精品解析：北京市第八十中学2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题（选考）

北京市第八十中学2025—2026学年第一学期期中考试 高二物理（选考） 班级___________姓名___________考号___________ （考试时间90分钟 满分100分） 提示：试卷答案请一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。 在答题卡上，选择题用2B铅笔作答，其他试题用黑色签字笔作答。 一、单选题（本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 在下列物理量中，属于矢量的是（　　） A. 电势差 B. 电场强度 C. 电势能 D. 电动势 2. 电子束焊接是利用加速和会聚的高速电子流轰击工件接缝处，使金属熔合的一种焊接方法。电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极，A为阳极，电子束从阴极逸出后经电场加速到达阳极，不考虑电子重力及电子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 电子束焊接原理是将电子流的动能转化为内能 B. K点电势高于A点电势 C. 电子由K运动到A，电势能增加 D. 电子由K运动到A，加速度不变 3. 一带电量为q的电荷绕带电量为Q的正电荷做椭圆运动，轨迹如图所示。已知|q||Q|，M、N为椭圆轨迹上的两点。关于M、N两点的电场强度大小的判断正确的是（　　） A. M点的电场强度比N点的大 B. M点的电场强度比N点的小 C. M点的电场强度与N点的电场强度一样大 D. 无法比较M点和N点的电场强度大小 4. 某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点，得到了如图所示的a、b、c、d四个点，其中电阻值最大的是 A. a点对应的电阻 B. b点对应的电阻 C. c点对应的电阻 D. d点对应的电阻 5. 如图所示，A、B为两个等量异号点电荷连线上的两点（其中B为连线中点），C为连线中垂线上的一点。今将一带负电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，下列说法中正确的是（　　） A. A点的电场强度比B点的电场强度小 B. B点的电势比C点的电势低 C. 从A点移到B点的过程中，电场力对电荷做正功 D. 从B点移到C点的过程中，电荷的电势能保持不变 6. 让氕核（）和氘核（）以相同的动能沿与电场垂直的方向进入匀强偏转电场。已知两种粒子均能离开偏转电场，不计粒子的重力，则（　　） A. 两种粒子进入电场时的速度相同 B. 两种粒子在电场中运动的加速度相同 C. 两种粒子离开电场时的动能相同 D. 两种粒子离开电场时的速度方向不同 7. 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关S，电灯L正常发光。两块电表均为理想电表。在滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数变小 B. 电源的总功率变大 C. 灯泡L的亮度变大 D. 电压表的示数变大 8. 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5Ω 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9V 9. 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 10. 图甲表示某金属丝的电阻随摄氏温度变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（　　） A. 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系 B. 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系 C. 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系 D. 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系 11. 原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率在半径为的圆周轨道上绕核转动，周期为。已知电子的电荷量为、质量为，静电力常量为，则其等效电流的表达式不正确的是（ ） A. B. C. D. 12. 如图所示，正电荷均匀分布在半径为的金属球面上．以金属球心为原点建立坐标轴．关于该带电小球产生的电场随的变化关系，下图中正确的是（ ） A. B. C. D. 13. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为、电荷量为的小球，系在一根长为的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕点做圆周运动。为圆周的水平直径，为竖直直径。已知重力加速度为，电场强度。下列说法正确的是（ ） A. 若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则小球在点动能最大 C. 若将小球在点由静止开始释放，它将沿直线运动到点 D. 若将小球在点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能沿半圆到达点 14. 金属导电是一个典型的导电模型，值得深入研究。一金属直导线电阻率为ρ，若其两端加电压，自由电子将在静电力作用下定向加速，但电子加速运动很短时间就会与晶格碰撞而发生散射，紧接着又定向加速，这个周而复始的过程可简化为电子以速度v沿导线方向匀速运动。我们将导线中电流与导线横截面积的比值定义为电流密度，其大小用j表示，可以“精细”描述导线中各点电流的强弱。设该导线内电场强度为E，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，电子在导线中定向运动时受到的平均阻力为f。则下列表达式正确的是（　　） A. B. C. D. 二、实验题（共2小题，共21分） 15. 某同学通过实验测量阻值约为、粗细均匀的金属丝的电阻率。 （1）该同学采用如图所示的电路测量金属丝的电阻。现有电源（电动势为3.0V，内阻不计），电压表（量程0~3V，内阻约），开关和导线若干，以及下列器材： A.电流表（量程0~3A，内阻约） B.电流表（量程0~0.6A，内阻约） C.滑动变阻器（，3A） D.滑动变阻器（，0.5A） 为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用_________，滑动变阻器应选用_________。（选填实验器材前的字母） （2）电压表应连接_________点（选填“”或“”）。闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应处在________（选填“左端”或“右端”）。 （3）实验中需要用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图所示，则这次测量的读数__________mm。 （4）将测得金属丝的直径记为，长度记为，电阻记为，则该金属丝电阻率测量值的表达式______________（填写符号表达式）。仅考虑电表内阻引起的误差，电阻率的测量值________真实值（选填“大于”或“小于”）。 16. 某兴趣小组选用如下器材测定一个电容器的电容，采用的电路如图甲所示，其中电流传感器可以方便地测出电流随时间变化的曲线。 选用器材：待测电容C（额定电压为16V）:电流传感器和计算机；直流电源（电压9V）：定值电阻R0=100、单刀双掷开关：导线若干。 实验过程如下： ①按照图甲正确连接电路； ②将开关S与1端连接，电源向电容器充电； ③将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的I-t图线如图乙中的实线a所示； ④利用计算机软件测出I-t曲线和两坐标轴所围的面积。 根据以上信息请回答下列问题： （1）测出I-t曲线和坐标轴所围的面积为42.3mA·s则电容器的电容C=________F； （2）若将定值电阻换为R1=180Ω，重复上述实验步骤，则电流随时间变化的I-t图线应该是图丙中的曲线_____（选填“b”或“c”）。 （3）某同学想对电容器均匀充电，即电容器的电荷量随时间均匀增加，他查阅资料发现，可以通过理想的“恒流源”来实现这一过程。若使用“恒流源”对电容器充电，则以下有关电容器各物理量变化的图线正确的是（　　） A. B. C. D. 三、计算题（共4小题，共37分） 17. 如图，在电场强度为的匀强电场中有、、三个点，为，为，其中沿电场方向，和电场方向的夹角为。将电荷量为的正电荷从点移到点，再从点移到点，静电力做了多少功？若将该电荷沿直线由点移到点，静电力做的功又是多少？ 18. 如图，电池组的电动势，内电阻，电阻，，小电动机M的内电阻。当小电动机M稳定转动时，电流表A的读数为0.5A，求： （1）电路中的总电流； （2）电源的输出功率； （3）电动机消耗的电功率。 19. 如图，两相同极板A与B的长度为，相距为，极板间的电压为。一个电子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时的速度为。把两板间的电场看作匀强电场，已知电子电荷量为e，质量为m。求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离和速度偏转的角度。 20. 高中物理学习中，图像法是分析物理规律、解决实际问题的重要工具，是利用数学思想方法解决物理问题的应用和体现。 （1）电势可以随时间变化，也可以随空间发生变化。自然界中某量的变化可以记为，发生这个变化所用的时间间隔可以记为；变化量与的比值就定义为这个量对时间的变化率。若空间中存在一静电场，轴与某条电场线重合。 ①请你类比上述变化率的概念写出电势对空间位置的变化率的定义式； ②该静电场的电势随的分布可能是上图所示甲、乙两种情况中的一种。请你根据电势随空间的变化情况分析比较两种情况的电场在区域内的相同点和不同点。 （2）太阳能电池的核心部分是P型和N型半导体的交界区域——PN结，如图甲所示，取P型和N型半导体的交界为坐标原点，PN结左、右端到原点的距离分别为、。无光照时，PN结内会形成一定的电压，对应的电场称为内建电场，方向由N区指向P区；有光照时，原来被正电荷约束的电子获得光能变为自由电子，就产生了电子—空穴对，空穴带正电且电荷量等于元电荷；不计自由电子的初速度，在内建电场作用下，电子被驱向N区，空穴被驱向P区，于是N区带负电，P区带正电，图甲所示的元件就构成了直流电源。某太阳能电池在有光持续照射时，若外电路断开，其PN结的内建电场的电场强度的大小分布如图乙所示，已知xP、和。若该电池短路时单位时间内通过外电路某一横截面的电子数为，求此太阳能电池的电动势和内阻。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第八十中学2025—2026学年第一学期期中考试 高二物理（选考） 班级___________姓名___________考号___________ （考试时间90分钟 满分100分） 提示：试卷答案请一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。 在答题卡上，选择题用2B铅笔作答，其他试题用黑色签字笔作答。 一、单选题（本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 在下列物理量中，属于矢量的是（　　） A. 电势差 B. 电场强度 C. 电势能 D. 电动势 【答案】B 【解析】 【详解】电势差、电势能和电动势等物理量只有大小，没有方向都是标量；电场强度既有大小，也有方向，是矢量。 故选B。 2. 电子束焊接是利用加速和会聚的高速电子流轰击工件接缝处，使金属熔合的一种焊接方法。电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极，A为阳极，电子束从阴极逸出后经电场加速到达阳极，不考虑电子重力及电子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 电子束焊接原理是将电子流的动能转化为内能 B. K点电势高于A点电势 C. 电子由K运动到A，电势能增加 D. 电子由K运动到A，加速度不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．电子束焊接原理是将电子流的动能转化为内能，A正确； B．沿着电场线方向电势降低，所以K点电势低于A点电势，B错误； C．电子由K运动到A，电场力做正功，电势能减小，C错误； D．靠近阳极A的地方电场线密集，电场强度大，电子从K运动到A，加速度逐渐增大，D错误。 故选A。 3. 一带电量为q的电荷绕带电量为Q的正电荷做椭圆运动，轨迹如图所示。已知|q||Q|，M、N为椭圆轨迹上的两点。关于M、N两点的电场强度大小的判断正确的是（　　） A. M点的电场强度比N点的大 B. M点的电场强度比N点的小 C. M点的电场强度与N点的电场强度一样大 D. 无法比较M点和N点的电场强度大小 【答案】A 【解析】 【详解】根据点电荷的场强公式可知，离场源电荷越近处电场强度越大，所以M点电场强度较大。 故选A。 4. 某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点，得到了如图所示的a、b、c、d四个点，其中电阻值最大的是 A. a点对应的电阻 B. b点对应的电阻 C. c点对应的电阻 D. d点对应的电阻 【答案】A 【解析】 【详解】根据R=U/I可知，某点与原点连线的斜率越大，则电阻越大，由图像可知a点与原点连线的斜率最大，电阻最大； A．a点对应的电阻，与结论相符，选项A正确； B．b点对应的电阻，与结论不相符，选项B错误； C．c点对应的电阻，与结论不相符，选项C错误； D．d点对应的电阻，与结论不相符，选项D错误； 故选A. 5. 如图所示，A、B为两个等量异号点电荷连线上的两点（其中B为连线中点），C为连线中垂线上的一点。今将一带负电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，下列说法中正确的是（　　） A. A点的电场强度比B点的电场强度小 B. B点的电势比C点的电势低 C. 从A点移到B点的过程中，电场力对电荷做正功 D. 从B点移到C点的过程中，电荷的电势能保持不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．因A点电场线较B点密集，可知A点的电场强度比B点的电场强度大，选项A错误； B．等量异种电荷连线的中垂线是等势面，则B点的电势与C点的电势相等，选项B错误； C．试探电荷带负电，则从A点移到B点的过程中，电场力对电荷做负功，选项C错误； D．B点的电势与C点的电势相等，则从B点移到C点的过程中，电荷的电势能保持不变，选项D正确。 故选D。 6. 让氕核（）和氘核（）以相同的动能沿与电场垂直的方向进入匀强偏转电场。已知两种粒子均能离开偏转电场，不计粒子的重力，则（　　） A. 两种粒子进入电场时的速度相同 B. 两种粒子在电场中运动的加速度相同 C. 两种粒子离开电场时的动能相同 D. 两种粒子离开电场时的速度方向不同 【答案】C 【解析】 【详解】A．两种粒子的质量不同，进入电场时的动能相同，所以速度不同，故A错误； B．设电场强度为E、电荷质量为m、电荷量为q，两种粒子在电场中运动的加速度 电场强度相同，电荷量相同，质量不同，所以加速度不同，故B错误； CD．设偏转电场的宽度为L，粒子的初动能为Ek，粒子离开电场时沿电场方向的速度为 粒子离开电场时的速度方向与初速度夹角的正切为 种粒子离开电场时的速度方向相同，两种粒子离开电场时的动能 两种粒子离开电场时的动能相同，故C正确，D错误。 故选C。 7. 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关S，电灯L正常发光。两块电表均为理想电表。在滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数变小 B. 电源的总功率变大 C. 灯泡L的亮度变大 D. 电压表的示数变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．滑片P向右移动，滑动变阻器的阻值减小，则电路中的总电阻减小，所以干路电流变大，即电流表的示数变大，故A错误； B．电源的总功率为 电源电动势E不变，干路电流I变大，则电源的总功率变大，故B正确； C．根据闭合电路欧姆定律有 电源电动势E和内阻r不变，干路电流I变大，则路端电压U变小，则灯泡的电压变小，所以灯泡L的亮度变暗，故C错误； D．灯泡L的亮度变暗，即灯泡L的电流变小，干路电流I变大，则电阻的电流变大，所以电阻的电压也变大，而路端电压U变小，则滑动变阻器的电压变小，所以电压表的示数变小，故D错误。 故选B。 8. 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5Ω 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9V 【答案】C 【解析】 【详解】A．当cd端短路时，ab之间的结构是R2、R3并联后和R1串联，等效电阻为 A错误； B．当ab端短路时，cd之间的结构是R1、R3并联后和R2串联，等效电阻为 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R3两端电压，为 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R3两端电压，为 D错误。 故选C。 9. 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。 10. 图甲表示某金属丝的电阻随摄氏温度变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（　　） A. 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系 B. 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系 C. 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系 D. 应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系 【答案】B 【解析】 【详解】由甲图可知，点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大，故应标在电流较大的刻度上；而点对应的电阻阻值较大，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小，故应标在电流较小的刻度上；由图甲得 其中为图线的纵截距，由闭合电路欧姆定律得 联立解得 可知t与I是非线性关系，故B正确，ACD错误。 故选B。 11. 原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子以速率在半径为的圆周轨道上绕核转动，周期为。已知电子的电荷量为、质量为，静电力常量为，则其等效电流的表达式不正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．等效电流定义式为，故A正确； B．由周期 代入 得，故B正确； CD．根据库仑力提供向心力： 解得 周期 等效电流，故C错误D正确； 本题要求选择不正确的表达式，故选C。 12. 如图所示，正电荷均匀分布在半径为的金属球面上．以金属球心为原点建立坐标轴．关于该带电小球产生的电场随的变化关系，下图中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】金属球是一个等势体，等势体内部的场强处处为0；根据点电荷电场强度公式，在球体外，球体产生的场强与电荷产生的场强的表达式即 故D正确，ABC错误。 故选D。 13. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为、电荷量为的小球，系在一根长为的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕点做圆周运动。为圆周的水平直径，为竖直直径。已知重力加速度为，电场强度。下列说法正确的是（ ） A. 若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则小球在点动能最大 C. 若将小球在点由静止开始释放，它将沿直线运动到点 D. 若将小球在点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能沿半圆到达点 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球受到的重力和电场力的合力F，即 可将F视为等效重力，当F恰好提供小球做圆周运动的向心力时，它运动有最小速度，则有 解得，故A错误； B．当小球在等效重力最低点时动能最大，由于重力与电场力等大，可知等效重力方向与竖直方向夹角为，故等效重力最低点在BC的中点，故B错误； C．由于AC连线与竖直方向夹角为，可知等效重力方向与AC共线且从A指向C，故若将小球在A点由静止开始释放，它将沿直线运动到C点，故C正确； D．若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，由对称性可知小球再次回到AB水平面所用时间为 该段时间内小球水平位移 其中 联立解得，故小球刚好运动到B点，可绘制出运动图示如下 但它不是沿半圆ADB到达B点，故D错误。 故选C。 14. 金属导电是一个典型的导电模型，值得深入研究。一金属直导线电阻率为ρ，若其两端加电压，自由电子将在静电力作用下定向加速，但电子加速运动很短时间就会与晶格碰撞而发生散射，紧接着又定向加速，这个周而复始的过程可简化为电子以速度v沿导线方向匀速运动。我们将导线中电流与导线横截面积的比值定义为电流密度，其大小用j表示，可以“精细”描述导线中各点电流的强弱。设该导线内电场强度为E，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，电子在导线中定向运动时受到的平均阻力为f。则下列表达式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电流的微观表达式为，所以电流密度为 AB错误； C．根据电场强度与电压的关系有 C正确； D．电子匀速运动，有 D错误。 故选C。 二、实验题（共2小题，共21分） 15. 某同学通过实验测量阻值约为、粗细均匀的金属丝的电阻率。 （1）该同学采用如图所示的电路测量金属丝的电阻。现有电源（电动势为3.0V，内阻不计），电压表（量程0~3V，内阻约），开关和导线若干，以及下列器材： A.电流表（量程0~3A，内阻约） B.电流表（量程0~0.6A，内阻约） C.滑动变阻器（，3A） D.滑动变阻器（，0.5A） 为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用_________，滑动变阻器应选用_________。（选填实验器材前的字母） （2）电压表应连接_________点（选填“”或“”）。闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应处在________（选填“左端”或“右端”）。 （3）实验中需要用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图所示，则这次测量的读数__________mm。 （4）将测得金属丝的直径记为，长度记为，电阻记为，则该金属丝电阻率测量值的表达式______________（填写符号表达式）。仅考虑电表内阻引起的误差，电阻率的测量值________真实值（选填“大于”或“小于”）。 【答案】（1） ①. B ②. C （2） ①. M ②. 左端 （3）1.650 （4） ①. ②. 小于 【解析】 【小问1详解】 [1]由题知，待测金属丝的电阻约为，则流过待测电阻的最大电流约为 故电流表选B； [2]由电路图可知滑动变阻器采用分压式接法，且由于待测金属丝的电阻较小，为了方便调节，应选最大值较小的滑动变阻器，故滑动变阻器选C。 【小问2详解】 [1]由于待测金属丝的电阻约为远小于电压表的内阻，为了减小误差，电流表应采用外接法，故电压表应连接； [2]闭合开关S前，为了保护电路，应使待测金属丝两端的电压为0，故滑动变阻器的滑片应处在左端； 【小问3详解】 由图可读出该金属丝的直径为 【小问4详解】 [1]根据电阻定律，其中 联立解得 [2]根据欧姆定律有，可得 因该电路采用电流表外接法，电压表有分流作用，导致电流表的测量值大于流经金属丝的真实电流，可知测量值将小于真实值。 16. 某兴趣小组选用如下器材测定一个电容器的电容，采用的电路如图甲所示，其中电流传感器可以方便地测出电流随时间变化的曲线。 选用器材：待测电容C（额定电压为16V）:电流传感器和计算机；直流电源（电压9V）：定值电阻R0=100、单刀双掷开关：导线若干。 实验过程如下： ①按照图甲正确连接电路； ②将开关S与1端连接，电源向电容器充电； ③将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的I-t图线如图乙中的实线a所示； ④利用计算机软件测出I-t曲线和两坐标轴所围的面积。 根据以上信息请回答下列问题： （1）测出I-t曲线和坐标轴所围的面积为42.3mA·s则电容器的电容C=________F； （2）若将定值电阻换为R1=180Ω，重复上述实验步骤，则电流随时间变化的I-t图线应该是图丙中的曲线_____（选填“b”或“c”）。 （3）某同学想对电容器均匀充电，即电容器的电荷量随时间均匀增加，他查阅资料发现，可以通过理想的“恒流源”来实现这一过程。若使用“恒流源”对电容器充电，则以下有关电容器各物理量变化的图线正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1） （2）c （3）ABD 【解析】 【小问1详解】 由题可知，电容器的电荷量 由i－t图像得到开始时电流为 电容器两端的电压 则电容器的电容 【小问2详解】 换用阻值为180Ω的定值电阻，根据可知，则第2次实验的最大电流小些。 故选c。 【小问3详解】 A．由于电源为恒流电源，电流的大小始终不变，故A正确； B．根据电流的定义 可得 由于电流恒定，则，故B正确； C．由电容的定义式 可得 由于电容器的电容C和电流I不变，可知，故C错误； D．根据上述分析可知， 则可知，故D正确。 故选ABD。 三、计算题（共4小题，共37分） 17. 如图，在电场强度为的匀强电场中有、、三个点，为，为，其中沿电场方向，和电场方向的夹角为。将电荷量为的正电荷从点移到点，再从点移到点，静电力做了多少功？若将该电荷沿直线由点移到点，静电力做的功又是多少？ 【答案】； 【解析】 【详解】静电力做功 电场力做功与路径无关，则将该电荷沿直线由点移到点，静电力做的功仍为. 18. 如图，电池组的电动势，内电阻，电阻，，小电动机M的内电阻。当小电动机M稳定转动时，电流表A的读数为0.5A，求： （1）电路中的总电流； （2）电源的输出功率； （3）电动机消耗的电功率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电阻两端的电压为 根据闭合电路欧姆定律，有 故电路中的总电流为： 【小问2详解】 路端电压为 电源的输出功率 【小问3详解】 电动机中的电流为 电动机的电功率为 19. 如图，两相同极板A与B的长度为，相距为，极板间的电压为。一个电子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时的速度为。把两板间的电场看作匀强电场，已知电子电荷量为e，质量为m。求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离和速度偏转的角度。 【答案】， 【解析】 【详解】电子在电场中做类平抛运动，沿方向做匀速直线运动，则有 沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有 又， 联立解得 电子出电场时沿电场力方向的速度为 故速度偏转角度的正切值为 可得 20. 高中物理学习中，图像法是分析物理规律、解决实际问题的重要工具，是利用数学思想方法解决物理问题的应用和体现。 （1）电势可以随时间变化，也可以随空间发生变化。自然界中某量的变化可以记为，发生这个变化所用的时间间隔可以记为；变化量与的比值就定义为这个量对时间的变化率。若空间中存在一静电场，轴与某条电场线重合。 ①请你类比上述变化率的概念写出电势对空间位置的变化率的定义式； ②该静电场的电势随的分布可能是上图所示甲、乙两种情况中的一种。请你根据电势随空间的变化情况分析比较两种情况的电场在区域内的相同点和不同点。 （2）太阳能电池的核心部分是P型和N型半导体的交界区域——PN结，如图甲所示，取P型和N型半导体的交界为坐标原点，PN结左、右端到原点的距离分别为、。无光照时，PN结内会形成一定的电压，对应的电场称为内建电场，方向由N区指向P区；有光照时，原来被正电荷约束的电子获得光能变为自由电子，就产生了电子—空穴对，空穴带正电且电荷量等于元电荷；不计自由电子的初速度，在内建电场作用下，电子被驱向N区，空穴被驱向P区，于是N区带负电，P区带正电，图甲所示的元件就构成了直流电源。某太阳能电池在有光持续照射时，若外电路断开，其PN结的内建电场的电场强度的大小分布如图乙所示，已知xP、和。若该电池短路时单位时间内通过外电路某一横截面的电子数为，求此太阳能电池的电动势和内阻。 【答案】（1）① ②相同点：两个电场的电场强度方向相同，均沿着x轴正方向；不同点：甲图的电场是匀强电场，大小不变，乙图电场的大小沿着x轴正方向减小。 （2）， 【解析】 【小问1详解】 ①根据题意得 ②图像的斜率表示电场强度的大小和方向：甲图的斜率不变，表明电场强度大小不变，是匀强电场，电场强度的方向沿着电势降低的方向，即电场强度的方向沿着x轴正方向；乙图的斜率减小，表明电场强度的大小沿着x轴正方向逐渐减小，电场强度的方向也沿着x轴正方向。综上所述，相同点：两个电场的电场强度方向相同，均沿着x轴正方向；不同点：甲图的电场是匀强电场，大小不变，乙图电场的大小沿着x轴正方向减小。 【小问2详解】 根据电动势的定义可得 W即为内部电场力所做的功，内建电场力F 随位移的变化图象如图所示，W为该图线与坐标轴所围的面积 则有 联立可得 电源短路时所有通过N区的电子经外电路回到P区，电流为 该太阳能电池的内阻为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $