精品解析:北京市第五十五中学2025-2026学年高二上学期期中考试物理试卷
2025-12-09
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内容正文:
北京市第五十五中学2025-2026学年度第一学期期中调研试卷
高二物理等级考
本试卷共8页,共100分,调研时长90分钟
第一部分(选择题共42分)
一、单选题(本部分共14题,每题3分,共42分)
1. 真空中有两个点电荷,它们之间的静电力为F,如果保持它们所带的电量不变,将它们之间的距离增大为原来的2倍,它们之间的作用力的大小等于( )
A. 2F B. 4F C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据库仑定律,当距离增大为原来的2倍时,距离变为
代入公式得,故作用力变为原来的,故选D。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 把电荷定向移动的方向规定为电流的方向
B. 元电荷就是质子或电子
C. 某手机的说明书标明电池容量为,其中为电荷量单位
D. 处于静电平衡状态的导体,其表面没有电荷
【答案】C
【解析】
【详解】A.电流方向规定为正电荷定向移动的方向,故A错误;
B.元电荷是电荷量的最小单位,数值等于质子或电子的电荷量,但元电荷本身不是粒子,故B错误;
C.电荷量公式为,是电流(mA)与时间(h)的乘积,属于电荷量单位,故C正确;
D.静电平衡时,导体内部无净电荷,但电荷分布在导体表面,故D错误。
故选C。
3. 比值定义法是定义物理概念常用的方法,下列哪个表达式属于比值定义式( )
A. 电场强度 B. 电动势
C. 电阻 D. 电流
【答案】B
【解析】
【详解】A.电场强度表示电场强度和电势差之间的关系,不属于比值定义法,A错误;
B.电动势中E是由电源本身的性质决定的,与非静电力做功无关,属于比值定义法,B正确;
C.电阻中,电阻率、长度以及导体横截面积对电阻有影响,是电阻的决定式,不属于比值定义法,C错误;
D.电流为欧姆定律的表达式,电流与电压成正比,与电阻成反比,不属于比值定义法,D错误。
故选B。
4. 如图所示,甲、乙都是由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组成的电表,下列说法正确的是( )
A. 甲表是电流表,R减小时量程减小
B. 乙表是电流表,R增大时量程增大
C. 甲表是电压表,R减小时量程减小
D. 乙表是电压表,R增大时量程增大
【答案】D
【解析】
【详解】根据电表改装原理可知,甲是电流表,R减小时分流变大,则电流表量程增大;乙表是电压表,R增大时分压变大,则电压表量程增大。
故选D。
5. 一个带电油滴在匀强电场中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下,若不计空气阻力,则此带电油滴从运动到的过程中,下列说法正确的是( )
A. 油滴可能带正电 B. 油滴电势能增加 C. 油滴机械能增加 D. 油滴动能减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.油滴受合力方向指向曲线凹侧,由轨迹图可知静电力大于重力且方向向上,所以油滴带负电,故A错误;
B.从到的运动过程中电场力与速度夹角为锐角,可知电场力做正功,电势能减小,故B错误;
C.电场力做正功,根据功能关系可知,油滴机械能增加,故C正确;
D.根据功能关系可知,在从到的运动过程中电场力大于重力,可知合力向上,与速度夹角为锐角,可知合力做正功,根据动能定理可知油滴动能增加,故D错误。
故选C。
6. 如图所示是真空中两个带等量异种电荷的点电荷、周围的电场分布情况。图中点为两点电荷连线的中点,为两点电荷连线的中垂线,,下列说法中正确的是( )
A. 同一电荷在、、三点受到的电场力相同
B. 同一电荷在、、三点的电势能相同
C. 负电荷在点受到的电场力向左
D. 把一自由电荷从点由静止释放,将沿做匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.、、三点电场强度方向相同,但大小不同,根据电场线疏密或点电荷叠加可知点场强最大,根据可知同一电荷在、、三点受到的电场力不同,故A错误;
B.等量异种点电荷连线的中垂线为一等势面,故、、点的电势相等,根据可知同一电荷在、、三点的电势能相同,故B正确;
C.点场强方向向左,可知负电荷在点受到的电场力向右,故C错误;
D.把另一自由电荷从点由静止释放,由于受到水平方向的电场力作用,不会沿做往复运动,故D错误。
故选B。
7. 示波器是一种电子仪器,可以用它观察电信号随时间变化的情况示波器的核心部件示波管,由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,其原理图如图甲所示图乙是从右向左看到的荧光屏的平面图在偏转电极XX'、YY'上都不加电压时,电子束将打在荧光屏的中心点;若亮点很快移动,由于视觉暂留关系,能在荧光屏上看到一条亮线若在XX'上加如图丙所示的扫描电压,在YY'上加如图丁所示的信号电压,则在示波管荧光屏上看到的图形不是下图中的
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】因偏转电极接入的是锯齿形电压,即扫描电压,且周期与偏转电压上加的是待显示的信号电压相同,所以在荧光屏上得到的信号是在一个周期内的稳定图像,则显示的图像与所载入的图像形状是一样的,如A所示,根据题意可知应选BCD.
8. 如图所示的U-I图像中,直线a为一个电源的路端电压与电流的关系,直线b是电阻R的电压与电流的关系。下列判断正确的是( )
A. 该电源的电动势为3V
B. 该电源的内阻为2Ω
C. 该电阻R为2Ω
D. 若该电阻与电源连接成闭合电路,电源的输出功率为12W
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由闭合电路欧姆定律可得
a图线与纵轴交点表示电动势,图线斜率绝对值表示内阻,可得
A错误,B正确;
C.由电阻R的电压与电流的关系可得
C错误;
D.若该电阻与电源连接成闭合电路,a、b图像的交点即为电路的电流及电源输出电压,则电源的输出功率为
D错误。
故选B。
9. 某电吹风简化电路如图所示,其主要部件为电动机M和电热丝,部分技术参数如下表,电吹风在220 V电压下工作。下列说法正确的是( )
额定电压
220V
额定功率
热风时:990W
冷风时:110W
A. 开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风
B. 吹热风时通过电热丝的电流为4 A
C. 吹热风时电热丝的功率为990 W
D. 该电吹风中电动机的内电阻为440Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A.由电路图可知,开关S1、S2都闭合时电动机M和电热丝同时接入电路,电吹风吹热风,故A错误;
BC.开关S1、S2都闭合时电动机M和电热丝同时接入电路,电吹风吹热风,此时电热丝的功率为
电流为
故B正确,C错误;
D.只有开关S2闭合时,仅电动机接入电路,若电动机为纯电阻,其电阻为
由于电动机正常工作时为非纯电阻,则电阻不为440Ω,故D错误。
故选B。
10. 如图所示,一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图所示。若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则( )
A. 电子一直沿Ox负方向运动 B. 电场力先做正功再做负功
C. 电子运动的加速度不变 D. 电子的电势能逐渐增大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.从图象可知,沿x正方向电势逐渐升高,所以电场线的方向沿x轴负方向,而电子受到的电场力的方向与电场线方向相反,沿x轴正方向,所以电子将沿x轴正方向运动,故A错误;
BD.在O点由静止释放一电子,电子受到x正方向的电场力,电子将沿正方向运动,电场力将做正功,所以电子电势能将减小,故BD错误;
C.由
可知图象的斜率等于电场强度,则沿Ox轴电场强度保持不变,电子所受的电场力不变,加速度不变,故C正确。
故选C。
11. 如图甲所示,计算机键盘为电容式传感器,每个键下面由相互平行间距为d的活动金属片和固定金属片组成,两金属片间有空气间隙,两金属片组成一个平行板电容器,如图乙所示。其内部电路如图丙所示,则下列说法正确的是( )
A. 按键的过程中,电容器的电容减小 B. 按键的过程中,电容器的电量减小
C. 按键的过程中,图丙中电流方向从a流向b D. 按键的过程中,电容器两极板间的电场强度增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据平行板电容器的电容计算公式
得知,按键过程中,板间距离d减小,电容C增大,故A错误;
B.电容C变大,由于U不变,根据
Q=CU
可知Q增大,故B错误;
C.因C增大,U不变,根据
Q=CU
知Q增大,电容器充电,电流方向从b流向a,故C错误;
D.按键过程中,板间距离d减小,由于U不变,根据可知,电容器两极板间的电场强度增大,故D正确。
故选D。
12. 如图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其它连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则下面选项中正确的是( )
A. 导线断路 B. 滑动变阻器断路 C. 导线断路 D. 滑动变阻器短路
【答案】C
【解析】
【详解】在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数,说明在电路中有断路的地方。在其它连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数,则说明导线cd断路,故C正确,ABD错误。
故选C。
13. 交警通常使用酒精浓度测试仪查酒驾行为。某型号的酒精浓度测试仪工作原理的电路图如图1所示,电源的电动势为E,内阻为r,R0为保护电阻,酒精传感器电阻R随酒精气体浓度c的变化规律如图2所示。用电阻R做测量探头,把电压表的刻度改成相应的酒精气体浓度刻度,就得到了一个简易酒精浓度测试仪。下列说法正确的是( )
A. c1应标在电压较大的刻度上,改装后的表盘刻度是不均匀的
B. c1应标在电压较大的刻度上,改装后的表盘刻度是均匀的
C. c2应标在电压较大的刻度上,改装后的表盘刻度是不均匀的
D. c2应标在电压较大的刻度上,改装后的表盘刻度是均匀的
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,随着酒精气体浓度增大,R的阻值减小,外电路总电阻减小,回路中电流增大,内电压增大,路端电压减小,R0两端电压增大,则R两端电压减小,即电压表读数减小,所以c1应标在电压较大的刻度上,c2应标在电压较小的刻度上,由于
即U与R不是线性关系,但R与c为线性关系,所以U与c不成线性关系,即刻度不均匀。
故选A。
14. 光敏电阻是一种阻值对光照极其敏感的电路元件。在光照条件下光敏电阻的电子能够脱离束缚,离开原有位置成为自由电子,而缺失电子的位置便称为空穴。如图所示,自由电子与空穴总是成对出现,称为电子—空穴对,空穴可视为正电荷,空穴周围的束缚电子受到空穴吸引会填补该空穴。光敏电阻具有延时性,表现为光照突然消失时,其阻值会缓慢恢复为无光照时的阻值。根据上述材料,下列说法正确的是( )
A. 光敏电阻受到的光照越强,其电阻阻值越大
B. 光敏电阻内部的空穴也能够参与导电
C. 光照消失后,电子—空穴对迅速消失
D. 光敏电阻适合用于需要快速响应的电路场合
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于在光照条件下光敏电阻的电子能够脱离束缚,离开原有位置成为自由电子,则光敏电阻受到的光照越强,自由电子越多,导电性能越强,其电阻阻值越小,A错误;
B.由于光敏电阻的电子脱离束缚,离开原有位置成为自由电子时,缺失电子的位置便称为空穴,空穴可视为正电荷,可知空穴相对于自由电子的运动方向与电子的运动方向相反,因此光敏电阻内部的空穴也能够参与导电,B正确;
C.由于光敏电阻具有延时性,表现为光照突然消失时,其阻值会缓慢恢复为无光照时的阻值,即光照消失后,电子—空穴对并不会迅速消失,C错误;
D.光敏电阻具有延时性,因此光敏电阻不适合用于需要快速响应的电路场合,D错误。
故选B。
第二部分(本部分共6题 共 58 分)
二、实验题(共18分)
15.
(1)在“练习使用多用电表”的实验中,使用欧姆表时,选择“”倍率的挡位时(如图所示),读数为_____。另一次测量中发现指针偏转角度过大,此时应将选择开关倍率拨至_____的挡位(填“更高”或“更低”)。每次更换倍率不同的挡位后,应在读数前重新进行欧姆调零。
(2)小航同学为探究电容器充、放电过程,设计了如图所示的实验电路。他将开关先与“1”端闭合,给电容器进行充电,稍后再将开关与“2”端闭合,电容器进行放电。实验中通过电流传感器的电流随时间变化的图像为_____,电压传感器显示的电压随时间变化的图像为_____。
A. B. C. D.
【答案】(1) ①. 1200 ②. 更低
(2) ①. A ②. C
【解析】
【小问1详解】
[1]使用欧姆表时,选择“×100”倍率的挡位时(如图),读数为
[2]如果指针偏转过大,说明待测电阻偏小,应将选择开关倍率拨至更低的挡位。
【小问2详解】
[1]充电电流与放电电流方向相反,且电流均逐渐变小,故传感器的电流随时间变化的图像为A。
[2]充电过程,电压逐渐增大,且增大的越来越慢,放电过程电压逐渐变小,减小的越来越慢,故电压随时间变化的图像为C。
16. 在“测定金属的电阻率”的实验中,小璋同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值(约为),随后将其固定在带有刻度尺的木板上,准备进一步精确测量其电阻。
(1)他用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为_____mm。
(2)现有电源(电动势为,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电压表(量程,内阻约)
D.电压表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器,额定电流)
F.滑动变阻器(,额定电流1A)
①为减小误差,且便于操作,在实验中电流表应选_____,电压表应选_____,滑动变阻器应选_____(选填器材前的字母)。
②为了使金属丝两端电压调节范围更大,并使测量结果尽可能准确,小璋同学应选用下图所示的_____电路进行实验。
③下左图是测量金属丝电阻的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据在②问中所选的电路图,补充完成下左图实物间的连线_____。开关闭合前,滑动变阻器的滑片应当调到最_____(选填“左”或“右”端)
④实验中改变滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出的图线如上右图所示,若图线的斜率为,金属线的长度为,直径为,则金属丝电阻率的表达式_____;(用、、表示)
⑤小桐同学在测量金属丝实验中设计了如图所示的实验,电源电动势为,内阻不计,电流表内阻为,保护电阻阻值为,已测出电阻丝的横截面积为,用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动,可改变接入电路中电阻丝的长度,实验中记录了几组不同长度对应的电流,他用描点法绘制出一个的图像,图像斜率为,并利用图像求出电阻率_____。(用题中所给字母表示)
【答案】(1)0.237##0.238##0.239
(2) ①. B ②. C ③. E ④. 甲 ⑤. ⑥. 左 ⑦. ⑧.
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器精度为0.01mm,故其读数为
【小问2详解】
①[1][2]依题电源电动势E=3.0V,故电压表选C,由此估算电路中电流最大值约为
故电流选B;
[3]为减小误差,方便操作,故应选阻值较小的滑动变阻器E;
[4]为了使金属丝两端电压调节范围更大,滑动变阻器采用分压式接法,因为选取的电压表内阻阻值远大于待测电阻阻值,故电流表采用外接法,故选甲。
[5]电路图如下
[6]为了保护电路在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应当调到最左端;
[7]根据,
整理得
[8]根据闭合电路欧姆定律得
整理得
所以
解得
三、计算论述题(请写出必要的文字说明及解题过程,共40分)
17. 如图所示,有两个相同的平行金属极板水平正对放置,为平行于极板的中线。两极板间的距离为,极板长度为,两极板间的电压为一质量为、电荷量为的带正电粒子以初速度沿射入电场,并从另一侧射出,两极板间的电场可看作匀强电场。不计带电粒子的重力。求:
(1)粒子在两极板间的飞行时间;
(2)粒子在电场中运动的加速度大小;
(3)射出电场时粒子偏离的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在平行极板方向,粒子做匀速直线运动在两极板间飞行时间
【小问2详解】
根据电势差与场强的关系
粒子受到电场力大小
粒子在电场中的加速度大小
解得
【小问3详解】
在垂直于极板方向,粒子做初速度为0、加速度为的匀加速直线运动,运动时间为,粒子射出电场时偏离的距离
可得
18. 如图所示,长为的轻质绝缘细线上端固定在点,下端拴一带电小球,小球质量为,所带电荷量为。系统处于水平向右的匀强电场中,小球静止在点时,细线与竖直方向的夹角为。现将小球拉至与点等高的点,由静止释放。重力加速度为,求:
(1)电场强度大小;
(2)小球运动到最低点时的动能
(3)小球运动到点时,细绳对小球拉力的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对带电小球受力分析,如图所示
小球在A点受力平衡,则,
解得
【小问2详解】
根据动能定理
【小问3详解】
到点时,根据牛顿第二定律,
解得
19. 密立根油滴实验装置如图所示: 两块间距为d的平行金属板A、B分别与电源正、负极相接。当两极板间不加电压时,带电油滴最后以速度匀速竖直下落;当两板间加上电压U时,该带电油滴最后以速度匀速竖直上升。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比, 即,其中比例系数k已知,取重力加速度为g。求:
(1)判断该带电油滴带什么电;
(2)油滴的质量;
(3)求该油滴所带电荷量q。
【答案】(1)带负电;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)两板间加电压时带电油滴向上运动,说明电场力竖直向上,而电场方向竖直向下,故油滴带负电。
(2)不加电压时,根据平衡条件有
解得
(3)在极板间加上电压,极板间的电场强度为
油滴向上匀速运动,根据平衡条件有
解得
20. 一段金属直导线的横截面积为S,单位体积内自由电子数为n,已知电子的质量为m,电荷量为e。给导线两端加恒定电压,导线内将产生恒定电流。
(1)此时自由电子在金属中的运动可以看作:电子在恒定电场力和恒定阻力的共同作用下做匀速直线运动。设电子定向移动的速度为。
a.求此时导线中的电流I;
b.若导线两端的电压为U,长度为L,求电子所受的恒定阻力f;
(2)电子在金属中运动的情形也可以看作:自由电子在恒定电场作用下做匀加速直线运动,运动一段距离后与导体内不动的金属离子发生碰撞,将能量转移给金属离子,同时自己定向运动的速度减为零,然后在电场作用下重新开始加速,运动一段距离后再与金属离子发生碰撞,如此重复。电子在相邻两次碰撞之间走过的平均距离叫做一个自由程。设自由程为x,自由电子每次与金属离子碰撞前的速度均为v,求金属的电阻率。
【答案】(1)a.;b.
(2)
【解析】
【小问1详解】
a.依题意在时间内电子定向移动的距离为
在时间内穿过导线某一横截面的自由电子的数目
导线中的电流
解得
b.令导线长为L,则恒定电压U产生的恒定电场的电场强度为
电子做匀速直线运动,则有
解得
【小问2详解】
自由电子在恒定电场作用下做匀加速直线运动可知,该过程平均速度
由电场强度
由欧姆定律
由电阻决定式
又因为
对电子在一个自由程中的运动,由速度位移关系得
联立以上解得
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北京市第五十五中学2025-2026学年度第一学期期中调研试卷
高二物理等级考
本试卷共8页,共100分,调研时长90分钟
第一部分(选择题共42分)
一、单选题(本部分共14题,每题3分,共42分)
1. 真空中有两个点电荷,它们之间的静电力为F,如果保持它们所带的电量不变,将它们之间的距离增大为原来的2倍,它们之间的作用力的大小等于( )
A. 2F B. 4F C. D.
2. 下列说法中正确的是( )
A. 把电荷定向移动的方向规定为电流的方向
B. 元电荷就是质子或电子
C. 某手机的说明书标明电池容量为,其中为电荷量单位
D. 处于静电平衡状态的导体,其表面没有电荷
3. 比值定义法是定义物理概念常用的方法,下列哪个表达式属于比值定义式( )
A. 电场强度 B. 电动势
C. 电阻 D. 电流
4. 如图所示,甲、乙都是由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组成的电表,下列说法正确的是( )
A. 甲表是电流表,R减小时量程减小
B. 乙表是电流表,R增大时量程增大
C. 甲表是电压表,R减小时量程减小
D. 乙表是电压表,R增大时量程增大
5. 一个带电油滴在匀强电场中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下,若不计空气阻力,则此带电油滴从运动到的过程中,下列说法正确的是( )
A. 油滴可能带正电 B. 油滴电势能增加 C. 油滴机械能增加 D. 油滴动能减小
6. 如图所示是真空中两个带等量异种电荷的点电荷、周围的电场分布情况。图中点为两点电荷连线的中点,为两点电荷连线的中垂线,,下列说法中正确的是( )
A. 同一电荷在、、三点受到的电场力相同
B. 同一电荷在、、三点的电势能相同
C. 负电荷在点受到的电场力向左
D. 把一自由电荷从点由静止释放,将沿做匀速直线运动
7. 示波器是一种电子仪器,可以用它观察电信号随时间变化的情况示波器的核心部件示波管,由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,其原理图如图甲所示图乙是从右向左看到的荧光屏的平面图在偏转电极XX'、YY'上都不加电压时,电子束将打在荧光屏的中心点;若亮点很快移动,由于视觉暂留关系,能在荧光屏上看到一条亮线若在XX'上加如图丙所示的扫描电压,在YY'上加如图丁所示的信号电压,则在示波管荧光屏上看到的图形不是下图中的
A. B.
C. D.
8. 如图所示的U-I图像中,直线a为一个电源的路端电压与电流的关系,直线b是电阻R的电压与电流的关系。下列判断正确的是( )
A. 该电源的电动势为3V
B. 该电源的内阻为2Ω
C. 该电阻R为2Ω
D. 若该电阻与电源连接成闭合电路,电源的输出功率为12W
9. 某电吹风简化电路如图所示,其主要部件为电动机M和电热丝,部分技术参数如下表,电吹风在220 V电压下工作。下列说法正确的是( )
额定电压
220V
额定功率
热风时:990W
冷风时:110W
A. 开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风
B. 吹热风时通过电热丝的电流为4 A
C. 吹热风时电热丝的功率为990 W
D. 该电吹风中电动机的内电阻为440Ω
10. 如图所示,一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图所示。若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则( )
A. 电子一直沿Ox负方向运动 B. 电场力先做正功再做负功
C. 电子运动的加速度不变 D. 电子的电势能逐渐增大
11. 如图甲所示,计算机键盘为电容式传感器,每个键下面由相互平行间距为d的活动金属片和固定金属片组成,两金属片间有空气间隙,两金属片组成一个平行板电容器,如图乙所示。其内部电路如图丙所示,则下列说法正确的是( )
A. 按键的过程中,电容器的电容减小 B. 按键的过程中,电容器的电量减小
C. 按键的过程中,图丙中电流方向从a流向b D. 按键的过程中,电容器两极板间的电场强度增大
12. 如图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其它连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则下面选项中正确的是( )
A. 导线断路 B. 滑动变阻器断路 C. 导线断路 D. 滑动变阻器短路
13. 交警通常使用酒精浓度测试仪查酒驾行为。某型号的酒精浓度测试仪工作原理的电路图如图1所示,电源的电动势为E,内阻为r,R0为保护电阻,酒精传感器电阻R随酒精气体浓度c的变化规律如图2所示。用电阻R做测量探头,把电压表的刻度改成相应的酒精气体浓度刻度,就得到了一个简易酒精浓度测试仪。下列说法正确的是( )
A. c1应标在电压较大的刻度上,改装后的表盘刻度是不均匀的
B. c1应标在电压较大的刻度上,改装后的表盘刻度是均匀的
C. c2应标在电压较大的刻度上,改装后的表盘刻度是不均匀的
D. c2应标在电压较大的刻度上,改装后的表盘刻度是均匀的
14. 光敏电阻是一种阻值对光照极其敏感的电路元件。在光照条件下光敏电阻的电子能够脱离束缚,离开原有位置成为自由电子,而缺失电子的位置便称为空穴。如图所示,自由电子与空穴总是成对出现,称为电子—空穴对,空穴可视为正电荷,空穴周围的束缚电子受到空穴吸引会填补该空穴。光敏电阻具有延时性,表现为光照突然消失时,其阻值会缓慢恢复为无光照时的阻值。根据上述材料,下列说法正确的是( )
A. 光敏电阻受到的光照越强,其电阻阻值越大
B. 光敏电阻内部的空穴也能够参与导电
C. 光照消失后,电子—空穴对迅速消失
D. 光敏电阻适合用于需要快速响应的电路场合
第二部分(本部分共6题 共 58 分)
二、实验题(共18分)
15.
(1)在“练习使用多用电表”的实验中,使用欧姆表时,选择“”倍率的挡位时(如图所示),读数为_____。另一次测量中发现指针偏转角度过大,此时应将选择开关倍率拨至_____的挡位(填“更高”或“更低”)。每次更换倍率不同的挡位后,应在读数前重新进行欧姆调零。
(2)小航同学为探究电容器充、放电过程,设计了如图所示的实验电路。他将开关先与“1”端闭合,给电容器进行充电,稍后再将开关与“2”端闭合,电容器进行放电。实验中通过电流传感器的电流随时间变化的图像为_____,电压传感器显示的电压随时间变化的图像为_____。
A. B. C. D.
16. 在“测定金属的电阻率”的实验中,小璋同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值(约为),随后将其固定在带有刻度尺的木板上,准备进一步精确测量其电阻。
(1)他用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为_____mm。
(2)现有电源(电动势为,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电压表(量程,内阻约)
D.电压表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器,额定电流)
F.滑动变阻器(,额定电流1A)
①为减小误差,且便于操作,在实验中电流表应选_____,电压表应选_____,滑动变阻器应选_____(选填器材前的字母)。
②为了使金属丝两端电压调节范围更大,并使测量结果尽可能准确,小璋同学应选用下图所示的_____电路进行实验。
③下左图是测量金属丝电阻的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据在②问中所选的电路图,补充完成下左图实物间的连线_____。开关闭合前,滑动变阻器的滑片应当调到最_____(选填“左”或“右”端)
④实验中改变滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出的图线如上右图所示,若图线的斜率为,金属线的长度为,直径为,则金属丝电阻率的表达式_____;(用、、表示)
⑤小桐同学在测量金属丝实验中设计了如图所示的实验,电源电动势为,内阻不计,电流表内阻为,保护电阻阻值为,已测出电阻丝的横截面积为,用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动,可改变接入电路中电阻丝的长度,实验中记录了几组不同长度对应的电流,他用描点法绘制出一个的图像,图像斜率为,并利用图像求出电阻率_____。(用题中所给字母表示)
三、计算论述题(请写出必要的文字说明及解题过程,共40分)
17. 如图所示,有两个相同的平行金属极板水平正对放置,为平行于极板的中线。两极板间的距离为,极板长度为,两极板间的电压为一质量为、电荷量为的带正电粒子以初速度沿射入电场,并从另一侧射出,两极板间的电场可看作匀强电场。不计带电粒子的重力。求:
(1)粒子在两极板间的飞行时间;
(2)粒子在电场中运动的加速度大小;
(3)射出电场时粒子偏离的距离。
18. 如图所示,长为的轻质绝缘细线上端固定在点,下端拴一带电小球,小球质量为,所带电荷量为。系统处于水平向右的匀强电场中,小球静止在点时,细线与竖直方向的夹角为。现将小球拉至与点等高的点,由静止释放。重力加速度为,求:
(1)电场强度大小;
(2)小球运动到最低点时的动能
(3)小球运动到点时,细绳对小球拉力的大小。
19. 密立根油滴实验装置如图所示: 两块间距为d的平行金属板A、B分别与电源正、负极相接。当两极板间不加电压时,带电油滴最后以速度匀速竖直下落;当两板间加上电压U时,该带电油滴最后以速度匀速竖直上升。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比, 即,其中比例系数k已知,取重力加速度为g。求:
(1)判断该带电油滴带什么电;
(2)油滴的质量;
(3)求该油滴所带电荷量q。
20. 一段金属直导线的横截面积为S,单位体积内自由电子数为n,已知电子的质量为m,电荷量为e。给导线两端加恒定电压,导线内将产生恒定电流。
(1)此时自由电子在金属中的运动可以看作:电子在恒定电场力和恒定阻力的共同作用下做匀速直线运动。设电子定向移动的速度为。
a.求此时导线中的电流I;
b.若导线两端的电压为U,长度为L,求电子所受的恒定阻力f;
(2)电子在金属中运动的情形也可以看作:自由电子在恒定电场作用下做匀加速直线运动,运动一段距离后与导体内不动的金属离子发生碰撞,将能量转移给金属离子,同时自己定向运动的速度减为零,然后在电场作用下重新开始加速,运动一段距离后再与金属离子发生碰撞,如此重复。电子在相邻两次碰撞之间走过的平均距离叫做一个自由程。设自由程为x,自由电子每次与金属离子碰撞前的速度均为v,求金属的电阻率。
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