精品解析：四川成都市彭州中学2024-2025学年高二上学期12月阶段检测物理试卷

2024-2025学年度四川省彭州中学高2023级高二上12月月考 物理学科试题 本试卷考试时间：75分钟 满分：100分 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 摩擦起电和感应起电的本质是产生了新的电子 B. 元电荷就是质子 C. 电场线是假想的，不是客观存在的 D. 高压作业穿绝缘衣服比穿金属衣安全 2. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和-Q。在它们的水平中垂线上竖直固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度v0从上端管口射入，则小球（　　） A. 速度先增大后减小 B. 受到的电场力方向向左 C. 受到的电场力最大值为 D. 管壁对小球的弹力最大值为 3. 如图是一带电球体和一可视为点电荷的带电小球周围电场线的分布图，球体和小球所带电荷量相同，A为球体球心与小球连线在球体外的部分的中点，B、C为关于连线对称的两点。取无穷远处电势为零，以下说法正确的是（　　） A. 小球一定带正电，带电球体一定带负电 B. A点处的电势为零，B、C两点电场强度相同 C. 将带电粒子从B点移到C点电场力做功为零 D. A点的电场强度大小小于B、C两点的电场强度 4. 如图所示，矩形abcd位于匀强电场中且所在平面与匀强电场平行，，e点是ab边的中点，已知a点电势为4V，b点电势为-8V，c点电势为-2V，则 A. d点电势为8V B. 一个电子放在e点具有的电势能大小为-3.2×10-19J C. 电场强度的大小为12V/m，方向垂直ec连线斜向右上方 D. 若将一电子从e点以某一速度沿ec连线射出有可能经过b点 5. 如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压随时间变化的图像。不计电源内阻及电感线圈的电阻。下列说法正确的是（　　） A. S闭合瞬间，三个灯泡同时发光 B. S闭合后至断开前，流经的电流保持不变 C. S断开后，先闪亮一下再熄灭 D. 图乙中 6. 如图，直流电源的电动势为，内阻为，滑动变阻器的最大阻值为，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，板长为，平行板电容器的右侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。闭合开关S，当滑片处于滑动变阻器中点时，质量为m的带正电粒子以初速度水平向右从电容器左侧中点a进入电容器，恰好从电容器下极板右侧边缘b点进入磁场，随后又从电容器上极板右侧边缘c点进入电容器。若粒子离开b点时，在平行板电容器的右侧再加一个方向水平向右的匀强电场，电场强度大小为，忽略粒子重力和空气阻力，则（ ） A. 电容器两极板间电压为 B. 粒子所带电荷量为 C. 磁感应强度的大小为 D. 粒子相对于电容器右侧的最远水平距离为 7. 光滑绝缘水平面上有关于点对称的、两点，以点为坐标原点、沿建立轴，、两点间沿轴的电势变化如图所示，左侧图像为曲线，右侧图像为倾斜线段，现将一质量为的带电小球从点由静止释放后沿轴运动，忽略带电小球的电场，已知小球到达点时的速度为。下列说法正确的是（　　） A. 小球带正电 B. 小球所带电荷量的绝对值为 C. 小球在段运动的加速度逐渐变小 D. 小球在段的运动时间小于在段的运动时间 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 如图，四个电荷量均为的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为、、和，其中x轴上的两个点电荷位置固定，y轴上的两个点电荷可沿y轴对称移动（），下列说法正确的是（　　） A. 除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零 B. 当取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点 C. 当时，将一带负电的试探电荷由点移至点，静电力做正功 D. 当时，将一带负电的试探电荷放置在点处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成倾斜向上 9. 在竖直平面内的四点构成边长为的菱形，其中边水平，边与水平面成空间中有一方向平行于菱形所在平面的匀强电场。电荷量为、质量为的带电粒子从A点以初速度垂直于向上射出，粒子的轨迹经过点时速度大小等于，A点运动到速度最小的过程中电场力做功，不计粒子所受重力和空气阻力，则下列说：中正确的是（　　） A. 点电势高于点电势 B. DC两点间的电势差为 C. 电场强度的大小为 D. 粒子由A点运动到与A点等高的过程中电势能减小 10. 某实验小组设计了一个含有理想变压器的电路用于研究交变电流特性，如图所示，电源为转速可调，内阻不计，绕垂直于磁场轴转动的矩形线圈，变压器原、副线圈匝数比为。，，电压表和电流表均为理想交流电表。开始时开关断开，位于最左端，线圈转速为，此时电压表读数为，电流表读数为。下列说法正确的是（ ） A. 将滑片向右滑动，电压表示数增大，电流表示数减小 B. 将滑片向右滑动，电压表示数变化，电流表示数变化，不变 C. 将滑片向右滑动，变压器输出功率先增大后减小 D. 保持位置不变，闭合，同时将线圈转速变为，电压表示数变为，电流表示数变为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 如图所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则： （1）所测电阻的阻值为__________；如果要用此多用电表测量一个阻值约为的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是__________（选填“”“”或“×1k”）。 （2）用此多用电表进行测量，当选用量程为50mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为__________mA；当选用量程为250mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为__________mA。 （3）当选用量程为10V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为__________V。 12. 要测量一电源的电动势略小于和内阻约，现有下列器材：电压表、电阻箱，定值电阻，开关和导线。某实验小组根据所给器材设计了如图甲所示的实验电路。 （1）实验小组同学计划用作图法处理数据，同学们多次调节电阻箱阻值，读出电压表对应的数据，建立坐标系并描点连线得出了如图乙所示的图像，图像纵坐标表示，图像的横坐标表示电压表读数的倒数。若所得图像的斜率为，图像的延长线在纵轴上的截距为，则该电源的电动势____，内阻_____。用和表示 （2）利用上述方法测出的测量值和真实值相比，____，____填“大于”等于”或“小于” 某同学又用这个电源设计了测量一元硬币电阻率的实验。 （3）先用螺旋测微器测量硬币的厚度，然后用游标卡尺测量硬币的直径，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图和图所示，则硬币的厚度__________，直径__________ （4）将硬币的正反两面连入电路，并与一阻值为的定值电阻串联，利用伏安法测量电阻，若测得流经硬币的电流为，硬币和两端的总电压为，则硬币材料的电阻率__________结果用、、、、表示。 四、计算题：本大题共3小题，共30=8分。 13. 在真空中O点放一个固定点电荷，现在M点放一个点电荷，OM的距离，如图所示，（）求： （1）q在M点受到的作用力的大小； （2）M点的电场强度； （3）拿走q后M点的电场强度大小。 14. 如图所示，圆心为O、半径为R的圆形区域内存在一个平行于该区域的匀强电场，MN为圆的一条直径。质量为m、电荷量为的粒子从M点以速度v射入电场，速度方向与MN夹角，一段时间后粒子运动到N点，速度大小仍为v，不计粒子重力。求： （1）电场强度的方向； （2）匀强电场的场强大小E； （3）仅改变粒子速度大小，当粒子离开圆形区域的电势能最小时，粒子速度改变量的大小。 15. 根据霍尔效应原理制成的霍尔元件有广泛的应用，某研究小组用霍尔元件来研究金属棒在磁场中的运动规律。如图（a）所示，在水平面上固定放置两间距为l的平行、光滑金属导轨，其右侧通过开关S接有恒流源，向回路提供恒定电流；在区间存在方向垂直导轨平面向下、大小沿轴方向不变、沿轴方向按某一规律变化的稳恒磁场。一质量为m的金属棒垂直于导轨放置，其上固定一霍尔元件（相比m，其质量可忽略不计），它是一个长、宽和高分别为的长方体微小半导体薄片，磁场方向垂直平面，其单位体积中载流子数为n，每个载流子带电荷量为e。在半导体薄片上制作四个电极E、F、M、N，放大图如图（b）所示，在E、F间通入恒定的电流I，则在M、N间出现霍尔电压（图中没有画出提供电流I和测量电压的电路图）。开关S断开时，导体棒静止在处。计算时将用常量k表示。（已知力-位移图像的面积是力所做的功） （1）求半导体薄片中载流子平均移动速率； （2）半导体材料有P型（载流子以空穴导电为主，即正电荷导电）和N型（载流子以电子导电为主）两种，当棒位于处时，测得霍尔电压大小为，求该处磁感应强度的大小；如果，则该半导体是P型还是N型？ （3）闭合开关S，导体棒从和处开始运动，测得霍尔电压随x变化的图线为如图所示，求磁感应强度B沿轴的分布规律和棒运动速度与x的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度四川省彭州中学高2023级高二上12月月考 物理学科试题 本试卷考试时间：75分钟 满分：100分 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 摩擦起电和感应起电的本质是产生了新的电子 B. 元电荷就是质子 C. 电场线是假想的，不是客观存在的 D. 高压作业穿绝缘衣服比穿金属衣安全 【答案】C 【解析】 【详解】A．摩擦起电和感应起电的本质是电子的转移，故A错误； B．元电荷是物体带电量绝对值的最小值，不是质子，故B错误； C．电场线是假想的，不是客观存在的，故C正确； D．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，能起到静电屏蔽作用，故D错误。 故选C。 2. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和-Q。在它们的水平中垂线上竖直固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度v0从上端管口射入，则小球（　　） A. 速度先增大后减小 B. 受到的电场力方向向左 C. 受到的电场力最大值为 D. 管壁对小球的弹力最大值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由等量异种电荷形成的电场特点，根据小球的受力情况可知小球在细管内运动时，合力为重力，小球速度一直增大，A错误； B．细管所在直线的场强方向水平向右，可知小球受电场力水平向右，B错误； CD．在两点电荷连接中点处小球所受电场力最大 管壁对小球的弹力与电场力是平衡力，所以管壁对小球的弹力最大值为，C错误；D正确。 故选D。 3. 如图是一带电球体和一可视为点电荷的带电小球周围电场线的分布图，球体和小球所带电荷量相同，A为球体球心与小球连线在球体外的部分的中点，B、C为关于连线对称的两点。取无穷远处电势为零，以下说法正确的是（　　） A. 小球一定带正电，带电球体一定带负电 B. A点处的电势为零，B、C两点电场强度相同 C. 将带电粒子从B点移到C点电场力做功为零 D. A点的电场强度大小小于B、C两点的电场强度 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场线的分布不会因为电性的不同而改变，所以两个小球带异种电荷，A错误； B．带电球体不能看成点电荷，所以A点的电势一定不为零，B错误； C．根据对称性可知，B、C两点的电场强度大小相等，电势也相等，所以将带电粒子从B点移到C点电势能变化量为零，电场力做功也为零，C正确； D．A点在小球和带电球体的连线上，且二者带异种电荷，结合库仑定律分析可知，A点的电场强度大小大于B、C两点的电场强度，D错误。 故选C。 4. 如图所示，矩形abcd位于匀强电场中且所在平面与匀强电场平行，，e点是ab边的中点，已知a点电势为4V，b点电势为-8V，c点电势为-2V，则 A. d点电势为8V B. 一个电子放在e点具有的电势能大小为-3.2×10-19J C. 电场强度的大小为12V/m，方向垂直ec连线斜向右上方 D. 若将一电子从e点以某一速度沿ec连线射出有可能经过b点 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为是匀强电场，ab之间相差12V，所以dc之间也相差12V，所以d点的电势为 故A错误。 BC．根据分析画出如图所示 e为中点，电势为-2V，c点电势也为-2V，则 故连接ec为等势线，过b点向ec做垂线。则有 电场线由高电势指向低电势，方向垂直ec连线斜向右上方。故B错误，C正确。 D．因为ec连线为等势线，沿ec连线射出，该电子受到的电场力方向垂直ec向下，故不可能经过b点。 故选C。 5. 如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压随时间变化的图像。不计电源内阻及电感线圈的电阻。下列说法正确的是（　　） A. S闭合瞬间，三个灯泡同时发光 B. S闭合后至断开前，流经的电流保持不变 C. S断开后，先闪亮一下再熄灭 D. 图乙中 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关S闭合瞬间，由于电感线圈的强烈阻碍作用，灯D3没有电流通过，D3不亮；灯D1、D2与电源串联，灯D1、D2直接变亮，故A错误； B．开关S闭合瞬间，灯D3没有电流通过，灯D1、D2与电源串联，灯D1、D2的电流相等，通过电感的电流逐渐增大，稳定后灯D2与D3并联再与D1串联，流过灯的电流改变，故B错误； C．由于稳定后灯D2与D3并联，由于灯泡完全相同，故稳定时通过D2与D3的电流相等，故S断开后，灯逐渐熄灭，故C错误； D．设电源电动势为E，灯泡电阻为R，S闭合瞬间，灯D1、D2与电源串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，有 电路稳定后，流过D3的电流为 开关S断开瞬间，电感线圈能够提供与之前等大电流，故其两端电压为 则 故D正确。 故选D。 6. 如图，直流电源的电动势为，内阻为，滑动变阻器的最大阻值为，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，板长为，平行板电容器的右侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。闭合开关S，当滑片处于滑动变阻器中点时，质量为m的带正电粒子以初速度水平向右从电容器左侧中点a进入电容器，恰好从电容器下极板右侧边缘b点进入磁场，随后又从电容器上极板右侧边缘c点进入电容器。若粒子离开b点时，在平行板电容器的右侧再加一个方向水平向右的匀强电场，电场强度大小为，忽略粒子重力和空气阻力，则（ ） A. 电容器两极板间电压为 B. 粒子所带电荷量为 C. 磁感应强度的大小为 D. 粒子相对于电容器右侧的最远水平距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由闭合电路欧姆定律可得电容器两极板间电压，A错误； B．粒子在电容器中做类平抛运动，由水平方向做匀速直线运动有， 由竖直方向做匀变速直线运动有， 联立可得，，B错误； C．设粒子进入磁场时与竖直方向的夹角为，由 得， 粒子在磁场中做匀速圆周运动，则 由几何关系得 联立可得，C错误； D．将粒子的运动分解为匀速直线运动和匀速圆周运动，当向左的洛伦兹力分力和水平向右的电场力平衡时，有 解得 则粒子以速度向上做匀速直线运动。 设粒子以速度做圆周运动，则 设与竖直方向夹角为，则 即，粒子做圆周运动的半径 最远距离，D正确。 故选D。 7. 光滑绝缘水平面上有关于点对称的、两点，以点为坐标原点、沿建立轴，、两点间沿轴的电势变化如图所示，左侧图像为曲线，右侧图像为倾斜线段，现将一质量为的带电小球从点由静止释放后沿轴运动，忽略带电小球的电场，已知小球到达点时的速度为。下列说法正确的是（　　） A. 小球带正电 B. 小球所带电荷量的绝对值为 C. 小球在段运动的加速度逐渐变小 D. 小球在段的运动时间小于在段的运动时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，电势在O点最高，A、B两点电势最低。小球从A点由静止释放后向O点运动，说明小球所受的电场力方向由A指向O。由于电场强度方向与电势降低的方向一致，即从O指向A，故小球受力的方向与电场强度的方向相反，因此小球带负电。故A错误； B．A、O两点间的电势差为 设小球所带电荷量的绝对值为，由于小球带负电，则从A到O过程，对小球列动能定理方程有 解得，故B错误； C．图像的斜率表示电场强度。由题图可知，OB段图像为倾斜直线，其斜率恒定，说明OB段的电场强度E恒定，根据牛顿第二定律有 解得小球在段的加速度为 由于OB段的电场强度E恒定，所以小球在段的加速度也恒定，故C错误； D．由上面分析可知，由于AO段曲线斜率的绝对值逐渐减小，所以AO段的电场强度逐渐减小，则小球从A到O做加速度减小的加速运动，所以小球在段的平均速度大于；由于OB段电场强度恒定，小球做匀减速运动，所以小球在段的平均速度等于。由于AO段与OB段的位移大小相等，则根据可知，因为AO段平均速度更大，所以运动时间更短，即小球在段的运动时间小于在段的运动时间，故D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 如图，四个电荷量均为的点电荷分别放置于菱形的四个顶点，其坐标分别为、、和，其中x轴上的两个点电荷位置固定，y轴上的两个点电荷可沿y轴对称移动（），下列说法正确的是（　　） A. 除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零 B. 当取某值时，可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点 C. 当时，将一带负电的试探电荷由点移至点，静电力做正功 D. 当时，将一带负电的试探电荷放置在点处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成倾斜向上 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】A．根据场强叠加原理可知，除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处不为零，选项A正确； B．因为在x轴上的两个点电荷在O点的合场强为零，在y轴上的两电荷，无论y0取什么值，因为关于原点对称，则在O点的合场强也为零，在横轴和纵轴上除原点外，出现合场强为零的点，根据对称性可知，一定是成对出现的，关于原点对称，所以算上原点，合场强为零的点是奇数个，不会是2个，选项B错误； C．由几何关系可知，坐标为（4l，5l）的A点在第一象限内所在的虚像的垂直平分线的上方；坐标为（0，-3l）的B点在第三象限内所在的虚像的垂直平分线的上方，且到达虚线的距离相等，由电势叠加可知，B点的电势高于A点，则带负电的试探电荷在A点的电势能较大，从A点到B点电势能减小，可知电场力做正功，选项C正确； D．若y0=4l，则四个点构成正方形，由对称可知在点（l，l）处的场强一定沿着过该点与原点连线的方向上；在y轴正向和x正向上的点电荷在（l，l）处的合场强 在y轴负向和x负向上的点电荷在（l，l）处的合场强 可知（l，l）点的场强沿着MN方向且与x轴从成45°角的方向向下，将一带负电的试探电荷放置在点处，其所受到的静电力方向与x轴正方向成倾斜向上，选项D正确。 故选ACD。 9. 在竖直平面内的四点构成边长为的菱形，其中边水平，边与水平面成空间中有一方向平行于菱形所在平面的匀强电场。电荷量为、质量为的带电粒子从A点以初速度垂直于向上射出，粒子的轨迹经过点时速度大小等于，A点运动到速度最小的过程中电场力做功，不计粒子所受重力和空气阻力，则下列说：中正确的是（　　） A. 点电势高于点电势 B. DC两点间的电势差为 C. 电场强度的大小为 D. 粒子由A点运动到与A点等高的过程中电势能减小 【答案】CD 【解析】 【详解】．粒子在两点速度大小相等，则电场力做功为0，所以两点等势，则电场强度方向垂直于所在的直线，粒子受力方向垂直于向右下方，因粒子带负电所以场强方向由指向、所以点电势低于点，A错误； C．粒子速度最小的位置为延长线上某点，且速度方向与电场力方向垂直有 此过程中沿方向有 其中，沿方向有 解得 即点与菱形对角线交点距离，从点到速度最小点有，解得， C正确； B． DC两点间的电势差为 B错误； D．粒子由到的过程中 粒子由点运动到与点等高的过程中，将运动沿水平和竖直方向分解 解得 电势能减小量等于电场力做的功，则电势能减小，D正确。 故选CD。 【点睛】如遇带电粒子在电场中的类平抛问题，当电场力方向明确后，可将图示旋转至电场力方向竖直向下，从而将该类斜抛运动简化为平抛运动图像进行分析。 10. 某实验小组设计了一个含有理想变压器的电路用于研究交变电流特性，如图所示，电源为转速可调，内阻不计，绕垂直于磁场轴转动的矩形线圈，变压器原、副线圈匝数比为。，，电压表和电流表均为理想交流电表。开始时开关断开，位于最左端，线圈转速为，此时电压表读数为，电流表读数为。下列说法正确的是（ ） A. 将滑片向右滑动，电压表示数增大，电流表示数减小 B. 将滑片向右滑动，电压表示数变化，电流表示数变化，不变 C. 将滑片向右滑动，变压器输出功率先增大后减小 D. 保持位置不变，闭合，同时将线圈转速变为，电压表示数变为，电流表示数变为 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．设滑片左侧的电阻数值为（单位为），滑片右侧电阻数值为。开关断开时，副边负载等效电阻为 滑片向右移动时增大，故减小。记原、副线圈的电压和电流有效值分别为，和，，理想变压器满足、​ 副边为纯电阻负载，所以原边等效电阻为 电源内阻不计，原边串联回路满足，且 所以， 因此减小时，电流表读数增大而电压表读数减小，理想变压器无功率损耗，输出功率为 由上式改写得 初始滑片在最左端，，故 滑片向右后，输出功率减小，故AC错误。 B．滑片移动而开关断开、线圈转速不变时，不变。由 整理得 若变化量取电表读数变化的大小，则 与滑片位置无关，故B正确； D．保持滑片在最左端。初始副边负载为 折算到原边得 闭合后，副边负载为 折算电阻为 线圈转速变为时，感应电动势与转速成正比，故。由原边串联回路方程，改变前后的电流分别为， 从而 电流表示数为。电压表测原线圈两端电压，故、​ 所以 电压表示数为，故D正确。 故选BD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 如图所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则： （1）所测电阻的阻值为__________；如果要用此多用电表测量一个阻值约为的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是__________（选填“”“”或“×1k”）。 （2）用此多用电表进行测量，当选用量程为50mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为__________mA；当选用量程为250mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为__________mA。 （3）当选用量程为10V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为__________V。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 25.0（24.9∼25.1） ②. 125 （3）5.0 【解析】 【小问1详解】 [1]欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“”，读数为 [2]测的电阻时应选“”的欧姆挡。 【小问2详解】 [1]选50mA电流挡，则每一小格表示1mA，测量的精确度为1mA，应估读到0.1mA，指针对应的读数为25.0mA； [2]选择量程为250mA的电流挡，则每一小格表示5mA，测量的精确度为5mA，应估读到1mA，指针对应的读数为125mA。 【小问3详解】 选择10V电压挡，则每一小格表示0.2V，测量的精确度为0.2V，应估读到0.1V，指针对应的读数为5.0V。 12. 要测量一电源的电动势略小于和内阻约，现有下列器材：电压表、电阻箱，定值电阻，开关和导线。某实验小组根据所给器材设计了如图甲所示的实验电路。 （1）实验小组同学计划用作图法处理数据，同学们多次调节电阻箱阻值，读出电压表对应的数据，建立坐标系并描点连线得出了如图乙所示的图像，图像纵坐标表示，图像的横坐标表示电压表读数的倒数。若所得图像的斜率为，图像的延长线在纵轴上的截距为，则该电源的电动势____，内阻_____。用和表示 （2）利用上述方法测出的测量值和真实值相比，____，____填“大于”等于”或“小于” 某同学又用这个电源设计了测量一元硬币电阻率的实验。 （3）先用螺旋测微器测量硬币的厚度，然后用游标卡尺测量硬币的直径，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图和图所示，则硬币的厚度__________，直径__________ （4）将硬币的正反两面连入电路，并与一阻值为的定值电阻串联，利用伏安法测量电阻，若测得流经硬币的电流为，硬币和两端的总电压为，则硬币材料的电阻率__________结果用、、、、表示。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 小于 ②. 小于 （3） ①. 1.840 ②. 2.500 （4） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律，可得 整理得 所以结合图像可得 ， 所以 ， 【小问2详解】 [1][2]根据题意可知，实验误差来源于电压表内阻分流的影响，根据等效电源的知识可知 ， 故 ， 【小问3详解】 [1]螺旋测微器读数为 [2]游标卡尺读数为 【小问4详解】 根据 则 四、计算题：本大题共3小题，共30=8分。 13. 在真空中O点放一个固定点电荷，现在M点放一个点电荷，OM的距离，如图所示，（）求： （1）q在M点受到的作用力的大小； （2）M点的电场强度； （3）拿走q后M点的电场强度大小。 【答案】（1） （2），方向从指向 （3） 【解析】 【小问1详解】 先统一单位， 根据库仑定律，点电荷对点电荷的作用力大小满足 代入数据得 【小问2详解】 由电场强度定义，M点的电场强度大小满足，其中为在M点受到的电场力。代入第（1）问结果，得 由于场源电荷，M点的电场强度方向由指向 【小问3详解】 由库仑定律和电场强度定义，点电荷在M点产生的场强满足 取走后，场源电荷和M点的位置均未改变，因此 场强方向由正电荷决定，仍由指向 14. 如图所示，圆心为O、半径为R的圆形区域内存在一个平行于该区域的匀强电场，MN为圆的一条直径。质量为m、电荷量为的粒子从M点以速度v射入电场，速度方向与MN夹角，一段时间后粒子运动到N点，速度大小仍为v，不计粒子重力。求： （1）电场强度的方向； （2）匀强电场的场强大小E； （3）仅改变粒子速度大小，当粒子离开圆形区域的电势能最小时，粒子速度改变量的大小。 【答案】（1）电场强度方向垂直MN斜向左下；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）从M到N粒子动能不变，电场力做功为0，所以MN为等势线，由于粒子带正电且所受电场力偏向，所以电场强度方向垂直MN斜向左下。 （2）粒子做类似斜抛的运动，沿MN方向，粒子做匀速运动，则有 垂直MN方向有 根据牛顿第二定律得 联立解得匀强电场的场强大小为 （2）如图所示 当粒子运动到P点时，电势能最小；由 ，， 联立解得 15. 根据霍尔效应原理制成的霍尔元件有广泛的应用，某研究小组用霍尔元件来研究金属棒在磁场中的运动规律。如图（a）所示，在水平面上固定放置两间距为l的平行、光滑金属导轨，其右侧通过开关S接有恒流源，向回路提供恒定电流；在区间存在方向垂直导轨平面向下、大小沿轴方向不变、沿轴方向按某一规律变化的稳恒磁场。一质量为m的金属棒垂直于导轨放置，其上固定一霍尔元件（相比m，其质量可忽略不计），它是一个长、宽和高分别为的长方体微小半导体薄片，磁场方向垂直平面，其单位体积中载流子数为n，每个载流子带电荷量为e。在半导体薄片上制作四个电极E、F、M、N，放大图如图（b）所示，在E、F间通入恒定的电流I，则在M、N间出现霍尔电压（图中没有画出提供电流I和测量电压的电路图）。开关S断开时，导体棒静止在处。计算时将用常量k表示。（已知力-位移图像的面积是力所做的功） （1）求半导体薄片中载流子平均移动速率； （2）半导体材料有P型（载流子以空穴导电为主，即正电荷导电）和N型（载流子以电子导电为主）两种，当棒位于处时，测得霍尔电压大小为，求该处磁感应强度的大小；如果，则该半导体是P型还是N型？ （3）闭合开关S，导体棒从和处开始运动，测得霍尔电压随x变化的图线为如图所示，求磁感应强度B沿轴的分布规律和棒运动速度与x的关系。 【答案】（1）；（2），N型；（3）， 【解析】 【详解】（1）根据电流的微观表达式 解得 （2）当棒位于处时，测得霍尔电压大小为，由平衡条件得 又 解得 若，M端积累正电荷，N端积累负电荷，由左手定则可知载流子以电子导电为主，故为N型 （3）由图霍尔电压随x变化的图线可得 当导体棒运动到x处时，其磁感应强度大小为B，则 磁场方向竖直向下为正； 有安培力公式 可得棒受力 由动能定理，有 解得 棒做简谐振动，沿x轴负方向运动时，取负号，反之取正号。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $