内容正文:
万达中学高2024级高二(上)半期试题
物理试题
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)组成,共6页;答题卡共2页。满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚,同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3.考试结束后将答题卡收回。
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列物理量中与试探电荷有关的是( )
A. 电场力F B. 电场强度E C. 电势 D. 电势差
【答案】A
【解析】
【详解】A.由电场力可知,电场力既与电场有关,也与检验电荷有关,故A符合题意;
B.电场强度是描述电场的力的性质的物理量,由定义式可知,E是由电场本身决定的,与检验电荷无关,故B不符合题意;
C.电势是描述电场的能的性质的物理量,由定义式可知,是由场源和位置决定的,与检验电荷无关,故C不符合题意;
D.电势差是由电场本身以及电场中的两点的位置决定的,与检验电荷无关,故D不符合题意;
故选A。
2. 如图所示,材质均匀的某种长方体金属材料样品,长为a,宽为b,厚为c,且满足。给样品两端加相同电压,电流沿样品AB方向通过时为,沿样品CD方向通过时为,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】样品AB方向的电阻为
样品CD方向的电阻为
根据欧姆定律可得
,
可得
故选D。
3. 某静电除尘设备集尘板的内壁带正电,设备中心位置有一个带负电的放电极,它们之间的电场线分布如图所示,虚线为某带电烟尘颗粒(重力不计)的运动轨迹,A、B是轨迹上的两点,C点与B点关于放电极对称。下列说法不正确的是( )
A. A点电势低于B点电势
B. A点电场强度大于C点电场强度
C. 烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能
D. 烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能
【答案】D
【解析】
【详解】A.沿电场线方向电势逐渐降低,电场线由集尘板指向放电极,B点靠近集尘板,A点靠近放电极,所以B点电势高于A点电势,即,故A说法正确;
B.电场线的疏密程度表示电场强度的大小,由图可知A点处的电场线比B点处密集,而C点与B点关于放电极对称,则B、C两点电场强度大小相等,所以A点电场强度大于C点电场强度,即,故B说法正确;
C.带电烟尘颗粒做曲线运动,所受电场力指向轨迹凹侧,即指向集尘板(高电势区),与电场线方向相反,故烟尘颗粒带负电。从A点到B点,电场力方向与速度方向夹角为锐角(或粒子逆着电场线运动),电场力做正功,根据动能定理,动能增加,所以烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能,故C说法正确;
D.烟尘颗粒从A点运动到B点,电场力做正功,电势能减小,所以烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能,即,故D说法错误。
本题选不正确的,故选 D。
4. 导体的伏安特性曲线表示导体的导电特性,如图是A、B两个导体的伏安特性曲线,其中图线A的斜率为k,并且图线A与横轴成角。下列关于这两个导体的伏安特性曲线的说法正确的是( )
A. 两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等
B. 导体A的电阻值不随电压变化而变化,B的电阻值随电压的增大而增大
C. 导体B是非线性元件,曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数
D. 导体A为线性元件,且
【答案】A
【解析】
【详解】A.两线的交点处,U和I相等,此时电阻也相等,故A正确;
BCD.因为A元件的伏安特性曲线是直线,所以A是线性元件,其斜率的倒数等于其电阻,但因为横纵坐标轴标度不一定相同,则斜率不能用倾角的正切值求解,A元件的电阻值不随电压变化而变化;因为B元件的伏安特性曲线是弯曲的曲线,所以导体B是非线性元件,各点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数,不是某点切线的斜率表示电阻的倒数,B的电阻值随电压的增大而减小。故BCD错误。
故选A。
5. 在如图所示电路中,电源电压为,电容为的平行板电容器水平放置且下极板接地。一带电油滴位于两极板间正中央P点且恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 油滴带正电
B. 上极板所带电荷量为C
C. 若将上极板缓慢水平向左移动少许,油滴将向下运动
D. 若将下极板缓慢竖直向上移动少许,P点的电势将降低
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,电容器上极板接电源正极,板间电场方向竖直向下。油滴处于静止状态,受重力和电场力平衡,故电场力竖直向上。电场力方向与电场强度方向相反,所以油滴带负电,故A错误;
B.根据电容的定义式
可得极板带电荷量 ,故B错误;
C.若将上极板缓慢水平向左移动少许,正对面积减小,但板间距离不变。由于电容器始终与电源相连,电压不变。根据可知,板间电场强度不变。油滴受到的电场力不变,油滴仍处于静止状态,故C错误;
D.若将下极板缓慢竖直向上移动少许,板间距离减小。由于电压不变,根据可知,板间电场强度增大。点位置固定,上极板位置固定,则点与上极板间的距离不变。点与上极板间的电势差增大。根据可知上极板电势不变。根据,可得点的电势将降低,故D正确。
故选D。
6. 电荷量相等的两个电荷在空间形成的电场有对称美。如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷A和B,A、B连线中点为O,在A、B所形成的电场中,有以O点为几何中心的矩形abcd,矩形eghf为abcd的中垂面,O是ef边的中点,下列说法正确的是( )
A. e、g、h、f四点的电势相等
B. a、b两点的电场强度相同
C. 将一电荷由a点分别移到g点和O点,电势能变化量不相等
D. 将一电荷由e点沿eghf移到f点,电场力先做正功后做负功
【答案】A
【解析】
【详解】A.等量异种点电荷连线的中垂面是等势面,电势处处相等(若取无穷远处电势为0,则该面电势为0)。由题意知,矩形eghf位于A、B连线的中垂面上,所以e、g、h、f四点电势相等,故A正确;
B.根据几何关系,a、b两点关于A、B连线对称。在等量异种电荷的电场中,关于连线对称的两点电场强度大小相等,但方向不同(关于连线对称),所以a、b两点的电场强度不同,故B错误;
C.g点和O点都在中垂面上,电势相等,即
根据电势能变化量公式
将同一电荷由a点分别移到g点和O点,初末位置的电势差相等,电场力做功相等,电势能变化量相等,故C错误;
D.e、f、g、h四点均在等势面上,将电荷由e点沿eghf移到f点,始终在等势面上运动,电势差为0,电场力始终不做功,故D错误。
故选A。
7. 空间存在沿x轴分布的电场线,一带负电粒子在处由静止释放,该粒子仅在电场力的作用下运动到的过程中,其电势能随x变化的情况如图所示。则电场中x轴上的电势φ、电场强度E、带电粒子的加速度a、带电粒子的动能随位置坐标x的变化图线正确的是(设沿x轴正方向为正)( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图像可知随x变化的函数为
()
令粒子电荷量大小为q,由于
则有
结合上述可知
即图像为一条过原点的倾斜直线,斜率为正值,故A错误;
B.根据电场力做功与电势能的变化之间的关系有
则有
可知图像斜率的绝对值表示电场力,根据图像可知图像斜率为一定值,可知,该电场为匀强电场,电场强度为一个定值,图像为一条平行于x轴的直线,故B错误;
C.根据上述,电场为匀强电场,根据牛顿第二定律可知,粒子沿x轴正方向做匀加速直线运动,加速度为一个定值,方向与规定正方向相同,可知为正方向上的一条平行于x轴方向的直线,故C正确;
D.根据动能定理有
则有
根据上述,电场是匀强电场,则图像是一条过原点的倾斜直线,斜率为正值,故D错误。
故选C。
8. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为+q、-q和的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时,电势能均为。下列说法正确的是( )
A. OA中点的电势不为零 B. OA两点的电势差为
C. 电场的方向与x轴正方向成60°角 D. 电场强度的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电势的定义式可得O点,A点和B点的电势分别为,,,所以OA中点的电势
故A错误;
B.OA两点的电势差
故B错误;
C.如图所示
设N点为AB的三等分点,同理易知N点电势为0,连接MN为一条等势线,过A点做MN的垂线,可知电场线沿该垂线方向,指向右下方,由,可知
故电场的方向与x轴正方向成45°角,故C错误;
D.电场强度的大小为
故D正确。
故选D。
二、本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 下列说法正确的是( )
A. 电动势表示电源将其他形式能转化为电能的本领
B. 电源的电动势一定等于闭合电路中电源两端的电压
C. 电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功
D. 电动势大的电源做功一定多,储存的电能一定多
【答案】AC
【解析】
【详解】AD.电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领大小,电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大,但不一定做功越多,故A正确,D错误;
B.电源两端的电压为电路的外电压,根据闭合电路欧姆定律得
显然电源的电动势一定大于闭合电路中电源两端的电压,故B错误;
C.根据电动势的定义式
可知电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功,故C正确。
故选AC。
10. 带电小球在从A点运动到B点的过程中,重力做功为,电场力做功,克服空气阻力做功为,则在A点的( )
A. 重力势能比B点大 B. 电势能比B点小
C. 动能比B点大 D. 机械能比B点小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.重力做功等于重力势能的减少量。从A到B重力做功为,说明A到B重力势能减少了,因此A点重力势能比B点大,故A正确;
B.电场力做功等于电势能的减少量。从A到B电场力做功,说明A到B电势能减少了,因此A点电势能比B点大,故B错误;
C.根据动能定理,合外力做功等于动能变化量。带电小球从A点运动到B点,由动能定理
代入,,
解得
即小球在A点的动能比B点小,故C错误;
D.机械能的变化等于除重力外其他力做功之和。小球从A点运动到B点其他力做功
则机械能增加0.5J,因此A点机械能比B点小,故D正确。
故选AD。
11. 在如图所示的电路中,开关闭合后,当滑动变阻器的触头向下滑动时,有( )
A. 灯变亮
B. 灯变暗
C. 电源的输出功率变大
D. 电阻有从到方向的电流
【答案】BD
【解析】
【详解】A.触头向下滑动,滑动变阻器接入电阻增大,并联部分总电阻增大,电路总电阻增大,总电流(即流过的电流)减小,的功率减小,变暗,故A错误;
B.总电流减小,的电压和电源内阻分压都减小,可知并联部分的电压增大;电阻上的电流增大
可知增大,而干路电流全部流入并联区域,满足
故上的电流
可知的电流减小,的功率减小,灯变暗,故B正确;
C.由闭合电路的欧姆定律可知,当外电阻等于电源内阻时,电源输出功率最大;题目未给出外电阻与内阻的关系,无法判断输出功率的变化,故C错误;
D.电容器电压等于,增大,电容器的带电量满足
可知电容器带电量增大,电容器充电;电容器上极板带正电,且带电量增大,故中电流方向为从到,故D正确。
故选BD。
12. 如图所示,地面上固定一倾角为、高为h的光滑绝缘斜面,斜面置于水平向左的匀强电场中,电场强度大小为,现将一个带正电的物块(可视为质点)从斜面顶端由静止释放,已知物块质量为m,电荷量为q,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 物块从静止释放到落地的过程中电场力做功为
B. 物块从静止释放到落地的过程中电场力做功为
C. 物块落地的速度大小为
D. 物块落地的速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】物块受到的电场力
则物块所受合力的大小为
合力的方向和水平方向的夹角为,则小物块沿合力方向做匀加速直线运动,不会沿着斜面下滑。物块从静止释放到落地的过程中电场力做功为
设物块落地速度为,根据动能定理可得
解得
故选BD正确。
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
三、本题共2小题,14题(2)每空一分,其余每空2分,共16分。
13. 为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻,某同学设计了如图甲所示的实验电路,其中R为电阻箱,R0=5Ω为保护电阻.
(1)断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值.多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以为纵坐标,以为横坐标,画出的关系图线(该图线为一直线),如图乙所示.由图线可求得电池组的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω.(保留两位有效数字)
(2)引起该实验系统误差的主要原因是___________.
【答案】 ①. 2.9 ②. 1.1 ③. 电压表分流,(导致通过电源的电流的测量值偏小)
【解析】
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律进行数学变形,得,根据数学知识得知关系图线的纵截距,斜率;由图得到b=0.35, 则电动势,内阻r=kE-R0=2.1×2.9-5≈1.2Ω
(2)由图甲所示电路图可知,电压表与电阻箱并联,由于电压表的分流作用,流过保护电阻与电源的电流大于流过电阻箱的电流,这是造成实验误差的原因.
【点睛】本题主要考查运用数学知识处理问题的能力,采用的是转换法,将非线性关系转换成线性,直观简单.
14. 某小组测某种圆柱形材料的电阻率,做了如下实验。
(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度,螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。由图得圆柱体的直径_________,长度_________。
(2)该小组想用伏安法更精确地测量圆柱材料的电阻(阻值约为),可选用的器材如下:
A.电流表(量程,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻为)
C.电压表(量程,内阻为)
D.电源(电动势,有一定内阻)
E.滑动变阻器(阻值范围,允许通过的最大电流)
F.开关,导线若干
为使测量尽量准确,要对电压表进行改装,现要求改装成量程为的电压表,则选择电压表___________(用仪器前的序号表示)与一个阻值为________的电阻串联。
(3)现要求电压从0开始变化,请用笔画线表示导线,在图丙中完成测量圆柱材料电阻的实验电路连接___________。
(4)实验过程中,实验小组移动滑动变阻器的滑片,并记录两电表的测量数据,电流表的示数为,电压表的示数为,则实验测得圆柱材料的电阻率___________(用题中所给字母表示)。
【答案】(1) ①. #### ②.
(2) ①. B ②.
(3) (4)
【解析】
【小问1详解】
[1]由图甲可知,圆柱体的直径
[2]由图乙可知,圆柱体的长度
【小问2详解】
[1]由于电源电动势为,量程电压表测量误差过大,因此电压表应选量程为的电压表B;
[2]原电压表满偏电压,内阻,改装后量程,根据串联电路电流相等(满偏电流不变),串联电阻满足
代入数据解得
【小问3详解】
要求电压从0开始变化,滑动变阻器采用分压接法;待测电阻阻值,远小于改装后的电压表内阻,且由于电压表内阻已知,采用外接法可算出电压表分流,精确扣除分流可得到流过待测电阻的真实电流,消除系统误差,故电路连线如图所示
【小问4详解】
改装后,原电压表示数为,则待测电阻两端实际电压
则待测电阻阻值
由电阻定律
联立得圆柱材料的电阻率
四、本题共3小题,共36分。解答过程中,要求必须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
15. 如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,、,其中ab沿电场线方向,bc和电场线方向成角,电荷量为的正电荷从a移到b静电力做功为,求:
(1)匀强电场强度E
(2)b、c两点间的电势差
(3)若a点的电势为0,则该正电荷在c点电势能
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
a、b两点间距离为
正电荷从a移到b静电力做功
代入数据解得
【小问2详解】
b、c两点间的距离为
故b、c两点间的电势差
代入数据解得
【小问3详解】
由电势差与电势的关系
其中
代入,,
解得
由电势能公式可知,该正电荷在c点电势能
解得
16. 如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻为,电动机两端电压为,电路中的电流为,物体A重,不计摩擦力,求:
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少?机械效率是多少?
(3)10 s内,可以把重物A匀速提升多高?
【答案】(1)
(2),,
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据焦耳定律,线圈电阻消耗的热功率为
【小问2详解】
电动机输入功率为
电动机的输出机械功率等于输入总功率减去发热损耗的功率,即
故机械效率
【小问3详解】
匀速提升重物时,电动机输出的机械能全部转化为重物的重力势能,即
代入数据得重物A上升的高度
17. 如图,一光滑绝缘半圆环轨道固定在竖直平面内,与光滑绝缘水平面相切于B点,轨道半径为R。整个空间存在水平向右的匀强电场E,场强大小为,一带正电小球质量为m、电荷量为q,从距离B点为处的A点以某一初速度沿AB方向开始运动,经过B点后恰能不脱离轨道,运动到轨道的最高点C.重力加速度为g,,。则:
(1)带电小球从A点开始运动时的初速度多大;
(2)带电小球到达C时,小球对轨道的压力大小;
(3)带电小球到达轨道最高点C时,E的大小不变方向反向,则小球从C点到落地过程中速度的最小值为?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意知小球受到的电场力
当小球在半圆轨道上运动时,当小球运动到等效重力场的最高点时,合力沿轨道半径指向圆心、与速度方向垂直;此时轨道弹力为0,重力与电场力的合力恰好提供向心力,为恰好不脱离轨道的临界位置,设此时小球的速度为,由牛顿第二定律得
设与竖直方向的夹角为,则
故
从A到该点由动能定理得
联立代入数据解得
【小问2详解】
从A点到C由动能定理得
解得
设在C点轨道对小球的弹力为F,根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力大小
【小问3详解】
从最高点C抛出,E的大小不变方向反向,水平方向小球做匀减速直线运动,由牛顿第二定律得
小球在水平方向做匀减速运动,满足
在竖直方向,小球做自由落体运动,满足
故从C点到落地过程中小球的速度满足
由二次函数的性质可知,当时,取得最小值,得
故小球从C点到落地过程中速度的最小值
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万达中学高2024级高二(上)半期试题
物理试题
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)组成,共6页;答题卡共2页。满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚,同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3.考试结束后将答题卡收回。
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列物理量中与试探电荷有关的是( )
A. 电场力F B. 电场强度E C. 电势 D. 电势差
2. 如图所示,材质均匀的某种长方体金属材料样品,长为a,宽为b,厚为c,且满足。给样品两端加相同电压,电流沿样品AB方向通过时为,沿样品CD方向通过时为,则等于( )
A. B. C. D.
3. 某静电除尘设备集尘板的内壁带正电,设备中心位置有一个带负电的放电极,它们之间的电场线分布如图所示,虚线为某带电烟尘颗粒(重力不计)的运动轨迹,A、B是轨迹上的两点,C点与B点关于放电极对称。下列说法不正确的是( )
A. A点电势低于B点电势
B. A点电场强度大于C点电场强度
C. 烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能
D. 烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能
4. 导体的伏安特性曲线表示导体的导电特性,如图是A、B两个导体的伏安特性曲线,其中图线A的斜率为k,并且图线A与横轴成角。下列关于这两个导体的伏安特性曲线的说法正确的是( )
A. 两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等
B. 导体A的电阻值不随电压变化而变化,B的电阻值随电压的增大而增大
C. 导体B是非线性元件,曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数
D. 导体A为线性元件,且
5. 在如图所示电路中,电源电压为,电容为的平行板电容器水平放置且下极板接地。一带电油滴位于两极板间正中央P点且恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 油滴带正电
B. 上极板所带电荷量为C
C. 若将上极板缓慢水平向左移动少许,油滴将向下运动
D. 若将下极板缓慢竖直向上移动少许,P点的电势将降低
6. 电荷量相等的两个电荷在空间形成的电场有对称美。如图所示,真空中固定两个等量异种点电荷A和B,A、B连线中点为O,在A、B所形成的电场中,有以O点为几何中心的矩形abcd,矩形eghf为abcd的中垂面,O是ef边的中点,下列说法正确的是( )
A. e、g、h、f四点的电势相等
B. a、b两点的电场强度相同
C. 将一电荷由a点分别移到g点和O点,电势能变化量不相等
D. 将一电荷由e点沿eghf移到f点,电场力先做正功后做负功
7. 空间存在沿x轴分布的电场线,一带负电粒子在处由静止释放,该粒子仅在电场力的作用下运动到的过程中,其电势能随x变化的情况如图所示。则电场中x轴上的电势φ、电场强度E、带电粒子的加速度a、带电粒子的动能随位置坐标x的变化图线正确的是(设沿x轴正方向为正)( )
A. B.
C. D.
8. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为+q、-q和的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时,电势能均为。下列说法正确的是( )
A. OA中点的电势不为零 B. OA两点的电势差为
C. 电场的方向与x轴正方向成60°角 D. 电场强度的大小为
二、本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 下列说法正确的是( )
A. 电动势表示电源将其他形式能转化为电能的本领
B. 电源的电动势一定等于闭合电路中电源两端的电压
C. 电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功
D. 电动势大的电源做功一定多,储存的电能一定多
10. 带电小球在从A点运动到B点的过程中,重力做功为,电场力做功,克服空气阻力做功为,则在A点的( )
A. 重力势能比B点大 B. 电势能比B点小
C. 动能比B点大 D. 机械能比B点小
11. 在如图所示的电路中,开关闭合后,当滑动变阻器的触头向下滑动时,有( )
A. 灯变亮
B. 灯变暗
C. 电源的输出功率变大
D. 电阻有从到方向的电流
12. 如图所示,地面上固定一倾角为、高为h的光滑绝缘斜面,斜面置于水平向左的匀强电场中,电场强度大小为,现将一个带正电的物块(可视为质点)从斜面顶端由静止释放,已知物块质量为m,电荷量为q,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 物块从静止释放到落地的过程中电场力做功为
B. 物块从静止释放到落地的过程中电场力做功为
C. 物块落地的速度大小为
D. 物块落地的速度大小为
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
三、本题共2小题,14题(2)每空一分,其余每空2分,共16分。
13. 为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻,某同学设计了如图甲所示的实验电路,其中R为电阻箱,R0=5Ω为保护电阻.
(1)断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值.多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以为纵坐标,以为横坐标,画出的关系图线(该图线为一直线),如图乙所示.由图线可求得电池组的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω.(保留两位有效数字)
(2)引起该实验系统误差的主要原因是___________.
14. 某小组测某种圆柱形材料的电阻率,做了如下实验。
(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度,螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。由图得圆柱体的直径_________,长度_________。
(2)该小组想用伏安法更精确地测量圆柱材料的电阻(阻值约为),可选用的器材如下:
A.电流表(量程,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻为)
C.电压表(量程,内阻为)
D.电源(电动势,有一定内阻)
E.滑动变阻器(阻值范围,允许通过的最大电流)
F.开关,导线若干
为使测量尽量准确,要对电压表进行改装,现要求改装成量程为的电压表,则选择电压表___________(用仪器前的序号表示)与一个阻值为________的电阻串联。
(3)现要求电压从0开始变化,请用笔画线表示导线,在图丙中完成测量圆柱材料电阻的实验电路连接___________。
(4)实验过程中,实验小组移动滑动变阻器的滑片,并记录两电表的测量数据,电流表的示数为,电压表的示数为,则实验测得圆柱材料的电阻率___________(用题中所给字母表示)。
四、本题共3小题,共36分。解答过程中,要求必须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
15. 如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,、,其中ab沿电场线方向,bc和电场线方向成角,电荷量为的正电荷从a移到b静电力做功为,求:
(1)匀强电场强度E
(2)b、c两点间的电势差
(3)若a点的电势为0,则该正电荷在c点电势能
16. 如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻为,电动机两端电压为,电路中的电流为,物体A重,不计摩擦力,求:
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少?机械效率是多少?
(3)10 s内,可以把重物A匀速提升多高?
17. 如图,一光滑绝缘半圆环轨道固定在竖直平面内,与光滑绝缘水平面相切于B点,轨道半径为R。整个空间存在水平向右的匀强电场E,场强大小为,一带正电小球质量为m、电荷量为q,从距离B点为处的A点以某一初速度沿AB方向开始运动,经过B点后恰能不脱离轨道,运动到轨道的最高点C.重力加速度为g,,。则:
(1)带电小球从A点开始运动时的初速度多大;
(2)带电小球到达C时,小球对轨道的压力大小;
(3)带电小球到达轨道最高点C时,E的大小不变方向反向,则小球从C点到落地过程中速度的最小值为?
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