精品解析:吉林省吉林市普通高中2026-2027学年高二上学期10月期中物理试题
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内容正文:
吉林市普通高中2026-2027学年度高二年级上学期期中调研测试
物理试题
说明:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,贴好条形码。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡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。答非选择题时,用0.5毫米的黑色签字笔将答案写在答题卡上。字体工整,笔迹清楚。
3.请按题号顺序在答题卡相应区域作答,超出区域所写答案无效;在试卷上、草纸上答题无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(1-7题为单选题,每小题4分,错选或不选得0分;8-10题为多选题,每小题6分,全选对得6分,选对但不全得3分,错选或不选得0分,共46分)
1. 如图为教材中模拟电场线的演示实验。蓖麻油和头发碎屑置于器皿内,用起电机使电极带电,头发碎屑会呈现如图所示的图样。则下列说法正确的是( )
A. 头发碎屑与所在位置电场方向共线
B. 电场线是真实存在的
C. 电场线是闭合的
D. 只在图中黑线处存在电场
【答案】A
【解析】
【详解】A.头发碎屑在电场中会被极化为电偶极子,受到电场力的作用,最终转动到与所在位置电场方向平行共线的状态,从而模拟出电场线的分布,故A正确;
B.电场线是人为引入的、用来形象描述电场分布的假想曲线,并非真实存在,故B错误;
C.静电场的电场线起始于正电荷(或无穷远),终止于负电荷(或无穷远),是不闭合的曲线,故C错误;
D.电场分布在电极周围的整个空间中,并非只在图中头发碎屑排列形成的黑线处才存在电场,故D错误。
故选A。
2. 用不同的工具测量某物体长度时,有下列不同的结果:①2.4cm②2.35cm③2.372cm④2.371cm。其中,用五十分度的游标卡尺测量的结果是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】C
【解析】
【详解】五十分度游标卡尺的精度为,无需估读,读数以为单位时末位一定是2的整数倍,换算为单位时,小数点后应有三位,且第三位为偶数。
A.是分度值为的刻度尺估读得到的结果,不符合游标卡尺读数特点,故A错误;
B.以为单位仅两位小数,换算为是,末位不是2的整数倍,不符合五十分度游标卡尺读数规则,故B错误;
C.换算为是,末位为2,符合五十分度游标卡尺的读数规则,故C正确;
D.换算为是,末位为1,不是2的整数倍,不符合五十分度游标卡尺读数规则,故D错误。
故选C。
3. 实验室有一内阻为10 Ω、满偏电流为100 mA的灵敏电流计G,要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,则改装后的电流表内部电路图应为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】把灵敏电流计改装成电流表,应给灵敏电流计并联一个分流电阻,满偏时灵敏电流计两端电压为
通过分流电阻的电流为
由并联电路电压相等,有==
所以应把电阻与灵敏电流计并联。
故选A。
4. 如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒从右向左缓慢靠近放在光滑绝缘水平桌面上的空易拉罐。对易拉罐分析正确的是( )
A. 逐渐向左运动
B. 易拉罐内合场强逐渐变大
C. 左侧电势低于右侧
D. 感应电荷在易拉罐内某点产生的场强逐渐变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.玻璃棒带正电,易拉罐发生静电感应,右侧感应出负电荷,左侧感应出正电荷。玻璃棒与右侧负电荷的吸引作用强于与左侧正电荷的排斥作用,易拉罐受到向右的合力,逐渐向右运动,故A错误;
B.易拉罐达到静电平衡后,金属导体的空腔内没有电荷,场强为零,不会逐渐变大,故B错误;
C.静电平衡的导体是等势体,左侧与右侧电势相等,故C错误;
D.静电平衡时,导体内部某点的合场强为外电场(玻璃棒产生的电场)与感应电荷产生的电场的矢量和,且合场强为0,因此感应电荷在该点产生的场强大小等于外电场在该点的场强大小。当玻璃棒逐渐靠近易拉罐时,外电场在易拉罐内部的场强逐渐增大,因此感应电荷在易拉罐内某点产生的场强也逐渐变大,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,同种材料做成的均匀柱状导体a和b并联接入电路中、其长度相同,a的直径小于b的直径,忽略温度对电阻的影响,则下列说法正确的是( )
A. a的电阻小于b的电阻
B. 通过a的电流比b大
C. 相等时间内流过a中横截面的电荷量比b少
D. a中自由电荷定向移动速率比b小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电阻定律,由于导体a、b的电阻率相同,长度相同,a的直径小于b的直径,即a的横截面积小于b的横截面积,所以a的电阻大于b的电阻,故A错误;
B.由电路图可知a和b并联,两端电压相等,根据,由于a的电阻大于b的电阻,所以通过a的电流比b小,故B错误;
C.根据电流定义式,由于通过a的电流比b小,所以相等时间内流过a中横截面的电荷量比b少,故C正确;
D.根据电流微观表达式
又,
联立可得
可知a中自由电荷定向移动速率与b中自由电荷定向移动速率相等,故D错误。
故选C。
6. 如图(a),一点电荷P(未画出)所在的水平直线上有M、N两点。在这两点分别放置试探电荷,M、N两点处电荷所受到的静电力与试探电荷的电荷量的关系分别如图(b)中直线Ⅰ、Ⅱ所示。规定向右为正方向,则下列说法正确的是( )
A. P带正电 B. 点电荷P位于N点的左侧
C. M点电势比N点的低 D. M点电场强度比N点的大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据可知,图像的斜率表示电场强度,斜率的正负表示场强方向,斜率的绝对值表示场强大小,由图(b)可知,直线Ⅰ斜率为正,且直线Ⅰ对应M点,说明M点场强方向向右,直线Ⅱ斜率为负,说明N点场强方向向左,则点电荷P应位于M、N两点之间(即位于N点的左侧),且带负电,故A错误,B正确;
CD.由图(b)可知,直线Ⅰ斜率的绝对值小于直线Ⅱ,即M点的场强比N点的小,则M点离负点电荷P更远,因此M点电势高于N点电势,故CD错误。
故选B。
7. 图(a)为某梳齿状可变电容器截面图,上端为固定极板,下端为可上下运动的动极板。将该电容器接入图(b)所示电路,探究其电荷量、极板电压和电容的变化。过程为:①当动极板运动到最高处,开关接端,电源向电容器充电;②充电结束后接 端空置,动极板向下运动;③当动极板运动到最低处,接端,电容器通过放电。关于该过程,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由题意可知①过程为电容器充电过程,电容器两端电势差逐渐增大,根据可知电容器电荷量逐渐增大;②过程接端,则电容器Q不变,动极板向下运动,S减小,根据可知U增大,C减小;③过程为放电过程,动极板在最低处电容为更小的恒定值,故对应Q-U图线为过原点、斜率更小的直线,A正确,B错误;
CD.通过前面的分析可知①过程的电容C大于③过程的电容C,②过程中Q不变,因为,所以U与C成反比,图像为双曲线的一支,故CD均错误。
故选A。
8. 如图(a)所示为一种测量环境湿度的仪器,其简化工作原理图如图(b)所示。电源电压恒为9V,定值电阻,R为湿敏电阻,其阻值随环境湿度的增大而减小,R的最大阻值为50Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~9V,两表均可看成理想电表。闭合开关S,当环境湿度增大时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变小,电压表示数变大
B. 电压表示数与电流表示数的比值不变
C. R允许接入电路的最小阻值为15Ω
D. 电压表示数的变化范围为1.5V~6V
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由电路图可知,闭合开关S后,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。因湿敏电阻的阻值随环境湿度的增加而减小,所以当环境的湿度增大时R的阻值减小,电路的总电阻减小,电路中的电流
可知电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
定值电阻R0两端的电压
可知定值电阻R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,A错误;
B.电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻R0的阻值,保持不变,B正确;
C.由于电流表量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流为0.6A,电路的总电阻
R的最小阻值为
故C错误;
D.电路中的最小电流为
R0两端的最小电压
R0两端的最大电压
所以电压表示数的变化范围为1.5V~6V,故D正确;
故选BD。
9. 蜜蜂飞行时因身体和空气摩擦而带正电,花朵因和大地相连而带负电,蜜蜂飞近花朵时电场线分布如图所示,受电场力作用,带负电的花粉颗粒会一直向上运动到蜜蜂的绒毛上,实现“隔空”吸附,忽略空气阻力,花粉在吸附过程中,下列说法正确的是( )
A. 若忽略花粉重力,花粉的加速度一直减小
B. 若忽略花粉重力,花粉的电势能一直减小
C. 若考虑花粉重力,花粉的速度可能先增大后减小再增大
D. 若考虑花粉重力,花粉的机械能可能先增加再减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.电场线的疏密代表电场强度大小,从花朵到蜜蜂的路径上,电场线先变稀疏后变密集(中间区域电场弱,靠近蜜蜂处电场强),因此电场强度E先减小后增大。若忽略重力,花粉加速度,因此加速度先减小后增大,故A错误;
B.忽略重力时,花粉的位移方向始终向上,电场力方向也始终向上,电场力全程对花粉做正功,花粉的电势能一直减小,故B正确;
C.路径中间存在电场强度极小值点,电场力会先减小后增大,合力可能先向上减小、变为向下、再向上增大,就会出现速度先增大后减小再增大的情况,因此这种运动是可能存在的,故C正确;
D.根据机械能变化的规律:除重力外的其他力(此处为电场力)做的功等于机械能的变化。花粉运动全程电场力始终向上,位移也始终向上,电场力一直做正功,因此花粉的机械能一直增加,故D错误。
故选BC。
10. 空间存在平行纸面的匀强电场,但电场方向未知,现在纸面内取互成θ角的OA和OB两个方向探测各点电势,已知沿OA和OB方向电势均降低,且OB方向电势随离O点距离的变化率是OA方向的2倍,且,则下列说法正确的是( )
A. 若θ=90°,电场强度方向在OA和OB的夹角范围内,大小为
B. 若θ=90°,则沿∠AOB平分线方向的电场强度大小为
C. 若θ=60°,电场强度方向沿OB方向,大小为4 V/m
D. 若θ=60°,电场强度方向在OA和OB的夹角范围内,大小为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由
可得沿OA(x方向)的电势变化率大小为
沿OB(y方向)的电势变化率大小为
匀强电场中沿某方向电势的变化率大小等于电场强度在该方向的投影分量大小,且沿两个方向电势均降低,说明电场在OA、OB方向的分量均沿各自轴的正方向,即,
当时,电场强度的合场强大小为
由于两个分量均沿OA、OB正方向,合矢量必然落在OA和OB的夹角范围内,故A正确;
B.将,正交分解到∠AOB的角平分线方向和垂直角平分线方向,可得电场在角平分线方向的投影大小为,故B正确;
CD.当时,设场强沿OA方向分量为,垂直OA向上分量为,则沿OB方向分量满足
解得
合场强,则场强方向沿OB方向,故C正确,D错误。
故选ABC。
二、实验题(共16分)
11. 在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中:
(1)如图(a),调节____________(选“S”或“T”或“K”),使多用电表指针对准电流“0”刻度线;
(2)用多用电表测电流或电阻的过程中______(填选项前的字母)。
A. 在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行欧姆调零
B. 测量二极管正向电阻时,红表笔应接在二极管的正极处
C. 在测量未知电阻时,若指针偏角太小,应换小倍率进行试测
D. 在测量未知电流时,应先选择电流最大量程进行试测
(3)测量时多用电表指针指在如图(b)所示位置。若选择开关处于“2.5 V”挡,其读数为______V;若选择开关处于“×10”挡,被测电阻的真实值应______(选填“大于”“等于”或“小于”)200 Ω。
【答案】(1)S (2)AD
(3) ①. 1.35 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
S是机械调零旋钮,用来让指针对准电流0刻度。
【小问2详解】
A.更换倍率后,欧姆表内阻变了,必须重新欧姆调零,故A正确;
B.多用电表内部电源,黑表笔接内部电源正极,测二极管正向电阻,黑表笔接二极管正极,故B错误;
C.指针偏角太小,说明待测电阻很大,要换大倍率,故C错误;
D.为了保护多用电表,测未知电流,先选大量程试测,故D正确。
故选AD
【小问3详解】
[1]若选择开关处于“2.5 V”挡,则表盘最小分度值为0.05V,读数保留到百分位,故读数为1.35V。
[2]若选择开关处于“×10”挡,由于欧姆表刻度左密右疏,指针指在30和10之间,其读数小于200 Ω。
12. 已知题中使用的低速直流电动机正常工作时的额定电压为3 V,为探究该电动机工作时的电流I与电压U之间的关系,该小组同学又设计了如图1所示的电路图来进行实验探究。所用实验器材有:电压表(量程0~3 V,内阻约1500 Ω),电流表(量程0~400 mA,内阻约0.6 Ω),滑动变阻器R,学生电源(可提供0~12 V的交、直流电,内阻不计),单刀双掷开关S及导线若干。
(1)实验时在B、C两端接入学生电源,电源旋钮应调至4 V________(选填“直”或“交”)流挡。在接通学生电源的开关前,滑动变阻器的滑片应调至________(选填“a”或“b”)端。
(2)正确连接电路后,接通学生电源的开关,移动滑动变阻器的滑片,记录多组电压表示数U和电流表示数I,并作出关系图像如图2所示。由此可知,为减小实验误差,图1中的开关S应与________(选填“1”或“2”)连接。
(3)实验中,当滑动变阻器的滑片移至a、b间位置时(滑片到a端的距离为ab总长的),电压表示数为3.0 V,若此时电动机突然被卡死但马上又正常工作,则结合图2可知:电动机被卡死不转的瞬间,该电动机的输入功率约为________W(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. 直 ②. a
(2)1 (3)1.6
【解析】
【小问1详解】
[1]本实验研究的是直流电动机,因此电源需要调至直流挡。
[2]该电路滑动变阻器为分压式接法,接通电源前,需要让待测电动机两端初始电压为0,保护电路。由电路结构可知,滑片调至端时,电动机两端电压为0,因此滑片调至端。
【小问2详解】
由图像可知,电动机电压较低、未转动时(纯电阻状态),
满足
属于小电阻,电流表外接法误差更小。开关S接1时为电流表外接法,因此选1。
【小问3详解】
电动机卡死不转时为纯电阻,内阻由图像线性段得
此时电动机两端电压为,输入功率
三、计算题(共38分。要求:写出解题依据、公式、步骤和必要的文字说明)
13. 如图所示,两带电小球A、B可看作质点,A球质量为m,电荷量为-q,用一端固定在天花板上的绝缘轻绳连接,小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时,两球间距为L,轻绳与水平方向的夹角为60°,两球连线与轻绳的夹角为30°,整个系统在同一竖直平面内,重力加速度为g,静电力常量为k。求:
(1)A球静止时,轻绳上拉力的大小;
(2)小球B的电性及电荷量Q。
【答案】(1)
(2)正电;
【解析】
【小问1详解】
根据题意A球静止时,对A球受力分析,如图所示
由平行四边形定则及几何关系,轻绳上拉力为
解得
【小问2详解】
A带负电,两球相互吸引,故B带正电。由平行四边形定则及几何关系可知,A球与B球间的库仑力
则根据库仑力公式则有
解得
14. 如图所示,在水平面内有一直角坐标系xOy,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的水平匀强电场,在y轴负半轴上S点固定着一个点电荷(设匀强电场与点电荷形成的电场以x轴为界互不影响)。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点沿与x轴正方向成θ=60°角的方向射入第Ⅳ象限,此后粒子在点电荷形成的电场的作用下做匀速圆周运动,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出。已知OS=L,不计粒子重力,静电力常量为k。求:
(1)固定在y轴负半轴上S处的点电荷的电荷量Q;
(2)第Ⅰ象限匀强电场的场强大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设粒子经过N点时的速度为v,则有
解得
设带电粒子在第Ⅳ象限内做匀速圆周运动的半径为r,由几何关系得
S点固定的点电荷Q对带电粒子的库仑力提供向心力,有
解得S处的点电荷的电荷量
【小问2详解】
方法一:带正电的粒子在第Ⅰ象限的电场中做类平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,粒子的水平分位移
沿y轴方向
由牛顿运动定律得
联立解得
方法二:带正电的粒子在第Ⅰ象限的电场中做类平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,粒子的水平分位移
沿y轴方向分位移为,
粒子从M点运动到N点的过程,由动能定理,有
解得
15. 电容是物理学中重要的物理量。如图(a)所示,仅改变电路中电容器A两极板间的距离d,电容器A的电容C也随之变化,多次实验后,作出一条斜率为p的直线,如图(b)所示。已知图(a)中电容器A充满电后所带电荷量为Q。不考虑边缘效应,两个极板在板间区域各自激发的电场均可看成匀强电场,重力加速度为g。回答下列问题:
(1)求两极板间电场强度的大小E;
(2)若两极板间固定一个电荷量为-q的试探电荷,求下极板对该试探电荷电场力的大小及方向;
(3)用电容器A制成静电天平,其原理如图(c)所示:空气中,平行板电容器的下极板固定不动,上极板接到等臂天平的左端。当电容器不带电时,天平恰好保持水平平衡,两极板间的距离为d′。当天平右端放一个质量为m的砝码时,需要在电容器的两极板间加上电压U,电容器下极板对上极板产生电场力,使天平重新水平平衡。某同学提出若用电压表(可视为理想表)读出上述电压,则可推知所加砝码的质量。因此,他准备将图(d)中该电压表表盘(示意图)上的电压值改换为相应的质量值。他已经完成了部分测量,请求解图(d)的表盘上标2 V和3 V的刻线对应的质量值,并给出一种扩大该静电天平量程的方法。
【答案】(1)
(2);方向竖直向上
(3)20g;45g;减小天平平衡时板间距离;增大板间电压;增大p(或增大电容器的介电常数或正对面积)
【解析】
【小问1详解】
斜率为p,由图可得
又因为,
联立可得,(注意:C和d是变量,结果不能用变量表示)
【小问2详解】
每个极板产生的电场强度大小为
下极板对该点电荷电场力大小为
解得,方向竖直向上
【小问3详解】
下极板对上极板的作用力为
由题意得,,
联立可得
可知2V对应的质量值满足
解得
3V对应的质量值满足
解得
由可知,为了扩大该静电天平量程,有这几种措施,减小天平平衡时板间距离,增大板间电压,增大p(或增大电容器的介电常数或正对面积)。
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吉林市普通高中2026-2027学年度高二年级上学期期中调研测试
物理试题
说明:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,贴好条形码。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡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。答非选择题时,用0.5毫米的黑色签字笔将答案写在答题卡上。字体工整,笔迹清楚。
3.请按题号顺序在答题卡相应区域作答,超出区域所写答案无效;在试卷上、草纸上答题无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(1-7题为单选题,每小题4分,错选或不选得0分;8-10题为多选题,每小题6分,全选对得6分,选对但不全得3分,错选或不选得0分,共46分)
1. 如图为教材中模拟电场线的演示实验。蓖麻油和头发碎屑置于器皿内,用起电机使电极带电,头发碎屑会呈现如图所示的图样。则下列说法正确的是( )
A. 头发碎屑与所在位置电场方向共线
B. 电场线是真实存在的
C. 电场线是闭合的
D. 只在图中黑线处存在电场
2. 用不同的工具测量某物体长度时,有下列不同的结果:①2.4cm②2.35cm③2.372cm④2.371cm。其中,用五十分度的游标卡尺测量的结果是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
3. 实验室有一内阻为10 Ω、满偏电流为100 mA的灵敏电流计G,要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,则改装后的电流表内部电路图应为( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒从右向左缓慢靠近放在光滑绝缘水平桌面上的空易拉罐。对易拉罐分析正确的是( )
A. 逐渐向左运动
B. 易拉罐内合场强逐渐变大
C. 左侧电势低于右侧
D. 感应电荷在易拉罐内某点产生的场强逐渐变大
5. 如图所示,同种材料做成的均匀柱状导体a和b并联接入电路中、其长度相同,a的直径小于b的直径,忽略温度对电阻的影响,则下列说法正确的是( )
A. a的电阻小于b的电阻
B. 通过a的电流比b大
C. 相等时间内流过a中横截面的电荷量比b少
D. a中自由电荷定向移动速率比b小
6. 如图(a),一点电荷P(未画出)所在的水平直线上有M、N两点。在这两点分别放置试探电荷,M、N两点处电荷所受到的静电力与试探电荷的电荷量的关系分别如图(b)中直线Ⅰ、Ⅱ所示。规定向右为正方向,则下列说法正确的是( )
A. P带正电 B. 点电荷P位于N点的左侧
C. M点电势比N点的低 D. M点电场强度比N点的大
7. 图(a)为某梳齿状可变电容器截面图,上端为固定极板,下端为可上下运动的动极板。将该电容器接入图(b)所示电路,探究其电荷量、极板电压和电容的变化。过程为:①当动极板运动到最高处,开关接端,电源向电容器充电;②充电结束后接 端空置,动极板向下运动;③当动极板运动到最低处,接端,电容器通过放电。关于该过程,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
8. 如图(a)所示为一种测量环境湿度的仪器,其简化工作原理图如图(b)所示。电源电压恒为9V,定值电阻,R为湿敏电阻,其阻值随环境湿度的增大而减小,R的最大阻值为50Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~9V,两表均可看成理想电表。闭合开关S,当环境湿度增大时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变小,电压表示数变大
B. 电压表示数与电流表示数的比值不变
C. R允许接入电路的最小阻值为15Ω
D. 电压表示数的变化范围为1.5V~6V
9. 蜜蜂飞行时因身体和空气摩擦而带正电,花朵因和大地相连而带负电,蜜蜂飞近花朵时电场线分布如图所示,受电场力作用,带负电的花粉颗粒会一直向上运动到蜜蜂的绒毛上,实现“隔空”吸附,忽略空气阻力,花粉在吸附过程中,下列说法正确的是( )
A. 若忽略花粉重力,花粉的加速度一直减小
B. 若忽略花粉重力,花粉的电势能一直减小
C. 若考虑花粉重力,花粉的速度可能先增大后减小再增大
D. 若考虑花粉重力,花粉的机械能可能先增加再减小
10. 空间存在平行纸面的匀强电场,但电场方向未知,现在纸面内取互成θ角的OA和OB两个方向探测各点电势,已知沿OA和OB方向电势均降低,且OB方向电势随离O点距离的变化率是OA方向的2倍,且,则下列说法正确的是( )
A. 若θ=90°,电场强度方向在OA和OB的夹角范围内,大小为
B. 若θ=90°,则沿∠AOB平分线方向的电场强度大小为
C. 若θ=60°,电场强度方向沿OB方向,大小为4 V/m
D. 若θ=60°,电场强度方向在OA和OB的夹角范围内,大小为
二、实验题(共16分)
11. 在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中:
(1)如图(a),调节____________(选“S”或“T”或“K”),使多用电表指针对准电流“0”刻度线;
(2)用多用电表测电流或电阻的过程中______(填选项前的字母)。
A. 在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行欧姆调零
B. 测量二极管正向电阻时,红表笔应接在二极管的正极处
C. 在测量未知电阻时,若指针偏角太小,应换小倍率进行试测
D. 在测量未知电流时,应先选择电流最大量程进行试测
(3)测量时多用电表指针指在如图(b)所示位置。若选择开关处于“2.5 V”挡,其读数为______V;若选择开关处于“×10”挡,被测电阻的真实值应______(选填“大于”“等于”或“小于”)200 Ω。
12. 已知题中使用的低速直流电动机正常工作时的额定电压为3 V,为探究该电动机工作时的电流I与电压U之间的关系,该小组同学又设计了如图1所示的电路图来进行实验探究。所用实验器材有:电压表(量程0~3 V,内阻约1500 Ω),电流表(量程0~400 mA,内阻约0.6 Ω),滑动变阻器R,学生电源(可提供0~12 V的交、直流电,内阻不计),单刀双掷开关S及导线若干。
(1)实验时在B、C两端接入学生电源,电源旋钮应调至4 V________(选填“直”或“交”)流挡。在接通学生电源的开关前,滑动变阻器的滑片应调至________(选填“a”或“b”)端。
(2)正确连接电路后,接通学生电源的开关,移动滑动变阻器的滑片,记录多组电压表示数U和电流表示数I,并作出关系图像如图2所示。由此可知,为减小实验误差,图1中的开关S应与________(选填“1”或“2”)连接。
(3)实验中,当滑动变阻器的滑片移至a、b间位置时(滑片到a端的距离为ab总长的),电压表示数为3.0 V,若此时电动机突然被卡死但马上又正常工作,则结合图2可知:电动机被卡死不转的瞬间,该电动机的输入功率约为________W(结果保留两位有效数字)。
三、计算题(共38分。要求:写出解题依据、公式、步骤和必要的文字说明)
13. 如图所示,两带电小球A、B可看作质点,A球质量为m,电荷量为-q,用一端固定在天花板上的绝缘轻绳连接,小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时,两球间距为L,轻绳与水平方向的夹角为60°,两球连线与轻绳的夹角为30°,整个系统在同一竖直平面内,重力加速度为g,静电力常量为k。求:
(1)A球静止时,轻绳上拉力的大小;
(2)小球B的电性及电荷量Q。
14. 如图所示,在水平面内有一直角坐标系xOy,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的水平匀强电场,在y轴负半轴上S点固定着一个点电荷(设匀强电场与点电荷形成的电场以x轴为界互不影响)。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点沿与x轴正方向成θ=60°角的方向射入第Ⅳ象限,此后粒子在点电荷形成的电场的作用下做匀速圆周运动,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出。已知OS=L,不计粒子重力,静电力常量为k。求:
(1)固定在y轴负半轴上S处的点电荷的电荷量Q;
(2)第Ⅰ象限匀强电场的场强大小。
15. 电容是物理学中重要的物理量。如图(a)所示,仅改变电路中电容器A两极板间的距离d,电容器A的电容C也随之变化,多次实验后,作出一条斜率为p的直线,如图(b)所示。已知图(a)中电容器A充满电后所带电荷量为Q。不考虑边缘效应,两个极板在板间区域各自激发的电场均可看成匀强电场,重力加速度为g。回答下列问题:
(1)求两极板间电场强度的大小E;
(2)若两极板间固定一个电荷量为-q的试探电荷,求下极板对该试探电荷电场力的大小及方向;
(3)用电容器A制成静电天平,其原理如图(c)所示:空气中,平行板电容器的下极板固定不动,上极板接到等臂天平的左端。当电容器不带电时,天平恰好保持水平平衡,两极板间的距离为d′。当天平右端放一个质量为m的砝码时,需要在电容器的两极板间加上电压U,电容器下极板对上极板产生电场力,使天平重新水平平衡。某同学提出若用电压表(可视为理想表)读出上述电压,则可推知所加砝码的质量。因此,他准备将图(d)中该电压表表盘(示意图)上的电压值改换为相应的质量值。他已经完成了部分测量,请求解图(d)的表盘上标2 V和3 V的刻线对应的质量值,并给出一种扩大该静电天平量程的方法。
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