内容正文:
河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)
2025-2026学年高二上期11月测试(一)
物理试题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 如图所示,小刘同学利用验电器做静电感应实验。她先用包装用的气泡膜和管摩擦,使管因为失去电子而带电。左手拿带电的管靠近(但不接触)验电器,发现验电器的金属箔片张开,然后用右指接触验电器上端的金属圆球,发现箔片闭合。以下对此实验的说法中正确的是( )
A. 发现验电器箔片张开,是因为此时箔片带负电,但验电器整体仍是电中性的
B. 右指接触验电器时电子从验电器流向手指
C. 如果松开右手,再撤去管,验电器的箔片又会张开,验电器整体带负电
D. 如果松开右手,再撤去管,验电器的箔片依然闭合
【答案】C
【解析】
【详解】A.管因为失去电子而带正电,当其靠近验电器时,那么验电器的金属球会带负电,则箔片带正电,故A错误;
B.因管带正,验电器的金属球感应出负电荷,相应的金属箔会出现剩余正电荷,手指接触验电器,使得验电器接地,中和金属箔上剩余的正电荷,使金属箔不带电,所以右指接触验电器时,是电子从手指流向验电器,故B错误;
C D.由于手指接触验电器时,电子从手指流向验电器,验电器整体带负电,此时松开右手,再撤去管,因验电器整体带负电,验电器箔片仍会张开,故C正确,D错误。
故选C。
2. 如图所示,A、两点在等量正电荷连线的中垂线上,且到中点距离相等,将一电荷量为的点电荷从A点移到无穷远处(电势为0),此过程中电场力做功为,下列说法正确的有( )
A. 在A点电势能为
B. A点电势为
C. 将从A点移到点,电势能先增大后减小
D. 将从A点沿直线移到点,所受电场力先变大后变小
【答案】B
【解析】
【详解】A.无穷远处电势为零,电势能为零,将点电荷Q从A点移到无穷远处,此过程中电场力做功为W,电势能减少了W,所以Q在A点电势能为W,A错误;
B.电势等于点电荷在该位置的电势能除以点电荷的电荷量,即
B正确;
C.电荷量为的点电荷从A点移动到O点,电场力做正功,电势能减小,而根据对称性,A、B两点电势相等,Q在A、B两点的电势能相等,所以将Q从A点移到B点,电势能先减小后增大,C错误;
D.根据图像,等量同种电荷连线上中点场强为零,将Q从A点沿直线移到B点,所受电场力先变小后变大,D错误。
故选B。
3. 如图所示的电路中,电压表和电流表均为理想电表,滑动变阻器的最大阻值为3R,滑片 P 位于滑动变阻器的中点,定值电阻的阻值为R,若在a、b端加上电压U时,电压表的示数为 电流表的示数为 ;若在 c、d 端加上电压U时,电压表的示数为 、电流表的示数为 ,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】若在a、b端加上电压U时,此时电压表的示数为
定值电阻的阻值为R与1.5R并联再与1.5R串联。并联电阻为
并联电阻的两端电压为
电流表此时与定值电阻的阻值串联,所以电流为
若在 c、d 端加上电压U时,此时电压表的示数为
定值电阻的阻值为R与1.5R并联。电流表此时与1.5R串联,所以电流为
综上所述有
故ABC错误,D正确。
故选D。
4. 如图所示电路,电源电动势为E,串联的固定电阻为R2,滑动变阻器的总电阻为R1,电阻大小关系为R1=R2=r,则在滑动触头从a端移动到b端的过程中,下列描述中正确的是( )
A. 电路中的总电流先减小后增大
B. 电路的路端电压先减小后增大
C. 电源的输出功率先增大后减小
D. 变阻器R1上消耗的功率先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.当滑动变阻器从a→b移动时,R1左右两个部分并联电路总电阻先增大后减小,根据闭合电路欧姆定律可知:电路中电流是先减小后增大,A正确;
B.路端电压U=E-Ir,因为总电流先减小后增大,所以路端电压先增大后减小,B错误;
C.当的时候电源的输出功率最大,可知当滑片在a端或者b端时,外电路总电阻,此时电源的输出功率最大,所以输出功率是先减小后增大的,C错误;
D.将看成电源的内阻,等效电源的内阻为2r,变阻器为外电路,显然外电阻小于内电阻,外电阻先增大后减小,等效电源的输出功率,即上消耗的功率先增大后减小,D错误。
故选A。
5. 如图所示,图甲为一个电灯两端电压与通过它电流的变化关系曲线。由图可知,两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。不计电流表内阻。如图乙所示,将两个这样的电灯并联后再与的定值电阻串联,接在电动势为、内阻不计的电路上,则下列选项中正确的是( )
A. 电阻消耗的功率约为
B. 电阻消耗的功率约为
C. 每个灯的实际功率约为
D. 每个灯的实际功率约为
【答案】B
【解析】
【详解】设此时电灯两端的电压为U,流过每个电灯的电流为I,由串并联电路的规律得
代入数据,可得
在图甲中画出此直线如图所示
可得到该直线与曲线的交点为(10V,0.50A),即流过电灯的电流为0.50A,电灯两端电压为10V,电阻消耗的功率约为
每个电灯的实际功率约为
故B正确;ACD错误。
故选B。
6. 用长为1.4m的轻质柔软绝缘细线,拴一质量为、电荷量为的小球,细线的上端固定于O点。现加一水平向右的匀强电场,平衡时细线与铅垂线成37°,如图所示。现向左拉小球使细线水平且拉直,静止释放,已知,,则( )
A. 该匀强电场的场强为
B. 平衡时细线的拉力为0.17N
C. 小球第一次通过O点正下方时,速度大小
D. 经过0.5s,小球的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.小球在平衡位置时,对小球受力分析,由平衡条件可得
解得
细线的拉力,故AB错误;
C.小球从水平位置到最低点的过程中,若无能量损失,由动能定理可得
代入数据解得
因小球从水平位置先沿直线运动,然后当细线被拉直后做圆周运动到达最低点,在细线被拉直的瞬间有能量的损失,可知到达最低点时的速度小于7m/s,故C错误;
D.小球向左被拉到细线水平且拉直的位置,释放后将沿着电场力和重力的合力方向做匀加速运动,其方向与竖直方向成37°角,加速度大小为
设小球运动到细线绷紧的时间为,则有
代入数据解得
经过0.5s绳子没有绷紧,则小球的速度大小为,故D正确。
故选D。
7. 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,电荷量为Q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,轴线上CO=DO=3R。一质量为m、电荷量为q的小球(用绝缘细线悬挂于悬点),受半球面产生的电场影响偏转θ角度静止于C点,(若球C与半球面AB彼此不影响对方的电量分布)则半球面AB在D点产生的场强大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设半球面AB在D点产生的场强大小为E1,在C点产生的场强大小为E2,根据平衡条件得
补齐右半球,D点的合场强为
解得
故选D。
8. 如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻,下列说法正确的是( )
A. 由甲图可知,该表头满偏电流
B. 甲图是改装成的双量程电压表,其中b量程为15V
C. 乙图是改装成的双量程电流表,,
D. 乙图是改装成的双量程电流表,,
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】AB.由题图甲可知
其中b的量程为
所以AB正确;
CD.改装为电流表时,通过电阻的电流为
分流电阻的阻值为
改装为电流表时,有
联立解得
,
所以C错误D正确;
故选ABD。
9. 如图甲所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关S,在滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生了变化,三个电压表示数分铜为、、,示数变化量分别为,电流表A示数为I,示数变化量为,三个电压表示数随电流的变化图像如图乙所示中的三条图线,下列说法正确的是( )
A. 图线a、b的交点在纵坐标U轴上
B. 图线c表示的示数的变化情况
C. 不变,不变,变小
D. 不变,不变,
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由电路图及闭合电路欧姆定律有,
图线表示的示数的变化,图线表示的示数的变化,图线、与纵坐标的交点为电源的电动势相同,故A正确;
D.图像的斜率不变,不变,则,故D正确;
B.为定值电阻,由欧姆定律有,图线表示的示数的变化,故B错误;
C.由于不变,变阻器的滑动触头P向上滑动,变阻器接入电阻减小,变小,外电阻减小,故C错误。
故选AD。
10. 如图所示,电路中电源电动势为E(内阻不计),是定值电阻,为可变电阻,D为二极管,M、N是水平正对放置的金属极板,在电路中视为电容器。闭合S后,不断有带正电荷的微粒沿两金属板的中轴线从左侧以相同的初速度射入,打在下极板的中点O。下列说法正确的是( )
A. 减小,粒子打O点左侧 B. 贴着M板下沿插入板状电介质,粒子打在O点
C. N极板稍微下移,粒子打在O点右侧 D. M极板稍微下移,粒子依然打在O点
【答案】BC
【解析】
【详解】A.设两板间的电压为U,两板间的距离为d,粒子的电荷量为q,微粒从P点以水平速度射入金属板间,沿曲线打在N板上的O点,则根据牛顿第二定律可得加速度为
方向垂直于板向下;由串并联电压关系可知,两端的电压为
减小,U将增大,两金属极板间的电压增大,粒子向下运动的加速度减小,由
可知粒子运动时间变长,沿平行板方向运动的位移
变大,故粒子打在O点右侧,故A错误;
B.贴着M板下沿插入板状电介质,电容器电容增大,电压不变,电量增大,场强不变,粒子仍打在O点,故B正确;
C.N极板稍微下移,电容减小,但二极管具有单向导电性阻止放电电流通过,平行板带电量不变,平行板间的电场强度为
结合
可得
电场强度不变,故加速度不变,粒子在竖直方向运动的位移增大,由
可知运动时间增大,沿平行板方向运动的位移
变大,粒子打在O点的右侧,故C正确;
D.M极板稍微下移,电容增大,电压不变,电荷量增大,场强增大,加速度减小,粒子打在O点的右侧,故D错误。
故选BC。
二、实验题(每空2分,共计16分)
11. 某同学对一阻值约为的金属丝的电阻率进行了测定,先利用刻度尺测量金属丝的长度,再用螺旋测微器测量金属丝直径,然后用伏安法测出金属丝的电阻,最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的长度和直径,测量结果如图甲、乙所示,该工件长度为_______,直径为______。
(2)实验室提供的器材有:
A.电压表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.滑动变阻器()
E.电源(输出电压恒为)、开关和导线若干
实验时电流表应选______填器材前的字母序号。
(3)为使通过待测金属丝的电流能从开始变化,实验电路应选用下图中的______。
A. B.
C. D.
(4)实验中测得金属丝电阻为,长度为,直径的平均值为,则该金属材料电阻率的表达式为 ______用、、等字母表示。
(5)若已知电压表的读数为,内阻为,电流表的读数为,内阻为,根据第(3)问中所选电路,写出真实值的计算表达式:______用本题中所给物理量表示。
【答案】(1) ①. 10.220 ②. 5.900##5.899##5.901
(2)B (3)A
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
[1]该工件长度为
[2]直径为
【小问2详解】
由于金属丝电阻为,电源输出电压为,则电路最大电流 ,则电流表选。
故选B。
【小问3详解】
因为,所以电流表采用外接法,金属丝的电流能从开始变化,则滑动变阻器采用分压式接法,故A选项符合题意。
故选A。
【小问4详解】
根据电阻定律,整理得。
【小问5详解】
由题意可知通过金属丝的真实电流为 ,故
12. 某实验兴趣小组准备利用表头Gx设计一个多挡位欧姆表,但不知道该表头的电阻。
(1)为了精确地测量表头的电阻,该小组首先采用了“电桥法”测量Gx的阻值。电路如图甲所示,由控制电路和测量电路两部分组成。实验用到的器材如下:
A.待测表头Gx:量程0~1mA,内阻约为200Ω
B.灵敏电流计G
C.定值电阻R0=270Ω
D.粗细均匀的电阻丝AB总长为L=50.00cm
E.滑动变阻器RA(最大阻值为20Ω)
F.滑动变阻器RB(最大阻值为2000Ω)
G.线夹、电源、开关以及导线若干
①电源电动势3V,实验过程中为了便于调节,滑动变阻器应选用_______(填写器材前对应的字母)。
②在闭合开关S前,可将滑片P2大致固定于电阻丝AB中部位置,滑片P1置于a端。然后闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P1使待测表头的示数适当后再不移动滑片。不断调节滑片P2所夹的位置,直到电流表G示数为零,测出此时AP2段电阻丝长度x=20cm,则测得rGx=___________Ω(结果保留三位有效数字)。
(2)接着,该小组将上述表头Gx改为含“×1”,“×10”,“×100”三个挡位的欧姆表,如图乙所示。已知电源电动势E=1.5V,内阻可忽略不计。R1<R2,且接线柱3未接任何电阻,R0为调节范围足够大的滑动变阻器。则当开关S接到接线柱2时,选择的倍率是___________挡(填“×1”,“×10”,“×100”)。此后,短接a、b两表笔欧姆调零,R0应调至R0=___________Ω。
(3)在题(2)的基础上,为了验证改装的欧姆表(×10)的测量精度,按规范操作在表笔间接标准电阻R=120Ω时,指针指示位置如丙图所示,造成这一误差的原因可能是_______________________(只需写出一种可能)。
【答案】(1) ①. E ②. 180
(2) ①. ②. 132
(3)电池使用时间较长致电动势偏小
【解析】
【小问1详解】
①[1]实验过程中为了便于调节,滑动变阻器应选用阻值较小的E即可。
②[2]根据电桥平衡原理,则当电流表G示数为零时满足
解得
【小问2详解】
[1]不同倍率的欧姆表是通过在表头上并联一个电阻实现的,并联的电阻越小,分流越大,中值电阻(为电路中最大电流)越小,倍率越小。又R1<R2,所以接1时的倍率为“×1”,接2时的倍率为“×10”,接3时无分流,则倍率最大为“×100”。
[2]则当开关S接到接线柱2时,倍率为“×10”,电路的最大电流为接3时10倍,设接3时的电流为干路中最大电流为I,设接2时的电流为干路中最大电流为10I,得
解得,此后,短接a、b两表笔欧姆调零,应调至
【小问3详解】
欧姆表刻度“左密右疏”,指针偏左说明测量电阻值偏大。根据,在不变时,I偏小,可能是E变小(电池老化),也可能是变大(电池内阻变大)等,使得同样的待测电阻对应的电流值变小,指针偏左。
三、解答题(共计38分)
13. 如图,电源电动势为10V,内阻为2Ω,电阻R1为0.5Ω,R2为5Ω。已知电动机额定电压U为5V,线圈电阻RM为0.5Ω。开关闭合后,电动机恰好正常工作。问:
(1)通过R1的电流是多少?
(2)电动机正常工作时产生的机械功率是多大?
(3)若R1、R2电阻可调,在确保电动机正常工作的前提下,当R1的阻值多大时,R1消耗的电功率最大?此时R2的阻值多大?
【答案】(1)2A (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电动机恰好正常工作,所以电动机两端的电压恰好等于额定电压U,电源内阻r和电阻R1的总电压为
则R1的电流为
解得
【小问2详解】
根据并联关系
通过R2的电流
流过电动机的电流为
电动机的输入功率为
电动机的热功率为
所以,电动机正常工作时产生机械功率为
【小问3详解】
在确保电动机正常工作的前提下,则电源内阻和电阻R1的总电压为5V不变,设此电压为E1,则R1的功率为
由数学关系可知,当时,R1的功率最大。此时电路中的总电流为
则此时通过R2的电流为
则此时R2的阻值为
14. 如图甲所示的电路中,只闭合开关S1,在滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,两电压表V1、V2的示数U1、U2随电流表A的示数I变化的关系如下图乙所示,其中电容器的电容C=12μF。电路中的电流表和电压表均为理想电表。
(1)求电源的电动势和内阻;
(2)求滑动变阻器R的最大阻值和电阻R2的阻值;
(3)现将滑动变阻器的滑片置于中间,单刀双掷开关S2拨到1端,稳定后再拨到2端。求S2从1端拨到2端至电路再次稳定的过程中流过电阻R3的电荷量。
【答案】(1);
(2);
(3)5.4×10-5C
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路的欧姆定律知,
由图像知,;,
将数据代入解得,
【小问2详解】
由闭合电路的欧姆定律知
由图像知,
代入解得
当时,,则有
当时,,则
联立以上两式解得
【小问3详解】
开关接到1端时,电路中总电阻
电容器两端电压
电容器的电荷量为Q1=CUC1
解得
开关接到2端时,则有
电容器的电荷量为Q2=CUC2
解得
因开关从1接到2时,电容器的极性发生改变,所以流过电阻的电荷量
可得
15. 如图甲所示,电子加速器的加速电压为(未知),偏转电场的板长为。大量电子由静止加速后,不断地从两板正中间沿水平方向射入偏转电场。两板不带电时,电子通过两板的时间为,当在两板间加如图乙所示的周期为、最大值为的变化电压时(时刻,上极板带正电),偏移量最大的电子恰从两极板右边缘射出。电子的电荷量为e,质量为m,不计电子重力和它们之间相互作用力,求:
(1)加速电场的电压;
(2)偏转电场的板间距离d;
(3)若电子进入偏转电场时的速度不变,但考虑在偏转电场中电子所受重力,且,求时射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设电子经过加速电场加速后获得的速度为,根据动能定理,可得
由于电子进入偏转电场后水平方向不受力的作用做匀速直线运动,则有
解得
【小问2详解】
由分析可知,电子在偏转电场中分段做类平抛运动和类斜抛运动,其中水平方向始终是匀速直线运动,速度为
竖直方向的运动为分段的匀变速直线运动,其图像如图所示
从图中可以看出,在(,,)时刻进入偏转电场的电子出偏转电场时偏移量最大。设电子刚进入偏转电场时的加速度为,根据牛顿第二定律有
偏移量最大的电子就是在0、、…时刻进入偏转电场的电子,恰好从两极板的右边缘射出,根据对称性可得
联立解得
【小问3详解】
若电子进入偏转电场时的速度不变,但考虑在偏转电场中电子所受重力,且;对于时射入偏转电场的电子,从内对电子由牛顿第二定律有
解得
这段时间竖直方向上的位移为
这段时间末竖直方向的速度为
从内对电子由牛顿第二定律有
解得
这段时间竖直方向上的位移为
这段时间末竖直方向的速度为
同理内电子竖直方向上的位移也为
则时射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离为
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河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)
2025-2026学年高二上期11月测试(一)
物理试题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 如图所示,小刘同学利用验电器做静电感应实验。她先用包装用的气泡膜和管摩擦,使管因为失去电子而带电。左手拿带电的管靠近(但不接触)验电器,发现验电器的金属箔片张开,然后用右指接触验电器上端的金属圆球,发现箔片闭合。以下对此实验的说法中正确的是( )
A. 发现验电器箔片张开,是因为此时箔片带负电,但验电器整体仍是电中性的
B. 右指接触验电器时电子从验电器流向手指
C. 如果松开右手,再撤去管,验电器的箔片又会张开,验电器整体带负电
D. 如果松开右手,再撤去管,验电器的箔片依然闭合
2. 如图所示,A、两点在等量正电荷连线的中垂线上,且到中点距离相等,将一电荷量为的点电荷从A点移到无穷远处(电势为0),此过程中电场力做功为,下列说法正确的有( )
A. 在A点电势能为
B. A点电势为
C. 将从A点移到点,电势能先增大后减小
D. 将从A点沿直线移到点,所受电场力先变大后变小
3. 如图所示的电路中,电压表和电流表均为理想电表,滑动变阻器的最大阻值为3R,滑片 P 位于滑动变阻器的中点,定值电阻的阻值为R,若在a、b端加上电压U时,电压表的示数为 电流表的示数为 ;若在 c、d 端加上电压U时,电压表的示数为 、电流表的示数为 ,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
4. 如图所示电路,电源电动势为E,串联的固定电阻为R2,滑动变阻器的总电阻为R1,电阻大小关系为R1=R2=r,则在滑动触头从a端移动到b端的过程中,下列描述中正确的是( )
A. 电路中的总电流先减小后增大
B. 电路的路端电压先减小后增大
C. 电源的输出功率先增大后减小
D. 变阻器R1上消耗的功率先减小后增大
5. 如图所示,图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知,两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。不计电流表内阻。如图乙所示,将两个这样的电灯并联后再与的定值电阻串联,接在电动势为、内阻不计的电路上,则下列选项中正确的是( )
A. 电阻消耗的功率约为
B. 电阻消耗的功率约为
C. 每个灯的实际功率约为
D. 每个灯的实际功率约为
6. 用长为1.4m的轻质柔软绝缘细线,拴一质量为、电荷量为的小球,细线的上端固定于O点。现加一水平向右的匀强电场,平衡时细线与铅垂线成37°,如图所示。现向左拉小球使细线水平且拉直,静止释放,已知,,则( )
A. 该匀强电场的场强为
B. 平衡时细线的拉力为0.17N
C. 小球第一次通过O点正下方时,速度大小为
D. 经过0.5s,小球的速度大小为
7. 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,电荷量为Q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,轴线上CO=DO=3R。一质量为m、电荷量为q的小球(用绝缘细线悬挂于悬点),受半球面产生的电场影响偏转θ角度静止于C点,(若球C与半球面AB彼此不影响对方的电量分布)则半球面AB在D点产生的场强大小为( )
A. B.
C D.
8. 如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻,下列说法正确的是( )
A. 由甲图可知,该表头满偏电流
B. 甲图是改装成的双量程电压表,其中b量程为15V
C. 乙图是改装成的双量程电流表,,
D. 乙图是改装成的双量程电流表,,
9. 如图甲所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关S,在滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生了变化,三个电压表示数分铜为、、,示数变化量分别为,电流表A示数为I,示数变化量为,三个电压表示数随电流的变化图像如图乙所示中的三条图线,下列说法正确的是( )
A. 图线a、b交点在纵坐标U轴上
B. 图线c表示的示数的变化情况
C. 不变,不变,变小
D. 不变,不变,
10. 如图所示,电路中电源电动势为E(内阻不计),是定值电阻,为可变电阻,D为二极管,M、N是水平正对放置的金属极板,在电路中视为电容器。闭合S后,不断有带正电荷的微粒沿两金属板的中轴线从左侧以相同的初速度射入,打在下极板的中点O。下列说法正确的是( )
A. 减小,粒子打在O点左侧 B. 贴着M板下沿插入板状电介质,粒子打在O点
C. N极板稍微下移,粒子打在O点右侧 D. M极板稍微下移,粒子依然打在O点
二、实验题(每空2分,共计16分)
11. 某同学对一阻值约为的金属丝的电阻率进行了测定,先利用刻度尺测量金属丝的长度,再用螺旋测微器测量金属丝直径,然后用伏安法测出金属丝的电阻,最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的长度和直径,测量结果如图甲、乙所示,该工件长度为_______,直径为______。
(2)实验室提供的器材有:
A.电压表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.滑动变阻器()
E.电源(输出电压恒为)、开关和导线若干
实验时电流表应选______填器材前的字母序号。
(3)为使通过待测金属丝的电流能从开始变化,实验电路应选用下图中的______。
A. B.
C. D.
(4)实验中测得金属丝电阻为,长度为,直径的平均值为,则该金属材料电阻率的表达式为 ______用、、等字母表示。
(5)若已知电压表的读数为,内阻为,电流表的读数为,内阻为,根据第(3)问中所选电路,写出真实值的计算表达式:______用本题中所给物理量表示。
12. 某实验兴趣小组准备利用表头Gx设计一个多挡位欧姆表,但不知道该表头的电阻。
(1)为了精确地测量表头的电阻,该小组首先采用了“电桥法”测量Gx的阻值。电路如图甲所示,由控制电路和测量电路两部分组成。实验用到的器材如下:
A.待测表头Gx:量程0~1mA,内阻约为200Ω
B.灵敏电流计G
C.定值电阻R0=270Ω
D.粗细均匀的电阻丝AB总长为L=50.00cm
E.滑动变阻器RA(最大阻值为20Ω)
F.滑动变阻器RB(最大阻值为2000Ω)
G.线夹、电源、开关以及导线若干
①电源电动势3V,实验过程中为了便于调节,滑动变阻器应选用_______(填写器材前对应的字母)。
②在闭合开关S前,可将滑片P2大致固定于电阻丝AB中部位置,滑片P1置于a端。然后闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P1使待测表头的示数适当后再不移动滑片。不断调节滑片P2所夹的位置,直到电流表G示数为零,测出此时AP2段电阻丝长度x=20cm,则测得rGx=___________Ω(结果保留三位有效数字)。
(2)接着,该小组将上述表头Gx改为含“×1”,“×10”,“×100”三个挡位的欧姆表,如图乙所示。已知电源电动势E=1.5V,内阻可忽略不计。R1<R2,且接线柱3未接任何电阻,R0为调节范围足够大的滑动变阻器。则当开关S接到接线柱2时,选择的倍率是___________挡(填“×1”,“×10”,“×100”)。此后,短接a、b两表笔欧姆调零,R0应调至R0=___________Ω。
(3)在题(2)的基础上,为了验证改装的欧姆表(×10)的测量精度,按规范操作在表笔间接标准电阻R=120Ω时,指针指示位置如丙图所示,造成这一误差的原因可能是_______________________(只需写出一种可能)。
三、解答题(共计38分)
13. 如图,电源电动势为10V,内阻为2Ω,电阻R1为0.5Ω,R2为5Ω。已知电动机额定电压U为5V,线圈电阻RM为0.5Ω。开关闭合后,电动机恰好正常工作。问:
(1)通过R1的电流是多少?
(2)电动机正常工作时产生的机械功率是多大?
(3)若R1、R2电阻可调,在确保电动机正常工作前提下,当R1的阻值多大时,R1消耗的电功率最大?此时R2的阻值多大?
14. 如图甲所示的电路中,只闭合开关S1,在滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,两电压表V1、V2的示数U1、U2随电流表A的示数I变化的关系如下图乙所示,其中电容器的电容C=12μF。电路中的电流表和电压表均为理想电表。
(1)求电源的电动势和内阻;
(2)求滑动变阻器R的最大阻值和电阻R2的阻值;
(3)现将滑动变阻器的滑片置于中间,单刀双掷开关S2拨到1端,稳定后再拨到2端。求S2从1端拨到2端至电路再次稳定的过程中流过电阻R3的电荷量。
15. 如图甲所示,电子加速器的加速电压为(未知),偏转电场的板长为。大量电子由静止加速后,不断地从两板正中间沿水平方向射入偏转电场。两板不带电时,电子通过两板的时间为,当在两板间加如图乙所示的周期为、最大值为的变化电压时(时刻,上极板带正电),偏移量最大的电子恰从两极板右边缘射出。电子的电荷量为e,质量为m,不计电子重力和它们之间相互作用力,求:
(1)加速电场的电压;
(2)偏转电场板间距离d;
(3)若电子进入偏转电场时速度不变,但考虑在偏转电场中电子所受重力,且,求时射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离。
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