精品解析：北京市第五中学2025-2026学年高二上学期期中物理试题

2025北京五中高二（上）期中物理 班级______姓名_______ 一、选择题。本部分共14道题，每小题3分，共42分。 1. 下列有关电场的公式说法正确的是（ ） A. 由公式可知，在电场中某点放入不同的试探电荷，若试探电荷受到的电场力增大为原来的二倍时，该点的电场强度也增大为原来的二倍 B. 由公式可知，将放在点电荷电场中某点的试探电荷的电量变成原来的二倍时，该点的电场强度也变为原来的二倍． C. 由公式可知，当电容器带的电量变成原来二倍时，电容器的电容也变为原来二倍 D. 由公式可知，当平行板电容器两板正对面积变成原来二倍时，电容器的电容也变为原来二倍 2. 电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（　　） A. A、D两点场强不同 B. E、F两点场强相同 C. B、O、C三点，O点电势最低 D. E、O、F三点，O点场强最小 3. 根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型，如图所示，虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α（）粒子运动的径迹，α粒子从A到B再到C的过程中，下列说法正确的是（　） A. 速度先增大，后减小 B. 加速度先减小，后变大 C. 电场力先做负功，后做正功，总功为0 D. 电势能先减小，后增大 4. 如图所示，原来不带电，长为l的导体棒水平放置，现将一个电荷量为（）的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，A、B分别为导体棒左右两端的一点，静电力常量为k。当棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　） A. 由于A点距离点电荷更近些，所以A点的电势比B的电势高 B. 棒上感应电荷在棒的中心轴线上距棒的右端处产生的电场强度大小为 C. 增加点电荷q的带电量，导体再次达到静电平衡时，处的场强与之前相比增大了 D. 若将B端接地，导体再次达到静电平衡时，则感应电荷在O点的场强与接地前相等 5. 为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的金属小球，如图所示。实验前他们都不带电。以下说法正确的是（　　） A. 实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电，若将玻璃棒接触C外表面，则B的箔片带负电 B. 实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电，若将玻璃棒接触C内表面，则B的箔片不会带电 C. 使C带电后，用D接触C的内表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 D. 使C带电后，用D接触C的外表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 6. 如图所示，两完全相同的金属板水平正对放置，构成一个平行板电容器，将两金属板分别与电源两极相连，把与电源负极相连的金属板接地。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合，上极板向上平移少许，AB两点的电势差不变 B. 开关S闭合，下极板向左平移少许，电容器的电荷量增大 C. 开关S断开，上极板向上平移少许，A点的电势降低 D. 开关S断开，上极板向上平移少许，AB两点的电势差不变 7. 让一价氢离子、一价氮离子和二价氨离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，则它们会（　　） A. 分成三股粒子束 B. 分成两股粒子束 C. 不分离仍为一股粒子束 D. 无法确定 8. 如图所示，带电粒子沿带电平行板中线射入，带电粒子偏转射出电场， 平行板之间电场为匀强电场，不计重力影响， 则下列说法正确的是（　　） A. 若射入的初速度加倍，侧移量加倍 B. 若射入的初速度加倍， 偏转角减半 C. 若两板间电压 U 加倍，侧移量加倍 D. 若两板间电压U加倍，偏转角加倍 9. 如图所示，空间有一水平方向的匀强电场，一带电微粒以一定初速度从A点沿直线运动到B点。微粒除受到电场力和重力外，不再受其它力，则此过程微粒（　　） A. 电势能增加 B. 机械能不变 C. 动能增加 D. 电势能和动能之和不变 10. 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时刻的电势能最大 C. 粒子A的质量小于粒子B的质量 D. 0~t3的时间内静电力对A的冲量小于静电力对B的冲量 11. 沿电场线所在直线建立如图所示轴，轴上各点电势随的变化规律如图所示，坐标原点点电势为零。一带负电的粒子，电量为，仅在电场力作用下从点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 粒子到达点时动能为 B. 粒子从运动到，加速度先不变后增大再减小 C. 和区间内，电场方向相反 D. 粒子从运动到，电势能先增大后减小再增大 12. 如图（a）所示，平行正对的金属板A、B间加有如图（b）所示的变化电压UAB，重力可忽略的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0释放该粒子，下列说法正确的是（　　） A. 在时释放该粒子，粒子先向A板运动再向B板运动…，最终打在A板 B. 在时释放该粒子，粒子先向B板运动再向A板运动…，最终打在B板 C. 在时释放该粒子，粒子先向A板运动再向B板运动…，最终打在A板 D. 在时释放该粒子，粒子先向A板运动再向B板运动…，最终打在A板 13. 如图甲所示为示波管原理图，若其内部竖直偏转电极之间电势差如图乙所示的规律变化，水平偏转电极之间的电势差如图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（　　） A. B. C. D. 14. 如图甲，在两平行金属板A、B间加一如图乙所示的交变电压，有一粒子源从平行板左边界中点处沿垂直电场方向连续发射速度大小m/s的电子。时刻进入电场的电子恰好在时刻到达A板右边缘。已知电子的质量kg，电荷量C，图乙中V、s，不计电子之间的相互作用力及其所受的重力。下列说法正确的是（　　） A. 平行金属板的板长为6cm B. 时刻进入电场的电子到达电场右边界时距A板的距离为2.25cm C. 时刻进入电场的电子与时刻进入电场的电子到达电场右边界的速度不同 D. 金属板A、B间的距离为9cm 二、实验题。（共18分） 15. 某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，按图1所示连接电路。电源电压为4.5V。 （1）将开关S与1端相连，稳定后电容器的下极板带________（填“正”或“负”）电；把开关S掷向2端，通过电流传感器的电流方向为________（填“由A到B”或“由B到A”）。 （2）研究电容器放电规律。可调电阻阻值为时，图线如图2所示。保持电源、电容器不变，在图中，定性画出可调电阻阻值为时的图线________。 （3）下列图像中，能正确反映电容器充电过程中电流与时间、电荷量与电压关系的是（　　） A. B. C. D. 16. 某实验小组测量一段粗细均匀、阻值约为5Ω的圆柱体金属丝的电阻率。 （1）如图所示，用游标卡尺测金属丝的直径为________ （2）采用伏安法测金属丝电阻时，为减小系统误差，需考虑电流表内接还是外接。如图乙所示，某同学采用试触法：让电压表的一端接在点，另一端先后接点和点。结果发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，则实验中应将电压表的另一端接________点（选填“”或“”）。若采用这种接法，该电阻的测量值比真实值________（选填“大”或小”） （3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电表的示数都从零开始，要求测得多组数据进行分析，请在方框中画出测量的电路图，并补全实物图。 （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，并描绘出图线。若图线的斜率为，金属丝的长度为，直径为，则金属丝电阻率的表达式为________。（用表示） （5）得到实验数据后，该小组成员又分别采用了两种滑动变阻器做了实验： A．滑动变阻器（） B．滑动变阻器（） 如果将两种滑动变阻器分别接入上图的电路中，调节滑动变阻器滑片P的位置，以R表示滑动变阻器可接入电路的最大电阻值，以表示滑动变阻器与金属丝并联部分的电阻值，以U表示两端的电压值。在如图所示的三条曲线中，表示滑动变阻器A接入电路时U随变化的图像是________，表示滑动变阻器B接入电路时U随变化的图像是________（选填“a”、“b”或“c”）。根据图像可知，本实验为了调节方便，滑动变阻器应选用________（选填“A”或“B”）。 三、论述计算题（在答题纸的相应位置作答，写出必要的物理公式和文字说明，共40分） 17. 如图所示，匀强电场方向与等腰所在平面平行，为三角形的三个顶点，，将电量大小为的正点电荷从移到点，静电力做功，从移到点，克服静电力做功，求： （1）间的电势差和间的电势差； （2）若点电势，求点的电势； （3）匀强电场的电场强度的大小。 18. 如下图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子质量为m，电荷量为e。求： （1）电子穿过A板时的速度大小； （2）电子从偏转电场射出时的侧移量； （3）P点到O点的距离。 19. 如图，整个空间有场强的水平匀强电场。为竖直面的固定绝缘光滑轨道，其中部分是水平轨道，部分是半径为的圆弧，两段轨道相切于点。为水平轨道上的一点，而且，把一质量、带电荷量的小球从点由静止释放，小球将在轨道的内侧运动，取，求： （1）小球到达点时，轨道对小球作用力的大小； （2）小球从到的过程中的受到的最大支持力； （3）小球从C点脱离轨道后的最小速度。 20. 真空中一对半径均为R1的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为R2（R2<R1）的圆形锌金属薄膜。当锌金属薄膜受到紫外线持续照射后，将会观察到光电效应现象，即薄膜表面有电子逸出的现象，可认为薄膜表面任意位置均有逸出，电子逸出的速率相等，速度方向随机。如图所示，现将两金属板P、Q与可变电源相连接，通过改变金属板之间的两端电压UPQ（可认为PQ之间为匀强电场）、可以控制电子的运动。已知电子逸出时的速率为v0，电子电荷量为e，电子质量为m。忽略电子的重力以及电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，只有锌金属薄膜发生光电效应。 （1）若UPQ小于零，调整电源两端电压，使得P板上恰好各处均接收不到Q板上逸出的电子。求此时电压U1； （2）若UPQ大于零，实验发现，当UPQ大于或等于某一电压值Um时，锌金属薄膜上的所有电子都可在P板接收到。求Um。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025北京五中高二（上）期中物理 班级______姓名_______ 一、选择题。本部分共14道题，每小题3分，共42分。 1. 下列有关电场的公式说法正确的是（ ） A. 由公式可知，在电场中某点放入不同的试探电荷，若试探电荷受到的电场力增大为原来的二倍时，该点的电场强度也增大为原来的二倍 B. 由公式可知，将放在点电荷电场中某点的试探电荷的电量变成原来的二倍时，该点的电场强度也变为原来的二倍． C. 由公式可知，当电容器带的电量变成原来二倍时，电容器的电容也变为原来二倍 D. 由公式可知，当平行板电容器两板正对面积变成原来二倍时，电容器的电容也变为原来二倍 【答案】D 【解析】 【详解】A．公式为电场强度的定义式，电场强度只和电场本身的性质有关，与试探电荷受到的电场力以及试探电荷的电荷量无关，A错误； B．公式中的Q是场源电荷的电荷量，不是试探电荷的电荷量，B错误； CD．电容器电容的决定式为，计算式为，所以电容器电容的大小和两极板间的电势差以及所带电荷量无关，当平行板电容器两板正对面积变成原来二倍时，电容器的电容也变为原来二倍，C错误D正确． 故选D。 2. 电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（　　） A. A、D两点场强不同 B. E、F两点场强相同 C. B、O、C三点，O点电势最低 D. E、O、F三点，O点场强最小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图甲结合对称性可知，A、D两点场强大小相等，方向相同，故A错误； B．根据图甲结合对称性可知，E、F两点场强相同，故B正确； C．沿电场线的方向电势逐渐降低，因此B、O、C三点，C点电势最低，故C错误； D．根据图甲中电场线的疏密程度可知，E、O、F三点，O点场强最大，故D错误。 故选B。 3. 根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型，如图所示，虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α（）粒子运动的径迹，α粒子从A到B再到C的过程中，下列说法正确的是（　） A. 速度先增大，后减小 B. 加速度先减小，后变大 C. 电场力先做负功，后做正功，总功为0 D. 电势能先减小，后增大 【答案】C 【解析】 【详解】根据α粒子运动轨迹可知，α粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可知，从A运动到B过程中电场力做负功，电场力增大，电势能增加，动能减小，从B运动到C过程中，电场力做正功，电场力减小，电势能减小，动能增加，整个过程中由于A与C在同一等势线上，故电场力不做功。所以整个过程中，速度先减小后增大，加速度先增大后减小，电场力先做负功后做正功，总功为0，电势能先增大后减小，故ABD错误，C正确。 故选C。 4. 如图所示，原来不带电，长为l的导体棒水平放置，现将一个电荷量为（）的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，A、B分别为导体棒左右两端的一点，静电力常量为k。当棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　） A. 由于A点距离点电荷更近些，所以A点的电势比B的电势高 B. 棒上感应电荷在棒的中心轴线上距棒的右端处产生的电场强度大小为 C. 增加点电荷q的带电量，导体再次达到静电平衡时，处的场强与之前相比增大了 D. 若将B端接地，导体再次达到静电平衡时，则感应电荷在O点的场强与接地前相等 【答案】D 【解析】 【详解】 A．导体棒达到静电平衡后，整个导体是一个等势体，其上所有点的电势都相等。因此，A点的电势等于B点的电势，A错误； B．设棒的中心轴线上距棒的右端处为P点，P点在导体内部。根据静电平衡的特点，导体内部的合场强为零。P点的场强是点电荷 +q 产生的场强 Eq 和感应电荷产生的场强 E感 的矢量和，即。所以 B错误； C．O点在导体棒内部，导体达到静电平衡时，内部任意一点的合场强恒为零，C错误； D．接地前，O点的合场强为零，接地后，导体棒仍然处于静电平衡状态，其内部O点的合场强仍然为零。由于点电荷 +q 的位置和电荷量不变，它在O点产生的场强 Eq 不变，即接地前后感应电荷在O点的场强也不变，D正确。 故选D。 5. 为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的金属小球，如图所示。实验前他们都不带电。以下说法正确的是（　　） A. 实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电，若将玻璃棒接触C外表面，则B的箔片带负电 B. 实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电，若将玻璃棒接触C内表面，则B的箔片不会带电 C. 使C带电后，用D接触C的内表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 D. 使C带电后，用D接触C的外表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则C以及与C连接的B的箔片都带正电，故A错误； B．若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则C以及与C连接的B的箔片都带正电，故B错误； C．使C带电后，但电荷分布在外表面，若使D接触C的内表面，D不带电；然后接触A，A不能带电；可知操作若干次，观察到A的箔片张角不变，故C错误； D．使C带电后，但电荷分布在外表面，若使D接触C的外表面，D带电；然后接触A，则A带电，可知操作若干次，观察到A的箔片张角变大，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，两完全相同的金属板水平正对放置，构成一个平行板电容器，将两金属板分别与电源两极相连，把与电源负极相连的金属板接地。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合，上极板向上平移少许，AB两点的电势差不变 B. 开关S闭合，下极板向左平移少许，电容器的电荷量增大 C. 开关S断开，上极板向上平移少许，A点的电势降低 D. 开关S断开，上极板向上平移少许，AB两点的电势差不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关S闭合，板间电压保持不变，上极板向上平移少许，板间距离增大，根据可知，板间场强变小，AB两点之间沿电场线方向的距离不变，故AB两点的电势差减小，故A错误； B．开关S闭合，板间电压保持不变，下极板向左平移少许，正对面积减小，根据可知，电容C减小，由可知电容器的电荷量减小，故B错误； CD．开关S断开，则极板所带电荷量Q不变，由，， 解得 则电场强度E不变，A点与下极板距离不变，A点与下极板之间的电势差不变。又因下极板接地，故A点电势不变。电场强度E不变，AB两点之间沿电场线方向的距离不变，AB两点的电势差不变，故C错误，D正确。 故选D。 7. 让一价氢离子、一价氮离子和二价氨离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，则它们会（　　） A. 分成三股粒子束 B. 分成两股粒子束 C. 不分离仍为一股粒子束 D. 无法确定 【答案】C 【解析】 【详解】设任一正电荷的电量为q，加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转电极的极板为L，板间距离为d，在加速电场中，根据动能定理得 在偏转电场中，离子做类平抛运动，运动时间 偏转距离 联立以上各式得 设偏转角度为θ，则 由上可知y、θ与带电粒子的质量、电荷量无关，则一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子在偏转电场轨迹重合，所以它们不会分成三股，而是会聚为一束射出。 故选C。 8. 如图所示，带电粒子沿带电平行板中线射入，带电粒子偏转射出电场， 平行板之间电场为匀强电场，不计重力影响， 则下列说法正确的是（　　） A. 若射入的初速度加倍，侧移量加倍 B. 若射入的初速度加倍， 偏转角减半 C. 若两板间电压 U 加倍，侧移量加倍 D. 若两板间电压U加倍，偏转角加倍 【答案】C 【解析】 【详解】AC．带电粒子在电场中偏转射出电场，可知粒子在电场中运动时间 粒子在电场方向上的加速度 粒子的侧移量 若射入的初速度加倍，侧移量缩小4倍；若两板间电压 U 加倍，侧移量加倍，A错误，C正确； BD．粒子射出电场时的偏转角 若射入的初速度加倍， 偏转角的正切值缩小4倍；若两板间电压U加倍，偏转角的正切值加倍，BD错误。 故选C。 9. 如图所示，空间有一水平方向的匀强电场，一带电微粒以一定初速度从A点沿直线运动到B点。微粒除受到电场力和重力外，不再受其它力，则此过程微粒（　　） A. 电势能增加 B. 机械能不变 C. 动能增加 D. 电势能和动能之和不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．小球做直线运动，所以合力必须与速度方向共线，而小球只受重力和电场力，所以电场力方向只能为如图所示方向 从A到B过程中电场力做负功，所以电势能增大，故A正确； B．除重力外电场力做负功，故微粒机械能减少，故B错误； C．由动能定理，合外力做负功，动能减小，故C错误； D．过程中只有电场力和重力做功，所以电势能与机械能之和保持不变，电势能和动能之和减小，故D错误。 故选A。 10. 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时刻的电势能最大 C. 粒子A的质量小于粒子B的质量 D. 0~t3的时间内静电力对A的冲量小于静电力对B的冲量 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图像可知，B粒子在时间内速度先减小到零，后反向增大，故动能先减小到零，后增大，故A错误； B．两粒子在t1时刻速度相等，系统损失动能最大，损失的动能全部转化为电势能，由能量守恒定律可知，此时系统的电势能最大，故B正确； C．设B粒子t=0时刻速度为， t=0时刻有p0=mBv0 在t=t2时刻有p2=mAvA 两粒子运动过程动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mBv0=mAvA 又由于v0＞vA 所以有mB＜mA，故C错误； D．由牛顿第三定律可知两粒子间的静电力大小相等，故0~t3的时间内静电力对A的冲量等于静电力对B的冲量，故D错误。 故选B。 11. 沿电场线所在直线建立如图所示轴，轴上各点电势随的变化规律如图所示，坐标原点点电势为零。一带负电的粒子，电量为，仅在电场力作用下从点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 粒子到达点时动能为 B. 粒子从运动到，加速度先不变后增大再减小 C. 和区间内，电场方向相反 D. 粒子从运动到，电势能先增大后减小再增大 【答案】A 【解析】 【详解】C．沿电场线方向电势降低，和区间内，粒子电势一直增加，则电场方向相同，指向x轴的负方向，故C错误； A．从点到点由动能定理 可得粒子到达点时动能为，故A正确； B．根据图象的斜率表示电场强度，由图象可知粒子从O到C电场强度先不变后减小再增大，根据牛顿第二定律可知粒子的加速度先不变后减小再增大，故B错误； D．粒子从运动到，粒子的电势先增大后减小再增大，根据可知粒子的电势能先减小后增大再减小，故D错误。 故选A。 12. 如图（a）所示，平行正对的金属板A、B间加有如图（b）所示的变化电压UAB，重力可忽略的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0释放该粒子，下列说法正确的是（　　） A. 在时释放该粒子，粒子先向A板运动再向B板运动…，最终打在A板 B. 在时释放该粒子，粒子先向B板运动再向A板运动…，最终打在B板 C. 在时释放该粒子，粒子先向A板运动再向B板运动…，最终打在A板 D. 在时释放该粒子，粒子先向A板运动再向B板运动…，最终打在A板 【答案】D 【解析】 【详解】A．若0＜t0＜，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，故A错误； B．若，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离大于向右运动的距离，最终打在A板上，故B错误； C．若进入电场，则带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零，然后再加速运动，周而复始，在这个过程中粒子的运动方向没有发生过变化一直向左运动，所以不能打在B板上，故C错误； D．若＜t0＜，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离大于向右运动的距离，最终打在A板上，故D正确。 故选D。 13. 如图甲所示为示波管原理图，若其内部竖直偏转电极之间电势差如图乙所示的规律变化，水平偏转电极之间的电势差如图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】在0～t时间内，扫描电压扫描第一次，信号电压完成0～t的变化，荧光屏图形为；在t～2t时间内，扫描电压扫描第二次，信号电压完成t～2t的变化，荧光屏图形为；在2t～3t时间内，扫描电压扫描第三次，信号电压完成2t～3t的变化，荧光屏图形为；以后重复上述波形，则示波管屏幕上呈现的图形应该是D选项形状。 故选D。 14. 如图甲，在两平行金属板A、B间加一如图乙所示的交变电压，有一粒子源从平行板左边界中点处沿垂直电场方向连续发射速度大小m/s的电子。时刻进入电场的电子恰好在时刻到达A板右边缘。已知电子的质量kg，电荷量C，图乙中V、s，不计电子之间的相互作用力及其所受的重力。下列说法正确的是（　　） A. 平行金属板的板长为6cm B. 时刻进入电场的电子到达电场右边界时距A板的距离为2.25cm C. 时刻进入电场的电子与时刻进入电场的电子到达电场右边界的速度不同 D. 金属板A、B间的距离为9cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．电子进入电场后，在电场力作用下做类平抛运动，电子在水平方向做匀速直线运动，故有cm，故A错误； B．时刻进入的电子，在前半周期内竖直方向的位移向上，大小为 在后半周期内竖直方向的位移向下，大小为 则知，即竖直方向的位移为0，所以电子到达电场右边界时距A板距离为cm，故B错误； C．水平方向粒子一直做匀速直线运动，可知能飞出电场的粒子在电场中运动时间为。时刻进入电场的电子，离开电场，由对称性可知离开电场时沿电场方向的速度为零，故离开电场时的速度，方向与初速度方向相同。时刻进入电场的电子，时刻离开电场，对称性可知离开电场时沿电场方向的速度为零，故离开电场时的速度，方向与初速度方向相同。时刻进入电场的电子与时刻进入电场的电子到达电场右边界的速度相同，故C错误； D．设两极板间的距离为d，据题意有， 解得cm，故D正确。 故选D。 二、实验题。（共18分） 15. 某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验，按图1所示连接电路。电源电压为4.5V。 （1）将开关S与1端相连，稳定后电容器的下极板带________（填“正”或“负”）电；把开关S掷向2端，通过电流传感器的电流方向为________（填“由A到B”或“由B到A”）。 （2）研究电容器放电规律。可调电阻阻值为时，图线如图2所示。保持电源、电容器不变，在图中，定性画出可调电阻阻值为时的图线________。 （3）下列图像中，能正确反映电容器充电过程中电流与时间、电荷量与电压关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1） ①. 负 ②. 由B到A （2） （3）A 【解析】 【小问1详解】 [1]开关接1端时，电源正极接电容器上极板，下极板接电源负极，故下极板带负电。 [2]开关接2端放电时，上极板正电荷经电阻、电流传感器流向下极板，电流方向与正电荷移动方向一致，故电流方向为由B到A。 【小问2详解】 电容器放电的初始电流，可调电阻阻值为R2(R2>R1)时，对应的初始电流更小，放电越慢，放电时间变长。放电曲线如图中的黑色线所示。 【小问3详解】 AB．充电时，电流随时间逐渐减小（最终为 0），A正确，B错误； CD．电荷量与电压的关系：电容器充电时，Q = CU（C为定值），Q与U成正比，图像是一条过原点的直线，CD错误。 故选A。 16. 某实验小组测量一段粗细均匀、阻值约为5Ω的圆柱体金属丝的电阻率。 （1）如图所示，用游标卡尺测金属丝的直径为________ （2）采用伏安法测金属丝电阻时，为减小系统误差，需考虑电流表内接还是外接。如图乙所示，某同学采用试触法：让电压表的一端接在点，另一端先后接点和点。结果发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，则实验中应将电压表的另一端接________点（选填“”或“”）。若采用这种接法，该电阻的测量值比真实值________（选填“大”或小”） （3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电表的示数都从零开始，要求测得多组数据进行分析，请在方框中画出测量的电路图，并补全实物图。 （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，并描绘出图线。若图线的斜率为，金属丝的长度为，直径为，则金属丝电阻率的表达式为________。（用表示） （5）得到实验数据后，该小组成员又分别采用了两种滑动变阻器做了实验： A．滑动变阻器（） B．滑动变阻器（） 如果将两种滑动变阻器分别接入上图的电路中，调节滑动变阻器滑片P的位置，以R表示滑动变阻器可接入电路的最大电阻值，以表示滑动变阻器与金属丝并联部分的电阻值，以U表示两端的电压值。在如图所示的三条曲线中，表示滑动变阻器A接入电路时U随变化的图像是________，表示滑动变阻器B接入电路时U随变化的图像是________（选填“a”、“b”或“c”）。根据图像可知，本实验为了调节方便，滑动变阻器应选用________（选填“A”或“B”）。 【答案】（1）2.60mm （2） ①. B ②. 小 （3）见解析 （4） （5） ①. c ②. b ③. B 【解析】 【小问1详解】 该游标卡尺的分度值为0.05mm，则该金属丝的直径为 【小问2详解】 [1] 电压表示数有明显变化、电流表示数无明显变化，说明电流表分压作用显著，则待测电阻Rx为小电阻，应采用电流表外接法，即电压表另一端接B点。 [2]外接法中，电压表测量值为真实电压，但电流表测量值为被测电阻与电压表的总电流（电流测量值偏大）。根据可知电阻测量值比真实值小。 【小问3详解】 要求开关闭合后两电表的示数都从零开始，所以滑动变阻器应使用分压式连接。则电路图和实物图如图所示 【小问4详解】 由图线斜率 根据电阻定律 其中金属丝横截面积 联立得金属丝电阻率的表达式为。 【小问5详解】 分压式接法中，滑动变阻器最大电阻R与的大小关系决定电压调节灵敏度：若)（如滑动变阻器 A：0~100Ω），较小时，并联部分电阻，电压U随增长缓慢（曲线平缓）；若（如滑动变阻器 B：0~5Ω），变化时，快速接近，电压U随增长较快（曲线陡峭）。 [1]滑动变阻器 A（100Ω）对应平缓曲线 c； [2]滑动变阻器 B（5Ω）对应陡峭曲线 b； [3]实验需 “调节方便”（电压变化灵敏），应选用滑动变阻器B。 三、论述计算题（在答题纸的相应位置作答，写出必要的物理公式和文字说明，共40分） 17. 如图所示，匀强电场方向与等腰所在平面平行，为三角形的三个顶点，，将电量大小为的正点电荷从移到点，静电力做功，从移到点，克服静电力做功，求： （1）间的电势差和间的电势差； （2）若点电势，求点的电势； （3）匀强电场的电场强度的大小。 【答案】（1）4V，-4V （2）-4V （3）200V/m 【解析】 【小问1详解】 根据静电力做功与电势差的关系有， 解得， 【小问2详解】 根据间的电势差 C点电势，所以 得 【小问3详解】 由于，则AC两点电势相等，过B点做AC的垂线为电场线，根据电场强度与电势差的关系 解得 18. 如下图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子质量为m，电荷量为e。求： （1）电子穿过A板时的速度大小； （2）电子从偏转电场射出时的侧移量； （3）P点到O点的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设电子经加速电压U1加速后的速度为v0，根据动能定理得 解得 【小问2详解】 电子以速度v0进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动。设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为t1，电子的加速度为a，离开偏转电场时的侧移量为y1，根据牛顿第二定律和运动学公式得，，，， 解得 【小问3详解】 设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为vy，根据运动学公式得 电子离开偏转电场后做匀速直线运动，设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2，电子打到荧光屏上的侧移量为y2，如下图所示 由， 解得 P到O点的距离为 19. 如图，整个空间有场强的水平匀强电场。为竖直面的固定绝缘光滑轨道，其中部分是水平轨道，部分是半径为的圆弧，两段轨道相切于点。为水平轨道上的一点，而且，把一质量、带电荷量的小球从点由静止释放，小球将在轨道的内侧运动，取，求： （1）小球到达点时，轨道对小球作用力的大小； （2）小球从到的过程中的受到的最大支持力； （3）小球从C点脱离轨道后的最小速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小球在C点的速度大小是，小球由的过程，由动能定理得 解得 在C点由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 由于 小球从P到C的过程中，切线方向合力为零时到达D点，此时合力与竖直方向的夹角满足 小球在D点的速度最大，受到的支持力最大；由动能定理可得 解得 在D点由牛顿第二定律得 解得小球从到的过程中的受到的最大支持力为 【小问3详解】 如图所示 小球从C点脱离轨道后，当小球与重力、电场力的合力方向在同一直线上的分速度减为0时，小球的速度最小，则小球从C点脱离轨道后的最小速度为 20. 真空中一对半径均为R1的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为R2（R2<R1）的圆形锌金属薄膜。当锌金属薄膜受到紫外线持续照射后，将会观察到光电效应现象，即薄膜表面有电子逸出的现象，可认为薄膜表面任意位置均有逸出，电子逸出的速率相等，速度方向随机。如图所示，现将两金属板P、Q与可变电源相连接，通过改变金属板之间的两端电压UPQ（可认为PQ之间为匀强电场）、可以控制电子的运动。已知电子逸出时的速率为v0，电子电荷量为e，电子质量为m。忽略电子的重力以及电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，只有锌金属薄膜发生光电效应。 （1）若UPQ小于零，调整电源两端电压，使得P板上恰好各处均接收不到Q板上逸出的电子。求此时电压U1； （2）若UPQ大于零，实验发现，当UPQ大于或等于某一电压值Um时，锌金属薄膜上的所有电子都可在P板接收到。求Um。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 此时对逸出的电子来说施加的是反向电压，假设垂直P板射出的电子刚好到达P板时速度为0，则 可解得 【小问2详解】 当UPQ大于零时，电子在极板间会加速，假设有一个电子的初速度方向平行于Q极板向外，此电子做类抛体运动，当电子刚好能打在P极板的外边缘时，有 沿着极板方向 此时运动的加速度为 可解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $