精品解析：广东省河源市河源中学2025-2026学年高二上学期10月月考物理试题

河源中学2025-2026学年第一学期高二年级第一次教学质量检测 物理试题 说明：本试卷共6页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。答案须做在答卷上；选择题填涂须用2B铅笔，主观题须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答。考试结束后只需交答卷。 一、单选选择题（7小题，每题4分，共28分） 1. 如图甲所示，直线AB是某电场中的一条电场线。若有一质子仅在电场力的作用下以某一初速度沿直线AB由A运动到B，其速度图象如图乙所示，下列关于A、B两点的电场强度、和电势、，以及质子在A、B两点所具有的电势能、和动能、，判断错误的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．速度图象的斜率表示点电荷的加速度的大小，由于斜率减小，则知从A运动到B过程中带电粒子的加速度减小，根据牛顿第二定律说明电场力减小，由 知由A运动到B，场强E减小，所以 故A错误； B．质子带正电，在电场力的作用下做加速运动，所以电场方向从A指向B，则B点的电势低，即 故B正确； CD．电场力对质子做正功，电势能减小，则 动能增大，则 故CD正确。 本题选错误项，故选A。 2. 高大的建筑物上安装避雷针，阴雨天气时可避免雷击，从而达到保护建筑物的目的。如图所示，虚线是某次避雷针即将放电时，带负电的云层和避雷针之间三条等差等势线的分布示意图：实线是空气中某个带电粒子由M点到N点的运动轨迹，不计该带电粒子的重力，则（ ） A. 避雷针尖端带负电 B. 带电粒子带正电 C. 带电粒子越靠近避雷针尖端，其加速度越小 D. 带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．云层带负电，则避雷针尖端带正电，故A错误； BD．根据运动轨迹可知，带电粒子所受电场力指向避雷针尖端，则带电粒子带负电；由M点到N点过程，电场力对粒子做正功，电势能减少，则带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故B错误，D正确； C．带电粒子越靠近避雷针尖端，等差等势线越密集，电场强度越大，带电粒子所受电场力越大，加速度越大，故C错误。 故选D。 3. 如图所示，空间有一正三棱锥OABC，点A′、B′、C′分别是三条棱的中点。现在顶点O处固定一正点电荷，下列说法中正确的是（ ） A. A′、B′、C′三点的电场强度相同 B. 所在平面为等势面 C. 若A′点的电势为，A点的电势为，则AA′连线中点D处的电势等于 D. 将一正试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′，静电力对该试探电荷先做负功后做正功 【答案】D 【解析】 【详解】A．因为A′、B′、C′三点离顶点O处的正电荷的距离相等，故三点处的场强大小均相等，但其方向不同，故A错误； B．由于△ABC所在平面上各点到O点的距离不完全都相等，由等势面的概念可知，△ABC所在平面不是等势面。故B错误； C．设A′D间的平均电场强度和电势差分别为E1、U1，DA间的平均电场强度和电势差分别为E2、U2，定性分析则有 U1＝E1×A′D U2＝E2×DA 由点电荷周围的场强关系可知 E1＞E2 又因为A′D= DA所以可得出 U1＞U2 即 解得 故C错误； D．由电势的概念可知，沿直线A′B′的电势先增大后减小，当沿此直线从A′到B′移动正电荷时，电场力对该正电荷先做负功后做正功，故D正确。 故选D。 4. 在匀强电场中建立一直角坐标系，如图所示。从坐标原点沿y轴正方向前进0.2m到A点，电势升高了，从坐标原点沿x轴正方向前进0.2m到B点，电势降低了。已知电场方向与坐标平面平行，则匀强电场的电场强度大小和方向为（ ） A. 200V/m；B→A B. 200V/m；A→B C. 100V/m；B→A D. 100V/m；A→B 【答案】D 【解析】 【详解】根据 可得 方向沿y轴负方向。 方向沿x轴正方向。根据电场强度的叠加原理可得 设电场强度与x轴夹角为，则有 又因为坐标系中AB连线与x轴夹角的正切值 可知 电场强度方向A→B。 故选D。 5. 如图是某一沿x方向电场的电场强度E与位置坐标x的关系图像。已知沿x轴正方向，电场强度为正。下列说法正确的是（　　） A. x1、x2、x3三个位置，x1处的场强最大 B. x1、x2、x3三个位置，x2处的场强最小 C. 从x1到x3，电势先减小后增大 D. 从x1到x3，电势先减小后增大再减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电场是矢量，纵坐标的绝对值代表电场大小，由图可知x2处的场强最大，故AB错误； CD．电场线先向右，再向左，沿着电场线方向电势逐渐降低，可知从x1到x3，电势先减小后增大，故C正确，D错误； 故选C。 6. 如图所示，用内阻为110Ω、满偏电流为50mA的表头改装成量程为0.6A和3A的双量程电流表，接线柱a为公共接线柱，下列说法正确的是（　　） A. 用a、b两个接线柱时量程为0.6A B. 的阻值为2Ω C. 的阻值为10Ω D. 和的阻值之和为14Ω 【答案】B 【解析】 【详解】根据电路可知用a、b和a、c接线柱时电流表的量程分别为， 则有 所以用a、b两个接线柱时电流表的量程为0 ~ 3 A，用a、c两个接线柱时电流表的量程为0 ~ 0.6 A；将数据代入可解得， 则有 故选B。 7. 如图1所示，两块相同金属板、平行正对，水平放置，长为，间距为，两板接上如图2所示电压。一束电子流沿中心线从点，以初速度射入板间，且时刻进入两板间的电子恰好不碰到极板。已知电子的电荷量为，质量为，不计电子重力及电子间相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 电压满足 B. 在时刻射入的电子从中心线离开电场 C. 在时刻射入的电子不能离开电场 D. 所有电子都能射出电场且离开电场时的速度一定为 【答案】D 【解析】 【详解】A．时刻进入两板间的电子恰好不碰到极板，则 根据牛顿第二定律有 解得，故A错误； B．在时刻射入的电子，沿电场方向，电子的运动分四段。 第一阶段向正方向加速运动，位移为 第二阶段向正方向减速运动，位移为 第三阶段向负方向加速运动，位移为 第四阶段向负方向减速运动，位移为 竖直方向合位移为 则在时刻射入的电子不会从中心线离开电场，故B错误； C．电子在t=0时刻从O点射入时，离开电场时偏离中心线距离最大，此时恰好射出电场，则在时刻射入的电子能离开电场，故C错误； D．由上述分析可知，所有电子都能射出电场，竖直方向，电子做加速运动的时间为，做减速运动的时间也为，离开电场时竖直方向的速度一定为0，合速度一定为，故D正确； 故选D。 二、多选选择题（3小题，每题6分，共18分；漏选得3分，错选不得分） 8. 目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面形成大量的小电容器，这样在“嵴”处和“峪”处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到“嵴”和“峪”的位置，从而形成指纹图像数据。根据文中信息，下列说法正确的是（ ） A. 把指纹的照片蒙在传感器上，也可以实现指纹解锁功能 B. 手指轻按和重按均可以解锁，说明形成的电容大小是相同的 C. 潮湿的手指头对指纹识别有影响 D. 在“峪”处形成的电容器放电较快 【答案】CD 【解析】 【详解】A．把指纹的照片蒙在传感器上，由于没有指纹上凸起部分“嵴”和凹下部分“峪”，则不可以实现指纹解锁功能，A错误； B．手指轻按和重按，手指的指纹和小极板之间的距离不同，形成的电容大小是不同的，虽然电容大小不同，但通过放电快慢的不同，探测到“嵴”和“峪”的位置是相同的，故可以解锁，B错误； C．潮湿的手指头的指纹之间被水填充，“嵴”和“峪”形成的电容器的电容会有所差别，所以对指纹识别有影响，C正确； D．电容较小的电容器放电较快，在“峪”处形成的电容器间距较大，根据 可知在“峪”处形成的电容器的电容较小，放电较快，D正确。 故选CD。 9. 为研究静电除尘，有人设计了一个长方体容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是金属板，间距为L，当连接到电压为U的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场。现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，假设这些颗粒都处于静止状态，颗粒带正电，每个颗粒所带电荷量为q，质量为m，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。则闭合开关后（　　） A. 烟尘颗粒在容器中所受的电场力方向向上 B. 除尘过程中电场力对所有烟尘颗粒做正功 C. 经过时间，烟尘颗粒可以全部被吸附 D. 若上下两板间距可调整为4L，则烟尘颗粒在除尘器中能获得的最大速率将变为调整前的2倍 【答案】BC 【解析】 【详解】A．带正电的颗粒受电场力与电场方向相同，图中电场向下，则电场力向下，故A错误； B．颗粒运动过程中，电场力方向与位移方向相同，电场力做正功，故B正确； C．根据匀变速直线运动规律有 根据牛顿第二定律有 解得 故C正确； D．根据动能定理有 解得最大速率为 若上下两板间距可调整为4L，则烟尘颗粒在除尘器中能获得的最大速率不变，故D错误； 故选BC。 10. 如图所示，在竖直平面内有水平向右、电场强度为的匀强电场。在匀强电场中有一根长的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量的带电小球，静止时悬线与竖直方向成37°角。若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，，g取10 m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 小球的电荷量 B. 小球动能的最小值为1 J C. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点时有机械能的最小值 D. 小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变，且为4 J 【答案】AB 【解析】 【详解】 A．开始时，小球处于静止状态，对小球进行受力分析，如图所示，由平衡条件可得 解得小球的电荷量为 故A正确； B．由于重力和电场力都是恒力，所以它们的合力也是恒力，在圆周轨迹上各点中，小球在平衡位置A点时的势能（重力势能和电势能之和）最小，在平衡位置关于O点的对称点B点，小球的势能最大，由于小球的总能量不变，所以小球在B点的动能EkB最小，对应速度vB最小;根据题意，在B点时小球只受重力和电场力，其合力为小球做圆周运动提供向心力，而细线的拉力恰为零 又 得 故B正确； C．由于总能量保持不变，即 当小球在圆周轨迹上最左侧的C点时，电势能EpE最大，所以在该点时机械能最小，C错误； D．小球由B运动到A 所以小球在B点的势能 总能量 故D错误。 故选AB。 三、实验题（8小空，每空2分，共16分） 11. 在“测定金属丝电阻率”的实验中： （1）用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示，则d=________mm；用游标卡尺测量金属丝的长度如图乙所示，由图可知其长度L=________cm； （2）欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属丝的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材： A.电池组（3V，内阻1Ω） B.电流表（0~3A，内阻为0.5Ω） C.电流表（0~0.6A，内阻为0.5Ω） D.电压表（0~3V，内阻约为3kΩ） E.滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A） F.滑动变阻器（0~2000Ω，额定电流0.3A） G.开关、导线 要求待测电阻两端的电压能从零开始变化，上述器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选_______（填写各器材的字母代号）；电路应选__________（选填甲、乙、丙、丁）。 【答案】（1） ①. 1.840 ②. 3.14 （2） ①. C ②. E ③. 乙 【解析】 【小问1详解】 [1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以 [2]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以 【小问2详解】 [1]由于电源电动势为3V，则电压表需要选择D，电路最大电流约为 所以电流表应选择C； [2]由于所选电流表内阻已知，所以电流表应采用内接法；为方便实验操作，为了减小误差，需要电压从零开始变化，滑动变阻器采用分压式连接，且滑动变阻器选择阻值较小的E； [3]综合以上可知电流表应采用内接法，滑动变阻器采用分压式接法，故电路选乙。 12. 某同学用如图甲所示的电路研究电容器的放电规律，先将开关S合向1，待电路稳定后再将开关S合向2，通过电流传感器描绘出电容器放电电流I随时间t变化的规律如图乙所示。图甲中电源两端提供的电压恒为3V。 （1）根据实验结果求得电容器的电容C=______F（保留一位小数）。 （2）若仅将定值电阻R换用阻值更小的电阻重新实验，则电容器放电的时间会______（选填“变长”、“变短”或“不变”），在放电过程中，电容器的带电量减少，电容器的电容C______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】（1）3.1×10-3 （2） ①. 变短 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 由乙图可知，图线与坐标轴围成的图形面积表示电容器放电的电荷量，小格数为23个，则 所以电容器的电容 【小问2详解】 [1]电容器放出的电荷量一定，若仅将定值电阻R换用阻值更小的电阻，开始时电路中的电流增大，因此电容器放电的时间会变短； [2]电容是电容器的固有属性，与电荷量的多少无关，因此在放电过程中，电容器的电容C不变。 四、计算题（3小题，共38分） 13. 如图甲所示，在一个点电荷Q形成的电场中，ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为6.0m和12.0m，规定力向右为正，放在A，B两点的试探电荷受到的电场力的大小及方向跟试探电荷所带电荷量及电性关系如图乙中的直线a，b所示，求： (1)A、B两点的电场强度的大小和方向； (2)判断点电荷Q的电性； (3)点电荷Q的位置坐标。 【答案】(1)，方向沿x轴正方向，，方向沿x轴正方向；(2)正电荷；(3)位置坐标4m 【解析】 【分析】 【详解】(1)电场强度等于图像的斜率 方向沿x轴正方向 方向沿x轴正方向 (2)根据图像，放在A点的电荷为正，其所受的电场力为正方向，所以Q为正电荷。 (3)根据点电荷的场强公式 解得 14. 研究原子核的结构时，需要用能量很高的粒子轰击原子核。为了使带电粒子获得很高的能量，科学家发明了各种粒子加速器。图1为某加速装置的示意图，它由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列组成，其轴线在同一直线上，序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源的两极相连，交变电源两极间的电势差的变化规律如图2所示。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值。此时和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）的中央有一电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线进入圆筒1。为使电子在圆筒之间的间隙都能被加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。 若电子的质量为m，电荷量为，交变电源的电压为U，周期为T，两圆筒间隙的电场可视为匀强电场，圆筒内场强均为0。不计电子的重力和相对论效应。 （1）求电子进入圆筒1时的速度； （2）若忽略电子通过圆筒间隙的时间，则第n个金属圆筒的长度应该为多少？ （3）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（2）中相同的情况下，该装置能够让电子获得的最大速度是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）电子由金属圆板经电场加速进入圆筒1，根据动能定理有 解得 （2）电子进入第n个圆筒时，经过n次加速，根据动能定理 解得 由于不计电子通过圆筒间隙的时间，则电子在圆筒内做匀速直线运动的时间恰好是半个周期，则有 解得 （3）由于保持圆筒长度、交变电压的变化规律和（2）中相同，若考虑电子在间隙中的加速时间，则粒子进入每级圆筒的时间都要比（2）中对应的时间（时刻）延后一些，如果延后累计时间等于，则电子再次进入电场时将开始减速，此时的速度就是装置能够加速的最大速度。 方法1：由于两圆筒间隙的电场为匀强电场，间距均相同，则电子的加速度为 则 累计延后时间为，则电子的加速时间为，所以电子的最大速度为 可得 方法2：由于两圆筒间隙的电场为匀强电场，间距均为d，经过N次加速到最大速度，则 根据动能定理 解得 15. 如图所示，静止于A 处的带正电离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中的圆弧GH通过静电分析器，从H点垂直CN进入矩形区域QNCD。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，圆弧GH 所在处场强大小都为方向沿圆弧半径指向圆心O，离子在辐向电场内做匀速圆周运动：QNCD区域内存在匀强电场，电场方向水平向左，最终该离子打在 Q点。已知该离子质量为m、电荷量为q，，，离子重力不计。 （1）求圆弧GH的半径R； （2）求矩形区域QNCD 内匀强电场场强E的大小； （3）若仅在矩形区域PMCD 内存在水平向左的匀强电场，且，其它条件不变，为使该离子仍能打在Q点，求此时PMCD区域内匀强电场场强的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 离子在加速电场中加速，根据动能定理有 解得离子从加速电场射出时的速度为 离子在辐向分布的电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，根据牛顿第二定律有 联立解得圆弧GH的半径为 【小问2详解】 粒子在矩形区域QNCD内做类平抛运动，若离子恰好能打在点上，根据类平抛运动规律有 ， 根据牛顿第二定律有 联立解得矩形区域QNCD内匀强电场场强为 【小问3详解】 若仅在矩形区域PMCD 内存在水平向左的匀强电场，且，其它条件不变，为使该离子仍能打在Q点，粒子在偏转电场中仍做类平抛运动，则有 ，，， 粒子离开电场时的速度与电场方向夹角满足 粒子离开电场后到打在Q点过程，根据几何关系有 联立解得PMCD区域内匀强电场场强的大小 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河源中学2025-2026学年第一学期高二年级第一次教学质量检测 物理试题 说明：本试卷共6页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。答案须做在答卷上；选择题填涂须用2B铅笔，主观题须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答。考试结束后只需交答卷。 一、单选选择题（7小题，每题4分，共28分） 1. 如图甲所示，直线AB是某电场中的一条电场线。若有一质子仅在电场力的作用下以某一初速度沿直线AB由A运动到B，其速度图象如图乙所示，下列关于A、B两点的电场强度、和电势、，以及质子在A、B两点所具有的电势能、和动能、，判断错误的是（ ） A. B. C. D. 2. 高大的建筑物上安装避雷针，阴雨天气时可避免雷击，从而达到保护建筑物的目的。如图所示，虚线是某次避雷针即将放电时，带负电的云层和避雷针之间三条等差等势线的分布示意图：实线是空气中某个带电粒子由M点到N点的运动轨迹，不计该带电粒子的重力，则（ ） A. 避雷针尖端带负电 B. 带电粒子带正电 C. 带电粒子越靠近避雷针尖端，其加速度越小 D. 带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 3. 如图所示，空间有一正三棱锥OABC，点A′、B′、C′分别是三条棱的中点。现在顶点O处固定一正点电荷，下列说法中正确的是（ ） A. A′、B′、C′三点的电场强度相同 B. 所在平面为等势面 C. 若A′点的电势为，A点的电势为，则AA′连线中点D处的电势等于 D. 将一正试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′，静电力对该试探电荷先做负功后做正功 4. 在匀强电场中建立一直角坐标系，如图所示。从坐标原点沿y轴正方向前进0.2m到A点，电势升高了，从坐标原点沿x轴正方向前进0.2m到B点，电势降低了。已知电场方向与坐标平面平行，则匀强电场的电场强度大小和方向为（ ） A. 200V/m；B→A B. 200V/m；A→B C. 100V/m；B→A D. 100V/m；A→B 5. 如图是某一沿x方向电场的电场强度E与位置坐标x的关系图像。已知沿x轴正方向，电场强度为正。下列说法正确的是（　　） A. x1、x2、x3三个位置，x1处的场强最大 B. x1、x2、x3三个位置，x2处的场强最小 C. 从x1到x3，电势先减小后增大 D. 从x1到x3，电势先减小后增大再减小 6. 如图所示，用内阻为110Ω、满偏电流为50mA的表头改装成量程为0.6A和3A的双量程电流表，接线柱a为公共接线柱，下列说法正确的是（　　） A. 用a、b两个接线柱时量程为0.6A B. 的阻值为2Ω C. 的阻值为10Ω D. 和的阻值之和为14Ω 7. 如图1所示，两块相同金属板、平行正对，水平放置，长为，间距为，两板接上如图2所示电压。一束电子流沿中心线从点，以初速度射入板间，且时刻进入两板间的电子恰好不碰到极板。已知电子的电荷量为，质量为，不计电子重力及电子间相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 电压满足 B. 在时刻射入的电子从中心线离开电场 C. 在时刻射入的电子不能离开电场 D. 所有电子都能射出电场且离开电场时的速度一定为 二、多选选择题（3小题，每题6分，共18分；漏选得3分，错选不得分） 8. 目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面形成大量的小电容器，这样在“嵴”处和“峪”处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到“嵴”和“峪”的位置，从而形成指纹图像数据。根据文中信息，下列说法正确的是（ ） A. 把指纹的照片蒙在传感器上，也可以实现指纹解锁功能 B. 手指轻按和重按均可以解锁，说明形成的电容大小是相同的 C. 潮湿的手指头对指纹识别有影响 D. 在“峪”处形成的电容器放电较快 9. 为研究静电除尘，有人设计了一个长方体容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是金属板，间距为L，当连接到电压为U的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场。现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，假设这些颗粒都处于静止状态，颗粒带正电，每个颗粒所带电荷量为q，质量为m，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。则闭合开关后（　　） A. 烟尘颗粒在容器中所受的电场力方向向上 B. 除尘过程中电场力对所有烟尘颗粒做正功 C. 经过时间，烟尘颗粒可以全部被吸附 D. 若上下两板间距可调整为4L，则烟尘颗粒在除尘器中能获得的最大速率将变为调整前的2倍 10. 如图所示，在竖直平面内有水平向右、电场强度为的匀强电场。在匀强电场中有一根长的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量的带电小球，静止时悬线与竖直方向成37°角。若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，，g取10 m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 小球的电荷量 B. 小球动能的最小值为1 J C. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点时有机械能的最小值 D. 小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变，且为4 J 三、实验题（8小空，每空2分，共16分） 11. 在“测定金属丝电阻率”的实验中： （1）用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示，则d=________mm；用游标卡尺测量金属丝的长度如图乙所示，由图可知其长度L=________cm； （2）欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属丝的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材： A.电池组（3V，内阻1Ω） B.电流表（0~3A，内阻为0.5Ω） C.电流表（0~0.6A，内阻为0.5Ω） D.电压表（0~3V，内阻约为3kΩ） E.滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A） F.滑动变阻器（0~2000Ω，额定电流0.3A） G.开关、导线 要求待测电阻两端的电压能从零开始变化，上述器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选_______（填写各器材的字母代号）；电路应选__________（选填甲、乙、丙、丁）。 12. 某同学用如图甲所示的电路研究电容器的放电规律，先将开关S合向1，待电路稳定后再将开关S合向2，通过电流传感器描绘出电容器放电电流I随时间t变化的规律如图乙所示。图甲中电源两端提供的电压恒为3V。 （1）根据实验结果求得电容器的电容C=______F（保留一位小数）。 （2）若仅将定值电阻R换用阻值更小的电阻重新实验，则电容器放电的时间会______（选填“变长”、“变短”或“不变”），在放电过程中，电容器的带电量减少，电容器的电容C______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 四、计算题（3小题，共38分） 13. 如图甲所示，在一个点电荷Q形成的电场中，ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为6.0m和12.0m，规定力向右为正，放在A，B两点的试探电荷受到的电场力的大小及方向跟试探电荷所带电荷量及电性关系如图乙中的直线a，b所示，求： (1)A、B两点的电场强度的大小和方向； (2)判断点电荷Q的电性； (3)点电荷Q的位置坐标。 14. 研究原子核的结构时，需要用能量很高的粒子轰击原子核。为了使带电粒子获得很高的能量，科学家发明了各种粒子加速器。图1为某加速装置的示意图，它由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列组成，其轴线在同一直线上，序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源的两极相连，交变电源两极间的电势差的变化规律如图2所示。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值。此时和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）的中央有一电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线进入圆筒1。为使电子在圆筒之间的间隙都能被加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。 若电子的质量为m，电荷量为，交变电源的电压为U，周期为T，两圆筒间隙的电场可视为匀强电场，圆筒内场强均为0。不计电子的重力和相对论效应。 （1）求电子进入圆筒1时的速度； （2）若忽略电子通过圆筒间隙的时间，则第n个金属圆筒的长度应该为多少？ （3）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（2）中相同的情况下，该装置能够让电子获得的最大速度是多少？ 15. 如图所示，静止于A 处的带正电离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中的圆弧GH通过静电分析器，从H点垂直CN进入矩形区域QNCD。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，圆弧GH 所在处场强大小都为方向沿圆弧半径指向圆心O，离子在辐向电场内做匀速圆周运动：QNCD区域内存在匀强电场，电场方向水平向左，最终该离子打在 Q点。已知该离子质量为m、电荷量为q，，，离子重力不计。 （1）求圆弧GH的半径R； （2）求矩形区域QNCD 内匀强电场场强E的大小； （3）若仅在矩形区域PMCD 内存在水平向左的匀强电场，且，其它条件不变，为使该离子仍能打在Q点，求此时PMCD区域内匀强电场场强的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $