精品解析：云南省昆明市盘龙区2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷

昆明市盘龙区2024--2025学年上学期期末考试 高二物理 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1.答题前，考生务必用碳素笔或钢笔将自己的姓名、准考证号在答题卡上填写清楚。 2.考生必须把所有答案填写在答题卡上，答在试卷上的答案一律无效。 3.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号，其余试题用碳素笔或钢笔作答。 4.考试结束后将本试卷及答题卡交监考教师方可离开教室。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、单项选择题（本大题共8个小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的，选对得4分，不选或错选得0分。） 1. 关于静电现象，下列说法中不正确的是（　　） A. 美国物理学家密立根通过油滴实验最早精确地测出了元电荷的数值 B. 把一电学仪器放在封闭的绝缘金属壳里，壳外电场对壳内的仪器不会产生影响 C. 由可知，放入电场中某点检验电荷的电荷量越大，该点的电场强度就越大 D. 为了防止静电积聚带来危害，飞机起落架的轮胎应该采用导电橡胶制成 2. 如图所示，虚线a、b、c代表某个孤立点电荷产生的电场中的三条电场线，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该电场区域的运动轨迹，P、R、Q是运动轨迹上的三个点，由此可知（　　） A. 该孤立点电荷可能带正电 B. 在电场中P、R、Q三点中，Q点电势最高 C. 带电粒子在R点的加速度大于在P点的加速度 D. 带电粒子在P点的电势能比在Q点的电势能大 3. 如图所示，平行板电容器两极板带有等量异种电荷，其上极板电荷量为，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板均接地。两板间的电场强度大小为E，两极板间的电势差为U，电容器的电容为C，静电计指针的偏角为。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　） A. C增大，U减小 B. C增大，Ｕ增大 C. 减小，E减小 D. 增大，E增大 4. 1932年劳伦斯和利文斯顿设计出首台回旋加速器，其工作原理如图所示，置于真空中的两个D形金属盒半径均为R，两个D形盒间接交流电源，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与D 形盒面垂直，A处粒子源能产生质量为m、电荷量为的粒子（粒子初速度很小，可以忽略），通过加速电压为U的电场进入磁场，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。则下列说法中正确的是（　　） A. 粒子在回旋加速器中始终做加速运动 B. 粒子第二次进入磁场中的速度大小为 C. 要使粒子每次经过电场都被加速，则交流电源的周期为 D. 可以采取提高加速电压来增大粒子离开加速器时的最大动能 5. 如图所示，在坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一质量为m的带电粒子在P点以速度v与x轴正方向成60°角垂直磁场射入，恰好能垂直于 y 轴射出磁场。，不计重力。根据上述信息可以确定（　　） A. 带电粒子带负电 B. 带电粒子的电荷量 C. 该匀强磁场的磁感应强度 D. 带电粒子在磁场中运动的时间 6. 催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体，当一氧化碳气体达到一定的浓度，传感器中的检测片燃烧，使检测片温度上升，检测片电阻随温度上升而增加。在如图所示的电路中，电阻R为催化燃烧式气体传感器的检测片，若电压表和电流表均为理想电表，当环境中一氧化碳气体达到一定浓度，传感器中的检测片燃烧，则（　　） A. 电流表示数一定减小 B. 电压表示数一定减小 C. 电源的输出功率一定减小 D. 电源的输出功率一定增大 7. 如图所示，用一条长为L的绝缘轻绳，悬挂一个质量为m、电荷量为q的小球，轻绳的上端固定于O点。现加一水平向右的匀强电场，小球平衡时绝缘轻绳与竖直方向的夹角为37°，忽略空气阻力的影响，重力加速度大小为g，，。下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的场强大小为 B. 平衡时轻绳的拉力大小为 C. 若撤去电场，小球回到最低点时轻绳的拉力大小为 D. 若剪断轻绳，小球将做加速度大小为的匀加速直线运动 8. 如图所示，一个力传感器固定在天花板上，一边长为L的正方形匀质导线框用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器的测力端，导线框的部分垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中，b、d两点恰好位于匀强磁场的水平边界线上。若在导线框中通以大小为I方向如图所示的恒定电流，导线框恰好处于静止状态，力传感器的示数为，只改变电流方向，其他条件不变，导线框再次处于静止状态时，力传感器的示数为。则下列说法中正确的是（　　） A. 当电流方向如图所示时，导线框受到的安培力大小为 B. 当电流方向如图所示时，由平衡条件可得 C. 当导线框中的电流反向时，由平衡条件可得 D. 匀强磁场的磁感应强度大小B与上述物理量之间的关系满足 二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选得0分。） 9. 如图所示，在电荷量为q的等量异种点电荷形成的电场中，O是两点电荷连线的中点，E、F是两点电荷连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O点对称，点电荷至B点和A点的距离均为r，，则（　　） A. B、C两点电场强度大小相同，方向不同 B. A、D两点电场强度大小相同，方向相同 C. E、O、F三点比较，O点电场强度最大，E、F点电场强度相同 D. B、O、C三点比较，O点电场强度最小，大小为，方向从O指向C 10. 质谱仪工作原理如图所示，一质量为m电荷量为q的粒子，从容器A下方小孔飘入电压为U的加速电场中（初速度为0），经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打到照相的底片D上，不计离子重力。则（　　） A. 粒子进入磁场时的速率为 B. 粒子在磁场中运动的轨道半径为 C. 电荷量相同质量越大的粒子，最后打到底片上的位置离越远 D. 电荷量相同质量越小的粒子，最后打到底片上的位置离越远 11. 如图所示，匀强电场中有一个等边三角形，其边长为1m，三角形所在的平面跟匀强电场平行且处于竖直平面内，已知A、B、C三点的电势分别为、、，下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的电场强度大小为 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 将一个电子从A点沿直线移到的中点，电势能增加了 D. 将一个电子放在等边三角形中心时，电子的电势能为 12. 如图所示电路中，电源的电动势为、内阻为，电动机的内阻为，电流表为理想电流表。闭合开关S后，电动机两端的电压为，且电动机恰好正常工作，并将一个质量为的物体竖直匀速提升。重力加速度，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 理想电流表的示数为 B. 电动机的输出功率为 C. 电源的效率约为83.3% D. 物体匀速上升的速度大小为 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 三、填空题（本题共2个小题，每空2分，共16分。请把正确答案填在答题卡的相应横线上。） 13. 某同学利用如下器材：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、电流表、秒表、单刀双掷开关、导线若干，按甲图所示进行组装后，观察电容器的充电、放电现象。 （1）如图甲所示，实验中该同学先将电阻箱的阻值调为，将单刀双掷开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化。电容器充电完成后，再将单刀双掷开关S与 “2”端相接，在接通瞬间电阻中的电流方向为______（选填“从M到N”或“从N到M”）。 （2）将电阻箱的阻值调为（），再次将开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化情况。两次得到的电流I随时间t的变化如图乙中曲线所示，其中实线反映的是电阻箱的阻值为______（选填“”或“”）时的实验结果。 （3）图乙中实线和虚线与坐标轴围成的面积分别为、，则______（选填“>”“<”或“=”）。 14. 某探究学习小组为了测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。 （1）该学习小组先用游标卡尺测得圆柱形电阻的长度L，然后再用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，该螺旋测微器读数为_______。 （2）该学习小组用图乙所示的电路测量圆柱形电阻的阻值，图中电流表量程为、内阻为，定值电阻的阻值为，电阻箱R的最大阻值为。该学习小组先将单刀双掷开关置于位置“1”，闭合开关，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，并根据所记录的数据绘制出图丙所示的图像，再将单刀双掷开关置于位置“2”，此时电流表读数为，该学习小组根据图丙中的图像可得_______（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式______得到该材料的电阻率（用D、L、表示）。 （3）结合图乙所示电路和丙图中的图像，还可以求得电源电动势_____V，内阻______（结果均保留2位有效数字）。 四、解答题（本题共3个小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的答案中必须写出明确的数值和单位。） 15. 如图所示，虚线左侧有一电场强度的匀强电场，在两条平行的虚线和之间存在宽为L、电场强度的匀强电场。现将一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子（不计带电粒子的重力）由静止从电场中的A点释放，粒子从电场的右边界离开，A点到的距离为L，O点在上，且与垂直。求： （1）粒子从A点释放到离开边界所经历的时间t； （2）粒子离开边界时的速度大小v和速度方向与直线的夹角。 16. 如图所示，水平面上有一电阻不计的Ｕ形导轨，导轨和之间的宽度为1m，M和P之间接入电动势为、内阻为的电源。现垂直于导轨放置一根质量为、电阻为的金属棒，在导轨和之间施加一个范围较大的磁感应强度大小为、方向与水平面成斜向右上的匀强磁场（图中未画出）求： （1）当金属棒静止时，求此时棒受到的支持力大小和摩擦力大小； （2）若磁感应强度B的大小和方向均能调节，要使金属棒仍保持静止且所受支持力大小为零，求此时磁感应强度B的大小和方向。 17. 如图所示，倾角为的光滑斜面水平放置，半径为的光滑绝缘半圆轨道竖直放置，两者在b点平滑连接（小球经过b点时无能量损失），O为半圆轨道的圆心，a、b为其竖直直径的两个端点，整个空间存在一个大小、方向水平向右的匀强电场。现有一质量、电荷量为的小球（可视为质点），从c点由静止释放，小球沿斜面下滑依次通过b点、a点后，恰好垂直撞到斜面上的d点（图中未画出）。重力加速度，，，不计一切阻力。求： （1）小球在斜面上运动的加速度大小； （2）小球通过a点时的速度大小和小球从 a 点运动到d点的时间； （3）斜面上c、d两点之间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 昆明市盘龙区2024--2025学年上学期期末考试 高二物理 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1.答题前，考生务必用碳素笔或钢笔将自己的姓名、准考证号在答题卡上填写清楚。 2.考生必须把所有答案填写在答题卡上，答在试卷上的答案一律无效。 3.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号，其余试题用碳素笔或钢笔作答。 4.考试结束后将本试卷及答题卡交监考教师方可离开教室。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、单项选择题（本大题共8个小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的，选对得4分，不选或错选得0分。） 1. 关于静电现象，下列说法中不正确的是（　　） A. 美国物理学家密立根通过油滴实验最早精确地测出了元电荷的数值 B. 把一电学仪器放在封闭的绝缘金属壳里，壳外电场对壳内的仪器不会产生影响 C. 由可知，放入电场中某点检验电荷的电荷量越大，该点的电场强度就越大 D. 为了防止静电积聚带来危害，飞机起落架的轮胎应该采用导电橡胶制成 【答案】C 【解析】 【详解】A．美国物理学家密立根通过油滴实验最早精确地测出了元电荷的数值，选项A正确，不符合题意； B．把一电学仪器放在封闭的绝缘金属壳里，由于静电屏蔽作用，壳外电场对壳内的仪器不会产生影响，选项B正确，不符合题意； C．电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与放入电场中某点的检验电荷的电荷量无关，选项C错误，符合题意； D．为了防止静电积聚带来危害，飞机起落架的轮胎应该采用导电橡胶制成，选项D正确，不符合题意。 故选C。 2. 如图所示，虚线a、b、c代表某个孤立点电荷产生的电场中的三条电场线，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该电场区域的运动轨迹，P、R、Q是运动轨迹上的三个点，由此可知（　　） A. 该孤立点电荷可能带正电 B. 在电场中P、R、Q三点中，Q点电势最高 C. 带电粒子在R点的加速度大于在P点的加速度 D. 带电粒子在P点的电势能比在Q点的电势能大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据带正电的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹可知，粒子受电场力大致向右，可知电场线向右，该孤立点电荷带负电，选项A错误； B．沿电场线电势逐渐降低，可知在电场中P、R、Q三点中，Q点电势最高，选项B正确； C．P点的电场线较R点密集，可知P点场强较R点大，则带电粒子在R点的加速度小于在P点的加速度，选项C错误； D．P点电势低于Q点，则带正电的粒子在P点的电势能比在Q点的电势能小，选项D错误。 故选B。 3. 如图所示，平行板电容器两极板带有等量异种电荷，其上极板电荷量为，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板均接地。两板间的电场强度大小为E，两极板间的电势差为U，电容器的电容为C，静电计指针的偏角为。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　） A. C增大，U减小 B. C增大，Ｕ增大 C. 减小，E减小 D. 增大，E增大 【答案】A 【解析】 【详解】电容器与电源断开，故电量不变；上极板向下移动时，两板间的距离减小，根据 可知电容C增大，根据Q=CU可知，电压U减小；故静电计指针偏角减小；两板间的电场强度为 因此电场强度E与板间距无关，因此电场强度E不变。 故选A。 4. 1932年劳伦斯和利文斯顿设计出首台回旋加速器，其工作原理如图所示，置于真空中的两个D形金属盒半径均为R，两个D形盒间接交流电源，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与D 形盒面垂直，A处粒子源能产生质量为m、电荷量为的粒子（粒子初速度很小，可以忽略），通过加速电压为U的电场进入磁场，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。则下列说法中正确的是（　　） A. 粒子在回旋加速器中始终做加速运动 B. 粒子第二次进入磁场中的速度大小为 C. 要使粒子每次经过电场都被加速，则交流电源的周期为 D. 可以采取提高加速电压来增大粒子离开加速器时的最大动能 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子在回旋加速器中的D型盒中做匀速圆周运动，在D型盒的狭缝中做加速运动，选项A错误； B．粒子第二次进入磁场时被电场加速了2次，则 解得粒子的速度大小为 选项B错误。 C．要使粒子每次经过电场都被加速，则交流电源的周期应等于粒子在磁场中运动的周期，即为 选项C正确； D．粒子离开加速器时的动能最大，则 最大动能 可知，粒子离开加速器时的最大动能与加速电压无关，则不能采取提高加速电压来增大粒子离开加速器时的最大动能，选项D错误。 故选C。 5. 如图所示，在坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一质量为m的带电粒子在P点以速度v与x轴正方向成60°角垂直磁场射入，恰好能垂直于 y 轴射出磁场。，不计重力。根据上述信息可以确定（　　） A. 带电粒子带负电 B. 带电粒子的电荷量 C. 该匀强磁场的磁感应强度 D. 带电粒子在磁场中运动的时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知粒子带正电，故A错误； BC．粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子运动轨迹如图所示 根据几何关系可得粒子运动轨迹半径为 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 粒子在磁场中运动周期为 所以粒子电荷量和磁感应强度无法求解，故BC错误； D．根据几何关系可得粒子轨迹对应的圆心角为 粒子在磁场中运动时间为 故D正确。 故选D。 6. 催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体，当一氧化碳气体达到一定的浓度，传感器中的检测片燃烧，使检测片温度上升，检测片电阻随温度上升而增加。在如图所示的电路中，电阻R为催化燃烧式气体传感器的检测片，若电压表和电流表均为理想电表，当环境中一氧化碳气体达到一定浓度，传感器中的检测片燃烧，则（　　） A. 电流表示数一定减小 B. 电压表示数一定减小 C. 电源的输出功率一定减小 D. 电源的输出功率一定增大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．当环境中一氧化碳气体达到一定浓度，传感器中的检测片燃烧，则检测片电阻R增加，总电阻增加，总电流减小，则内阻上电压减小，则路端电压变大，即电压表示数增加；电阻R1上电流增加，则电阻R上的电流减小，即电流表示数减小；选项A正确，B错误； CD．当外电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，因外电阻和电源内阻的阻值关系不确定，则不能确定电源输出功率的变化情况，选项CD错误。 故选A。 7. 如图所示，用一条长为L的绝缘轻绳，悬挂一个质量为m、电荷量为q的小球，轻绳的上端固定于O点。现加一水平向右的匀强电场，小球平衡时绝缘轻绳与竖直方向的夹角为37°，忽略空气阻力的影响，重力加速度大小为g，，。下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的场强大小为 B. 平衡时轻绳的拉力大小为 C. 若撤去电场，小球回到最低点时轻绳的拉力大小为 D. 若剪断轻绳，小球将做加速度大小为的匀加速直线运动 【答案】B 【解析】 【详解】AB．小球在平衡位置时，由受力分析可知， 解得， 故A错误，B正确； C．若撤去电场，小球由静止到最低点时，由动能定理可知 最低点时由牛顿第二定律有 最低点时绳上的拉力为 故C错误； D．若剪断细绳，小球将沿着电场力和重力的合力方向做匀加速运动，其方向与竖直方向成37°角，加速度大小为 故D错误。 故选B。 8. 如图所示，一个力传感器固定在天花板上，一边长为L的正方形匀质导线框用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器的测力端，导线框的部分垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中，b、d两点恰好位于匀强磁场的水平边界线上。若在导线框中通以大小为I方向如图所示的恒定电流，导线框恰好处于静止状态，力传感器的示数为，只改变电流方向，其他条件不变，导线框再次处于静止状态时，力传感器的示数为。则下列说法中正确的是（　　） A. 当电流方向如图所示时，导线框受到的安培力大小为 B. 当电流方向如图所示时，由平衡条件可得 C. 当导线框中的电流反向时，由平衡条件可得 D. 匀强磁场的磁感应强度大小B与上述物理量之间的关系满足 【答案】C 【解析】 【详解】线框在磁场中受到安培力的等效长度为，当电流方向为图示方向时，由左手定则可知导线框受到的安培力竖直向上，大小为 对导线框受力平衡可得 当导线框中的电流反向，则安培力方向竖直向下，此时有 联立解得 故选C。 二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选得0分。） 9. 如图所示，在电荷量为q的等量异种点电荷形成的电场中，O是两点电荷连线的中点，E、F是两点电荷连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O点对称，点电荷至B点和A点的距离均为r，，则（　　） A. B、C两点电场强度大小相同，方向不同 B. A、D两点电场强度大小相同，方向相同 C. E、O、F三点比较，O点电场强度最大，E、F点电场强度相同 D. B、O、C三点比较，O点电场强度最小，大小为，方向从O指向C 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．如图是等量异种点电荷形成电场的电场线 由对称性可知，B、C两点电场强度大小和方向都相同，故A错误； B．由对称性可知，A、D两点电场强度大小相等，方向相同，故B正确； CD．根据电场线的疏密程度表示场强的大小，由图甲可知E、O、F三点比较，O的电场强度最大，E、F点电场强度相同；B、O、C三点比较，O的电场强度最小，大小为 方向从O指向C，故CD正确。 故选BCD。 10. 质谱仪工作原理如图所示，一质量为m电荷量为q的粒子，从容器A下方小孔飘入电压为U的加速电场中（初速度为0），经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打到照相的底片D上，不计离子重力。则（　　） A. 粒子进入磁场时的速率为 B. 粒子在磁场中运动的轨道半径为 C. 电荷量相同质量越大的粒子，最后打到底片上的位置离越远 D. 电荷量相同质量越小的粒子，最后打到底片上的位置离越远 【答案】AC 【解析】 【详解】A．粒子在电场中加速有 解得 A正确； BCD．粒子在磁场中做匀速圆周运动有 解得 可知与有关，电荷量相同质量越大的粒子越大，最后打到底片上的位置离越远， BD错误；C正确。 故选AC。 11. 如图所示，匀强电场中有一个等边三角形，其边长为1m，三角形所在的平面跟匀强电场平行且处于竖直平面内，已知A、B、C三点的电势分别为、、，下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的电场强度大小为 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 将一个电子从A点沿直线移到的中点，电势能增加了 D. 将一个电子放在等边三角形中心时，电子的电势能为 【答案】BC 【解析】 【详解】D．依题意，根据匀强电场特点，可得AB中点D的电势为 故CD为一条等势线，由电场线与等势线垂直，且场强方向由高电势指向低电势，可做出如图所示等势线及电场线 所以匀强电场的电场线平行于AB边，方向由A→B，由几何知识可知，等边三角形中心O等势线CD上，所以电势为，电子的电势能为，故D错误； AB．该匀强电场的电场强度大小为，故A错误，B正确； C．A、B、C三点的电势分别为8V、4V、6V，根据匀强电场特点，可得BC的中点的电势为，将一个电子从A点沿直线移到BC的中点，电势降低了，电子为负电荷，电势能增大，电势能增加了，故C正确。 故选BC。 12. 如图所示电路中，电源的电动势为、内阻为，电动机的内阻为，电流表为理想电流表。闭合开关S后，电动机两端的电压为，且电动机恰好正常工作，并将一个质量为的物体竖直匀速提升。重力加速度，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 理想电流表的示数为 B. 电动机的输出功率为 C. 电源的效率约为83.3% D. 物体匀速上升的速度大小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．理想电流表的示数为 选项A正确； B．电动机的输出功率为 选项B错误； C．电源的效率约为 选项C正确； D．根据 可得物体匀速上升的速度大小为 选项D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 三、填空题（本题共2个小题，每空2分，共16分。请把正确答案填在答题卡的相应横线上。） 13. 某同学利用如下器材：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、电流表、秒表、单刀双掷开关、导线若干，按甲图所示进行组装后，观察电容器的充电、放电现象。 （1）如图甲所示，实验中该同学先将电阻箱的阻值调为，将单刀双掷开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化。电容器充电完成后，再将单刀双掷开关S与 “2”端相接，在接通瞬间电阻中的电流方向为______（选填“从M到N”或“从N到M”）。 （2）将电阻箱的阻值调为（），再次将开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化情况。两次得到的电流I随时间t的变化如图乙中曲线所示，其中实线反映的是电阻箱的阻值为______（选填“”或“”）时的实验结果。 （3）图乙中实线和虚线与坐标轴围成的面积分别为、，则______（选填“>”“<”或“=”）。 【答案】（1）从M到N （2） （3）= 【解析】 【小问1详解】 开关S与“1”端相接，电容器充电，上极板带正电；开关S与“2”端相接，电容器放电。接通瞬间，电流从上极板流出，经开关S、小灯泡L、电阻回到下极板。故电阻中的电流方向为从M到N。 【小问2详解】 开始充电瞬间，由闭合电路欧姆定律有 由图像可知，开始充电时实线对应的电流较小，此时电路中的总电阻较大，又，故此时电阻箱阻值为。 【小问3详解】 由横纵坐标可知，图像的物理意义为充电过程中电流随时间的变化图线，故曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的电荷量。又，两次C、U都相同，则Q也相同。故。 14. 某探究学习小组为了测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。 （1）该学习小组先用游标卡尺测得圆柱形电阻的长度L，然后再用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，该螺旋测微器读数为_______。 （2）该学习小组用图乙所示的电路测量圆柱形电阻的阻值，图中电流表量程为、内阻为，定值电阻的阻值为，电阻箱R的最大阻值为。该学习小组先将单刀双掷开关置于位置“1”，闭合开关，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，并根据所记录的数据绘制出图丙所示的图像，再将单刀双掷开关置于位置“2”，此时电流表读数为，该学习小组根据图丙中的图像可得_______（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式______得到该材料的电阻率（用D、L、表示）。 （3）结合图乙所示电路和丙图中的图像，还可以求得电源电动势_____V，内阻______（结果均保留2位有效数字）。 【答案】（1）3.699##3.700##3.701 （2） ①. 6.0 ②. （3） ①. 12 ②. 3.0 【解析】 【小问1详解】 用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，其读数为 【小问2详解】 将置于位置2，此时电流表读数为。由等效法可知，在图丙可读出时， 再由 解得 【小问3详解】 由电路可知，当将置于位置1，闭合时， 即 由图像可知：， 解得， 四、解答题（本题共3个小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的答案中必须写出明确的数值和单位。） 15. 如图所示，虚线左侧有一电场强度的匀强电场，在两条平行的虚线和之间存在宽为L、电场强度的匀强电场。现将一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子（不计带电粒子的重力）由静止从电场中的A点释放，粒子从电场的右边界离开，A点到的距离为L，O点在上，且与垂直。求： （1）粒子从A点释放到离开边界所经历的时间t； （2）粒子离开边界时的速度大小v和速度方向与直线的夹角。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 电子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为，时间为，由牛顿第二定律得 电子进入电场时的速度 进入电场到屏水平方向做匀速直线运动，时间 电子从释放到打到屏上所用的时间 解得： 【小问2详解】 设电子射出电场时平行电场方向的速度为，电子进入电场时的加速度 电子刚射出电场时的速度方向与直线夹角的正切值 解得：， 16. 如图所示，水平面上有一电阻不计的Ｕ形导轨，导轨和之间的宽度为1m，M和P之间接入电动势为、内阻为的电源。现垂直于导轨放置一根质量为、电阻为的金属棒，在导轨和之间施加一个范围较大的磁感应强度大小为、方向与水平面成斜向右上的匀强磁场（图中未画出）求： （1）当金属棒静止时，求此时棒受到的支持力大小和摩擦力大小； （2）若磁感应强度B的大小和方向均能调节，要使金属棒仍保持静止且所受支持力大小为零，求此时磁感应强度B的大小和方向。 【答案】（1）， （2），水平向左 【解析】 【小问1详解】 回路中的电流 对导体棒：水平方向： 竖直方向： 由 联立解得， 【小问2详解】 要使棒所受支持力为零，则安培力应竖直向上，且 由 联立解得 由左手定则可知，此时磁感应强度的方向为水平向左。 17. 如图所示，倾角为的光滑斜面水平放置，半径为的光滑绝缘半圆轨道竖直放置，两者在b点平滑连接（小球经过b点时无能量损失），O为半圆轨道的圆心，a、b为其竖直直径的两个端点，整个空间存在一个大小、方向水平向右的匀强电场。现有一质量、电荷量为的小球（可视为质点），从c点由静止释放，小球沿斜面下滑依次通过b点、a点后，恰好垂直撞到斜面上的d点（图中未画出）。重力加速度，，，不计一切阻力。求： （1）小球在斜面上运动的加速度大小； （2）小球通过a点时的速度大小和小球从 a 点运动到d点的时间； （3）斜面上c、d两点之间的距离。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 小球由静止释放后，根据受力分析及牛顿第二定律得 垂直于斜面方向有 解得， 【小问2详解】 设从a点到d点时间为t，由（1）可知，小球做类斜抛运动，沿斜面方向以加速度a做匀减速运动 垂直斜面方向做匀速直线运动 解得， 【小问3详解】 小球从c点到a点，由动能定理有 根据几何关系有 根据匀变速直线运动规律有 且 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $