精品解析:浙江杭州第二中学等校2026-2027学年高二上学期10月阶段性测试物理试卷
2026-10-17
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内容正文:
浙江省杭州第二中学2026-2027学年高二上学期
10月阶段性测试物理试卷
本试卷分为选择题利非选择两部分,共100分,考试时间90分钟
选择题
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物理量的单位用国际单位制中基本单位正确表示的是( )
A. 电阻:S/A B. 电功率:J/s C. 电量: D. 电功:
2. 下列说法正确的是( )
A. 由可知,电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比
B. 电场中某点的电场强度方向即为负电荷在该点所受的电场力的方向
C. 真空中点电荷的电场强度表达式E=中,Q就是产生电场的点电荷
D. 电场线的方向即为带电粒子的运动方向
3. 下面四幅图表示了磁感应强度、电荷速度和洛伦兹力三者方向之间的关系,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示为某一移动电源的相关参数,转换率是指的给手机充电时的转换效率,则( )
容量
20000mAh
兼容性
所有智能手机
边充边放
否
保护电路
是
输入
DC 5V 2A
输出
DC 5V 1A/2.5A
尺寸
156*82*22mm
转换率
0.60
产品名称
重量
约430g
A. 能给容量3000mAh的手机充5次电
B. 能给容量3000mAh的手机充6次电
C. 充满电需要8小时
D. 充满电需要10小时
5. 带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图所示,则从a到b过程中,下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电荷
B. 粒子先加速后减速
C. 粒子加速度一直增大
D. 粒子的动能先减小后增大
6. 在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。电源电动势为20V,内阻为1.5Ω,当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和14.0V。则当这台电动机正常运转时( )
A. 电动机的内阻为7Ω B. 滑动变阻器R的电阻为3Ω
C. 电动机的输出功率为24W D. 电源的输出功率为32W
7. 关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A. 若长为L、通过的电流为I的导线在某处受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度必为
B. 由知,B与F成正比,与IL成反比
C. 由知,通电导线在某处不受磁场力,说明该处一定无磁场
D. 磁感应强度的方向就是小磁针静止时北极所受磁场力的方向
8. 如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,一负电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该电场线的方向是由A指向B
B. 电荷在运动过程中加速度变大
C. A点处的场强比B点处的场强大
D. 该电场一定是由正点电荷产生的
9. 电容器是一种重要的电学元件,在电工和电子技术中应用广泛.使用图甲所示电路观察电容器的充电和放电过程.电路中的电流传感器(不计内阻)与计算机相连,可以显示电流随时间的变化.直流电源电动势为E,实验前电容器不带电.先将开关K拨到“1”给电容器充电,充电结束后,再将其拨到“2”,直至放电完毕.计算机显示的电流随时间变化的曲线如图乙所示.则下列说法正确的是( )
A. 乙图中阴影部分的面积 B. 乙图中阴影部分的面积
C. 由甲、乙两图可判断阻值 D. 由甲、乙两图可判断阻值
10. 如图所示,一个弹性线圈套在条形磁铁的正中心位置,下列关于线圈的磁通量表述正确的是( )
A. 若线圈的匝数增加,则通过线圈的磁通量增加
B. 若线圈的匝数减少,则通过线圈的磁通量不变
C. 若线圈受到辐向拉力作用扩张,则通过线圈的磁通量增加
D. 若线圈绕其一条直径旋转一个小角度,则通过线圈的磁通量不变
二、不定项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错和不选的得0分)
11. 自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示,一块磁铁安装在前轮上,轮子每转一圈,磁铁就靠近传感器一次,传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示,电源输出电压为U1,当磁场靠近霍尔元件时,在导体前后表面间出现电势差U2(前表面的电势低于后表面的电势)。下列说法中正确的是( )
A. 图乙中霍尔元件的载流子带负电
B. 已知自行车车轮的半径,再根据单位时间内的脉冲数,即可获得车速大小
C. 若传感器的电源输出电压U1变大,则电势差U2变大
D. 若自行车的车速越大,则电势差U2越大
12. 在点电荷的电场中,轴与它的一条电场线重合,、两点的坐标分别为和。在、两点分别放置试探电荷(电荷量可调),试探电荷受到的静电力跟电荷量的关系如图所示,规定沿方向为静电力的正方向,下列说法正确的是( )
A. 、两点的电场强度方向相反
B. 若将试探电荷移走,则、两点的电场强度为0
C. 、两点的电场强度大小之比为
D. 点电荷在处
13. 如图甲是用气敏电阻改装的酒精含量测试仪电路图,测试仪用以测试汽车司机是否酒驾,R1为定值电阻,R2为气敏电阻。R2的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,电源电动势保持不变,内阻不可忽略。若测试对象呼出的气体中酒精气体浓度越大,则( )
A. 测试仪中电压表的示数越小 B. 测试仪中电流表的示数越小
C. 电源总功率越小 D. 电压表与电流表示数的比值越小
非选择题
三、实验题(本题共。2小题,共16分)
14. 某学习小组需要测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供的器材有:干电池一节(电动势约1.5V,内阻小于1Ω);
多用电表一个; 电压表V(量程3V,内阻约3kΩ);
电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω); 滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);
定值电阻R1(阻值2Ω); 定值电阻R2(阻值5Ω);
开关一个,导线若干。
(1)为了估测电池的电动势和内阻,先用多用电表进行测量,组内三位同学的操作如下,你认为正确的是_________。(单选)
A. 小明选择直流电压10V挡,红表笔接电池负极、黑表笔接电池正极,测量电池的电动势
B. 小莉选择直流电压2.5V挡,红表笔接电池正极、黑表笔接电池负极,测量电池的电动势
C. 小阳选择欧姆挡合适的倍率,欧姆调零后,直接将红、黑表笔与电池两极连接,测量电池内阻
(2)①该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在坐标纸上描点,如图乙所示,出现该现象的主要原因是_________。(单选)
A.滑动变阻器调节范围过大 B.电压表量程偏大 C.干电池内阻较小
②针对出现的问题,该小组利用提供的定值电阻改进了实验方案,如丙图所示。请在图丙中用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路。_________
③改进方案后重新测量,得到数据并绘出新的图像如图丁,可得干电池电动势为_________V,内阻为_________(此处保留2位有效数字)Ω。由以上数据可知,图丙中定值电阻选_________(还是)
15. 在“测定金属丝的电阻率”实验中,某同学实验过程如下:
(1)为了合理选用器材设计测量电路,他先用多用表的欧姆挡“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数应记为__________Ω。再用图乙螺旋测微器测量该金属丝的直径为___________mm;
(2)为了减小实验误差,需进一步测量其电阻,除待测金属丝、开关S、导线若干外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ;量程15V,内阻约为75kΩ)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω;量程3A,内阻约为0.2Ω)
C.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)
D.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
E.电阻箱
F.1.5V的干电池两节,内阻不计
为了测量多组实验数据,则滑动变阻器应选用______(填“R1”或“R2”);在图丙虚线框中画出测量R阻值最合理的完整电路图______;
(3)用上面测得的金属丝长度L(单位:m)、直径D(单位:m)和电阻Rx(单位:Ω),可根据电阻率的表达式=_____算出所测金属丝的电阻率。
四、解答题(本有4小题,共42分)
16. 如图所示,把一质量为,带电荷量为的均匀带负电小球A用绝缘细绳悬起,将另一个均匀带正电小球B靠近A放置,当两个带电小球在同一高度且相距时,细绳与竖直方向的夹角,取,,A、B两小球均可视为点电荷,求,
(1)小球B受到的库仑力的大小;
(2)小球B的带电荷量。
17. 如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L=0.25 m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和变阻器。电源电动势E=12 V,内阻r=1.0 Ω,一质量m=20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B=0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的,取g=10 m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求
(1)金属棒所受到的安培力大小;
(2)通过金属棒的电流;
(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值。
18. 如图,一质量、带电荷量的微粒以初速度大小竖直向上从点射入一水平向右的匀强电场,当微粒运动到比点高m的点时,速度大小为,方向水平。取,求:
(1)微粒的初速度大小;
(2)、两点间的电势差;
(3)匀强电场的场强大小。
19. 密立根油滴实验装置如图所示:两块平行间距为d的金属板A、B分别与电源正、负极相接。当两极板间电压为U时,一带电油滴恰好悬浮;撤去电场,一段时间后,通过显微镜观测到油滴在时间t内匀速下降了距离h。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比,比例系数为。求:
(1)判断该带电油滴所带电性,并说明理由;
(2)两极板间的电场强度的大小;
(3)该油滴所带电荷量。
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浙江省杭州第二中学2026-2027学年高二上学期
10月阶段性测试物理试卷
本试卷分为选择题利非选择两部分,共100分,考试时间90分钟
选择题
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物理量的单位用国际单位制中基本单位正确表示的是( )
A. 电阻:S/A B. 电功率:J/s C. 电量: D. 电功:
【答案】C
【解析】
【详解】国际单位制的基本单位为、、、、、、,其余均为导出单位,据此逐一判断:
A.(西门子)是电导的导出单位,且本身不是电阻的单位,不符合基本单位表述要求,故A错误;
B.(焦耳)是能量的导出单位,不是基本单位,电功率用基本单位表示应为,故B错误;
C.由电量公式,电流单位是基本单位,时间单位是基本单位,因此电量单位为,符合基本单位表示要求,故C正确;
D.(牛顿)是力的导出单位,不是基本单位,电功用基本单位表示应为,故D错误。
故选C。
2. 下列说法正确的是( )
A. 由可知,电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比
B. 电场中某点的电场强度方向即为负电荷在该点所受的电场力的方向
C. 真空中点电荷的电场强度表达式E=中,Q就是产生电场的点电荷
D. 电场线的方向即为带电粒子的运动方向
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.电场强度反映了电场力的性质,所以电场中某点的电场强度只由场源电荷决定,与试探电荷在该点所受的电场力无关,A错误;
B.电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向,B错误;
C.真空中点电荷的电场强度表达式E=中,Q就是产生电场的点电荷的电荷量,C正确;
D.电场线的方向即为带正电粒子的受力方向,不一定是运动方向,D错误。
故选C。
3. 下面四幅图表示了磁感应强度、电荷速度和洛伦兹力三者方向之间的关系,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据左手定则判断洛伦兹力的方向;
A.该图中洛伦兹力方向应该垂直纸面向外,选项A错误;
B.该图中洛伦兹力方向向上,选项B正确;
C.该图中洛伦兹力应该方向向下,选项C错误;
D.该图中粒子不受洛伦兹力,选项D错误。
故选B。
4. 如图所示为某一移动电源的相关参数,转换率是指的给手机充电时的转换效率,则( )
容量
20000mAh
兼容性
所有智能手机
边充边放
否
保护电路
是
输入
DC 5V 2A
输出
DC 5V 1A/2.5A
尺寸
156*82*22mm
转换率
0.60
产品名称
重量
约430g
A. 能给容量3000mAh的手机充5次电
B. 能给容量3000mAh的手机充6次电
C. 充满电需要8小时
D. 充满电需要10小时
【答案】D
【解析】
【详解】AB.能给容量3000mAh的手机充电次数
故AB错误;
CD.充电电流为2A,充满电需要
故C错误,D正确。
故选D。
5. 带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图所示,则从a到b过程中,下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电荷
B. 粒子先加速后减速
C. 粒子加速度一直增大
D. 粒子的动能先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.带电粒子在a点时,所受电场力的方向需指向运动轨迹的凹侧,故带电粒子所受电场力的方向与场强方向相同,粒子带正电荷,A错误;
B.粒子所受合外力的方向与速度的方向的夹角先为钝角再为锐角,带电粒子先减速再加速,B错误;
C.带电粒子先从电场线密的地方往电场线疏的地方运动,再从电场线疏的地方往密的地方运动,粒子所受电场力先减小后增大,因此加速度先减小后增大,C错误;
D.粒子所受合外力的方向与速度的方向的夹角先为钝角再为锐角,带电粒子先减速再加速,即粒子的动能先减小后增大,D正确;
故选D。
6. 在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。电源电动势为20V,内阻为1.5Ω,当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和14.0V。则当这台电动机正常运转时( )
A. 电动机的内阻为7Ω B. 滑动变阻器R的电阻为3Ω
C. 电动机的输出功率为24W D. 电源的输出功率为32W
【答案】C
【解析】
【详解】A.电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为和。则电动机的电阻
故A错误;
B.电动机恢复正常运转时,滑动变阻器R的电阻
故B错误;
C.电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为和,电动机的总功率为
电动机内电阻消耗的热功率为
电动机正常运转时的输出功率是
故C正确;
D.电源的输出功率
故D错误。
故选C。
7. 关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A. 若长为L、通过的电流为I的导线在某处受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度必为
B. 由知,B与F成正比,与IL成反比
C. 由知,通电导线在某处不受磁场力,说明该处一定无磁场
D. 磁感应强度的方向就是小磁针静止时北极所受磁场力的方向
【答案】D
【解析】
【详解】A.公式 仅在电流方向与磁场方向垂直时成立;若电流方向平行于磁场方向,磁场力 为零,但磁感应强度 不一定为零,故A错误;
B.磁感应强度 由磁场本身决定,与 和 无关;公式 是定义式,用于测量 ,但 不随 或 成比例变化,故B错误;
C.当电流方向平行于磁场方向时,导线不受磁场力(),但磁场可能存在;因此不受磁场力不能说明无磁场,故C错误;
D.磁感应强度的方向就是小磁针静止时北极所指的方向,也是小磁针北极所受磁场力的方向,故D正确。
故选D。
8. 如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,一负电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该电场线的方向是由A指向B
B. 电荷在运动过程中加速度变大
C. A点处的场强比B点处的场强大
D. 该电场一定是由正点电荷产生的
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题及图甲知,负电荷由静止释放,仅在静电力作用下运动,由负电荷受力和电场线方向关系可得该电场线的方向是由B指向A,故A错误;
B.由图乙知速度切线的斜率减小,则电荷在运动过程中加速度减小,故B错误;
C.电荷的加速度减小,即受力减小,所以电场强度减小,A点处的场强比B点处的场强大,故C正确;
D.由电场线的方向是由B指向A,若电场由正点电荷产生,则该正点电荷位置为B右侧,又由于A点处的场强比B点处的场强大,所以该电场不可能是由正点电荷产生,故D错误。
故选C。
9. 电容器是一种重要的电学元件,在电工和电子技术中应用广泛.使用图甲所示电路观察电容器的充电和放电过程.电路中的电流传感器(不计内阻)与计算机相连,可以显示电流随时间的变化.直流电源电动势为E,实验前电容器不带电.先将开关K拨到“1”给电容器充电,充电结束后,再将其拨到“2”,直至放电完毕.计算机显示的电流随时间变化的曲线如图乙所示.则下列说法正确的是( )
A. 乙图中阴影部分的面积 B. 乙图中阴影部分的面积
C. 由甲、乙两图可判断阻值 D. 由甲、乙两图可判断阻值
【答案】A
【解析】
【详解】AB.图乙中阴影面积代表充放电中电容器上的总电量,所以两者相等,选项A正确,B错误;
CD.由图乙可知充电瞬间电流大于放电瞬间电流,且充电瞬间电源电压与放电瞬间电容器两极板电压相等,由
解得
选项CD错误。
故选A。
10. 如图所示,一个弹性线圈套在条形磁铁的正中心位置,下列关于线圈的磁通量表述正确的是( )
A. 若线圈的匝数增加,则通过线圈的磁通量增加
B. 若线圈的匝数减少,则通过线圈的磁通量不变
C. 若线圈受到辐向拉力作用扩张,则通过线圈的磁通量增加
D. 若线圈绕其一条直径旋转一个小角度,则通过线圈的磁通量不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB.线圈匝数不影响磁通量大小,A错误,B正确;
C.线圈内存在向上的磁场磁通量较大,向下的磁场磁通量较小,则磁通量为
若线圈受到辐向拉力作用扩张,则不变,增大,通过线圈的磁通量减小,C错误;
D.若线圈绕其一条直径旋转一个小角度,减小的比减小的多,则通过线圈的磁通量减小,D错误。
故选B。
二、不定项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错和不选的得0分)
11. 自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示,一块磁铁安装在前轮上,轮子每转一圈,磁铁就靠近传感器一次,传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示,电源输出电压为U1,当磁场靠近霍尔元件时,在导体前后表面间出现电势差U2(前表面的电势低于后表面的电势)。下列说法中正确的是( )
A. 图乙中霍尔元件的载流子带负电
B. 已知自行车车轮的半径,再根据单位时间内的脉冲数,即可获得车速大小
C. 若传感器的电源输出电压U1变大,则电势差U2变大
D. 若自行车的车速越大,则电势差U2越大
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.已知前表面的电势低于后表面的电势。假设载流子带负电,结合题中电流方向,根据左手定则,载流子受到的洛伦兹力方向指向前表面,即前表面电势低,符合题意,假设成立,故A正确;
B.根据单位时间内的脉冲数,可求得车轮转动周期,从而求得车轮的角速度,最后由线速度公式,结合车轮半径,即可求解车轮的速度大小,故B正确;
C.根据
由电流的微观定义式
联立解得
可知若传感器的电源输出电压变大,电流I变大,则霍尔电势差将变大,故C正确;
D.根据
可知霍尔电压与车速大小无关,故D错误。
故选ABC。
12. 在点电荷的电场中,轴与它的一条电场线重合,、两点的坐标分别为和。在、两点分别放置试探电荷(电荷量可调),试探电荷受到的静电力跟电荷量的关系如图所示,规定沿方向为静电力的正方向,下列说法正确的是( )
A. 、两点的电场强度方向相反
B. 若将试探电荷移走,则、两点的电场强度为0
C. 、两点的电场强度大小之比为
D. 点电荷在处
【答案】AD
【解析】
【详解】A.、两点的电场力方向均沿轴正方向,但、两点试探电荷电性相反,因此,可以判定、两点的电场强度方向相反,点电荷位于、两点之间,A正确;
B.电场强度由场源电荷决定,与试探电荷无关,将试探电荷移走,则、两点的电场强度不改变,B错误;
C.根据电场强度的定义,可知图中图线斜率的绝对值就是该点电场强度的大小值,由此可得
所以,、两点的电场强度大小之比为
C错误;
D.点电荷产生的场强表示为
假设点电荷的坐标为,则有
又因为,且点电荷在、两点之间,解得
D正确。
故选AD。
13. 如图甲是用气敏电阻改装的酒精含量测试仪电路图,测试仪用以测试汽车司机是否酒驾,R1为定值电阻,R2为气敏电阻。R2的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,电源电动势保持不变,内阻不可忽略。若测试对象呼出的气体中酒精气体浓度越大,则( )
A. 测试仪中电压表的示数越小 B. 测试仪中电流表的示数越小
C. 电源总功率越小 D. 电压表与电流表示数的比值越小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由图乙可知,酒精浓度越大,气敏电阻阻值越大,所以电路中的总电阻越大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流越小,即电流表示数越小,根据闭合电路欧姆定律可得气敏电阻两端电压就越大,电压表示数就越大,故A错误,B正确;
C.电路消耗的总功率为
由以上分析可知,酒精浓度越大,电路中的电流越小,电路消耗的总功率越小,故C正确;
D.电压表与电流表示数的比值表示气敏电阻的阻值大小,因为酒精浓度越大,气敏电阻阻值就越大,所以电压表与电流表示数的比值就越大,故D错误。
故选BC。
非选择题
三、实验题(本题共。2小题,共16分)
14. 某学习小组需要测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供的器材有:干电池一节(电动势约1.5V,内阻小于1Ω);
多用电表一个; 电压表V(量程3V,内阻约3kΩ);
电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω); 滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);
定值电阻R1(阻值2Ω); 定值电阻R2(阻值5Ω);
开关一个,导线若干。
(1)为了估测电池的电动势和内阻,先用多用电表进行测量,组内三位同学的操作如下,你认为正确的是_________。(单选)
A. 小明选择直流电压10V挡,红表笔接电池负极、黑表笔接电池正极,测量电池的电动势
B. 小莉选择直流电压2.5V挡,红表笔接电池正极、黑表笔接电池负极,测量电池的电动势
C. 小阳选择欧姆挡合适的倍率,欧姆调零后,直接将红、黑表笔与电池两极连接,测量电池内阻
(2)①该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在坐标纸上描点,如图乙所示,出现该现象的主要原因是_________。(单选)
A.滑动变阻器调节范围过大 B.电压表量程偏大 C.干电池内阻较小
②针对出现的问题,该小组利用提供的定值电阻改进了实验方案,如丙图所示。请在图丙中用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路。_________
③改进方案后重新测量,得到数据并绘出新的图像如图丁,可得干电池电动势为_________V,内阻为_________(此处保留2位有效数字)Ω。由以上数据可知,图丙中定值电阻选_________(还是)
【答案】(1)B (2) ①. C ②. ③. 1.55 ④. 0.58 ⑤.
【解析】
【小问1详解】
可以用多用电表的直流电压挡测粗测电源电动势,同时因为电池的电动势在1.5V左右,故选择2.5V挡的直流电,由于欧姆表有内置电源,为保护电表不能用多用电表的欧姆挡直接测电源内阻。
故选B。
【小问2详解】
①[1]根据闭合电路欧姆定律可得
当电源内阻r太小时,干路电流I有较大变化时,Ir变化很小,电压表示数即路端电压U变化很小,电压表示数变化范围很小。
故选C。
②[2]应用伏安法测电源电动势与内阻,电压表测路端电压,电流表测电路电流,电源内阻较小,为使电压表示数变化明显,把定值电阻与电源整体当作等效电源,为减小实验误差,相对于电源电流表应采用外接法,实物连接如图。
③[3]根据闭合电路欧姆定律,可得
结合图丁,可得电源电动势为
[4][5]图线斜率的绝对值
则可得电源内阻
依题意,干电池内阻小于1Ω,可得
可知图丙中定值电阻选。
15. 在“测定金属丝的电阻率”实验中,某同学实验过程如下:
(1)为了合理选用器材设计测量电路,他先用多用表的欧姆挡“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数应记为__________Ω。再用图乙螺旋测微器测量该金属丝的直径为___________mm;
(2)为了减小实验误差,需进一步测量其电阻,除待测金属丝、开关S、导线若干外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ;量程15V,内阻约为75kΩ)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω;量程3A,内阻约为0.2Ω)
C.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)
D.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
E.电阻箱
F.1.5V的干电池两节,内阻不计
为了测量多组实验数据,则滑动变阻器应选用______(填“R1”或“R2”);在图丙虚线框中画出测量R阻值最合理的完整电路图______;
(3)用上面测得的金属丝长度L(单位:m)、直径D(单位:m)和电阻Rx(单位:Ω),可根据电阻率的表达式=_____算出所测金属丝的电阻率。
【答案】 ①. 6.0 ②. 1.125 ③. R1 ④. ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]根据图示可知,指针指向刻度6,由于采用的欧姆挡“×1”,故电阻读数为。
[2]螺旋测微器的读数为
(2)[3]电路电源是两节干电池,电源电压为3V,通过金属丝的最大电流约为
要求电流小于0.1A,则不合适。且阻值过大,即使电流在安全范围内,电路调节也不方便,故滑动变阻器选。
[4]由于待测金属丝电阻大于滑动变阻器最大电阻,为测多组数据,且使电流表、电压表的值尽量大,减小读数误差,则滑动变阻器应采用分压接法。电压表应采用3V量程,电阻为15kΩ,电流表应采用0.6A量程,电阻为1Ω。电压表内阻远大于金属丝电阻,电流表内阻与金属丝电阻相近,故电流表应采用外接法。则实验电路如图所示:
(3)[5]将数据代入电阻率计算公式可得
四、解答题(本有4小题,共42分)
16. 如图所示,把一质量为,带电荷量为的均匀带负电小球A用绝缘细绳悬起,将另一个均匀带正电小球B靠近A放置,当两个带电小球在同一高度且相距时,细绳与竖直方向的夹角,取,,A、B两小球均可视为点电荷,求,
(1)小球B受到的库仑力的大小;
(2)小球B的带电荷量。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据题意,对小球A受力分析,受绳子的拉力、重力和小球B的库仑力,根据矢量三角形法则有
根据牛顿第三定律可知,小球B受到的库仑力的大小与小球A受到的库仑力大小相等为
(2)根据公式可知,小球B的带电荷量为
17. 如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L=0.25 m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和变阻器。电源电动势E=12 V,内阻r=1.0 Ω,一质量m=20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B=0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的,取g=10 m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求
(1)金属棒所受到的安培力大小;
(2)通过金属棒的电流;
(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值。
【答案】(1)0.1 N;(2)0.5 A;(3)23
【解析】
【详解】(1)金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力,由受力平衡可知
F安=mgsin 30°
代入数据得
F安=0.1 N
(2)由F安=BIL解得
I=0.5 A
(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R,根据闭合电路欧姆定律得
E=I(R+r)
解得
R=23
18. 如图,一质量、带电荷量的微粒以初速度大小竖直向上从点射入一水平向右的匀强电场,当微粒运动到比点高m的点时,速度大小为,方向水平。取,求:
(1)微粒的初速度大小;
(2)、两点间的电势差;
(3)匀强电场的场强大小。
【答案】(1)2 m/s;(2)-400 V;(3)1000 V/m
【解析】
【分析】
【详解】(1)由题意可知,微粒在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,在竖直方向做匀减速直线运动。竖直方向有
代入数据得
(2)对微粒从点运动到点的过程,由动能定理得
代入数据得
(3)设微粒从点运动到点的时间为,沿电场线方向运动的距离为,则
竖直方向有
水平方向有
解得
m
匀强电场的场强大小
19. 密立根油滴实验装置如图所示:两块平行间距为d的金属板A、B分别与电源正、负极相接。当两极板间电压为U时,一带电油滴恰好悬浮;撤去电场,一段时间后,通过显微镜观测到油滴在时间t内匀速下降了距离h。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比,比例系数为。求:
(1)判断该带电油滴所带电性,并说明理由;
(2)两极板间的电场强度的大小;
(3)该油滴所带电荷量。
【答案】(1)带电油滴恰好悬浮,根据受力平衡可知,电场力竖直向上,而电场方向竖直向下,故油滴带负电
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
略;
【小问2详解】
极板间的电场为匀强电场,电场强度为
【小问3详解】
油滴悬浮时,根据平衡条件有
撤去电场,油滴匀速运动时,根据平衡条件有
根据题意,油滴匀速运动的速度为
联立解得
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