精品解析:甘肃张掖中学2026-2027学年高二上学期10月学情诊断物理试卷(4部)
2026-10-27
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内容正文:
张掖中学2026-2027学年第一学期10月学情诊断
高二物理试卷(4部)
注:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题),满分100分,考试用时75分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
一、选择题:(10小题,1-7题,每个选项只有一个答案,每题4分;8-10题每题答案不少于两个以上,每题5分,共计43分。)
1. 从生活走向物理,从物理走向社会,物理和生活息息相关,联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法中,不正确的是( )
A. 图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理
B. 图乙为家用煤气灶的点火装置,是根据尖端放电的原理而制成的
C. 图丙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上
D. 图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理,故A正确;
B.图乙为家用煤气灶的点火装置,是根据尖端放电的原理而制成的,故B正确;
C.图丙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上,故C正确;
D.图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷,从而产生引力,故D错误。
本题选不正确的,故选D。
2. 如图所示,原来不带电,长为的导体棒水平放置,现将一个电荷量为的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端处,分别为导体棒左右两端的一点,静电力常量为。当棒达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A. 导体棒上的点电势比点电势高
B. 将导体棒处接地,则处不存在感应电荷
C. 导体棒上感应电荷在棒的中心处产生的电场强度大小
D. 增加点电荷的带电量,导体静电平衡时处的合场强将变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据静电现象规律,当棒达到静电平衡后,导体棒是等势体,所以导体棒上的A点电势等于B点电势,故A错误;
B.将导体棒A处接地,静电现象仍会发生,A处仍感应出负电荷,故B错误;
C.根据静电平衡规律可知,中心O处场强为零,所以导体棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小与的点电荷在该处产生的电场强度大小相等,方向相反,即大小为,故C正确;
D.根据静电平衡规律可知,导体静电平衡时中心O处合场强始终为零,故D错误。
故选C。
3. 硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像,图线b是某电阻R的U-I图像。在同等光照强度下,当它们组成闭合回路时,下列说法正确的是( )
A. 电池的电动势为U3 B. 电池的内阻
C. 电源的输出功率P=U2I2 D. 电池的效率为
【答案】B
【解析】
【详解】A.图线在时的纵截距表示开路电压,此时没有内电压降,电动势等于;是工作点处切线的纵截距,故A错误;
B.闭合回路的工作点为,由前述开路电压和闭合电路欧姆定律得
解得,故B正确;
C.电源的输出功率是负载在工作点处的功率,由得,故C错误;
D.由电源供电效率定义,工作点处,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,有一段粗细均匀、长为L、电阻为R的金属丝,将两端连接成一闭合圆环,在圆环上取M、N两点与外电路相连,已知M、N间的短圆弧长为总长的五分之一,沿AM流入圆环的电流强度为0.5A,则( )
A. 闭合圆环在M、N间的电阻值为0.3R
B. 短圆弧与长圆弧的电流强度之比为1:4
C. 10s内通过短圆弧横截面的电荷量为4C
D. 自由电荷在短圆弧与长圆弧内的移动速率之比为1:1
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可得,M、N间的短圆弧的电阻为
长圆弧的电阻为
所以闭合圆环在M、N间的电阻值为
故A错误;
B.短圆弧与长圆弧的电流强度之比为
故B错误;
C.由以上分析可知,短圆弧的电流为0.4A,长圆弧的电流为0.1A,所以10s内通过短圆弧横截面的电荷量为
故C正确;
D.根据电流的微观表达式
所以自由电荷在短圆弧与长圆弧内的移动速率之比等于电流之比,所以比值为4:1,故D错误。
故选C。
5. “半偏法”常用来测电表的内阻,如图甲所示是用来测电流表内阻的常用电路,图乙是用来测电压表内阻的常用电路,以下说法正确的是( )
A. 甲图中测量值偏大,越小测量误差越小
B. 甲图中测量值偏小,越大测量误差越小
C. 乙图中测量值偏大,越大测量误差越小
D. 乙图中测量值偏小,越大测量误差越小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.“半偏法”测电阻时,在题图甲中,近似认为干路电流不变,实际上,当闭合开关S2后总电阻会变小,干路电流会变大,所以通过电阻箱的电流会大于通过电流表的电流,根据欧姆定律可知,电阻箱的阻值小于电流表的内阻,即电流表内阻的测量值偏小,R0越大,则当S2闭合后,电路中电流的变化越小,则电阻箱R的电流越接近总电流的一半,误差越小,故A错误,B正确;
CD.“半偏法”测电阻时,在题图乙中,近似认为控制电路输出电压不变,实际上,当断开开关S2后,由于电阻箱R的接入,使得电阻箱R与电压表V两端电压之和变大,调节电阻箱使得电压表示数为满偏电压一半时,电阻箱R的电压应大于电压表满偏电压的一半,即电阻箱R的阻值大于电压表内阻,可知,电压表内阻测量值偏大。当R0越小时,断开S2时,电阻箱R与电压表V两端的电压之和变化越小,电阻箱的电压越接近电压表示数的一半,其误差越小,故CD错误。
故选B。
6. 深圳科学高中科创社团某同学设计了如图所示的输液提示器,灯泡的电阻可视为不变。已知电源电阻不可忽略,且电源内阻,弹簧始终在弹性限度内,滑动变阻器的滑片P不会超出a、b端。对于该装置,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A. 当药液减少时,电源的效率增加
B. 当药液减少时,电源的输出功率减小
C. 当向药液袋内注射液体时,灯泡变暗
D. 当向药液袋内注射液体时,电压表的示数变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.电源的效率为
当药液减少时,滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,减小,则电源的效率减小,故A错误;
B.电源的输出功率为
当时,输出功率最大,由于,所以当药液减少时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,外电阻减小,电源的输出功率增大,故B错误;
CD.当向药液袋内注射液体时,滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流减小,路端电压增大,则通过灯泡的电流减小,灯泡变暗;由于灯泡两端电压减小,则滑动变阻器两端电压增大,即电压表示数增大,故C正确,D错误;
故选C。
7. 如图甲所示,a、b、c为同一水平直线上的三点,在点c右边固定着两点电荷Q1、Q2,t=0时一电荷量为+q的试探电荷从b点沿着ba方向运动,初速度大小为vb,t0时刻到达a点,其v-t图像如图乙所示,若Q1带负电,则( )
A. 从c点到a点电势先减小后增大
B. Q2一定带正电,且电荷量大于Q1
C. c点和b点之间可能存在电场强度为零的点
D. c点电场强度方向一定水平向左
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像可知,在a、b之间存在加速度为零的位置,即在a、b之间某位置(设为d点)场强为零,且由图乙可知粒子从b到a,速度先减小后增大,可知d点右侧+q受到的电场力方向向右,可知d点左侧+q受到的电场力方向向左,则从c点到a点,电场力对+q先做负功后做正功,所以从c点到a点电势能先增大后减小,则电势先增大后减小,故A错误;
BC.由于在a、b之间某位置场强为零,因Q1带负电,可知Q2一定带正电,因Q2距离场强为零的位置较远,可知Q2带电量一定大于Q1带电量,根据电场强度的叠加可知c点和b点之间不可能存在电场强度为零的点,故B正确,C错误;
D.由于在场强为0的点的右侧+q受到的电场力方向向右,则电场强度方向向右,即c点电场强度方向一定水平向右,故D错误。
故选B。
8. 如图所示,某可变电容器由两水平放置的半圆形金属板组成,下极板接地,板间为真空。两金属板分别与二极管和电源两极相连,初始时板间的带电粒子处于静止状态。电容器的下极板固定,上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动,也可上下平移。起初两极板边缘对齐,忽略边缘效应,则下列说法正确的是( )
A. 板间距不变的情况下电容器的电容与上极板转过的角度成反比
B. 若将上极板转过20°角,则电容器所带电荷量变为原来的
C. 若将板间距变为原来的二倍,则带电粒子仍处于静止状态
D. 若将上极板转过60°角,则电容器两极板连线中点处的电势变为原来的
【答案】CD
【解析】
【详解】A.电容的决定式
由表达式可知电容器的电容与上极板转过的角度不成反比,故A错误;
B.若将上极板转过20°,电容器的电容将变为原来的,电容器将放电,但由于二极管反向截止,因此电容器所带电荷量不变,故B错误;
C.若将板间距变为原来的二倍,电容器的电容变为原来的,电容器将放电,由于二极管反向截止,因此电容器的电荷量不变,电容器两板间匀强电场的电场强度
因此场强不变,带电粒子所受电场力不变,仍处于静止状态,故C正确;
D.若将上极板转过60°,正对面积变为原来的,电容器两板间匀强电场的电场强度
分析可知电容器的电荷量不变,电场强度E变为原来的,电容器两极板连线中点与下极板的距离不变,连线中点与下板板的电势差变为原来的,下极板电势为零,则电容器两极板连线中点处的电势变为原来的,故D正确。
故选CD。
9. 如图(a)所示为某同学完成的简易多用电表电路图,图中E是电池;、、、和是定值电阻,是可变电阻;表头G的满偏电流为100μA,内阻为900Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,分别是直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆“×100”挡。则下列说法中正确的是( )
A. 图(a)中的端为红表笔
B. 该电表的挡位4、5是电压挡
C. 根据题给条件可得
D. 使用欧姆“×100”挡时,指针偏转如图(b)所示,则待测电阻的阻值为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由欧姆表的内部电路结构可知,电流从B端流入多用电表,根据“红进黑出”可知B端是红表笔,故A错误;
B.该电表的挡位4、5,表头与定值电阻和串联,是电压挡,故B正确;
C.由多用电表的电路结构可知,该电表的挡位1、2是电流挡,接1时是电流2.5mA挡,接2时是电流1mA挡,则有
解得,故C错误;
D.欧姆挡倍率为“×100”,指针读数为11,因此待测电阻阻值为,故D正确。
故选ABD。
10. 长为L的绝缘轻细线一端连接质量为m、电荷量为q的带正电小球,另一端固定在光滑绝缘水平桌面上的O点,整个空间内存在着平行于桌面的匀强电场,带电小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动,俯视图如图甲所示,PQ为轨迹圆的一条直径。以P点为起始点,小球运动过程中的电势能与小球运动的路程s之间的关系如图乙所示,其中。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为
B. 从P点到Q点电场力对小球做功为
C. 小球运动过程中速度的最小值为
D. 小球运动过程中所受细线拉力的最大值为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据电势能(x为沿电场方向的位移,根据乙图可知在转过,即转过到达A点时
转过,即转过到达B点时
从P到A电场力做负功最多,故电场方向为;
根据几何关系可知,沿电场方向的位移,则,所以电场强度,A正确;
B.根据几何关系可知,从P点到Q沿电场方向距离为L,故电势能增加了,根据电场力做功与电势能变化的关系,电场力对小球做功为,B错误;
C.在A点电势能最大,动能最小,速度最小。
小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动,在A点根据牛顿第二定律
根据,解得,故C正确;
D.在B点电势能最小,动能最大,速度最大。小球运动过程中只有电场力做功,则电势能与动能之和守恒,根据能量守恒,
则
又
解得,
在B点根据牛顿第二定律,(为绳子最大拉力,
联立可得,D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷(实验题、计算题,共57分)
二、实验题(本题共2小题,共18分)
11.
(1)一同学用螺旋测微器和20分度游标卡尺分别测量金属棒的直径、长度,示数分别如图甲、乙所示,则金属棒的直径__________,长度__________。
(2)某同学测量一节锂电池的电动势和内阻,设计了如图丙所示的电路,选用的器材如下:
A.毫安表(量程为,内阻为);
B.电压表(量程为,内阻很大);
C.电阻箱();
D.滑动变阻器();
E.待测锂电池(电动势标称值为);
F.开关一个、导线若干。
由于毫安表的量程太小,因此实验前需要将其改装成量程为的电流表,图丙中电阻箱应调整为__________。(结果保留两位有效数字)
(3)改变滑动变阻器滑片的位置,记录两电表的示数,电压表示数为,毫安表示数为。描点得到如图丁所示的图像,通过分析可知电源的电动势__________,电源的内阻__________。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. 2.692 ②. 42.35
(2)2.0 (3) ①. 2.4 ②. 1.2
【解析】
【小问1详解】
[1]由图甲可知,金属棒的直径
[2]由图乙可知,长度
【小问2详解】
根据欧姆定律,分流电阻应为
【小问3详解】
[1][2]改装后的电流表内阻
由闭合电路欧姆定律得
整理得
可知图像纵截距、斜率绝对值表示
、
12. 某实验小组设计了一个测定河水电阻率的实验。在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和金属电极,两电极相距,其间注满待测的河水。实验前他们用游标卡尺测量玻璃管的内径为36.40 mm。实验小组还选用了以下器材:电压表V(量程15 V,内阻约为300 k),电流表(量程300、内阻约为500),滑动变阻器(最大阻值1 k),电源(电动势,内阻约为2),开关、导线若干。
实验小组将测得的电压、电流数据标记在图4坐标图中并画出图线,请根据以上材料完成以下问题:
(1)开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至__________________端(选填“”或“”)。
(2)图中的实验器材部分已连线,用笔画线代替导线将电路补充完整__________________,可计算得到水柱的电阻__________________(结果保留两位有效数字),考虑电表内阻对实验的影响,水柱电阻的测量值__________________真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)根据实验数据可计算得到河水的电阻率__________________(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)
(2) ①. ②. ③. 大于
(3)
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器采用分压式接法,为使开关闭合时水柱两端的电压从零开始调节,闭合开关前应使滑片位于与负载支路等电势的端。
【小问2详解】
[1]水柱电阻较大,且电流表内阻远小于水柱电阻,故采用电流表内接法,电流表与水柱串联,电压表并联在电流表和水柱组成的串联支路两端;滑动变阻器采用分压式接法,开关串联在干路中。
[2]由图像可知,图线经过、,水柱电阻的测量值等于图线的斜率,即
代入数据解得
[3]采用电流表内接法时,电压表测量的是水柱与电流表两端的总电压,根据欧姆定律有
因此测量值为
故水柱电阻的测量值大于真实值。
【小问3详解】
玻璃管内径,水柱长度,水柱的横截面积为
根据电阻定律有
解得
代入数据解得
三、解答题
13. 如图所示为某种电动绞缆机模型的工作示意图。电源的电动势,内阻,定值电阻,卷绳电动机的额定工作电压为、内部线圈电阻。卷绳电动机固定在平台上,通过不可伸长的轻绳与质量为的小船相连。闭合开关,卷绳电动机以额定电压、恒定输出功率工作,拉动小船靠岸,当轻绳与水平方向的夹角时,小船的速度大小为。已知,求
(1)卷绳电动机的输出功率;
(2)当轻绳与水平方向的夹角为时轻绳拉力的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律有
通过电动机电流为
因为
解联立得
【小问2详解】
沿卷绳方向的速度
因为
联立解得
14. 如图所示的电路中,电源的电动势、内阻,定值电阻的阻值,水平放置的平行金属板A、B间的距离。闭合开关S,调节电阻箱阻值至(大小未知),待电路稳定后,比荷的带正电粒子从金属板B上的小孔以大小、竖直向上的初速度射入两板间,粒子恰好能到达金属板A。不计带电粒子受到的重力,金属板A、B间的电场可视为匀强电场。求:
(1)粒子在金属板间运动的加速度大小a;
(2)金属板A、B两端的电压U;
(3)电阻箱的阻值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在金属板间做匀减速直线运动,根据运动学公式有
解得
【小问2详解】
根据牛顿第二定律有
因为匀强电场的电场强度公式
联立解得
【小问3详解】
金属板A、B两端并联在两端,所以两端电压
由欧姆定律和闭合电路欧姆定律有
解得
15. 如图建立竖直平面内坐标系,射线管由平行金属板A、B和平行于金属板(场强的方向竖直向下)的细管C组成,放置在第Ⅱ象限,细管C离两板等距,细管C开口在轴上。放射源在A极板左端,可以沿特定方向发射某一速度的粒子(带正电)。若极板长为,间距为,当A、B板加上某一电压时,粒子刚好能以速度(已知)从细管C水平射出,进入位于第Ⅰ象限的静电分析器并恰好做匀速圆周运动,时刻粒子垂直于轴进入第Ⅳ象限的周期性变化的电场中,电场随时间的变化关系如图乙(图上坐标均为已知物理量),规定沿轴正方向为电场正方向,静电分析器中电场的电场线为沿半径方向指向圆心,场强大小为。已知粒子电荷量为,质量为,重力不计。求:
(1)粒子在静电分析器中的运动半径;
(2)A、B极板分别带什么电?并求A、B极板间所加的电压的大小;
(3)从0时刻起,粒子动能最大时的位置坐标。
【答案】(1)
(2)A板带负电,B板带正电,
(3)(),()
【解析】
【小问1详解】
静电分析器中电场线沿半径方向指向圆心,粒子在其中做匀速圆周运动,电场力提供向心力
解得
【小问2详解】
粒子带正电,最终从细管C水平射出,速度竖直分量为零。由图甲易知,电场方向应竖直向上,A板带负电,B板带正电。
粒子在两板间的逆过程为类平抛运动,水平方向匀速
竖直方向,逆向可看作匀加速直线运动,位移,加速度满足,则
联立解得
【小问3详解】
粒子进入周期性变化的电场后,竖直方向做速度为的匀速运动,由图乙易知,水平向右在做匀加速运动,在做匀减速运动,加速,减速,则粒子在、…时刻速度最大,动能最大。
在时间内沿方向加速的位移,同理减速的位移也为
在时间粒子位置的纵坐标
粒子初始坐标,则粒子在、…时刻位置的横坐标();纵坐标()
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张掖中学2026-2027学年第一学期10月学情诊断
高二物理试卷(4部)
注:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题),满分100分,考试用时75分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
一、选择题:(10小题,1-7题,每个选项只有一个答案,每题4分;8-10题每题答案不少于两个以上,每题5分,共计43分。)
1. 从生活走向物理,从物理走向社会,物理和生活息息相关,联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法中,不正确的是( )
A. 图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理
B. 图乙为家用煤气灶的点火装置,是根据尖端放电的原理而制成的
C. 图丙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上
D. 图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷
2. 如图所示,原来不带电,长为的导体棒水平放置,现将一个电荷量为的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端处,分别为导体棒左右两端的一点,静电力常量为。当棒达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A. 导体棒上的点电势比点电势高
B. 将导体棒处接地,则处不存在感应电荷
C. 导体棒上感应电荷在棒的中心处产生的电场强度大小
D. 增加点电荷的带电量,导体静电平衡时处的合场强将变大
3. 硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像,图线b是某电阻R的U-I图像。在同等光照强度下,当它们组成闭合回路时,下列说法正确的是( )
A. 电池的电动势为U3 B. 电池的内阻
C. 电源的输出功率P=U2I2 D. 电池的效率为
4. 如图所示,有一段粗细均匀、长为L、电阻为R的金属丝,将两端连接成一闭合圆环,在圆环上取M、N两点与外电路相连,已知M、N间的短圆弧长为总长的五分之一,沿AM流入圆环的电流强度为0.5A,则( )
A. 闭合圆环在M、N间的电阻值为0.3R
B. 短圆弧与长圆弧的电流强度之比为1:4
C. 10s内通过短圆弧横截面的电荷量为4C
D. 自由电荷在短圆弧与长圆弧内的移动速率之比为1:1
5. “半偏法”常用来测电表的内阻,如图甲所示是用来测电流表内阻的常用电路,图乙是用来测电压表内阻的常用电路,以下说法正确的是( )
A. 甲图中测量值偏大,越小测量误差越小
B. 甲图中测量值偏小,越大测量误差越小
C. 乙图中测量值偏大,越大测量误差越小
D. 乙图中测量值偏小,越大测量误差越小
6. 深圳科学高中科创社团某同学设计了如图所示的输液提示器,灯泡的电阻可视为不变。已知电源电阻不可忽略,且电源内阻,弹簧始终在弹性限度内,滑动变阻器的滑片P不会超出a、b端。对于该装置,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A. 当药液减少时,电源的效率增加
B. 当药液减少时,电源的输出功率减小
C. 当向药液袋内注射液体时,灯泡变暗
D. 当向药液袋内注射液体时,电压表的示数变小
7. 如图甲所示,a、b、c为同一水平直线上的三点,在点c右边固定着两点电荷Q1、Q2,t=0时一电荷量为+q的试探电荷从b点沿着ba方向运动,初速度大小为vb,t0时刻到达a点,其v-t图像如图乙所示,若Q1带负电,则( )
A. 从c点到a点电势先减小后增大
B. Q2一定带正电,且电荷量大于Q1
C. c点和b点之间可能存在电场强度为零的点
D. c点电场强度方向一定水平向左
8. 如图所示,某可变电容器由两水平放置的半圆形金属板组成,下极板接地,板间为真空。两金属板分别与二极管和电源两极相连,初始时板间的带电粒子处于静止状态。电容器的下极板固定,上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动,也可上下平移。起初两极板边缘对齐,忽略边缘效应,则下列说法正确的是( )
A. 板间距不变的情况下电容器的电容与上极板转过的角度成反比
B. 若将上极板转过20°角,则电容器所带电荷量变为原来的
C. 若将板间距变为原来的二倍,则带电粒子仍处于静止状态
D. 若将上极板转过60°角,则电容器两极板连线中点处的电势变为原来的
9. 如图(a)所示为某同学完成的简易多用电表电路图,图中E是电池;、、、和是定值电阻,是可变电阻;表头G的满偏电流为100μA,内阻为900Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,分别是直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆“×100”挡。则下列说法中正确的是( )
A. 图(a)中的端为红表笔
B. 该电表的挡位4、5是电压挡
C. 根据题给条件可得
D. 使用欧姆“×100”挡时,指针偏转如图(b)所示,则待测电阻的阻值为
10. 长为L的绝缘轻细线一端连接质量为m、电荷量为q的带正电小球,另一端固定在光滑绝缘水平桌面上的O点,整个空间内存在着平行于桌面的匀强电场,带电小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动,俯视图如图甲所示,PQ为轨迹圆的一条直径。以P点为起始点,小球运动过程中的电势能与小球运动的路程s之间的关系如图乙所示,其中。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为
B. 从P点到Q点电场力对小球做功为
C. 小球运动过程中速度的最小值为
D. 小球运动过程中所受细线拉力的最大值为
第Ⅱ卷(实验题、计算题,共57分)
二、实验题(本题共2小题,共18分)
11.
(1)一同学用螺旋测微器和20分度游标卡尺分别测量金属棒的直径、长度,示数分别如图甲、乙所示,则金属棒的直径__________,长度__________。
(2)某同学测量一节锂电池的电动势和内阻,设计了如图丙所示的电路,选用的器材如下:
A.毫安表(量程为,内阻为);
B.电压表(量程为,内阻很大);
C.电阻箱();
D.滑动变阻器();
E.待测锂电池(电动势标称值为);
F.开关一个、导线若干。
由于毫安表的量程太小,因此实验前需要将其改装成量程为的电流表,图丙中电阻箱应调整为__________。(结果保留两位有效数字)
(3)改变滑动变阻器滑片的位置,记录两电表的示数,电压表示数为,毫安表示数为。描点得到如图丁所示的图像,通过分析可知电源的电动势__________,电源的内阻__________。(结果均保留两位有效数字)
12. 某实验小组设计了一个测定河水电阻率的实验。在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和金属电极,两电极相距,其间注满待测的河水。实验前他们用游标卡尺测量玻璃管的内径为36.40 mm。实验小组还选用了以下器材:电压表V(量程15 V,内阻约为300 k),电流表(量程300、内阻约为500),滑动变阻器(最大阻值1 k),电源(电动势,内阻约为2),开关、导线若干。
实验小组将测得的电压、电流数据标记在图4坐标图中并画出图线,请根据以上材料完成以下问题:
(1)开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至__________________端(选填“”或“”)。
(2)图中的实验器材部分已连线,用笔画线代替导线将电路补充完整__________________,可计算得到水柱的电阻__________________(结果保留两位有效数字),考虑电表内阻对实验的影响,水柱电阻的测量值__________________真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)根据实验数据可计算得到河水的电阻率__________________(结果保留两位有效数字)。
三、解答题
13. 如图所示为某种电动绞缆机模型的工作示意图。电源的电动势,内阻,定值电阻,卷绳电动机的额定工作电压为、内部线圈电阻。卷绳电动机固定在平台上,通过不可伸长的轻绳与质量为的小船相连。闭合开关,卷绳电动机以额定电压、恒定输出功率工作,拉动小船靠岸,当轻绳与水平方向的夹角时,小船的速度大小为。已知,求
(1)卷绳电动机的输出功率;
(2)当轻绳与水平方向的夹角为时轻绳拉力的大小。
14. 如图所示的电路中,电源的电动势、内阻,定值电阻的阻值,水平放置的平行金属板A、B间的距离。闭合开关S,调节电阻箱阻值至(大小未知),待电路稳定后,比荷的带正电粒子从金属板B上的小孔以大小、竖直向上的初速度射入两板间,粒子恰好能到达金属板A。不计带电粒子受到的重力,金属板A、B间的电场可视为匀强电场。求:
(1)粒子在金属板间运动的加速度大小a;
(2)金属板A、B两端的电压U;
(3)电阻箱的阻值。
15. 如图建立竖直平面内坐标系,射线管由平行金属板A、B和平行于金属板(场强的方向竖直向下)的细管C组成,放置在第Ⅱ象限,细管C离两板等距,细管C开口在轴上。放射源在A极板左端,可以沿特定方向发射某一速度的粒子(带正电)。若极板长为,间距为,当A、B板加上某一电压时,粒子刚好能以速度(已知)从细管C水平射出,进入位于第Ⅰ象限的静电分析器并恰好做匀速圆周运动,时刻粒子垂直于轴进入第Ⅳ象限的周期性变化的电场中,电场随时间的变化关系如图乙(图上坐标均为已知物理量),规定沿轴正方向为电场正方向,静电分析器中电场的电场线为沿半径方向指向圆心,场强大小为。已知粒子电荷量为,质量为,重力不计。求:
(1)粒子在静电分析器中的运动半径;
(2)A、B极板分别带什么电?并求A、B极板间所加的电压的大小;
(3)从0时刻起,粒子动能最大时的位置坐标。
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