精品解析:广东省广州市黄埔区2025-2026学年高二上学期期中考试物理试题
2026-08-24
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内容正文:
2025—2026学年第一学期期中教学质量监测
高二物理
本试卷共7页,15小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的学校、姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上,用2B铅笔将考生号填涂在答题卡相应位置上。
2、作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内和相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡交回。
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. 2025年4月22日,“中国静电防护产业展”在上海世博展览馆盛大开幕。关于静电的应用与静电危害的防止,下列说法正确的是( )
A. 静电复印属于静电的防止
B. 印染车间要保持空气潮湿,是为了防止静电产生危害
C. 为了防止静电导入大地,赛车轮胎用导电橡胶制成
D. 静电植绒是利用异种电荷相互排斥而使绒毛吸附在底料上
【答案】B
【解析】
【详解】A.静电复印是利用正负电荷之间的相互吸引的原理,属于静电的应用,故A错误;
B.在印染车间空气干燥会导致静电积累而造成危害,故应保持空气潮湿,故B正确;
C.赛车轮胎用导电橡胶制成,是为了将静电导入大地,故C错误;
D.静电植绒是利用异种电荷相互吸引而使绒毛吸附在底料上,故D错误。
故选B。
2. 教学或生活中会有以下情景:①图1,用毛巾反复摩擦PVC管和塑料细带,将塑料带往上抛,PVC管放在塑料带下方,可观察到塑料带化身为“章鱼”在空中漂浮;②图2,干燥的冬天,带负电的手靠近金属门锁时会被电击。下列说法正确的是( )
A. 图1中,PVC管与塑料带带异种电荷
B. 图1中,塑料带会张开是因为受到了PVC管对它的吸引力
C. 图2中,在靠近门锁但还未被电击过程中,门锁近手端感应出正电荷
D. 图2中,电击过程,门锁上的部分电子转移到手上
【答案】C
【解析】
【详解】A.图1中,PVC管与塑料带都带同种电荷,由于同种电荷相斥而使塑料带漂浮在空中,故A错误;
B.图1中,塑料带会张开是因为带上了同种电荷,相互排斥,向四周散开,故B错误;
C.图2中,因手带负电,则在靠近门锁但还未被电击过程中,门锁近手端感应出正电荷,故C正确;
D.图2中,电击过程,因手带负电,则手上的部分电子转移到门锁上,故D错误。
故选C。
3. 某同学通过实验,描绘出了两个电阻R1、R2的伏安特性曲线。如图所示。两条图线交于P点,R2的图像在P点的切线与纵轴的交点坐标为0.4A。下列说法正确的是( )
A. R1的电阻为0.5Ω
B. R2的电阻随电压的增大而增大
C. 当U=1V时,R2的电阻小于R1的电阻
D. 当U=1V时,R2的电阻为2.5Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,的图线表明是线性元件,电阻值不变,可得电阻,故A错误;
B.由图可知,其图线上的点与坐标原点的连线的斜率倒数与电阻变化情况一致,随着电压增大图线上的点与坐标原点的连线斜率变小,可知其电阻值变大,故B正确;
CD.由图可知,的图线表明为非线性元件,根据图线的交点坐标,可计算其时的电阻为
即的电阻等于的电阻,故CD错误。
故选B。
4. 心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的医疗设备,其工作原理是通过一个充电的电容器对心室纤颤患者皮肤上安装的两个电极板放电,让一部分电荷通过心脏,使心脏停止跳动,再刺激心室纤颤患者的心脏恢复正常跳动。在一次心脏除颤器的模拟治疗中,若心脏除颤器的电容器电容为15μF,充电至8kV电压,如果电容器在2.0ms时间内完成放电,放电结束时电容器两极板间的电势差减为零。下列说法正确的是( )
A. 电容器电压越大,电容越大
B. 充电至8kV时,电容器带电量为120C
C. 若充电至3kV,则该电容器的电容为5μF
D. 这次放电过程中通过人体组织的最大电流一定大于60A
【答案】D
【解析】
【详解】AC.电容器的电容由电容器本身决定,与电容器的电压无关,所以若充电至3kV,则该电容器的电容仍为15μF,故AC错误;
B.充电至8kV时,电容器带电量为,故B错误;
D.放电过程的平均电流为
由于放电过程电流逐渐减小至零,所以这次放电过程中通过人体组织的最大电流一定大于60A,故D正确。
故选D。
5. 为除去陶瓷工业所用粘土中的氧化铁,把粘土和水一起搅拌成悬浮液,将涂有绝缘层的金属圆盘吸附在盆底,金属棒插入悬浮液中,接入电源,形成如图所示电场,其中虚线为等势面。某粒子仅在电场力的作用下从点到点的轨迹如图所示,已知粘土粒子带负电荷,氧化铁粒子带正电荷,则下列说法正确的是( )
A. 端为电源正极 B. 该粒子可能为氧化铁粒子
C. 该粒子在点受到的电场力大于点 D. 该粒子在点的电势能大于点
【答案】D
【解析】
【详解】A.由沿电场线的方向电势越来越低,可判断金属棒接电源的负极,所以a端为电源负极,故A错误;
B.根据曲线运动的特点,粒子所受合力指向轨迹凹的一侧;则由轨迹弯曲的方向可知粒子受力沿电场线的反方向,所以粒子带负电,即该粒子为粘土粒子,故B错误;
C.由电场线的疏密表示电场的强弱,所以Q点的电场强度大,即电荷在Q点受到的电场力大于P点受到的电场力,故C错误;
D.由图中的等势面可得
所以该粒子从Q运动到P的过程中电场力做的负功,电势能增大,所以粒子在点的电势能大于点,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,AB、CD、EF都为半径为R的空间球面的直径,其中AB与EF同在水平面内,EF与AB的夹角θ=45°,CD与水平面垂直,现在A、B两点分别固定等量异种点电荷,则( )
A. C、E、F三点中C点电势最高
B. E、F两点电场强度不同
C. C点和O点场强大小之比为
D. 将带负电的试探电荷从E点沿直线移到F点,电势能增加
【答案】D
【解析】
【详解】AD.根据等量异种电荷电场线分布规律可知,CD为等量异种点电荷的中垂线,而等量异种点电荷的中垂线为等势线且电势为零,且无穷远处电势为零,因此CD所在中垂面即为等势面,电势为零,而电场线从正电荷出发指向负电荷或无穷远处,且沿着电场线的方向电势降低,则可知,CD所在等势面左侧电势大于零,而CD所在等势面右侧电势小于零,因此
E点电势比F点电势大。带负电的电荷在电势越低的地方电势能越大,因此可知将带负电的试探电荷从E点沿直线移到F点,电势能增大,故A错误,D正确;
B.根据等量异种电荷电场规律可知,关于O点对称的E、F两点电场强度大小相等,方向相同,故B错误;
C.根据几何关系结合点电荷产生的场强的叠加法则可得
方向从O指向B;同理C点场强为
方向平行于AB向右,则可得,故C错误。
故选D。
7. 空间中存在方向平行于x轴的电场,其电势随x的变化关系如图所示。一带电粒子沿x轴正方向、以速度大小v0由O点射出,粒子运动到c点时的速度恰好为0,已知粒子仅受静电力作用。下列说法正确的是( )
A. 电场强度大小恒定,且沿x轴负方向 B. 从a点到b点,粒子的电势能减少
C. 粒子在b点的速度大小为 D. 粒子将在O、c两点间一直做往返运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据可知,图像斜率的绝对值为电场强度的大小,由题图可知电场强度大小恒定,沿电场强度方向电势降低,故电场强度沿轴正方向,故A错误;
B.带电粒子沿x轴正方向、以速度大小v0由O点射出,粒子运动到c点时的速度恰好为0,可知粒子做减速运动,则粒子受到的电场力沿轴负方向;从a点到b点,电场力做负功,粒子的电势能增加,故B错误;
C.由于粒子受到的电场力沿轴负方向,与场强方向相反,可知粒子带负电,设电荷量大小为;从O到c,由动能定理有
从b到c,由动能定理
联立解得,故C正确;
D.粒子从O点开始做匀减速运动至c点,然后由c点沿x轴负方向做匀加速直线运动,到O点时速度不为0,不会在O、c两点间一直做往返运动,故D错误。
故选C。
8. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图,M极板固定,当手机的加速度变化时,N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是( )
A. 静止时,电流表示数为零,电容器两极板不带电
B. 由静止突然向前加速时,电容器的电容减小
C. 由静止突然向前加速时,电流由b向a流过电流表
D. 保持向前匀减速运动时,两板间的电场强度减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.静止时,由于电容器所带电荷量不变,则电容器没有充放电过程,则电流表示数为零,但由于电容器与电源连接,两端电压不为0,则电容器两极板带了电,故A错误;
BC.由于静止突然向前加速时,弹簧被压缩,电容器极板之间的间距增大,根据可知,电容器的电容减小;根据,由于板间电压保持不变,则极板所带电荷量减小,电容器处于放电过程,由于极板N与电源负极连接,极板N带负电,则电流由b向a流过电流表,故BC正确;
D.保持向前匀减速运动时,弹簧弹力不变,形变量不变,则板间距离不变,根据可知,两板间的电场强度不变,故D错误。
故选BC。
9. 如图1所示,真空中两平行金属板A和B水平放置,板长为l、间距为d。板间加交变电压。左侧紧靠A板有一粒子源P,t=0时刻开始连续向右水平发射速率为v0,比荷为k的带正电的粒子。若t=0时刻发射的粒子从进入电场到从B板右边缘离开的全过程,竖直方向的速度vy随时间t变化的图像如图2所示。忽略边缘效应,不计粒子重力和粒子间的相互作用,则( )
A. 与进入电场时相比,t=0时刻发射的粒子离开电场时电势能减小
B. 交变电压的周期
C. 粒子在竖直方向的最大速度为
D. 在时刻进入的粒子恰好从A板右边缘离开电场
【答案】BCD
【解析】
【详解】粒子在水平方向不受力,做匀速直线运动,速度为,板长为,则粒子通过电场的时间
A.由图2可知,时刻发射的粒子进入电场时竖直分速度,离开电场时。说明粒子的初末速度相同,动能相同,即动能变化量
根据动能定理,电场力做功
由功能关系可知,电势能变化量为0,即电势能没有减小,故A错误;
B.由图像的斜率表示加速度,可知粒子在做匀加速运动,在做匀减速运动,随后重复该过程。这说明电场力方向在时刻发生改变。图像中一个完整三角形波形对应粒子在电场周期内的响应,持续时间为,故交变电压的周期,故B正确;
C.粒子从B板右边缘离开,说明在时间内,竖直位移。在图像中,竖直位移等于图线与时间轴围成的面积。图像包含两个完全相同的三角形,每个三角形的底为,高为,结合面积公式
解得,故C正确;
D.时刻进入电场的粒子,在电场中运动的时间仍为。在时间内,粒子向下加速;在时间内,粒子向下减速到零;在时间内,粒子向上加速;在时间内,粒子向上减速到零,且恰好到A板。以上所用总时间为
此后,在下一个时间内重复上述过程,即粒子恰好从A板右边缘离开电场,故D正确。
故选BCD。
10. “道路千万条,安全第一条”。酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测,其工作原理如图所示。酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均为理想电表。测试仪可根据电压表读数变化判断驾驶员饮酒情况。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变小,电流表的示数变大
B. 酒精气体浓度越大,灯泡越亮,电容器带电量越大
C. 适当增大灯泡的电阻值,则同等酒精气体浓度下吹气前后电压表示数变化会更大
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.当吹入酒精气体时,传感器的电阻减小,则回路总电阻减小,电流变大,设灯泡电阻为,根据0,U减小,灯泡L变亮,电流表示数变大,则传感器上的电压减小,即电压表示数减小,电容器两板间电压减小,带电量减小。故A正确,B错误;
C.由闭合电路欧姆定律可知,同等酒精浓度下吹气前后,即R的变化量相同,增大,则增大,则有减小,C错误;
D.由闭合电路欧姆定律可知
既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AD。
三、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 小明学习小组探究压敏电阻的特性并用于制作电子秤。他们测得压敏电阻的阻值R与所受压力F的对应数据,并绘制成R-F关系图线,发现其近似为一条直线。经拟合得到函数关系为R=1.4F+15(R单位为Ω。F单位为N)。他们利用此压敏电阻设计了如图乙所示的电子秤电路,电路中电源电动势E=3.5V,内阻未知,电流表量程为10mA,内阻RA=18Ω,g取10m/s2。
(1)下列操作步骤的正确顺序是__________。
①秤盘上放置已知重力的重物G,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变;读出此时电流表示数I;
②换用不同已知质量的重物,记录每一个质量值对应的电流值;
③秤盘上不放重物时,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表指针满偏;
④将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。
(2)实验时发现电流表量程偏小,根据需要将其量程扩大为100mA,则应该给该电流表__________(填“串联”或“并联”)阻值为_________Ω的电阻。
(3)用改装后的电流表进行操作,若电流表示数为20mA,则待测重物质量m=________kg。
(4)若电源电动势不变,内阻变大,其他条件不变,用这台电子秤称重前,进行了步骤③的操作,则测量结果__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)③①②④
(2) ①. 并联 ②. 2
(3)10 (4)不变
【解析】
【小问1详解】
首先进行调零,秤盘上不放重物时,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表指针满偏,对应③;探究重物的重力与电流的关系,秤盘上放置已知重力的重物G,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,读出此时电流表示数I,对应①;换用不同已知质量的重物,记录每一个质量值对应的电流值,对应②;根据实验数据进行刻度,将电流表刻度盘改装为质量刻度盘,对应④;因此顺序为③①②④。
【小问2详解】
[1]电流表量程为10mA,内阻,将其量程扩大为100mA的电流表,则应该给该电流表并联一个阻值;
[2]根据并联电路的特点和欧姆定律
代入数据解得
【小问3详解】
拟合得到函数关系为
当时
当改装电流表指针满偏时,设电路中的总电阻为,电流表、电池的内阻和滑动变阻器的接入电阻的总和为,根据闭合电路欧姆定律
根据串联电路的特点,总电阻
联立解得
电流表示数为,电路中的总电阻为,根据闭合电路欧姆定律
根据串联电路的特点,总电阻
解得压敏电阻值
根据函数关系为
代入数据解得
根据
解得
【小问4详解】
根据操作过程③可知,当电源电动势不变,而内阻增大时,仍可以使得电流表达到满偏,滑动变阻器接入电路的阻值减小,但回路中电源内阻和滑动变阻器接入电路的总电阻不变,所以测量结果不变。
12. 小明在研究不同金属的电阻时发现一段未知材料的电阻丝,该电阻丝的电阻约为6Ω,他想通过设计一个实验来使测量结果尽量准确,发现实验室有以下器材:
A、电池组(3V、内阻1Ω) B、电流表(0~3A,内阻约0.0125Ω)
C、电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω) D、电压表(0~3V,内阻约4kΩ)
E、电压表(0~15V,内阻约15kΩ) F、滑动变阻器(0-20Ω,允许最大电流1A)
G、滑动变阻器(0~2000Ω,允许最大电流0.3A) H、开关、导线
(1)小明应选用上述器材中的哪些___________(只填写字母代号)
(2)小明用游标卡尺和螺旋测微器分别测该电阻丝的长度和直径,如图1、图2所示,则该电阻丝的长度为__________cm,直径为__________mm。
(3)小明采用了如图3所示的电路进行测量,则电阻测量值比真实值偏__________(选填“大”或“小”)。根据测量数据得到的伏安特性曲线如图所示,图中MN段向上弯曲的主要原因是下面的__________(填A或B)
A. 随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻增大
B. 随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率减小,电阻减小
【答案】(1)ACDFH
(2) ①. 10.025 ②. 4.488##4.487##4.486##4.489
(3) ①. 小 ②. A
【解析】
【小问1详解】
实验需要电池组A、开关和导线H;电动势为3V,因此电压表选择D;根据欧姆定律,电流
因此电流表选择C;滑动变阻器采用分压式接法,为了保证电路安全和方便调节,因此滑动变阻器选择F;综上分析实验需要的器材为ACDFH。
【小问2详解】
[1]20分度游标卡尺的精确度为0.05mm,电阻丝长度
[2]螺旋测微器的读数为
【小问3详解】
[1]图3中采用电流表的外接法,实验误差来源于电压表的分流作用;根据欧姆定律
则电阻测量值比真实值偏小;
[2]图中MN段向上弯曲的主要原因是随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻丝的电阻率变大,电阻增大。
故选A。
四、解答题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程和演算步骤。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位,只写出最后答案的不能得分。
13. 如图所示,在水平方向的匀强电场中,有A、B、C三点,构成一个直角三角形。
∠ABC=90°,AB=8cm,BC=6cm。已知AB边沿水平方向。将一个电荷量为的试探电荷从A点移动到C点,电场力做功。
(1)求A、C两点间的电势差UAC;
(2)求匀强电场的电场强度E的大小和方向,以及B、C两点间的电势UBC;
(3)若取A点电势为0(),求B点和C点的电势以及该试探电荷在B点和C点所具有的电势能EPB和EPC。
【答案】(1)
(2),水平向左,
(3),,,
【解析】
【小问1详解】
根据电势差的定义式有
代入已知数据解得
【小问2详解】
因为匀强电场沿水平方向,且AB边沿水平方向,,则BC边方向与电场线垂直,所以、两点电势相等,两点间的电势差为
根据电势差的关系有
解得
匀强电场的电场强度大小为
代入数据解得
因为,即,电场线方向由高电势指向低电势,故电场强度方向水平向左。
【小问3详解】
根据电势差与电势的关系分别有,
已知,联立解得和
该试探电荷在点所具有的电势能为
代入数据解得
该试探电荷在点所具有的电势能为
代入数据解得
14. 如图所示的电路,电源电动势E=21V,内阻r=1Ω,电阻R1=R4=3Ω,R2=1Ω,R3=2Ω,电容器C=1μF。
(1)开关S断开时,求通过电源的电流;
(2)开关S闭合时,求通过电源的电流和通过R2的电流;
(3)开关S由断开到闭合,电路稳定后,求电容器电荷量改变的大小(取绝对值)。
【答案】(1)3A (2);
(3)
【解析】
【小问1详解】
开关S断开时,、、串联,通过电源的电流为
【小问2详解】
开关S闭合时,、、串联后与并联,外电路总电阻为
通过电源的电流为
路端电压为
通过的电流为
【小问3详解】
开关S断开时,电容器的电压等于、串联总电压,为
电容器的带电量为
上极板带正电;开关S闭合时,电容器的电压等于的电压,为
电容器的带电量为
下极板带正电;故开关S由断开到闭合,电路稳定后,电容器电荷量改变的大小为
15. 如图所示,竖直面内虚线的左右两侧区域I、II分别存在范围足够大的水平向右和竖直向下的匀强电场,区域I的电场强度为E1,区域II的电场强度大小为E2=40N/C,紧靠虚线的右侧沿竖直方向固定一光滑绝缘的圆弧形轨道BCG,O点为弧形轨道的圆心,CG为竖直方向的直径,BD与CG的夹角为θ=37°,质量为m=0.4kg、电荷量为q=+0.1C,可视为质点的小球由区域I中的A点以水平向右的速度v0=5m/s进入电场,经过一段时间后小球恰好无碰撞地从B点以v=10m/s进入圆弧轨道,已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)区域I的电场强度E1的大小;
(2)假设小球沿圆弧轨道运动到D点时恰好离开轨道,求圆弧轨道半径R;
(3)小球沿弧形轨道BCG段运动的过程中,欲使小球不脱离轨道,求轨道半径R的取值范围。
【答案】(1)
(2)
(3)或
【解析】
【小问1详解】
设小球在区域Ⅰ中沿水平方向的加速度大小为a,由牛顿第二定律得
由题意可知,小球运动到B点时的速度与圆轨道相切,即速度与水平方向的夹角等于,则有:在B点水平分速度大小为
在B点竖直分速度大小为
由A到B在竖直方向上小球做自由落体运动,则有
由A到B在水平方向上小球做匀加速直线运动,则有
联立解得
【小问2详解】
设小球运动到D点时的速度大小为。小球由B点到D点的过程,根据动能定理得
小球在D点时根据牛顿第二定律得
联立解得
【小问3详解】
小球沿弧形轨道BCG段运动时,不脱离轨道的情形有两种情况:
①小球能通过轨道最高点G点。设小球运动到G点时的速度大小为,在G点需满足
B点到G点的过程,根据动能定理得
联立解得
②小球不越过与圆心等高的位置。根据动能定理,需满足
解得
综上,小球在BCG段运动时不脱离轨道的条件是或。
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2025—2026学年第一学期期中教学质量监测
高二物理
本试卷共7页,15小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的学校、姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上,用2B铅笔将考生号填涂在答题卡相应位置上。
2、作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内和相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡交回。
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. 2025年4月22日,“中国静电防护产业展”在上海世博展览馆盛大开幕。关于静电的应用与静电危害的防止,下列说法正确的是( )
A. 静电复印属于静电的防止
B. 印染车间要保持空气潮湿,是为了防止静电产生危害
C. 为了防止静电导入大地,赛车轮胎用导电橡胶制成
D. 静电植绒是利用异种电荷相互排斥而使绒毛吸附在底料上
2. 教学或生活中会有以下情景:①图1,用毛巾反复摩擦PVC管和塑料细带,将塑料带往上抛,PVC管放在塑料带下方,可观察到塑料带化身为“章鱼”在空中漂浮;②图2,干燥的冬天,带负电的手靠近金属门锁时会被电击。下列说法正确的是( )
A. 图1中,PVC管与塑料带带异种电荷
B. 图1中,塑料带会张开是因为受到了PVC管对它的吸引力
C. 图2中,在靠近门锁但还未被电击过程中,门锁近手端感应出正电荷
D. 图2中,电击过程,门锁上的部分电子转移到手上
3. 某同学通过实验,描绘出了两个电阻R1、R2的伏安特性曲线。如图所示。两条图线交于P点,R2的图像在P点的切线与纵轴的交点坐标为0.4A。下列说法正确的是( )
A. R1的电阻为0.5Ω
B. R2的电阻随电压的增大而增大
C. 当U=1V时,R2的电阻小于R1的电阻
D. 当U=1V时,R2的电阻为2.5Ω
4. 心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的医疗设备,其工作原理是通过一个充电的电容器对心室纤颤患者皮肤上安装的两个电极板放电,让一部分电荷通过心脏,使心脏停止跳动,再刺激心室纤颤患者的心脏恢复正常跳动。在一次心脏除颤器的模拟治疗中,若心脏除颤器的电容器电容为15μF,充电至8kV电压,如果电容器在2.0ms时间内完成放电,放电结束时电容器两极板间的电势差减为零。下列说法正确的是( )
A. 电容器电压越大,电容越大
B. 充电至8kV时,电容器带电量为120C
C. 若充电至3kV,则该电容器的电容为5μF
D. 这次放电过程中通过人体组织的最大电流一定大于60A
5. 为除去陶瓷工业所用粘土中的氧化铁,把粘土和水一起搅拌成悬浮液,将涂有绝缘层的金属圆盘吸附在盆底,金属棒插入悬浮液中,接入电源,形成如图所示电场,其中虚线为等势面。某粒子仅在电场力的作用下从点到点的轨迹如图所示,已知粘土粒子带负电荷,氧化铁粒子带正电荷,则下列说法正确的是( )
A. 端为电源正极 B. 该粒子可能为氧化铁粒子
C. 该粒子在点受到的电场力大于点 D. 该粒子在点的电势能大于点
6. 如图所示,AB、CD、EF都为半径为R的空间球面的直径,其中AB与EF同在水平面内,EF与AB的夹角θ=45°,CD与水平面垂直,现在A、B两点分别固定等量异种点电荷,则( )
A. C、E、F三点中C点电势最高
B. E、F两点电场强度不同
C. C点和O点场强大小之比为
D. 将带负电的试探电荷从E点沿直线移到F点,电势能增加
7. 空间中存在方向平行于x轴的电场,其电势随x的变化关系如图所示。一带电粒子沿x轴正方向、以速度大小v0由O点射出,粒子运动到c点时的速度恰好为0,已知粒子仅受静电力作用。下列说法正确的是( )
A. 电场强度大小恒定,且沿x轴负方向 B. 从a点到b点,粒子的电势能减少
C. 粒子在b点的速度大小为 D. 粒子将在O、c两点间一直做往返运动
8. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图,M极板固定,当手机的加速度变化时,N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是( )
A. 静止时,电流表示数为零,电容器两极板不带电
B. 由静止突然向前加速时,电容器的电容减小
C. 由静止突然向前加速时,电流由b向a流过电流表
D. 保持向前匀减速运动时,两板间的电场强度减小
9. 如图1所示,真空中两平行金属板A和B水平放置,板长为l、间距为d。板间加交变电压。左侧紧靠A板有一粒子源P,t=0时刻开始连续向右水平发射速率为v0,比荷为k的带正电的粒子。若t=0时刻发射的粒子从进入电场到从B板右边缘离开的全过程,竖直方向的速度vy随时间t变化的图像如图2所示。忽略边缘效应,不计粒子重力和粒子间的相互作用,则( )
A. 与进入电场时相比,t=0时刻发射的粒子离开电场时电势能减小
B. 交变电压的周期
C. 粒子在竖直方向的最大速度为
D. 在时刻进入的粒子恰好从A板右边缘离开电场
10. “道路千万条,安全第一条”。酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测,其工作原理如图所示。酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,电路中的电表均为理想电表。测试仪可根据电压表读数变化判断驾驶员饮酒情况。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变小,电流表的示数变大
B. 酒精气体浓度越大,灯泡越亮,电容器带电量越大
C. 适当增大灯泡的电阻值,则同等酒精气体浓度下吹气前后电压表示数变化会更大
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
三、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 小明学习小组探究压敏电阻的特性并用于制作电子秤。他们测得压敏电阻的阻值R与所受压力F的对应数据,并绘制成R-F关系图线,发现其近似为一条直线。经拟合得到函数关系为R=1.4F+15(R单位为Ω。F单位为N)。他们利用此压敏电阻设计了如图乙所示的电子秤电路,电路中电源电动势E=3.5V,内阻未知,电流表量程为10mA,内阻RA=18Ω,g取10m/s2。
(1)下列操作步骤的正确顺序是__________。
①秤盘上放置已知重力的重物G,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变;读出此时电流表示数I;
②换用不同已知质量的重物,记录每一个质量值对应的电流值;
③秤盘上不放重物时,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表指针满偏;
④将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。
(2)实验时发现电流表量程偏小,根据需要将其量程扩大为100mA,则应该给该电流表__________(填“串联”或“并联”)阻值为_________Ω的电阻。
(3)用改装后的电流表进行操作,若电流表示数为20mA,则待测重物质量m=________kg。
(4)若电源电动势不变,内阻变大,其他条件不变,用这台电子秤称重前,进行了步骤③的操作,则测量结果__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12. 小明在研究不同金属的电阻时发现一段未知材料的电阻丝,该电阻丝的电阻约为6Ω,他想通过设计一个实验来使测量结果尽量准确,发现实验室有以下器材:
A、电池组(3V、内阻1Ω) B、电流表(0~3A,内阻约0.0125Ω)
C、电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω) D、电压表(0~3V,内阻约4kΩ)
E、电压表(0~15V,内阻约15kΩ) F、滑动变阻器(0-20Ω,允许最大电流1A)
G、滑动变阻器(0~2000Ω,允许最大电流0.3A) H、开关、导线
(1)小明应选用上述器材中的哪些___________(只填写字母代号)
(2)小明用游标卡尺和螺旋测微器分别测该电阻丝的长度和直径,如图1、图2所示,则该电阻丝的长度为__________cm,直径为__________mm。
(3)小明采用了如图3所示的电路进行测量,则电阻测量值比真实值偏__________(选填“大”或“小”)。根据测量数据得到的伏安特性曲线如图所示,图中MN段向上弯曲的主要原因是下面的__________(填A或B)
A. 随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻增大
B. 随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率减小,电阻减小
四、解答题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程和演算步骤。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位,只写出最后答案的不能得分。
13. 如图所示,在水平方向的匀强电场中,有A、B、C三点,构成一个直角三角形。
∠ABC=90°,AB=8cm,BC=6cm。已知AB边沿水平方向。将一个电荷量为的试探电荷从A点移动到C点,电场力做功。
(1)求A、C两点间的电势差UAC;
(2)求匀强电场的电场强度E的大小和方向,以及B、C两点间的电势UBC;
(3)若取A点电势为0(),求B点和C点的电势以及该试探电荷在B点和C点所具有的电势能EPB和EPC。
14. 如图所示的电路,电源电动势E=21V,内阻r=1Ω,电阻R1=R4=3Ω,R2=1Ω,R3=2Ω,电容器C=1μF。
(1)开关S断开时,求通过电源的电流;
(2)开关S闭合时,求通过电源的电流和通过R2的电流;
(3)开关S由断开到闭合,电路稳定后,求电容器电荷量改变的大小(取绝对值)。
15. 如图所示,竖直面内虚线的左右两侧区域I、II分别存在范围足够大的水平向右和竖直向下的匀强电场,区域I的电场强度为E1,区域II的电场强度大小为E2=40N/C,紧靠虚线的右侧沿竖直方向固定一光滑绝缘的圆弧形轨道BCG,O点为弧形轨道的圆心,CG为竖直方向的直径,BD与CG的夹角为θ=37°,质量为m=0.4kg、电荷量为q=+0.1C,可视为质点的小球由区域I中的A点以水平向右的速度v0=5m/s进入电场,经过一段时间后小球恰好无碰撞地从B点以v=10m/s进入圆弧轨道,已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)区域I的电场强度E1的大小;
(2)假设小球沿圆弧轨道运动到D点时恰好离开轨道,求圆弧轨道半径R;
(3)小球沿弧形轨道BCG段运动的过程中,欲使小球不脱离轨道,求轨道半径R的取值范围。
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