内容正文:
广州市天河中学高中部2025学年第一学期基础考试
高二物理试卷
本试卷分选择题和非选择题,共6页,满分100分 考试时间70分钟
一、单选题(共8题,每题4分,共32分)
1. 如图(a),电鲶遇到危险时,可产生数百伏的电压。如图(b)所示,若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场,其中正电荷集中在头部,负电荷集中在尾部,O为电鲶身体的中点,且AB为鱼身长的一半,下列说法正确的是( )
A. A点电势等于B点电势
B. 从头到尾O点的电场强度最大
C. 若将一正电荷放入电鲶体内,则它在A点具有电势能小于它在B点具有电势能
D. 若电鲶头尾部间产生400V的电压时,AB间的电压为200V
2. 一质量分布均匀的圆柱形金属棒的电阻为、电阻率为;将该金属棒的长度拉伸至原来的2倍后,仍为圆柱形,其电阻为、电阻率为,下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
3. 一段均匀铜导体的电阻为r,横截面积为S,导体两端所加电压为U,电子的电荷量为e,导体中单位体积内的自由电子数为n,则电子在铜导体中定向移动的速率为( )
A. B. C. D.
4. 小明家里新装修时使用了一批照明卤钨灯泡,如图a所示。小明利用多用电表测量该灯泡的电阻,以下操作正确的是( )
A. 小明选好“×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. 换挡后,无需再次旋转“T”进行调零,即可直接使用多用电表
D. 正确选择挡位后,指针位置如图c所示,则该灯泡电阻为220Ω
5. 如图所示,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线,某一带正电的粒子(不计重力)从a点沿虚线运动到b点并经过这条电场线。下列判断正确的是( )
A. 粒子从a点运动到b点的过程中动能逐渐减小
B. 粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
C. 负点电荷一定位于M的左侧
D. 粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
6. 有一匀强电场的方向平行于平面,平面内a、b、c、d四点的位置如图所示,垂直于轴、垂直于轴,其中a、O、b三点电势分别为4V、6V、8V。电荷量为的点电荷由点开始沿路线运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 点的电势
B. 匀强电场的方向为指向
C. 匀强电场的电场强度大小
D. 点电荷在点的电势能
7. 如图所示的电路中,为定值电阻,MN是水平正对放置的平行板电容器的两个极板,板接地,规定接地点电势为零.开关闭合,有一带电油滴静止悬浮在两极板间的点,下列说法正确的是( )
A. 保持开关闭合,将M板向右平移一小段距离,电容器的电容增大
B. 保持开关闭合,增大两极板间的距离,电阻中有从到的电流
C. 断开开关,将N板向下平移一小段距离,带电油滴的电势能不变
D. 断开开关,减小两极板间的距离,带电油滴仍静止不动
8. 如图所示,倾角为37°的足够长光滑斜面,固定在水平匀强电场中。一带正电的小物块质量为m,电荷量为q,在斜面A点处于静止状态。某时刻,电场强度大小变为原来的,小物块经2s运动至B点。,,。则( )
A. 原来的电场强度大小为
B. 小物块运动的加速度为2m/s2
C. 小物块2s内的位移大小为12m
D. 电场变化前,AB两点电势差为
二、多选题(共3题,每题4分,共12分)
9. 图中的实线分别是电阻a、b的伏安特性曲线,虚线c是b()的切线,a、c相互平行,下列说法正确的是( )
A. 时,b的电阻为5Ω B. 时,a、b的电阻相等
C. b的电阻随电压的升高而增大 D. 时,a、b并联后的总电阻为2.5Ω
10. 如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中,关于各电表示数的变化,下列判断中正确的是( )
A. 电压表V的示数变大 B. 电流表A2的示数变小
C. 电流表A1的示数变小 D. 电流表A的示数变大
11. 如图所示,空间存在水平向右、电场强度大小为的匀强电场,质量为的带电微粒恰好沿图中的虚线在竖直平面内做匀速直线运动,虚线与水平方向的夹角为,微粒受到的空气阻力不能忽略,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 微粒可能带正电 B. 微粒可能由点向点运动
C. 微粒的电势能不断减小 D. 微粒所带电荷量的绝对值为
三、填空题(每空2分,共14分)
12. 如图所示,灵敏电流计的满偏电流Ig=100μA,内阻Rg=90Ω,O、A的量程是1mA,O、B的量程是1V,则电路图中的R1=______Ω; R2=______Ω。
13. 如图甲,直线表示某电场线,A、B是电场线上的两点,将一带负电的粒子从A点由静止释放,粒子从A运动到B的过程中的v-t图象如图乙所示,A、B两点的场强的大小分别为EA___________(“大于”、“小于”、“等于”)EB,粒子在A、B两点的电势能分别为EPA___________(“大于”、“小于”、“等于”)EPB。
14. “祖冲之”研究小组探究平行板电容器实验,如图所示,水平放置的平行板电容器上极板带负电,板间距离为d,上极板与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地(电势为零),在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴,现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离,静电计指针偏角______(填“变大”“变小”或“不变”),P点电势______(填“升高”“降低”或“不变”),油滴的电势能______(填“大于”“小于”或“等于”)零。
四、实验题(9+9,共18分)
15. 有一个标有“”的小灯泡,某同学为了描绘它的图像,设计了以下实验,实验室中提供了下列器材:
A.电流表:量程为,内阻约为
B.电流表:量程为,内阻约为
C.滑动变阻器:最大阻值为,额定电流为
D.滑动变阻器:最大阻值为,额定电流为
E.电压表V:量程为,内阻约为
F.电源E:电动势为,内阻不计
G.开关S,导线若干.
(1)实验中电流表应选__________(填“A”或“B”),滑动变阻器应选用__________(填“C”或“D”);
(2)实验设计的电路如图甲所示,请根据电路图将图乙中实物图连接完整.
(3)连接好电路后,在闭合开关前,应将图乙中滑动变阻器的滑片移到__________(填“A”或“B”)端.
(4)根据实验数据得到了如图丙所示小灯泡的图像.电压从增至的过程中小灯泡的阻值增加了__________.(保留两位有效数字)
(5)根据作出的图像判断:小灯泡的电阻随温度升高而__________(填“增大”或“减小”)
16. 某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝电阻率,实验室提供下列器材:
电池组(3V,内阻不计)
电流表(0~0.3A,内阻RA=0.3Ω)
电压表(0~3V,内阻约为2kΩ)
滑动变阻器A(0~10Ω)
滑动变阻器B(0~200Ω)
开关、导线若干。
(1)先用螺旋测微器测金属丝的直径,示数如图甲所示,则金属丝直径d=___________mm;再用多用电表的电阻“×1”挡,按正确的操作步骤粗测金属丝的电阻,表盘的示数如图乙所示,则该金属丝的阻值约为___________Ω;
(2)要求测量结果尽量准确,使待测金属丝两端的电压能从零开始变化,滑动变阻器应该选择___________(填“A”或“B”)。实验小组成员根据实验室提供的器材设计了电路,选择最合理的电路图___________;
A. B. C. D.
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器滑片,测出多组电压表的示数U和电流表的示数I,作I-U图像,得到图像的斜率为k,若金属丝的长为L,则金属丝的电阻率ρ=___________(用k、d、L、RA表示),不考虑偶然误差,由于电表内阻引起的系统误差,使测得的电阻率与实际值相比___________(填“偏大”、“偏小”或“无误差”)。
五、解答题(6+9+9,共24分)
17. 如图所示的电路中,电阻R1=15Ω,R2=30Ω.当开关S1、S2都闭合时,电流表的读数I1=0.4A;当开关S1闭合、S2断开时,电流表的读数I2=0.3A;.求电源的电动势E和内阻r.
18. 如图所示,边长为的正方形区域内有竖直向下的匀强电场,电场强度大小为。现有质量为、电量为+q的粒子从A点沿方向以一定的动能进入电场,恰好从边的中点飞出,不计粒子重力。
(1)求粒子在点时,水平分速度与竖直分速度之比;
(2)求粒子进入电场时的动能;
(3)只改变电场强度的大小,使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出,求此时的电场强度大小。
19. 如图所示,A、为半径的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道,在四分之一圆弧区域内存在着、竖直向上的匀强电场,有一质量、带电量正电荷的物体(可视为质点),从A点的正上方距离A点处由静止开始自由下落(不计空气阻力),段为长,段与物体动摩擦因数的粗糙绝缘水平面,段为倾角且离地面高的斜面。已知,,。
(1)物体能沿轨道到达最低点,求它到达点时轨道对物体的支持力大小。
(2)求物体从处射出后落点到的距离。(不讨论物体反弹以后的情况)
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广州市天河中学高中部2025学年第一学期基础考试
高二物理试卷
本试卷分选择题和非选择题,共6页,满分100分 考试时间70分钟
一、单选题(共8题,每题4分,共32分)
1. 如图(a),电鲶遇到危险时,可产生数百伏的电压。如图(b)所示,若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场,其中正电荷集中在头部,负电荷集中在尾部,O为电鲶身体的中点,且AB为鱼身长的一半,下列说法正确的是( )
A. A点电势等于B点电势
B. 从头到尾O点的电场强度最大
C. 若将一正电荷放入电鲶体内,则它在A点具有电势能小于它在B点具有电势能
D. 若电鲶头尾部间产生400V的电压时,AB间的电压为200V
【答案】C
【解析】
【详解】AC.头部集中正电荷,尾部集中负电荷,电场线方向由指向,沿电场线方向电势降低,故点电势高于点,正电荷在点的电势能小于它在点的电势能,A错误,C正确;
B.根据等量异种点电荷的电场分布的对称性可知,点和点场强最大,B错误;
D.根据等量异种点电荷的电场分布规律可知、间的电场线比点到鱼尾或点到鱼头的电场线稀疏,则平均场强也较小,故、之间电压小于 200V,D错误。
故选C。
2. 一质量分布均匀的圆柱形金属棒的电阻为、电阻率为;将该金属棒的长度拉伸至原来的2倍后,仍为圆柱形,其电阻为、电阻率为,下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由电阻定律
可知,金属棒拉长为原来2倍,横截面积为原来的,电阻率不变,电阻为原来4倍。
故选D。
3. 一段均匀铜导体的电阻为r,横截面积为S,导体两端所加电压为U,电子的电荷量为e,导体中单位体积内的自由电子数为n,则电子在铜导体中定向移动的速率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据欧姆定律有
根据电流的微观表达式
联立解得电子定向移动的速率为
故选B。
4. 小明家里新装修时使用了一批照明卤钨灯泡,如图a所示。小明利用多用电表测量该灯泡的电阻,以下操作正确的是( )
A. 小明选好“×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. 换挡后,无需再次旋转“T”进行调零,即可直接使用多用电表
D. 正确选择挡位后,指针位置如图c所示,则该灯泡电阻为220Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A.小明选好“×100”,红黑表笔短接后指针位置如图b所示,则他应该调节“T”进行欧姆调零,选项A错误;
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,说明倍率挡选择过低,则需要更换“×1k”挡位,选项B正确;
C.换挡后,需再次旋转“T”进行欧姆调零才能使用多用电表,选项C错误;
D.正确选择挡位后,指针位置如图c所示,则该灯泡电阻为22×1kΩ=22kΩ,选项D错误。
故选B。
5. 如图所示,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线,某一带正电的粒子(不计重力)从a点沿虚线运动到b点并经过这条电场线。下列判断正确的是( )
A. 粒子从a点运动到b点的过程中动能逐渐减小
B. 粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
C. 负点电荷一定位于M的左侧
D. 粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】C.根据带正电粒子运动过程中受到的电场力指向运动轨迹的凹侧,可判断出电场线的方向由M指向N,则负点电荷在N点或N点的右侧,故C错误;
AB.粒子从a点运动到b点的过程中,电场力做正功,动能逐渐增大,电势能逐渐减小,则粒子在a点的电势能大于在b点的电势能,故A错误,B正确;
D.由于a点离负点电荷距离较远,故粒子在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力,粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,故D错误。
故选B。
6. 有一匀强电场的方向平行于平面,平面内a、b、c、d四点的位置如图所示,垂直于轴、垂直于轴,其中a、O、b三点电势分别为4V、6V、8V。电荷量为的点电荷由点开始沿路线运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 点的电势
B. 匀强电场的方向为指向
C. 匀强电场的电场强度大小
D. 点电荷在点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A.匀强电场中沿着一个方向前进相同距离电势的降低相等,即
解得,故A错误。
BC.ab中点e电势为,连接则为等势面,如图所示
根据几何关系可知,可得
为电场线,且方向由指向,由,
解得,故B错误,C正确;
D.点电荷在c点的电势能
解得,故D错误。
故选C。
7. 如图所示的电路中,为定值电阻,MN是水平正对放置的平行板电容器的两个极板,板接地,规定接地点电势为零.开关闭合,有一带电油滴静止悬浮在两极板间的点,下列说法正确的是( )
A. 保持开关闭合,将M板向右平移一小段距离,电容器的电容增大
B. 保持开关闭合,增大两极板间的距离,电阻中有从到的电流
C. 断开开关,将N板向下平移一小段距离,带电油滴的电势能不变
D. 断开开关,减小两极板间的距离,带电油滴仍静止不动
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电容决定式
可知,将M板向右平移一小段距离,两板间的正对面积将减小,则电容器的电容C要减小,故A错误;
B.根据电容定义式和决定式
可知,增大两极板距离的过程中,电容器的电容将减小,由于两极板间的电压不变,所以极板上的电荷量要减少,将在图示电路中形成逆时针方向的电流,即电阻R中有从D到B的电流,故B错误;
C.断开开关S后,两极板上的电荷量将保持不变;将N板向下平移一小段距离,则根据
有
即极板间的电场强度不变,带电油滴悬浮的位置不变;根据
可知两极板间的电势差将增大,所以A点的电势将升高,由于油滴带负电,根据电势能公式
可知带电油滴的电势能将减小,故C错误;
D.断开开关S,两极板上的电荷量将保持不变,由
可知,减小两极板间的距离,极板间的电场强度不变,所以带电液滴仍静止不动,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,倾角为37°的足够长光滑斜面,固定在水平匀强电场中。一带正电的小物块质量为m,电荷量为q,在斜面A点处于静止状态。某时刻,电场强度大小变为原来的,小物块经2s运动至B点。,,。则( )
A. 原来的电场强度大小为
B. 小物块运动的加速度为2m/s2
C. 小物块2s内的位移大小为12m
D. 电场变化前,AB两点电势差为
【答案】D
【解析】
【详解】A.电场强度未改变前,对物块,由平衡条件有
解得
故A错误;
B.电场强度改变后,对物块,由牛顿第二定律有
解得加速度
故B错误;
C.结合B选项分析,小物块2s内的位移大小为
故C错误;
D.根据
可知电场变化前AB两点电势差
故D正确。
故选 D。
二、多选题(共3题,每题4分,共12分)
9. 图中的实线分别是电阻a、b的伏安特性曲线,虚线c是b()的切线,a、c相互平行,下列说法正确的是( )
A. 时,b的电阻为5Ω B. 时,a、b的电阻相等
C. b的电阻随电压的升高而增大 D. 时,a、b并联后的总电阻为2.5Ω
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC.根据图像可知,电阻a的阻值保持不变,大小为
根据电阻b的伏安特性曲线可知,曲线上点与原点连线的斜率逐渐减小,而连线斜率为
可知b的电阻随电压的升高而增大,V时,b的电阻为
故AB错误,C正确;
D.时,b的电阻为
a、b并联后的总电阻为
故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中,关于各电表示数的变化,下列判断中正确的是( )
A. 电压表V的示数变大 B. 电流表A2的示数变小
C. 电流表A1的示数变小 D. 电流表A的示数变大
【答案】AB
【解析】
【详解】AC.滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动,变大,根据“串反并同”,电压表V与滑动变阻器类并联,电流表A1与滑动变阻器并联,所以这两个表示数均变大。故A正确,B错误;
BD.同样根据“串反并同”,电流表A与滑动变阻器类串联,电流表A2与滑动变阻器串联,所以两个电流表的示数都变小。故B正确,D错误。
故选AB。
11. 如图所示,空间存在水平向右、电场强度大小为的匀强电场,质量为的带电微粒恰好沿图中的虚线在竖直平面内做匀速直线运动,虚线与水平方向的夹角为,微粒受到的空气阻力不能忽略,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 微粒可能带正电 B. 微粒可能由点向点运动
C. 微粒的电势能不断减小 D. 微粒所带电荷量的绝对值为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由题意知带电微粒恰好沿图中的虚线在竖直平面内做匀速直线运动,可知微粒的合力一定与微粒轨迹共线,且微粒受到的空气阻力与运动方向相反,故受力分析如图
由上图可知微粒带负电,故A错误;
B.微粒只能由点向点运动才能保持平衡,故B错误;
C.微粒由点向点运动的过程中,电场力做正功,电势能减小,故C正确;
D.根据平衡条件有
解得,故D正确。
故选CD。
三、填空题(每空2分,共14分)
12. 如图所示,灵敏电流计的满偏电流Ig=100μA,内阻Rg=90Ω,O、A的量程是1mA,O、B的量程是1V,则电路图中的R1=______Ω; R2=______Ω。
【答案】 ①. 10 ②. 991
【解析】
【详解】[1]根据串并联电路电压、电流规律可得
[2]根据串并联电路电压、电流规律可得
13. 如图甲,直线表示某电场线,A、B是电场线上的两点,将一带负电的粒子从A点由静止释放,粒子从A运动到B的过程中的v-t图象如图乙所示,A、B两点的场强的大小分别为EA___________(“大于”、“小于”、“等于”)EB,粒子在A、B两点的电势能分别为EPA___________(“大于”、“小于”、“等于”)EPB。
【答案】 ①. 大于 ②. 大于
【解析】
【详解】[1]由v-t图像可知,从A到B粒子的加速度减小,可知受电场力减小,场强减小,即EA大于EB;
[2]从A到B,粒子动能增加,则电场力做正功,电势能减小,则EPA大于EPB。
14. “祖冲之”研究小组探究平行板电容器实验,如图所示,水平放置的平行板电容器上极板带负电,板间距离为d,上极板与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地(电势为零),在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴,现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离,静电计指针偏角______(填“变大”“变小”或“不变”),P点电势______(填“升高”“降低”或“不变”),油滴的电势能______(填“大于”“小于”或“等于”)零。
【答案】 ①. 变小 ②. 不变 ③. 小于
【解析】
【详解】[1]带电油滴保持静止,则电场力与重力相平衡,电场力竖直向上,极板间电场线竖直向上,则可知油滴带正电,由于电容器不与电源相连,则电容器极板所带电荷量不变,根据
可知,上极板向下移动后,电容C增大,U减小,则静电计指针偏角变小;
[2]根据
可知,极板间电场强度不变,所以下极板与P点间的电势差不变,而下极板始终接地,电势始终为零,所以P点电势不变;
[3]由于下极板接地,上极板带负电,所以P点电势小于零,根据
可知,电势能小于零。
四、实验题(9+9,共18分)
15. 有一个标有“”的小灯泡,某同学为了描绘它的图像,设计了以下实验,实验室中提供了下列器材:
A.电流表:量程为,内阻约为
B.电流表:量程为,内阻约为
C.滑动变阻器:最大阻值为,额定电流为
D.滑动变阻器:最大阻值为,额定电流为
E.电压表V:量程为,内阻约为
F.电源E:电动势为,内阻不计
G.开关S,导线若干.
(1)实验中电流表应选__________(填“A”或“B”),滑动变阻器应选用__________(填“C”或“D”);
(2)实验设计的电路如图甲所示,请根据电路图将图乙中实物图连接完整.
(3)连接好电路后,在闭合开关前,应将图乙中滑动变阻器的滑片移到__________(填“A”或“B”)端.
(4)根据实验数据得到了如图丙所示小灯泡的图像.电压从增至的过程中小灯泡的阻值增加了__________.(保留两位有效数字)
(5)根据作出的图像判断:小灯泡的电阻随温度升高而__________(填“增大”或“减小”)
【答案】(1) ①. B ②. C
(2) (3)A
(4)1.4 (5)增大
【解析】
【小问1详解】
[1]灯泡额定电流,电流表应选B;
[2]因实验采用分压法,为方便实验操作,滑动变阻器应选C。
【小问2详解】
根据图示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示
【小问3详解】
滑动变阻器采用分压接法,为保护电路,闭合电键前,应将滑片移到A端,使输出电压为零,保护电路元件。
【小问4详解】
由图丙所示U-I图像可知,电压U=1.2V时,I=0.4A,当U'=2.2V时,I′=0.5A,由欧姆定律可知,灯泡电阻,
电压从1.2V增至2.2V的过程中小灯泡的阻值增加了4.4Ω-3Ω=1.4Ω
【小问5详解】
由图示 U-I图像可知,随电压增大电流增大,灯泡实际功率增大,灯温度升高,图像上的点与坐标原点连线的斜率逐渐增大,灯泡电阻增大,即小灯泡的电阻随温度升高而增大。
16. 某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝电阻率,实验室提供下列器材:
电池组(3V,内阻不计)
电流表(0~0.3A,内阻RA=0.3Ω)
电压表(0~3V,内阻约为2kΩ)
滑动变阻器A(0~10Ω)
滑动变阻器B(0~200Ω)
开关、导线若干。
(1)先用螺旋测微器测金属丝的直径,示数如图甲所示,则金属丝直径d=___________mm;再用多用电表的电阻“×1”挡,按正确的操作步骤粗测金属丝的电阻,表盘的示数如图乙所示,则该金属丝的阻值约为___________Ω;
(2)要求测量结果尽量准确,使待测金属丝两端的电压能从零开始变化,滑动变阻器应该选择___________(填“A”或“B”)。实验小组成员根据实验室提供的器材设计了电路,选择最合理的电路图___________;
A. B. C. D.
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器滑片,测出多组电压表的示数U和电流表的示数I,作I-U图像,得到图像的斜率为k,若金属丝的长为L,则金属丝的电阻率ρ=___________(用k、d、L、RA表示),不考虑偶然误差,由于电表内阻引起的系统误差,使测得的电阻率与实际值相比___________(填“偏大”、“偏小”或“无误差”)。
【答案】(1) ①. 2.095##2.094##2.093 ②. 18.0
(2) ①. A ②. A
(3) ①. ②. 无误差
【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]欧姆表读数为指针所指刻度与倍率的乘积,所以金属丝的阻值为
【小问2详解】
[1]要使待测金属丝两端的电压能从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,所以滑动变阻器应选择最大阻值较小的A;
[2]由于电流表内阻已知,所以电流表应采用内接法,同时滑动变阻器采用分压式接法。
故选A。
【小问3详解】
[1]根据欧姆定律可得
变形可得
根据电阻定律可得,
联立可得
[2]由以上分析可知,由于电流表内阻已知,则待测电阻两端的电压和流过待测电阻的电流均不存在系统误差,所以电阻率的测量值和真实值无误差。
五、解答题(6+9+9,共24分)
17. 如图所示的电路中,电阻R1=15Ω,R2=30Ω.当开关S1、S2都闭合时,电流表的读数I1=0.4A;当开关S1闭合、S2断开时,电流表的读数I2=0.3A;.求电源的电动势E和内阻r.
【答案】6V;5Ω
【解析】
【分析】对开关S1、S2都闭合时和开关S1闭合、S2断开时的两种情况,分别根据闭合电路欧姆定律列方程,联立求解即可.
【详解】当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,外电路总电阻为:=10Ω
由闭合电路欧姆定律得:
代入得:E=0.4×(10+r)…①
当开关S1闭合、S2断开时,由闭合电路欧姆定律得:
代入得:E=0.3×(15+r)…②
解方程①②得:E=6V,r=5Ω
【点睛】根据两种情况分别列方程,由闭合电路欧姆定律求电源的电动势和内阻是常用的方法,类似于实验中伏阻法.
18. 如图所示,边长为的正方形区域内有竖直向下的匀强电场,电场强度大小为。现有质量为、电量为+q的粒子从A点沿方向以一定的动能进入电场,恰好从边的中点飞出,不计粒子重力。
(1)求粒子在点时,水平分速度与竖直分速度之比;
(2)求粒子进入电场时的动能;
(3)只改变电场强度的大小,使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出,求此时的电场强度大小。
【答案】(1)1 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在d点,速度偏转角的正切值为
在d点,位移偏转角的正切值为
则
粒子在点时,水平分速度与竖直分速度之比为1。
【小问2详解】
粒子在电场内做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,有
竖直方向做匀加速运动,有
初动能
解得
【小问3详解】
其他条件不变,增大电场强度,从CD边中点Q飞出与从BC边中点d飞出相比,水平位移x减半,竖直位移y加倍,根据类平抛运动知识有,
可知运动时间减为原来的,加速度为原来的8倍,再根据可知,电场强度变为原来的8倍,变为8E。
19. 如图所示,A、为半径的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道,在四分之一圆弧区域内存在着、竖直向上的匀强电场,有一质量、带电量正电荷的物体(可视为质点),从A点的正上方距离A点处由静止开始自由下落(不计空气阻力),段为长,段与物体动摩擦因数的粗糙绝缘水平面,段为倾角且离地面高的斜面。已知,,。
(1)物体能沿轨道到达最低点,求它到达点时轨道对物体的支持力大小。
(2)求物体从处射出后落点到的距离。(不讨论物体反弹以后的情况)
【答案】(1)8N;(2)
【解析】
【详解】(1)物体能沿轨道AB到达最低点B过程,由动能定理可得
在B点,由牛顿第二定律可得
代入数据可得
所以,轨道对物体的支持力为8N。
(2)物体从B到C过程由动能定理可得
解得
假设物体能落在DE水平面上,则有
联立解得
由于
所以假设成立,物体从处射出后落点到的距离为
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