内容正文:
永寿县中学2025-2026学年度高二第一学期第一次月考
物理试题
说明:1.请将答案填写在答题卡上。
2.本卷总分为100分,考试时间为75分钟。
一、单选题(共8小题,每小题4分,共计32分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 四种电场的电场线分布情况如图所示。将一检验电荷分别放在场中a、b两点,则该检验电荷在a、b两点所受的电场力相同的是( )
A. 甲图中,与正点电荷等距离的a、b两点
B. 乙图中,两等量异种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图中,两等量同种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点
D. 丁图中,某负点电荷的电场中同一条电场线上的a、b两点
2. 如图所示,电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄圆板相距2d,点电荷到薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0,已知静电力常量为,则图中B点的电场强度大小为( )
A. 0 B. C. D.
3. 如图所示,在竖直平面内的平行板电容器,在其正中P点有一个带电微粒。S闭合时,该微粒恰好能保持静止,下列说法不正确的是( )
A. 微粒带正电
B. 若保持S闭合,上移极板N,微粒向上加速
C. 若开关S断开,上移极板M,微粒向下加速
D. 若开关S断开,下移极板M,P点电势不变
4. 如图所示,在匀强电场中,有边长为8cm的圆内接等边三角形ABC,三角形所在平面与匀强电场的电场线平行,O点为该三角形的中心,三角形各顶点的电势分别为,DE是平行于AB过O点的直线,D、E是直线与圆周的两个交点。下列说法正确的是( )
A. O点电势为8V
B. 匀强电场的场强大小为150V/m,方向由A指向C
C. 在三角形ABC的外接圆上的E点电势最低
D. 将电子由D点移到E点,电子的电势能减少了
5. 两根材料相同且粗细均匀的金属丝1、2的伏安特性曲线如图所示,则下列说法中正确的是( )
A. 两金属丝的阻值R1>R2
B. 如两根金属丝的长度相同,则金属丝2较粗
C. 如两根金属丝的粗细相同,则金属丝2较长
D. 图线表示的金属丝的电阻与电压成正比
6. 小杜家里新装修时使用了一批照明卤钨灯泡,如图a所示。小杜利用多用电表测量该灯泡的电阻,以下操作正确的是( )
A. 小杜选好“×100”,红黑表笔短接后指针位置如图b所示,则他应该调节“S”进行调零
B. 调零后,用红黑表笔分别接触灯泡的两脚,发现指针偏角太小,则需要更换“×1k”挡位
C. 每次换挡后不需重新进行欧姆调零
D. 正确选择挡位后,指针位置如图c所示,则该灯泡电阻为
7. 有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线内有n个自由电子,电子电荷量为e,此时电子的定向移动速率为v,在时间内,通过导体横截面的自由电子数目为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,双量程电压表由表头G和两个电阻串联而成。已知该表头的内阻Rg=500,满偏电流Ig=1mA。下列说法正确的是( )
A. 表头G的满偏电压为500V
B. 使用a、b两个端点时,其量程比使用a、c两个端点时大
C. 使用a、b两个端点时,若量程为10V,则R1为9.5k
D. 使用a、c两个端点时,若量程为100V,则(R1+R2)为95k
二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共计20分,每小题有多个选项符合题意,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)
9. 某同学研究白炽灯得到某白炽灯的U-I曲线如图所示。图像A点与原点的连线与横轴成α角,A点的切线与横轴成β角,则( )
A. 白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B. 在A点,白炽灯的电阻可表示为tanβ
C. 在A点,白炽灯的电阻可表示为
D. 白炽灯的电阻随电压的增大而增大
10. 一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=1Ω,R2=12Ω,R3=4Ω,另有一测试电源,电源提供的电压为10V,内阻忽略不计,则( )
A. 当cd端短路时,ab之间的等效电阻是4Ω
B. 当ab端短路时,cd之间的等效电阻是4Ω
C. 当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为8V
D. 当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为8V
11. 用伏安法测未知电阻时,若不知的大约数值,为了选择正确的电流表接法以减小误差,可将仪器按图所示电路连接,只空出一个电压表的一个接头K,然后将K分别与a、b接触一下,观察电压表和电流表示数的变化情况,则( )
A. 若电流表示数有显著变化,K应接a B. 若电流表示数有显著变化,K应接b
C. 若电压表示数有显著变化,K应接b D. 若电压表示数有显著变化,K应接a
12. 在探究影响导体电阻与其影响因素的定量关系时,某同学按如图所示的电路进行了实验研究,其中导体a与b只是长度不同,a与c只是粗细不同,a与d只是材料不同,关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 此电路缺少电流表,所以无法研究定量关系
B. a与b相比,导体越长,电压表示数越大
C. a与c相比,导体越粗,电压表示数越大
D. a与d相比,电压示数越小,表明该种材料的导电性能越好。
三、实验题(本题共2小题,共18分,请将解答填写在答题卡相应的位置)
13. 如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。
(1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的__________(选填“电容”“电势差”或“电荷量”)变化情况。
(2)在实验中观察到的现象是__________。(填正确答案前的标号)
A. 将左极板向上移动一段距离,静电计指针的张角变小
B. 向两板间插入陶瓷片时,静电计指针的张角变大
C. 将左极板右移,静电计指针的张角变小
D. 将左极板拿走,静电计指针的张角变为零
(3)某兴趣小组用两片锡箔纸做电极,用三张电容纸(某种绝缘介质)依次间隔夹着两层锡箔纸,一起卷成圆柱形,然后接出引线,如图乙所示,最后密封在塑料瓶中,电容器便制成了。为增大该电容器的电容,下列方法可行的有__________。(多选,填正确答案前的标号)
A. 增大电容纸的厚度 B. 增大锡箔纸的厚度
C. 减小电容纸的厚度 D. 同时增大锡箔纸和电容纸的面积
(4)同学们用同一电路分别给两个不同的电容器充电,充电时通过传感器的电流I随时间t变化的图像如图丙中①、②所示,其中①对应电容器C1的充电过程,②对应电容器C2的充电过程,则两电容器中电容较大的是__________(选填“C1”或“C2”)。
14. 某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验。
(1)该同学用多用表的欧姆“×1”挡粗测该金属丝的阻值如图所示,由图可知其阻值为______。
(2)该同学为了精确地测量金属丝的电阻率,先用螺旋测微器测量其直径,测量结果如图所示,由图可知其直径为______。然后用如图所示的电路图测量金属丝的电阻,供选择的仪器如下:
①电流表(内阻为r);
②电流表(内阻未知);
③滑动变阻器(阻值范围);
④滑动变阻器(阻值范围);
⑤蓄电池();⑥电键S及导线若干。
(3)滑动变阻器应选择_________(选填“”或“”);在图丙中的“⚪”内标出两个电流表和的位置________。
(4)闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录、的读数、,通过调节滑动变阻器,得到多组实验数据;以为纵坐标,为横坐标,做出的图像如图所示。根据图像的斜率k、电流表的内阻r、金属丝的直径D、金属丝连入电路的长度L,可计算出金属丝的电阻率_________(用k、r、D、L表示)。
四、解答题(本题共3小题,满分30分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 一初速为零的带电粒子经电压为U的匀强电场加速后,获得的速度v,粒子通过加速电场的时间t,不计重力的作用,求:
(1) 带电粒子的比荷为多大?
(2)匀强电场的场强为多大?
16. 图为有两个量程的电流表内部简化电路图,表头的内阻,满偏电流,已知电流表两量程分别为,,求:
(1)当使用A、B两个端点时,该电流表的量程为多大?
(2)电阻、的阻值。
17. 如图所示,示波器的工作原理可以简化为:金属丝发射出的电子由静止经电压加速后,从金属板的小孔O射出,沿进入偏转电场,经偏转电场后打在荧光屏上。偏转电场是由两个平行的相同金属极板M、N组成,已知极板的长度为l,两板间的距离也为l。极板间电压为,偏转电场极板的右端到荧光屏的距离为d。电子电荷量大小为e,质量为m,不计电子受到的重力和电子之间的相互作用。
(1)求电子从小孔O穿出时的速度大小:
(2)求电子离开偏转电场时速度偏转角度的正切值和在荧光屏上形成的亮斑到的距离。
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永寿县中学2025-2026学年度高二第一学期第一次月考
物理试题
说明:1.请将答案填写在答题卡上。
2.本卷总分为100分,考试时间为75分钟。
一、单选题(共8小题,每小题4分,共计32分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 四种电场的电场线分布情况如图所示。将一检验电荷分别放在场中a、b两点,则该检验电荷在a、b两点所受的电场力相同的是( )
A. 甲图中,与正点电荷等距离的a、b两点
B. 乙图中,两等量异种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图中,两等量同种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点
D. 丁图中,某负点电荷的电场中同一条电场线上的a、b两点
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中,与正点电荷等距离的a、b两点场强大小相等,但是方向不同,则该检验电荷在a、b两点所受的电场力不相同,故A错误;
B.乙图中,两等量异种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点,由对称可知,两点的场强大小和方向均相同,则检验电荷所受的电场力相同,故B正确;
C.丙图中,两等量同种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点的场强大小相同,但是方向不同,则该检验电荷在a、b两点所受的电场力不相同,故C错误;
D.丁图中,某负点电荷的电场中同一条电场线上的a、b两点的场强方向相同,但大小不同,则该检验电荷在a、b两点所受的电场力不相同,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄圆板相距2d,点电荷到薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0,已知静电力常量为,则图中B点的电场强度大小为( )
A. 0 B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由于A点处的合场强为零,所以带点薄板在A处产生的场强与点电荷在A处产生的场强大小相等均为,方向相反,由带点薄板产生场强的特点可知,薄板在B点产生的场强大小等于,方向与q在B点产生的方向相同。因此B点的电场强度大小为
故选D。
3. 如图所示,在竖直平面内的平行板电容器,在其正中P点有一个带电微粒。S闭合时,该微粒恰好能保持静止,下列说法不正确的是( )
A. 微粒带正电
B. 若保持S闭合,上移极板N,微粒向上加速
C. 若开关S断开,上移极板M,微粒向下加速
D. 若开关S断开,下移极板M,P点电势不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.S闭合时,该微粒恰好能保持静止,根据受力平衡可知微粒受到的电场力竖直向上,与板间场强方向相同,所以微粒带正电,故A正确,不满足题意要求;
B.若保持S闭合,则板间电压保持不变,上移极板N,根据
由于板间距离减小,板间场强增大,微粒受到的电场力增大,所以微粒向上加速运动,故B正确,不满足题意要求;
CD.若开关S断开,则电容器所带电荷量不变,根据
上移极板M,可知板间场强不变,微粒受到的电场力不变,微粒仍处于静止状态;由于板间场强不变,P点与接地板N距离不变,则P点与接地板N的电势差不变,P点电势不变,故C错误,满足题意要求;D正确,不满足题意要求。
故选C。
4. 如图所示,在匀强电场中,有边长为8cm的圆内接等边三角形ABC,三角形所在平面与匀强电场的电场线平行,O点为该三角形的中心,三角形各顶点的电势分别为,DE是平行于AB过O点的直线,D、E是直线与圆周的两个交点。下列说法正确的是( )
A. O点电势为8V
B. 匀强电场的场强大小为150V/m,方向由A指向C
C. 在三角形ABC的外接圆上的E点电势最低
D. 将电子由D点移到E点,电子的电势能减少了
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题意,AB中点电势为
V
由几何关系可知,O点电势为10V,故A错误;
B.AB与CO连线垂直,匀强电场的场强大小为
电场线由高电势指向低电势,则电场方向由A指向B,故B错误;
C.D点和E点是圆上沿电场线方向电势最低点和最高点,故C错误;
D.由几何关系,圆形半径为
m
D点和E点的电势差为
将电子由D点移到E点,电势升高,电子的电势能减少
eV
故D正确。
故选D。
5. 两根材料相同且粗细均匀的金属丝1、2的伏安特性曲线如图所示,则下列说法中正确的是( )
A. 两金属丝的阻值R1>R2
B. 如两根金属丝的长度相同,则金属丝2较粗
C. 如两根金属丝的粗细相同,则金属丝2较长
D. 图线表示的金属丝的电阻与电压成正比
【答案】C
【解析】
【详解】A.导线的电阻
由数学知识知:图线斜率的倒数表示电阻,图线R1的斜率大于R2的斜率,I-U图象的斜率倒数表示电阻的大小,则由图可知,两金属丝的阻值R1小于R2,故A错误;
B.根据电阻定律
可知,长度相同,材料相同,因R1小于R2,所以金属丝1较粗,故B错误;
C.根据电阻定律
可知,两根金属丝的粗细相同,则金属丝2较长,故C正确;
D.根据电阻定律
可知电阻与材料、长度和横截面有关,与加在两端的电压无关,故D错误。
故选C。
6. 小杜家里新装修时使用了一批照明卤钨灯泡,如图a所示。小杜利用多用电表测量该灯泡的电阻,以下操作正确的是( )
A. 小杜选好“×100”,红黑表笔短接后指针位置如图b所示,则他应该调节“S”进行调零
B. 调零后,用红黑表笔分别接触灯泡的两脚,发现指针偏角太小,则需要更换“×1k”挡位
C. 每次换挡后不需重新进行欧姆调零
D. 正确选择挡位后,指针位置如图c所示,则该灯泡电阻为
【答案】B
【解析】
【详解】A.红、黑表笔短接后指针没有满偏,说明需要欧姆调零,即调节“T”旋钮,故A错误;
B.测量时,发现指针偏角太小,说明待测电阻阻值较大,倍率选小了,需要更换“×1k”进行测量,故B正确;
C.每次更换挡位都需再次调节“T”进行欧姆调零,故C错误;
D.根据多用电表读数方法可知测量结果为
故D错误。
故选B。
7. 有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线内有n个自由电子,电子电荷量为e,此时电子的定向移动速率为v,在时间内,通过导体横截面的自由电子数目为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据电流的定义式
在时间内通过导体横截面的自由电子的电量
则在时间内,通过导体横截面的自由电子的数目为
又
故B正确,ACD错误。
故选B。
8. 如图所示,双量程电压表由表头G和两个电阻串联而成。已知该表头的内阻Rg=500,满偏电流Ig=1mA。下列说法正确的是( )
A. 表头G的满偏电压为500V
B. 使用a、b两个端点时,其量程比使用a、c两个端点时大
C. 使用a、b两个端点时,若量程为10V,则R1为9.5k
D. 使用a、c两个端点时,若量程为100V,则(R1+R2)为95k
【答案】C
【解析】
【详解】A.表头G的满偏电压
故A错误;
B.使用a、b两个端点时,满偏时电压为Rg与R1两端的电压之和,而接a、c时,满偏时电压为Rg与R1和R2两端的电压之和,因此使用a、b两个端点时量程较小,故B错误;
C.使用a,b两个端点时,若量程为10V,则R1的阻值
故C正确;
D.使用a、c两个端点时,若量程为100V,则
故D错误。
故选C。
二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共计20分,每小题有多个选项符合题意,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)
9. 某同学研究白炽灯得到某白炽灯的U-I曲线如图所示。图像A点与原点的连线与横轴成α角,A点的切线与横轴成β角,则( )
A. 白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B. 在A点,白炽灯的电阻可表示为tanβ
C. 在A点,白炽灯的电阻可表示为
D. 白炽灯的电阻随电压的增大而增大
【答案】CD
【解析】
【详解】AD.由图线的斜率可知,白炽灯的电阻随电压的增大而增大,A错误,D正确;
BC.在A点,根据欧姆定律,白炽灯的电阻可表示为,由于横纵坐标的标度不相同,故不能用tanβ来表示电阻值,B错误,C正确。
故选CD。
10. 一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=1Ω,R2=12Ω,R3=4Ω,另有一测试电源,电源提供的电压为10V,内阻忽略不计,则( )
A. 当cd端短路时,ab之间的等效电阻是4Ω
B. 当ab端短路时,cd之间的等效电阻是4Ω
C. 当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为8V
D. 当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为8V
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当cd端短路时,ab间电路的结构是:电阻R2、R3并联后与R1串联,等效电阻为
故A正确;
B.当ab端短路时,cd之间电路结构是:电阻R1、R3并联后与R2串联,等效电阻为
故B错误;
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压等于电阻R3两端的电压,为
故C正确;
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压等于电阻R3两端的电压,为
故D错误。
故选AC。
【点睛】对于电路的问题,首先要识别电路的结构,有时要画出等效电路图。基础题,比较容易。
11. 用伏安法测未知电阻时,若不知的大约数值,为了选择正确的电流表接法以减小误差,可将仪器按图所示电路连接,只空出一个电压表的一个接头K,然后将K分别与a、b接触一下,观察电压表和电流表示数的变化情况,则( )
A. 若电流表示数有显著变化,K应接a B. 若电流表示数有显著变化,K应接b
C. 若电压表示数有显著变化,K应接b D. 若电压表示数有显著变化,K应接a
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.若K从a移到b时,电流表读数有显著变化,说明电压表的分流作用明显,K应接在b处,即电流表内接,故A错误,B正确;
CD.若K从a移到b时,电压表读数有显著变化,说明电流表的分压作用明显,K应接在a处,即电流表外接,故C错误,D正确。
故选BD。
12. 在探究影响导体电阻与其影响因素的定量关系时,某同学按如图所示的电路进行了实验研究,其中导体a与b只是长度不同,a与c只是粗细不同,a与d只是材料不同,关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 此电路缺少电流表,所以无法研究定量关系
B. a与b相比,导体越长,电压表示数越大
C. a与c相比,导体越粗,电压表示数越大
D. a与d相比,电压示数越小,表明该种材料的导电性能越好。
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据串联电路特点通过各电阻的电流都相同,则电阻两端的电压与电阻成正比,所以可以研究导体电阻与其影响因素的定量关系,则A错误;
B.串联电路电流处处相等,a与b相比,导体越长,电阻越大,则电压表示数越大,所以B正确;
C.串联电路电流处处相等, a与c相比,导体越粗,电阻越小,则电压表示数越小,所以C错误;
D.串联电路电流处处相等,a与d相比,电压示数越小,电阻越小,则表明该种材料的导电性能越好。所以D正确;
故选BD。
三、实验题(本题共2小题,共18分,请将解答填写在答题卡相应的位置)
13. 如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。
(1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的__________(选填“电容”“电势差”或“电荷量”)变化情况。
(2)在实验中观察到的现象是__________。(填正确答案前的标号)
A. 将左极板向上移动一段距离,静电计指针的张角变小
B. 向两板间插入陶瓷片时,静电计指针的张角变大
C. 将左极板右移,静电计指针的张角变小
D. 将左极板拿走,静电计指针的张角变为零
(3)某兴趣小组用两片锡箔纸做电极,用三张电容纸(某种绝缘介质)依次间隔夹着两层锡箔纸,一起卷成圆柱形,然后接出引线,如图乙所示,最后密封在塑料瓶中,电容器便制成了。为增大该电容器的电容,下列方法可行的有__________。(多选,填正确答案前的标号)
A. 增大电容纸的厚度 B. 增大锡箔纸的厚度
C. 减小电容纸的厚度 D. 同时增大锡箔纸和电容纸的面积
(4)同学们用同一电路分别给两个不同的电容器充电,充电时通过传感器的电流I随时间t变化的图像如图丙中①、②所示,其中①对应电容器C1的充电过程,②对应电容器C2的充电过程,则两电容器中电容较大的是__________(选填“C1”或“C2”)。
【答案】(1)电势差 (2)C
(3)CD (4)C2
【解析】
【小问1详解】
使用静电计的目的是观察电容器两极板间的电势差变化情况。
【小问2详解】
A.将左极板向上移动一段距离,则两板正对面积减小,根据
可知,电容器的电容C减小,根据
可知,Q一定,则U变大,即静电计指针的张角变大,选项A错误;
B.向两板间插入陶瓷片时,根据
可知,C变大,根据
可知,Q一定,则U变小,静电计指针的张角变小,选项B错误;
C.将左极板右移,根据
可知,C变大,根据
可知,Q一定,则U变小,静电计指针的张角变小,选项C正确;
D.把左极板拿走,相当于增大d,根据
可知,则C变小,根据
可知,U变大,所以静电计指针的张角变大,故D错误;
故选C。
【小问3详解】
由平行板电容器因素决定式
A.增大电容纸的厚度,d增大,故电容减小,故A错误;
B.增大锡箔纸的厚度,对电容无影响,故B错误;
C.减小电容纸的厚度,d减小,故电容增大,故C正确;
D.同时增大锡箔纸和电容纸的面积,S增大,故电容增大,故D正确。
故选CD。
【小问4详解】
用同一电路分别给两个不同的电容器充电,则充电完成后,两电容器两端电压相同,由于I-t图像面积表示带电量,电容器2带电量大,根据Q=CU可知,电容器的电容C1<C2。即两电容器中电容较大的是C2。
14. 某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验。
(1)该同学用多用表的欧姆“×1”挡粗测该金属丝的阻值如图所示,由图可知其阻值为______。
(2)该同学为了精确地测量金属丝的电阻率,先用螺旋测微器测量其直径,测量结果如图所示,由图可知其直径为______。然后用如图所示的电路图测量金属丝的电阻,供选择的仪器如下:
①电流表(内阻为r);
②电流表(内阻未知);
③滑动变阻器(阻值范围);
④滑动变阻器(阻值范围);
⑤蓄电池();⑥电键S及导线若干。
(3)滑动变阻器应选择_________(选填“”或“”);在图丙中的“⚪”内标出两个电流表和的位置________。
(4)闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录、的读数、,通过调节滑动变阻器,得到多组实验数据;以为纵坐标,为横坐标,做出的图像如图所示。根据图像的斜率k、电流表的内阻r、金属丝的直径D、金属丝连入电路的长度L,可计算出金属丝的电阻率_________(用k、r、D、L表示)。
【答案】 ①. 6 ②. 3.205 ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]欧姆表读数为:示数倍率,即可得由图可知其阻值为
(2)[2]根据螺旋测微器的读数规则可知,由图可知其直径为
(3)[3][4]由电路图可知, 滑动变阻器分压式接入电路时,应选择小量程的滑动变阻器,即R2。电流表A1的内阻已知,可当电压表使用,故可得图乙中两个电流表A1和A2的位置如下图所示
(4)[5]由欧姆定律可得
故有
变形有
即
则丙图中
又
解得
四、解答题(本题共3小题,满分30分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 一初速为零的带电粒子经电压为U的匀强电场加速后,获得的速度v,粒子通过加速电场的时间t,不计重力的作用,求:
(1) 带电粒子的比荷为多大?
(2)匀强电场的场强为多大?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据定能定理
得,带电粒子的比荷为
(2)根据牛顿第二定律
又
由运动学公式
联立解得匀强电场的场强为
16. 图为有两个量程的电流表内部简化电路图,表头的内阻,满偏电流,已知电流表两量程分别为,,求:
(1)当使用A、B两个端点时,该电流表的量程为多大?
(2)电阻、的阻值。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
当使用A、B两个端点时,表头与串联后和并联,有
当使用A、C两个端点时,与串联后再和表头并联,有
通过比较两个公式,可知
则当使用A、B两个端点时,该电流表的量程为。
【小问2详解】
代入表头内阻及满偏电流值,联立(1)中各式解得,
17. 如图所示,示波器的工作原理可以简化为:金属丝发射出的电子由静止经电压加速后,从金属板的小孔O射出,沿进入偏转电场,经偏转电场后打在荧光屏上。偏转电场是由两个平行的相同金属极板M、N组成,已知极板的长度为l,两板间的距离也为l。极板间电压为,偏转电场极板的右端到荧光屏的距离为d。电子电荷量大小为e,质量为m,不计电子受到的重力和电子之间的相互作用。
(1)求电子从小孔O穿出时的速度大小:
(2)求电子离开偏转电场时速度偏转角度的正切值和在荧光屏上形成的亮斑到的距离。
【答案】(1);(2),
【解析】
【详解】(1)电子在加速电场做加速运动,根据动能定理可得
解得
(2)在偏转电场中,水平方向电子做匀速运动,有
竖直方向,电子受到电场力作用,由牛顿第二定律有
又
,,
联立解得电子离开偏转电场时速度偏转角度的正切值为
根据类平抛推论和几何关系可得
联立解得在荧光屏上形成的亮斑到的距离为
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