精品解析：重庆市第八中学校2026—2027 学年度上学期高二年级第一次月考物理试题

重庆八中2026—2027学年度（上）高二年级第一次月考 物理试题 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，只有一项符合题目要求。 1. 下列是某同学对概念、公式的理解，其中正确的是 （　　） A. 根据电场强度的定义式电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 B. 根据电容的定义式电容器的电容与所带电荷量成正比与两极板间的电压成反比 C. 根据电阻的定义式电阻的阻值与U成正比，与I成反比。 D. 根据电阻的决定式可知，仅将减半，电阻将变为原来的一半 2. 某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在原子核的库仑力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动（　　） A. 半径越大，加速度越大 B. 半径越大，角速度越小 C. 半径越大，周期越小 D. 半径越大，线速度越大 3. 如图甲所示，水平地面上方有匀强电场，水平虚线为等势面，将一个带电小球水平抛出，以抛出点为坐标原点竖直向下建立y轴，小球的机械能E随坐标y的变化关系如图乙所示，小球落地时的机械能为0；不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 等势面的电势上低下高 B. 小球落地时的重力势能为0 C. 小球从抛出到落地，电场力做功为 D. 小球受到的电场力大小为 4. 将“24 V，6 W”和“24 V，12 W”的两只灯泡串联后接在电源两端，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则（ ） A. 若电源提供24 V恒定电压时，两灯均正常发光 B. 电路中允许通过的最大电流为0.5 A C. 灯消耗的功率更小 D. 两灯的最大总功率为9 W 5. 如图所示，电源电动势内阻r=1Ω，电灯电阻保持不变，定值电阻R=2Ω。开关闭合后，电动机恰好以额定功率正常工作，已知电动机的额定电压电动机线圈的电阻下列说法正确的是（　　） A. 通过电动机的电流为1.5A B. 电动机的输入功率为72W C. 电源的输出功率为12W D. 电源的效率约为75% 6. 如图所示是三量程直流电表的原理图，三个量程分别是10mA、1A、10V。已知表头G的满偏电流，内阻，则定值电阻、、的阻值为（ ） A. 0.05Ω、9.95Ω、995Ω B. 0.1Ω、9.9Ω、995Ω C. 1Ω、99Ω、1000Ω D. 10Ω、990Ω、995Ω 7. 如图，竖直平面内有一光滑绝缘轨道，取竖直向上为y轴正方向，轨道形状满足曲线方程y = x2。质量为m、电荷量为q（q > 0）的小圆环套在轨道上，空间有与x轴平行的匀强电场，电场强度大小，圆环恰能静止在坐标（1，1）处，不计空气阻力，重力加速度g大小取10 m/s2。若圆环由（3，9）处静止释放，则（　　） A. 恰能运动到（−3，9）处 B. 在（1，1）处加速度为零 C. 在（0，0）处速率为 D. 在（−1，1）处机械能最小 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错得0分。 8. 如图所示，在一固定点电荷形成的电场中，一试探电荷仅在静电力作用下先后经过a、b两点，图中箭头方向表示试探电荷在a、b两点处的受力方向，则（　　） A. a点电势一定高于b点电势 B. 试探电荷与场源电荷电性一定相同 C. a点电场强度一定大于b点电场强度 D. 试探电荷的电势能一定先减小后增大 9. 如图所示为某简易欧姆表电路，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率。已知干电池（电动势，内阻不计），电流表G（满偏电流内阻），定值电阻（阻值为），定值电阻、。若欧姆表“×1”倍率时的中值电阻为15 Ω，下列说法正确的是（ ） A. 开关S下端为红表笔 B. 当开关S合向a时，欧姆表的倍率是“×1”倍率 C. 当开关S合向b时，欧姆表的倍率是“×1”倍率 D. 将开关S合向b，正确操作后接入待测电阻，发现电流表指针指向的位置，则待测电阻 10. 如图所示，电源电动势、内阻r恒定，定值电阻的阻值等于，定值电阻的阻值等于，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表、、的示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A. 带电液滴将向下运动，定值电阻中有从流向的瞬间电流 B. C. 、、均不变 D. 电源的输出功率变大，电源效率变小 三、实验题：本题共2小题，第11题7分，第12题8分，共计15分） 11. 某小组测量一段电阻丝的电阻率，先用欧姆表测出其阻值约为200 Ω，为了较准确地测量，选用以下仪器：电源（20 V，内阻可忽略不计）、滑动变阻器（阻值为0~20 Ω）、电流表（0~100 mA，内阻为）、电压表（0~15 V，内阻约30 kΩ）、开关和导线若干。 （1）用图甲中的螺旋测微器测量电阻丝直径时，将电阻丝放在测砧与测微螺杆之间，先旋动（ ），当测微螺杆快靠近物体时，再旋动（ ），直到听见“喀喀”的声音，再扳动（ ）并读数。上述操作选择的部位依次是________（填选项前面的字母）。 A、a、b、c B、b、c、a C、c、b、a 测量结果如图乙所示，直径d=________mm。 （2）为消除实验系统误差，小组设计了实验电路，请用笔画线代替导线，将图丙中实物电路补充完整。 （3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端（填“a”或“b”）；用刻度尺测量其长度为L，某次实验电压表的示数为U，电流表的示数为I，则电阻率表达式为________。（用U、I、L、d、表示） 12. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络找到了比亚迪某车型的动力电池系统的铭牌如图所示。 比亚迪汽车有限公司 制造品牌 比亚迪 制造国 中国 整车型号 BYD6470ST6HEV2 乘坐人数 5 制造年月 2021年03月 发动机排量 1498 mL 发动机型号 BYD472QA 发动机最大净功率 78 kW 驱动电机型号 TZ220XYF 驱动电机峰值功率 132 kW 动力电池系统额定电压 320 V 动力电池系统额定容量 26 Ah 最大允许总质量 1875 kg （1）若用13 A恒流电源对该车进行充电，则充满电需要的时间是________h。 （2）实验小组把动力电池系统进行拆解，发现其内部由125块电芯串联而成，同学们设计好实验电路，准备测量一块电芯的电动势E和内阻r，实验提供的器材有：导线、开关，以及 A、直流电压表V1、V2，量程均为1 V，内阻约为3 kΩ； B、定值电阻R0=9 Ω； C、最大阻值为8 kΩ的电阻箱； D、滑动变阻器R1最大阻值约为10 Ω； E、滑动变阻器R2最大阻值约为5 kΩ。 实验中，小刚同学发现电压表量程不够需要改装，他打算将其中一个电压表V1扩容到3 V，但是电压表内阻的准确值未知，于是小刚进行了以下实验： ①先将电阻箱与电压表V1串联后，连成图甲所示的电路，其中滑动变阻器RP应选用________（选填“R1”或“R2”）。 ②将滑动变阻器RP的滑片P移至最右端，同时将电阻箱阻值调为零，再闭合开关，将滑动变阻器的滑片P调到适当位置，使电压表刚好满偏。 ③保持滑片P的位置不变，调节电阻箱，使电压表示数为满偏值的________（选填“”或“”或“”），保持电阻箱的阻值将电压表和电阻箱串联组合，即是改装至量程为3 V的电压表。 （3）小刚利用改装后的电压表，连接成图乙所示的电路测量电芯的电动势和内阻。移动滑动变阻器RP的滑片，读出电压表V1、V2的多组数据U1、U2，描绘出U1-U2图像如图丙所示，图中直线斜率，纵轴截距则电芯的电动势E=________V，内阻r=________Ω。（本小题均保留两位有效数字） 四、计算题：本题共3小题，共计42分，13题12分，14题14分，15题16分。解答应写必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后结果的不能得分。 13. 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P在极板间匀速下落。已知油滴P质量m、两板间的电压U、两板间的距离d、两板的长度L、当地的重力加速度为g。 （1）求油滴P的电荷量。 （2）另一带负电油滴Q由静止从A板运动到B板，其比荷是P的。求油滴Q从A板运动到B板的时间。 14. 如图所示，电源电动势，内阻，电阻，，，是滑动变阻器，其范围为0~，电容器电容，a、b分别为电容器上下两个极板。闭合开关、。 （1）缓慢调节滑动变阻器，为多大时，电路稳定后，电容器上刚好无电荷。 （2）调节滑动变阻器，使接入电阻为。电路稳定后，保持开关闭合，求断开后流过的电荷量。 （3）闭合开关，，调节滑动变阻器，接入阻值为多少时，电路稳定后，电源的输出功率最大？最大值是多少？ 15. 如图甲所示，平行金属板水平放置，水平长度为L。一质量为m、带正电q的粒子沿两板中央OO' 水平射入。如图乙所示，板A、B间的电势差呈周期性变化，其正向电压为U（此时A板电势更高），反向电压为-U，变化周期为T，两板间距为，若粒子撞击到平行金属板，则会被金属板吸收不反弹，不计粒子所受重力，忽略金属板的边界效应。 （1）若粒子在零时刻进入两板间的电场，在前贴着板的边缘离开电场，求粒子的初速度。计算结果请用L、T表达。 （2）若粒子在0~T中的某时刻进入两板间的电场，入射速度大小为，要求粒子能从金属板右侧射出，则粒子的入射时刻需满足什么条件。计算结果请用T表达。 （3）若某时刻从O入射的粒子恰能从板右侧中央O' 点水平飞出，求粒子入射速度大小的可能值。计算结果请用L、T表达。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆八中2026—2027学年度（上）高二年级第一次月考 物理试题 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，只有一项符合题目要求。 1. 下列是某同学对概念、公式的理解，其中正确的是 （　　） A. 根据电场强度的定义式电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 B. 根据电容的定义式电容器的电容与所带电荷量成正比与两极板间的电压成反比 C. 根据电阻的定义式电阻的阻值与U成正比，与I成反比。 D. 根据电阻的决定式可知，仅将减半，电阻将变为原来的一半 【答案】D 【解析】 【详解】A． 电场强度由电场本身决定，与试探电荷的电荷量无关，A错误。 B． 电容由电容器的结构（如极板面积、间距、介质）决定，与和无关，B错误。 C． 电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与和无关，C错误。 D． 根据电阻决定式，仅将减半，电阻将变为原来的一半，D正确。 故选D。 2. 某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在原子核的库仑力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动（　　） A. 半径越大，加速度越大 B. 半径越大，角速度越小 C. 半径越大，周期越小 D. 半径越大，线速度越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．电子在原子核的库仑力作用下绕核做匀速圆周运动，由库仑力提供向心力，则有 解得 可知，半径越大，加速度越小，故A错误； B．结合上述有 解得 可知，半径越大，越小，故B正确； C．结合上述有 解得 可知，半径越大，周期越大，故C错误； D．结合上述有 解得 可知半径越大，线速度越小，故D错误。 故选B。 3. 如图甲所示，水平地面上方有匀强电场，水平虚线为等势面，将一个带电小球水平抛出，以抛出点为坐标原点竖直向下建立y轴，小球的机械能E随坐标y的变化关系如图乙所示，小球落地时的机械能为0；不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 等势面的电势上低下高 B. 小球落地时的重力势能为0 C. 小球从抛出到落地，电场力做功为 D. 小球受到的电场力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像乙可知，小球抛出后，机械能减少，故电场力做负功，得电场力方向向上，因小球带电性质不确定，所以电场方向不确定，等势面的电势高低不确定，故A错误； B．因小球做类平抛运动，落地时动能不为0，而机械能为0，则重力势能为负值，故B错误； C．由图像乙可知，小球从抛出到落地，机械能减少，则电场力做功为，故C错误； D．根据功能关系有 可得 故D正确。 故选D。 4. 将“24 V，6 W”和“24 V，12 W”的两只灯泡串联后接在电源两端，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则（ ） A. 若电源提供24 V恒定电压时，两灯均正常发光 B. 电路中允许通过的最大电流为0.5 A C. 灯消耗的功率更小 D. 两灯的最大总功率为9 W 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据，可得， 根据，可得额定电流， 电源电压为24V时，串联分压满足 解得， 均不等于额定电压，两灯都不能正常发光，故A错误； B．串联电路电流处处相等，为保证电路安全，最大电流不能超过两灯额定电流的较小值，即，故B错误； C．串联电路电流相同，实际功率，因，故，消耗的功率更大，故C错误； D．两灯的最大总功率，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，电源电动势内阻r=1Ω，电灯电阻保持不变，定值电阻R=2Ω。开关闭合后，电动机恰好以额定功率正常工作，已知电动机的额定电压电动机线圈的电阻下列说法正确的是（　　） A. 通过电动机的电流为1.5A B. 电动机的输入功率为72W C. 电源的输出功率为12W D. 电源的效率约为75% 【答案】A 【解析】 【详解】．根据串联分压，定值电阻和内阻两端电压之和，干路电流 电动机正常工作，电动机两端电压，电动机与灯泡并联，两端电压相等，则通过灯泡电流 通过电动机电流 A正确； B．电动机输入功率 B错误； C．电源输出功率 C错误； D．电源效率 D错误。 故选A。 6. 如图所示是三量程直流电表的原理图，三个量程分别是10mA、1A、10V。已知表头G的满偏电流，内阻，则定值电阻、、的阻值为（ ） A. 0.05Ω、9.95Ω、995Ω B. 0.1Ω、9.9Ω、995Ω C. 1Ω、99Ω、1000Ω D. 10Ω、990Ω、995Ω 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，接线柱1、2分别对应量程，，根据并联电路电流分配规律， 联立解得、 接线柱3对应的量程，因为10mA挡电流表的内阻，则 解得 故选B。 7. 如图，竖直平面内有一光滑绝缘轨道，取竖直向上为y轴正方向，轨道形状满足曲线方程y = x2。质量为m、电荷量为q（q > 0）的小圆环套在轨道上，空间有与x轴平行的匀强电场，电场强度大小，圆环恰能静止在坐标（1，1）处，不计空气阻力，重力加速度g大小取10 m/s2。若圆环由（3，9）处静止释放，则（　　） A. 恰能运动到（−3，9）处 B. 在（1，1）处加速度为零 C. 在（0，0）处速率为 D. 在（−1，1）处机械能最小 【答案】D 【解析】 【详解】AD．由题意可知，圆环所受的电场力平行于x轴向右，如图所示 圆环所受重力与电场力的合力为 又 根据题意可知，坐标（1，1）处是等效最低点，过（1，1）做轨道的切线，再过坐标（3，9）作该切线的平行线，如图所示 根据题意写出该平行线的方程为 即 设该平行线与轨道的交点为A，则A点的坐标满足方程， 解得A点的坐标为（−1，1），则圆环恰能运动到（−1，1）处，圆环运动到该位置时，克服静电力做功最多，故机械能最小，故A错误，D正确； B．圆环做曲线运动，在（1，1）处加速度一定不为零，故B错误； C．设圆环到达（0，0）处时的速度大小为v，则圆环由（3，9）处静止释放运动到（0，0）处的过程，由动能定理得 又 联立得，故C错误。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错得0分。 8. 如图所示，在一固定点电荷形成的电场中，一试探电荷仅在静电力作用下先后经过a、b两点，图中箭头方向表示试探电荷在a、b两点处的受力方向，则（　　） A. a点电势一定高于b点电势 B. 试探电荷与场源电荷电性一定相同 C. a点电场强度一定大于b点电场强度 D. 试探电荷的电势能一定先减小后增大 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据点电荷电场分布特点和试探电荷受力情况，试探电荷轨迹如图所示， 可知，点电荷位于O点，两电荷带同种电荷，由于电性无法判断，所以点电荷周围电场方向无法判断，a点电势和b点电势高低无法判断，故A错误，B正确； C．由于a点离点电荷较近，由可知，a点电场强度一定大于b点电场强度，故C正确； D．由轨迹图可知，电场力方向与运动方向的夹角先为钝角，后为锐角，所以电场力先做负功，后做正功，试探电荷的电势能一定先增大后减小，故D错误； 故选BC。 9. 如图所示为某简易欧姆表电路，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率。已知干电池（电动势，内阻不计），电流表G（满偏电流内阻），定值电阻（阻值为），定值电阻、。若欧姆表“×1”倍率时的中值电阻为15 Ω，下列说法正确的是（ ） A. 开关S下端为红表笔 B. 当开关S合向a时，欧姆表的倍率是“×1”倍率 C. 当开关S合向b时，欧姆表的倍率是“×1”倍率 D. 将开关S合向b，正确操作后接入待测电阻，发现电流表指针指向的位置，则待测电阻 【答案】BD 【解析】 【详解】欧姆表的中值电阻等于它的内阻。由可知，中值电阻越小，满偏（红黑表笔短接调零）时回路中的总电流越大。 “×1”挡的中值电阻为，满偏总电流 “×10”挡的中值电阻为，满偏总电流 A．欧姆表使用时电流应从黑表笔流出，即黑表笔与内部电源的正极相连。由题图可知左侧的表笔为红表笔，开关S下端为黑表笔，故A错误； B．开关S合向a时，G与串联后再与并联，并联部分的分流作用强，满偏时回路总电流大（）、内阻小，故为“×1”倍率，故B正确； C．开关S合向b时，与串联后再与G并联，并联部分的分流作用弱，满偏时回路总电流小（）、中值电阻为，故为“×10”倍率，故C错误； D．开关S合向b时为“×10”挡，其中值电阻即内阻等于。接入后指针指在处，说明回路总电流为满偏总电流的 由，得 解得，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，电源电动势、内阻r恒定，定值电阻的阻值等于，定值电阻的阻值等于，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表、、的示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A. 带电液滴将向下运动，定值电阻中有从流向的瞬间电流 B. C. 、、均不变 D. 电源的输出功率变大，电源效率变小 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．将滑动变阻器滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律 可知电路电流增大，根据 可知电容器极板间电压减小，根据 可知电容器的电荷量Q减少，电容器放电，所以定值电阻中有从a流向b的瞬间电流。由 可知极板间匀强电场的电场强度E减小，向上的电场力减小，则带电液滴将向下运动。故A正确； BC．理想电压表V1测量定值电阻R1两端的电压，根据欧姆定律可得 理想电压表V2测量电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得 理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得 则有 ，， 可知、、均不变，由于定值电阻的阻值等于，则有 故B错误，C正确； D．电源的输出功率为 可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大；由于定值电阻的阻值等于电源内阻r，则电路的外电阻大于内阻r且在减小，则电源的输出功率变大；电源效率为 由于外电阻减小，则电源效率减小，故D正确。 故选ACD。 三、实验题：本题共2小题，第11题7分，第12题8分，共计15分） 11. 某小组测量一段电阻丝的电阻率，先用欧姆表测出其阻值约为200 Ω，为了较准确地测量，选用以下仪器：电源（20 V，内阻可忽略不计）、滑动变阻器（阻值为0~20 Ω）、电流表（0~100 mA，内阻为）、电压表（0~15 V，内阻约30 kΩ）、开关和导线若干。 （1）用图甲中的螺旋测微器测量电阻丝直径时，将电阻丝放在测砧与测微螺杆之间，先旋动（ ），当测微螺杆快靠近物体时，再旋动（ ），直到听见“喀喀”的声音，再扳动（ ）并读数。上述操作选择的部位依次是________（填选项前面的字母）。 A、a、b、c B、b、c、a C、c、b、a 测量结果如图乙所示，直径d=________mm。 （2）为消除实验系统误差，小组设计了实验电路，请用笔画线代替导线，将图丙中实物电路补充完整。 （3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端（填“a”或“b”）；用刻度尺测量其长度为L，某次实验电压表的示数为U，电流表的示数为I，则电阻率表达式为________。（用U、I、L、d、表示） 【答案】（1） ①. B ②. 2.960 （2） （3） ①. a ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]螺旋测微器的规范操作是先旋动粗调旋钮，让测微螺杆快速靠近待测物体；快接触时旋动微调旋钮，避免压坏待测物体和螺纹；听到“喀喀”声后扳动锁紧装置固定螺杆再读数，因此顺序为b、c、a。 故选B。  [2]由图乙可知，直径 【小问2详解】 由于滑动变阻器的最大阻值比所测电阻的阻值小得多，所以滑动变阻器用分压式接法；由于电流表内阻已知，为消除系统误差采用电流表内接法，实物电路如图所示 【小问3详解】 [1]分压式接法闭合开关前，需要让测量支路的初始电压为0，因此滑片应置于端，保证支路电压从零开始增大，保护元件； [2]由欧姆定律可得，待测电阻的真实值 由电阻定律有 又 联立解得电阻率 12. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络找到了比亚迪某车型的动力电池系统的铭牌如图所示。 比亚迪汽车有限公司 制造品牌 比亚迪 制造国 中国 整车型号 BYD6470ST6HEV2 乘坐人数 5 制造年月 2021年03月 发动机排量 1498 mL 发动机型号 BYD472QA 发动机最大净功率 78 kW 驱动电机型号 TZ220XYF 驱动电机峰值功率 132 kW 动力电池系统额定电压 320 V 动力电池系统额定容量 26 Ah 最大允许总质量 1875 kg （1）若用13 A恒流电源对该车进行充电，则充满电需要的时间是________h。 （2）实验小组把动力电池系统进行拆解，发现其内部由125块电芯串联而成，同学们设计好实验电路，准备测量一块电芯的电动势E和内阻r，实验提供的器材有：导线、开关，以及 A、直流电压表V1、V2，量程均为1 V，内阻约为3 kΩ； B、定值电阻R0=9 Ω； C、最大阻值为8 kΩ的电阻箱； D、滑动变阻器R1最大阻值约为10 Ω； E、滑动变阻器R2最大阻值约为5 kΩ。 实验中，小刚同学发现电压表量程不够需要改装，他打算将其中一个电压表V1扩容到3 V，但是电压表内阻的准确值未知，于是小刚进行了以下实验： ①先将电阻箱与电压表V1串联后，连成图甲所示的电路，其中滑动变阻器RP应选用________（选填“R1”或“R2”）。 ②将滑动变阻器RP的滑片P移至最右端，同时将电阻箱阻值调为零，再闭合开关，将滑动变阻器的滑片P调到适当位置，使电压表刚好满偏。 ③保持滑片P的位置不变，调节电阻箱，使电压表示数为满偏值的________（选填“”或“”或“”），保持电阻箱的阻值将电压表和电阻箱串联组合，即是改装至量程为3 V的电压表。 （3）小刚利用改装后的电压表，连接成图乙所示的电路测量电芯的电动势和内阻。移动滑动变阻器RP的滑片，读出电压表V1、V2的多组数据U1、U2，描绘出U1-U2图像如图丙所示，图中直线斜率，纵轴截距则电芯的电动势E=________V，内阻r=________Ω。（本小题均保留两位有效数字） 【答案】（1）2 （2） ①. R1 ②. （3） ①. 2.5 ②. 1.0 【解析】 【小问1详解】 由得充满的时间为 【小问2详解】 [1]滑动变阻器的分压式接法，为了操作、控制方便选最大阻值较小的，故选； [2]保持滑片P的位置不变，即其分得的电压为1V不变，即电压表与电阻箱串联电路两端的电压是1V，当电压表的读数为，电阻箱分得的电压为；由串联电路的分压原理知两者的电阻之比；当电压表的读数为，电阻箱分得的电压为，串联后等效改装后的电压表量程为3V，故使电压表示数为。 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 整理得 图像的斜率为 纵轴截距为 解得， 四、计算题：本题共3小题，共计42分，13题12分，14题14分，15题16分。解答应写必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后结果的不能得分。 13. 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P在极板间匀速下落。已知油滴P质量m、两板间的电压U、两板间的距离d、两板的长度L、当地的重力加速度为g。 （1）求油滴P的电荷量。 （2）另一带负电油滴Q由静止从A板运动到B板，其比荷是P的。求油滴Q从A板运动到B板的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 油滴P在极板间匀速下落，受力平衡，重力与电场力大小相等 平行板间匀强电场满足 联立两式解得 【小问2详解】 油滴Q受力向上，由牛顿第二定律可得 由题意得 联立两式可得 由运动学公式 解得 14. 如图所示，电源电动势，内阻，电阻，，，是滑动变阻器，其范围为0~，电容器电容，a、b分别为电容器上下两个极板。闭合开关、。 （1）缓慢调节滑动变阻器，为多大时，电路稳定后，电容器上刚好无电荷。 （2）调节滑动变阻器，使接入电阻为。电路稳定后，保持开关闭合，求断开后流过的电荷量。 （3）闭合开关，，调节滑动变阻器，接入阻值为多少时，电路稳定后，电源的输出功率最大？最大值是多少？ 【答案】（1） （2） （3）时， 【解析】 【小问1详解】 闭合开关S1、S2，电路稳定后，电容器上刚好无电荷。设开关S1处的电势为0，由欧姆定律得 两支路电流值比为 联立，代入数据求得 【小问2详解】 闭合S1、S2电路稳定后，并联电阻为 总电流为 经过两条支路的电流分别为 设开关S1处的电势为0，根据欧姆定律得 ， 下极板带正电，电容器两端电压 电容器所带电荷量为 保持开关S2闭合，断开开关S1，电容器放电，R1、R3串联，R2、R4串联，两者再并联，R1、R3串联电阻为4Ω，R2、R4串联为6Ω，则流过R1、R3的电流是流过R2、R4的倍，则流过R1的电荷量为 【小问3详解】 当R外等于r时，电源的输出功率最大。R1、R2串联，R3、R4串联，两者再并联，并联的电阻 当R外越接近r，电源的输出功率最大，所以R3取6Ω，电源的输出功率最大。 此时，并联的电阻 干路电流 输出电压为 最大输出功率为 15. 如图甲所示，平行金属板水平放置，水平长度为L。一质量为m、带正电q的粒子沿两板中央OO' 水平射入。如图乙所示，板A、B间的电势差呈周期性变化，其正向电压为U（此时A板电势更高），反向电压为-U，变化周期为T，两板间距为，若粒子撞击到平行金属板，则会被金属板吸收不反弹，不计粒子所受重力，忽略金属板的边界效应。 （1）若粒子在零时刻进入两板间的电场，在前贴着板的边缘离开电场，求粒子的初速度。计算结果请用L、T表达。 （2）若粒子在0~T中的某时刻进入两板间的电场，入射速度大小为，要求粒子能从金属板右侧射出，则粒子的入射时刻需满足什么条件。计算结果请用T表达。 （3）若某时刻从O入射的粒子恰能从板右侧中央O' 点水平飞出，求粒子入射速度大小的可能值。计算结果请用L、T表达。 【答案】（1） （2）或 （3），， 【解析】 【小问1详解】 竖直方向做匀加速直线运动： 解得，水平方向匀速运动 解得 【小问2详解】 粒子在平板间运动时间为，即粒子将在板间运动一个周期T，假设粒子进入电场运动t1后电场刚好发生变化。从粒子进入电场开始研究，设t'=0时粒子进入电场，则图像如下 过程一：粒子将在的时间内，先以零初速、的加速度向某个方向匀加速运动，再以加速度匀减速直至速度变为0。 该过程中在竖直方向的运动应满足不撞板： 则：，即 过程二：粒子在时间内，先以零初速、的加速度向相反方向匀加速运动，再以加速度匀减速直至速度变为0。该过程中在竖直方向的运动应满足不撞板（注意粒子此时不是从上出发的，而是从过程一的末态位置出发），满足 则：，即 设粒子进入电场时刻为，若在0~之间，则；若在~之间，则。计算可得 或 【小问3详解】 要满足粒子恰能从板右侧中央O' 点平行于极板飞出，粒子在板间运动过程，垂直于板方向的位移为0，当粒子到达O' 点时，垂直于板方向的速度为0。可分两种情况讨论： ①粒子在（为自然数）时进入电场，运动整数个周期后出电场，则可恰好从O' 水平射出。 但注意中间粒子不能撞到金属板，要求 化简得，恒不成立，则该情况不可能成立，舍去。 ②不妨假设粒子从进入电场到电场第一次变化之间的时间为，粒子进入电场的时刻为，设竖直方向运动的初始加速方向为正方向。令，则图像如下 讨论竖直方向运动，要使出电场时，出电场的坐标点只能是图线与横轴的交点。每次向正方向运动的位移即为图中的t轴上方的一个三角形面积；每次向负方向运动的位移即为图中的t轴下方的一个三角形面积。 不妨假设粒子负方向运动的次数为n（即大三角形的个数）。要求竖直方向总位移为0，则上方三角形面积较小，且小三角形的个数应当比大三角形的个数多一个（两种三角形个数相同的情况已在①中讨论），总位移为0。 解得 整个过程中粒子垂直于板方向的位移大小不能超过。即要求第一次正向运动的位移（第一个小三角形面积）小于，以及最后一次正向运动之前的位移大小要小于，这两个要求在总位移为0的条件下其实是等价的要求。由不等式 代入可得，解得，n为整数，则n=1、2、3 粒子在板间运动时间 当时，，，则 当时，，，则 当时，，，则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $