精品解析：福建省泉州市泉港区第五中学2024-2025学年高二上学期11月期中考试物理试题

泉州五中2024-2025学年第一学期期中考试 高二物理 2024.11 一、单项选择题：本题共6小题，每小题四分，共24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. 如图所示为一个有趣的小实验，用一个毛皮摩擦过的橡胶棒（带负电荷）靠近玻璃板上由电解质水调制的肥皂泡（可视为导体），肥皂泡会乖乖地跟着橡胶棒跑。关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A. 橡胶棒的起电方式为感应起电 B. 橡胶棒所带的电荷量可以不是元电荷的整数倍 C. 肥皂泡原来一定带了电荷 D. 图中肥皂泡处于静电平衡状态时，肥皂泡左侧可感应出负电荷 2. 在如图所示的四种典型电场的情况中，电场中a、b两点的电场强度相同的是（　　） A. 图甲中平行板电容器带电时，极板间（除边缘附近外）的任意两点a、b B. 图乙中两个等量异种点电荷的连线上，与连线中点O不等距的两点a、b C. 图丙中离点电荷等距的任意两点a、b D. 图丁中两个等量同种点电荷的连线的中垂线上，与连线中点O等距的任意两点a、b 3. 电鳗能够产生300~800V的瞬时电压，足以击倒成年水牛，被称为“水下发电机”。如图甲，电鳗放电时头部是负极，尾部是正极。电鳗放电瞬间周围的电场线分布可简化为图乙，P、Q之间的电势差为600V，下列说法正确的是（　　） A. 点的电场强度大小大于点的电场强度大小 B. 一个质子从点移到点，电场力做功为600eV，电势能增加了600eV C. 一个质子从点由静止释放，在只受电场力的作用下，它可以沿着电场线运动到点 D. 点电势比点电势低 4. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为，质子的质量为，其电量为e，那么这束质子流内单位体积的质子数是（　　） A. B. C. D. 5. 如图，光滑固定斜面上方存在一沿斜面向下的匀强电场，一轻弹簧一端固定在斜面的顶端，另一端与一质量为，电荷量为的滑块相连，滑块恰好静止在点。以为坐标原点，沿斜面向上为轴的正方向，现给滑块沿斜面向上的初速度，下列关于滑块从点第一次运动到最高点的过程中，系统的电势能、滑块的加速度大小及动能随滑块位置变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 某真空区域的竖直平面内存在电场，其中一条竖直电场线如图甲中竖直实线所示(方向未知)。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点以一定的初速度水平向右抛出，其轨迹如图甲中虚线所示。以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，A点是轨迹上的一点，其x轴方向坐标值是，小球的机械能E与竖直方向的位移x的关系如图乙所示，不计空气阻力。则下列说法正确的是( ) A. 电场强度大小可能恒定，方向沿x轴负方向 B. 从O到A的过程中小球的电势能越来越小 C. 到达A位置时，小球的动能为 D. 到达A位置时，小球的动能为 二、双项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 7. 如图为小五同学在实验室自制的电容器，其电容为，主要由上下两片铝箔以及中间的绝缘塑料片构成，两根导线分别连接上下两片铝箔，则（　　） A. 对其充电的电源电压越大，其电容也越大 B. 若两片铝箔间距增大，则其电容变小 C. 将其沿中线剪开，则剩余一半的电容为 D. 对其充电后将两根导线的端点连接，就可长时间储存电能 8. 如图甲，，为两个带同种电荷的小球，固定在光滑绝缘水平面上点，初始时刻在右侧点处，此时所受电场力大小为，现给一方向与连线重合、大小为的初速度，开始一段时间内运动的图像如图乙，则（　　） A. 初速度的方向水平向左 B. 初速度的方向水平向右 C. 在时间内，在运动过程中所处位置的场强逐渐变大 D. 时刻，所受电场力大小一定等于 9. 某一场强沿x轴的静电场，其电势随坐标x的变化图像如图所示，现将一比荷的绝对值为的带负电的试探电荷在处由静止释放，不计重力下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷向右运动的最远点在处 B. x轴负半轴与x轴正半轴的电场强度之比为 C. 在x轴负半轴的电场方向沿x轴正方向 D. 释放试探电荷以后，试探电荷周期性往复运动的周期为 10. 如图所示，真空中有一半径为5cm的圆，其圆心为O，是圆的内接直角三角形，空间存在着平行于圆面的匀强电场（取O点的电势为零）。C点电势为V，把电子从A点移动到B点，静电力做功为eV。放置在A点的质子源，向各个方向发射动能均为5eV的质子。已知电子的电荷量为，不考虑质子源产生的电场，不计各种粒子的重力和粒子间的相互作用力，下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场的电场强度大小为 B. 圆周上C、B两点间的电势差UCB=8V C. 若某一质子到达圆周边界时的电势能为4eV，则其动能为1eV D. 当某个质子经过圆周上某一位置时，动能可能为22eV 三、填空、实验题。本题共4小题，第11、12题各4分，第13、14题各6分，共20分。 11. 图甲静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。A接在高压电源的正极，B接在高压电源的负极，其内部电场如图乙所示。粉尘由侧面进入除尘器后遇到电子而带负电，最终被吸附到A上，从而达到除尘的目的。则带电粉尘颗粒（带电量不变）在运动过程中，所受电场力与电场线相切指向____________（选填“A”或“B”），所受电场力的大小____________（选填“越来越大”“越来越小”或“不变”）。 12. 有一个电流表，满偏电流，内阻，若要改装成量程为0~1mA的电流表，应______（填“串”或“并”）联一个阻值为______的电阻.若要将改装后的电流表再改装成量程为0~3V的电压表，应再串联一个阻值为______的电阻. 13. 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。 （1）开关接1，电容器开始充电后，电流大小______（填正确选项前的标号）。 A. 逐渐增大 B. 保持不变 C. 逐渐减小 （2）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 （3）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）。 （4）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. 14. 某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，其阻值大约为。 （1）已知该同学用电压表（）、电流表（）测金属丝的电压、电流时，表盘如下图所示，则电压表的读数为______V，电流表的读数为______A。 （2）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为______mm； （3）实验时采用如图乙电路图进行实物连接，在正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器滑动触头应滑到最______边（填“左”或“右”）。 （4）若流经圆柱体的电流为，圆柱体两端的电压为，圆柱体横截面的直径和长度分别用、表示，则用、、、表示该圆柱体电阻率的关系式为______。 四、计算题，本题共4小题，第15题6分，第16题8分，第17题12分，第18题14分，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。 15. 一台直流电动机线圈电阻，与一阻值的电阻串联。当所加电压时，电动机正常工作，电压表示数为 100V，求： （1）电动机正常工作时电阻R的电压和电流； （2）电动机正常工作时电动机消耗的电功率及输出的机械功率。 16. 如图所示，绝缘水平天花板上的点用绝缘丝线悬挂一质量为电荷量为的小球A，丝线长为，在同一水平线距离点为处固定另一电量为的点电荷（未知）。当小球静止时，丝线和竖直方向的夹角，已知小球质量为，重力加速度为，静电力常量为，求： （1）丝线的拉力大小； （2）点电荷的大小。 17. 如图所示，光滑水平轨道与半径为的光滑竖直半圆轨道在点平滑连接，在过圆心的水平界面的下方分布有水平向右的匀强电场，现将一质量为、电荷量为的小球（可视为质点）从水平轨道上点由静止释放，小球运动到点离开半圆轨道后，经界面上的点进入电场，已知点在点的正上方，整个运动过程小球的电荷量保持不变，、间的距离为，重力加速度为。求： （1）小球在点速度大小； （2）匀强电场的电场强度的大小； （3）轨道对小球支持力的最大值。 18. 如图甲所示，一对平行金属板M、N长为，相距为，为中轴线。当两板间加电压时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场。某种带负电的粒子从点以速度沿方向射入电场，粒子恰好打在上极板M的中点，粒子重力忽略不计。 （1）求带电粒子的比荷； （2）求带电粒子运动到上极板中点时的速度大小； （3）若M、N间加如图乙所示的交变电压，其周期，大量的上述粒子仍然以速度沿方向持续射入电场，最终所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，求的值（用表示）； （4）第（3）问中，当粒子恰能从中轴线离开电场，求该粒子在运动过程中偏离中轴线的最远距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 泉州五中2024-2025学年第一学期期中考试 高二物理 2024.11 一、单项选择题：本题共6小题，每小题四分，共24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. 如图所示为一个有趣的小实验，用一个毛皮摩擦过的橡胶棒（带负电荷）靠近玻璃板上由电解质水调制的肥皂泡（可视为导体），肥皂泡会乖乖地跟着橡胶棒跑。关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A. 橡胶棒的起电方式为感应起电 B. 橡胶棒所带的电荷量可以不是元电荷的整数倍 C. 肥皂泡原来一定带了电荷 D. 图中肥皂泡处于静电平衡状态时，肥皂泡左侧可感应出负电荷 【答案】D 【解析】 【详解】A．橡胶棒的起电方式为摩擦起电，故A错误； B．带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍，故B错误； C．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，肥皂泡原来可以不带电，带电体有吸引轻小物体的性质，因此肥皂泡会乖乖地跟着橡胶棒跑，故C错误； D．橡胶棒带负电，肥皂泡处于静电平衡状态时，肥皂泡左侧感应出负电荷，故D正确。 故选D。 2. 在如图所示的四种典型电场的情况中，电场中a、b两点的电场强度相同的是（　　） A. 图甲中平行板电容器带电时，极板间（除边缘附近外）的任意两点a、b B. 图乙中两个等量异种点电荷的连线上，与连线中点O不等距的两点a、b C. 图丙中离点电荷等距的任意两点a、b D. 图丁中两个等量同种点电荷的连线的中垂线上，与连线中点O等距的任意两点a、b 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲中平行板电容器带电时，极板间（除边缘附近外）为匀强电场，则任意两点（除边缘附近外）a、b电场强度相同，故A正确； B．两个等量异号点电荷的连线上，据电场线的对称性可知，与连线中点O不等距的两点a、b电场强度大小不等，方向相同，故B错误； C．离点电荷Q等距的任意两点a、b电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故C错误； D．两个等量同号点电荷连线的中垂线上，与中点O等距的任意两点a、b场强大小相等，但方向相反，所以电场强度不同，故D错误。 故选A。 3. 电鳗能够产生300~800V的瞬时电压，足以击倒成年水牛，被称为“水下发电机”。如图甲，电鳗放电时头部是负极，尾部是正极。电鳗放电瞬间周围的电场线分布可简化为图乙，P、Q之间的电势差为600V，下列说法正确的是（　　） A. 点的电场强度大小大于点的电场强度大小 B. 一个质子从点移到点，电场力做功为600eV，电势能增加了600eV C. 一个质子从点由静止释放，在只受电场力的作用下，它可以沿着电场线运动到点 D. 点电势比点电势低 【答案】D 【解析】 【详解】A．点电场线分布更密集，点的电场强度大小大于点的电场强度大小，故A错误； B．点电势高，一质子从点移到点，电场力做正功600eV，电势能减小了，故B错误； C．间的电场线不是直线，电场强度方向不断改变，质子受到的电场力方向不断改变，轨迹不可能是间的电场线，故C错误； D．沿着电场线电势降低，故D正确。 故选D。 4. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为，质子的质量为，其电量为e，那么这束质子流内单位体积的质子数是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】质子加速过程有 根据电流的微观定义式有 解得 故选D。 5. 如图，光滑固定斜面上方存在一沿斜面向下的匀强电场，一轻弹簧一端固定在斜面的顶端，另一端与一质量为，电荷量为的滑块相连，滑块恰好静止在点。以为坐标原点，沿斜面向上为轴的正方向，现给滑块沿斜面向上的初速度，下列关于滑块从点第一次运动到最高点的过程中，系统的电势能、滑块的加速度大小及动能随滑块位置变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．滑块从O点第一次运动到最高点的过程中，电场力做功为 根据功能关系有 解得 图像斜率为正值，故A错误； B．滑块在O点静止，根据平衡条件有 滑块向上运动过程中，根据牛顿第二定律有 解得 图像是一条过原点的倾斜的直线，故B正确； CD．根据动能定理有 解得 可知，图像中，图像上某一点的切线的斜率的绝对值表示合力大小，结合上述可知，滑块向上运动过程中，合力逐渐增大，即图像上某一点的切线的斜率的绝对值逐渐增大，故CD错误。 故选B。 6. 某真空区域的竖直平面内存在电场，其中一条竖直电场线如图甲中竖直实线所示(方向未知)。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点以一定的初速度水平向右抛出，其轨迹如图甲中虚线所示。以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，A点是轨迹上的一点，其x轴方向坐标值是，小球的机械能E与竖直方向的位移x的关系如图乙所示，不计空气阻力。则下列说法正确的是( ) A. 电场强度大小可能恒定，方向沿x轴负方向 B. 从O到A的过程中小球的电势能越来越小 C. 到达A位置时，小球的动能为 D. 到达A位置时，小球的动能为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，机械能减少，说明电场力做负功，电势能增加，因此电场力方向与运动方向的夹角大于90°，又因小球带正电，故电场强度方向沿x轴负方向；由功能关系得 可知，图乙的斜率为电场力，斜率在减小，电场力在减小，即电场强度在减小。 故AB错误； CD．由动能定理，得 解得 故C正确，D错误。 故选C。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 7. 如图为小五同学在实验室自制的电容器，其电容为，主要由上下两片铝箔以及中间的绝缘塑料片构成，两根导线分别连接上下两片铝箔，则（　　） A. 对其充电的电源电压越大，其电容也越大 B. 若两片铝箔间距增大，则其电容变小 C. 将其沿中线剪开，则剩余一半的电容为 D. 对其充电后将两根导线的端点连接，就可长时间储存电能 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电容器的电容由电容器本身决定，与充电电压无关，故A错误； B．由可知，两片铝箔间距增大，则其电容变小。故B正确； C．将其沿中线剪开，此时的正对面积 由可知，正对面积变成原来的一半，电容也变为原来的一半。故C正确； D．若将两根导线的端点连接，电容器将放电，不可长时间储存电能，故D错误。 故选BC。 8. 如图甲，，为两个带同种电荷的小球，固定在光滑绝缘水平面上点，初始时刻在右侧点处，此时所受电场力大小为，现给一方向与连线重合、大小为的初速度，开始一段时间内运动的图像如图乙，则（　　） A. 初速度的方向水平向左 B. 初速度的方向水平向右 C. 在时间内，在运动过程中所处位置的场强逐渐变大 D. 时刻，所受电场力大小一定等于 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由v-t图像可知B球做加速度不断增大的减速运动，所以小球B初速度v0方向水平向左，故A正确，B错误； C．由v-t图像可知B球的加速度逐渐增大，根据牛顿第二定律，有 可得 可知B球在运动过程中所处位置的场强逐渐变大，故C正确； D．v-t图像的面积表示位移，则0~小球位移大于 ~t0的位移，即此时两小球间距离小于最初距离的一半，根据库仑定律 可知B所受库仑力大于4F，故D错误。 故选AC。 9. 某一场强沿x轴的静电场，其电势随坐标x的变化图像如图所示，现将一比荷的绝对值为的带负电的试探电荷在处由静止释放，不计重力下列说法正确的是（　　） A. 试探电荷向右运动的最远点在处 B. x轴负半轴与x轴正半轴的电场强度之比为 C. 在x轴负半轴的电场方向沿x轴正方向 D. 释放试探电荷以后，试探电荷周期性往复运动的周期为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．试探电荷仅受电场力，由能量守恒定律可知，试探电荷的动能和电势能之和为定值，对比释放点和电荷向右运动的最远点，速度皆为零，故此两位置的电势能亦相等，由 可知，此两位置的电势也相等，则由几何关系可知，轴正半轴处对应的电势与轴负半轴处对应的电势相等，由此可知试探电荷向右运动的最远点在处，故A正确； B．图像斜率的绝对值代表电场强度的大小，根据图像可知，x轴负半轴图像斜率的绝对值为 x轴正半轴图像斜率的绝对值为 由此可知x轴负半轴与x轴正半轴的电场强度之比为 故B错误； C．沿电场线方向电电势低，则在x轴负半轴的电场方向沿x轴负方向，故C错误； D．释放试探电荷以后，试探电荷周期性往复运动，在x轴负半轴 ， 解得 在x轴正半轴 ， 解得 则往复运动的周期 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，真空中有一半径为5cm的圆，其圆心为O，是圆的内接直角三角形，空间存在着平行于圆面的匀强电场（取O点的电势为零）。C点电势为V，把电子从A点移动到B点，静电力做功为eV。放置在A点的质子源，向各个方向发射动能均为5eV的质子。已知电子的电荷量为，不考虑质子源产生的电场，不计各种粒子的重力和粒子间的相互作用力，下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场的电场强度大小为 B. 圆周上C、B两点间的电势差UCB=8V C. 若某一质子到达圆周边界时的电势能为4eV，则其动能为1eV D. 当某个质子经过圆周上某一位置时，动能可能为22eV 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由公式 及取O点的电势为零可知，圆周上A点的电势为，把电子从A点移动到B点，克服静电力做功为，则有 解得 则有圆周上B、C两点间的电势差连接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 由几何关系可得 则有 又有 故A正确，B错误； CD．由公式 可知，质子在点的电势能为，粒子的总能量 由能量守恒定理可知，若某一质子到达圆周边界时的电势能为4eV，则其动能为，由公式 及取O点的电势为零可知，圆周上电势最高为，最低为，则质子经过圆周上某一位置时，电势能最大为，最小为，由能量守恒定理可知，动能最大为，最小为，则动能可能为22eV，故C错误，D正确。 故选AD。 三、填空、实验题。本题共4小题，第11、12题各4分，第13、14题各6分，共20分。 11. 图甲静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。A接在高压电源的正极，B接在高压电源的负极，其内部电场如图乙所示。粉尘由侧面进入除尘器后遇到电子而带负电，最终被吸附到A上，从而达到除尘的目的。则带电粉尘颗粒（带电量不变）在运动过程中，所受电场力与电场线相切指向____________（选填“A”或“B”），所受电场力的大小____________（选填“越来越大”“越来越小”或“不变”）。 【答案】 ①. A ②. 越来越小 【解析】 【详解】[1]带电粉尘颗粒（带电量不变）带负电，所受电场力与电场线相切指向A； [2]带电粉尘颗粒（带电量不变）在向两极板运动的过程当中电场强度逐渐变小，而由于粉尘由侧面进入除尘器后遇到电子而带负电 所受电场力的大小越来越小。 12. 有一个电流表，满偏电流，内阻，若要改装成量程为0~1mA的电流表，应______（填“串”或“并”）联一个阻值为______的电阻.若要将改装后的电流表再改装成量程为0~3V的电压表，应再串联一个阻值为______的电阻. 【答案】 ①. 并 ②. 150 ③. 2880 【解析】 【详解】[1][2]若要改装成量程为0~1mA的电流表，应并联一个电阻，阻值为 改装后的电流表的内阻 [3]若要将改装后的电流表再改装成量程为0~3V的电压表，应再串联的电阻为 13. 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。 （1）开关接1，电容器开始充电后，电流大小______（填正确选项前的标号）。 A. 逐渐增大 B. 保持不变 C. 逐渐减小 （2）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 （3）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）。 （4）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）C （2）B （3） （4）A 【解析】 【小问1详解】 开关接1，电容器开始充电后，电流大小逐渐减小，故选C； 【小问2详解】 电容器充电时，上极板带正电，则开关接2，电容器放电，电路中的电流方向为逆时针，故选B； 【小问3详解】 图像与坐标轴围成的面积等于电容器带电量，则由图可知，电容器带电量 电容 【小问4详解】 增大电阻R以后，开始放电电流减小，放电时间变长，但是图像与坐标轴围成的面积不变，故选A。 14. 某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，其阻值大约为。 （1）已知该同学用电压表（）、电流表（）测金属丝的电压、电流时，表盘如下图所示，则电压表的读数为______V，电流表的读数为______A。 （2）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为______mm； （3）实验时采用如图乙电路图进行实物连接，在正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器滑动触头应滑到最______边（填“左”或“右”）。 （4）若流经圆柱体的电流为，圆柱体两端的电压为，圆柱体横截面的直径和长度分别用、表示，则用、、、表示该圆柱体电阻率的关系式为______。 【答案】（1） ①. 2.20 ②. 0.48 （2）1.850 （3）右 （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]根据电压表的读数规律可知，该读数为2.20V； [2]根据电流表的读数规律可知，该读数为0.48A。 【小问2详解】 根据螺旋测微器的读数规律可知，该读数为 【小问3详解】 滑动变阻器采用限流式接法，为了确保安全，闭合开关前，应使滑动变阻器接入电阻达到最大值，可知，闭合开关之前，滑动变阻器滑动触头应滑到最右边。 【小问4详解】 根据欧姆定律有 根据电阻定律有 其中 解得 四、计算题，本题共4小题，第15题6分，第16题8分，第17题12分，第18题14分，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。 15. 一台直流电动机线圈电阻，与一阻值的电阻串联。当所加电压时，电动机正常工作，电压表示数为 100V，求： （1）电动机正常工作时电阻R的电压和电流； （2）电动机正常工作时电动机消耗的电功率及输出的机械功率。 【答案】（1），；（2）， 【解析】 【详解】（1）电动机正常工作时电阻R的电压 根据欧姆定律得 （2）电动机与电阻R串联，则通过电动机的电流为5A。电动机的输入功率 电机输出的机械功率 16. 如图所示，绝缘水平天花板上的点用绝缘丝线悬挂一质量为电荷量为的小球A，丝线长为，在同一水平线距离点为处固定另一电量为的点电荷（未知）。当小球静止时，丝线和竖直方向的夹角，已知小球质量为，重力加速度为，静电力常量为，求： （1）丝线的拉力大小； （2）点电荷的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球受力情况如图所示 由几何关系可知 由平衡条件可得丝线的拉力 解得 【小问2详解】 由平衡条件可得库仑力 根据库仑定律有 解得 17. 如图所示，光滑水平轨道与半径为的光滑竖直半圆轨道在点平滑连接，在过圆心的水平界面的下方分布有水平向右的匀强电场，现将一质量为、电荷量为的小球（可视为质点）从水平轨道上点由静止释放，小球运动到点离开半圆轨道后，经界面上的点进入电场，已知点在点的正上方，整个运动过程小球的电荷量保持不变，、间的距离为，重力加速度为。求： （1）小球在点速度大小； （2）匀强电场的电场强度的大小； （3）轨道对小球支持力的最大值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球离开点后做平抛运动，小球从运动到的过程中，水平方向有 竖直方向有 联立可得 【小问2详解】 设小球过点时的速度大小为，小球从运动到的过程中，根据动能定理有 解得 【小问3详解】 如图所示，小球运动到等效最低点时速度最大，设最大速度为，与竖直线夹角为 由于 可得 小球从点运动到点的过程中，根据动能定理有 即 解得最大速率 由于小球在点时速度最大且静电力与重力的合力恰好背离半径方向，故小球在点时受到半圆轨道的支持力最大，设此支持力大小为，在点对小球进行受力分析，则有 即半圆轨道对小球支持力的最大值为 18. 如图甲所示，一对平行金属板M、N长为，相距为，为中轴线。当两板间加电压时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场。某种带负电的粒子从点以速度沿方向射入电场，粒子恰好打在上极板M的中点，粒子重力忽略不计。 （1）求带电粒子的比荷； （2）求带电粒子运动到上极板中点时的速度大小； （3）若M、N间加如图乙所示的交变电压，其周期，大量的上述粒子仍然以速度沿方向持续射入电场，最终所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，求的值（用表示）； （4）第（3）问中，当粒子恰能从中轴线离开电场，求该粒子在运动过程中偏离中轴线的最远距离。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 设粒子经过时间打在板中点，沿极板方向有 垂直极板方向有， 联立解得，带电粒子的比荷为 【小问2详解】 带电粒子运动到上极板中点时，竖直分速度大小为 合速度大小为 联立解得 【小问3详解】 粒子通过两板时间为 从时刻开始，粒子在两板间运动时每个电压变化周期的前三分之一时间内加速度大小为 方向垂直极板向上； 在每个电压变化周期的后三分之二时间内加速度大小为 方向垂直极板向下。 不同时刻从点进入电场的粒子在电场方向的速度随时间变化的关系如图所示 因为所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，可以确定在或时刻进入电场的粒子恰好分别从极板右侧上下边缘处飞出，它们在电场方向偏转的距离最大，有 解得 【小问4详解】 或时刻进入电场的粒子恰好从中轴线飞出，粒子偏离中轴线的最远距离为 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $