精品解析:福建省三明第一中学2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题
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内容正文:
三明一中 2025——2026学年上学期半期考
高二物理试题
(考试时长∶90分钟 满分∶100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 体积小的带电体就是点电荷
B. 由公式可知,电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力F的大小成正比,与检验电荷的电量q成反比
C. 由公式可知,在离带电体很近时,r趋近于零,电场强度无穷大
D. 匀强电场中电场强度处处相同,电场线是一组等间距的平行线
【答案】D
【解析】
【详解】A.点电荷是理想模型,能作为点电荷的条件是带电体的尺寸远小于两电荷间的距离,与电荷本身的体积大小无关,故A错误;
B.电场强度是定义式,电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力F的大小及检验电荷的电量q无关,故B错误;
C.公式仅适用于真空中静止的点电荷,当趋近于零时,带电体不能视为点电荷,该公式不适用,故C错误;
D.匀强电场中电场强度大小和方向处处相同,电场线为疏密均匀的平行直线,故D正确。
故选D。
2. 两个分别带有电荷量+Q和的相同金属小球(均可视为点电荷),在相距为r的两处时,它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其距离变为2r,则两球间的库仑力大小为( )
A. B. C. D. 2F
【答案】A
【解析】
【详解】根据库仑定律可得
两球接触后,电荷量平均分配,每个金属球带电荷量为
根据库仑定律可得
联立可得
故选A。
3. 如图所示,一根均匀的金属导体棒在电场的作用下,其内部的自由电子沿轴线方向做速度为的匀速直线运动。若棒横截面积为,单位长度上可以自由移动的电子个数为,已知一个电子的电荷量为,则通过导体棒电流的大小( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在时间t内,流过导线横截面的电荷量
因此导线中电流
故选A。
4. 一根导线电阻为10Ω,把它均匀拉长为原来的两倍长度,其电阻变为( )
A. 20Ω
B. 40Ω
C. 2.5Ω
D. 5Ω
【答案】B
【解析】
【详解】把一根导线均匀拉长为原来的2倍后,长度变为原来的2倍,横截面积变为原来的;
根据电阻定律公式R=,导体的电阻变为原来的4倍,即40Ω
故选B。
5. 如图所示,A、B是水平放置的平行板电容器的两块极板,下极板B接地,直流电源电动势E恒定,内阻不计。将开关S闭合,电路稳定后,一带电油滴位于两板中央的M点且恰好处于静止状态,现将B板向上平移一小段距离,则( )
A. 电容器的电容将减小
B. 在B板上移过程中,电阻R中有向右的电流
C. M点电势能将增大
D. 带电油滴将沿竖直方向向下运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电容的决定式
可知,B板向上平移一小段距离,d变小,则电容值变大,A错误;
B.由于电容器与电源相连,U不变,C变大,根据电容的定义式
可知此时电容正在充电,即电阻R中有向左的电流,B错误;
C.因为B极板接地,电势不变,电容器上下极板电势差不变,故A极板电势不变,根据
可知电场强度变大
由
可知减小;
带电油滴在重力和电场力的作用下 处于平衡状态,可知,油滴带负电,负电荷在电势低的地方电势能大,故M点电势能将增大,C正确;
D.带电油滴受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力,由于场强变大,则电场力变大,故油滴将沿竖直方向向上运动,D错误 。
故选C。
6. 如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线.设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则( )
A. a、b的电荷同号,
B. a、b的电荷异号,
C. a、b的电荷同号,
D. a、b的电荷异号,
【答案】D
【解析】
【详解】根据同种电荷相斥,异种电荷相吸,且小球c所受库仑力的合力的方向平行于a,b的连线,可知,a、b的电荷异号,对小球c受力分析,如下图所示
因ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm,因此ac⊥bc,那么两力的合成构成矩形,依据相似三角形之比,则有
根据库仑定律有
,
综上所得
故D正确,ABC错误。
故选D。
7. 某静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,下列说法正确的有( )
A. 正电荷从x1移到x2,电场力做负功
B. 负电荷从x2移到x1,电势能减小
C. x1处的电场强度为零
D. 负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.根据题图可知,在处电势为0,在处的电势大于0,即,即正电荷从处移到处电势能增加,电场力做负功;负电荷从处移到处电势能减小,电场力做正功,故A正确,B错误。
CD.在图像中,图线某点的斜率表示该点电场强度,由题图可知,在处斜率大于0,在处斜率为0,所以处电场强度不为0,处电场强度为0,所以负电荷在处电场力为0,在处电场力不为0,故CD错误。
故选A。
8. 匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示,当t=0时,将一带电粒子在此匀强电场中由静止释放,若带电粒子只受电场力的作用,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 0~3s内,电场力做的总功不为零
C. 2s末带电粒子离出发点最远 D. 3s末带电粒子回到原出发点
【答案】D
【解析】
【详解】由牛顿第二定律可知,带电粒子在第1s内的加速度大小为
在第2s内加速度大小为
因此带电粒子在内向负方向做加速度大小为的匀加速直线运动,在内向负方向做加速度大小为的匀减速直线运动,内向正方向做加速度大小为的匀加速直线运动,内向正方向做加速度大小为的匀减速直线运动,在时,带电粒子速度刚好减为0且回到出发点;综上分析可知,带电粒子做周期性的往返运动;0~3s内,电场力做的总功为零;1.5s末,带电粒子离出发点最远;3s末带电粒子回到原出发点。
故选D。
二、双项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不答得0分)
9. 如图所示,实线为电场的等势线,虚线是一带电粒子仅在此电场力作用下的运动轨迹,M、N分别是运动轨迹与等势面b、d的交点,下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电荷
B. 粒子在M点的电势能小于在N点的电势能
C. 若粒子从M点运动到N点,则动能增大
D. M点的电场强度比N点的小
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据等势线的分布可知电场线大致向右,根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧,可知粒子受到的电场力大致向左,故粒子带负电,故A正确;
B.由于粒子带负电,M点的电势大于N点的电势,可知粒子在M点的电势能小于在N点的电势能,故B正确;
C.若粒子从M点运动到N点,电势能增大,根据能量守恒可知,粒子的动能减小,故C错误;
D.等差等势面越密,电场强度越大,M点处等势线较密,故M点的电场强度比N点的大,故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,真空中A、B、C、D是正方形的四个顶点,在A点和C点固定有电荷量均为q的正点电荷。O是对角线的中点,P、Q是对角线上上的两点,且,下列说法正确的是( )
A. 对角线为电场中的一条等势线
B. P、Q两点电势相同,且高于O点电势
C. 电子从D点运动到B点过程中,电势能先减小后增大
D. B、D两点处的场强相同
【答案】BC
【解析】
【详解】A.B,D是等量同种电荷中垂线上的两点,由B到D电势先升高后降低,因此BD不是等势线,故A错误;
B.根据对称性可知,P、Q两点电势相同,等量正电荷周围电场线分布结合沿电场线方向电势降低可知,P、Q两点电势高于O点电势,故B正确;
C.一静止的电子从D点运动到B点过程中,电场力先做正功后做负功,因此电势能先减小后增大,故C正确;
D.根据等量正电荷周围电场线分布可知,B、D两点处的场强大小相同,方向不同,故D错误。
故选BC。
11. 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图,重物的质量是50kg,从静止开始达到此最大速度的时间是0.25s。电动机内电阻r=2Ω,电路中另一电阻R=10Ω,直流电压U=160V,理想电压表的示数Uv=110V。已知则( )
A. 通过电动机的电流为55A
B. 输入电动机的电功率6150W
C. 重物的最大速度大小为1m/s
D. 重物从静止到最大速度过程上升的高度为0.2m
【答案】CD
【解析】
【详解】A.通过电动机的电流为,故A错误;
B.输入电动机的电功率为,故B错误;
C.电动机的输出功率为
重物速度最大时,牵引力等于重物的重力,故重物的最大速度为,故C正确;
D.重物从静止到最大速度过程,根据动能定理有
解得上升的高度为,故D正确。
故选CD。
12. 如图所示,不带电物体A和带电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,A、B的质量分别为2m和m,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在水平面上,另一端与物体A相连,倾角为θ的斜面处于沿斜面向上的匀强电场中,整个系统不计一切摩擦,开始时,物体B在一沿斜面向上的外力的作用下保持静止且轻绳恰好伸直,然后撤去外力F,直到物体B获得最大速度,且弹簧未超过弹性限度,则在此过程中( )
A. 物体B受到的电场力大小为mgsinθ
B. 物体B的速度最大时,弹簧的伸长量为
C. 撤去外力F的瞬间,物体B的加速度为3gsinθ
D. 物体A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量大于物体B和地球组成的系统的机械能的减少量
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当施加外力时,B保持静止,由平衡条件
解得,选项A错误;
B.撤去外力后,当B受到的合力为零时,B的速度最大,对AB整体有
解得,选项B正确;
C.当撤去外力瞬间,弹簧弹力未改变,即弹簧的弹力仍为零,当撤去外力F的瞬间对AB整体有
解得,选项C错误;
D.电场力对B做正功,电势能减小,所以物体A、弹簧和地球组成的系统机械能增加量大于物体B和地球组成的系统机械能的减少量,选项D正确。
故选BD。
三、填空题 (本大题共3小题,共9分)
13. 用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图所示,则电压表的读数为______V,电流表的读数为______A;用游标卡尺测量管子的内径如图所示,则其内径d=______cm。
【答案】 ①. 2.60 ②. 0.52 ③. 4.275
【解析】
【详解】[1]题图可知电压表最小分度值为0.1V,故读数保留到百分位,故读数为2.60V;
[2]题图可知电流表最小分度值为0.02A,故读数保留到百分位,故读数为0.52A;
[3]题图可知游标卡尺精度为0.05mm,故
14. 如图所示,边长为2cm的正方形ABCD处在一个匀强电场中,电场线与正方形所在平面平行。已知A、B、C三点的电势依次为6V,2V,-2V则D点的电势为__________V,电场强度大小为________V/m。
【答案】 ①. 2 ②. 282.8
【解析】
【详解】[1]因为
可得
[2]则BD为等势线,场强方向沿AC方向,场强大小为
15. 如图所示是电表改装的原理图,已知表头的内阻Rg为800Ω,满偏电流Ig为50μA,改装后的电压表量程为1V,电流表量程为1mA,当S接1时,为电流表的改装原理图,R1=__________Ω,当S接2时,为电压表的改装原理图,R2=__________Ω
【答案】 ①. 42.1Ω ②. 19200Ω
【解析】
【详解】[1]当S接1时,表头与R1并联,为电流表的改装原理图
[2]当S接2时,表头与R2串联,为电压表的改装原理图
四、实验题(本大题共2小题,共12分)
16. 图(a)为观察电容器充、放电现象的实验装置。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。电源输出电压恒为8V,S为单刀双掷开关,C为电容器,R为电阻箱。当开关S接1,电容器开始充电,电容器充电完毕后,把开关改接2进行放电,其放电电流随时间变化关系如图(b)所示。回答下列问题:
(1)开关接2,电路中的电流方向为______(填正确选项前的标号)
A. 顺时针 B. 逆时针
(2)已知图(b)电流随时间变化的图线与时间轴围成的面积代表电容器所放出的电荷量大小,则可得到该电容器的电容为______F(保留2位有效数字)。
(3)如果不改变电路其他参数,只增大电阻箱的阻值R,并重复上述实验,实线和虚线分别表示改变前后放电过程电流随时间变化的曲线,最符合实际情况的图像为______。
A. B.
C. D.
【答案】(1)B (2) (3)A
【解析】
【小问1详解】
电容器充完电后,上极板带正电,下极板带负电,开关接2,电容器放电,电路中的电流方向为逆时针。
故选B。
【小问2详解】
根据可知,图像与横轴围成的面积等于电容器带电量,由图可知,电容器带电量为
则该电容器的电容为
【小问3详解】
增大电阻R以后,开始放电电流减小,放电时间变长,但是图像与横轴围成的面积不变。
故选A。
17. 某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系,设计并完成了有关的实验,以下是实验中可供选用的器材。
A.待测小灯泡(额定功率6W,额定电流0.5A)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻0.1Ω)
C.电压表(量程0~5V,内阻约5kΩ)
D.电压表(量程0~15V,内阻约 15kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值 50Ω)
F.滑动变阻器(最大阻值 1kΩ)
G.直流电源(电动势15V,内阻可忽略)
H.开关一个,导线若干
实验中调节滑动变阻器,小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化,从而测出小灯泡在不同电压下的电流。
(1)实验中为较准确测量、方便调节,电压表应选用___,滑动变阻器应选用______(填写仪器前面的字母序号);
(2)有四位同学设计了四种电路图(如下图),其中设计的合理的电路图是______。
A. B.
C. D.
【答案】(1) ①. D ②. E (2)A
【解析】
【小问1详解】
[1]由于待测小灯泡的额定电压为
则电压表应选用D;
[2]小灯泡正常工作时的电阻为
为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选择阻值较小的E。
【小问2详解】
要求小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化,则滑动变阻器采用分压接法;由于
可知电流表应采用外接法,故设计的合理的电路图是A。
五、计算题(本大题3小题,共39分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
18. 如图所示,在水平匀强电场中,用一根绝缘的柔软细线悬挂一质量为m,带电量为q的小球,小球静止时悬线与竖直方向夹角为θ,已知重力加速度为g。求:
(1)绳子拉力大小;
(2)匀强电场场强大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析如图所示
根据平衡条件可知,竖直方向有
解得
【小问2详解】
根据平衡条件水平方向有
且
解得
19. 一束初速不计的带电粒子,电荷量在经过的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离,板长,两个极板上电压为,已知粒子的质量为。(重力忽略不计)求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度;
(2)粒子在偏转电场中的加速度大小;
(3)粒子射出电场沿垂直于板面方向偏移的距离y;
(4)粒子射出电场时速度偏转角度θ的正切值;
(5)偏转电场对粒子做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
粒子加速过程中,由动能定理可得
解得
【小问2详解】
根据牛顿第二定律,可得粒子在偏转电场中的加速度
【小问3详解】
粒子沿初速度方向做匀速直线运动,在偏转电场中的飞行时间设为,则有
解得
粒子飞出平行板时的侧移量
【小问4详解】
粒子射出电场时竖直分速度为
粒子射出电场时速度偏转角度θ的正切值
【小问5详解】
根据恒力功的定义式,可得偏转电场对粒子做的功为
20. 如图所示,是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为,下端与水平绝缘轨道在点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为。
(1)若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放,滑块到达B点时速度为多大?滑块到达C点时对轨道的作用力大小;
(2)改变s的大小使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求s的大小。
(3)若s选取合适大小,能使滑块一直在轨道上运动,滑块从某点出发到最后稳定下来的过程,求滑块在水平轨道上滑行的总路程最大值?
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设滑块到达点时的速度为,从A点到点,由动能定理得
而,解得
设滑块到达点时速度大小为,从A点到点,由动能定理得
解得
根据牛顿第二定律有
解得滑块到达点时受到轨道的作用力大小
由牛顿第三定律知,滑块到达C点时对轨道的作用力大小为。
【小问2详解】
要使滑块恰好始终沿轨道滑行,则滑至圆轨道DG间H点时,由电场力和重力的合力提供向心力,此时的速度最小(设为),此时电场力和重力的合力大小为
电场力和重力的合力与竖直方向的夹角满足
可得
根据牛顿第二定律可得
又从A到过程由动能定理得
联立解得
【小问3详解】
要使滑块不离开轨道,先找到圆轨道上C点上方的P点,P点处电场力和重力合力恰好与OP垂直,若滑块到达此处,速度恰好为0,滑块返回直至回到B点,在水平轨道减速至0,再在电场力作用下冲向圆轨道,因摩擦生热,造成滑块的重力势能和电势能总和变少,不能再次到达P点,但仍然可以达到一个新位置P1,依次减缓,直至当滑块滑至B点速度为0,此后滑块不在进入水平轨道,仅在圆轨道上往返运动,处于稳定运动。第一次从出发点到点,根据动能定理可得
解得
从初位置出发到达最后B点速度为0过程中,滑块损失的电势能和多次摩擦生热的热量相等,则有
解得
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三明一中 2025——2026学年上学期半期考
高二物理试题
(考试时长∶90分钟 满分∶100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 体积小的带电体就是点电荷
B. 由公式可知,电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力F的大小成正比,与检验电荷的电量q成反比
C. 由公式可知,在离带电体很近时,r趋近于零,电场强度无穷大
D. 匀强电场中电场强度处处相同,电场线是一组等间距的平行线
2. 两个分别带有电荷量+Q和的相同金属小球(均可视为点电荷),在相距为r的两处时,它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其距离变为2r,则两球间的库仑力大小为( )
A. B. C. D. 2F
3. 如图所示,一根均匀的金属导体棒在电场的作用下,其内部的自由电子沿轴线方向做速度为的匀速直线运动。若棒横截面积为,单位长度上可以自由移动的电子个数为,已知一个电子的电荷量为,则通过导体棒电流的大小( )
A. B. C. D.
4. 一根导线电阻为10Ω,把它均匀拉长为原来的两倍长度,其电阻变为( )
A. 20Ω
B. 40Ω
C. 2.5Ω
D. 5Ω
5. 如图所示,A、B是水平放置的平行板电容器的两块极板,下极板B接地,直流电源电动势E恒定,内阻不计。将开关S闭合,电路稳定后,一带电油滴位于两板中央的M点且恰好处于静止状态,现将B板向上平移一小段距离,则( )
A. 电容器的电容将减小
B. 在B板上移过程中,电阻R中有向右的电流
C. M点电势能将增大
D. 带电油滴将沿竖直方向向下运动
6. 如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线.设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则( )
A. a、b的电荷同号,
B. a、b的电荷异号,
C. a、b的电荷同号,
D. a、b的电荷异号,
7. 某静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,下列说法正确的有( )
A. 正电荷从x1移到x2,电场力做负功
B. 负电荷从x2移到x1,电势能减小
C. x1处的电场强度为零
D. 负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大
8. 匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示,当t=0时,将一带电粒子在此匀强电场中由静止释放,若带电粒子只受电场力的作用,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 0~3s内,电场力做的总功不为零
C. 2s末带电粒子离出发点最远 D. 3s末带电粒子回到原出发点
二、双项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不答得0分)
9. 如图所示,实线为电场的等势线,虚线是一带电粒子仅在此电场力作用下的运动轨迹,M、N分别是运动轨迹与等势面b、d的交点,下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电荷
B. 粒子在M点的电势能小于在N点的电势能
C. 若粒子从M点运动到N点,则动能增大
D. M点的电场强度比N点的小
10. 如图所示,真空中A、B、C、D是正方形的四个顶点,在A点和C点固定有电荷量均为q的正点电荷。O是对角线的中点,P、Q是对角线上上的两点,且,下列说法正确的是( )
A. 对角线为电场中的一条等势线
B. P、Q两点电势相同,且高于O点电势
C. 电子从D点运动到B点过程中,电势能先减小后增大
D. B、D两点处的场强相同
11. 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图,重物的质量是50kg,从静止开始达到此最大速度的时间是0.25s。电动机内电阻r=2Ω,电路中另一电阻R=10Ω,直流电压U=160V,理想电压表的示数Uv=110V。已知则( )
A. 通过电动机的电流为55A
B. 输入电动机的电功率6150W
C. 重物的最大速度大小为1m/s
D. 重物从静止到最大速度过程上升的高度为0.2m
12. 如图所示,不带电物体A和带电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,A、B的质量分别为2m和m,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在水平面上,另一端与物体A相连,倾角为θ的斜面处于沿斜面向上的匀强电场中,整个系统不计一切摩擦,开始时,物体B在一沿斜面向上的外力的作用下保持静止且轻绳恰好伸直,然后撤去外力F,直到物体B获得最大速度,且弹簧未超过弹性限度,则在此过程中( )
A. 物体B受到的电场力大小为mgsinθ
B. 物体B的速度最大时,弹簧的伸长量为
C. 撤去外力F的瞬间,物体B的加速度为3gsinθ
D. 物体A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量大于物体B和地球组成的系统的机械能的减少量
三、填空题 (本大题共3小题,共9分)
13. 用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图所示,则电压表的读数为______V,电流表的读数为______A;用游标卡尺测量管子的内径如图所示,则其内径d=______cm。
14. 如图所示,边长为2cm的正方形ABCD处在一个匀强电场中,电场线与正方形所在平面平行。已知A、B、C三点的电势依次为6V,2V,-2V则D点的电势为__________V,电场强度大小为________V/m。
15. 如图所示是电表改装的原理图,已知表头的内阻Rg为800Ω,满偏电流Ig为50μA,改装后的电压表量程为1V,电流表量程为1mA,当S接1时,为电流表的改装原理图,R1=__________Ω,当S接2时,为电压表的改装原理图,R2=__________Ω
四、实验题(本大题共2小题,共12分)
16. 图(a)为观察电容器充、放电现象的实验装置。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。电源输出电压恒为8V,S为单刀双掷开关,C为电容器,R为电阻箱。当开关S接1,电容器开始充电,电容器充电完毕后,把开关改接2进行放电,其放电电流随时间变化关系如图(b)所示。回答下列问题:
(1)开关接2,电路中的电流方向为______(填正确选项前的标号)
A. 顺时针 B. 逆时针
(2)已知图(b)电流随时间变化的图线与时间轴围成的面积代表电容器所放出的电荷量大小,则可得到该电容器的电容为______F(保留2位有效数字)。
(3)如果不改变电路其他参数,只增大电阻箱的阻值R,并重复上述实验,实线和虚线分别表示改变前后放电过程电流随时间变化的曲线,最符合实际情况的图像为______。
A. B.
C. D.
17. 某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系,设计并完成了有关的实验,以下是实验中可供选用的器材。
A.待测小灯泡(额定功率6W,额定电流0.5A)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻0.1Ω)
C.电压表(量程0~5V,内阻约5kΩ)
D.电压表(量程0~15V,内阻约 15kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值 50Ω)
F.滑动变阻器(最大阻值 1kΩ)
G.直流电源(电动势15V,内阻可忽略)
H.开关一个,导线若干
实验中调节滑动变阻器,小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化,从而测出小灯泡在不同电压下的电流。
(1)实验中为较准确测量、方便调节,电压表应选用___,滑动变阻器应选用______(填写仪器前面的字母序号);
(2)有四位同学设计了四种电路图(如下图),其中设计的合理的电路图是______。
A. B.
C. D.
五、计算题(本大题3小题,共39分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
18. 如图所示,在水平匀强电场中,用一根绝缘的柔软细线悬挂一质量为m,带电量为q的小球,小球静止时悬线与竖直方向夹角为θ,已知重力加速度为g。求:
(1)绳子拉力大小;
(2)匀强电场场强大小。
19. 一束初速不计的带电粒子,电荷量在经过的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离,板长,两个极板上电压为,已知粒子的质量为。(重力忽略不计)求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度;
(2)粒子在偏转电场中的加速度大小;
(3)粒子射出电场沿垂直于板面方向偏移的距离y;
(4)粒子射出电场时速度偏转角度θ的正切值;
(5)偏转电场对粒子做的功。
20. 如图所示,是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为,下端与水平绝缘轨道在点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为。
(1)若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放,滑块到达B点时速度为多大?滑块到达C点时对轨道的作用力大小;
(2)改变s的大小使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求s的大小。
(3)若s选取合适大小,能使滑块一直在轨道上运动,滑块从某点出发到最后稳定下来的过程,求滑块在水平轨道上滑行的总路程最大值?
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