精品解析：吉林某百强名校2026-2027学年高二上学期期中物理试题

吉林省百强名校2026-2027学年度高二上学期期中物理试题 一、选择题（共10题，合计46分。其中1-7为单选题，每题4分，8-10为多选题，每题6分，全部全对得6分，选对但不全得3分，有错误选项的得0分） 1. 关于元电荷，下列说法正确的是（ ） A. 元电荷就是质子 B. 元电荷就是电子 C. 元电荷是指电荷量的最小单元，其数值为 D. 物体所带电荷量可以是任意连续的值 【答案】C 【解析】 【详解】A．元电荷是电荷量的最小单位，质子是带正电的实物粒子，元电荷不代表某种粒子，故A错误； B．电子是带负电的实物粒子，元电荷表示电荷量的最小单位，二者概念不同，故B错误； C．元电荷是电荷量的最小单位，其数值等于电子或质子所带电荷量的绝对值，即，故C正确； D．宏观带电体所带电荷量具有量子化特征，满足，其中为整数，因此电荷量是元电荷的整数倍，不能取任意连续值，故D错误。 故选C。 2. 真空中，两个半径为r的金属球，其球心相距3r，现使两球带上等量的电荷量Q，静电力常量为k，关于两球之间的静电力说法正确的是（　　） A. 若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为斥力，大小为 B. 若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于 C. 若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于 D. 若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小小于 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据同种电荷相互排斥可知若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为斥力，由于同种电荷相互排斥，所带电量集中在两球的外侧，两球上电荷间的平均距离大于3r，则根据库仑定律可知两球间的静电力满足 故AB错误； CD．根据异种电荷相互排斥可知若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，由于异种电荷相互吸引，所带电量集中在两球的内侧，两球上电荷间的平均距离小于3r，则根据库仑定律可知两球间的静电力满足 故C正确，D错误。 故选C。 3. 如图，一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触，且均不带电。把带正电的物体P移近导体M。下列说法正确的是（　　） A. 若先把M、N分开，再移去P，则M带正电，N带负电 B. 若先用手接触M，不移去P，则M不带电 C. 若先用手接触M一次，移去手，不移去P，则M带负电 D. 若先用手接触M一次，依次移去手和P，则M和N都不带电 【答案】C 【解析】 【详解】A．把带正电的物体P移近彼此接触且均不带电的导体M、N，由于电荷间的相互作用，导体中的自由负电荷便被P吸引，使导体M带负电，导体N带正电，因此若先把M、N分开，再移去P，则M仍带负电，N带正电，故A错误； B．若先用手接触M，则人体与导体M组成一个导体，不移去P，则M仍带负电，故B错误； C．若先用手接触M一次，此时人体带正电，移去手不移去P，则M带负电，故C正确； D．若先用手接触M一次，此时人体带正电，依次移去手和P，则M和N都带负电，故D错误。 故选C。 4. 手机屏幕的核心可简化为两个平行导体板。当手指靠近时，导体板与指尖间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 电场线是客观存在的 B. 图中可能有电场线相交 C. A点的电场强度大于B点的电场强度 D. 电场线终止于指尖，故指尖感应出正电荷 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场线是假想的模型，用于直观描述电场而人为画出的假想曲线。故A错误； B．电场线的基本性质为从正电荷（或无穷远处）出发，到负电荷（或无穷远处）终止，永不闭合也永不相交，故B错误； C．从图中可以看出A点处电场线密度明显大于B点处，因此A点的电场强度大于B点的电场强度，故C正确； D．电场线终止于负电荷处或无穷远处，终止于指尖说明指尖感应电荷为负电荷，故D错误。 故选C。 5. 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。 6. 某同学利用图甲所示电路进行实验，定值电阻，电源电动势为E，内阻不计，电压表为理想电表，滑动变阻器的最大阻值分别为10 Ω、100 Ω、1000 Ω。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电压表读数随（滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关前滑片应处于电路图中滑动变阻器的最右端 B. 滑动变阻器最大阻值为10 Ω时，得到的曲线是a C. 滑动变阻器最大阻值为100 Ω时，实验得到的曲线为c D. 为了方便调节，实验中应选用最大阻值为10 Ω的滑动变阻器 【答案】D 【解析】 【详解】A．为保障电路安全，实验开始前滑片应打至最左端，此时流经待测电路的电流为0，故A错误； BCD．当滑动变阻器最大阻值远小于时，并联部分电阻，输出电压 图像接近直线，则滑动变阻器最大阻值为10 Ω时，得到的曲线是c，滑动变阻器最大阻值为100 Ω时，实验得到的曲线为b，滑动变阻器最大阻值为1000 Ω时，实验得到的曲线为a，为了方便调节，实验中应选用最大阻值为10 Ω的滑动变阻器，故BC错误，D正确。 故选D。 7. 有些力学问题，可假想一个“虚设过程”使问题得以简化和解决。举例如下：如图所示，四根质量都是m的均匀等长木棒，用铰链连成框架，绞链P固定在天花板上，框架竖直悬挂在空中；现在绞链Q上施一竖直向上的力F使框架保持静止，不计一切摩擦，若要求出作用力F的大小，可设想力F使绞链Q缓慢上移一微小的距离△h，则框架的重心将上升，因为F做的功等于框架重力势能的增加量，所以，可得。 请参照上面解决问题的方法，尝试完成以下问题：有一均匀带电薄球壳，电荷量为Q、半径为R，球壳表面的电荷之间将互相排斥；已知此带电球壳体系储存的静电能为（k为静电力常量），则球壳单位面积上受到的排斥力为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】若总排斥力使均匀带电薄球壳半径稍微增大，则带电球壳体系储存的静电能减小 总排斥力做功等于静电能减小量，故 解得 当趋近于零时，则有 球壳单位面积上受到的排斥力 故选A。 8. a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点,∠abc=120∘.现将三个等量的正点电荷+Q分别固定在a、b、c三个顶点上,菱形中心点O点和另一个顶点d点处,两点相比() A. d点电场强度的方向由O指向d B. 试探电荷在d点所具有的电势能较大 C. d点的电势小于O点的电势 D. d点的电场强度小于O点的电场强度 【答案】ACD 【解析】 【详解】d点电场是由三个点电荷所产生的电场的叠加，根据对称性和平行四边形定则可知，d点电场强度的方向由O指向d．故A正确．Od间电场线方向从O到d，根据顺着电场线方向电势降低，O点的电势高于d点的电势，而正电荷在高电势高处电势能大，则知+q在d点所具有的电势能较小．故B错误，C正确．设菱形的边长为r，根据公式E=kQ/r2分析可知三个点电荷在d产生的场强大小E相等，由电场的叠加可知，d点的场强大小为Ed=2kQ/r2．O点的场强大小为EO=，可见，d点的电场强度小于O点的电场强．故D正确．故选ACD． 【点睛】本题关键要抓住对称性，由电场的叠加分析场强大小和电场线的方向，再判断电场力大小和电势能的高低． 9. 关于如下四幅图的说法，正确的有（　　） A. 甲图是野外高压输电线，三条输电线上方还有两条接地导线，起到了静电屏蔽的作用 B. 乙图是直线电场加速器的结构图，若带电粒子在0号圆筒的中间从静止开始加速，则1、2、3圆筒的长度之比为 C. 丙图中，带电的平行板电容器与静电计连接，若将左板左移，静电计指针张角将变小 D. 丁图是示波器的原理图，若将和同时加上右侧的交流信号，屏幕上将显示一条倾斜的直线 【答案】AD 【解析】 【详解】A．野外高压输电线在三条输电线的上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，起到静电屏蔽的作用；把高压线屏蔽起来，免遭雷击，故A正确； B．粒子从圆板开始先做匀加速直线运动，进入圆筒1，筒内场强为0，粒子不受外力做匀速直线运动，在圆筒1、2之间间隙再做匀加速直线运动，进入圆筒2再做匀速直线运动，由此可知，进入n个圆筒前，根据动能定理可得 根据运动学公式可得 1、2、3圆筒的长度之比为，故B错误； C．根据电容器的决定式 可知若将左板左移，d增大，C变小；由于Q不变，根据可知，U增大，静电计张角变大，故C错误； D．若将和同时加上右侧的交流信号，则， 可知 可见屏幕上将显示一条倾斜的直线，故D正确； 故选AD。 10. 如图甲所示，真空中有一电子枪连续不断且均匀地发出质量为m、电荷量为e、初速度为零的电子，经电压大小为的直线加速电场加速，由小孔穿出加速电场后，沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板A、B间的中线射入偏转电场。A、B两板距离为d、板长均为L，两板间加周期性变化的电势差，随时间变化的关系图像如图乙所示，变化周期为T，时刻，，不计电子的重力和电子间的相互作用力，不考虑电场的边缘效应，且所有电子都能离开偏转电场，下列说法正确的是（　　） A. 电子从加速电场飞出后的速度大小为 B. 电子在偏转电场中运动的时间为 C. 时刻射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离 D. 在的时间段内进入偏转电场并能够从中线上方离开偏转电场的电子数占这段时间总电子数的50% 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电子经过加速电场后，根据动能定理得 解得，故A错误； B．电子在偏转电场中，水平方向做匀速直线运动，所以运动的时间为，故B正确； C．时射入偏转电场的电子，在时间内的偏转位移 解得 在时刻，电子垂直于板的速度 在随后时间内偏转的位移 解得 则时射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离，故C错误； D．在内，假设电子从某时刻进入偏转电场，离开时恰好从中线处离开，则有 解得 可知，在内，从中线上方离开偏转电场的电子进入的时间为 则有，故D正确。 故选BD。 二、实验题（11题6分，12题8分，合计14分） 11. 图甲是研究电容器的充放电实验装置，该实验利用高阻值电阻延长放电时间，绘制电容器放电电流与时间的图像（i-t图像）来研究电容器的充放电规律。根据相关条件，回答下列问题： （1）接通开关S1，S2，电容器的________（选填“上”或“下”）极板带正电，再断开开关S1的瞬间，R中的电流方向________； （2）若断开开关S1，同时开始计时，通过计算机在同一图中描绘出的电压和电流的变化情况的图线如图乙所示，则图中全部阴影部分所围成面积的物理意义是________。图中阴影部分S1面积_________（选填“大于”、“等于”或“小于”）图中阴影部分S2面积，定值电阻R的阻值为_________Ω。 【答案】 ①. 上 ②. a到b ③. 充电后电容器极板上的电荷量 ④. 等于 ⑤. 2000 【解析】 【详解】(1)[1]接通开关S1，S2，电容器的上极板与电源正极相连，故上极板带正电； [2]断开开关S1的瞬间，电容器开始放电，电流从上极板流向下极板，R中的电流方向为从a到b； (2)[3]图乙表示电容器的放电过程，由 可知，图中全部阴影部分所围成面积的物理意义是充电后电容器极板上的电荷量； [4]根据 由乙图可知，阴影部分S1面积和S2面积对应的相同，所以对应的也相同。故阴影部分S1面积等于S2面积； [5]根据欧姆定律，定值电阻R的阻值为 12. 某实验小组在实验室利用两个电流表测量一根导电绳（阻值为Rx）的电阻率，如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端可以移动，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入图乙所示的电路中，已知定值电阻的阻值为R0。 （1）在安装实验器材前利用螺旋测微器测量导电绳的直径，某次测量到的示数如图丙所示，则该次测量时导电绳的直径D=________cm。 （2）将滑动变阻器的滑片移到最左边，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片位置，使电流表有合适的示数，记下此时接入电路中导电绳的长度L，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2。通过移动金属夹B的位置，得出多组导电绳的长度Lx，电流表A1、A2的示数分别为I1x、I2x。 （3）根据测量的数据作出图像如图丁所示，则导电绳的电阻率ρ=________（用D、R0、a、b、c表示）；不考虑偶然误差，则该小组测量导电绳的电阻率________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 （4）根据实验的测量数据还可以测出电流表A1的内阻RA1=________。（用R0、b表示） 【答案】 ①. 0.8500 ②. ③. 等于 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数。 （3）[2]由题图乙有 由电阻定律有 整理得 则在图像中，图线斜率 结合题图丁可得 [3]不考虑偶然误差，由可得出，本实验不存在系统误差，即测量值等于真实值。 （4）[4]由可得，在图像中，纵截距 解得。 三、解答题（13题10分，14题12分，15题18分，合计40分） 13. 宏观规律是由微观机制决定的。从微观角度看，在没有外电场的作用下，金属导体中的自由电子沿任意方向运动的概率相等。对于导体中的任一截面来说，任何时刻从两侧穿过的自由电子数相等，宏观上不形成电流。如果导体两端加恒定电压，自由电子在电场力的驱动下开始定向移动，并不断与导体内金属阳离子碰撞，可以认为自由电子在碰撞后的定向速度变为0，然后再加速、再碰撞……，在宏观上自由电子的定向移动形成了电流。如图所示，一段截面积为S、长为L的金属导体，单位体积内有n个自由电子，自由电子的电量为e，质量为m，导体两端所加电压为U，假设自由电子与导体内金属阳离子连续两次碰撞的时间间隔为t，仅在碰撞时才考虑粒子间的相互作用。 （1）求在时间间隔t内自由电子定向移动的平均速率； （2）实验表明，同一金属导体两端的电压与通过它的电流之比是一个常量，物理学中把它叫做导体的电阻。请推导电阻的微观表达式（用物理量S、L、n、e、m、t表示） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 自由电子在碰撞后的定向速度变为0，然后再加速，自由电子与导体内金属阳离子连续两次碰撞的时间间隔为t，则满足， 又 联立解得 【小问2详解】 由题意t时间内通过导线横截面的电荷量为 则电流为 又电阻为 联立可得电阻的微观表达式为 14. 如图所示,ABCD竖直放置的光滑绝缘细管道,其中AB部分是半径为R的1/4圆弧形管道,BCD部分是固定的水平管道,两部分管道恰好相切于B.水平面内的M、N、B三点连线构成边长为L等边三角形,MN连线过C点且垂直于BCD.两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在M、N两点,电荷量分别为+Q和-Q.现把质量为m、电荷量为+q的小球(小球直径略小于管道内径,小球可视为点电荷),由管道的A处静止释放,已知静电力常量为k,重力加速度为g.求: (1)小球运动到B处时受到电场力的大小; (2)小球运动到C处时的速度大小; (3)小球运动到圆弧最低点B处时,小球对管道压力的大小. 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】（1）设小球在圆弧形管道最低点B处分别受到+Q和-Q的库仑力分别为F1和F2．则① 小球沿水平方向受到的电场力为F1和F2的合力F，由平行四边形定则得F=2F1cos60° ② 联立①②得③ （2）管道所在的竖直平面是+Q和-Q形成的合电场的一个等势面，小球在管道中运动时，小球受到的电场力和管道对它的弹力都不做功，只有重力对小球做功，小球的机械能守恒，有mgR＝mvC2−0 ④ 解得⑤ （3）设在B点管道对小球沿竖直方向的压力的分力为NBy，在竖直方向对小球应用牛顿第二定律得⑥ vB=vC ⑦ 联立⑤⑥⑦解得NBy=3mg⑧ 设在B点管道对小球在水平方向的压力的分力为NBx，则⑨ 圆弧形管道最低点B处对小球的压力大小为．⑩ 由牛顿第三定律可得小球对圆弧管道最低点B的压力大小为 15. 如图甲，竖直平面的匀强电场中，长为的绝缘细线一端固定于点，另一端系着个电荷量为的带正电小球，小球静止在点，现给小球垂直于的初速度，使其恰好能在竖直平面内绕点做完整的圆周运动，为圆的竖直直径，点与圆心等高，已知点的电势为，点的电势，连线上沿着方向的点的电势随该点到点距离变化的图像如图乙所示，与竖直直径的夹角为，重力加速度为，求： （1）匀强电场的场强； （2）小球的质量； （3）若小球某次运动到点时，细绳突然断裂（无能量损失），从细线断裂到小球的动能为最小值的过程中，小球重力势能的变化量。 【答案】（1），方向与水平方向夹角为斜向右上 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知连线上与距离为的点的电势为 故点电势为 点电势为 可知连线和连线都是等势线 故 其中 解得 方向与水平方向夹角为斜向右上 【小问2详解】 开始小球静止在点，有 解得 【小问3详解】 点是圆周上沿着合力方向的最低点，即为等效物理最低点，其关于点对称的点 为等效物理最高点，故小球在点，有 其中 解得 由运动到点的过程，有 解得 小球在点处细绳断裂，之后做类斜抛运动， 当沿合场力方向的分速度减为0时，动能最小，此过程有 其中 小球在竖直方向上的分加速度为 设此过程上升的高度为，利用逆向思维，有 则小球重力势能的变化量 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 吉林省百强名校2026-2027学年度高二上学期期中物理试题 一、选择题（共10题，合计46分。其中1-7为单选题，每题4分，8-10为多选题，每题6分，全部全对得6分，选对但不全得3分，有错误选项的得0分） 1. 关于元电荷，下列说法正确的是（ ） A. 元电荷就是质子 B. 元电荷就是电子 C. 元电荷是指电荷量的最小单元，其数值为 D. 物体所带电荷量可以是任意连续的值 2. 真空中，两个半径为r的金属球，其球心相距3r，现使两球带上等量的电荷量Q，静电力常量为k，关于两球之间的静电力说法正确的是（　　） A. 若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为斥力，大小为 B. 若两金属球带同种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于 C. 若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小大于 D. 若两金属球带异种电荷，两金属球间的静电力为引力，大小小于 3. 如图，一对带绝缘支柱的导体M、N彼此接触，且均不带电。把带正电的物体P移近导体M。下列说法正确的是（　　） A. 若先把M、N分开，再移去P，则M带正电，N带负电 B. 若先用手接触M，不移去P，则M不带电 C. 若先用手接触M一次，移去手，不移去P，则M带负电 D. 若先用手接触M一次，依次移去手和P，则M和N都不带电 4. 手机屏幕的核心可简化为两个平行导体板。当手指靠近时，导体板与指尖间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 电场线是客观存在的 B. 图中可能有电场线相交 C. A点的电场强度大于B点的电场强度 D. 电场线终止于指尖，故指尖感应出正电荷 5. 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 6. 某同学利用图甲所示电路进行实验，定值电阻，电源电动势为E，内阻不计，电压表为理想电表，滑动变阻器的最大阻值分别为10 Ω、100 Ω、1000 Ω。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电压表读数随（滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关前滑片应处于电路图中滑动变阻器的最右端 B. 滑动变阻器最大阻值为10 Ω时，得到的曲线是a C. 滑动变阻器最大阻值为100 Ω时，实验得到的曲线为c D. 为了方便调节，实验中应选用最大阻值为10 Ω的滑动变阻器 7. 有些力学问题，可假想一个“虚设过程”使问题得以简化和解决。举例如下：如图所示，四根质量都是m的均匀等长木棒，用铰链连成框架，绞链P固定在天花板上，框架竖直悬挂在空中；现在绞链Q上施一竖直向上的力F使框架保持静止，不计一切摩擦，若要求出作用力F的大小，可设想力F使绞链Q缓慢上移一微小的距离△h，则框架的重心将上升，因为F做的功等于框架重力势能的增加量，所以，可得。 请参照上面解决问题的方法，尝试完成以下问题：有一均匀带电薄球壳，电荷量为Q、半径为R，球壳表面的电荷之间将互相排斥；已知此带电球壳体系储存的静电能为（k为静电力常量），则球壳单位面积上受到的排斥力为（　　） A. B. C. D. 8. a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点,∠abc=120∘.现将三个等量的正点电荷+Q分别固定在a、b、c三个顶点上,菱形中心点O点和另一个顶点d点处,两点相比() A. d点电场强度的方向由O指向d B. 试探电荷在d点所具有的电势能较大 C. d点的电势小于O点的电势 D. d点的电场强度小于O点的电场强度 9. 关于如下四幅图的说法，正确的有（　　） A. 甲图是野外高压输电线，三条输电线上方还有两条接地导线，起到了静电屏蔽的作用 B. 乙图是直线电场加速器的结构图，若带电粒子在0号圆筒的中间从静止开始加速，则1、2、3圆筒的长度之比为 C. 丙图中，带电的平行板电容器与静电计连接，若将左板左移，静电计指针张角将变小 D. 丁图是示波器的原理图，若将和同时加上右侧的交流信号，屏幕上将显示一条倾斜的直线 10. 如图甲所示，真空中有一电子枪连续不断且均匀地发出质量为m、电荷量为e、初速度为零的电子，经电压大小为的直线加速电场加速，由小孔穿出加速电场后，沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板A、B间的中线射入偏转电场。A、B两板距离为d、板长均为L，两板间加周期性变化的电势差，随时间变化的关系图像如图乙所示，变化周期为T，时刻，，不计电子的重力和电子间的相互作用力，不考虑电场的边缘效应，且所有电子都能离开偏转电场，下列说法正确的是（　　） A. 电子从加速电场飞出后的速度大小为 B. 电子在偏转电场中运动的时间为 C. 时刻射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离 D. 在的时间段内进入偏转电场并能够从中线上方离开偏转电场的电子数占这段时间总电子数的50% 二、实验题（11题6分，12题8分，合计14分） 11. 图甲是研究电容器的充放电实验装置，该实验利用高阻值电阻延长放电时间，绘制电容器放电电流与时间的图像（i-t图像）来研究电容器的充放电规律。根据相关条件，回答下列问题： （1）接通开关S1，S2，电容器的________（选填“上”或“下”）极板带正电，再断开开关S1的瞬间，R中的电流方向________； （2）若断开开关S1，同时开始计时，通过计算机在同一图中描绘出的电压和电流的变化情况的图线如图乙所示，则图中全部阴影部分所围成面积的物理意义是________。图中阴影部分S1面积_________（选填“大于”、“等于”或“小于”）图中阴影部分S2面积，定值电阻R的阻值为_________Ω。 12. 某实验小组在实验室利用两个电流表测量一根导电绳（阻值为Rx）的电阻率，如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端可以移动，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入图乙所示的电路中，已知定值电阻的阻值为R0。 （1）在安装实验器材前利用螺旋测微器测量导电绳的直径，某次测量到的示数如图丙所示，则该次测量时导电绳的直径D=________cm。 （2）将滑动变阻器的滑片移到最左边，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片位置，使电流表有合适的示数，记下此时接入电路中导电绳的长度L，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2。通过移动金属夹B的位置，得出多组导电绳的长度Lx，电流表A1、A2的示数分别为I1x、I2x。 （3）根据测量的数据作出图像如图丁所示，则导电绳的电阻率ρ=________（用D、R0、a、b、c表示）；不考虑偶然误差，则该小组测量导电绳的电阻率________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 （4）根据实验的测量数据还可以测出电流表A1的内阻RA1=________。（用R0、b表示） 三、解答题（13题10分，14题12分，15题18分，合计40分） 13. 宏观规律是由微观机制决定的。从微观角度看，在没有外电场的作用下，金属导体中的自由电子沿任意方向运动的概率相等。对于导体中的任一截面来说，任何时刻从两侧穿过的自由电子数相等，宏观上不形成电流。如果导体两端加恒定电压，自由电子在电场力的驱动下开始定向移动，并不断与导体内金属阳离子碰撞，可以认为自由电子在碰撞后的定向速度变为0，然后再加速、再碰撞……，在宏观上自由电子的定向移动形成了电流。如图所示，一段截面积为S、长为L的金属导体，单位体积内有n个自由电子，自由电子的电量为e，质量为m，导体两端所加电压为U，假设自由电子与导体内金属阳离子连续两次碰撞的时间间隔为t，仅在碰撞时才考虑粒子间的相互作用。 （1）求在时间间隔t内自由电子定向移动的平均速率； （2）实验表明，同一金属导体两端的电压与通过它的电流之比是一个常量，物理学中把它叫做导体的电阻。请推导电阻的微观表达式（用物理量S、L、n、e、m、t表示） 14. 如图所示,ABCD竖直放置的光滑绝缘细管道,其中AB部分是半径为R的1/4圆弧形管道,BCD部分是固定的水平管道,两部分管道恰好相切于B.水平面内的M、N、B三点连线构成边长为L等边三角形,MN连线过C点且垂直于BCD.两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在M、N两点,电荷量分别为+Q和-Q.现把质量为m、电荷量为+q的小球(小球直径略小于管道内径,小球可视为点电荷),由管道的A处静止释放,已知静电力常量为k,重力加速度为g.求: (1)小球运动到B处时受到电场力的大小; (2)小球运动到C处时的速度大小; (3)小球运动到圆弧最低点B处时,小球对管道压力的大小. 15. 如图甲，竖直平面的匀强电场中，长为的绝缘细线一端固定于点，另一端系着个电荷量为的带正电小球，小球静止在点，现给小球垂直于的初速度，使其恰好能在竖直平面内绕点做完整的圆周运动，为圆的竖直直径，点与圆心等高，已知点的电势为，点的电势，连线上沿着方向的点的电势随该点到点距离变化的图像如图乙所示，与竖直直径的夹角为，重力加速度为，求： （1）匀强电场的场强； （2）小球的质量； （3）若小球某次运动到点时，细绳突然断裂（无能量损失），从细线断裂到小球的动能为最小值的过程中，小球重力势能的变化量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $