内容正文:
2025—2026学年度第一学期期中质量调研试题
年级:高二英才学科:物理
本试卷共8页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题(本大题共12小题,共36分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 半导体材料导电性能不受外界条件的影响
B. 超导现象是指在温度降到某一临界值时电阻率突然降为零的现象
C. 由可知,与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比
D. 由 可知,与成正比,与成反比
【答案】B
【解析】
【详解】A.半导体材料导电性能受外界条件的影响,例如温度、光照等,故A错误;
B.超导现象是指在温度降到某一临界值时电阻率突然降为零的现象,故B正确;
C.是定义式,与和无关,故C错误;
D.电阻率由材料决定,与、无关,故D错误。
故选B。
2. 一电荷量为的正点电荷位于电场中点,具有的电势能为,则点的电势为。若把该点电荷换为电荷量为的负点电荷,则点的电势为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】电势是采用比值法定义的物理量,反映电场本身的固有性质,仅由电场本身决定,与试探电荷的电荷量大小、电性均无关。因此将试探电荷更换为电荷量为2q的负点电荷后,A点的电势仍为。
故选A。
3. 如图所示的键盘为一电容式键盘,在我们打字的过程中,让我们猜想一下我们是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的大小( )
A. 两板间的距离 B. 两板间的电压
C. 两板间的电介质 D. 两板间的正对面积
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由电容的决定式可知,电容与两极板间距离、板间电介质和正对面积有关,与板间电压无关,电容式键盘是通过改变两极板间距离来改变电容的。
故选A。
【点睛】
4. 如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点,由O点静止释放的电子恰好能运动到P点,现将C板向右平移到P′点,则由O点静止释放的电子( )
A. 运动到P点返回
B. 运动到P和P′点之间返回
C. 运动到P′点返回
D. 穿过P′点
【答案】A
【解析】
【详解】设A、B板间的电势差为U1,B、C板间的电势差为U2,板间距为d,电场强度为E,第一次由O点静止释放的电子恰好能运动到P点,根据动能定理得
则有
将C板向右移动,B、C板间的电场强度变为
则将C板向右平移到P′点,B、C间电场强度E不变, 所以电子还是运动到P点速度减小为零,然后返回。
故选A。
5. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,不能使电容器带电
B. 实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变大
C. 实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大
D. 实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,则a板带上与玻璃棒同种电荷,同时b板带上异种电荷,故A错误;
B.实验中,只将电容器b板向上平移,根据
,
极板正电面积减小,电容减小,可认为电容器电荷量不变,则极板间电压增大,静电计指针的张角变大,故B正确;
C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,根据
,
可知电容增大,可认为电容器电荷量不变,则极板间电压减小,静电计指针的张角变小,故C错误;
D.实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明极板间电压增大,但电容保持不变,故D错误。
故选B。
6. 如图所示电路,在两端接上电源后,各电阻消耗的功率的大小比较是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据,由于流过和的电流相等,可知;由于和阻值相同,流经的电流更小可知;根据,由于和两端电压相等,可知;对于和,已知,流过的电流为干路电流,流过的电流为支路电流,显然。根据可知。即。
故选D
7. 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中错误的是( )
A. 随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B. 对应P点,小灯泡的电阻为
C. 对应P点,小灯泡的电阻为
D. 对应P点,小灯泡的功率等于图中矩形PQOM所围的面积
【答案】C
【解析】
【详解】A.图线上的点与坐标原点的连线的斜率倒数表示小灯泡的电阻,由题图可知,U越大,图线上的点与坐标原点的连线的斜率倒数不断增大,则小灯泡的电阻增大,故A正确,不符合题意;
BC.对应P点,小灯泡的电阻为,故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;
D.对应P点,小灯泡的功率,与题图中PQOM所围的面积相等,故D正确,不符合题意。
故选C。
8. 在x轴上的﹣L和L点分别固定了A,B两个点电荷,A的电荷量为+Q,B的电荷量为﹣Q,如图所示,设沿x轴正方向为电场强度的正方向,则整个x轴上的电场强度E随x变化的图象正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】等量异种电荷电场线的分布如图,
可知,x<-L时,电场强度E方向向左,为负.-L≤x≤L时,E方向向右,为正.x>L时,E方向向左,为负,且O点的电场强度不为零,故ABD错误,C正确.故选C.
9. 用细绳拴一个质量为m的带正电的小球B,另一个也带正电小球A固定在绝缘竖直墙上,AB两球与地面的高度均为,小球B在重力、拉力和库仑力的作用下静止不动,如图所示现将细绳剪断后( )
A. 小球B在细绳剪断瞬间起开始做平抛运动
B. 小球B落地的时间小于
C. 小球B在细绳剪断瞬间加速度等于
D. 小球B落地点可能与B释放点在同一等势面上,落地点速度可能为
【答案】B
【解析】
【详解】AC.将细绳剪断瞬间,小球受到重力和库仑力的共同的作用,合力斜向右下方,并不是只有重力的作用,因此剪断瞬间开始,不可能做平抛运动,且加速度大于g,故AC错误;
BD.小球在落地过程中,竖直方向除受到重力外,还受到库仑斥力向下的分力,那么竖直方向的加速度大于g,因此球落地的时间小于,由于受库仑斥力的水平分力作用,则落地时小球有向右的水平位移,则不可能与B释放点在同一等势面上,落地点速度大于,故B正确,D错误。
故选B。
10. 示波器是一种重要的电子测量仪器,其核心部件是示波管,示波管的原理示意图如图1所示。如果在电极之间所加的电压及在电极之间所加的电压分别按图2中实线及虚线所示的规律变化,则在荧光屏(XY轴上单位长度相等)上呈现出来的图形是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在t=0时刻,和均为零,则电子会打到中心位置;和变化的周期相同,根据
偏转距离为,
可知
可知在荧光屏上呈现出来的图形是过原点且在一、三象限的亮线。
故选A。
11. 如图所示,在匀强电场中有四条间距均为d的平行等势线1、2、3、4,各条线上的电势分别为0、-φ0、-2φ0、-3φ0;有一个带电粒子,质量为m(不计重力),电荷量为q,从A点与等势线4成θ角以初速度v0射入电场中,到达等势线2上的B点时,速度方向恰好水平向左,则匀强电场场强的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意,将速度v0分解为水平和竖直的分量,竖直的分量为v0sinθ;在竖直方向运用动能定理,-qE×2d=0-m(v0sinθ)2;解得E=,故选B.
12. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。电子偏转器的简化剖面结构如图所示,A、B表示两个同心半圆金属板,两板间存在偏转电场,板A、B的电势分别为、。电子从偏转器左端的中央M进入,经过偏转电场后到达右端的探测板N。动能不同的电子在偏转电场的作用下到达板N的不同位置,初动能为的电子沿电势为的等势面C(图中虚线)做匀速圆周运动到达板N的正中间。动能为、的电子在偏转电场作用下分别到达板N的左边缘和右边缘,动能改变量分别为和。忽略电场的边缘效应及电子之间的相互影响。下列判断正确的是( )
A. 偏转电场是匀强电场 B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题意可知电子在偏转器中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,等势面C上电场强度大小相等,但方向不同,而匀强电场处处大小相等,方向相同,电子受力的方向与电场的方向相反,所以B板的电势较高,故AB错误;
C.相较于做匀速圆周运动的电子,动能为的电子在做近心运动,动能为的电子在做离心运动,可知
故C错误;
D.该电场是辐射状电场,内侧的电场线密集,电场强度大,根据定性分析可知
即
所以
故D正确。
故选D。
二、多选题(本大题共4小题,全对的得4分;正确但不全的得2分,共16分)
13. 某同学采用如图装置做静电感应的实验:在绝缘支架上的金属导体和金属导体按图中方向接触放置,原先、都不带电,先让开关、均断开,现在将一个带正电小球放置在左侧,则下列说法正确的是( )
A. 若开关、均断开,导体左端带负电,导体右端带正电
B. 若开关、均闭合,则导体和导体均不带电
C. 若只闭合开关,接着将、分开,再移走带电小球,则导体不带电
D. 若只闭合开关,接着移走带电小球,最后将、分开,则导体带负电
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A.若开关、均断开,由静电感应规律,知导体左端带负电,导体右端带正电,A正确;
B.若开关、均闭合,导体M左端会感应异种电荷,带负电,导体右端带正电,通过接地线,大地上的负电荷会移动到金属导体上,使的右端带的正电荷被中和,所以导体带负电,导体不带电,B错误;
C.若只闭合开关,导体右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,金属导体整体所带的所有负电荷都集中在导体的左端,导体不带电,接着将M、N分开,再移走带电小球,M左端的负电荷重新回到大地,则导体、均不带电荷,C正确;
D.若只闭合开关,导体右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,金属导体整体所带的所有负电荷都集中在导体的左端,导体不带电,接着移走带电小球,M左端的负电荷重新回到大地,金属导体整体不带电,最后将M、N分开,则M和N均不带电,D错误。
故选AC。
【点睛】
14. 一段粗细均匀的导线的横截面积为S,导线内自由电子的电荷量为e,导线单位长度内自由电子数为n1,导线单位体积内自由电子数为n2,自由电子定向运动的速率为v,单位时间内通过某一横截面的自由电子数为n3。则导线中的电流为( )
A. n1eSv B. n1ev C. n2eSv D. n3e
【答案】BCD
【解析】
【详解】根据电流定义式可得
根据电流微观表达式可得
根据电流定义式可得
故选BCD。
15. 如图所示,在点电荷产生的电场中,实线是一条方向未标出的电场线,虚线是电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在两点的加速度大小分别为,电势能分别为。下列说法正确的是( )
A. 电子一定从向运动
B. 若,则靠近端且一定为正电荷
C. 无论为正电荷还是负电荷一定有
D. 点电势一定小于点电势
【答案】BD
【解析】
【详解】A.轨迹没有标出速度方向,只能由弯曲方向判断电子受力指向轨迹凹侧,不能确定电子沿轨迹从 到还是从到 运动,故A错误;
B.电场线由点电荷发出或终止,在直线 上。轨迹凹向左侧,电子所受静电力指向左侧,电场方向与电子受力方向相反,故实线 上电场方向为由指向 的方向。若 ,则 点场强大于 点场强,点离更近,由图可知靠近端;电场线从正电荷出发,所以 一定为正电荷,故B正确;
CD.由上述电场方向可知,可能为靠近端的正电荷,也可能为靠近 端的负电荷。若 为正电荷,则点离较远,可得的关系;若为负电荷,则点离较近,负点电荷附近电势更低,也有 的关系。电子带负电,由 关系可知,故C错误,D正确。
故选BD。
16. 如图所示,两块水平放置的平行金属板M、N,下极板N接地。现将其与理想二极管串联,与静电计并联,初始电容器所带电量为零。为定值电阻,和为电阻箱,闭合开关S稳定后,一带电油滴恰好静止于两板间的P点,则下列说法正确的是( )
A. 断开开关S,M板稍微上移,静电计指针偏角变大
B. 断开开关S,N板稍微下移,带电油滴的电势能增大
C. 保持开关S闭合,增大阻值,带电油滴仍然静止不动
D. 保持开关S闭合,增大阻值,平行板电容器的带电荷量减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.断开开关S,电量保持不变,根据电容决定式
M板稍微上移,d变大,电容减小,根据电容定义式
可知板间电压U变大,所以静电计指针偏角变大,故A正确;
B.根据电容决定式
电容定义式
板间场强为
联立可得
断开开关S,电量保持不变,所以板间场强不变;P与下极板间电势差为
可知P与下极板间电势差变大,而N板的电势始终为零,所以P点电势降低,且为负值。由图可知N板为正极板,液滴处于静止状态,根据平衡条件可知液滴带正电;根据
可知N板稍微下移,带电油滴的电势能降低,故B错误;
C.保持开关S闭合,电容器两板间电压等于电阻R0两端的电压,当增大R1的阻值,R0两端的电压减小,电容器两板间电压降低,根据
可知电容器将会放电,因为二极管单向导电性,电容器的电量不能减少,所以保持电量不变,根据电容决定式
电容定义式
板间场强为
联立可得
由此可知板间场强不变,所以液滴仍然静止不动,故C正确;
D.保持开关S闭合,电容器两板间电压等于电阻R0两端的电压,当增大R2的阻值,电容器两板间电压与R2的阻值无关,根据
可知平行板电容器的带电荷量保持不变,故D错误。
故选AC。
三、实验题(本大题共2小题,共16分)
17. 如图甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为。S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,为平行板电容器。
(1)当开关S接______时(选填“”或“”),平行板电容器充电。电容器放电,流经G表的电流方向与充电时______(选填“相同”或“相反”)
(2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化图像如图乙所示,已知如图所围的面积约为49个方格,可算出电容器的电容为______。
(3)在电容器放电实验中,接不同的电阻放电,图丙中放电电流的图线的a、b、c、三条曲线中对应电阻最大的一条是______(选填“a”、“b”或“c”)。
【答案】 ①. ②. 相反 ③. ④. c
【解析】
【详解】(1)[1]当开关S接1时,平行板电容器与电源相连,平行板电容器充电。
[2]电容器放电,流经G表的电流方向与充电时相反。
(2)[3]根据
可知图像与横轴围成的面积表示电容器所带电荷量,则有
则电容器的电容为
(3)[4]当电阻越大,则电容器放电电流越小,放电用的时间越长,则电阻最大的对应于图像c。
18. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中,实验小组的同学测量一段阻值约为、粗细均匀金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器分别在三个不同的位置测量金属丝的直径,某次示数如图所示,该次测量值为______。
(2)实验小组的同学采用图所示的电路图,用伏安法测金属丝的电阻,现有电源(电动势为,内阻可忽略不计),开关导线若干,以及下列器材:
A.电压表(量程,内阻约)
B.电压表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.电流表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器()
为减小测量误差,在实验中,电压表应选用______,电流表应选用______。(选填各器材前的字母)
图是测量的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据图的电路图,补充完成图中实物间的连线。______
(3)测量出金属丝直径为、长度为,电压表示数为,电流表示数为,则该金属丝电阻率测量值的表达式______。考虑电流表和电压表内阻引起的误差,该测量值______真实值(选填“大于”或“小于”)。
(4)在测量另一根阻值未知的金属丝电阻率时,实验小组的同学将电流表换成了量程为的毫安表,依据图连接了电路,调整滑动变阻器后保持的阻值不变。然后,将电压表右侧导线分别接在点和点,读出相应的电压表和毫安表示数,记录在表格中。根据这两组数据,同学们认为将电压表右侧导线接在点比接在点实验误差更小。请判断他们得出的结论是否正确,并说明理由。______
接点
接点
【答案】 ①. 0.550##0.549##0.551 ②. ③. ④. ⑤. ⑥. 小于 ⑦. 该小组同学的结论正确。对电压表右侧导线接在点和接在点进行比较,电压表示数的相对变化为
电流表示数的相对变化为
可见电压表变化明显,将电压表右侧导线接在点误差小。
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数
(2)①[2]因为电动势为3.0V,为减小测量误差,在实验中,电压表应选用A;
[3]金属丝的最大电流约为
电流表选择D;
②[4] 根据电路图,实物图连线如下图所示
(3)[5]根据电阻的决定式
其中
欧姆定律
联立可知
[6]由于电压表分流,使测得的电流偏大,从而造成电阻率的测量值小于真实值。
(4)[7]略。
四、计算题(4小题,共32分,写出公式、详细分析过程,只写出结果的不给分)
19. 如图所示,用干电池组给玩具电动机供电,小灯泡标有“3V 3W”字样,小灯泡标有“2V 4W”字样,电动机的内阻,当闭合电键S,将滑动变阻器的阻值调到时,两灯泡和玩具电动机均能正常工作。求:
(1)流过电动机的电流;
(2)电动机输出的机械功率。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
依题意可知,两灯泡和电动机均能正常工作时,由电功率公式可得,流过小灯泡的电流为
流过小灯泡的电流为
由并联电路的特点可知流过电动机的电流为
【小问2详解】
小灯泡的电阻为
则电动机两端的电压为
电动机的输入功率为
电动机的热功率为
电动机输出的机械功率为
20. 现将内阻为的灵敏电流计G分别改装为双量程的电压表和电流表,如图甲和乙所示。 甲图中,,使用A、B两个端点时,电压表的量程为;乙图中使用A、B两个端点时,电流表量程为,使用A、C两个端点时,电流表量程为,试计算:
(1)灵敏电流计的满偏电流是多少?
(2)图甲中使用A、C两个端点时,电压表的量程是多少?
(3)图乙中R3和R4的阻值各为多少?
【答案】(1)或
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
图甲中使用A、B两个端点时
得到
或
【小问2详解】
图甲中使用A、C两个端点时
得到
电压表的量程是
【小问3详解】
图乙中,使用A、B两个端点时
使用A、C两个端点时
解得
,
21. 如图甲所示,真空中的电极可连续不断均匀地逸出电子(设电子的初速度为零),经加速电场加速,由小孔穿出,沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板A、B的中线射入偏转电场,A、B两板距离为d,A、B板长为L,AB两板间加周期性变化的电场UAB,如图乙所示,周期为T,加速电压U1=,其中m为电子质量、e为电子电荷量,T为偏转电场的周期,不计电子的重力,不计电子间的相互作用力,且所有电子都能离开偏转电场,求:
(1)电子从加速电场U1飞出后的水平速度v0的大小;
(2)t=0时刻射入偏转电场的电子离开偏转电场时距A、B间中线的距离y;
(3)在0~内射入偏转电场的电子中从中线上方离开偏转电场的电子占离开偏转电场电子总数的百分比。
【答案】(1)
(2)
(3)50%
【解析】
【小问1详解】
电子在加速电场中加速,由动能定理得
解得
【小问2详解】
电子在偏转电场中做类平抛运动,水平方向
解得
t=0时刻进入偏转电场的电子加速度
电子离开电场时距离A、B中心线的距离
解得
【小问3详解】
在0~内射入偏转电场的电子,设向上的方向为正方向,设电子恰在A、B间中线离开偏转电场,则电子先向上做初速度为零、加速度大小为a的匀加速直线运动,经过时间t′后速度
此后两板间电压大小变为3U0,加速度大小变为
电子向上做加速度大小为3a的匀减速直线运动,速度减为零后,向下做初速度为零、加速度大小为3a的匀加速直线运动,最后回到A、B间的中线,经历的时间为,则
解得
则能够从中线上方向离开偏转电场的电子的发射时间为
则在0~时间内,从中线上方离开偏转电场的电子占离开偏转电场电子总数的百分比
22. 有一个带正电的小球起始时刻处于左图中的O点,已知小球的带电量为+q,质量为m。小球所在的竖直平面内AB区域间存在着一个竖直方向的电场,以竖直向下为x轴正方向,其电场强度随位移x的变化如右图所示。现将小球从O点静止释放,小球开始下落,到达边界B处时(仍认为在电场内)速度恰好减小为0,已知AB间距离为L,则:
(1)小球从A运动到B的过程中,电场力做了多少功?
(2)A、B两点电势差UAB以及起始位置的场强E0为多少?
(3)物体在何处受力平衡?整个过程中小球的最大速度是多少?
【答案】(1)
(2),
(3),
【解析】
【详解】(1)小球从A运动到B的过程中根据动能定理
解得电场力做功为
(2)电场力做负功,A、B两点电势差UAB为
根据电场强度随位移x的变化图像可知x=L处的场强大小为
根据可知图像与坐标轴围成的面积为A、B两点电势差的大小,故有
解得
(3)由图像可知图线的函数表达式为
物体受力平衡时
由可知开始运动时电场力方向竖直向下,即此时场强竖直向下,故物体受力平衡时,此时场强方向竖直向上,反应在图像上可知此时图线上场强小于零,设该位置处的x轴坐标为x0,得
解得
小球到达平衡位置时加速度为零,此时速度最大。从开始运动到该位置,根据对称性可知电场力做功为零,由动能定理有
解得
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2025—2026学年度第一学期期中质量调研试题
年级:高二英才学科:物理
本试卷共8页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题(本大题共12小题,共36分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 半导体材料导电性能不受外界条件的影响
B. 超导现象是指在温度降到某一临界值时电阻率突然降为零的现象
C. 由可知,与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比
D. 由 可知,与成正比,与成反比
2. 一电荷量为的正点电荷位于电场中点,具有的电势能为,则点的电势为。若把该点电荷换为电荷量为的负点电荷,则点的电势为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示的键盘为一电容式键盘,在我们打字的过程中,让我们猜想一下我们是通过改变电容器的哪个因素来改变电容的大小( )
A. 两板间的距离 B. 两板间的电压
C. 两板间的电介质 D. 两板间的正对面积
4. 如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点,由O点静止释放的电子恰好能运动到P点,现将C板向右平移到P′点,则由O点静止释放的电子( )
A. 运动到P点返回
B. 运动到P和P′点之间返回
C. 运动到P′点返回
D. 穿过P′点
5. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,不能使电容器带电
B. 实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变大
C. 实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大
D. 实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
6. 如图所示电路,在两端接上电源后,各电阻消耗的功率的大小比较是( )
A. B.
C. D.
7. 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中错误的是( )
A. 随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B. 对应P点,小灯泡的电阻为
C. 对应P点,小灯泡的电阻为
D. 对应P点,小灯泡的功率等于图中矩形PQOM所围的面积
8. 在x轴上的﹣L和L点分别固定了A,B两个点电荷,A的电荷量为+Q,B的电荷量为﹣Q,如图所示,设沿x轴正方向为电场强度的正方向,则整个x轴上的电场强度E随x变化的图象正确的是( )
A. B.
C. D.
9. 用细绳拴一个质量为m的带正电的小球B,另一个也带正电小球A固定在绝缘竖直墙上,AB两球与地面的高度均为,小球B在重力、拉力和库仑力的作用下静止不动,如图所示现将细绳剪断后( )
A. 小球B在细绳剪断瞬间起开始做平抛运动
B. 小球B落地的时间小于
C. 小球B在细绳剪断瞬间加速度等于
D. 小球B落地点可能与B释放点在同一等势面上,落地点速度可能为
10. 示波器是一种重要的电子测量仪器,其核心部件是示波管,示波管的原理示意图如图1所示。如果在电极之间所加的电压及在电极之间所加的电压分别按图2中实线及虚线所示的规律变化,则在荧光屏(XY轴上单位长度相等)上呈现出来的图形是( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示,在匀强电场中有四条间距均为d的平行等势线1、2、3、4,各条线上的电势分别为0、-φ0、-2φ0、-3φ0;有一个带电粒子,质量为m(不计重力),电荷量为q,从A点与等势线4成θ角以初速度v0射入电场中,到达等势线2上的B点时,速度方向恰好水平向左,则匀强电场场强的大小为( )
A. B. C. D.
12. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。电子偏转器的简化剖面结构如图所示,A、B表示两个同心半圆金属板,两板间存在偏转电场,板A、B的电势分别为、。电子从偏转器左端的中央M进入,经过偏转电场后到达右端的探测板N。动能不同的电子在偏转电场的作用下到达板N的不同位置,初动能为的电子沿电势为的等势面C(图中虚线)做匀速圆周运动到达板N的正中间。动能为、的电子在偏转电场作用下分别到达板N的左边缘和右边缘,动能改变量分别为和。忽略电场的边缘效应及电子之间的相互影响。下列判断正确的是( )
A. 偏转电场是匀强电场 B.
C. D.
二、多选题(本大题共4小题,全对的得4分;正确但不全的得2分,共16分)
13. 某同学采用如图装置做静电感应的实验:在绝缘支架上的金属导体和金属导体按图中方向接触放置,原先、都不带电,先让开关、均断开,现在将一个带正电小球放置在左侧,则下列说法正确的是( )
A. 若开关、均断开,导体左端带负电,导体右端带正电
B. 若开关、均闭合,则导体和导体均不带电
C. 若只闭合开关,接着将、分开,再移走带电小球,则导体不带电
D. 若只闭合开关,接着移走带电小球,最后将、分开,则导体带负电
14. 一段粗细均匀的导线的横截面积为S,导线内自由电子的电荷量为e,导线单位长度内自由电子数为n1,导线单位体积内自由电子数为n2,自由电子定向运动的速率为v,单位时间内通过某一横截面的自由电子数为n3。则导线中的电流为( )
A. n1eSv B. n1ev C. n2eSv D. n3e
15. 如图所示,在点电荷产生的电场中,实线是一条方向未标出的电场线,虚线是电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在两点的加速度大小分别为,电势能分别为。下列说法正确的是( )
A. 电子一定从向运动
B. 若,则靠近端且一定为正电荷
C. 无论为正电荷还是负电荷一定有
D. 点电势一定小于点电势
16. 如图所示,两块水平放置的平行金属板M、N,下极板N接地。现将其与理想二极管串联,与静电计并联,初始电容器所带电量为零。为定值电阻,和为电阻箱,闭合开关S稳定后,一带电油滴恰好静止于两板间的P点,则下列说法正确的是( )
A. 断开开关S,M板稍微上移,静电计指针偏角变大
B. 断开开关S,N板稍微下移,带电油滴的电势能增大
C. 保持开关S闭合,增大阻值,带电油滴仍然静止不动
D. 保持开关S闭合,增大阻值,平行板电容器的带电荷量减小
三、实验题(本大题共2小题,共16分)
17. 如图甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为。S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,为平行板电容器。
(1)当开关S接______时(选填“”或“”),平行板电容器充电。电容器放电,流经G表的电流方向与充电时______(选填“相同”或“相反”)
(2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化图像如图乙所示,已知如图所围的面积约为49个方格,可算出电容器的电容为______。
(3)在电容器放电实验中,接不同的电阻放电,图丙中放电电流的图线的a、b、c、三条曲线中对应电阻最大的一条是______(选填“a”、“b”或“c”)。
18. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中,实验小组的同学测量一段阻值约为、粗细均匀金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器分别在三个不同的位置测量金属丝的直径,某次示数如图所示,该次测量值为______。
(2)实验小组的同学采用图所示的电路图,用伏安法测金属丝的电阻,现有电源(电动势为,内阻可忽略不计),开关导线若干,以及下列器材:
A.电压表(量程,内阻约)
B.电压表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.电流表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器()
为减小测量误差,在实验中,电压表应选用______,电流表应选用______。(选填各器材前的字母)
图是测量的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据图的电路图,补充完成图中实物间的连线。______
(3)测量出金属丝直径为、长度为,电压表示数为,电流表示数为,则该金属丝电阻率测量值的表达式______。考虑电流表和电压表内阻引起的误差,该测量值______真实值(选填“大于”或“小于”)。
(4)在测量另一根阻值未知的金属丝电阻率时,实验小组的同学将电流表换成了量程为的毫安表,依据图连接了电路,调整滑动变阻器后保持的阻值不变。然后,将电压表右侧导线分别接在点和点,读出相应的电压表和毫安表示数,记录在表格中。根据这两组数据,同学们认为将电压表右侧导线接在点比接在点实验误差更小。请判断他们得出的结论是否正确,并说明理由。______
接点
接点
四、计算题(4小题,共32分,写出公式、详细分析过程,只写出结果的不给分)
19. 如图所示,用干电池组给玩具电动机供电,小灯泡标有“3V 3W”字样,小灯泡标有“2V 4W”字样,电动机的内阻,当闭合电键S,将滑动变阻器的阻值调到时,两灯泡和玩具电动机均能正常工作。求:
(1)流过电动机的电流;
(2)电动机输出的机械功率。
20. 现将内阻为的灵敏电流计G分别改装为双量程的电压表和电流表,如图甲和乙所示。 甲图中,,使用A、B两个端点时,电压表的量程为;乙图中使用A、B两个端点时,电流表量程为,使用A、C两个端点时,电流表量程为,试计算:
(1)灵敏电流计的满偏电流是多少?
(2)图甲中使用A、C两个端点时,电压表的量程是多少?
(3)图乙中R3和R4的阻值各为多少?
21. 如图甲所示,真空中的电极可连续不断均匀地逸出电子(设电子的初速度为零),经加速电场加速,由小孔穿出,沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板A、B的中线射入偏转电场,A、B两板距离为d,A、B板长为L,AB两板间加周期性变化的电场UAB,如图乙所示,周期为T,加速电压U1=,其中m为电子质量、e为电子电荷量,T为偏转电场的周期,不计电子的重力,不计电子间的相互作用力,且所有电子都能离开偏转电场,求:
(1)电子从加速电场U1飞出后的水平速度v0的大小;
(2)t=0时刻射入偏转电场的电子离开偏转电场时距A、B间中线的距离y;
(3)在0~内射入偏转电场的电子中从中线上方离开偏转电场的电子占离开偏转电场电子总数的百分比。
22. 有一个带正电的小球起始时刻处于左图中的O点,已知小球的带电量为+q,质量为m。小球所在的竖直平面内AB区域间存在着一个竖直方向的电场,以竖直向下为x轴正方向,其电场强度随位移x的变化如右图所示。现将小球从O点静止释放,小球开始下落,到达边界B处时(仍认为在电场内)速度恰好减小为0,已知AB间距离为L,则:
(1)小球从A运动到B的过程中,电场力做了多少功?
(2)A、B两点电势差UAB以及起始位置的场强E0为多少?
(3)物体在何处受力平衡?整个过程中小球的最大速度是多少?
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