内容正文:
2025—2026学年度上学期高二年级期中考试物理学科试题
本试卷共8页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 真空中两个完全相同的金属球,所带电荷量之比为5∶1。它们均可视为点电荷,它们在相距r时相互之间的吸引力大小为F;现将它们充分接触后再放到相距为2r的位置,此时两球间的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】初始时两球相互吸引,故两球带异种电荷,电荷量大小之比为 5:1,设小电荷量为 ,则大电荷量为,相距时,库仑力大小
接触后总电荷代数和为
因两球相同,电荷均分,各带电荷 ,移至相距时,库仑力大小
比较得,故选C。
2. 如图所示的电路中,,滑动变阻器的最大阻值为,,当滑片P滑至的中点时,a、b两端的电压为( )
A. 10V B. 15V C. 20V D. 25V
【答案】A
【解析】
【详解】滑片滑至的中点,变阻器下半部分电阻为,下半部分电阻与并联
解得
a、b两端的电压
解得
故选A。
3. 图为示波管中电子枪原理示意图。A、K间电压为,距离为,电子在A点速度为0,经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为。下面说法中正确的是( )
A. 如果距离减半而电压不变,电子离开K时的速度仍为
B. 如果距离减半而电压不变,电子离开K时的速度变为
C. 如果距离不变而电压减半,电子离开K时的速度仍为
D. 如果距离不变而电压减半,电子离开K时的速度变为
【答案】A
【解析】
【详解】根据
可得
AB.如果距离减半而电压不变,电子离开K时的速度仍为,A正确,B错误;
CD.如果距离不变而电压减半,电子离开K时的速度变为,CD错误。
故选A。
4. 如图所示,A、B、C三个点位于以O点为圆心的圆上,直径AB与弦BC间的夹角为37°。A、B两点分别放有电荷量大小为、的点电荷时,C点的电场强度方向恰好由C点指向圆心O,,则等于( )
A B.
C. D. 1
【答案】C
【解析】
【详解】设圆的半径为R,则A点、B点处的点电荷在C点处产生的电场强度大小分别为,
合电场强度方向由C点指向圆心O,则有
解得
故选C。
5. 如图所示,某空间有一电荷量为+Q的点电荷固定于O点,M点与N点距O点分别为r和2r,一个电荷量为-q的试探电荷在M点垂直于OM射出,只受电场力作用,运动过程中经过N点;若取无穷远处的电势为零,则点电荷Q周围某点的电势为,其中r为该点到点电荷的距离,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷在N点的电势能为
B. 试探电荷从M点射出的初动能一定大于
C. 试探电荷从M点到N点的过程中,电场力做的功为
D. 要使试探电荷从M点射出后能摆脱场源电荷的束缚运动到无穷远处,则其最小初动能为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据可知试探电荷在N点的电势能为,故A错误;
B.由上述可知试探电荷在M点的电势能为,根据动能定理可知
故,故B正确;
C.试探电荷从M点到N点的过程中,电场力做负功,为,故C错误;
D.要使试探电荷从M点射出后能摆脱场源电荷的束缚运动到无穷远处,根据动能定理可知
故
若到达无穷远处时速度为0,此时初动能有最小值为,故D错误。
故选B。
6. 家用电热水器发生漏电时,电流会经过水管中的水传到人体从而发生触电事故。如图所示,安装在进出水口处的“防电墙”可以在一定程度上保护人体的安全,其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道,它实则是将水道变得更细更长。关于“防电墙”的功效,以下说法正确的是( )
A. 它能完全隔断电流
B. 它能减小水流速度
C. 它能增大水的电阻率
D. 它能增大水的电阻
【答案】D
【解析】
详解】A.漏电时“防电墙”没有完全隔断电流,故A错误;
B.“防电墙”将水管的水道变得更细更长,水流速增大,故B错误;
C.“防电墙”不能改变水的电阻率,故C错误;
D.根据电阻定律可知,“防电墙”实际上是将水管的水道变得更细更长,水的电阻率不变,S减小、L增大,管道中水的电阻增大,漏电电流减小,从而保护人体安全。
故选D 。
7. 如图所示,电源的负极、电容器下极板与静电计外壳相连并接地,R为定值电阻。现将单刀双掷开关打到1,电路稳定时,一带电的油滴恰好静止于两极板间的P点。下列说法正确的是( )
A. 若开关与1保持连接,将一适当厚度的有机玻璃板插入电容器极板间,电阻R中有由b流向a的电流
B. 若开关与1保持连接,保持电容器下极板不动,将上极板稍微向右移动一点距离,油滴将向下运动
C. 若将开关由1打到2。电路稳定后,保持电容器上极板不动,将下极板稍微上移一点距离,静电计的张角将变大
D. 若将开关由1打到2。电路稳定后,保持电容器下极板不动,将上极板稍微向左移一点距离,油滴在P点时的电势能将减小,油滴将向上运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.若开关与1保持连接,电容器两板间电势差恒定,将一适当厚度的有机玻璃板插入电容器极板间,由可知,电容C将增大,根据可得电容器所带的电荷量Q将增大,充电电流方向由a流向b,A错误;
B.若开关与1保持连接,电容器两板间电势差恒定,保持电容器下极板不动,将上极板稍微向右移动一点距离,两板正对面积减小,而两板间距离不变,由,可得电场强度不变,油滴所受电场力不变,油滴仍处于平衡状态,B错误;
C.若将开关打到2,电路稳定后,电容器所带电荷量不变,保持电容器上极板不动,将下极板稍微上移一点距离,两板间距离减小,由可知,电容C将增大,根据可得电容器两板间的电势差减小,静电计的张角将减小,C错误;
D.若将开关打到2,电路稳定后,电容器所带电荷量不变,保持电容器下极板不动,将上极板稍微向左移一点距离,两板正对面积减小,由可知,电容C将减小,根据可得电容器两板间电势差增大。两板间距离不变,由,可推出两板间电场强度增大,电荷受到的电场力增大,油滴将向上运动。P点电势能等于把油滴移动到下极板过程中电场力做功,由(q不变,E增大,d不变)可得,W增大,P点的电势能绝对值增大,油滴在P点的电势能为负值,所以,油滴在P点时的电势能将减小,D正确。
故选D 。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 军用机器狗已成为辅助步兵作战的“新宠”,具有很强的环境适应性,可在山地、丘陵等复杂地形行走,有效提升了综合作战能力。如图所示,某款军用机器狗的直流电机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它与电动势为E,内阻为r的直流电源构成闭合回路,电机恰好能正常工作。机器狗质量为m,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 电源消耗的热功率为EI
B. 电动机的效率为
C. 电源的输出功率为
D. 若该机器狗以额定功率在水平路面上奔跑,受到的阻力恒为重力的k倍,则机器狗能达到的最大速度
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电源消耗的热功率为,故A错误;
B.电动机正常工作,其额定电压为U,通过的电流为I,则电动机的效率为,故B正确;
C.电源的输出功率为,故C错误;
D.机器狗达到最大速度时加速度为零,有
而稳定后电动机的输出功率为
解得,故D正确。
故选BD。
9. 为了打击酒驾醉驾行为,保障交通安全,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。图1是某型号酒精测试仪,其工作原理如图2所示,为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为、内阻为,电路中的电表均为理想电表,为定值电阻且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中,下列说法正确的是( )
A. 饮酒量越多,电源的输出功率一定越小
B. 饮酒量越多,气敏电阻消耗的功率一定越小
C. 电压表示数变小,电流表示数变大
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变
【答案】CD
【解析】
【详解】A.电源的输出功率
当电源的内阻和外电阻相等时,电源的输出功率最大。当外电阻大于内电阻时,电源的输出功率随外电阻的减小而增大。因为,则
所以当饮酒量越大时,R越小,导致外电路总电阻会减小,内外电阻的差值减小,但外电路的总电阻始终大于内阻,因此随着R的减小,电源的输出功率变大,故A错误;
B.将R0看成电源的内阻,等效内阻为
则气敏电阻R消耗的功率相当于等效电源的输出功率,则当时,气敏电阻R消耗的功率最大,但由于R的初始阻值与的大小关系未知,所以当R减小时,R消耗的功率不确定,即R消耗的功率不一定减小,也可能增大,故B错误;
C.根据题意,气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,则当驾驶员对着测试仪吹气时,气敏电阻R的阻值减小,根据闭合电路的欧姆定律可得
可知,电路中的电流I增大,即电流表示数变大;电压表示数为
可知电压表示数变小,故C正确;
D.根据,可得电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为
则电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变,故D正确。
故选CD。
10. 某物理学习小组利用图甲所示的电路图进行一系列实验。电源的电动势E=3V,内阻为r(未知),定值电阻,电压表和电流表均为理想电表。闭合开关,滑动变阻器的滑片从B端滑至A端的过程中,测出相应的电压表读数U和电流表读数I,作了三幅图:图乙为电压表读数U随电流表读数I的变化规律图,图丙为滑动变阻器的功率P随滑动变阻器接入阻值R的变化规律图,图丁为电源的效率随滑动变阻器接入阻值的变化规律图。导线电阻不计,则下列说法正确的是( )
A. 电源的内阻r为2Ω,滑动变阻器最大阻值为17Ω
B. 图乙中a点的横坐标为
C. 图丙中c点的坐标为
D. 图丙中b点的横坐标为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.当滑动变阻器的滑片位于A端时,电压表的示数为零,此时电流表的示数最大,由图乙可知
结合欧姆定律则有
代入数据解得
电源的效率
由此可知,当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电源的效率最高,结合图丙可得
联立解得,故A正确;
B.由闭合电路的欧姆定律可知,a点的横坐标为,故B正确;
C.滑动变阻器的功率
由此可知,当滑动变阻器接入电路中的阻值为时,滑动变阻器的功率最大,最大功率为,故C错误;
D.由图丙可知,当滑动变阻器接入电路阻值最大时的功率与滑动变阻器接入电路阻值为时的功率相等,则有
其中
解得(另一解的值即为),故D错误。
故选AB。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标,它是电阻率的倒数。某实验小组为了测量某品牌纯净水样品的电导率,将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内,容器内径为D,装水部分长为L,容器两端用金属圆片电极密封。
(1)该小组同学先用多用电表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×100”挡时,发现指针偏转角度过小,该同学应换用__________(填“×10”或“×1k”)挡,换挡后进行正确操作,欧姆表示数如图所示,对应的读数为__________Ω(结果保留两位有效数字)。
(2)实验小组接下来用伏安法测量其准确阻值,最后分析数据,得出该品牌纯净水样品的电导率。实验室有以下器材供选用:
A.电流表(,内阻约为200Ω)
B.电流表(,内阻约为0.5Ω)
C.电压表(,内阻约为3kΩ)
D.电压表(,内阻约为15kΩ)
E.滑动变阻器(,额定电流为1A)
F.电源(12V,内阻约为0.5Ω)
G.开关和若干导线
为减小测量误差,电流表应选用__________,电压表应选用__________(填器材前的字母)。
(3)如图是实验器材实物图,请用笔画线作为导线将图连接完整。
(4)若得到水样电阻的阻值为R,则水样品电导率的表达式为__________(用D、L和R表示)。
【答案】(1) ①. “×1k” ②.
(2) ①. A ②. D
(3) (4)
【解析】
【小问1详解】
[1]当选择欧姆表“×100”挡时,发现指针偏转角度过小,说明待测电阻的阻值较大,应更换更大倍率的挡位,即“×1k”挡;
[2]由欧姆表的读数可知,待测电阻的阻值为
【小问2详解】
[1][2]由于电源电压为12V,故电压表应选择的电压表,即选择D;
电路中的最大电流
因此电流表选择A即可。
【小问3详解】
由于待测样品电阻较大,所以滑动变阻器应采用分压接法,同时由于
所以电流表应采用内接法,电路连接情况如图所示
【小问4详解】
根据电阻定律
解得样品的电阻率为
则样品的电导率
12. 某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻,被测干电池的电动势约为1.5V,内阻约为1Ω。
(1)实验中为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是__________(填“甲”或“乙”)。
(2)连接好电路后,在闭合开关之前,为防止电表过载,滑动变阻器的滑动触头P应放在__________(填“最左端”或“最右端”)处。
(3)通过调节滑动变阻器,测得多组U、I数据,在坐标纸中描点并作出U-I图像如图所示,由此求得干电池的电动势E=__________V,内阻r=__________Ω。(结果均保留到小数点后两位)
(4)由于电表内阻的影响,本实验中测得的干电池的电动势__________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测得的内阻__________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)甲 (2)最左端
(3) ① 1.48 ②. 0.64
(4) ①. 小于 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
由于电源内阻很小,甲方案中,误差来源于电压表分流,由于电压表内阻很大,分流较小,乙方案中电流表分压,其内阻相比电源内阻相差不多,分压较大,相比较而言,甲方案的误差较小,更接近真实值,故选甲电路图。
【小问2详解】
为了保护电路,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片P应位于最大阻值处,即滑片P应位于最左端。
【小问3详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律可得
则在图像中,图像与纵轴的交点值表示电动势,即
[2]图像的斜率为电源的内阻,则有
【小问4详解】
[1][2]本接法中采用相对电源的电流表外接法,因为电压表的分流作用,使电流表测量结果偏小,电源的如图所示
由图可知,用该电路测得的电源电动势小于真实值,内阻小于真实值。
13. 在如图甲所示的电路中,开关S闭合,将滑动变阻器的滑片从a端缓慢移动到b端的过程中,电压表的示数U随电流表的示数I变化的关系如图乙所示。电压表和电流表均为理想电表。
(1)求电源的电动势E和内阻r的阻值;
(2)求滑动变阻器R的最大阻值。
【答案】(1);
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律,结合图乙中的两个状态:
当时,,可得
当时,,可得
解得,
【小问2详解】
滑片在a端时,滑片b端时
解得
14. 长为L的细杆AB的底端A固定在水平地面上,细杆与水平地面的夹角θ=30°,C点为细杆AB的中点,C点与水平地面上D点的连线垂直于细杆。D点处固定有电荷量为Q的正点电荷。质量为m的带电小球(可视为点电荷)穿在细杆上,并从细杆顶端B点由静止开始沿杆下滑,小球经过C点时受到细杆的弹力恰好为0,小球经过C点、A点时速度大小分别为v、2v。已知小球与细杆间的动摩擦因数处处相同,重力加速度为g,静电力常量为k。求:
(1)小球带的电荷量q;
(2)小球从顶端B点运动到底端A点的过程中克服摩擦力做的功;
(3)小球从B点运动到C点,小球电势能的变化量。
【答案】(1)
(2)
(3)电势能增加了
【解析】
【小问1详解】
小球过C点时弹力为0,库仑力沿CD(垂直于AB),故垂直杆方向受力平衡,又
解得
【小问2详解】
D是正点电荷,B和A到D的距离相等(几何关系可证),因此 B、A 在同一等势面上,库仑力在B到A过程中做功为0。
设小球从顶端B点运动到底端A点的过程中克服摩擦力做的功,根据动能定理
解得
【小问3详解】
小球经过细杆上关于C点对称的位置时受到的支持力大小相等,摩擦力大小相等,因此,小球从B点运动到C点过程中,克服摩擦力做功
B点运动到C点过程中,设静电力做功W,根据动能定理
解得,静电力做负功,电势能增加,所以小球的电势能增加了
15. 如图所示,一半径为R的绝缘光滑圆形轨道竖直固定,轨道最低点B点与一条粗糙水平轨道平滑相连,轨道所在空间存在水平向右、场强大小为的匀强电场。从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m,带正电荷量为q的小球,设A、B间的距离为s,已知小球与水平轨道间的动摩擦因数为,C点为圆形轨道上与圆心O等高的点,重力加速度为g,小球可视为质点,,结果可用分数表示。
(1)为使小球能做完整的圆周运动,求s的最小值;
(2)在第(1)的情况下,求小球对圆轨道的最大压力;
(3)若,设B点电势为零,求小球运动速度最大时的电势能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
为了使小球刚好在圆轨道内完成圆周运动,小球到达某点时恰好受重力和电场力,设该点为图中的E点
将重力和电场力合成,等效成一个“重力场”,则合力的大小为
设合力与竖直方向的夹角为,根据几何关系有
解得
可知等效最高点E在左上方与竖直方向夹角37°处,在等效最高点E,根据牛顿第二定律有
从A至等效最高点E有,根据动能定理有
联立解得
【小问2详解】
由题分析可知图中F点为等效最低点,小球对轨道的压力最大,从等效最低点F到等效最高点E,根据动能定理有
在等效最低点F,根据牛顿第二定律有
联立解得
根据牛顿第三定律,最大压力
【小问3详解】
小球经过等效最低点F时速度最大,且,根据
又
解得
故小球运动速度最大时的电势能
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2025—2026学年度上学期高二年级期中考试物理学科试题
本试卷共8页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 真空中两个完全相同的金属球,所带电荷量之比为5∶1。它们均可视为点电荷,它们在相距r时相互之间的吸引力大小为F;现将它们充分接触后再放到相距为2r的位置,此时两球间的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示的电路中,,滑动变阻器的最大阻值为,,当滑片P滑至的中点时,a、b两端的电压为( )
A. 10V B. 15V C. 20V D. 25V
3. 图为示波管中电子枪的原理示意图。A、K间电压为,距离为,电子在A点速度为0,经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为。下面说法中正确的是( )
A. 如果距离减半而电压不变,电子离开K时的速度仍为
B. 如果距离减半而电压不变,电子离开K时速度变为
C. 如果距离不变而电压减半,电子离开K时的速度仍为
D. 如果距离不变而电压减半,电子离开K时的速度变为
4. 如图所示,A、B、C三个点位于以O点为圆心的圆上,直径AB与弦BC间的夹角为37°。A、B两点分别放有电荷量大小为、的点电荷时,C点的电场强度方向恰好由C点指向圆心O,,则等于( )
A. B.
C. D. 1
5. 如图所示,某空间有一电荷量为+Q的点电荷固定于O点,M点与N点距O点分别为r和2r,一个电荷量为-q的试探电荷在M点垂直于OM射出,只受电场力作用,运动过程中经过N点;若取无穷远处的电势为零,则点电荷Q周围某点的电势为,其中r为该点到点电荷的距离,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷在N点的电势能为
B. 试探电荷从M点射出的初动能一定大于
C. 试探电荷从M点到N点的过程中,电场力做的功为
D. 要使试探电荷从M点射出后能摆脱场源电荷的束缚运动到无穷远处,则其最小初动能为
6. 家用电热水器发生漏电时,电流会经过水管中的水传到人体从而发生触电事故。如图所示,安装在进出水口处的“防电墙”可以在一定程度上保护人体的安全,其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道,它实则是将水道变得更细更长。关于“防电墙”的功效,以下说法正确的是( )
A. 它能完全隔断电流
B. 它能减小水流速度
C. 它能增大水的电阻率
D. 它能增大水的电阻
7. 如图所示,电源的负极、电容器下极板与静电计外壳相连并接地,R为定值电阻。现将单刀双掷开关打到1,电路稳定时,一带电的油滴恰好静止于两极板间的P点。下列说法正确的是( )
A. 若开关与1保持连接,将一适当厚度的有机玻璃板插入电容器极板间,电阻R中有由b流向a的电流
B. 若开关与1保持连接,保持电容器下极板不动,将上极板稍微向右移动一点距离,油滴将向下运动
C. 若将开关由1打到2。电路稳定后,保持电容器上极板不动,将下极板稍微上移一点距离,静电计的张角将变大
D. 若将开关由1打到2。电路稳定后,保持电容器下极板不动,将上极板稍微向左移一点距离,油滴在P点时的电势能将减小,油滴将向上运动
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 军用机器狗已成为辅助步兵作战的“新宠”,具有很强的环境适应性,可在山地、丘陵等复杂地形行走,有效提升了综合作战能力。如图所示,某款军用机器狗的直流电机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它与电动势为E,内阻为r的直流电源构成闭合回路,电机恰好能正常工作。机器狗质量为m,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 电源消耗的热功率为EI
B. 电动机的效率为
C. 电源输出功率为
D. 若该机器狗以额定功率在水平路面上奔跑,受到的阻力恒为重力的k倍,则机器狗能达到的最大速度
9. 为了打击酒驾醉驾行为,保障交通安全,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。图1是某型号酒精测试仪,其工作原理如图2所示,为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为、内阻为,电路中的电表均为理想电表,为定值电阻且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中,下列说法正确的是( )
A. 饮酒量越多,电源的输出功率一定越小
B. 饮酒量越多,气敏电阻消耗的功率一定越小
C. 电压表示数变小,电流表示数变大
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变
10. 某物理学习小组利用图甲所示的电路图进行一系列实验。电源的电动势E=3V,内阻为r(未知),定值电阻,电压表和电流表均为理想电表。闭合开关,滑动变阻器的滑片从B端滑至A端的过程中,测出相应的电压表读数U和电流表读数I,作了三幅图:图乙为电压表读数U随电流表读数I的变化规律图,图丙为滑动变阻器的功率P随滑动变阻器接入阻值R的变化规律图,图丁为电源的效率随滑动变阻器接入阻值的变化规律图。导线电阻不计,则下列说法正确的是( )
A. 电源的内阻r为2Ω,滑动变阻器最大阻值为17Ω
B. 图乙中a点的横坐标为
C. 图丙中c点的坐标为
D. 图丙中b点的横坐标为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标,它是电阻率的倒数。某实验小组为了测量某品牌纯净水样品的电导率,将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内,容器内径为D,装水部分长为L,容器两端用金属圆片电极密封。
(1)该小组同学先用多用电表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×100”挡时,发现指针偏转角度过小,该同学应换用__________(填“×10”或“×1k”)挡,换挡后进行正确操作,欧姆表示数如图所示,对应的读数为__________Ω(结果保留两位有效数字)。
(2)实验小组接下来用伏安法测量其准确阻值,最后分析数据,得出该品牌纯净水样品电导率。实验室有以下器材供选用:
A.电流表(,内阻约为200Ω)
B.电流表(,内阻约为0.5Ω)
C.电压表(,内阻约为3kΩ)
D.电压表(,内阻约为15kΩ)
E.滑动变阻器(,额定电流为1A)
F.电源(12V,内阻约0.5Ω)
G.开关和若干导线
为减小测量误差,电流表应选用__________,电压表应选用__________(填器材前的字母)。
(3)如图实验器材实物图,请用笔画线作为导线将图连接完整。
(4)若得到水样电阻的阻值为R,则水样品电导率的表达式为__________(用D、L和R表示)。
12. 某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻,被测干电池的电动势约为1.5V,内阻约为1Ω。
(1)实验中为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是__________(填“甲”或“乙”)。
(2)连接好电路后,在闭合开关之前,为防止电表过载,滑动变阻器的滑动触头P应放在__________(填“最左端”或“最右端”)处。
(3)通过调节滑动变阻器,测得多组U、I数据,在坐标纸中描点并作出U-I图像如图所示,由此求得干电池的电动势E=__________V,内阻r=__________Ω。(结果均保留到小数点后两位)
(4)由于电表内阻的影响,本实验中测得的干电池的电动势__________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测得的内阻__________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
13. 在如图甲所示的电路中,开关S闭合,将滑动变阻器的滑片从a端缓慢移动到b端的过程中,电压表的示数U随电流表的示数I变化的关系如图乙所示。电压表和电流表均为理想电表。
(1)求电源的电动势E和内阻r的阻值;
(2)求滑动变阻器R的最大阻值。
14. 长为L的细杆AB的底端A固定在水平地面上,细杆与水平地面的夹角θ=30°,C点为细杆AB的中点,C点与水平地面上D点的连线垂直于细杆。D点处固定有电荷量为Q的正点电荷。质量为m的带电小球(可视为点电荷)穿在细杆上,并从细杆顶端B点由静止开始沿杆下滑,小球经过C点时受到细杆的弹力恰好为0,小球经过C点、A点时速度大小分别为v、2v。已知小球与细杆间的动摩擦因数处处相同,重力加速度为g,静电力常量为k。求:
(1)小球带的电荷量q;
(2)小球从顶端B点运动到底端A点的过程中克服摩擦力做的功;
(3)小球从B点运动到C点,小球的电势能的变化量。
15. 如图所示,一半径为R的绝缘光滑圆形轨道竖直固定,轨道最低点B点与一条粗糙水平轨道平滑相连,轨道所在空间存在水平向右、场强大小为的匀强电场。从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m,带正电荷量为q的小球,设A、B间的距离为s,已知小球与水平轨道间的动摩擦因数为,C点为圆形轨道上与圆心O等高的点,重力加速度为g,小球可视为质点,,结果可用分数表示。
(1)为使小球能做完整的圆周运动,求s的最小值;
(2)在第(1)的情况下,求小球对圆轨道的最大压力;
(3)若,设B点电势为零,求小球运动速度最大时的电势能。
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