内容正文:
鹿邑县高级中学校2026年9月高二物理月考试卷
时间:75分钟 满分:100分
一、选择题(1~7题单选,每题4分;8~10题多选,每题6分,全部选对得6分,漏选得3分,有错选得0分)
1. 以下内容为某同学对电学中一些概念及公式的理解,其中不正确的是( )
A. 根据,对于同种材料,温度一定时,电阻与导体的长度成正比,与横截面积成反比
B. 根据,电容与电容器所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
C. 无论是否纯电阻电路,W=UIt都适用于计算电功,Q=I2Rt都适用于计算电热
D. 根据电动势可知,电动势E的大小等于W和q的比值,但与W和q的大小无关,由电源本身决定
【答案】B
【解析】
【详解】A.是电阻的决定式,同种材料温度一定时电阻率为定值,因此电阻与导体长度成正比,与横截面积成反比,故A正确;
B.是电容的比值定义式,电容由电容器本身的结构(极板正对面积、极板间距、电介质)决定,与所带电荷量、极板间电压无关,不能说电容与电荷量成正比、与电压成反比,故B错误;
C.是电功的定义式,适用于所有电路的电功计算;是焦耳定律的表达式,适用于所有电路的电热计算,故C正确;
D.是电动势的比值定义式,电动势反映电源把其他形式能转化为电能的本领,大小由电源本身决定,与非静电力做功、移送电荷量无关,故D正确。
由于本题选错误的,故选B。
2. 在平面内以点为中心的正方形如图所示,顶点到的距离均为,在正方形的顶点上依次固定电荷量为、、、的正点电荷,静电力常量为,下列说法正确的是( )
A. 点电场强度的大小为
B. 点电场强度的大小为
C. 点电场强度的方向沿轴负方向
D. 点电场强度的方向斜向右上方
【答案】B
【解析】
【详解】四个顶点到O距离均为,每个电荷在O点场强大小为,方向均与坐标轴成。
各场强分量(向右、向上为正),
则点电场强度的大小为,方向沿轴正方向。
故选B。
3. 用电场线能直观、方便地比较电场中各点电场强度的强弱。如图甲是等量同种正点电荷形成电场的电场线,图乙是电场中的一些点。O是两电荷连线的中点,G、F是两电荷连线中垂线上的两点,OG=OF,B、C和A、D均是两电荷连线上相对O对称的点,不考虑重力,下列说法正确的是( )
A. A、D两点电场强度相同
B. 两电荷连线上的中垂线上O到G场强一直增大
C. 让一负电荷在G点只受电场力作用从G运动到F,则其加速度一定先变小再变大
D. 在G处放一负电荷,给其一垂直于纸面向里的初速度,负电荷可能做匀速圆周运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.每一点电场强度均为两点电荷在该点产生电场强度的矢量和,设A点距左右两点荷的距离分别为、,D点距左右两点电荷的距离分别为、,且由题中知,则由公式可得A、D两点电场强度大小分别为 ,
由点电荷产生电场强度方向的定义得A点电场强度方向向左,D点电场强度方向向右,则A、D两点电场强度大小相同,方向不相同,故A、D两点电场强度不相同,故A错误;
B.设在两电荷连线上的中垂线上任意一点到O点距离为,连线与中垂线夹角为,点电荷与O点连线长度为,则由公式及矢量合成可得连线上任意一点的电场强度大小为
方向沿垂线由O指向G。
对其求导得
令可解得
当,,单调递增;
当,,单调递减;
由于题中G点位置不确定,因此两电荷连线上的中垂线上O到G场强不一定一直增大,故B错误;
C.由B中分析,同理可得在中垂线上O到F场强变化也不确定,则由电场力公式知负电荷受电场力大小变化不确定,则由牛顿第二定律公式得负电荷在G点只受电场力作用从G运动到F其加速度变化不确定,故C错误;
D.设G点距O点距离为(即轨道半径),由B中分析可知,以O点为圆心,OG为半径的圆上电场强度大小均为,方向沿半径由O点指向外,当放一负电荷时,其受力反向与场强方向相反,则其圆周上所受电场力方向均指向圆心,则由匀速圆周运动公式得负电荷速度满足,即可使其做匀速圆周运动,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,在半圆所在平面内,有一与该平面平行的匀强电场。场强为E,若半圆的直径,C、D为半圆的两个三等分点,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.线段和平行,根据几何关系有
所以则有
即
代入数据解得
AB错误;
CD.线段的中点的电势
的中点的电势
所以是一条等势线,且,故电场方向由A指向B,电场强度大小为
C错误,D正确。
故选D。
5. 如图所示,电源的电动势E=4 V,内阻r=1 Ω,R1为2 Ω,R2为滑动变阻器,可调阻值范围为0∼5 Ω,下列说法正确的是( )
A. 当R2为2 Ω时,R1消耗的功率最大
B. 当R2为3 Ω时,电源的内阻消耗功率最大
C. 当R2为3 Ω时,R2消耗的功率最大
D. 当R2为2 Ω时,电源的输出功率最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.是定值电阻,功率,功率最大,需要回路电流I最大
根据,知当时总电阻最小、电流最大,最大,故A错误;
B.内阻功率,r不变,同样电流最大时最大,即时,最大,故B错误;
C.把和电源内阻r合在一起看成等效内阻,即
电源输出功率为
故当外电阻等于内阻时,即时,等效电源的输出功率最大,即消耗的功率最大,在可调范围内,故C正确。
D.由前面分析可知,当外电路总电阻时,电源输出功率最大,此时,令,即,,不可能。当外电阻时,越小,输出功率越大,所以当时外阻最小,输出功率最大,故D错误。
故选C。
6. 在温控电路中,通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示的电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高,电阻越小),C为电容器,理想电压表的示数变化量的绝对值为ΔU,干路上的电流变化量的绝对值为ΔI。当环境温度升高时( )
A. 电压表的读数增大 B. R1消耗的功率减小
C. 电容器C带电荷量增大 D. 不变
【答案】D
【解析】
【详解】AD.比较温度变化前后的稳定状态,电容器支路不通直流。温度升高使减小,由闭合电路欧姆定律得
故干路电流增大。电压表测路端电压,由可知示数减小;两状态相减得
因此,故A错误,D正确;
B.消耗的功率为,不变而增大,功率增大,故B错误;
C.记两端电压为,电容器与并联,稳定时电容器两端电压也为。由串联电路的电压关系得
随着增大,减小;由电容定义式,不变,电容器带电荷量减小,故C错误。
故选D。
7. 如图甲所示,坐标原点处固定有电荷量为的点电荷,点固定有电荷量为的点电荷,。轴上三点的横坐标分别为轴上电势随坐标的变化曲线如图乙所示,其中为图象最高点对应的横坐标,下列说法正确的是( )
A. 轴上点到点之间存在电场强度为零的点
B. 点场强大于点场强
C. 将一带负电的试探电荷由点静止释放,试探电荷沿轴运动可到达点
D. 将一带负电的试探电荷由点静止释放,试探电荷沿轴运动可到达点
【答案】C
【解析】
【详解】A.因在MN两点的正电荷在MO之间形成的电场的合场强方向沿y轴负向,而在O点的负电荷在MO之间的场强也沿y轴负向,可知轴上点到点之间不存在电场强度为零的点,选项A错误;
B.因图像的斜率等于场强,则b点场强为零,c点场强不为零,则点场强小于点场强,选项B错误;
CD.沿电场线电势降低,可知ab间的场强由b到a,bc间的场强由b到c,则将一带负电的试探电荷由点静止释放,则在ab间加速,在bc间减速,因ac两点电势相等,可知试探电荷恰能到达c点,然后反向运动,只能回到a点,选项C正确,D错误。
故选C。
8. 如图所示,两极板水平放置的平行板电容器与电动势为的直流电源连接,下极板接地,静电计外壳接地。闭合电键S时,一带电的油滴恰好静止于电容器中的P点。下列说法正确的是( )
A. 若将A极板向上平移一小段距离,平行板电容器的电容将变小
B. 若将B极板向左平移一小段距离,静电计指针张角变小
C. 若断开电键S,再将B极板向右平移一小段距离,P点电势将降低
D. 若断开电键S,再将A极板向下平移一小段距离,则带电油滴仍保持静止状态
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据
若将A极板向上平移一小段距离,则板间距离变大,平行板电容器的电容将变小,故A正确;
B.根据
若将B极板向左平移一小段距离,由于正对面积减小,平行板电容器的电容将变小,由于电容器与电源一直相连,则两极板间的电压保持不变,静电计指针张角不变,故B错误;
C.若断开电键S,则极板电荷量可认为不变;再将B极板向右平移一小段距离,根据
,,
可知平行板电容器的电容将变小,两极板间的电压变大,极板间的电场强度变大,根据
由于B板接地,电势不变,则P点电势将升高,故C错误;
D.若断开电键S,则极板电荷量可认为不变;再将A极板向下平移一小段距离,根据
可知极板间的电场强度不变,带电油滴受力不变,带电油滴仍保持静止状态,故D正确。
故选AD。
9. 某公司对生产的一批白炽灯泡进行测试。其中一个白炽灯泡L的伏安特性曲线如图所示,其额定电压为30 V。现将其接到电动势,内阻的电源两端。则下列说法正确的是( )
A. 此时白炽灯泡的功率约为8 W
B. 此时电源效率为50%
C. 若将其接到电动势,内阻的电源两端,灯泡能保持额定功率工作
D. 若将其接到电动势,内阻的电源两端,灯泡能保持额定功率工作
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据闭合电路欧姆定律有,代入数据得
在题图中画出电源的图像,如图所示
电源的图像与白炽灯泡的伏安特性曲线的交点对应的电压和电流即为灯泡的实际电压、电流,分别为,
则灯泡消耗的实际功率为
电源效率为,故A正确,B错误;
CD要使灯泡正常工作,则灯泡两端的电压必须为,即电源的图像必过曲线上电压为的点,在题图中画出此时电源的图像如图所示
由图可知电源的内阻,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,绝缘轨道ABCD固定在竖直面内,BC部分是半径为R的四分之一光滑圆弧,AB部分为水平轨道,CD部分为竖直光滑轨道,三部分平滑连接,整个轨道处在水平向右的匀强电场中。一质量为m、带电量为q的滑块从水平轨道上距离B点2R的位置由静止释放,滑块滑上CD轨道的最高点到C点的距离为R,匀强电场的电场强度,滑块可视为质点,重力加速度为g,则( )
A. 滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数为0.5
B. 滑块第一次运动到C点时,对圆弧轨道的压力大小等于2mg
C. 滑块运动过程中的最大速度为
D. 滑块在水平轨道AB上运动的总路程为4R
【答案】AD
【解析】
【详解】A.滑块从释放到滑上CD轨道的最高点,根据动能定理有
解得,滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数为
故A正确;
B.滑块从第一次运动到C点至滑上CD轨道的最高点,根据动能定理有
在C点,根据牛顿第二定律有
解得,滑块第一次运动到C点时,受到圆弧轨道的支持力大小为
则滑块第一次运动到C点时,对圆弧轨道的压力大小等于3mg,故B错误;
C.根据滑块在圆弧上受到的电场力大小等于重力大小可知,重力与电场力的合力大小为,方向与水平向右成角向下,则当滑块运动至圆弧轨道中点时,滑块速度达到最大值,根据动能定理有
解得,滑块运动过程中的最大速度为
故C错误;
D.由上述分析可知,滑块最终运动到B点时速度恰好为零,之后在圆弧轨道上来回滑动,则根据动能定理可得
解得,滑块在水平轨道AB上运动的总路程为
故D正确。
故选AD。
二、实验题(本题共2小题,共16分,11题6分,12题10分)
11. 某实验小组在实验室练习使用多用电表,并尝试自主改装欧姆表。同学按照图甲所示的电路搭建欧姆表,已知表头G的满偏电流Ig=1 mA,内阻Rg=180 Ω,滑动变阻器R(最大阻值为2000 Ω),电源电动势E=1.5 V。
(1)图甲电路中b应为_________(选填“红”或“黑”)表笔。
(2)先将滑动变阻器的滑片滑至最上端,再将a、b两只表笔短接,调节滑动变阻器使电流表指针满偏,则改装后的欧姆表内阻为_________Ω,并确定此时比较合适的倍率为_________。(从×10,×100,×1000中选取)
(3)将a、b两只表笔接在未知电阻Rx两端,多用电表指针位置如图乙所示,则电阻Rx的阻值为_________Ω。
【答案】(1)黑 (2) ①. 1500 ②.
(3)1000
【解析】
【小问1详解】
图甲中电源正极经表头与相连,测量电阻时电流从流向待测电阻,再经返回电源负极。欧姆表内部电源的正极接黑表笔,故应为黑表笔。
【小问2详解】
[1]两表笔短接且指针满偏时,设表头和滑动变阻器的总电阻为,由闭合电路欧姆定律得,因此
[2]接入待测电阻后,指针指在电流刻度中点时,电流为满偏电流的一半,由闭合电路欧姆定律得
结合短接满偏时的关系,得
欧姆刻度中点标为,因此应选倍率。
【小问3详解】
图乙最外层欧姆刻度的指针读数为,乘以选定的倍率,得
12. 在“测定金属丝的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,金属丝电阻值约为。可供选择的器材有:
A.电流表(量程,内阻)
B.电流表(量程,内阻)
C.电压表(量程,内阻约为)
D.滑动变阻器(,)
E.滑动变阻器(,)
F.蓄电池(,内阻很小)
G.开关一个,带夹子的导线若干
(1)先使用螺旋测微器测量金属丝的直径如图甲所示,则金属丝的直径________。
(2)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的并且精确测量金属丝的阻值,电流表应选________,滑动变阻器应选________。(填选项前的字母)
(3)请将如图乙所示的实际测量电路用笔画线补充完整________。(实验要求测量尽可能精确、接线简单、功耗低)
(4)结合所选器材已知条件,测量得出电压表示数为,电流表示数为,金属丝直径为,长度为,得到金属丝的电阻率的表达式________(用本题给定的物理量对应字母表示)。
(5)实验中用到的电表存在内阻,电阻率的测量结果________(选填“大于”“小于”“等于”)真实值。
【答案】(1)0.313##0.312##0.314##0.315
(2) ①. B ②. D
(3) (4)
(5)等于
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器读数等于固定刻度读数加可动刻度读数,固定刻度每一小格代表,可动刻度每一小格代表,需要估读到下一位。
因此,由题图
【小问2详解】
[1]电源电压,金属丝电阻约,最大电流
电流表:要求读数不小于量程的。量程的为,可满足;量程的为,达不到,故电流表应选B。
[2]滑动变阻器应选阻值较小的D,便于精细调节。
【小问3详解】
因电流表内阻为已知精确值,可将电压表并联在金属丝与电流表串联的两端,测出总电压和电流,通过消除电流表分压引起的系统误差。因此为精确测量,采用电流表内接法。
滑动变阻器采用限流接法,功耗低且接线简单。连接电路图如下所示:
【小问4详解】
金属丝电阻,横截面积,由电阻定律
联立解得
【小问5详解】
采用内接法并利用已知的电流表内阻进行修正,理论上可完全消除电流表分压带来的系统误差,因此电阻率的测量结果等于真实值。
三、计算题(13题8分,14题13分,15题17分)
13. 如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5 cm,bc=10 cm,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60°角,一个电荷量为q=-3×10-8 C的电荷从a移到b电场力做功为W1=-1.2×10-7 J,求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)a、c两点的电势差Uac。
【答案】(1)80 V/m
(2)8 V
【解析】
【小问1详解】
电荷从a移到b,电场力做功
代入数据解得
ab沿电场方向,距离
故场强
【小问2详解】
a、c两点沿电场方向的距离为
电势差
14. 目前使用新能源的车辆越来越多,它的基本原理就是把风能、太阳能等非化石燃料转化成电能储存起来,然后给各种电动车辆的电池充电,电池再驱动电动机工作,从而带动车辆行驶。下图为某电动机工作的简化电路。如图所示,开关S闭合,电源的电动势E=14 V,内阻r=0.2 Ω,电阻R2=R3=2 Ω,R1=1.8 Ω,线圈的电阻R=1 Ω、规格为“6 V 12 W”的电动机正常工作。求:
(1)通过电源的电流I;
(2)电动机的输出功率;
(3)电阻R4的阻值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电动机正常工作时两端电压等于额定电压,故电源路端电压为。闭合电路中电源电流为,由闭合电路欧姆定律得
代入数据得
【小问2详解】
电动机正常工作时,额定电压和额定功率分别为,。由电功率公式可得,所以
代入数据得
线圈电阻产生的热功率由焦耳定律得,根据能量转化关系,所以
【小问3详解】
设通过的电流为,通过和的电流分别为,,两端电压为。由节点电流关系得
代入前两问结果得。由欧姆定律,两端电压为,故并联部分两端电压为
代入得
因和并联,两者两端电压均为。由欧姆定律得,且节点电流满足
代入得,。由欧姆定律得
15. 如图所示,平行金属极板M和N水平放置,两极板的间距为、长度为,极板连接恒压电源。半径的光滑绝缘圆弧轨道竖直放置,轨道左侧点与极板右端相接触,为轨道最低点。现有一质量为、电荷量为的绝缘小球,从板左端附近的点以一定初速度水平射入,小球恰能从点沿切线方向无碰撞地进入圆弧轨道。假设小球可视为质点,不计极板边缘效应和空气阻力,重力加速度为。
(1)求小球从点水平射入时的初速度大小;
(2)求小球通过点时对轨道的压力;
(3)若仅将板向上移动一段距离,点在原位置保持不变,小球从点以相同的初速度水平射入,要使小球仍能够从点沿切线方向无碰撞地进入圆弧轨道,求圆弧轨道需要水平方向移动的距离和竖直方向移动的距离。
【答案】(1)
(2),竖直向下
(3),
【解析】
【小问1详解】
由分析可知小球在极板间做类平抛运动,设小球在极板间运动的加速度为,时间为,则竖直方向列牛顿第二定律方程有
解得
在竖直方向列运动学公式有
解得
设小球从点水平射入时的初速度为,则由水平方向匀速直线运动有
解得
【小问2详解】
小球在电场中运动的轨迹如图所示
从运动到过程由类平抛运动的特点可得
解得
设小球在点时的速度大小为,根据几何关系则有
设小球在点时的速度大小为,则对小球由运动到列动能定理方程有
代入数据解得
设在点轨道对小球的支持力为,则在点对小球进行受力分析列牛顿第二定律方程有
代入数据解得
所以由牛顿第三定律有小球通过点时对轨道的压力方向竖直向下,大小为
【小问3详解】
将M板向上移动一段距离后,由于小球水平方向依然以做匀速直线运动,故小球在极板间的运动时间仍为,设此时小球在极板间运动的加速度大小为,则竖直方向列牛顿第二定律方程有
解得
设小球射出极板时竖直方向的速度为,则有
设小球射出极板时竖直方向偏移位移为,则有
要想小球仍能够从A点沿切线方向进入圆弧轨道,设从A点沿切线方向进入圆弧轨道时竖直方向速度大小为,根据几何关系有
代入数据解得
由分析可知小球出极板后竖直方向只在重力作用下做匀加速直线运动,设小球从射出极板到运动到A点所用时间为,则有
代入数据解得
设圆弧轨道需要水平向右移动的距离为和竖直向下移动的距离为,由水平方向匀速直线运动可得
由竖直方向匀加速直线运动解得
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鹿邑县高级中学校2026年9月高二物理月考试卷
时间:75分钟 满分:100分
一、选择题(1~7题单选,每题4分;8~10题多选,每题6分,全部选对得6分,漏选得3分,有错选得0分)
1. 以下内容为某同学对电学中一些概念及公式的理解,其中不正确的是( )
A. 根据,对于同种材料,温度一定时,电阻与导体的长度成正比,与横截面积成反比
B. 根据,电容与电容器所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
C. 无论是否纯电阻电路,W=UIt都适用于计算电功,Q=I2Rt都适用于计算电热
D. 根据电动势可知,电动势E的大小等于W和q的比值,但与W和q的大小无关,由电源本身决定
2. 在平面内以点为中心的正方形如图所示,顶点到的距离均为,在正方形的顶点上依次固定电荷量为、、、的正点电荷,静电力常量为,下列说法正确的是( )
A. 点电场强度的大小为
B. 点电场强度的大小为
C. 点电场强度的方向沿轴负方向
D. 点电场强度的方向斜向右上方
3. 用电场线能直观、方便地比较电场中各点电场强度的强弱。如图甲是等量同种正点电荷形成电场的电场线,图乙是电场中的一些点。O是两电荷连线的中点,G、F是两电荷连线中垂线上的两点,OG=OF,B、C和A、D均是两电荷连线上相对O对称的点,不考虑重力,下列说法正确的是( )
A. A、D两点电场强度相同
B. 两电荷连线上的中垂线上O到G场强一直增大
C. 让一负电荷在G点只受电场力作用从G运动到F,则其加速度一定先变小再变大
D. 在G处放一负电荷,给其一垂直于纸面向里的初速度,负电荷可能做匀速圆周运动
4. 如图所示,在半圆所在平面内,有一与该平面平行的匀强电场。场强为E,若半圆的直径,C、D为半圆的两个三等分点,,,,则( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,电源的电动势E=4 V,内阻r=1 Ω,R1为2 Ω,R2为滑动变阻器,可调阻值范围为0∼5 Ω,下列说法正确的是( )
A. 当R2为2 Ω时,R1消耗的功率最大
B. 当R2为3 Ω时,电源的内阻消耗功率最大
C. 当R2为3 Ω时,R2消耗的功率最大
D. 当R2为2 Ω时,电源的输出功率最大
6. 在温控电路中,通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示的电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高,电阻越小),C为电容器,理想电压表的示数变化量的绝对值为ΔU,干路上的电流变化量的绝对值为ΔI。当环境温度升高时( )
A. 电压表的读数增大 B. R1消耗的功率减小
C. 电容器C带电荷量增大 D. 不变
7. 如图甲所示,坐标原点处固定有电荷量为的点电荷,点固定有电荷量为的点电荷,。轴上三点的横坐标分别为轴上电势随坐标的变化曲线如图乙所示,其中为图象最高点对应的横坐标,下列说法正确的是( )
A. 轴上点到点之间存在电场强度为零的点
B. 点场强大于点场强
C. 将一带负电的试探电荷由点静止释放,试探电荷沿轴运动可到达点
D. 将一带负电的试探电荷由点静止释放,试探电荷沿轴运动可到达点
8. 如图所示,两极板水平放置的平行板电容器与电动势为的直流电源连接,下极板接地,静电计外壳接地。闭合电键S时,一带电的油滴恰好静止于电容器中的P点。下列说法正确的是( )
A. 若将A极板向上平移一小段距离,平行板电容器的电容将变小
B. 若将B极板向左平移一小段距离,静电计指针张角变小
C. 若断开电键S,再将B极板向右平移一小段距离,P点电势将降低
D. 若断开电键S,再将A极板向下平移一小段距离,则带电油滴仍保持静止状态
9. 某公司对生产的一批白炽灯泡进行测试。其中一个白炽灯泡L的伏安特性曲线如图所示,其额定电压为30 V。现将其接到电动势,内阻的电源两端。则下列说法正确的是( )
A. 此时白炽灯泡的功率约为8 W
B. 此时电源效率为50%
C. 若将其接到电动势,内阻的电源两端,灯泡能保持额定功率工作
D. 若将其接到电动势,内阻的电源两端,灯泡能保持额定功率工作
10. 如图所示,绝缘轨道ABCD固定在竖直面内,BC部分是半径为R的四分之一光滑圆弧,AB部分为水平轨道,CD部分为竖直光滑轨道,三部分平滑连接,整个轨道处在水平向右的匀强电场中。一质量为m、带电量为q的滑块从水平轨道上距离B点2R的位置由静止释放,滑块滑上CD轨道的最高点到C点的距离为R,匀强电场的电场强度,滑块可视为质点,重力加速度为g,则( )
A. 滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数为0.5
B. 滑块第一次运动到C点时,对圆弧轨道的压力大小等于2mg
C. 滑块运动过程中的最大速度为
D. 滑块在水平轨道AB上运动的总路程为4R
二、实验题(本题共2小题,共16分,11题6分,12题10分)
11. 某实验小组在实验室练习使用多用电表,并尝试自主改装欧姆表。同学按照图甲所示的电路搭建欧姆表,已知表头G的满偏电流Ig=1 mA,内阻Rg=180 Ω,滑动变阻器R(最大阻值为2000 Ω),电源电动势E=1.5 V。
(1)图甲电路中b应为_________(选填“红”或“黑”)表笔。
(2)先将滑动变阻器的滑片滑至最上端,再将a、b两只表笔短接,调节滑动变阻器使电流表指针满偏,则改装后的欧姆表内阻为_________Ω,并确定此时比较合适的倍率为_________。(从×10,×100,×1000中选取)
(3)将a、b两只表笔接在未知电阻Rx两端,多用电表指针位置如图乙所示,则电阻Rx的阻值为_________Ω。
12. 在“测定金属丝的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,金属丝电阻值约为。可供选择的器材有:
A.电流表(量程,内阻)
B.电流表(量程,内阻)
C.电压表(量程,内阻约为)
D.滑动变阻器(,)
E.滑动变阻器(,)
F.蓄电池(,内阻很小)
G.开关一个,带夹子的导线若干
(1)先使用螺旋测微器测量金属丝的直径如图甲所示,则金属丝的直径________。
(2)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的并且精确测量金属丝的阻值,电流表应选________,滑动变阻器应选________。(填选项前的字母)
(3)请将如图乙所示的实际测量电路用笔画线补充完整________。(实验要求测量尽可能精确、接线简单、功耗低)
(4)结合所选器材已知条件,测量得出电压表示数为,电流表示数为,金属丝直径为,长度为,得到金属丝的电阻率的表达式________(用本题给定的物理量对应字母表示)。
(5)实验中用到的电表存在内阻,电阻率的测量结果________(选填“大于”“小于”“等于”)真实值。
三、计算题(13题8分,14题13分,15题17分)
13. 如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5 cm,bc=10 cm,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60°角,一个电荷量为q=-3×10-8 C的电荷从a移到b电场力做功为W1=-1.2×10-7 J,求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)a、c两点的电势差Uac。
14. 目前使用新能源的车辆越来越多,它的基本原理就是把风能、太阳能等非化石燃料转化成电能储存起来,然后给各种电动车辆的电池充电,电池再驱动电动机工作,从而带动车辆行驶。下图为某电动机工作的简化电路。如图所示,开关S闭合,电源的电动势E=14 V,内阻r=0.2 Ω,电阻R2=R3=2 Ω,R1=1.8 Ω,线圈的电阻R=1 Ω、规格为“6 V 12 W”的电动机正常工作。求:
(1)通过电源的电流I;
(2)电动机的输出功率;
(3)电阻R4的阻值。
15. 如图所示,平行金属极板M和N水平放置,两极板的间距为、长度为,极板连接恒压电源。半径的光滑绝缘圆弧轨道竖直放置,轨道左侧点与极板右端相接触,为轨道最低点。现有一质量为、电荷量为的绝缘小球,从板左端附近的点以一定初速度水平射入,小球恰能从点沿切线方向无碰撞地进入圆弧轨道。假设小球可视为质点,不计极板边缘效应和空气阻力,重力加速度为。
(1)求小球从点水平射入时的初速度大小;
(2)求小球通过点时对轨道的压力;
(3)若仅将板向上移动一段距离,点在原位置保持不变,小球从点以相同的初速度水平射入,要使小球仍能够从点沿切线方向无碰撞地进入圆弧轨道,求圆弧轨道需要水平方向移动的距离和竖直方向移动的距离。
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