精品解析：北京市第十四中学2025-2026学年高二上学期期中物理试卷

2025-2026学年北京十四中高二（上）期中物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共30分。 1. 下列物理量中，属于矢量的是（　　） A. 电场强度 B. 电势 C. 电荷量 D. 电流 2. 某区域静电场的电场线分布如图所示，a、b、c是电场中的三个点。下列说法错误的是（　　） A. a、b、c三点电场强度大小关系为 B. a、b、c三点电势关系为 C. 质子在b点受静电力方向与b点场强方向相同 D. 电子在a、b、c三点的电势能关系为 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. 如图所示，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，发现验电器的箔片没有张开。下列说法正确的是（　　） A. 金属网上A点的电势高于B点的电势 B. 电梯中手机信号微弱，其原理与该实验相同 C. 带电金属球在金属网内部产生的电场强度为0 D. 箔片没有张开，是因为感应出的负电荷都集中在验电器的金属小球上 5. 探究安培力大小影响因素的实验装置如图甲所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，可以认为磁极间的磁场是匀强磁场，将一根直导体棒用轻柔细导线水平悬挂在磁铁的两极间，导体棒的方向与磁场的方向垂直。实验中通过更换导体棒上不同的接点（如1、2和1、4等）来改变导体棒处于磁场中的有效长度。不通电流时，导体棒静止在图乙（垂直导体棒方向的截面图）中的O位置；有电流通过时，细导线将偏离一个角度，接1、4位置时导体棒中通过的电流分别为I1、I2、I3，导体棒可静止于图乙中的X、Y、Z位置。下列说法中正确的是（　　） A. 电流大小的关系为 B. 若，则导体棒静止于Y位置时细导线与竖直方向夹角是静止于X位置时夹角的2倍 C. 不改变接点位置，只改变通过导体棒电流的大小，可以探究安培力大小与通电导体棒长度的关系 D. 保持通过导体棒的电流不变，只改变接点的位置，可以探究安培力大小与电流大小的关系 6. 在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数增大 B. 电流表示数不变 C. 电源的输出功率减小 D. R消耗的功率减小 7. 如图所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离。其中AB固定，CD能自由活动，当电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将（从纸外向纸里看）（　　） A. 顺时针方向转动同时靠近导线AB B. 逆时针方向转动同时离开导线AB C. 顺时针方向转动同时离开导线AB D. 逆时针方向转动同时靠近导线AB 8. 某同学将多用电表选择开关旋转到“直流500mA”挡作为图中的电流表A，设计了如图所示的电路进行电表的改装。已知电流表A的内阻，，。关于改装表的下列说法正确的是（　　） A. 若将接线柱1、3接入电路，可以测量的最大电压为3.0V B. 若将接线柱1、3接入电路，可以测量的最大电压为1.5V C. 若将接线柱1、2接入电路，可以测量的最大电流为0.5A D. 若将接线柱1、2接入电路，可以测量的最大电流为2.0A 9. 如图甲所示，电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. A点的电势高于B点的电势 B. 电子在A点的速度大于在B点的速度 C. A点的电场强度小于B点的电场强度 D. 电子从A到B的过程中静电力做的功大于从B到C的过程中静电力做的功 10. 对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为、电阻率为、横截面积为的细金属直导线，单位体积内有个自由电子，电子电荷量为、质量为。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为。下列说法正确的是（　　） A. 比例系数 B. 比例系数的单位为 C. 当该导线通有恒定的电流时，导线中自由电子定向移动的速率 D. 当该导线通有恒定的电流时，导线中自由电子受到平均阻力大小为 二、多选题：本大题共4小题，共12分。 11. 利用如图所示的装置研究影响平行板电容器电容大小的因素，将极板和静电计相连，给极板充电，静电计指针张角可以反映两极板之间的电势差。下列说法正确的是（　　） A. 将A板稍微左移，则静电计指针张角变大 B. 将A板稍微上移，则静电计指针张角变大 C. 将玻璃板插入极板间，则静电计指针张角变大 D. 若将A板拿走，则静电计指针张角变为零 12. 如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为L的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场。当回路总电流为I时，金属杆恰好能静止，已知重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　） A. 磁场方向可能为竖直向上 B. 磁场方向可能为水平向右 C. 磁场大小最小为 D. 磁场大小最小为 13. 物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最早得出了元电荷的数值。带电油滴悬浮于极板、间的匀强电场中，通过观测悬浮油滴的直径及其他相关物理量就可以得到油滴的带电量。若将下极板接地，则下列说法正确的是（　　） A. 悬浮于极板、间的油滴一定带负电 B. 增大电源的电压，则点的电势升高 C. 增大电源的电压，则悬浮油滴将向下运动 D. 断开开关，增大两极板的间距，则悬浮油滴将向下运动 14. 电容器在生产生活中有广泛的应用。用如图甲所示的电路给电容器充电，其中C表示电容器的电容，R表示电阻的阻值，E表示电源的电动势（电源内阻不计）。改变电路元件参数，对同一电容器进行三次充电，三次充电中电容器电荷量q随时间t变化的图像分别如图乙中①②③所示。第一次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图像如图丙所示，则（　　） A. 第一次充电时所用电阻阻值小于第二次充电时所用电阻阻值 B. 第二次充电时所用电源电动势等于第三次充电时所用电源电动势 C. 第二次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图线斜率比丙图中图线斜率大 D. 第二次充电时t1时刻的电流大于t2时刻的电流 三、实验题：本大题共1小题，共8分。 15. （1）使用多用电表欧姆挡测量某电阻阻值时，下列说法正确的是______。 A. 测量时，不需要把该电阻与电路断开进行测量 B. 测量时，发现指针非常靠近欧姆挡的零刻线，应将选择开关拨至倍率较大的挡位 C. 更换挡位测量电阻阻值时，必须将红、黑表笔短接，重新进行欧姆调零 （2）若某次测量使用欧姆挡为“”挡，则图甲中电阻的测量值______。 （3）用螺旋测微器测某金属丝的直径，示数如图乙所示，则该金属丝的直径为______ mm。 （4）测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图丙所示，开关闭合前，图丙中滑动变阻器滑片应置于______选填“左”或“右”端，用此方法测得金属丝的电阻值______金属丝电阻的真实值。选填“大于”“小于”或“等于” （5）设被测金属丝电阻为，金属丝直径为d，接入电路部分的长度为l，则计算该金属丝电阻率的表达式是______用题目给出的物理量符号表示。 （6）某同学利用如图丁所示的电路进行实验，闭合开关后，发现灯泡不发光。为查找故障，用多用电表直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并保持不动，当黑表笔分别接触B、C时，示数均为；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0。若电路中仅有一处故障，则故障为______。 A. BC间断路 B. CD间断路 C. DE间断路 D. EF间断路 四、简答题：本大题共1小题，共10分。 16. 某实验小组用电阻箱和电压表按图1所示电路测定一个水果电池的电动势和内阻。闭合开关S 后调节电阻箱，记录电阻箱阻值R 和电压表示数 U，并计算对应的电流值I。 （1）在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请作出U-I 图像。（ ） （2）根据作出的 U-I 图像得出该电 池电动势E= ________ V， 内阻 r = _______ Ω。（结果保留两位有效数字） （3）若只考虑电压表内阻的影响，图1中，通过电源的电流为I1，通过电阻箱的电流为I2，图3中实 线表示 U与I1的关系，虚线表示 U 与I2 的关系，则图3中所示图像可能正确的是 _________。 A. B. C. D. （4）除了电动势和内阻，电池的另一个重要参数是容量。电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量。如图4所示，甲、乙两节锂电池所标参数真实可靠，对这两节充满电的电池进行比较，填写表格。（选填“大于”“等于”或“小于”） 电池的容量 电池储存的能量 甲______乙 甲 ________ 乙 17. 如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成37°角。重力加速度为g，，。 （1）判断小球的带电性质； （2）求该匀强电场的电场强度E的大小； （3）若将小球向左拉起至与O点处于同一水平高度且细绳刚好张紧，将小球由静止释放，求小球运动到最低点时的速度大小。 18. 直流电动机是一个把电能转化为机械能的装置。如图所示，电源的电动势E＝6V，内阻r＝0.5Ω，电动机M的线圈电阻为R＝0.5Ω，限流电阻，电键S闭合，电动机处于正常工作状态，理想电压表的示数为4.5V，求： （1）通过电动机的电流； （2）电动机输出的机械功率； （3）如果电动机突然卡住，则电动机的热功率是多少？（电动机未被烧坏） 19. 如图所示为示波管的结构原理图，阴极发出的电子（初速度可忽略不计）经电势差为的两金属板间的加速电场加速后，从一对水平放置的带电金属板的左端沿中心轴线射入板间（垂直于荧光屏），两金属板间偏转电场的电势差为，电子经偏转电场偏转后打在右侧竖直的荧光屏上。整个装置处在真空中，加速电场与偏转电场均视为匀强电场。已知电子的质量为，电荷量为；加速电场的金属板间距离为；偏转电场的金属板长为，板间距离为，其右端到荧光屏的水平距离为。电子所受重力可忽略不计。 （1）求电子经加速电场射出时的速度大小。若已知，，，，重力加速度，分析在加速电场中忽略电子所受的重力是否合理。 （2）求电子在离开偏转电场时沿垂直于板面方向的偏转距离。若单位电压引起的偏转距离称为示波管的灵敏度，该值越大表示灵敏度越高。在示波管结构确定的情况下，为了提高示波管的灵敏度，请分析说明可采取的措施。 （3）求电子打在荧光屏上的位置与点的竖直距离。 20. “电场”和“电路”看似毫不相关，实则紧密联系。电路中的宏观现象和规律可从微观角度用电场知识给出合理解释。 （1）如图（a）、（b）、（c）所示为外电路中的某段金属导体内建立恒定电场的过程示意图。（a）中表示电路闭合瞬间由电源正负极电荷所激发电场的场强，将分解为沿导线方向和垂直于导线方向的分量、；（c）表示最终在导线中形成了沿导线方向的恒定电场。自由电荷在此恒定电场的作用下定向移动形成电流。请解释（b）中抵消的附加场强的成因。 （2）恒定电场的基本性质与静电场相同。在静电场中所讲的电势、电势差及其与场强的关系，例如在恒定电场中仍适用。欧姆定律的宏观形式为。小物同学通过翻阅大学教材，发现欧姆定律还有微观形式，即，j称为“电流密度”，其大小为单位时间内通过垂直电流方向的单位面积的电荷量，E为恒定电场的场强，为导体电阻率。请利用已有知识从欧姆定律宏观形式出发推导其微观形式。 （3）小理同学对导线中的恒定电场产生了疑问：“导线中恒定电场的电场线沿导线方向，因此沿导线方向电势降落，为何在分析电路问题时不考虑导线两端的电势差呢？”小物同学首先根据给出了宏观解释：“因导线电阻相比用电器电阻小得多，因此不考虑导线上的电势降落”。他又建立了如图所示的模型尝试从微观角度给出解释。两段横截面积和长度均相同的导体A、B串联，其电阻率分别为、（），通过导体的电流恒为I。请你结合小物同学的模型和，从导体中“场的视角”解答小理同学的疑问。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年北京十四中高二（上）期中物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共30分。 1. 下列物理量中，属于矢量的是（　　） A. 电场强度 B. 电势 C. 电荷量 D. 电流 【答案】A 【解析】 【详解】A．电场强度既有大小又有方向且运算满足平行四边形定则，是矢量，故A正确； BC．电势和电荷量均没有方向，是标量，故BC错误； D．电流的运算不符合平行四边形定则，是标量，故D错误。 故选A 2. 某区域静电场的电场线分布如图所示，a、b、c是电场中的三个点。下列说法错误的是（　　） A. a、b、c三点电场强度大小关系为 B. a、b、c三点电势关系为 C. 质子在b点受静电力方向与b点场强方向相同 D. 电子在a、b、c三点的电势能关系为 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场线越密集的地方，电场强度越大，则，故A正确，不符合题意； B．沿着电场线方向，电势逐渐降低，所以a、b、c三点电势关系为，故B正确，不符合题意； C．质子带正电，在b点受静电力方向与b点场强方向相同，故C正确，不符合题意； D．电子带负电，根据可知，故D错误，符合题意； 本题选择错误选项；故选D。 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. 如图所示，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，发现验电器的箔片没有张开。下列说法正确的是（　　） A. 金属网上A点的电势高于B点的电势 B. 电梯中手机信号微弱，其原理与该实验相同 C. 带电金属球在金属网内部产生的电场强度为0 D. 箔片没有张开，是因为感应出的负电荷都集中在验电器的金属小球上 【答案】B 【解析】 【详解】A．关于金属网上A、B两点的电势。在静电平衡状态下，金属网是一个等势体，即其上各点的电势相等。因此A点的电势等于B点的电势，而非小于B点，故A错误； B．提到电梯中手机信号微弱与该实验原理相同。电梯对电磁波产生了屏蔽作用，这与本题中的静电屏蔽现象原理相似，故B正确； C．虽然金属网外部存在电场，但由于静电屏蔽作用，金属网内部（包括验电器所在位置）的合电场强度为零，是因为金属网产生电场的电场强度与外部电场的电场强度大小相等，方向相反，但这并不意味着带电金属球在金属网内部产生的电场强度本身为零，故C错误； D．由于金属网的静电屏蔽作用，验电器内部的电场强度几乎为零，验电器内金属里面的电子不会定向移动，呈电中性，因此箔片不会张开，故D错误。 故选B。 5. 探究安培力大小影响因素的实验装置如图甲所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，可以认为磁极间的磁场是匀强磁场，将一根直导体棒用轻柔细导线水平悬挂在磁铁的两极间，导体棒的方向与磁场的方向垂直。实验中通过更换导体棒上不同的接点（如1、2和1、4等）来改变导体棒处于磁场中的有效长度。不通电流时，导体棒静止在图乙（垂直导体棒方向的截面图）中的O位置；有电流通过时，细导线将偏离一个角度，接1、4位置时导体棒中通过的电流分别为I1、I2、I3，导体棒可静止于图乙中的X、Y、Z位置。下列说法中正确的是（　　） A. 电流大小的关系为 B. 若，则导体棒静止于Y位置时细导线与竖直方向夹角是静止于X位置时夹角的2倍 C. 不改变接点位置，只改变通过导体棒电流的大小，可以探究安培力大小与通电导体棒长度的关系 D. 保持通过导体棒的电流不变，只改变接点的位置，可以探究安培力大小与电流大小的关系 【答案】A 【解析】 【详解】A．设导体棒所受的安培力为，细导线与竖直方向夹角为，根据几何关系有 又 联立可得 、相同，则越大，电流越大，根据题图可知，故A正确； B．若，根据可知导体棒静止于Y位置时细导线与竖直方向夹角的正切值是静止于X位置时夹角正切值的2倍，而不是导体棒静止于Y位置时细导线与竖直方向夹角是静止于X位置时夹角的2倍，故B错误； C．不改变接点位置，只改变通过导体棒电流的大小，可以探究安培力大小与流过通电导体棒电流的关系，故C错误； D．保持通过导体棒的电流不变，只改变接点的位置，可以探究安培力大小与通电导体棒长度的关系，故D错误。 故选A。 6. 在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数增大 B. 电流表示数不变 C. 电源的输出功率减小 D. R消耗的功率减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据闭合电路的欧姆定律 可知，当滑片向下滑动时，外电路的电阻减小，干路电流增大，故电源内阻分担的电压增大，外电路的电压减小，即电压表的示数减小，故A错误； B．根据上述分析可知，外电路电压减小，通过定值电阻的电流减小，而干路电流增大，根据并联电路特点可知，电流表的示数增大，故B错误； C．根据电源输出功率 可知，当时，电源的输出功率最大，由于不知道与的具体关系，因此无法确定电源输出功率的变化情况，故C错误； D．R消耗的功率 结合上述分析可知，当滑片向下滑动时，外电路的电压减小，而定值电阻的阻值不变，因此R消耗的功率减小，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离。其中AB固定，CD能自由活动，当电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将（从纸外向纸里看）（　　） A. 顺时针方向转动同时靠近导线AB B. 逆时针方向转动同时离开导线AB C. 顺时针方向转动同时离开导线AB D. 逆时针方向转动同时靠近导线AB 【答案】D 【解析】 【详解】根据电流元分析法，把导线CD等效成CO、OD两段导线。由安培定则画出CO、OD所在位置由AB导线中电流所产生的磁场方向，由左手定则可判断CO、OD受力如图甲所示，可见导线CD逆时针转动。 由特殊位置分析法，让CD逆时针转动90°，如图乙所示，并画出CD此时位置由AB导线中电流所产生的磁场的磁感线分布，据左手定则可判断CD受力垂直于纸面向里，可见导线CD靠近导线AB。 故选D。 8. 某同学将多用电表选择开关旋转到“直流500mA”挡作为图中的电流表A，设计了如图所示的电路进行电表的改装。已知电流表A的内阻，，。关于改装表的下列说法正确的是（　　） A. 若将接线柱1、3接入电路，可以测量的最大电压为3.0V B. 若将接线柱1、3接入电路，可以测量的最大电压为1.5V C. 若将接线柱1、2接入电路，可以测量的最大电流为0.5A D. 若将接线柱1、2接入电路，可以测量的最大电流为2.0A 【答案】A 【解析】 【详解】AB．将接线柱1、3接入电路时，电压表量程为 代入题中数据解得 故A正确，B错误; CD．将接线柱1、2接入电路时，电流表量程为 代入题中数据解得 故CD错误。 故选 A。 9. 如图甲所示，电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. A点的电势高于B点的电势 B. 电子在A点的速度大于在B点的速度 C. A点的电场强度小于B点的电场强度 D. 电子从A到B的过程中静电力做的功大于从B到C的过程中静电力做的功 【答案】D 【解析】 【详解】A．电子从A到C电势能逐渐减小，可知电势逐渐升高，则电场在x坐标轴上电场强度方向沿x轴负方向，而沿电场方向电势逐渐降低，可知A点电势低于B点电势，故A错误； B．电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,只有电场力做功，因电势能逐渐减小，则动能逐渐增大，即电子在A点的速度小于在B点的速度，故B错误； C．图像的斜率等于电场力，可知从A到B电子受电场力逐渐减小，场强逐渐减小，可知A点电场强度大于B点电场强度，故C错误； D．因从A到B的电场力大于从B到C的电场力，根据W=Fx可知，电子从A运动到B静电力做的功大于从B运动到C静电力做的功，故D正确。 故选D。 10. 对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为、电阻率为、横截面积为的细金属直导线，单位体积内有个自由电子，电子电荷量为、质量为。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为。下列说法正确的是（　　） A. 比例系数 B. 比例系数的单位为 C. 当该导线通有恒定的电流时，导线中自由电子定向移动的速率 D. 当该导线通有恒定的电流时，导线中自由电子受到平均阻力大小为 【答案】A 【解析】 【详解】C．一小间内，流过导线横截面的电子个数为 电荷量为 根据电流的定义有 解得 故C错误； AD．长度为l的一段导体，则电子做定向移动时满足电场力与阻力相等，则， 解得， 故A正确，D错误； B．根据 可知比例系数的单位为 故B错误； 故选A。 二、多选题：本大题共4小题，共12分。 11. 利用如图所示的装置研究影响平行板电容器电容大小的因素，将极板和静电计相连，给极板充电，静电计指针张角可以反映两极板之间的电势差。下列说法正确的是（　　） A. 将A板稍微左移，则静电计指针张角变大 B. 将A板稍微上移，则静电计指针张角变大 C. 将玻璃板插入极板间，则静电计指针张角变大 D. 若将A板拿走，则静电计指针张角变为零 【答案】AB 【解析】 【详解】A．将A板稍微左移，根据平行板电容器的电容，可知d增大，电容器的电容C减小；根据电容器的定义式，可得，电容器两极板的电荷量Q不变，电容器的电容C减小，两极板间的电势差增大，静电计指针张角变大，故A正确； B．根据平行板电容器的电容，可知将A板稍微上移，两极板的正对面积减小，电容器的电容减小，两极板的电荷量不变，则两极板间的电势差增大，静电计指针张角变大，故B正确； C．将玻璃板插入极板间，根据平行板电容器的电容 可知介电常数增大，电容器的电容增大，结合 可知电容器两极板的电荷量Q不变，电容器的电容C增大，两极板间的电势差减小，静电计指针张角变小，故C错误； D．若将A板拿走，B板与地间的电势差仍存在，所以静电计指针张角不为零，故D错误。 故选AB。 12. 如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为L的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场。当回路总电流为I时，金属杆恰好能静止，已知重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　） A. 磁场方向可能为竖直向上 B. 磁场方向可能为水平向右 C. 磁场大小最小为 D. 磁场大小最小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．若磁场方向竖直向上，根据左手定则可知，安培力方向水平向右，大小为 金属杆恰好静止，则安培力和重力沿斜面方向的分力相等，即 整理可得 故A正确； B．若磁场方向水平向右，根据左手定则可知，安培力竖直向下，金属杆不能平衡，故B错误； CD．若磁场方向垂直导轨平面向上，安培力方向沿斜面向上，此时安培力与重力沿斜面方向分力相等，此时安培力最小，即 所以 故C正确，D错误。 故选AC。 13. 物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最早得出了元电荷的数值。带电油滴悬浮于极板、间的匀强电场中，通过观测悬浮油滴的直径及其他相关物理量就可以得到油滴的带电量。若将下极板接地，则下列说法正确的是（　　） A. 悬浮于极板、间的油滴一定带负电 B. 增大电源的电压，则点的电势升高 C. 增大电源的电压，则悬浮油滴将向下运动 D. 断开开关，增大两极板的间距，则悬浮油滴将向下运动 【答案】AB 【解析】 【详解】极板A带正电，极板B带负电，所以极板间电场方向向下。油滴悬浮，受力平衡，重力向下，静电力向上，所以油滴所受静电力方向与电场方向相反，油滴一定带负电，A正确；下极板接地，电势为0，点的电势等于点到下极板的电势差，增大电源电压，极板间电场强度，可知增大，点到下极板距离不变，根据，为点到下极板距离，点电势升高，B正确；增大电源电压，极板间电场强度增大，油滴所受静电力，可知静电力增大，静电力大于重力，油滴将向上运动，错误；断开开关，极板带电量不变，根据，，可知电场强度与极板间距无关，所以油滴所受静电力不变，仍悬浮，D错误。 14. 电容器在生产生活中有广泛的应用。用如图甲所示的电路给电容器充电，其中C表示电容器的电容，R表示电阻的阻值，E表示电源的电动势（电源内阻不计）。改变电路元件参数，对同一电容器进行三次充电，三次充电中电容器电荷量q随时间t变化的图像分别如图乙中①②③所示。第一次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图像如图丙所示，则（　　） A. 第一次充电时所用电阻阻值小于第二次充电时所用电阻阻值 B. 第二次充电时所用电源电动势等于第三次充电时所用电源电动势 C. 第二次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图线斜率比丙图中图线斜率大 D. 第二次充电时t1时刻的电流大于t2时刻的电流 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据 可知，第一次与第二次充电稳定后，电量q相同，则电容器电压U相同，充电的电源相同，由图线①、②可知，第一次充电时间比第二次充电时间小，说明第一次充电电流大，所用电阻阻值小，所以第一次充电时所用电阻阻值小于第二次充电时所用电阻阻值，故A正确； B．由②、③图线可知，两次充电稳定后的电量q不同，则电容器电压U不同，表明电源电动势不同，根据 可知，充电后，电容器电压U第二次大于第三次，所以第二次充电时所用电源电动势大于第三次充电时所用电源电动势，故B错误； C．根据 可知，u-q图线斜率表示电容器的电容的倒数，因对同一电容器进行三次充电，所以第二次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图线斜率与丙图中图线斜率相等，故C错误； D．由q-t图线的斜率表示电流大小可知，第二次充电时，t1时刻图线的斜率大于t2时刻图线的斜率，所以第二次充电时t1时刻的电流大于t2时刻的电流，故D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共1小题，共8分。 15. （1）使用多用电表欧姆挡测量某电阻阻值时，下列说法正确的是______。 A. 测量时，不需要把该电阻与电路断开进行测量 B. 测量时，发现指针非常靠近欧姆挡的零刻线，应将选择开关拨至倍率较大的挡位 C. 更换挡位测量电阻阻值时，必须将红、黑表笔短接，重新进行欧姆调零 （2）若某次测量使用欧姆挡为“”挡，则图甲中电阻的测量值______。 （3）用螺旋测微器测某金属丝的直径，示数如图乙所示，则该金属丝的直径为______ mm。 （4）测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图丙所示，开关闭合前，图丙中滑动变阻器滑片应置于______选填“左”或“右”端，用此方法测得金属丝的电阻值______金属丝电阻的真实值。选填“大于”“小于”或“等于” （5）设被测金属丝电阻为，金属丝直径为d，接入电路部分的长度为l，则计算该金属丝电阻率的表达式是______用题目给出的物理量符号表示。 （6）某同学利用如图丁所示的电路进行实验，闭合开关后，发现灯泡不发光。为查找故障，用多用电表直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并保持不动，当黑表笔分别接触B、C时，示数均为；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0。若电路中仅有一处故障，则故障为______。 A. BC间断路 B. CD间断路 C. DE间断路 D. EF间断路 【答案】（1）C （2）100 （3） （4） ①. 左 ②. 小于 （5） （6）B 【解析】 【小问1详解】 A．测量时，需要把该电阻与电路断开进行测量，故A错误； B．测量时，发现指针非常靠近欧姆挡的零刻线，说明待测电阻小，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，故B错误； C．每次换挡后都要重新进行欧姆调零，因此更换挡位测量电阻阻值时，必须将红、黑表笔短接，重新进行欧姆调零，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 某次测量使用欧姆挡为“”挡，则图甲中电阻的测量值； 【小问3详解】 螺旋测微器的精确度为，金属丝的直径为 【小问4详解】 [1]滑动变阻器采用分压式接法，为了保证电路安全，开关闭合前，图丙中滑动变阻器滑片应置于左端； [2]电流表采用外接法，实验的误差来源于电压表的分流作用，根据欧姆定律，待测电阻的真实值 测得金属丝的电阻值小于金属丝电阻的真实值； 【小问5详解】 根据电阻定律 金属丝电阻率的表达式 【小问6详解】 将红表笔与接线柱A接触并保持不动，当黑表笔分别接触B、C时，示数均为，说明BC间是完好的，CD间、DE间、EF间、AF间有断路；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0，且电路中仅有一处故障，说明CD间断路。 故选B。 四、简答题：本大题共1小题，共10分。 16. 某实验小组用电阻箱和电压表按图1所示电路测定一个水果电池的电动势和内阻。闭合开关S 后调节电阻箱，记录电阻箱阻值R 和电压表示数 U，并计算对应的电流值I。 （1）在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请作出U-I 图像。（ ） （2）根据作出的 U-I 图像得出该电 池电动势E= ________ V， 内阻 r = _______ Ω。（结果保留两位有效数字） （3）若只考虑电压表内阻的影响，图1中，通过电源的电流为I1，通过电阻箱的电流为I2，图3中实 线表示 U与I1的关系，虚线表示 U 与I2 的关系，则图3中所示图像可能正确的是 _________。 A. B. C. D. （4）除了电动势和内阻，电池的另一个重要参数是容量。电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量。如图4所示，甲、乙两节锂电池所标参数真实可靠，对这两节充满电的电池进行比较，填写表格。（选填“大于”“等于”或“小于”） 电池的容量 电池储存的能量 甲______乙 甲 ________ 乙 【答案】（1） （2） ①. 0.77 ②. （3）A （4） ①. 小于 ②. 小于 【解析】 【小问1详解】 描点画图，让更多的点在直线上，偏离太多的点舍去，如图 【小问2详解】 [1][2]图像中纵轴截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源的阻，所以有 【小问3详解】 根据 且 有 根据 可知，短路电流不变。 故选A。 【小问4详解】 对于甲，为能量单位，即 电量为 对于乙，为电量的单位，即 能量为 所以电池的容量有甲小于乙，电池储存的能量甲小于乙。 17. 如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成37°角。重力加速度为g，，。 （1）判断小球的带电性质； （2）求该匀强电场的电场强度E的大小； （3）若将小球向左拉起至与O点处于同一水平高度且细绳刚好张紧，将小球由静止释放，求小球运动到最低点时的速度大小。 【答案】（1）负电 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 球在A点静止，其受力情况如下图所示 根据平衡条件，电场力水平向左与电场线方向相反，判断小球带负电。 【小问2详解】 根据共点力平衡条件有 解得 【小问3详解】 设小球到达最低点时的速度为v，小球从水平位置运动到最低点的过程中，根据动能定理有 解得 18. 直流电动机是一个把电能转化为机械能的装置。如图所示，电源的电动势E＝6V，内阻r＝0.5Ω，电动机M的线圈电阻为R＝0.5Ω，限流电阻，电键S闭合，电动机处于正常工作状态，理想电压表的示数为4.5V，求： （1）通过电动机的电流； （2）电动机输出的机械功率； （3）如果电动机突然卡住，则电动机的热功率是多少？（电动机未被烧坏） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律可知，通过电动机的电流为 【小问2详解】 电动机的输入功率为 电动机的热功率为 则电动机的输出功率为 【小问3详解】 电动机卡住后，相当于纯电阻元件，由闭合电路欧姆定律可得 则电动机的热功率为 19. 如图所示为示波管的结构原理图，阴极发出的电子（初速度可忽略不计）经电势差为的两金属板间的加速电场加速后，从一对水平放置的带电金属板的左端沿中心轴线射入板间（垂直于荧光屏），两金属板间偏转电场的电势差为，电子经偏转电场偏转后打在右侧竖直的荧光屏上。整个装置处在真空中，加速电场与偏转电场均视为匀强电场。已知电子的质量为，电荷量为；加速电场的金属板间距离为；偏转电场的金属板长为，板间距离为，其右端到荧光屏的水平距离为。电子所受重力可忽略不计。 （1）求电子经加速电场射出时的速度大小。若已知，，，，重力加速度，分析在加速电场中忽略电子所受的重力是否合理。 （2）求电子在离开偏转电场时沿垂直于板面方向的偏转距离。若单位电压引起的偏转距离称为示波管的灵敏度，该值越大表示灵敏度越高。在示波管结构确定的情况下，为了提高示波管的灵敏度，请分析说明可采取的措施。 （3）求电子打在荧光屏上的位置与点的竖直距离。 【答案】（1），合理 （2），减小加速电场电压U0 （3） 【解析】 【小问1详解】 对于电子在加速电场中的加速过程，根据动能定理有 解得 电子在加速电场中，根据牛顿第二定律 根据 可解得，电子在加速电场中运动时间为 则由于重力引起的竖直分速度大小为 而此时电子的水平分速度为 因为远远大于，所以在加速电场中忽略电子所受的重力合理。 【小问2详解】 设电子在偏转电场中，飞行时间为，加速度为，则水平方向有 竖直方向有 其中 解得 示波管的灵敏度为 则减小加速电场电压U0可以提高示波管的灵敏度。 【小问3详解】 设电子飞出偏转电场时的偏角为θ，竖直分速度为，则， 根据几何关系有 20. “电场”和“电路”看似毫不相关，实则紧密联系。电路中的宏观现象和规律可从微观角度用电场知识给出合理解释。 （1）如图（a）、（b）、（c）所示为外电路中的某段金属导体内建立恒定电场的过程示意图。（a）中表示电路闭合瞬间由电源正负极电荷所激发电场的场强，将分解为沿导线方向和垂直于导线方向的分量、；（c）表示最终在导线中形成了沿导线方向的恒定电场。自由电荷在此恒定电场的作用下定向移动形成电流。请解释（b）中抵消的附加场强的成因。 （2）恒定电场的基本性质与静电场相同。在静电场中所讲的电势、电势差及其与场强的关系，例如在恒定电场中仍适用。欧姆定律的宏观形式为。小物同学通过翻阅大学教材，发现欧姆定律还有微观形式，即，j称为“电流密度”，其大小为单位时间内通过垂直电流方向的单位面积的电荷量，E为恒定电场的场强，为导体电阻率。请利用已有知识从欧姆定律宏观形式出发推导其微观形式。 （3）小理同学对导线中的恒定电场产生了疑问：“导线中恒定电场的电场线沿导线方向，因此沿导线方向电势降落，为何在分析电路问题时不考虑导线两端的电势差呢？”小物同学首先根据给出了宏观解释：“因导线电阻相比用电器电阻小得多，因此不考虑导线上的电势降落”。他又建立了如图所示的模型尝试从微观角度给出解释。两段横截面积和长度均相同的导体A、B串联，其电阻率分别为、（），通过导体的电流恒为I。请你结合小物同学的模型和，从导体中“场的视角”解答小理同学的疑问。 【答案】（1）附加电场是由导线侧面堆积的电荷产生的 （2）根据电流的定义式有 由于电流密度大小为单位时间内通过垂直电流方向的单位面积的电荷量，令导体横截面积为S，则有 根据欧姆定律宏观表达式有 令导体长度为L，则有 根据电阻决定式有 解得 （3）电阻率很小的导体中的电场强度很小，可知导线中的电场强度近似为0，可以忽略，即分析电路问题时不考虑导线两端的电势差 【解析】 【小问1详解】 电路闭合瞬间由电源正负极电荷所激发电场的场强可以分解为沿导线方向和垂直于导线方向的分量、，导线中的电子在的作用下向导线下方侧面堆积，使得导线下方侧面带负电，导线上方侧面带正电，导线两侧面之间堆积的电荷产生垂直于导线侧面向下的附加电场，该电场与的矢量和为0，即附加电场是由导线侧面堆积的电荷产生的。 【小问2详解】 略； 【小问3详解】 导体A、B串联，通过的电流相等，由于导体的横截面积和长度均相同，则通过两导体的电流密度也相等，则有， 则有 根据题意有 则有 即电阻率很小的导体中的电场强度很小，可知，导线中的电场强度近似为0，可以忽略，即分析电路问题时不考虑导线两端的电势差。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $