精品解析:黑龙江佳木斯市第一中学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:
佳一中2026-2027学年度高二上学期期中考试
物理试题
本卷满分100分,考试时间75分钟。
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每个小题给出的四个选项中,第1- 7 题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 如图所示,把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中,甲电路两端的电压为8V,乙电路两端的电压为16V,调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光,此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2 ,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙则下列关系中正确的是( )
A. P甲<P乙 B. P甲>P乙 C. P1 >P2 D. P1=P2
【答案】D
【解析】
【详解】设灯泡的额定电流为I,则甲电路干路电流2I,=,=因为所以可确定=
变阻器消耗的功率等于总功率减去电灯消耗功率,因为灯泡相同且都正常发光说明在两电路中消耗功率相同,即P1=P2选D
2. 在如图所示的电路中,R1和R2为定值电阻,电表均为理想电表。保持电源电动势E和内电阻r不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动头向上移动时( )
A. 电压表示数变大,电流表示数变小
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数变小,电流表示数变小
D. 电压表示数变大,电流表示数变大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】当滑片P向上滑动时,滑动变阻器接入回路中的阻值减小,可知回路中总阻值减小;由
知,总电流增加,再由闭合电路欧姆定律
知路端电压减小,即电压表的示数减小;电表均为理想电表,则R2两端的电压
故减小,电流表读数
则减小,所以,综上所述电压表示数变小,电流表示数变小,故选C。
3. 如图甲所示,一绝缘半圆弧上均匀分布正电荷,在圆弧的圆心处激发的电场强度大小为,若截走左侧的,如图乙所示,若截走前后,段电荷分布未发生变化,则剩余圆弧在圆心处激发的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】将半圆弧等分为左半部分和右半部分,根据对称性,两部分在圆心处产生的电场强度大小相等,设为。左半部分在处产生的场强方向指向右下方(与竖直方向成角),右半部分在处产生的场强方向指向左下方(与竖直方向成角)。两场强方向互相垂直,根据矢量合成法则有
解得
剩余圆弧在圆心处激发的电场强度大小
故选A。
4. 用电场线能直观、方便地比较电场中各点电场强度的强弱。如图甲是等量同种正点电荷形成电场的电场线,图乙是电场中的一些点。O是两电荷连线的中点,G、F是两电荷连线中垂线上的两点,OG=OF,B、C和A、D均是两电荷连线上相对O对称的点,不考虑重力,下列说法正确的是( )
A. A、D两点电场强度相同
B. 两电荷连线上的中垂线上O到G场强一直增大
C. 让一负电荷在G点只受电场力作用从G运动到F,则其加速度一定先变小再变大
D. 在G处放一负电荷,给其一垂直于纸面向里的初速度,负电荷可能做匀速圆周运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.每一点电场强度均为两点电荷在该点产生电场强度的矢量和,设A点距左右两点荷的距离分别为、,D点距左右两点电荷的距离分别为、,且由题中知,则由公式可得A、D两点电场强度大小分别为 ,
由点电荷产生电场强度方向的定义得A点电场强度方向向左,D点电场强度方向向右,则A、D两点电场强度大小相同,方向不相同,故A、D两点电场强度不相同,故A错误;
B.设在两电荷连线上的中垂线上任意一点到O点距离为,连线与中垂线夹角为,点电荷与O点连线长度为,则由公式及矢量合成可得连线上任意一点的电场强度大小为
方向沿垂线由O指向G。
对其求导得
令可解得
当,,单调递增;
当,,单调递减;
由于题中G点位置不确定,因此两电荷连线上的中垂线上O到G场强不一定一直增大,故B错误;
C.由B中分析,同理可得在中垂线上O到F场强变化也不确定,则由电场力公式知负电荷受电场力大小变化不确定,则由牛顿第二定律公式得负电荷在G点只受电场力作用从G运动到F其加速度变化不确定,故C错误;
D.设G点距O点距离为(即轨道半径),由B中分析可知,以O点为圆心,OG为半径的圆上电场强度大小均为,方向沿半径由O点指向外,当放一负电荷时,其受力反向与场强方向相反,则其圆周上所受电场力方向均指向圆心,则由匀速圆周运动公式得负电荷速度满足,即可使其做匀速圆周运动,故D正确。
故选D。
5. 在轴上有两个点电荷、,其电场中电势在轴正半轴上分布如图所示。下列说法正确的有( )
A. 为负电荷,为正电荷
B. 电量大于的电量
C. 处的电势最低、电场强度也是最小的
D. 电量为的正检验电荷从移到无穷远的过程中,电场力做功为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由图可知,在0-段电势逐渐降低,可知该段电场强度的方向沿x轴正方向,在段,电势逐渐增大,可知该段电场强度方向沿x轴负方向,所以两点电荷为异种电荷;由于靠近定位置的电场强度方向沿x轴正方向,可知为正电荷,为负电荷,故A错误;
B.-图线的切线斜率表示电场强度,由图可知,在处电场强度为零,该点离近,离远,处合场强为零,则电荷量小于的电荷量,故B错误;
C.由图可知,处电势最低,图线的切线斜率表示电场强度,该点电场强度最小为零,故C正确;
D.电量为q的正检验电荷从移到无穷远处,电势能从增加到0,则电场力做负功,做功为,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,电源电动势E=3V,小灯泡L标有“2V,0.4W”,开关S接1,当变阻器调到R=4Ω时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作。则下列判断正确的是( )
A. 电源内阻为2Ω B. 电动机的内阻为4Ω
C. 电动机的正常工作电压为0.8V D. 电动机的输出功率为0.16W
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据可知,小灯泡L的额定电流为
根据可知,小灯泡L的电阻为
当开关S接1时,小灯泡L正常发光,根据闭合电路欧姆定律有
解得电源的内阻为,故A错误;
BC.将开关S接2时,小灯泡L和电动机M均正常工作,则此时电路的电流仍是,所以电动机的正常工作电压为
电动机是非纯电阻,则有
所以电动机的内阻,故B错误,C正确;
D.电动机输入的总功率为
由于电动机有热损耗,所以输出功率一定小于输入的总功率,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,将氘核()和氦核()混合体从加速电压为的加速电场中的P点由静止释放,被加速后从B板的小孔射出沿C、D间的中线进入偏转电压为的偏转电场,两种粒子都能够从偏转电场的另一端射出。如果不计重力的影响,以下判断中正确的是( )
A. 氘核()飞出偏转电场的时间长
B. 氘核()偏向角更小
C. 氦核()射出偏转电场时的动能更大
D. 氦核()射出偏转电场时的速度更大
【答案】C
【解析】
【详解】A.设质量为,电荷量为的带电粒子(不计重力的影响)经加速电压为的加速电场加速后的速度为,则有
粒子进入偏转电场后做类平抛运动,其沿方向做的是匀速直线运动,设偏转电场的板长为,粒子飞出偏转电场的时间为,则有
联立解得
由于氘核()和氦核()的比荷()相等,所以两粒子飞出偏转电场的时间相等,故A错误;
B.粒子进入偏转电场后,沿电场方向做从静止开始的匀加速直线运动,设两板间距为,粒子的加速度为,根据牛顿第二定律有
粒子从偏转电场射出时沿电场方向的速度为
则速度偏向角满足
联立解得
可知,偏向角与粒子的质量和电荷量均无关,所以两粒子的偏向角相等,故B错误;
C.粒子在偏转电场的侧移为
根据动能定理有
所以粒子射出偏转电场时的动能为
由于氦核()的电荷量更大,所以氦核()射出偏转电场时的动能更大,故C正确;
D.由C选项分析可知,粒子射出偏转电场时的速度为
由于氘核()和氦核()的比荷()相等,所以两粒子飞出偏转电场时的速度相等,故D错误。
故选C。
8. 如图,在平面直角坐标系的平面内存在与平面平行的匀强电场,一质量为、电量为的带正电粒子,从坐标原点处沿轴正方向以初速度射出,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,粒子经过点时速度大小为,运动到轴上的点时速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 、间的电势差为
B. 电场强度方向沿方向
C. 电场强度的大小
D. 粒子由到过程中,电势能变小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据动能定理,粒子从到过程中,电场力做功等于动能变化量,则
解得,故A正确;
B.粒子在点和点速度大小均为,动能变化量为0,由动能定理有
可得
说明、电势相等,是等势线,匀强电场中电场方向垂直于等势线,因此电场方向不沿方向,故B错误;
C.OM为等势线,直线方程为
电场线垂直于,设电场分量为、,沿方向电场分量为0,可得
根据
解得,
故电场强度大小,故C错误;
D.粒子从到,动能从增加到,动能增加,说明电场力做正功,根据功能关系,电场力做正功时电势能减小,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,有一个未知电阻Rx,用图中(a)和(b)两种电路分别对它进行测量,用(a)图电路测量时,两表读数分别为6 V,6 mA,用(b)图电路测量时,两表读数分别为5.9 V,10 mA,则下列分析判断正确的是( )
A. (a)电路的测量值为1 kΩ,比真实值偏大,误差小
B. (a)电路的测量值为1 kΩ,比真实值偏大,误差大
C. (b)电路的测量值为590 Ω,比真实值偏小,误差小
D. (b)电路的测量值为590 Ω,比真实值偏小,误差大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.(a)电路的测量值,这种测量方法中电压表测的是电流表和电阻两端的电压,所以比真实值偏大,电流表测的是真实电流,故电阻测量值比真实值偏大,由于电阻较大,电流表的分压作用较小,故误差较小,故A正确;
CD.(a)电路的测量值,这种测量方法中电流表测的是电压表和电阻中的总电流,所以比真实值偏大,电压表测的是真实电压,故电阻测量值比真实值偏小,由于电阻较大,电压表的分流作用较大,故误差较大,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,倾角为30°的光滑绝缘斜面足够长,空间存在方向与斜面平行的匀强电场。质量为m,电荷量为的带电小球(可视为质点),从固定斜面底端A点由静止释放,经时间t,小球沿斜面上升到B点,此时撤去电场,又经过2t时间小球恰好回到初始位置A,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 带电小球上滑过程中撤去电场前后的加速度大小之比4:5
B. 撤去电场前小球从A到B电势能逐渐增加
C. 小球从底端A沿斜面上升到最高点的时间为
D. 撤去电场前A、B两点间的电势差为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设沿斜面向上为正方向,撤去电场前,有
,
撤去电场后,有
解得
即带电小球上滑过程中撤去电场前后的加速度大小之比4:5。故A正确;
B.依题意,撤去电场前小球从A到B做加速运动,重力做负功,电场力做正功,其电势能逐渐降低。故B错误;
C.设小球从底端A沿斜面上升到最高点的时间为,则有
,
联立,解得
故C正确;
D.依题意,撤去电场后,由牛顿第二定律,可得
联立,可得
,
小球从A到B过程,根据动能定理,可得
又
联立,解得
故D错误。
故选AC。
二、实验题 (共16分)
11. 同学在“用电流传感器观察电容器的充、放电过程”实验中,按图(a)连接电路。实验中,电源的输出电压恒为 8V,有定值电阻、和,其中。
(1)若想用电流传感器观察电容器的充电过程,应把单刀双掷开关S接__________(填“1”或“2” ) 位置。
(2) 开关接“2” 时, 经过的电流方向为___________(填“a→b” 或“b→a” )。
(3) 将电容器充满电后,开关剥离至另一侧,观察电容器的放电过程。此时电流传感器记录的电流I随时间t变化图像如图(b)所示,则充满电的电容器的带电量约为_________ C (结果保留2位有效数字)。根据实验数据及实验中所用元件参数,本实验中所用的电容器最可能是下列图中的____________。
【答案】 ①. 1 ②. a→b ③. ④. B
【解析】
【详解】(1)[1]若想用电流传感器观察电容器的充电过程,应把单刀双掷开关S接1位置。
(2) [2]充电后电容器上极板带正电,则开关接“2”时,电容器放电,经过的电流方向为a→b。
(3)[3]根据
可知图像与横轴围成的面积表示通过电流传感器的电荷量,图中所围面积大约有35个小方格,则有
由于,则充满电的电容器的带电量约为
[4]电容器两板间电压为8V,电容器的电容为
本实验中所用的电容器最可能是图B。
12. 某同学用伏安法测量一段金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量结果如图所示,其读数为______mm。
(2)已知该金属丝的阻值约为5Ω,除待测金属丝外,实验室还备有下列器材:
A. 电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ)
B. 电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ)
C. 电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.05Ω)
D. 电流表A2(量程0~3A,内阻约0.01Ω)
E. 滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A)
F. 滑动变阻器R2(0~100Ω,额定电流1A)
G. 直流电源E(输出电压3V,内阻不计)
H. 开关S,导线若干
为了减小测量误差,电压表应选用______,电流表应选用______,滑动变阻器应选用______(填器材前的字母)。
(3)根据所选器材,在虚线框中画出实验电路图。
(4)若测得金属丝的长度为L,直径为D,电阻为R,则金属丝的电阻率ρ=______(用所测物理量表示)。
【答案】(1)0.398##0.399##0.397
(2) ①. A ②. C ③. E
(3) (4)
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的读数为
【小问2详解】
[1]电源电压为3V,则电压表选V1(A),电流表选A1(C)。
[2]为了使电表示数调节范围大些,电路采用分压式,则滑动变阻器选R1(E)。
【小问3详解】
电路采用分压式;待测电阻较小一般采取外接,如图
【小问4详解】
金属丝横截面积为
联立电阻率公式,得
三、计算题(共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不给分。)
13. 如图所示,电源的电动势,内阻,两个定值电阻均为,平行板电容器的电容,初始状态开关断开,电路稳定后,求:
(1)电容器所带电荷量
(2)开关闭合至电路再次稳定,此过程流过电流表的电荷量
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
电容器两极板间的电压等于两端的电压,开关断开时,
电路中的总电流为
电容器的两极板间的电压为
此时电容器所带电荷量为
【小问2详解】
开关接通时两定值电阻并联,外电路电阻
电路中的总电流为
电容器的两极板间的电压为
此时电容器所带的电荷量为
此过程流过电流表的电荷量
14. 如图甲所示,垂直轴放置的两极板、间存在加速电场,电势差随时间变化的图像如图乙所示,极板附近有一离子源,不断释放初速为零、质量为、带电量为的正离子,经加速电场后,从坐标原点沿轴正方向进入第一和第四象限中的有界匀强电场,电场分布在直线下方,方向沿轴正方向。已知0时刻释放的离子离开边界时的坐标为,离子在加速电场中的运动时间远小于,不计离子的重力和离子之间的相互作用。求:
(1)在时间内释放的离子通过点时的速度大小范围;
(2)第一和第四象限内电场的场强大小;
(3)在时间内释放的离子从边界射出后,若用平行于轴方向的收集板全部收集,则收集板至少多长?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)0时刻进入加速电场的离子通过点时速度最小,时刻进入时速度最大,有
解得
因此,速度范围为
(2)根据0时刻释放的离子离开边界时的坐标为,有
联立得
(3)设与轴正向夹角为,当离子从上某一点离开时,有
则,即,设时刻释放的离子离开边界时坐标为,有
解得
容易论证,离子离开边界时的速度方向平行,它们的速度反向延长线各自交于轴方向位移的中点,由几何关系,离子离开边界后离子束在轴方向的宽度为,因此,收集板的长度至少为。
15. 一质量为m1=1 kg,带电荷量为q=+0. 5 C的小球以速度v0=3 m/s沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入,极板长0. 6 m,两极板间距为0.5 m,不计空气阻力,小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC,圆弧轨道ABC的形状为半径R<3m的圆截去了左上角127°的圆弧,CB为其竖直直径,在过A点竖直线OO′的右边界空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度为E=10 V/m,(g=10m/s2)求:
(1)两极板间的电势差大小U;
(2)欲使小球在圆弧轨道运动时不脱离圆弧轨道,求半径R的取值应满足的条件;
(3)若在B处放一个质量为m2光滑绝缘小球,且m2=m1,两球相碰为弹性正碰,若m2球能运动到圆弧轨道最高点,求圆弧轨道半径的范围。
【答案】(1)10 V ; (2)或;(3)
【解析】
【详解】(1)在 A 点
vy= v0tan 53°= 4m/s
带电粒子在平行板中
vy = at
解得
a= 20m/s2
又
m1g+Eq= m1a
U=Ed
得
U=10 V
(2)在A点速度
i.若小球不超过圆心等高处,根据功能关系
解得
ii.若小球能到达最高点C,根据功能关系
在 C 点
可得
可知
故圆弧轨道半径R的取值条件为
或
(3)m1球运动B处,根据机械能守恒
m1球与m2球是弹性碰撞且质量相等,根据动量和能量守恒知两者碰后交换速度
v1=0
v2=vB
对m2球能运动到C点应满足条件
解得
可得
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佳一中2026-2027学年度高二上学期期中考试
物理试题
本卷满分100分,考试时间75分钟。
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每个小题给出的四个选项中,第1- 7 题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 如图所示,把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中,甲电路两端的电压为8V,乙电路两端的电压为16V,调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光,此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2 ,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙则下列关系中正确的是( )
A. P甲<P乙 B. P甲>P乙 C. P1 >P2 D. P1=P2
2. 在如图所示的电路中,R1和R2为定值电阻,电表均为理想电表。保持电源电动势E和内电阻r不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动头向上移动时( )
A. 电压表示数变大,电流表示数变小
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数变小,电流表示数变小
D. 电压表示数变大,电流表示数变大
3. 如图甲所示,一绝缘半圆弧上均匀分布正电荷,在圆弧的圆心处激发的电场强度大小为,若截走左侧的,如图乙所示,若截走前后,段电荷分布未发生变化,则剩余圆弧在圆心处激发的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
4. 用电场线能直观、方便地比较电场中各点电场强度的强弱。如图甲是等量同种正点电荷形成电场的电场线,图乙是电场中的一些点。O是两电荷连线的中点,G、F是两电荷连线中垂线上的两点,OG=OF,B、C和A、D均是两电荷连线上相对O对称的点,不考虑重力,下列说法正确的是( )
A. A、D两点电场强度相同
B. 两电荷连线上的中垂线上O到G场强一直增大
C. 让一负电荷在G点只受电场力作用从G运动到F,则其加速度一定先变小再变大
D. 在G处放一负电荷,给其一垂直于纸面向里的初速度,负电荷可能做匀速圆周运动
5. 在轴上有两个点电荷、,其电场中电势在轴正半轴上分布如图所示。下列说法正确的有( )
A. 为负电荷,为正电荷
B. 电量大于的电量
C. 处的电势最低、电场强度也是最小的
D. 电量为的正检验电荷从移到无穷远的过程中,电场力做功为
6. 如图所示,电源电动势E=3V,小灯泡L标有“2V,0.4W”,开关S接1,当变阻器调到R=4Ω时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作。则下列判断正确的是( )
A. 电源内阻为2Ω B. 电动机的内阻为4Ω
C. 电动机的正常工作电压为0.8V D. 电动机的输出功率为0.16W
7. 如图所示,将氘核()和氦核()混合体从加速电压为的加速电场中的P点由静止释放,被加速后从B板的小孔射出沿C、D间的中线进入偏转电压为的偏转电场,两种粒子都能够从偏转电场的另一端射出。如果不计重力的影响,以下判断中正确的是( )
A. 氘核()飞出偏转电场的时间长
B. 氘核()偏向角更小
C. 氦核()射出偏转电场时的动能更大
D. 氦核()射出偏转电场时的速度更大
8. 如图,在平面直角坐标系的平面内存在与平面平行的匀强电场,一质量为、电量为的带正电粒子,从坐标原点处沿轴正方向以初速度射出,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,粒子经过点时速度大小为,运动到轴上的点时速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 、间的电势差为
B. 电场强度方向沿方向
C. 电场强度的大小
D. 粒子由到过程中,电势能变小
9. 如图所示,有一个未知电阻Rx,用图中(a)和(b)两种电路分别对它进行测量,用(a)图电路测量时,两表读数分别为6 V,6 mA,用(b)图电路测量时,两表读数分别为5.9 V,10 mA,则下列分析判断正确的是( )
A. (a)电路的测量值为1 kΩ,比真实值偏大,误差小
B. (a)电路的测量值为1 kΩ,比真实值偏大,误差大
C. (b)电路的测量值为590 Ω,比真实值偏小,误差小
D. (b)电路的测量值为590 Ω,比真实值偏小,误差大
10. 如图所示,倾角为30°的光滑绝缘斜面足够长,空间存在方向与斜面平行的匀强电场。质量为m,电荷量为的带电小球(可视为质点),从固定斜面底端A点由静止释放,经时间t,小球沿斜面上升到B点,此时撤去电场,又经过2t时间小球恰好回到初始位置A,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 带电小球上滑过程中撤去电场前后的加速度大小之比4:5
B. 撤去电场前小球从A到B电势能逐渐增加
C. 小球从底端A沿斜面上升到最高点的时间为
D. 撤去电场前A、B两点间的电势差为
二、实验题 (共16分)
11. 同学在“用电流传感器观察电容器的充、放电过程”实验中,按图(a)连接电路。实验中,电源的输出电压恒为 8V,有定值电阻、和,其中。
(1)若想用电流传感器观察电容器的充电过程,应把单刀双掷开关S接__________(填“1”或“2” ) 位置。
(2) 开关接“2” 时, 经过的电流方向为___________(填“a→b” 或“b→a” )。
(3) 将电容器充满电后,开关剥离至另一侧,观察电容器的放电过程。此时电流传感器记录的电流I随时间t变化图像如图(b)所示,则充满电的电容器的带电量约为_________ C (结果保留2位有效数字)。根据实验数据及实验中所用元件参数,本实验中所用的电容器最可能是下列图中的____________。
12. 某同学用伏安法测量一段金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量结果如图所示,其读数为______mm。
(2)已知该金属丝的阻值约为5Ω,除待测金属丝外,实验室还备有下列器材:
A. 电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ)
B. 电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ)
C. 电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.05Ω)
D. 电流表A2(量程0~3A,内阻约0.01Ω)
E. 滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A)
F. 滑动变阻器R2(0~100Ω,额定电流1A)
G. 直流电源E(输出电压3V,内阻不计)
H. 开关S,导线若干
为了减小测量误差,电压表应选用______,电流表应选用______,滑动变阻器应选用______(填器材前的字母)。
(3)根据所选器材,在虚线框中画出实验电路图。
(4)若测得金属丝的长度为L,直径为D,电阻为R,则金属丝的电阻率ρ=______(用所测物理量表示)。
三、计算题(共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不给分。)
13. 如图所示,电源的电动势,内阻,两个定值电阻均为,平行板电容器的电容,初始状态开关断开,电路稳定后,求:
(1)电容器所带电荷量
(2)开关闭合至电路再次稳定,此过程流过电流表的电荷量
14. 如图甲所示,垂直轴放置的两极板、间存在加速电场,电势差随时间变化的图像如图乙所示,极板附近有一离子源,不断释放初速为零、质量为、带电量为的正离子,经加速电场后,从坐标原点沿轴正方向进入第一和第四象限中的有界匀强电场,电场分布在直线下方,方向沿轴正方向。已知0时刻释放的离子离开边界时的坐标为,离子在加速电场中的运动时间远小于,不计离子的重力和离子之间的相互作用。求:
(1)在时间内释放的离子通过点时的速度大小范围;
(2)第一和第四象限内电场的场强大小;
(3)在时间内释放的离子从边界射出后,若用平行于轴方向的收集板全部收集,则收集板至少多长?
15. 一质量为m1=1 kg,带电荷量为q=+0. 5 C的小球以速度v0=3 m/s沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入,极板长0. 6 m,两极板间距为0.5 m,不计空气阻力,小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC,圆弧轨道ABC的形状为半径R<3m的圆截去了左上角127°的圆弧,CB为其竖直直径,在过A点竖直线OO′的右边界空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度为E=10 V/m,(g=10m/s2)求:
(1)两极板间的电势差大小U;
(2)欲使小球在圆弧轨道运动时不脱离圆弧轨道,求半径R的取值应满足的条件;
(3)若在B处放一个质量为m2光滑绝缘小球,且m2=m1,两球相碰为弹性正碰,若m2球能运动到圆弧轨道最高点,求圆弧轨道半径的范围。
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