精品解析：北京市清华大学附属中学2026-2027学年高二上学期统练物理试题

高二物理统练 电场与恒定电流 一、单项选择题（本题共8小题，在每小题的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。每小题3分，共24分） 1. 电场中有一点，下列说法正确的是（ ） A. 若放在点的电荷的电荷量减半，则点的电场强度减半 B. 若点没有试探电荷，则点电场强度为0 C. 点的电场强度越大，则同一电荷在点所受静电力越大 D. 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电场强度只由电场自身决定，与试探电荷无关；若放在点的电荷的电荷量减半，则点的电场强度保持不变；若点没有试探电荷，则点电场强度不一定为0，故AB错误； C．根据，可知点的电场强度越大，则同一电荷在点所受静电力越大，故C正确； D．点的电场强度方向与正试探电荷在该点的受力方向相同，与负试探电荷在该点的受力方向相反，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，在场强为E的匀强电场中有A、B两点，AB连线长L，与电场线夹角为α。则AB两点的电势差为（　　） A. 零 B. EL C. ELcosα D. ELsinα 【答案】C 【解析】 【详解】AB两点的电势差为 UAB=EdAB=ELcosα 故选C。 3. 某导体中通过稳定电流，在内通过某横截面的电荷量为。该导体中的电流是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】电流的定义为单位时间内通过导体横截面的电荷量，对应公式为，其中为通过横截面的电荷量，为通电时间。 代入题干已知数据、，计算得 故选B。 4. 如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（ ） A. 验电器的箔片张开 B. 金属球带电荷足够多时验电器的箔片才会张开 C. 金属网罩内部电场强度为零 D. 金属网罩所带电荷量的代数和不为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．金属网罩具有静电屏蔽作用，能屏蔽外部电场对内部的影响，使得网罩内部电场强度为零，验电器不受外部电场影响，箔片不张开，故A错误； B．无论金属球带电荷量多少，只要金属网罩处于静电平衡状态，其内部电场强度始终为零，验电器箔片都不会张开，故B错误； C．金属网罩在外部电场作用下达到静电平衡状态，导体内部合场强处处为零，即金属网罩内部电场强度为零，故C正确； D．金属网罩原本不带电，根据电荷守恒定律，静电感应只是电荷在导体表面的重新分布，金属网罩所带电荷量的代数和仍为零，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，加在两段导体的总电压为U。下列说法正确的是（　　） A. 通过两段导体的电流相等 B. 细导体两端的电压U1，等于粗导体两端的电压U2 C. 细导体中自由电子定向移动的平均速率小于粗导体中自由电子定向移动的平均速率 D. 细导体内的电场强度等于粗导体内的电场强度 【答案】A 【解析】 【详解】A．两个导体串联，电流相同，选项A正确； B．根据电阻定律可知，细导体的电阻大于粗导体的电阻，由欧姆定律U=IR得知，I相同，则细导体两端的电压U1大于粗导体两端的电压U2，选项B错误； C．电流的微观表达式 I=nevS 由题n、e、I相同，细导体的S小，则导体中自由电子定向移动的平均速率大于粗导体中自由电子定向移动的平均速率，选项C错误； D．设导体的长度为L，横截面积为S．导体内的电场强度 I、ρ相同，则E与S成反比，所以细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度。选项D错误。 故选A。 6. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　） A. 带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小 B. 带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大 C. 带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大 D. 带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小 【答案】A 【解析】 【详解】粒子的轨迹向右弯曲，所受的电场力向右； A．电场力向右，带电粒子从R向Q运动时做减速运动，带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小，A正确； B．电场力向右，带电粒子从P点向Q点运动时，电场力做负功，电势能增加，带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小，B错误； C．带电粒子在运动过程中，只有动能和电势能之间发生转化，动能和电势能之和保持不变，C错误； D．带电粒子只受电场力作用，电场线越密，电场越强，粒子所受的电场力越大，加速度越大，所以带电粒子在R点时的加速度大小大于在Q点时的加速度大小，D错误。 故选A。 7. 如图所示，由两块相互靠近的正对的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相连，极板M接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差。在两极板相距一定距离时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带电量不变，下面哪些操作能使静电计指针张角变小（ ） A. 在M、N两板之间插入云母板 B. 将M极板沿水平向左方向远离N板 C. 将M板向上平移一些 D. 将N板向下平移一些 【答案】A 【解析】 【详解】A．在M、N两板之间插入云母板，介电常数增大，根据平行板电容器电容的决定式可知，电容变大；又因为电容器带电量不变，根据电容的定义式可知，板间电势差变小，静电计指针张角变小，故A正确； B．将极板沿水平向左方向远离板，板间距离增大，根据可知，电容变小；由可知，板间电势差变大，静电计指针张角变大，故B错误； CD．将板向上平移一些或将板向下平移一些，极板正对面积均减小，根据可知，电容变小；由可知，板间电势差变大，静电计指针张角均变大，故CD错误； 故选A。 8. 超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度和临界磁场强度。临界温度是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导态的温度。临界磁场强度描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过该值后，超导体将从超导态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度与热力学温度的关系，式中是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说法正确的是（　　） A. 若温度低于，超导体一定处于超导态 B. 若温度逐渐升高但不超过，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态 C. 若外加磁场强度大于，且温度低于，则超导体处于超导态 D. 若外加磁场强度小于，且温度高于，则超导体处于超导态 【答案】B 【解析】 【详解】A．温度低于时，若外加磁场强度超过此时的临界磁场，超导体会处于正常态，故A错误； B．温度升高但不超过时，临界磁场随温度升高而减小（由可知，当时，随增大而减小）。此时减小外加磁场强度，使其低于，可维持超导态，故B正确； C．当温度低于时，，此时。若外加磁场强度大于，必然超过，超导体处于正常态，故C错误； D．温度高于时，无论磁场如何，超导体均处于正常态，故D错误。 故选B。 二、不定项选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分。每题至少有一个正确答案。选对得3分，选对但不全得2分，错选、多选，该小题不得分） 9. 两个定值电阻并联接在恒压电源两端，下列说法正确的是（ ） A. 两支路电压相等 B. 干路电流等于两支路电流之和 C. 并联总电阻大于其中任一电阻 D. 再并联一个电阻后，总电阻减小 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．并联电路各支路两端电压相等，等于电源电压，故A正确； B．并联电路干路电流等于各支路电流之和，故B正确； C．并联总电阻小于任意一个支路电阻（相当于增大导体横截面积，电阻变小），故C错误； D．再并联一个电阻，相当于继续增大总横截面积，总电阻会进一步减小，故D正确。 故选ABD。 10. 电阻和的伏安特性曲线如图甲。把和串联接成图乙所示的电路。则下面说法正确的是（ ） A. 由甲图可知 B. 由甲图可知 C. 调节，一定可以使上的电压相等 D. 两电阻上的电压之比与电源电压无关 【答案】BD 【解析】 【详解】图像中，斜率，斜率越大，电阻越小。 AB．图像斜率更大，所以，A错误，B正确； C．串联电路电流I处处相等，，，因为，无论怎么调节滑动变阻器，和都不可能相等，C错误； D．串联时电流I相同，，是定值电阻，比值固定，和电源电压无关，D正确。 故选BD。 11. 一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为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线．则下列说法中正确的是（　　） A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小 C. 对应P点，小灯泡的电阻为 D. 对应P点，小灯泡的电阻为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据电阻的定义 电阻等于图线上的点与原点连线的斜率的倒数，图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，故A正确，B错误； CD．对应P点，由图可知，小灯泡两端的电压是U1，流过小灯泡的电流是I2，所以电阻 故C错误，D正确。 故选AD。 12. 下列关于静电现象的说法，正确的是（　　） A. 图甲，高压输电线最上面两根导线的作用是和大地一起组成稀疏金属“网”，把高压线屏蔽起来 B. 图乙，有金属网的屏蔽，A球上的电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零 C. 图丙，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的静电 D. 图丁，烟尘吸附从负极释放出来的电子，在电场力作用下向A板运动 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．高压输电线最上面两根导线是避雷线，它们与大地相连，和大地一起组成稀疏金属 “网”，能把高压线屏蔽起来，避免雷击，故A正确； B．图乙中，由于金属网的屏蔽，验电器箔片不会张开，此时A球上的电荷在金属球B处产生的电场强度与金属网产生的感应电场相互平衡，不是A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零，故B错误； C．在加油站触摸静电释放器，是为了导走人身上的静电，防止静电火花引发危险，故C正确； D．在静电除尘中，A板带正电，B为负极，且B处附近电场强度很强，B处空气被电离，烟尘吸附从空气电离释放出来的电子后带负电，在电场力作用下应向带正电的A板运动，故D正确。 故选ACD。 13. 金属自由电子气理论认为金属中的自由电子好像气体分子一样，总是在不停地做无规则热运动，由于自由电子会与金属离子发生碰撞，其在金属中的运动轨迹是“曲折”的路线，当存在外加电场E时，自由电子在杂乱无章的热运动基础上会叠加一个沿电场力方向的定向移动，如图所示，大量自由电子沿同一方向的定向移动形成了宏观的电流，通常情况下，电流稳定时，自由电子定向移动的速率约为，自由电子热运动的速率约为，可以将金属导电问题简化为下述过程：自由电子每次与金属离子碰撞后，定向移动速率变为0；接着自由电子在电场力的作用下重新加速获得定向移动速度，直到再次与金属离子发生碰撞，根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A. 相较于自由电子的定向移动速率，热运动速率对碰撞频率影响更大 B. 相较于自由电子的热运动速率，定向移动速率对碰撞频率影响更大 C. E恒定时，若碰撞频率升高，金属中自由电子定向移动形成的电流不变 D. E恒定时，若碰撞频率升高，金属中自由电子定向移动形成的电流变小 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．自由电子热运动的速率约为，自由电子定向移动的速率约为，由于 则说明热运动更容易发生碰撞，即相较于自由电子的定向移动速率，热运动速率对碰撞频率影响更大，B错误，A正确； CD．E恒定时，碰撞频率升高，则单位时间自由定向移动量减少，自由电子定向移动形成的电流变小，C错误，D正确。 故选AD。 14. 如图，一半径为R的固定的光滑绝缘圆环，位于竖直平面内，环上有两个相同的带电小球a和b（可视为质点），只能在环上移动，静止时两小球之间的距离为R，现用外力缓慢推左球a使其达到圆弧最低点c，然后撤出外力，下列说法正确的是（ ） A. 在左球a到达c点的过程中，圆环对b求的支持力变大 B. 在左球a到达c点的过程中，外力做正功，电势能增加 C. 在左球a到达c点的过程中，a，b两球的重力势能之和不变 D. 撤除外力后，a，b两球在轨道上运动过程中系统的能量守恒 【答案】BD 【解析】 【详解】左球a到达c点的过程中，b向上运动，其所受的重力与库仑力夹角变大，其合力变小，则圆环对b球的支持力变小．则A错误；左球a到达c点的过程中，两者的距离变小，外力做正功，电场力做负功，电势能增加，则B正确；左球a到达c点的过程中，a，b两球的重力势能之和可能变化，也可能不变，则C错误；撤除外力后，只有重力与库仑力做功，则a，b两球在轨道上运动过程中系统的能量守恒，则D正确；故选BD． 三、实验题（共2小题，共18分） 15. 用伏安法测量某一小灯泡的伏安特性曲线，现有实验器材如下： A．小灯泡（额定电流为，额定电压为） B．电流表A（量程，内阻约；量程，内阻约） C．电压表V（量程，内阻约；量程，内阻约） D．滑动变阻器（） E．滑动变阻器（） F．电源，电压 G．开关，导线若干 （1）为了使测量结果尽量准确，电流表应选__________量程；电压表应选__________量程；滑动变阻器应选__________。（填写器材的符号） （2）本实验要求电压从零开始调节，下图中电路应选择__________ A. B. C. D. （3）请把下图中实物图按实际电路补充完整 【答案】（1） ①. ②. ③. （2）C （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]小灯泡额定电流为，选量程精度更高，3A量程分度值太大误差大。 [2]小灯泡额定电压为，电源电压为，选量程精度远高于15V量程。 [3]本实验要求电压从零调节，需用分压式接法，分压式优先选总阻值小的滑动变阻器，调节更方便、电压线性度好，因此选0~10Ω的。 【小问2详解】 AB．题目要求电压从零开始调节，因此滑动变阻器必须采用分压式接法，故AB错误； CD．小灯泡正常工作电阻，满足​且​​，属于小电阻，电流表应该用外接法，故C正确，D错误。 故选C。 【小问3详解】 实物连线如图所示： 16. 随着传感器技术的不断进步，传感器开始在中学实验室逐渐普及。某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图甲所示。 （1）先使开关K与1端相连，电源向电容器充电，这个过程很快完成，充满电的电容器上极板带______电； （2）然后把开关K掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流电压信息传入计算机，经处理后得到电流和电压随时间变化的、曲线，如图乙所示； （3）由图乙可知，电容器充满电的电荷量为______，电容器的电容为______；（保留两位有效数字） （4）若将电路中的电阻换成一阻值更大的电阻，把开关K掷向2端电容器放电，请在图乙的左图中定性地画出曲线。（ ） 【答案】 ①. 正 ②. （均可） ③. （均可） ④. 【解析】 【详解】（1）[1] 电容器上极板与电源正极相连，充满电后上极板带正电； （3）[2]图像与坐标轴围成的面积表示电量，一小格的电量为 图中总共约14小格，所以电容器充满电的电荷量为 [3] 电容器充满电后电压为8V，则电容器的电容为 （4）[4] 将电路中的电阻换成一阻值更大的电阻，放电电流会减小，电量不变，时间会延长，图像如下图所示。 四、论述计算题（本题共4小题，共40分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位） 17. 正粒子质量，电荷量，从静止由左侧正极板附近释放，沿匀强电场运动至右侧负极板。两板间距，电压。 （1）求板间场强。 （2）求粒子到达负极板时的速率。 （3）求粒子在板间运动的时间。 【答案】（1）（或），从正极板（左）指向负极板（右） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 匀强电场中电势差与场强的关系为，因此场强大小 代入、，得 由于电场方向由高电势指向低电势，因此场强方向从正极板（左）指向负极板（右）。 【小问2详解】 粒子从静止开始运动，电场力做功全部转化为粒子动能，由动能定理： 整理得 代入数值、、，计算得 【小问3详解】 粒子在板间做初速度为0的匀加速直线运动，匀变速直线运动的平均速度为初末速度的平均值，即 由位移关系 整理得 代入、，得 18. 如图所示，一根金属导体长为，横截面积为，其材料的电阻率为。已知导体内单位体积自由电子数为，电子的质量为、电荷量为。在导体两端加上恒定的电压时，导体内自由电子定向移动的平均速率为。 （1）请证明金属导体内的电流； （2）求金属导体两端的电压大小； （3）求金属导体内的电场强度的大小。 【答案】（1）取电子定向移动的平均速率为，则在时间内，自由电子沿导线定向移动的距离为 该柱体的体积为 柱体内总自由电子数为 这些电子的总电荷量，也就是内通过横截面的总电荷量为 解得，原式得证。 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 见答案 【小问2详解】 首先根据电阻定律，该金属导体的电阻为​ 结合欧姆定律 解得 【小问3详解】 导体内部为匀强电场，电场强度与电势差（电压）满足关系​ 又 解得 19. 为更加精细描述导体内电流的分布情况，人们定义了“电流密度”j：某点处的电流密度，大小为垂直于该点处电流方向上单位面积内的电流大小，方向为该点处的电流方向。 （1）如图1所示，圆柱形长直均匀金属导体的横截面积为S，将其左、右截面接入直流电路，稳定后内部有大小为I且分布均匀的电流。求导体内的电流密度大小。 （2）如图2所示，分界面MN以下是半无限大的均匀导体区域，在MN上的P点处埋有一半球形电极，半径可忽略不计，大小为I的电流通过电极打入导体内，在各个方向上均匀分散并流向无穷远处。 a.求导体内到电极距离为r的点处的电流密度大小； b.可以看出，上一问中的电流密度分布规律，与点电荷的场强分布规律是相似的，试利用这一相似性，解决下面的问题：如图3所示，在MN上到P点距离为2l的Q点处再埋一个相同的半球形电极，两电极接入直流电路，稳定后电路中的电流大小为I。求导体内PQ中垂线上到中点距离为l的点处的电流密度大小和方向。 【答案】（1） （2）a．；b．，方向平行PQ连线向右 【解析】 【小问1详解】 根据电流密度的定义可知 【小问2详解】 a．电流均匀分布在以电极为球心、r为半径的半球面上，则导体内到电极距离为r的点处的电流密度大小 b．若只存在电极P，则P在该点处产生的电流密度为 若只存在电极Q，则Q在该点处产生的电流密度为 方向如图所示 将两电流密度矢量合成，即为实际的电流密度，大小为 方向平行PQ连线向右。 20. 如图所示，为固定在竖直平面内粗糙倾斜轨道，为光滑水平轨道，为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，且与通过一小段光滑弧形轨道相连，与弧相切。已知长为，倾角，长，弧的半径为，为其圆心，。整个装置处在水平向左的匀强电场中，电场强度大小为。一质量为、电荷量为的物体从点以初速度沿轨道开始运动。若物体与轨道间的动摩擦因数为，，，，物体运动过程中电荷量不变。求 （1）物体在轨道上运动时，重力和电场力对物体所做的总功； （2）物体能否到达点； （3）物体离开轨道后运动的最高点相对于点的水平距离。 【答案】（1）0 （2）不能到达点 （3） 【解析】 【小问1详解】 物体在轨道上运动时，重力和电场力对物体所做的总功 【小问2详解】 D为CD轨道上等效最高点，设物体能到达D点，速度为，由动能定理 解得 设物体恰好能达到D点，临界速度为，由牛顿第二定律 解得 则，故物体不能达到D点。 【小问3详解】 物体刚要离开轨道时轨道对物体的弹力为零，设此时物体位置与O点连线与竖直方向的夹角为，物体速度为，由牛顿第二定律得 由动能定理 解得， 物体离开轨道做斜上抛运动，水平方向电场力作用下加速，竖直方向做竖直上抛运动，设达到最高点时间为t，则有 得 物体运动的最高点相对于O点的水平距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理统练 电场与恒定电流 一、单项选择题（本题共8小题，在每小题的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。每小题3分，共24分） 1. 电场中有一点，下列说法正确的是（ ） A. 若放在点的电荷的电荷量减半，则点的电场强度减半 B. 若点没有试探电荷，则点电场强度为0 C. 点的电场强度越大，则同一电荷在点所受静电力越大 D. 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向 2. 如图所示，在场强为E的匀强电场中有A、B两点，AB连线长L，与电场线夹角为α。则AB两点的电势差为（　　） A. 零 B. EL C. ELcosα D. ELsinα 3. 某导体中通过稳定电流，在内通过某横截面的电荷量为。该导体中的电流是（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（ ） A. 验电器的箔片张开 B. 金属球带电荷足够多时验电器的箔片才会张开 C. 金属网罩内部电场强度为零 D. 金属网罩所带电荷量的代数和不为零 5. 如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，加在两段导体的总电压为U。下列说法正确的是（　　） A. 通过两段导体的电流相等 B. 细导体两端的电压U1，等于粗导体两端的电压U2 C. 细导体中自由电子定向移动的平均速率小于粗导体中自由电子定向移动的平均速率 D. 细导体内的电场强度等于粗导体内的电场强度 6. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　） A. 带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小 B. 带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大 C. 带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大 D. 带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小 7. 如图所示，由两块相互靠近的正对的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相连，极板M接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差。在两极板相距一定距离时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带电量不变，下面哪些操作能使静电计指针张角变小（ ） A. 在M、N两板之间插入云母板 B. 将M极板沿水平向左方向远离N板 C. 将M板向上平移一些 D. 将N板向下平移一些 8. 超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度和临界磁场强度。临界温度是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导态的温度。临界磁场强度描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过该值后，超导体将从超导态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度与热力学温度的关系，式中是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说法正确的是（　　） A. 若温度低于，超导体一定处于超导态 B. 若温度逐渐升高但不超过，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态 C. 若外加磁场强度大于，且温度低于，则超导体处于超导态 D. 若外加磁场强度小于，且温度高于，则超导体处于超导态 二、不定项选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分。每题至少有一个正确答案。选对得3分，选对但不全得2分，错选、多选，该小题不得分） 9. 两个定值电阻并联接在恒压电源两端，下列说法正确的是（ ） A. 两支路电压相等 B. 干路电流等于两支路电流之和 C. 并联总电阻大于其中任一电阻 D. 再并联一个电阻后，总电阻减小 10. 电阻和的伏安特性曲线如图甲。把和串联接成图乙所示的电路。则下面说法正确的是（ ） A. 由甲图可知 B. 由甲图可知 C. 调节，一定可以使上的电压相等 D. 两电阻上的电压之比与电源电压无关 11. 一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为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线．则下列说法中正确的是（　　） A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小 C. 对应P点，小灯泡的电阻为 D. 对应P点，小灯泡的电阻为 12. 下列关于静电现象的说法，正确的是（　　） A. 图甲，高压输电线最上面两根导线的作用是和大地一起组成稀疏金属“网”，把高压线屏蔽起来 B. 图乙，有金属网的屏蔽，A球上的电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零 C. 图丙，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的静电 D. 图丁，烟尘吸附从负极释放出来的电子，在电场力作用下向A板运动 13. 金属自由电子气理论认为金属中的自由电子好像气体分子一样，总是在不停地做无规则热运动，由于自由电子会与金属离子发生碰撞，其在金属中的运动轨迹是“曲折”的路线，当存在外加电场E时，自由电子在杂乱无章的热运动基础上会叠加一个沿电场力方向的定向移动，如图所示，大量自由电子沿同一方向的定向移动形成了宏观的电流，通常情况下，电流稳定时，自由电子定向移动的速率约为，自由电子热运动的速率约为，可以将金属导电问题简化为下述过程：自由电子每次与金属离子碰撞后，定向移动速率变为0；接着自由电子在电场力的作用下重新加速获得定向移动速度，直到再次与金属离子发生碰撞，根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A. 相较于自由电子的定向移动速率，热运动速率对碰撞频率影响更大 B. 相较于自由电子的热运动速率，定向移动速率对碰撞频率影响更大 C. E恒定时，若碰撞频率升高，金属中自由电子定向移动形成的电流不变 D. E恒定时，若碰撞频率升高，金属中自由电子定向移动形成的电流变小 14. 如图，一半径为R的固定的光滑绝缘圆环，位于竖直平面内，环上有两个相同的带电小球a和b（可视为质点），只能在环上移动，静止时两小球之间的距离为R，现用外力缓慢推左球a使其达到圆弧最低点c，然后撤出外力，下列说法正确的是（ ） A. 在左球a到达c点的过程中，圆环对b求的支持力变大 B. 在左球a到达c点的过程中，外力做正功，电势能增加 C. 在左球a到达c点的过程中，a，b两球的重力势能之和不变 D. 撤除外力后，a，b两球在轨道上运动过程中系统的能量守恒 三、实验题（共2小题，共18分） 15. 用伏安法测量某一小灯泡的伏安特性曲线，现有实验器材如下： A．小灯泡（额定电流为，额定电压为） B．电流表A（量程，内阻约；量程，内阻约） C．电压表V（量程，内阻约；量程，内阻约） D．滑动变阻器（） E．滑动变阻器（） F．电源，电压 G．开关，导线若干 （1）为了使测量结果尽量准确，电流表应选__________量程；电压表应选__________量程；滑动变阻器应选__________。（填写器材的符号） （2）本实验要求电压从零开始调节，下图中电路应选择__________ A. B. C. D. （3）请把下图中实物图按实际电路补充完整 16. 随着传感器技术的不断进步，传感器开始在中学实验室逐渐普及。某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图甲所示。 （1）先使开关K与1端相连，电源向电容器充电，这个过程很快完成，充满电的电容器上极板带______电； （2）然后把开关K掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流电压信息传入计算机，经处理后得到电流和电压随时间变化的、曲线，如图乙所示； （3）由图乙可知，电容器充满电的电荷量为______，电容器的电容为______；（保留两位有效数字） （4）若将电路中的电阻换成一阻值更大的电阻，把开关K掷向2端电容器放电，请在图乙的左图中定性地画出曲线。（ ） 四、论述计算题（本题共4小题，共40分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位） 17. 正粒子质量，电荷量，从静止由左侧正极板附近释放，沿匀强电场运动至右侧负极板。两板间距，电压。 （1）求板间场强。 （2）求粒子到达负极板时的速率。 （3）求粒子在板间运动的时间。 18. 如图所示，一根金属导体长为，横截面积为，其材料的电阻率为。已知导体内单位体积自由电子数为，电子的质量为、电荷量为。在导体两端加上恒定的电压时，导体内自由电子定向移动的平均速率为。 （1）请证明金属导体内的电流； （2）求金属导体两端的电压大小； （3）求金属导体内的电场强度的大小。 19. 为更加精细描述导体内电流的分布情况，人们定义了“电流密度”j：某点处的电流密度，大小为垂直于该点处电流方向上单位面积内的电流大小，方向为该点处的电流方向。 （1）如图1所示，圆柱形长直均匀金属导体的横截面积为S，将其左、右截面接入直流电路，稳定后内部有大小为I且分布均匀的电流。求导体内的电流密度大小。 （2）如图2所示，分界面MN以下是半无限大的均匀导体区域，在MN上的P点处埋有一半球形电极，半径可忽略不计，大小为I的电流通过电极打入导体内，在各个方向上均匀分散并流向无穷远处。 a.求导体内到电极距离为r的点处的电流密度大小； b.可以看出，上一问中的电流密度分布规律，与点电荷的场强分布规律是相似的，试利用这一相似性，解决下面的问题：如图3所示，在MN上到P点距离为2l的Q点处再埋一个相同的半球形电极，两电极接入直流电路，稳定后电路中的电流大小为I。求导体内PQ中垂线上到中点距离为l的点处的电流密度大小和方向。 20. 如图所示，为固定在竖直平面内粗糙倾斜轨道，为光滑水平轨道，为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，且与通过一小段光滑弧形轨道相连，与弧相切。已知长为，倾角，长，弧的半径为，为其圆心，。整个装置处在水平向左的匀强电场中，电场强度大小为。一质量为、电荷量为的物体从点以初速度沿轨道开始运动。若物体与轨道间的动摩擦因数为，，，，物体运动过程中电荷量不变。求 （1）物体在轨道上运动时，重力和电场力对物体所做的总功； （2）物体能否到达点； （3）物体离开轨道后运动的最高点相对于点的水平距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $