电源。
①图5是该同学根据实验测得的数据在同一坐标轴上同时作出两个实验的U-I图像,下列说法正确的是( )
A.图3中电压表的内阻对实验结果无影响
B.图4中电压表的内阻对实验结果无影响
C.图5可知,电源的电动势为1.49V,内阻为2.5Ω
D.在测量Rx的电阻时,若将滑动变阻器移到最右端,Rx消耗的功率约为0.60W
②如图6,用螺旋测微器测得该电阻丝的直径d=______mm,根据实验所选的电表量程,电压表的示数U=______V。
四、解答题第13题10分,第14题12分,第15题14分)
13. 如图所示,A为电解槽,N为电炉,当S、闭合,断开,电流表示数;当S、闭合、断开时,电流表示数。已知电源电动势,电源内阻,电解槽内阻,求:
(1)当S、闭合、断开时,电源的效率;
(2)当S、闭合、断开时,电能转化为化学能的功率。
14. 如图所示电路中,电源电动势E = 18V,内电阻r = 1.0Ω,电源负极端接地。定值电阻R1 = 6.0Ω,R2 = 2.0Ω,R3 = 1.0Ω,R4 = 7.0Ω,R5 = 8.0Ω,电容器的电C = 2μF,电键K闭合,电路稳定后,求:
(1)流过电阻R1的电流;
(2)电容器所带的电荷量,并说明电容器哪个极板带正电;
(3)若R2突然断路,到电路再次稳定过程中有多少电荷通过R5?
15. 如图所示,长为L的绝缘细线,一端悬于O点,另一端连接带电量为的金属小球A,整个装置处在与水平方向成夹角斜向下的匀强电场中,电场强度大小为,电场范围足够大,在距O点为L的正下方有另一完全相同的不带电金属小球B置于光滑绝缘水平桌面的最左端,桌面离地面高度为H,现将细线向右拉至水平从静止释放A球。重力加速度为g,不计小球间库仑力的作用,小球体积忽略不计。(,)
(1)求A球释放瞬间绝缘细线拉力的大小;
(2)求A、B两球刚要碰撞时A球的速度;
(3)求A、B两球碰撞前A球速度的最大值;
(4)A、B两球发生弹性碰撞瞬间,撤去原电场,同时加上垂直纸面向里的匀强电场,电场强度大小为。求球从离开桌面到落地过程位移的大小。
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