精品解析：北京市八一学校2025-2026学年高二上学期期中物理试卷

北京市八一学校2025-2026学年度第一学期期中试卷 高二年级物理 2025.11 物理教学班级___________姓名___________学号___________ 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。 第一部分（选择题共42分） 一、单项选择题（下列各小题均有四个选项，其中仅有一个符合题意，多选和错选均不得分。本部分共10题，每题3分，共30分。） 1. 比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，下列表达式中不属于比值定义的是（ ） A. B. C. D. 2. 用表示电容器的电容，表示电容器所带的电荷量，表示电容器两极板间的电势差。给一固定电容器充电，在下面四幅图中，能正确反映上述物理量之间关系的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，因线路故障（只有一处故障），接通K时，灯和均不亮，用电压表测得，，。由此可判断出断路处为（　　） A. 灯 B. 灯 C. 滑动变阻器 D. 开关K 4. 一个带电量为+Q的点电荷，放在长为 L的不带电的导体棒中心轴线上，距离棒的左端距离为r。如图所示，当棒达到静电平衡后，导体棒上感应电荷在棒的中心点O处产生的电场强度大小和方向为（　　） A. ，水平向右 B. ，水平向左 C. 0 D. 水平向左 5. 如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且。下列说法正确的是（　　） A. P点电场强度比Q点电场强度大 B. P点电势与Q点电势相等 C. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍 D. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变 6. 在图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r．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的示数变小 B. 电流表A1的示数变小 C. 电流表A2的示数变小 D. 电流表A的示数变大 7. 带电粒子碰撞实验中，t=0时粒子A静止，粒子B以一定的初速度向 A 运动。两粒子的v-t图像如图所示，仅考虑静电力的作用，且A、B未接触。则（　　） A. 粒子B在0~t₃时间内动能一直减小 B. 两粒子在t₁时刻的动能之和最大 C. 粒子A的质量大于粒子B的质量 D. 粒子A在 t₂时刻的加速度最大 8. 如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略．平行板电容器C的极板水平放置．闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动． 如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( ) A. 增大R1的阻值 B. 增大R２的阻值 C. 增大两板间的距离 D. 断开电键S 9. 如图所示是一个拥有和两个量程的电流表，当使用a，b两个端点时，对应其中一个量程：当使用a，c两个端点时，对应另外一个量程。已知表头的内阻为1000Ω，满偏电流为。则（　　） A. 当使用a、b两个端点时，对应量程为 B. 当使用a、c两个端点时，对应量程为 C. 的阻值为50Ω D. 的阻值为250Ω 10. 某同学用内阻、满偏电流的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表，电阻刻度值尚未标定，电路如图甲所示。该同学将两表笔短接，调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏，再将阻值为的电阻接在两表笔之间，此时毫安表指针位置如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该电源电动势为 B. 该电源电动势为 C. 刻度处标注 D. 刻度处标注 二、多项选择题（本部分共4题，每题3分，共12分。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）。 11. 一个负电荷仅在静电力作用下沿直线运动，其运动的v-t图像如图所示。、时刻粒子分别经过A、B两点，A、B两点的场强大小分别为、，电势分别为、，则可以准确判断出（　　） A. B. C. D. 12. 在物理学的发展历程中，科学家们采用了多种物理思想方法。例如，在图1中，书本的一幅插图展示了其中一种重要的物理思维方法，这一方法可以迁移运用。在图2中，一点电荷q仅在电场力的作用下，从原点O由静止出发，沿x轴运动至过程中，它的位移、速度、所受的电场力以及加速度、运动时间分别为x、v、F、a、t。根据图1所展示的物理思维方法，下列说法正确的是（　　） A. 图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于该电荷的位移 B. 图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于该电荷速度的增加量 C. 图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于该电荷电势能的减少量 D. 图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于该电荷的运动时间 13. 地磅工作原理图如图所示，地磅空载时变阻器滑片P位于A点，满载时滑片P位于B点，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. 电压表两端电压与被测汽车的质量成反比 B. 电池长时间使用后，称量值会偏小 C. 若称量值偏小，可在R0上并联一个电阻进行校正 D. 若将一个电阻与电压表串联，可增大地磅量程 第二部分（非选择题 共58分） 三、实验题（本部分共2题，共18分）。 14. 某学习小组做“测量金属丝的电阻率”的实验。 （1）使用螺旋测微器测量金属丝的直径d，某次测量时螺旋测微器的示数如图所示，其读数为________mm。 （2）图中（甲）和（乙）是测量金属丝电阻的两种电路，其主要区别是滑动变阻器的连接方式不同，一般称甲为“分压电路”，乙为“限流电路”。若需要待测电阻两端电压从零开始连续变化，应选用________（选填“甲”或“乙”）电路。 （3）测量金属丝的电阻时，某同学按“分压电路”连接实验器材，如图所示。其中________（选填“①”“②”或“③”）连线是错误的。 （4）该同学正确地完成了实验操作，在U-I坐标系中标出了测量数据的坐标点，并描绘出了U-I图线，如图所示。根据图线可知，该金属丝的电阻值________Ω（结果保留两位有效数字）。 （5）关于实验误差的分析，下列说法正确的是________。 A. 多次测量金属丝直径求平均值可以减小系统误差 B. 用U-I图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 C. 电流表外接时，电压表分流会导致电阻测量值偏小 D. 电流表外接时，电流表分压会导致电阻测量值偏大 15. 实验课中同学们要完成“测量一节干电池的电动势和内阻”的任务，被测电池的电动势约为，内阻约为。某小组计划利用图1的电路进行测量，已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用： 电流表：量程，内阻约 电流表：量程，内阻约 电压表：量程，内阻约 滑动变阻器，额定电流 （1）为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_______（填写仪器的字母代号）。 （2）图2是该组同学根据所获得的6组实验数据，在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变化的图线，请据此图线判断被测干电池的电动势_______V，内阻_______。（结果保留到小数点后两位） （3）利用图1中实验电路测电源的电动势和内电阻，所测量的实际是图3中虚线框所示“等效电源”的电动势和内电阻。若电压表内电阻用表示，而电源开路时两极的电压等于电源的电动势，因此可知_______，又电路中的短路电流等于电动势与电源内阻的比值，因此可知_______。 四、计算论述题。（本部分共4题，共40分。写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案，有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位，如有必要，请规范画出物体的受力示意图）。 16. 如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度大小，A、B两点之间的距离。 （1）求A、B两点之间的电势差； （2）将电荷量的试探电荷沿电场线由点移至点，求在此过程中静电力对试探电荷所做的功。 （3）场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中，仿照电势的定义，你认为应该怎样定义地球表面附近处的重力势（取地球表面为零势面，认为地球表面附近重力加速度不变）。 17. 直流电动机是一个把电能转化为机械能的装置。如图所示，电源的电动势E＝6V，内阻r＝0.5Ω，电动机M的线圈电阻为R＝0.5Ω，限流电阻，电键S闭合，电动机处于正常工作状态，理想电压表的示数为4.5V，求： （1）通过电动机的电流； （2）电动机输出的机械功率； （3）如果电动机突然卡住，则电动机的热功率是多少？（电动机未被烧坏） 18. 某同学设计了一台静电除尘装置，如图1所示，装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面极板使用绝缘材料，上、下面极板使用金属材料．图2是装置的截面图，上、下两极板与电压恒定的高压直流电源相连．质量为m、电荷量为、分布均匀的球形尘埃颗粒以水平速度进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两极板间电压U可以改变收集效率（即被收集的尘埃颗粒与总尘埃颗粒数的比值）。忽略一切摩擦、不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用力。 （1）求收集效率为时，两极板间电压的最小值； （2）请推导收集率与两极板间电压U的函数关系； （3）已知尘埃颗粒的电荷量与其半径的平方成正比、质量与半径的立方成正比、单位时间内进入矩形通道的尘埃颗粒个数恒定。两次进入矩形通道的尘埃颗粒的直径不同，当的尘埃颗粒完全被收集时，高压直流电源消耗的最小功率为；当的尘埃颗粒完全被收集时，高压直流电源消耗的最小功率为，求。 19. 能量在转化的过程中往往与做功密切相关，电容器充电过程中的功能关系同样如此。电容器不仅可以储存电荷，也是重要的储能器件。对电容为C的电容器（原来不带电）充电，如图1所示，已知电源的电动势为E。 （1）图2中画出了电容器两极间的电势差u随电荷量q的变化图像，在图中取一电荷量的微小变化量，请类比直线运动中由v－t图像求位移的方法，说明图中小阴影矩形的“面积”所表示的物理含义；并计算电容器电压为U时电容器储存的电能。 （2）请结合电动势的定义，求电容器充电过程中电源内部非静电力所做的功W；并与充电过程中电容器增加的电能相比较，说明两者“相等”或“不相等”的原因。 （3）电容器的电能是储存在电场中的，也称电场能。若定义单位体积内的电场能量为电场能量密度。某同学猜想应当与该处的场强的平方成正比，即。已知平行板电容器的电容，s为两极板的正对面积，d为极板间距，k为常数，两极板间为真空，板间电场可视为匀强电场。不计电容器电场的边缘效应。请以电容器内储存的电场能为例论证该同学的猜想是否正确。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市八一学校2025-2026学年度第一学期期中试卷 高二年级物理 2025.11 物理教学班级___________姓名___________学号___________ 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。 第一部分（选择题共42分） 一、单项选择题（下列各小题均有四个选项，其中仅有一个符合题意，多选和错选均不得分。本部分共10题，每题3分，共30分。） 1. 比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，下列表达式中不属于比值定义的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．电流强度与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，所以该式不属于用比值法定义，故A错误； B．电场强度与F、q无关，由电场本身性质决定，所以该式属于用比值法定义，故B正确； C．电容与Q、U无关，由电容器本身决定，所以该式属于用比值法定义，故C正确； D．电场中某位置的电势由场源和该位置到场源的距离，以及零电势点的选择决定，与试探电荷间没有决定关系，所以该式属于用比值法定义，故D正确。 本题选不属于的，故选A。 2. 用表示电容器的电容，表示电容器所带的电荷量，表示电容器两极板间的电势差。给一固定电容器充电，在下面四幅图中，能正确反映上述物理量之间关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由公式可知，电容器的电容与所带电荷量无关，故A正确，B错误； CD．由公式得 则Q与U成正比，故CD错误。 故选A。 3. 如图所示，因线路故障（只有一处故障），接通K时，灯和均不亮，用电压表测得，，。由此可判断出断路处为（　　） A. 灯 B. 灯 C. 滑动变阻器 D. 开关K 【答案】C 【解析】 【详解】由题意，Uab=0说明变阻器和灯L2两元件有断路的，Ubc=0说明变阻器和灯L1两元件有断路的，Ucd=4V说明灯L2和灯L1不可能断路否则该段没电压，所以根据分析可得断路处为变阻器。 故选C。 4. 一个带电量为+Q的点电荷，放在长为 L的不带电的导体棒中心轴线上，距离棒的左端距离为r。如图所示，当棒达到静电平衡后，导体棒上感应电荷在棒的中心点O处产生的电场强度大小和方向为（　　） A. ，水平向右 B. ，水平向左 C. 0 D. 水平向左 【答案】D 【解析】 【详解】因O点的合场强为零，即点电荷+Q在O点的场强与感应电荷在O点的场强等大反向，则导体棒上感应电荷在棒的中心点O处产生的电场强度大小 方向向左。 故选D。 5. 如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且。下列说法正确的是（　　） A. P点电场强度比Q点电场强度大 B. P点电势与Q点电势相等 C. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍 D. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由等量异种点电荷的电场线分布特点知，P、Q两点电场强度大小相等，A错误； B．由沿电场线方向电势越来越低知，P点电势高于Q点电势，B错误； CD．由电场叠加得P点电场强度 若仅两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则P点电场强度大小也变为原来的2倍，同理Q点电场强度大小也变为原来的2倍，而PQ间距不变，根据定性分析可知P、Q两点间电势差变大，C正确，D错误。 故选C。 6. 在图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r．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的示数变小 B. 电流表A1的示数变小 C. 电流表A2的示数变小 D. 电流表A的示数变大 【答案】C 【解析】 【详解】D. 滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动，电路总电阻变大，电路中总电流减小，D错误； A. 电源的内电压减小，则电路外电压变大，A错误； B. R1上电压变大，则电流变大，B错误； C. 由于总电流减小，A1电流增大，则A2电流减小，C正确 考点：考查闭合电路的动态变化分析 【点睛】本题应先明确各用电器间的串并联关系，可以先把电表看作理想电表，电流表短接，电压表断路看待，这可以使电路结构变得简单 7. 带电粒子碰撞实验中，t=0时粒子A静止，粒子B以一定的初速度向 A 运动。两粒子的v-t图像如图所示，仅考虑静电力的作用，且A、B未接触。则（　　） A. 粒子B在0~t₃时间内动能一直减小 B. 两粒子在t₁时刻的动能之和最大 C. 粒子A的质量大于粒子B的质量 D. 粒子A在 t₂时刻的加速度最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子B在0~t₃时间内速度先减小后反向增加，可知动能先减小后增加，选项A错误； B．两粒子在t₁时刻速度相等，此时两粒子最近，克服电场力做功最大，两粒子组成的系统动能损失最大，即动能之和最小，选项B错误； C．粒子组成的系统动量守恒，在0时刻和t2时刻，由动量守恒可知 因 可知 即粒子A的质量大于粒子B的质量，选项C正确； D．两粒子在t₁时刻速度相等，此时两粒子最近，电场力最大，则粒子A在 t1时刻的加速度最大，选项D错误。 故选C。 8. 如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略．平行板电容器C的极板水平放置．闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动． 如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( ) A. 增大R1的阻值 B. 增大R２的阻值 C. 增大两板间的距离 D. 断开电键S 【答案】B 【解析】 【详解】试题分析：以油滴为研究对象进行受力分析可知，油滴静止不动，所受电场力与重力平衡，即，现欲使油滴仍能处于平衡状态，则保证电场强度不发生变化即可，R1的电压不变即可，题中R2没有电流通过，故改变R2时对电路工作状态无影响，所以选项B正确、A错误；而增大两板间距离时，电场强度减小，油滴下落，所以选项C错误；断开电键S时，电容器与可变电阻构成闭合回路，电容器放电，油滴下落，所以选项D错误； 考点：闭合电路欧姆定律、平行板电容器 9. 如图所示是一个拥有和两个量程的电流表，当使用a，b两个端点时，对应其中一个量程：当使用a，c两个端点时，对应另外一个量程。已知表头的内阻为1000Ω，满偏电流为。则（　　） A. 当使用a、b两个端点时，对应量程为 B. 当使用a、c两个端点时，对应量程为 C. 的阻值为50Ω D. 的阻值为250Ω 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当表头达到满偏时，接ab两个端点时，允许流过的电流更大，可知当使用a、b两个端点时，对应量程为；当使用a、c两个端点时，对应量程为，AB错误； CD．当接ac两端点时，对应量程为，根据欧姆定律可知 C错误，D正确。 故选D。 10. 某同学用内阻、满偏电流的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表，电阻刻度值尚未标定，电路如图甲所示。该同学将两表笔短接，调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏，再将阻值为的电阻接在两表笔之间，此时毫安表指针位置如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该电源电动势为 B. 该电源电动势为 C. 刻度处标注 D. 刻度处标注 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由闭合电路欧姆定律得，满偏时 接入的电阻时，表头指在3mA，得 联立解得 ， AB错误； C．当电流刻度为时，接入电阻为 C正确； B．当电流刻度为时，接入电阻为 D错误。 故选C。 二、多项选择题（本部分共4题，每题3分，共12分。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）。 11. 一个负电荷仅在静电力作用下沿直线运动，其运动的v-t图像如图所示。、时刻粒子分别经过A、B两点，A、B两点的场强大小分别为、，电势分别为、，则可以准确判断出（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据图像的斜率表示加速度，所以从图像中可以看出，从A点到B点，带电粒子的加速度越来越小，由牛顿第二定律 所以电场强度越来越小，即 故A错误，B正确； CD．从图像中可以看出，从A点到B点，带电粒子的速度越来越大，由动能定理 电场力做正功，由 由于为负电荷，可得 故C错误，D正确。 故选BD。 12. 在物理学的发展历程中，科学家们采用了多种物理思想方法。例如，在图1中，书本的一幅插图展示了其中一种重要的物理思维方法，这一方法可以迁移运用。在图2中，一点电荷q仅在电场力的作用下，从原点O由静止出发，沿x轴运动至过程中，它的位移、速度、所受的电场力以及加速度、运动时间分别为x、v、F、a、t。根据图1所展示的物理思维方法，下列说法正确的是（　　） A. 图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于该电荷的位移 B. 图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于该电荷速度的增加量 C. 图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于该电荷电势能的减少量 D. 图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于该电荷的运动时间 【答案】CD 【解析】 【详解】图1展示了一种通过微元分割进行求和的思想方法，得出图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于位移；将这种思想方法应用于图2中的图像，图像，图像，图像。 A．根据 可知图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于电荷的速度变化量，故A错误； B．根据 可知图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于电荷的位移，故B错误； C．根据 可知图像曲线下方的面积，在数值上代表电场力做的功，等于电荷电势能的减少量，故C正确； D．根据 变形得 可知图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于电荷的运动时间，故D正确。 故选CD。 13. 地磅工作原理图如图所示，地磅空载时变阻器滑片P位于A点，满载时滑片P位于B点，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A. 电压表两端电压与被测汽车的质量成反比 B. 电池长时间使用后，称量值会偏小 C. 若称量值偏小，可在R0上并联一个电阻进行校正 D. 若将一个电阻与电压表串联，可增大地磅量程 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设滑动变阻器的总电阻为R，总长度为L，根据闭合电路欧姆定律得 设AP之间的电阻为Rx，根据欧姆定律得 设AP之间的距离为x 根据平衡条件得 解得 电压表两端电压与被测汽车的质量成正比，A错误； B．根据 电池长时间使用后，r变大，U变小，称量值会偏小，B正确； C．若称量值偏小，可在R0上并联一个电阻，使R+R0+r变小，U变大，进行校正，C正确； D．若将一个电阻与电压表串联，不能改变电压表的示数，不能增大地磅量程，D错误。 故选BC。 第二部分（非选择题 共58分） 三、实验题（本部分共2题，共18分）。 14. 某学习小组做“测量金属丝的电阻率”的实验。 （1）使用螺旋测微器测量金属丝的直径d，某次测量时螺旋测微器的示数如图所示，其读数为________mm。 （2）图中（甲）和（乙）是测量金属丝电阻的两种电路，其主要区别是滑动变阻器的连接方式不同，一般称甲为“分压电路”，乙为“限流电路”。若需要待测电阻两端电压从零开始连续变化，应选用________（选填“甲”或“乙”）电路。 （3）测量金属丝的电阻时，某同学按“分压电路”连接实验器材，如图所示。其中________（选填“①”“②”或“③”）连线是错误的。 （4）该同学正确地完成了实验操作，在U-I坐标系中标出了测量数据的坐标点，并描绘出了U-I图线，如图所示。根据图线可知，该金属丝的电阻值________Ω（结果保留两位有效数字）。 （5）关于实验误差的分析，下列说法正确的是________。 A. 多次测量金属丝直径求平均值可以减小系统误差 B. 用U-I图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 C. 电流表外接时，电压表分流会导致电阻测量值偏小 D. 电流表外接时，电流表分压会导致电阻测量值偏大 【答案】（1）##0.901mm##0.899mm （2）甲 （3）② （4） （5）BC 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微计的读数法则，有 【小问2详解】 实验需要待测电阻两端电压从零开始连续变化，故选用图甲“分压电路”。 【小问3详解】 “分压电路”的滑动变阻器应接下面两个接线柱，故图中②连线是错误的。 【小问4详解】 根据图像可知，该金属丝的电阻值为 【小问5详解】 A．用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小偶然误差，A错误； B．用图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差，B正确； CD．采用电流表外接，误差来源于电压表分流会导致电流的测量值较大，则电阻测量值偏小，C正确、D错误。 故选BC。 15. 实验课中同学们要完成“测量一节干电池的电动势和内阻”的任务，被测电池的电动势约为，内阻约为。某小组计划利用图1的电路进行测量，已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用： 电流表：量程，内阻约 电流表：量程，内阻约 电压表：量程，内阻约 滑动变阻器，额定电流 （1）为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_______（填写仪器的字母代号）。 （2）图2是该组同学根据所获得的6组实验数据，在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变化的图线，请据此图线判断被测干电池的电动势_______V，内阻_______。（结果保留到小数点后两位） （3）利用图1中实验电路测电源的电动势和内电阻，所测量的实际是图3中虚线框所示“等效电源”的电动势和内电阻。若电压表内电阻用表示，而电源开路时两极的电压等于电源的电动势，因此可知_______，又电路中的短路电流等于电动势与电源内阻的比值，因此可知_______。 【答案】 ①. A1 ②. 1.48 ③. 0.83 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1] 电源电动势约为1.5V，流过电路的最大电流约为零点几安培，电流表应选择A1。 （2）[2][3]根据 可知电源电动势 E=1.48V 电源内阻 （3）[4][5]根据 所以 所以 四、计算论述题。（本部分共4题，共40分。写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案，有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位，如有必要，请规范画出物体的受力示意图）。 16. 如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度大小，A、B两点之间的距离。 （1）求A、B两点之间的电势差； （2）将电荷量的试探电荷沿电场线由点移至点，求在此过程中静电力对试探电荷所做的功。 （3）场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中，仿照电势的定义，你认为应该怎样定义地球表面附近处的重力势（取地球表面为零势面，认为地球表面附近重力加速度不变）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 A、B两点间的电势差 【小问2详解】 静电力所做的功 【小问3详解】 仿照电势的定义，在重力场中可以把物体的重力势能与它的质量的比值定义为重力势。如果物体在地面上的重力势能为零，则离地面高为h处的重力势能是 则重力势的表达式为 17. 直流电动机是一个把电能转化为机械能的装置。如图所示，电源的电动势E＝6V，内阻r＝0.5Ω，电动机M的线圈电阻为R＝0.5Ω，限流电阻，电键S闭合，电动机处于正常工作状态，理想电压表的示数为4.5V，求： （1）通过电动机的电流； （2）电动机输出的机械功率； （3）如果电动机突然卡住，则电动机的热功率是多少？（电动机未被烧坏） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律可知，通过电动机的电流为 【小问2详解】 电动机的输入功率为 电动机的热功率为 则电动机的输出功率为 【小问3详解】 电动机卡住后，相当于纯电阻元件，由闭合电路欧姆定律可得 则电动机的热功率为 18. 某同学设计了一台静电除尘装置，如图1所示，装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面极板使用绝缘材料，上、下面极板使用金属材料．图2是装置的截面图，上、下两极板与电压恒定的高压直流电源相连．质量为m、电荷量为、分布均匀的球形尘埃颗粒以水平速度进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两极板间电压U可以改变收集效率（即被收集的尘埃颗粒与总尘埃颗粒数的比值）。忽略一切摩擦、不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用力。 （1）求收集效率为时，两极板间电压的最小值； （2）请推导收集率与两极板间电压U的函数关系； （3）已知尘埃颗粒的电荷量与其半径的平方成正比、质量与半径的立方成正比、单位时间内进入矩形通道的尘埃颗粒个数恒定。两次进入矩形通道的尘埃颗粒的直径不同，当的尘埃颗粒完全被收集时，高压直流电源消耗的最小功率为；当的尘埃颗粒完全被收集时，高压直流电源消耗的最小功率为，求。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）收集效率为100％时，两板长为L，间距为。因此，在水平方向有 在竖直方向有 其中 联立以上各式可得 解得两极板间电压的最小值 （2）收集效率为时，即离下板的尘埃恰好到达下板的右端边缘，设高压电源的电压为，在水平方向有： 在竖直方向有 其中 联立解得 （3）当尘埃颗粒完全被收集时，两极板间电压的最小值为 设单位时间内进入矩形通道的尘埃颗粒个数为，则高压直流电源消耗的最小功率 则 根据题意 且两次进入矩形通道的尘埃颗粒的半径之比为 联立解得 19. 能量在转化的过程中往往与做功密切相关，电容器充电过程中的功能关系同样如此。电容器不仅可以储存电荷，也是重要的储能器件。对电容为C的电容器（原来不带电）充电，如图1所示，已知电源的电动势为E。 （1）图2中画出了电容器两极间的电势差u随电荷量q的变化图像，在图中取一电荷量的微小变化量，请类比直线运动中由v－t图像求位移的方法，说明图中小阴影矩形的“面积”所表示的物理含义；并计算电容器电压为U时电容器储存的电能。 （2）请结合电动势的定义，求电容器充电过程中电源内部非静电力所做的功W；并与充电过程中电容器增加的电能相比较，说明两者“相等”或“不相等”的原因。 （3）电容器的电能是储存在电场中的，也称电场能。若定义单位体积内的电场能量为电场能量密度。某同学猜想应当与该处的场强的平方成正比，即。已知平行板电容器的电容，s为两极板的正对面积，d为极板间距，k为常数，两极板间为真空，板间电场可视为匀强电场。不计电容器电场的边缘效应。请以电容器内储存的电场能为例论证该同学的猜想是否正确。 【答案】（1）小阴影矩形的“面积”表示电容器所储存的电能，；（2），W与不相等 （3）设平行板电容器的电荷量为，两极板间的电压为，板间电场的场强为，则有 ，，， 联立得，所以该同学的猜想正确。 【解析】 【详解】（1）图中小阴影矩形的“面积”为 表示电源把的电荷从电容器的一个极板搬运到另一个极板的过程中克服电场力所做的功，也表示有的电源能量转化成了电能储存在电容器中。电容器电压为时，对应的图线和横轴所围成的面积表示电容器所储存的电能，即 （2）充电完成后，电压为，电容器上电荷量为 电源非静电力所做的功为 电容器增加的电能 可知 W与不相等。 （3）略。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $