内容正文:
2025—2026学年度第一学期期中练习
高二物理
第一部分 选择题
一、本题共10小题,在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的。(每题3分,共计30分)。
1. 由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,当所带电荷量分别q1和q2,其间距为r 时,它们之间静电力的大小为,式中k为静电力常量。在国际单位制中,k的单位是( )
A. N·m2/C2 B. C2/ (N·m2) C. N·m2/C D. N·C2/m2
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查国际单位制的转化。
【详解】ABCD.由库仑力公式可知:
则k的单位为N·m2/C2,故A正确BCD错误。
故选A。
2. 如图所示,将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路,闭合开关使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡变暗,灯丝电阻率变大
B. 小灯泡变暗,灯丝电阻率变小
C. 小灯泡变亮,灯丝电阻率变大
D. 小灯泡变亮,灯丝电阻率变小
【答案】A
【解析】
【详解】小灯泡灯丝是一种金属,金属的电阻率随温度的升高而变大,由电阻定律可知,电阻率变大,小灯泡的电阻变大,流过小灯泡的电流变小,故小灯泡变暗,灯丝电阻率变大。
故选A。
3. 在“用伏安法测电阻”的实验中,测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值,考虑到实际电表内阻对测量的影响,两种连接方式都存在系统误差。下列判断正确的是( )
A. 若采用甲图,误差是由电压表分流引起的
B. 若采用甲图,误差是由电流表分压引起的
C. 若采用乙图,电阻的测量值大于真实值
D. 若采用甲图,电阻的测量值小于真实值
【答案】B
【解析】
【详解】AB.若采用甲图,电压表测量的是待测电阻和电流表串联后两端的电压,误差是由电流表分压引起的,故A错误,B正确;
C.若采用乙图,电流表测量的是通过电压表和待测电阻的电流和,电流的测量值大于真实值,根据欧姆定律可知电阻的测量值小于真实值,故C错误;
D.若采用甲图,电压的测量值偏大,根据欧姆定律可知电阻的测量值大于真实值,故D错误。
故选B。
4. 已知某一表头G,内阻Rg=30Ω,满偏电流Ig=5mA,要将它改装为量程0~3A的电流表,所做的操作是( )
A. 串联一个570Ω的电阻
B. 并联一个570Ω的电阻
C. 串联一个0.05Ω的电阻
D. 并联一个0.05Ω的电阻
【答案】D
【解析】
【分析】把电流表改装成大量程电流表需要并联分流电阻,应用并联电路特点与欧姆定律可以求出并联电阻阻值.
【详解】把电流表改装成3A电流表需要并联分流电阻,并联电阻阻值.
【点睛】本题考查了电流表的改装,知道电流表改装原理、应用并联电路特点与欧姆定律即可正确解题.
5. 如图所示为一块长方体铜块,分别使电流沿如图两个方向通过该铜块,则电阻比值为( )
A. 1 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】若通以电流,则铜块的长度为a、横截面积为bc,由电阻定律知其电阻为
若通以电流时,则铜块的长度为c、横截面积为ab,由电阻定律知其电阻为
则
故选B。
6. 某小山坡的等高线如图,M表示山顶,是同一等高线上两点,分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则( )
A. 小球沿运动的加速度比沿的大
B. 小球分别运动到点时速度大小不同
C. 若把等高线看成某静电场的等势线,则A点电场强度比B点大
D. 若把等高线看成某静电场的等势线,则右侧电势比左侧降落得快
【答案】D
【解析】
【详解】A.等高线越密集,坡面越陡,根据牛顿第二定律可得(为坡面与水平面夹角),MB对应的等高线更密集,坡面更陡,小球沿着MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度大,A错误;
B.A、B在同一等高线,小球下落高度相同,根据机械能守恒,运动到A、B点时速度大小相同,B错误;
C.等势线越密集,电场强度越大,B处等势线更密集,A点电场强度比B点小,C错误;
D.等势线越密集,电势降落越快,右侧等势线更密集,右侧电势比左侧降落得快,D正确。
故选D。
7. 利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象,其中E为电源,R为定值电阻,C为电容器,A为电流表,V为电压表。下列说法正确的是( )
A. 充电过程中,电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B. 充电过程中,电压表的示数迅速增大后趋于稳定
C. 放电过程中,电流表的示数均匀减小至零
D. 放电过程中,电压表的示数均匀减小至零
【答案】B
【解析】
【详解】A.电容器充电过程中,随着电容器C两极板电荷量的积累,电路中的电流逐渐减小,电容器充电结束后,电流表示数为零,故A错误;
B.电容器充电过程中,随着电容器C两极板电荷量的积累,电压表测量电容器两端的电压,电容器两端的电压迅速增大,电容器充电结束后,最后趋于稳定,故B正确;
CD.电容器放电过程中,两极板间的电荷量越来越少,电压越来越小,电荷所受电场力越来小,则其移动的速度越来越小,故电流越来越小,所以电压表、电流表的示数都是不均匀减小至零,故CD错误。
故选B。
8. 如图是锂电池原理的示意图。锂离子电池以碳材料为负极,以含锂的化合物为正极。充电过程中,通过化学反应,正极处产生大量锂离子,通过隔膜移动到负极并储存在负极材料的微孔中;放电时,在负极的锂离子又会通过隔膜流回正极。则( )
A. 图示过程中,电池内部一定有非静电力对锂离子做正功
B. 图示过程中,电池内部一定有电能转化为化学能
C. 图示过程中,电池内部的电流一定从A端流向B端
D. 图示过程中,A端电势一定比B端高
【答案】C
【解析】
【详解】图示过程中,由锂离子定向移动方向,可知电池内部的电流一定从A端流向B端,由于图中电池的正负极没有标明,所以该过程可能为充电过程,也可能为放电过程,所以电池内部对锂离子做功情况和能量转化情况均不确定,A端和B端电势高低也无法判断,故ABD错误;C正确。
故选C。
9. 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。
10. 示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的点出现亮斑,如图所示。则此时( )
A. 电极X和Y应带正电 B. 电极X′和Y应带正电
C. 电极X′和Y′应带正电 D. 电极X和Y′应带正电
【答案】A
【解析】
【详解】电子枪发射出的电子带负电。电子在偏转电场中受到的电场力方向指向电势高的极板(带正电的极板)。根据亮斑的位置可以推断电子在电极Y和Y′之间应受到指向Y的电场力,在电极X和X′之间应受到指向X的电场力,因此电极X和Y应带正电。
故选A。
二、本题共4小题,在每个小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题意的。(每题3分,共计12分)。
11. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电
B. 实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小
C. 实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变小
D. 实验中,只增加极板带电荷量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,由于静电感应,在b板上将感应出异种电荷,A正确;
B.b板向上平移,正对面积S变小,由知,电容C变小,由知,Q不变,U变大,因此静电计指针的张角变大,B错误;
C.插入有机玻璃板,相对介电常数εr变大,由知,电容C变大,由知,Q不变,U变小,因此静电计指针的张角变小,C正确;
D.由,实验中,只增加极板带电荷量,静电计指针的张角变大,表示U变大,但带电荷量与电容器电容无关C不变,D错误。
故选AC。
12. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗,该疗法利用高速质子轰击肿瘤并杀死癌细胞。来自质子源的质子(初速度视为零),经加速电压为的加速器加速后,形成横截面积为的细柱形的质子流。已知该质子的质量为,电荷量为,这束质子流内单位体积的质子数为,不考虑质子重力和质子之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A. 该质子在加速过程中一定做匀加速直线运动
B. 质子轰击肿瘤的速度为
C. 质子流的等效电流为
D. 因为中子和质子的质量近似相等,故将本装置中的质子源换成中子源也能达到相同的治疗效果
【答案】BC
【解析】
【详解】A.加速电场不一定是匀强电场,所以该质子在加速过程中不一定做匀加速直线运动,故A错误;
B.根据动能定理可得
解得质子轰击肿瘤的速度为,故B正确;
C.质子流的等效电流为,故C正确;
D.由于中子不带电,所以将本装置中的质子源换成中子源不能达到相同的治疗效果,故D错误。
故选BC。
13. 一电子只在静电力作用下沿+x方向运动,其所在位置处的电势Φ随位置x变化的图线如图中抛物线所示,下列说法正确的是( )
A. x1与x3,处的电场方向相同
B. 从x1运动到x2,电场力对电子做正功
C. 电子在x1处的速率小于在x3处的速率
D. 电子从x2运动到x3,加速度逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电势变化可知,x1的电场方向沿x轴正方向,x3处的电场方向沿x轴负方向,A错误;
B.从x1运动到x2,电势降低,电子电势能增大,故电场力对电子做负功,B错误;
C.电子运动过程中仅电场力做功,故电子电势能与动能的总和不变,电子在x1处的电势能大于在x3处的电势能,故电子在x1处的速率小于在x3处的速率,C正确;
D.由图像的斜率变化可知,电子从x2运动到x3,加速度逐渐增大,D错误。
故选C。
14. 如图所示,某同学设计了一个加速度计:较重的滑块可以在光滑的框架中平移,滑块两侧用两劲度系数相同的轻弹簧与框架连接;为滑动变阻器,其滑动片与滑块固定连接;两个电池的电动势均恒为,内阻不计。按图连接电路后,电压表指针的零点位于表盘中央,此时两弹簧均为原长,滑动片恰好在变阻器的中间位置。已知滑动片与变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比,当端的电势高于端时电压表的指针向零点右侧偏转。将此加速度计固定在运动的物体上,物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的是( )
A. 当物体向右加速时,电压表的指针将向左偏
B. 电压表的示数不变,说明物体做匀速直线运动
C. 电压表的示数增大,说明物体的速度一定增大
D. 电压表表盘上各刻度对应加速度的值是均匀的
【答案】AD
【解析】
【详解】A.两个电池的电动势均恒为E,内阻不计,所以滑片在变阻器的中间位置时,,此时电压表指针指向表盘中央的零点,当物体向右加速时,具有向右的加速度,则滑片向左移动,此时滑片右侧部分电阻大于左侧部分电阻,则右侧部分电阻分压多,此时b端电势高于a端电势,由题意可知,此时电压表指针向左偏,故A正确;
D.由欧姆定律及电阻定律可知,a端与b端的电势差与滑片偏离中点的距离x成正比,又由牛顿第二定律可知,所以电压表示数与滑块的加速度成正比,因此电压表表盘上各刻度对应加速度的值是均匀的,故D正确。
B.由D选项分析结果可知,电压表示数与滑块的加速度成正比,电压表的示数不变时,说明物体的加速度恒定,若电压表指针指向0点时,加速度等于0,物体静止或做匀速运动,若电压表指针没有指向0点,加速度不等于0,物体做匀变速直线运动,故B错误;
C.由D选项分析结果可知,电压表示数与滑块的加速度成正比,电压表的示数增大,说明加速度增大,当加速度与速度同向时,物体速度增大;当加速度与速度反向时,物体减速,故C错误。
故选AD。
第二部分 非选择题
三、填空题(每空2分,共18分)
15. 某实验小组在“练习使用多用电表”实验中:
(1)用多用电表测量某一电学元件,多用电表的选择开关旋至如图所示。操作正确,表盘指针如图所示,则该电学元件阻值为 ___________Ω;
(2)如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡是___________(选填“×10”、“×100”或“×1k”)。
【答案】(1)3000
(2)×1k
【解析】
【小问1详解】
多用电表的选择开关旋至如图所示,为“×100”倍率,可知该元件的电阻约为30×100Ω=3000Ω
【小问2详解】
根据第一问的结果可知2.0×104Ω的电阻阻值较大,用多用电表的欧姆挡测电阻时,应尽可能使得指针停留在刻度的中央部分,故应选用“×1k”的倍率挡。
16. 已粗略测得金属电阻丝的阻值约为,为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值,进而测得其电阻率,实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下:
A.电源电压约为3V
B.电压表(,内阻约)
C.电压表(,内阻约)
D.电流表(,内阻约)
E.电流表(,内阻约)
F.滑动变阻器(,)
G.滑动变阻器(,)
H.开关S和导线若干
(1)为了调节方便,测量准确,并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器应选用______、连接电路时,电压表应选______,电流表应选______(均选填选项前的字母);
(2)如图,某同学使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为______mm;
(3)根据电阻的粗测值以及选取的器材,并且电压有较大的调节范围,能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用图______。
(4)关于本次实验中产生的误差,下列说法中正确的是(本实验所用测量仪器均已校准)______(选填选项前的字母);
A. 用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B. 用图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差
C. 由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值
(5)利用(3)中乙图,实验小组对测量电路进行了创新。如图甲所示,在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱C,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度,记录对应的电流。利用测量数据画出图像,已知其中图线上某点的坐标为,如图乙所示。根据图像信息,用电阻丝的直径、电压、、及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率______。
【答案】(1) ①. F ②. B ③. D
(2)0.549##0.550##0.551 (3)乙
(4)BC (5)
【解析】
【小问1详解】
[1]尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器使用分压接法,滑动变阻器使用总阻值较小的,所以选F;
[2]电源电动势为3V,电压表选B;
[3]电路中的最大电流,电流表选D;
【小问2详解】
螺旋测微器读数分两部分:固定刻度与活动刻度。观察图中固定刻度部分有0毫米线,和上方的半毫米线,这部分读数为 0.5mm,活动刻度部分的读数为0.05mm,再估计一位:0.050mm,两部分合起来,最终的读数为 0.5mm+0.050mm=0.550mm。
【小问3详解】
[1]电压有较大的调节范围,滑动变阻器用分压接法,被测电阻为小电阻,用电流表外接法,所以选乙图电路;
【小问4详解】
用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,A错误;
图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差,B正确;
实验采用电流表外接电路测电阻,测量值比真实值偏小,由可知,电阻率的测量值也偏小,C正确。
故选BC。
【小问5详解】
根据 , ,可得
由图像斜率可得,
联立可得
四、计算题(本大题共4题,共40分)
17. 在如图所示的匀强电场中,沿电场线方向有、两点,、两点间的距离。电荷量的试探电荷放在电场中的点,受到的静电力大小为。求:
(1)电场强度的大小;
(2)试探电荷从点运动到点的过程中静电力所做的功;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题可知,匀强电场的电场强度大小为
【小问2详解】
探电荷从点运动到点的过程中静电力所做的功
18. 如图所示,水平绝缘光滑轨道的端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道平滑连接,圆弧的半径,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度,现有一个质量的带电体(可视为质点)放在水平轨道上点处,两点距离,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的端时,速度恰好为零,已知带电体所带电荷量,取,求:
(1)带电体在水平轨道运动的加速度大小及运动到端时的速度的大小;
(2)带电体运动到圆弧形轨道的端时对圆弧轨道的压力大小;
(3)物体从到过程中摩擦力做的功。
【答案】(1)加速度大小为,运动到端时的速度的大小为
(2)带电体运动到圆弧形轨道的端时对圆弧轨道的压力大小
(3)物体从到过程中摩擦力做的功为
【解析】
【小问1详解】
在AB段运动时,带电体只受到电场力的作用,物体做匀变速直线运动。
根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动位移与速度公式
解得
【小问2详解】
带电体在B点进入圆弧形轨道,在B点竖直方向受重力mg与支持力N的作用。
根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律,带电体在B点对圆弧轨道的压力大小
【小问3详解】
从B点到C点运动过程中,根据动能定理有
解得
19. 如图所示为示波管的结构原理图,加热的阴极K发出的电子(初速度可忽略不计)经电势差为的AB两金属板间的加速电场加速后,一对水平放置的平行正对带电金属板的左端中心点沿中心轴线射入金属板间(垂直于荧光屏M),两金属板间偏转电场的电势差为,电子经偏转电场偏转后打在右侧竖直的荧光屏M上。整个装置处在真空中,加速电场与偏转电场均视为匀强电场,忽略电子之间的相互作用力,不考虑相对论效应。已知电子的质量为,电荷量为;加速电场的金属板AB间距离为;偏转电场的金属板长为,板间距离为,其右端到荧光屏M的水平距离为。电子所受重力可忽略不计,求:
(1)电子从加速电场射入偏转电场时的速度大小;
(2)电子打在荧光屏上的位置与点的竖直距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
电子在加速电场中运动,根据动能定理可得
解得电子从加速电场射入偏转电场时的速度大小
【小问2详解】
电子在加速电场中做平抛运动,运动轨迹如图所示
水平方向则有
竖直方向,则有
结合牛顿第二定律可得
联立解得
设电子飞出偏转电场时的偏角为,竖直分速度为
则
根据几何关系则有
联立解得
20. 经典理论认为,氢原子核外电子在库仑力作用下绕固定不动的原子核做匀速圆周运动。已知氢原子核的电荷量为,电子电荷量为,质量为,静电力常量为。电子绕核旋转的两个可能轨道、到氢原子核的距离分别为、,
(1)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出轨道处场强表达式;
(2)若电子在轨道上顺时针运动时,可等效为环形电流,求等效电流的大小和方向;
(3)已知电荷量为的点电荷形成的电场中,距点电荷距离为处的电势可以用表示。若电子分别在轨道、上做匀速圆周运动时,氢原子核与电子组成的系统具有的总能量分别为、,求。(结果用已知量表示)
【答案】(1);(2),逆时针方向;(3)
【解析】
【详解】(1)电子绕核在轨道旋转,则根据库仑定律可知
根据电场强度的定义式可知
解得
(2)电子在轨道上顺时针运动时,,由于电子带负电,电路中规定正电荷移动的方向为电流方向,则可等效为逆时针方向的环形电流,由库仑定律和牛顿第二定律可知
由电流定义可知
解得
(3)在轨道、上做匀速圆周运动时,由库仑定律和牛顿第二定律可知
电子动能为
电子势能为
氢原子核与电子组成的系统具有的总能量为
则
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2025—2026学年度第一学期期中练习
高二物理
第一部分 选择题
一、本题共10小题,在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的。(每题3分,共计30分)。
1. 由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,当所带电荷量分别q1和q2,其间距为r 时,它们之间静电力的大小为,式中k为静电力常量。在国际单位制中,k的单位是( )
A. N·m2/C2 B. C2/ (N·m2) C. N·m2/C D. N·C2/m2
2. 如图所示,将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路,闭合开关使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡变暗,灯丝电阻率变大
B. 小灯泡变暗,灯丝电阻率变小
C. 小灯泡变亮,灯丝电阻率变大
D. 小灯泡变亮,灯丝电阻率变小
3. 在“用伏安法测电阻”的实验中,测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值,考虑到实际电表内阻对测量的影响,两种连接方式都存在系统误差。下列判断正确的是( )
A. 若采用甲图,误差是由电压表分流引起的
B. 若采用甲图,误差是由电流表分压引起的
C. 若采用乙图,电阻的测量值大于真实值
D. 若采用甲图,电阻的测量值小于真实值
4. 已知某一表头G,内阻Rg=30Ω,满偏电流Ig=5mA,要将它改装为量程0~3A的电流表,所做的操作是( )
A. 串联一个570Ω的电阻
B. 并联一个570Ω的电阻
C. 串联一个0.05Ω的电阻
D. 并联一个0.05Ω的电阻
5. 如图所示为一块长方体铜块,分别使电流沿如图两个方向通过该铜块,则电阻比值为( )
A. 1 B. C. D.
6. 某小山坡的等高线如图,M表示山顶,是同一等高线上两点,分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则( )
A. 小球沿运动的加速度比沿的大
B. 小球分别运动到点时速度大小不同
C. 若把等高线看成某静电场的等势线,则A点电场强度比B点大
D. 若把等高线看成某静电场的等势线,则右侧电势比左侧降落得快
7. 利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象,其中E为电源,R为定值电阻,C为电容器,A为电流表,V为电压表。下列说法正确的是( )
A. 充电过程中,电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B. 充电过程中,电压表的示数迅速增大后趋于稳定
C. 放电过程中,电流表的示数均匀减小至零
D. 放电过程中,电压表的示数均匀减小至零
8. 如图是锂电池原理的示意图。锂离子电池以碳材料为负极,以含锂的化合物为正极。充电过程中,通过化学反应,正极处产生大量锂离子,通过隔膜移动到负极并储存在负极材料的微孔中;放电时,在负极的锂离子又会通过隔膜流回正极。则( )
A. 图示过程中,电池内部一定有非静电力对锂离子做正功
B. 图示过程中,电池内部一定有电能转化为化学能
C. 图示过程中,电池内部的电流一定从A端流向B端
D. 图示过程中,A端电势一定比B端高
9. 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
10. 示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的点出现亮斑,如图所示。则此时( )
A. 电极X和Y应带正电 B. 电极X′和Y应带正电
C. 电极X′和Y′应带正电 D. 电极X和Y′应带正电
二、本题共4小题,在每个小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题意的。(每题3分,共计12分)。
11. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电
B. 实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小
C. 实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变小
D. 实验中,只增加极板带电荷量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
12. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗,该疗法利用高速质子轰击肿瘤并杀死癌细胞。来自质子源的质子(初速度视为零),经加速电压为的加速器加速后,形成横截面积为的细柱形的质子流。已知该质子的质量为,电荷量为,这束质子流内单位体积的质子数为,不考虑质子重力和质子之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A. 该质子在加速过程中一定做匀加速直线运动
B. 质子轰击肿瘤的速度为
C. 质子流的等效电流为
D. 因为中子和质子的质量近似相等,故将本装置中的质子源换成中子源也能达到相同的治疗效果
13. 一电子只在静电力作用下沿+x方向运动,其所在位置处的电势Φ随位置x变化的图线如图中抛物线所示,下列说法正确的是( )
A. x1与x3,处的电场方向相同
B. 从x1运动到x2,电场力对电子做正功
C. 电子在x1处的速率小于在x3处的速率
D. 电子从x2运动到x3,加速度逐渐减小
14. 如图所示,某同学设计了一个加速度计:较重的滑块可以在光滑的框架中平移,滑块两侧用两劲度系数相同的轻弹簧与框架连接;为滑动变阻器,其滑动片与滑块固定连接;两个电池的电动势均恒为,内阻不计。按图连接电路后,电压表指针的零点位于表盘中央,此时两弹簧均为原长,滑动片恰好在变阻器的中间位置。已知滑动片与变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比,当端的电势高于端时电压表的指针向零点右侧偏转。将此加速度计固定在运动的物体上,物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的是( )
A. 当物体向右加速时,电压表的指针将向左偏
B. 电压表的示数不变,说明物体做匀速直线运动
C. 电压表的示数增大,说明物体的速度一定增大
D. 电压表表盘上各刻度对应加速度的值是均匀的
第二部分 非选择题
三、填空题(每空2分,共18分)
15. 某实验小组在“练习使用多用电表”实验中:
(1)用多用电表测量某一电学元件,多用电表的选择开关旋至如图所示。操作正确,表盘指针如图所示,则该电学元件阻值为 ___________Ω;
(2)如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡是___________(选填“×10”、“×100”或“×1k”)。
16. 已粗略测得金属电阻丝的阻值约为,为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值,进而测得其电阻率,实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下:
A.电源电压约为3V
B.电压表(,内阻约)
C.电压表(,内阻约)
D.电流表(,内阻约)
E.电流表(,内阻约)
F.滑动变阻器(,)
G.滑动变阻器(,)
H.开关S和导线若干
(1)为了调节方便,测量准确,并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器应选用______、连接电路时,电压表应选______,电流表应选______(均选填选项前的字母);
(2)如图,某同学使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为______mm;
(3)根据电阻的粗测值以及选取的器材,并且电压有较大的调节范围,能较准确地测出金属丝的阻值,实验电路应选用图______。
(4)关于本次实验中产生的误差,下列说法中正确的是(本实验所用测量仪器均已校准)______(选填选项前的字母);
A. 用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B. 用图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差
C. 由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值
(5)利用(3)中乙图,实验小组对测量电路进行了创新。如图甲所示,在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱C,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度,记录对应的电流。利用测量数据画出图像,已知其中图线上某点的坐标为,如图乙所示。根据图像信息,用电阻丝的直径、电压、、及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率______。
四、计算题(本大题共4题,共40分)
17. 在如图所示的匀强电场中,沿电场线方向有、两点,、两点间的距离。电荷量的试探电荷放在电场中的点,受到的静电力大小为。求:
(1)电场强度的大小;
(2)试探电荷从点运动到点的过程中静电力所做的功;
18. 如图所示,水平绝缘光滑轨道的端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道平滑连接,圆弧的半径,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度,现有一个质量的带电体(可视为质点)放在水平轨道上点处,两点距离,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的端时,速度恰好为零,已知带电体所带电荷量,取,求:
(1)带电体在水平轨道运动的加速度大小及运动到端时的速度的大小;
(2)带电体运动到圆弧形轨道的端时对圆弧轨道的压力大小;
(3)物体从到过程中摩擦力做的功。
19. 如图所示为示波管的结构原理图,加热的阴极K发出的电子(初速度可忽略不计)经电势差为的AB两金属板间的加速电场加速后,一对水平放置的平行正对带电金属板的左端中心点沿中心轴线射入金属板间(垂直于荧光屏M),两金属板间偏转电场的电势差为,电子经偏转电场偏转后打在右侧竖直的荧光屏M上。整个装置处在真空中,加速电场与偏转电场均视为匀强电场,忽略电子之间的相互作用力,不考虑相对论效应。已知电子的质量为,电荷量为;加速电场的金属板AB间距离为;偏转电场的金属板长为,板间距离为,其右端到荧光屏M的水平距离为。电子所受重力可忽略不计,求:
(1)电子从加速电场射入偏转电场时的速度大小;
(2)电子打在荧光屏上的位置与点的竖直距离。
20. 经典理论认为,氢原子核外电子在库仑力作用下绕固定不动的原子核做匀速圆周运动。已知氢原子核的电荷量为,电子电荷量为,质量为,静电力常量为。电子绕核旋转的两个可能轨道、到氢原子核的距离分别为、,
(1)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出轨道处场强表达式;
(2)若电子在轨道上顺时针运动时,可等效为环形电流,求等效电流的大小和方向;
(3)已知电荷量为的点电荷形成的电场中,距点电荷距离为处的电势可以用表示。若电子分别在轨道、上做匀速圆周运动时,氢原子核与电子组成的系统具有的总能量分别为、,求。(结果用已知量表示)
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