精品解析：湖北省武汉外国语学校2025-2026学年高二上学期期中物理试卷

武汉外国语学校2025—2026学年度上学期期中考试 高二物理试卷 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 关于下面五幅图像，下列说法正确的是（　　） A. 甲是光的干涉图样，乙是光的衍射图样，丙为薄膜干涉图样，丁为小孔衍射图样 B. 双缝干涉实验中，波长越长亮条纹越窄 C. 从图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 D. 如图戊所示，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成热能，这种镀膜技术的物理依据是光的干涉 2. 在“未来科技体验馆”中，小华通过VR设备观察到一种“智能电场模拟器”、它能动态显示电场线并实时分析电场特性，讲解员提到：“现代科技如量子计算机、无线充电等都依赖对电场的精准操控，而电场的可视化模型最早源于物理学家的开创性思想”，结合所学知识。下列说法正确的是（　　） A. 库仑通过扭秤实验提出了“电场线”的概念，用于描述电场的分布 B. 电场概念是法拉第首先提出来的，电荷A对电荷B的作用力就是电荷A产生的电场对B的作用 C. 电场强度的定义式表明，电场强度与试探电荷的电荷量成反比 D. 麦克斯韦最早通过实验验证了真空中点电荷的场强满足平方反比规律 3. 如图所示，平行板电容器与电源连接，下极板B接地，开关S闭合，电容器两极板间P点处有一带电油滴处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 保持开关闭合，A板竖直上移一小段距离，电容器的电容变大 B. 保持开关闭合，A板竖直上移一小段距离过程中，电流表中有从a向b电流通过 C. 断开开关，A板竖直上移一小段距离，带电油滴向下运动 D. 断开开关，B板竖直下移一小段距离，带电油滴的电势能将减小 4. 两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等。虚线是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是（　　） A. 两点电荷可能是异种点电荷 B. A点的电场强度比B点的大 C. B点的电势高于A点的电势 D. 电子运动到P点时动能最小 5. 如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，其电势φ沿x轴的分布如图所示，x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、带电量为的粒子（不计重力），以初速度从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在x2点的速度为0 B. 从x1到x3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大 C. 若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为 D. 若，则粒子在运动过程中的最大动能为 6. 将四个完全相同的表头分别改装成、的电流表和、的电压表，如图，把两个电流表并联，也把两个电压表并联接入电路中，闭合电键，下列说法中正确的是（　　） A. 和的示数相同 B. 和的指针偏转角度是 C. 和的指针偏转角度始终是 D. 若的读数为1A时，干路电流I为1.2A 7. 如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，是圆的内接直角三角形，，O为圆心，半径。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为、电荷量的粒子，有些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为，到达C点的粒子电势能为（取O点电势为零）。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，。下列说法正确的是（　　） A. 当某个粒子经过圆周上某一位置时，不可能具有的电势能，且同时具有的动能 B. 圆周上B、C两点的电势差为 C. 圆周上A、C两点电势差为12V D. 匀强电场的场强大小为 8. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度。下列说法正确的是（　　） A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球在C点动能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将沿直线运动到C点 D. 若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将不能沿半圆ADB到达B点 9. 如图所示，竖直平面内有圆心为O、半径为R的圆，水平直径上两端点分别固定带电荷量为的点电荷，BD为竖直直径，P为OB的中点，且两点间的电势差大小为U。一带电荷量为、质量为m的小球以一定初速度从D点开始竖直向下运动，经过P点时加速度大小为，在间运动时加速度始终大于。忽略小球所带电荷对电场分布的影响，重力加速度为g，取无穷远处为零电势点。则小球从D到B的过程中（　　） A. 经过O点时速度最小 B. 经过O点时的加速度大小为g C. 机械能先减小后增大 D. 初动能可能为 10. 一绝缘的固定倾斜斜面，斜面倾角为，空间中存在沿斜面向下的匀强电场，电场强度为。质量为m的物块M、N用一根不可伸长的轻绳绕过滑轮连接，M带正电，电荷量为q，N不带电，N一端与弹簧连接，弹簧另一端固定在地面上，劲度系数为k。初始时有外力作用使M静止在斜面上，轻绳恰好伸直，使M从静止释放，第一次到达最低点的时间为t，不计一切摩擦。则（ ） A. 释放时M加速度为 B. M下滑的最大速度为 C. M下滑的最大距离为 D. M下滑的距离为时，所用时间为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数增多，可以__________（选填选项前的字母）。 A. 将单缝向双缝靠近 B. 将红色滤光片换成绿色滤光片 C. 使用间距更小的双缝 （2）若在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图2中b所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的__________。 A. 倍 B. 倍 C. 2倍 D. 3倍 （3）某次测量时，选用的双缝的间距为mm，测得屏与双缝间的距离为，叉丝中心线对准第1条亮纹中心时读数为21.75mm，旋转测量头旋钮，叉丝中心线对准第4条亮纹中心时读数如图3所示，则读数为__________mm。所测单色光的波长为______________（结果保留2位有效数字） 12. 某物理兴趣小组测量一段粗细均匀的合金丝电阻率。 （1）实验开始前，用螺旋测微器测量合金丝的直径，如图甲所示，读数为____________； （2）某同学采用分压电路和电流表内接法，取这段合金丝绕在半径为的量角器上，连成图乙所示电路。闭合开关前，请老师检查，发现导线____________（填写标号）接线错误，滑动变阻器的滑片应置于____________端（选填“左”或“右”）； （3）该同学改正错误后，改变金属夹位置，通过调节滑动变阻器保持电压表示数始终为，记录电流表的示数I与接入电路的合金丝所对应的圆心角，根据实验数据在图丙中作出图像____________，则该合金丝的电阻率为____________，电流表的内阻为____________。（结果均保留两位有效数字） 13. 如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为，一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面项端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行。小球A的质量为m、电荷量为q，小球A的右侧固定放置带电小球B，两球心的高度相同、间距为d，静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上，且仅受三个力作用，求细线的拉力大小和B小球的带电量。 14. 如图所示，竖直面内有一长为、宽为的长方形ABCD，M、N分别为AD与BC的中点。四个电荷量均为Q（Q未知）的点电荷位于长方形的四个顶点，A、D处点电荷带正电， B、C处点电荷带负电。一个质量为m、电荷量为（可视为点电荷）的带电小球从M处由静止释放，小球运动到MN中点O处时速度为。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，求: （1）M、O两点间的电势差； （2）小球到达N点时的速度大小； （3）已知在电荷量为Q的点电荷产生的电场中，将无限远处的电势规定为零时，距离该点电荷r处的电势为，其中k为静电力常量，多个点电荷产生的电场中某点的电势等于每个点电荷单独存在时该点的电势的代数和，求点电荷Q的电荷量。 15. 在如图甲所示的平面坐标系内，第一、二、四象限分别存在三个不同的匀强电场。第一象限内匀强电场的强度大小和方向未知；第二象限内有沿x轴正向的匀强电场，电场强度大小为；第四象限内也有沿x轴方向的匀强电场，其电场强度大小为，方向按图乙周期性变化的电场，场强以沿x轴正向为正，变化周期满足。在时刻，一质量为，电荷量为的粒子从（-x0，x0）点由静止释放，进入第一象限后恰能在（x0，0）点沿y轴负方向进入第四象限。不计粒子所受的重力，图乙的计时起点与粒子由静止释放的时刻相同。求： （1）粒子在第二象限中的运动时间和刚进入第一象限的速度大小； （2）第一象限中匀强电场的场强大小和方向； （3）请判断粒子能否离开第四象限，若能离开，求出其离开的位置坐标；若不能离开，求出当时刻粒子的坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 武汉外国语学校2025—2026学年度上学期期中考试 高二物理试卷 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 关于下面五幅图像，下列说法正确的是（　　） A. 甲是光的干涉图样，乙是光的衍射图样，丙为薄膜干涉图样，丁为小孔衍射图样 B. 双缝干涉实验中，波长越长亮条纹越窄 C. 从图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 D. 如图戊所示，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成热能，这种镀膜技术的物理依据是光的干涉 【答案】D 【解析】 【详解】A．光的双缝干涉图样是等间距明暗相间的条纹，光的单缝衍射图样是中央亮条纹最宽最亮，所以甲是光的干涉图样，乙是光的衍射图样，丙为薄膜干涉图样，丁为圆盘衍射图样，故A错误； B．根据双缝干涉条纹间距公式 可知，波长越长亮条纹越宽，故B错误； C．薄膜干涉是等厚干涉，同一级条纹各处薄膜厚度相等，所以从图丙检验工件平整度的操作中，可推断出P为凹处、Q为凸处，故C错误； D．真空玻璃管上的镀膜是一层增透膜，利用了光的干涉的原理，故D正确。 故选D。 2. 在“未来科技体验馆”中，小华通过VR设备观察到一种“智能电场模拟器”、它能动态显示电场线并实时分析电场特性，讲解员提到：“现代科技如量子计算机、无线充电等都依赖对电场的精准操控，而电场的可视化模型最早源于物理学家的开创性思想”，结合所学知识。下列说法正确的是（　　） A. 库仑通过扭秤实验提出了“电场线”的概念，用于描述电场的分布 B. 电场的概念是法拉第首先提出来的，电荷A对电荷B的作用力就是电荷A产生的电场对B的作用 C. 电场强度的定义式表明，电场强度与试探电荷的电荷量成反比 D. 麦克斯韦最早通过实验验证了真空中点电荷的场强满足平方反比规律 【答案】B 【解析】 【详解】A．库仑通过扭秤实验发现了库仑定律，但“电场线”是法拉第为直观描述电场而提出的假想曲线，故A错误； B．电场的概念是法拉第首先提出来的，电荷间的相互作用是通过电场发生的，电荷A对电荷B的作用力就是电荷A产生的电场对B的作用，故B正确； C．电场强度是电场本身的属性，定义式仅体现测量方法，场强与试探电荷q无关，故C错误； D．库仑通过扭秤实验验证了静电力满足平方反比规律，而麦克斯韦的主要贡献是建立电磁场理论方程组，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，平行板电容器与电源连接，下极板B接地，开关S闭合，电容器两极板间P点处有一带电油滴处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 保持开关闭合，A板竖直上移一小段距离，电容器的电容变大 B. 保持开关闭合，A板竖直上移一小段距离过程中，电流表中有从a向b的电流通过 C. 断开开关，A板竖直上移一小段距离，带电油滴向下运动 D. 断开开关，B板竖直下移一小段距离，带电油滴的电势能将减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 保持开关S闭合，A板竖直上移一小段距离，电容器的电容减小，故A错误； B．保持开关S闭合，A板竖直上移一小段距离，电容器的电容减小，根据 可知电量减小，电容器放电，电流表中有从b向a的电流通过，故B错误； C．断开开关，根据 A板竖直上移一小段距离，电场强度不变，则带电油滴静止，故C错误； D．初始状态电荷静止，则电荷带正电。断开开关，B板竖直下移一小段距离，根据 可知电场强度不变，极板间电势差增大，根据 可知P点与上极板的电势差不变，则P点与下极板的电势差增大，P点电势减小，电荷带正电，故带电油滴的电势能减小，故D正确。 故选D。 4. 两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等。虚线是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是（　　） A. 两点电荷可能是异种点电荷 B. A点的电场强度比B点的大 C. B点的电势高于A点的电势 D. 电子运动到P点时动能最小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据电荷间等势面的分布情况可知两点电荷是同种电荷，又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子一直受到排斥的力，故可知两点电荷为同种负电荷；故A错误； B．根据等势面的疏密程度可以判断A点的电场强度比B点的小，故B错误； C．因为两点电荷是同种负电荷，电场线指向负电荷，故可知A点的电势高于B点的电势，故C错误； D．根据电子的运动轨迹和电场线的方向可知由M到P电场力做负功，由P到N电场力做正功；由M到P动能减小，由P到N动能增加，故电子运动到P点时动能最小，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，其电势φ沿x轴的分布如图所示，x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、带电量为的粒子（不计重力），以初速度从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在x2点的速度为0 B. 从x1到x3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大 C. 若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为 D. 若，则粒子在运动过程中的最大动能为 【答案】C 【解析】 【详解】图像的斜率的绝对值为电场强度大小，因为沿电场线方向电势降低，所以，沿轴，在范围内电场强度沿轴负方向，在范围内电场强度沿轴正方向，在范围内电场强度沿轴负方向 A．粒子到达处时，电势变化量为0，所以根据公式可知电势能变化量也为0，即电场力做功为0，根据功能关系可知，粒子的动能不变，所以粒子在x2点的速度仍为。故A错误； B．电场力对带电粒子做负功，电势能一直增大。故B错误； C．由题意可知，若粒子能到达x4处，只需满足粒子到达处，若粒子能够到达处，由功能关系可得，需满足在这一过程中初动能大于等于电势能的增加量。 上式解得 故C正确 D．由题意可知，粒子到达处时，速度最大，若，由功能关系可得，粒子过程中 解得粒子在运动过程中的最大动能 故D错误 故选C。 6. 将四个完全相同的表头分别改装成、的电流表和、的电压表，如图，把两个电流表并联，也把两个电压表并联接入电路中，闭合电键，下列说法中正确的是（　　） A. 和的示数相同 B. 和的指针偏转角度是 C. 和的指针偏转角度始终是 D. 若的读数为1A时，干路电流I为1.2A 【答案】D 【解析】 【详解】AB．、为改装的电流表，两端电压相等，表头完全相同，可知二者表头电流相等，可知二者偏角相等，因为量程不同，则读数不同，故AB错误； C．和并联，可知电压相等，可知和的示数相同，因为量程比为3：4.5，即2：3，所以指针偏转角度始终是，故C错误； D．若的读数为1A时，、偏角相等，则示数为 则干路电流I为，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，是圆的内接直角三角形，，O为圆心，半径。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为、电荷量的粒子，有些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为，到达C点的粒子电势能为（取O点电势为零）。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，。下列说法正确的是（　　） A. 当某个粒子经过圆周上某一位置时，不可能具有的电势能，且同时具有的动能 B. 圆周上B、C两点的电势差为 C. 圆周上A、C两点的电势差为12V D. 匀强电场的场强大小为 【答案】A 【解析】 【详解】BC．根据电势的定义可知C点的电势 所以 根据匀强电场的特点，结合AOC是直径可知 所以 粒子由A→B，根据动能定理得 所以 且 得 则，，故BC错误； D．由于，所以O与B是等势点，连接OB，则OB为匀强电场的等势面，过A点作OB的垂线交OB于D点，则AD的方向就是该电场的电场强度方向，如图所示 O点是圆心，由几何关系可知 所以 所以 由于ODB是等势面，所以，故D错误； A．沿电场线方向电势逐渐降低，圆周上点的电势最高，电势为 解得 某个粒子经过圆周上某一位置时，最大电势能为，故A正确。 故选A。 8. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度。下列说法正确的是（　　） A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球在C点动能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将沿直线运动到C点 D. 若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将不能沿半圆ADB到达B点 【答案】CD 【解析】 【详解】A．先求小球受到的重力和电场力的合力F，即 代入题中数据，解得 可将F视为等效重力，当F恰好提供小球做圆周运动的向心力时，它运动的最小速度，则有 解得，故A错误； B．当小球在等效重力最低点时动能最大，由于重力与电场力等大，可知等效重力方向与竖直方向夹角为，故等效重力最低点在BC的中点，故B错误； C．由于AC连线与竖直方向夹角为，可知等效重力方向与AC共线且从A指向C，故若将小球在A点由静止开始释放，它将沿直线运动到C点，故C正确； D．若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，由对称性可知小球再次回到AB水平面时间为 该段时间内小球水平位移 其中 联立解得 故小球刚好运动到B点，可绘制出运动图示如下 故它将不能沿半圆ADB到达B点，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，竖直平面内有圆心为O、半径为R的圆，水平直径上两端点分别固定带电荷量为的点电荷，BD为竖直直径，P为OB的中点，且两点间的电势差大小为U。一带电荷量为、质量为m的小球以一定初速度从D点开始竖直向下运动，经过P点时加速度大小为，在间运动时加速度始终大于。忽略小球所带电荷对电场分布的影响，重力加速度为g，取无穷远处为零电势点。则小球从D到B的过程中（　　） A. 经过O点时的速度最小 B. 经过O点时的加速度大小为g C. 机械能先减小后增大 D. 初动能可能为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．设P点的场强大小为E，小球在P点时有 可得 又小球在PB间运动时加速度大于，则PB间场强大于E，且方向竖直向下。根据对称性可知小球在OD中点时所受合力为零，小球先减速后加速，在OD中点时速度最小，故A错误； B．O点的场强为零，小球在O点受电场力为零，合力等于重力，加速度大小为g，故B正确； C．从D到B的过程，电场力先做负功后做正功，小球的机械能先减小后增大，故C正确； D．设OD中点为F，根据对称性可知，点电势相等，则两点间的电势差也为U，使小球能经过F点即可使小球到达B点，由 有 故D正确。 故选BCD。 10. 一绝缘的固定倾斜斜面，斜面倾角为，空间中存在沿斜面向下的匀强电场，电场强度为。质量为m的物块M、N用一根不可伸长的轻绳绕过滑轮连接，M带正电，电荷量为q，N不带电，N一端与弹簧连接，弹簧另一端固定在地面上，劲度系数为k。初始时有外力作用使M静止在斜面上，轻绳恰好伸直，使M从静止释放，第一次到达最低点的时间为t，不计一切摩擦。则（ ） A. 释放时M的加速度为 B. M下滑的最大速度为 C. M下滑的最大距离为 D. M下滑的距离为时，所用时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．初始时，弹簧弹力等于N的重力，弹簧处于压缩状态，即 可得 释放M时，弹簧弹力不会突变，对M和N，根据牛顿第二定律 可得释放时M的加速度为，A错误； B．当M、N的加速度为零，M的速度最大，设此时弹簧的伸长量为，根据平衡条件 解得 由于，可知弹簧弹性势能不变，M从开始运动到速度达到最大过程，根据动能定理 联立解得M下滑的最大速度为，B正确； CD．以速度最大位置为原点，斜面向上为正方向，M、N所受的合外力与位移的关系满足 可知M、N做简谐运动，刚释放M时，加速度，根据简谐运动的对称性可知当M下滑的最大距离时，加速度大小也为，根据牛顿第二定律 解得M下滑的最大距离为 根据题意，M、N做简谐运动的周期 从释放开始计时，位移随时间变化的表达式为 当下滑距离为时，代入数据有 可得 即M下滑的距离为时，所用时间为，故D正确，C错误。 故选BD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某同学对如图1所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数增多，可以__________（选填选项前的字母）。 A. 将单缝向双缝靠近 B 将红色滤光片换成绿色滤光片 C. 使用间距更小的双缝 （2）若在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图2中b所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的__________。 A. 倍 B. 倍 C. 2倍 D. 3倍 （3）某次测量时，选用的双缝的间距为mm，测得屏与双缝间的距离为，叉丝中心线对准第1条亮纹中心时读数为21.75mm，旋转测量头旋钮，叉丝中心线对准第4条亮纹中心时读数如图3所示，则读数为__________mm。所测单色光的波长为______________（结果保留2位有效数字） 【答案】（1）B （2）B （3） ①. 29.30 ②. 6.3×10-7 【解析】 【小问1详解】 A．将单缝向双缝靠近，对从目镜中观察到的条纹个数无关，A错误； B．由双缝干涉条纹间距公式可知，将红色滤光片换成绿色滤光片，光的频率变大，波长变小，干涉条纹间距变小，则从目镜中观察到的条纹个数增多，B正确； C．使用间距更小的双缝，由干涉条纹间距公式可知，干涉条纹间距变大，观察到的条纹个数减少，C错误。 故选B。 【小问2详解】 在屏上观察到的干涉条纹如图2中a所示，改变双缝间的距离后，由图b的条纹间距可知，相邻条纹间距变为原来的2倍，根据，则双缝间的距离变为原来图a的。 故选B。 【小问3详解】 [1]由图3可知，第4条亮纹中心读数为 [2]条纹间距 由双缝干涉条纹间距公式可得 12. 某物理兴趣小组测量一段粗细均匀的合金丝电阻率。 （1）实验开始前，用螺旋测微器测量合金丝的直径，如图甲所示，读数为____________； （2）某同学采用分压电路和电流表内接法，取这段合金丝绕在半径为的量角器上，连成图乙所示电路。闭合开关前，请老师检查，发现导线____________（填写标号）接线错误，滑动变阻器的滑片应置于____________端（选填“左”或“右”）； （3）该同学改正错误后，改变金属夹位置，通过调节滑动变阻器保持电压表示数始终为，记录电流表的示数I与接入电路的合金丝所对应的圆心角，根据实验数据在图丙中作出图像____________，则该合金丝的电阻率为____________，电流表的内阻为____________。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）0.800 （2） ①. ③ ②. 右 （3） ①. ②. ③. 0.20 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器读数 【小问2详解】 [1][2]按实物图转化为电路原理图如图 可知实物图接成了电流表外接法，导线③接错；实验开始前，滑动变阻器的滑片应置于右端。 【小问3详解】 [1]由欧姆定律得 设量角器的半径为，根据电阻定律得 解得 代入数据得 作出图线，如图 [2]由图可知图线的斜率 求得 [3]图线的纵轴截距在数值等于电流表的内阻 13. 如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为，一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面项端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行。小球A的质量为m、电荷量为q，小球A的右侧固定放置带电小球B，两球心的高度相同、间距为d，静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷。小球A静止在斜面上，且仅受三个力作用，求细线的拉力大小和B小球的带电量。 【答案】当AB是同种电荷时，；当AB是异种电荷时， 【解析】 【详解】当AB是同种电荷时，设B电荷量为Q，由库仑定律得，库仑力为 对A受力分析,如图所示 沿斜面和垂直于斜面两个方向正交分解，沿斜面方向上 垂直于斜面方向 小球A静止在斜面上，且仅受三个力作用，A所受重力、库仑力和支持力不可能为0，则可知拉力为0，即 则 B小球的带电量Q为 当AB是异种电荷时，对A受力分析，如图所示 沿斜面和垂直于斜面两个方向正交分解，沿斜面方向上 垂直于斜面方向 小球A静止在斜面上，且仅受三个力作用，A所受重力、拉力和库仑力不可能为0，则支持力为0，则 解得 则 14. 如图所示，竖直面内有一长为、宽为的长方形ABCD，M、N分别为AD与BC的中点。四个电荷量均为Q（Q未知）的点电荷位于长方形的四个顶点，A、D处点电荷带正电， B、C处点电荷带负电。一个质量为m、电荷量为（可视为点电荷）的带电小球从M处由静止释放，小球运动到MN中点O处时速度为。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，求: （1）M、O两点间的电势差； （2）小球到达N点时的速度大小； （3）已知在电荷量为Q的点电荷产生的电场中，将无限远处的电势规定为零时，距离该点电荷r处的电势为，其中k为静电力常量，多个点电荷产生的电场中某点的电势等于每个点电荷单独存在时该点的电势的代数和，求点电荷Q的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球从M运动到O，由题意知 由动能定理可得 解得 小问2详解】 由题意可知 小球从M运动到N，由动能定理得 联立解得 【小问3详解】 根据点电荷电势的定义可得，M点的电势 O点电势 而 各式联立解得 15. 在如图甲所示平面坐标系内，第一、二、四象限分别存在三个不同的匀强电场。第一象限内匀强电场的强度大小和方向未知；第二象限内有沿x轴正向的匀强电场，电场强度大小为；第四象限内也有沿x轴方向的匀强电场，其电场强度大小为，方向按图乙周期性变化的电场，场强以沿x轴正向为正，变化周期满足。在时刻，一质量为，电荷量为的粒子从（-x0，x0）点由静止释放，进入第一象限后恰能在（x0，0）点沿y轴负方向进入第四象限。不计粒子所受的重力，图乙的计时起点与粒子由静止释放的时刻相同。求： （1）粒子在第二象限中的运动时间和刚进入第一象限的速度大小； （2）第一象限中匀强电场的场强大小和方向； （3）请判断粒子能否离开第四象限，若能离开，求出其离开的位置坐标；若不能离开，求出当时刻粒子的坐标。 【答案】（1）； （2）；方向为斜向左下方与水平成45度角 （3）能离开；（0，-） 【解析】 【小问1详解】 设粒子在第二象限中运动的时间为，刚进入第一象限时的速度大小为。粒子在第二象限中：只受水平向右的电场力，在电场力的作用下水平向右做初速度为0的匀加速直线运动，且水平位移为。由牛顿第二定律得粒子有水平向右的加速度，由 得 由匀加速直线运动规律得 得 【小问2详解】 设第一象限中的电场为，则水平分量为，竖直分量为。粒子在第一象限中仍然仅受电场力，根据牛顿第二定律；对加速度进行分解（也可分解电场、电场力）则有水平加速度，竖直加速度，粒子以水平向右的速度进入第一象限，飞出第一象限时恰好沿y轴负方向，则进入第四象限时水平速度恰好为0，因此粒子在第一象限中水平方向上做匀减速直线运动，水平位移为；在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动，竖直位移也为。根据匀变速直线运动的规律，水平方向上： 得，又有 得 ，竖直方向上：有 得 合加速度 由 得，方向为斜向左下方与水平成45度角。 【小问3详解】 根据分析可知粒子在 时刻沿y轴负方向进入第四象限，进入时的速度设为，由或得 进入后仅受水平方向的电场力，水平方向初速度为0，故水平方向加速度方向随电场变化而变化，加速度的大小为，竖直方向向下做匀速直线运动。水平方向上的速度-时间图像如下： 在内，粒子向右运动距离， 即时距离y轴；在内，粒子向左运动，当粒子向左走即可离开第四象限。由图可知内，粒子可向左走，则这段时间内的某一时刻粒子就能离开第四象限，设离开时为时刻，则有 得 ， 则粒子在第四象限中运动的时间为 。可知粒子在第四象限中向下运动的距离为 ，所以粒子离开第四象限时的坐标为（0，） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $