精品解析：河南省2026-2027学年高二上学期10月期中物理试题

高二物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 考试时间为75分钟，满分100分 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 静电现象在生产、生活中非常常见，下列图片所示的原理与静电屏蔽有关的是（　　） A. 静电除尘 B. 话筒线外面包裹着金属丝网 C. 在较高建筑物的顶端安装避雷针 D. 汽车加油前要触摸静电释放器 2. 下列说法正确的是（　　） A. 通过导线横截面的电荷量越多，电流越大 B. 若两个电阻并联，其中一个电阻增大，则并联的等效电阻变大 C. 在安全的前提下，人们尽量把输电线做得细一点，可以节省材料 D. 标有“220 V，60 W”字样的电烙铁和电风扇，都在额定电压下工作相同时间，二者产生的热量一样多 3. 某同学发现如图甲所示的实验电路闭合开关S后灯泡L不亮。为排查电路故障（只有一处故障），他用多用电表测量各点间的电压，。为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的“×1”挡，分别将红黑表笔接ce端时，指针指在如图乙所示的位置。下列说法正确的是（　　） A. 图乙读数为180 Ω B. 灯泡L发生断路故障 C. 开关S可能接触不良 D. 电阻R可能发生断路故障 4. 如图，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，且EO=OF。一电子仅在电场力作用下，由E点运动至F点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 若电子在E点由静止释放，则电子的加速度一定先减小后增大 B. 若电子在E点由静止释放，则电子的电势能一定先增大后减小 C. 若电子在E点具有某一初速度，则电子的电势能可能保持不变 D. 若电子在E点具有某一初速度，则电子的加速度可能保持不变 5. 如图所示是双量程直流电流表的原理图，两个量程分别是1 mA、10 mA。已知表头G的满偏电流，内阻则定值电阻、的阻值分别为（　　） A. 9 Ω、90 Ω B. 10 Ω、99 Ω C. 9 Ω、91 Ω D. 10 Ω、90 Ω 6. 如图所示电路中的电源电动势为E、内阻为r，定值电阻阻值为，电容器的电容为C，所带电荷量为Q，电表、、A均为理想电表，其示数分别为、、，滑动变阻器滑片向右移动一小段距离，其示数的变化量的绝对值分别为、、，电容器两端电压变化量的绝对值为，下列正确的是（　　） A. 变小 B. Q变大 C. 不变 D. 7. 如图所示，ab和cd为半径的圆的两条直径，O点为圆心，，空间存在与圆面平行的匀强电场，b、c、d三点的电势分别为、、，已知，，则电场强度的大小为（　　） A. 1.5 V/cm B. 2.0 V/cm C. 2.5 V/cm D. 4.0 V/cm 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，同种材料制成的、长度相同的均匀铜导线a、b串联接入电路，导线a的横截面积小于导线b的横截面积。以下说法正确的是（　　） A. 导线a的电阻率大于导线b的电阻率 B. 导线a两端的电压大于导线b两端的电压 C. 单位时间通过导线a横截面的电荷量小于通过导线b横截面的电荷量 D. 导线a中自由电荷定向移动速率大于导线b中自由电荷定向移动速率 9. 如图所示，A、B、C三点将半径为R的圆均匀分成三等份，现将两个等量同种正点电荷分别固定在B、C两点，圆心O处的电场强度大小为、电势为；若在A点再固定一个等量的负点电荷，圆心O处的电场强度大小为、电势为。取无穷远处为电势零点，在真空中距静止的点电荷q的距离为r处的电势，其中k为静电力常量。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 真空中匀强电场的方向平行于x轴（图中未画出），其电势φ随x的分布如图所示，一质量、带电荷量的带负电的粒子从（−4，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。则（　　） A. 坐标原点左侧电场强度的方向沿x轴负方向 B. 坐标原点右侧电场强度的大小为2×103 V/m C. 该粒子运动的最大动能为4×10-8 J D. 该粒子运动的周期为6×10-8 s 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 在“测定电源的电动势和内阻”实验中，某同学选用两节干电池串联进行测量，除待测电池外，现有以下器材： A.电流表A：量程0~0.6 A，内阻为1.2 Ω B.电压表V1：量程0~3 V，内阻约为3 kΩ C.电压表V2：量程0~15 V，内阻约为15 kΩ D.滑动变阻器R1：0~30 Ω，额定电流为2 A E.滑动变阻器R2：0~100 Ω，额定电流为0.1 A F.开关、导线若干 （1）为方便且能较准确地进行测量，电压表应选择_______，滑动变阻器应该选用_______。（以上均填写选项前的字母） （2）将选定的器材按图甲所示连接电路，实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到a端，开关接图甲中的位置_______（填“1”或“2”）。 （3）改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录几组电压表示数U和对应的电流表示数I，在坐标系内描点作出U−I图像，如图乙所示，由图线可得，待测电源的电动势_______V，内阻_______ Ω。（结果均保留两位小数） 12. 现有一合金制成的金属丝，实验小组想测量其电阻率。 （1）用游标卡尺测量该金属丝的长度，用螺旋测微器测量该金属丝的直径。游标卡尺和螺旋测微器示数如图甲、乙所示，则其长度L=_______mm，其直径D=_______ mm。 （2）实验小组设计的电路如图丙所示，实验器材：待测金属丝（电阻约为10 Ω）、滑动变阻器R（最大阻值5 Ω）、电阻箱（0~999.9 Ω）、电流表A（量程0.3 A，内阻未知）、直流电源E（电动势6 V，内阻约1 Ω）、开关、导线若干。 ①实验步骤如下：将滑动变阻器的滑片移到最_______（填“左”或“右”）端；闭合开关S，调节电阻箱阻值为38.0 Ω，移动滑动变阻器滑片使电流表示数为0.10 A；保持滑片位置不变，调节电阻箱阻值为13.0 Ω，此时电流表示数为0.20 A。 ②根据上述所测数据计算可得_______ Ω（结果保留两位有效数字），金属丝的电阻率ρ=_______（用L、D、表示）；若电流表内阻不能忽略，则电阻率的测量值_______（填“偏大”或“偏小”）。 13. 如图所示，大小不计、电荷量分别为3q、q的两带正电小球A、B，静止时两球位于同一水平面．绝缘细线与竖直方向的夹角分别为和。已知A的质量为，静电力常量为k，重力加速度为g。求： （1）B的质量（用m表示）； （2）A、B两球之间的距离。 14. 如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片位于的最上端时，理想电压表的示数为0.75 V；当滑动变阻器的滑片位于的最下端时，理想电压表的示数为1.2 V。已知的总阻值为12 Ω，定值电阻的阻值分别为、。求： （1）电源的电动势和内阻； （2）理想电压表的最大示数； （3）和整体消耗的最大功率。 15. 如图所示，在水平向左且范围足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在P点，OP与圆的竖直直径AB之间的夹角为60°。现给小球一垂直于OP的初速度（未知），使其在竖直平面内绕O点恰好做完整的圆周运动。重力加速度为g，不计空气阻力，小球可视为质点，当小球再次运动到B点时细线突然断裂。求： （1）匀强电场电场强度的大小及小球初速度的大小； （2）小球做圆周运动经过B点时细线的拉力大小； （3）从细线断裂到小球的动能与B点动能相等的过程中，小球电势能的增加量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 考试时间为75分钟，满分100分 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 静电现象在生产、生活中非常常见，下列图片所示的原理与静电屏蔽有关的是（　　） A. 静电除尘 B. 话筒线外面包裹着金属丝网 C. 在较高建筑物的顶端安装避雷针 D. 汽车加油前要触摸静电释放器 【答案】B 【解析】 【详解】A．A图为静电除尘装置，利用静电吸附原理使尘埃被吸附，故A不符合题意； B．导线外包裹金属外衣利用静电屏蔽原理保护内部导线，故B符合题意； C．较高建筑物的顶端会安装尖锐的避雷针，其原理为尖端放电，与静电屏蔽无关，故C不符合题意； D．加油前触摸的静电释放器，作用是将人体上的静电导走，与静电屏蔽无关，故D不符合题意。 故选B。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 通过导线横截面的电荷量越多，电流越大 B. 若两个电阻并联，其中一个电阻增大，则并联的等效电阻变大 C. 在安全的前提下，人们尽量把输电线做得细一点，可以节省材料 D. 标有“220 V，60 W”字样的电烙铁和电风扇，都在额定电压下工作相同时间，二者产生的热量一样多 【答案】B 【解析】 【详解】A．电流强度的定义式为，表示单位时间内通过导线横截面的电荷量。仅知道通过的电荷量而不知道所用时间，无法判断电流大小，故A错误； B．两电阻并联时，支路电压相同，干路电流等于支路电流之和。由欧姆定律得 整理得 其中一个电阻增大时，对应的倒数减小，右侧总和减小，所以增大，故B正确； C．导线电阻满足，导线横截面积越小，电阻越大。相同电流下，输电线的功率损耗满足，导线越细，损耗越大，不能仅为节省材料就尽量做细，故C错误； D．两用电器在额定电压下工作相同时间，消耗的电能相等。电烙铁是纯电阻用电器，电能几乎全部转化为内能；电风扇是非纯电阻用电器，电能主要转化为机械能，只有少部分转化为内能，因此电烙铁产生的热量更多，故D错误。 故选B。 3. 某同学发现如图甲所示的实验电路闭合开关S后灯泡L不亮。为排查电路故障（只有一处故障），他用多用电表测量各点间的电压，。为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的“×1”挡，分别将红黑表笔接ce端时，指针指在如图乙所示的位置。下列说法正确的是（　　） A. 图乙读数为180 Ω B. 灯泡L发生断路故障 C. 开关S可能接触不良 D. 电阻R可能发生断路故障 【答案】D 【解析】 【详解】BCD．，说明a到b、b到c之间没有电势差，这两段之间没有断路或接触不良； ，等于电源电动势，说明a、c两点电势等于电源正极电势，f点电势等于电源负极电势，故障出现在c、e、f三点之间的区域。 选择开关置于电阻×1挡，测ce间的电阻：欧姆表读数为，说明ce之间的灯泡L是通路且电阻正常，因此灯泡L没有断路、短路。 结合之前的结论，故障可能是R断路。故BC错误，D正确； A．多用电表欧姆挡用“×1”倍率，表盘欧姆刻度指针指向18，读数应为，故A错误； 故选 D。 4. 如图，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，且EO=OF。一电子仅在电场力作用下，由E点运动至F点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 若电子在E点由静止释放，则电子的加速度一定先减小后增大 B. 若电子在E点由静止释放，则电子的电势能一定先增大后减小 C. 若电子在E点具有某一初速度，则电子的电势能可能保持不变 D. 若电子在E点具有某一初速度，则电子的加速度可能保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．若E点位于场强最大值点的外侧（离O点很远），电子从E由静止释放向O运动的过程中，场强会一直增大到最大值、再减小到O点的0，加速度也就先增大后减小，并非一定先减小后增大，A错误； B．电子在E由静止释放，从E向O运动时，电场力方向与电场方向相反（指向O点），电场力做正功，电势能减小；从O向F运动时，电场力背离O点，电场力做负功，电势能增大。因此电子电势能是先减小后增大，并非先增大后减小，B错误； C．两个等量正点电荷的电场分布具有对称性：在垂直于MN连线、以O为圆心的同一圆周上，所有点的电势均相等（该圆周是等量正点电荷电场中的一个等势面）。 若电子在E点获得一个垂直于EF连线的合适初速度，电子可以仅在电场力作用下，绕O点、以EO为半径做匀速圆周运动：此时电场力始终与电子的速度方向垂直，电场力不做功，根据电势能变化与电场力做功的关系，电子的电势能保持不变。因此电子从E点出发沿该等势面运动的过程中，电势能可以保持不变，C正确； D．加速度 加速度不变，要求电场强度大小、方向全都不变，等量正点电荷的电场是非匀强电场，空间任何区域都不存在匀强电场，场强一定会变化，加速度不可能保持不变，D错误。 故选C。 5. 如图所示是双量程直流电流表的原理图，两个量程分别是1 mA、10 mA。已知表头G的满偏电流，内阻则定值电阻、的阻值分别为（　　） A. 9 Ω、90 Ω B. 10 Ω、99 Ω C. 9 Ω、91 Ω D. 10 Ω、90 Ω 【答案】D 【解析】 【详解】接“+”和接线柱2，对应小量程1mA，此时分流电阻为，与表头G并联。当表头满偏时，总电流为，根据并联电路电压相等，有 接“+”和接线柱1，对应大量程10mA，总电流为，根据并联电路电压相等，有 代入数据解得， 故选D。 6. 如图所示电路中的电源电动势为E、内阻为r，定值电阻阻值为，电容器的电容为C，所带电荷量为Q，电表、、A均为理想电表，其示数分别为、、，滑动变阻器滑片向右移动一小段距离，其示数的变化量的绝对值分别为、、，电容器两端电压变化量的绝对值为，下列正确的是（　　） A. 变小 B. Q变大 C. 不变 D. 【答案】C 【解析】 【详解】滑动变阻器滑片向右移动一小段距离，接入电路的阻值变大，总电流减小。 A．接入电路的阻值变大，由串联电路分压原理知变大，故A错误； B．电容器所带电荷量，可知所带电荷量Q减小，故B错误； C．由闭合电路欧姆定律知 变形得 可得，故C正确； D．由闭合电路欧姆定律得，， 则有，， 可得，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，ab和cd为半径的圆的两条直径，O点为圆心，，空间存在与圆面平行的匀强电场，b、c、d三点的电势分别为、、，已知，，则电场强度的大小为（　　） A. 1.5 V/cm B. 2.0 V/cm C. 2.5 V/cm D. 4.0 V/cm 【答案】C 【解析】 【详解】在匀强电场中，沿同一直线相等距离对应的电势差相等，则 解得 则在方向上，每厘米电势下降，则在上距离点 处电势与点电势相等，设为点，如图 由几何关系可得，则该匀强电场的电场强度为 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，同种材料制成的、长度相同的均匀铜导线a、b串联接入电路，导线a的横截面积小于导线b的横截面积。以下说法正确的是（　　） A. 导线a的电阻率大于导线b的电阻率 B. 导线a两端的电压大于导线b两端的电压 C. 单位时间通过导线a横截面的电荷量小于通过导线b横截面的电荷量 D. 导线a中自由电荷定向移动速率大于导线b中自由电荷定向移动速率 【答案】BD 【解析】 【详解】A．铜导线a、b材料相同，电阻率相同，故A错误； B．由电阻定律，铜导线a、b长度相同，导线a的横截面积小于导线b的横截面积，故铜导线a的电阻大于铜导线b的电阻。两导线串联，流过两导线电流相等，由欧姆定律可知，导线a两端的电压大于导线b两端的电压，故B正确； C．两导线串联，流过两导线电流相等，由电流定义式可知单位时间通过导线a横截面的电荷量等于通过导线b横截面的电荷量，故C错误； D．由电流微观表达式，导线a的横截面积小于导线b的横截面积，导线a中自由电荷定向移动速率大于导线b中自由电荷定向移动速率，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，A、B、C三点将半径为R的圆均匀分成三等份，现将两个等量同种正点电荷分别固定在B、C两点，圆心O处的电场强度大小为、电势为；若在A点再固定一个等量的负点电荷，圆心O处的电场强度大小为、电势为。取无穷远处为电势零点，在真空中距静止的点电荷q的距离为r处的电势，其中k为静电力常量。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．两个等量正点电荷固定在B、C两点时，它们在圆心O处产生的电场大小均为 由于A、B、C三等分圆，B、C与O连线夹角为 两个大小相等、夹角为的电场矢量叠加，合场强大小为，方向沿OA向上。 再在A点放一个等量负电荷，它在O点产生的电场方向指向A，大小也是，方向同样沿OA向上。所以总场强 因此，故A错误，B正确； CD．电势是标量，电势叠加直接求代数和。将两个等量同种正点电荷分别固定在B、C两点，圆心O处的电势；若在A点再固定一个等量的负点电荷，圆心O处的电势 因此，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 真空中匀强电场的方向平行于x轴（图中未画出），其电势φ随x的分布如图所示，一质量、带电荷量的带负电的粒子从（−4，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。则（　　） A. 坐标原点左侧电场强度的方向沿x轴负方向 B. 坐标原点右侧电场强度的大小为2×103 V/m C. 该粒子运动的最大动能为4×10-8 J D. 该粒子运动的周期为6×10-8 s 【答案】AD 【解析】 【详解】A．沿着电场线方向电势降低，则坐标原点左侧电场强度的方向沿轴负方向，坐标原点右侧电场强度的方向沿轴正方向，故A正确； B．图像斜率的绝对值表示电场强度的大小，坐标原点右侧电场强度的大小为，故B错误； C．由电场的方向结合该粒子电性知，从（−4，0）点由静止开始，仅在电场力作用下运动到坐标原点时速度最大，越过坐标原点后开始减速，则坐标原点处动能最大，由动能定理得，故C错误； D．由电势分布和该粒子电性知该粒子从（−4，0）点由静止释放后，将在（−4，0）和（2，0）之间做往复运动。 （−4，0）点由静止开始运动到坐标原点期间加速度 坐标原点左侧电场强度 到达坐标原点有 到达坐标原点时速度 从坐标原点向右运动期间加速度为 从坐标原点运动到（2，0）所需时间 该粒子运动的周期为 代入数据解得，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 在“测定电源的电动势和内阻”实验中，某同学选用两节干电池串联进行测量，除待测电池外，现有以下器材： A.电流表A：量程0~0.6 A，内阻为1.2 Ω B.电压表V1：量程0~3 V，内阻约为3 kΩ C.电压表V2：量程0~15 V，内阻约为15 kΩ D.滑动变阻器R1：0~30 Ω，额定电流为2 A E.滑动变阻器R2：0~100 Ω，额定电流为0.1 A F.开关、导线若干 （1）为方便且能较准确地进行测量，电压表应选择_______，滑动变阻器应该选用_______。（以上均填写选项前的字母） （2）将选定的器材按图甲所示连接电路，实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P调到a端，开关接图甲中的位置_______（填“1”或“2”）。 （3）改变滑动变阻器接入电路的阻值，记录几组电压表示数U和对应的电流表示数I，在坐标系内描点作出U−I图像，如图乙所示，由图线可得，待测电源的电动势_______V，内阻_______ Ω。（结果均保留两位小数） 【答案】（1） ①. B ②. D （2）2 （3） ①. 3.00 ②. 0.97 【解析】 【小问1详解】 [1]两节干电池串联，总电动势约，选择量程的电压表；若选量程，指针偏转过小，读数误差较大，故选B。 [2] 实验中电路电流最大不超过，滑动变阻器额定电流仅为，不满足实验要求；阻值合适、额定电流充足，故选 D。 【小问2详解】 开关接“2”时，电压表测滑动变阻器两端电压，满足关系式 电流表内阻已知，可在计算时扣除，消除电流表分压带来的系统误差，提高精度，故填“2”。 【小问3详解】 [1]根据闭合电路欧姆定律，图像在纵轴上的截距表示电源的电动势，由图可知； [2]图像斜率的绝对值 取图线上两点(0，3.00V)和(0.46A，2.00V) 则 电源内阻。 12. 现有一合金制成的金属丝，实验小组想测量其电阻率。 （1）用游标卡尺测量该金属丝的长度，用螺旋测微器测量该金属丝的直径。游标卡尺和螺旋测微器示数如图甲、乙所示，则其长度L=_______mm，其直径D=_______ mm。 （2）实验小组设计的电路如图丙所示，实验器材：待测金属丝（电阻约为10 Ω）、滑动变阻器R（最大阻值5 Ω）、电阻箱（0~999.9 Ω）、电流表A（量程0.3 A，内阻未知）、直流电源E（电动势6 V，内阻约1 Ω）、开关、导线若干。 ①实验步骤如下：将滑动变阻器的滑片移到最_______（填“左”或“右”）端；闭合开关S，调节电阻箱阻值为38.0 Ω，移动滑动变阻器滑片使电流表示数为0.10 A；保持滑片位置不变，调节电阻箱阻值为13.0 Ω，此时电流表示数为0.20 A。 ②根据上述所测数据计算可得_______ Ω（结果保留两位有效数字），金属丝的电阻率ρ=_______（用L、D、表示）；若电流表内阻不能忽略，则电阻率的测量值_______（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） ①. 50.25 ②. 4.950##4.949##4.951 （2） ①. 左 ②. 12 ③. ④. 偏大 【解析】 【小问1详解】 [1]游标卡尺为20分度，其精度为0.05mm，游标尺的“0”刻度线刚刚超过主尺的50mm刻度线，且游标尺上第5条刻度线与主尺刻度线对齐，则金属丝的长度 [2]螺旋测微器固定刻度读数为4.5mm，半毫米刻度线已露出，可动刻度读数为45.0，则金属丝的直径 【小问2详解】 [1]滑动变阻器采用分压接法，闭合开关前应使分压输出电压为零以保护电路，由图丙可知测量电路接在变阻器的左端与滑片之间，所以应将滑片移到最左端。 [2]设滑片位置不变时分压电路的输出电压保持不变，则调节电阻箱前后有 即 解得 [3]根据电阻定律 金属丝横截面积 则金属丝的电阻率 [4]若电流表内阻不能忽略，则 与前面的公式对比可以发现，解得的，包含电流表内阻，即的测量值偏大，由 可知电阻率的测量值偏大。 13. 如图所示，大小不计、电荷量分别为3q、q的两带正电小球A、B，静止时两球位于同一水平面．绝缘细线与竖直方向的夹角分别为和。已知A的质量为，静电力常量为k，重力加速度为g。求： （1）B的质量（用m表示）； （2）A、B两球之间的距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对两个球受力分析，如图所示 对A，根据平衡条件，有， 对B，根据平衡条件，有， 由牛顿第三定律 联立解得， 【小问2详解】 设A、B两球间的距离为，根据库仑定律，则有 解得 14. 如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片位于的最上端时，理想电压表的示数为0.75 V；当滑动变阻器的滑片位于的最下端时，理想电压表的示数为1.2 V。已知的总阻值为12 Ω，定值电阻的阻值分别为、。求： （1）电源的电动势和内阻； （2）理想电压表的最大示数； （3）和整体消耗的最大功率。 【答案】（1）1.5 V，1 Ω （2）1.25 V （3）0.28125 W（或 W） 【解析】 【小问1详解】 当滑动变阻器的滑片位于的最上端时，外电路中只有接入电路，根据闭合电路欧姆定律得 当滑动变阻器的滑片位于的最下端时，电阻与并联，再与串联，则此时外电路中总电阻为 根据闭合欧姆定律得 联立解得电动势，内阻 【小问2详解】 滑动变阻器的滑片缓慢地由最上端滑到最下端的过程中，电阻的下半部分与串联，再与上半部分并联，最后再与串联。设下半部分电阻阻值为，则上半部分的电阻阻值为，所以外电路的总电阻为 根据闭合电路欧姆定律得，电压表示数 由数学关系可得，当取最大值时，电压表示数为最大值，当时，取最大值，为 代入数据解得，电压表示数最大值为 【小问3详解】 把和电源内阻串联起来等效为一个新的电源内阻，当等效的电源内阻等于外电路总电阻时，和整体消耗的功率最大，即此时外电路的电阻为 由得，和整体消耗的最大功率 代入数据解得 15. 如图所示，在水平向左且范围足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在P点，OP与圆的竖直直径AB之间的夹角为60°。现给小球一垂直于OP的初速度（未知），使其在竖直平面内绕O点恰好做完整的圆周运动。重力加速度为g，不计空气阻力，小球可视为质点，当小球再次运动到B点时细线突然断裂。求： （1）匀强电场电场强度的大小及小球初速度的大小； （2）小球做圆周运动经过B点时细线的拉力大小； （3）从细线断裂到小球的动能与B点动能相等的过程中，小球电势能的增加量。 【答案】（1）， （2）3mg （3） 【解析】 【小问1详解】 小球静止在点，对小球受力分析，如图1所示 根据平衡条件则有 解得 重力与电场力的合力大小为 即 方向沿方向，图中点为等效最高点，小球经过点时有 解得 从点至点，由动能定理可得 解得 【小问2详解】 小球从点运动到点过程，由动能定理可得 解得 在点由牛顿第二定律可得 解得 【小问3详解】 从细线断裂后，沿合力方向和垂直合力方向建立坐标系，如图2所示，小球沿合力方向做匀减速直线运动，则有 其中 解得运动时间 垂直合力方向做匀速直线运动，位移 解得 电场力做的功 解得 根据功能关系可知，小球电势能的增加量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $