精品解析：北京市首都师范大学附属育新学校2026-2027学年高二上学期期中物理试题(等级考)

首师大附属育新学校2026-2027学年度第一学期期中练习 高二物理（等级考） 本试卷满分100分，考试时间90分钟。 第一部分 一、单项选择题（本题共12题，每题3分，共计36分，每题只有一个选项符合题意） 1. 电子伏特（符号：eV）属于下列哪一个物理量的单位（ ） A. 能量 B. 电压 C. 电流 D. 电荷量 2. 关于下列四个现象，说法正确的有（ ） A. 甲图中，该女生和带电的金属球带有不同种性质的电荷 B. 乙图中，超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服 C. 丙图中，在燃气灶中安装电子点火器，是利用了摩擦起电的原理 D. 丁图中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人体的静电 3. 如图是某电场区域的电场线分布，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是（　　） A. A点的电场强度最大 B. C点的电势最高 C. 把一个点电荷依次放在这三点，它在C点受到的静电力最大 D. 带负电的点电荷在B点所受静电力的方向与B点的场强方向相同 4. 如图所示为等量异号点电荷周围电场线的分布图，图中M点是两点电荷连线的中点，N点和M点到正电荷的距离相等．若M、N两点电场强度的大小分别为EM和EN，电势分别为φM和φN，则 （ ） A. EM >EN，φM >φN B. EM >EN，φM <φN C. EM =EN，φM >φN D. EM =EN，φM <φN 5. 在某静电场中把一个电荷量为+q的检验电荷从电场中A点移到无限远处时，电场力做功为W，则检验电荷在A点的电势能以及电场中A点的电势分别为（　　） A. B. C. D. 6. 为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的金属小球，如图所示。实验前他们都不带电，实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电。以下说法正确的是（　　） A. 若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则B的箔片带负电 B. 若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则B的箔片不会带电 C. 使D接触C的外表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 D. 使D接触C的内表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 7. 如图所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置。设两极板的正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为，平行板电容器的电容为C。实验中极板所带电荷量可视为不变，则下列关于实验的分析正确的是（　　） A. 保持d不变，减小S，则C变小，变小 B. 保持d不变，减小S，则C变大，变大 C. 保持S不变，增大d，则C变小，变大 D. 保持S不变，增大d，则C变大，变大 8. 把一个架在绝缘座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，导体表面上感应电荷的分布如图所示，这时导体（　　） A. 导体内部场强为零 B. A 端的电势比 B 端的电势高 C. A 端的电势与 B 端的电势低 D. 导体内部电场线从 A 端指向 B 端 9. 如图所示，与静电场中的等势线类似，在地理学中，将同一高度上气压相等的点连接起来形成等压线，若相邻等压线之间的气压差相等，则等压线越密，气压随水平距离变化越快。大气作水平运动会形成风，若没有其他外力的作用，风向沿气压降低最快的方向。若图示为某时刻某地区的平面等压线图（图中数字的单位是百帕），下列说法正确的是（　　） A. A处气压随水平距离变化比B处慢 B. A处气压随水平距离变化快慢与B处相同 C. 若没有其他外力的作用，A处风向沿等压线方向 D. 若没有其他外力的作用，A处风向垂直于等压线 10. 如图所示，电子在电势差为的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，电子重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏移量变大的方案是（　　） A. 变大，变大 B. 变小，变大 C. 变大，变小 D. 变小，变小 11. 一正点电荷只受静电力作用，从静电场中的点由静止释放。在它沿直线运动到点的过程中，动能随位移变化的关系图像如图所示。该电场的电场线分布应是（　　） A. B. C. D. 12. 如图甲所示，直线是某电场中的一条电场线，若在点放置一初速度为零的质子，质子仅在电场力作用下，沿直线由运动到过程中速度随时间变化的图像如图乙所示。则下列说法中正确的是（ ） A. 点的电场强度一定小于点的电场强度 B. 电场方向一定是从指向 C. 从到，在连续相等的间距内，电势减小量越来越大 D. 质子从到的过程中，在连续相等的时间间隔内，电场力的冲量越来越小 二、多项选择题（本题共4题，每题4分，共计16分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得3分，错选或不答得0分。 13. 2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功研制出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即。下列说法正确的是（　　） A. 电导率的单位是Ω－1·m－1 B. 超导材料的电导率为零 C. 材料的电导率与材料的形状有关 D. 材料的电导率越大，其导电性能越好 14. 如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论正确的是（　　） A. 甲表是电流表，R增大时量程增大 B. 甲表是电流表，R增大时量程减小 C. 乙表是电压表，R增大时量程减小 D. 乙表是电压表，R增大时量程增大 15. 如图所示为密立根油滴实验示意图。实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场中。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 静电力做正功 B. 重力和静电力的合力做正功 C. 重力势能的减少量小于动能的增加量 D. 重力势能的减少量大于电势能的增加量 16. 如图所示，一对竖直放置的平行金属板A、B构成电容器，电容为C，电容器的A板接地，A板中间有一小孔S，B板不带电。被加热的灯丝K不断地释放电子（初速度可忽略不计），电子经过电压为U0的电场加速后通过小孔S，电子到达B板后被吸收，稳定后电容器所带电荷量为Q。设电子的电荷量大小为e，不计电子重力以及电子间的相互作用力，下列说法正确的是（　　） A. 最终B板的电势低于灯丝K的电势 B. B板最多吸收个电子 C. 电子从灯丝K运动到B板的过程中，电势能一直减小 D. 若增大A、B板间的距离，则稳定后电容器所带电荷量小于Q 第二部分 三、实验题（本题有2个小题，共12分） 17. 用伏安法准确测量约5Ω金属丝的电阻，实验中提供的器材有开关、若干导线及下列器材： A.电源（） B.电压表（量程，内阻约） C.电流表（量程，内阻约） D.电流表（量程，内阻约） E.滑动变阻器（最大阻值约为） 为使金属丝的电压调节范围大，并使测量结果尽量准确，上面器材中电流表应选用__________（填器材前的字母）。测量电路选用下图中的__________。 18. 把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成图1所示的电路进行实验，观察电容器充、放电过程。 （1）先将开关S接1，观察到电流表示数（　　） A. 逐渐增大到某一值后保持不变 B. 逐渐增大到某一值后迅速减小 C. 迅速增大到某一值后保持不变 D. 迅速增大到某一值后逐渐减小 （2）待电压表示数稳定后，将开关S接2，测得电流随时间变化的图线如图2所示。则放电过程中通过的电荷量_____（结果保留2位有效数字）。 （3）该同学在分析数据时，用电容与充电后电压表稳定示数的乘积求出电荷量，他发现与有明显差异。多次重复实验发现这种差异总是存在。请判断_____（选填“”或“<”），产生这一差异是由于_____的影响（选填“电流表”、“电压表”或“电阻”）。 四、计算论证题（本题共4小题，共36分。解答时请写出必要的文字、方程式和演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。） 19. 铜的电阻率，单位体积的自由电子数，电子所带电量。一根长、横截面积的铜棒，两端电势差，求： （1）铜棒的电阻； （2）通过铜棒的电流； （3）自由电子定向移动的速率。 20. 如图甲装置为直线加速器原理，多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值。此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央有一个电子由静止开始加速，沿中心轴线进入圆筒1。为使电子运动到圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。已知电子质量为、电荷量为、电压绝对值为、周期为，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计，求： （1）电子刚出第1个圆筒瞬间速度大小？ （2）电子刚出第8个圆筒瞬间速度大小？ （3）第7个圆筒和第8个圆筒长度之比？ 21. 如图所示，电容为，极板间距离为的平行板电容器充电后水平放置，上极板带正电，下极板正中有一小孔。质量为、电荷量为的小球（可视为质点）从距小孔正下方处以初速度竖直上抛，穿过小孔到达上极板处速度恰为零。空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为。求： （1）小球到达小孔处的速度； （2）电容器所带电荷量； （3）电容器两极板间电场强度。 22. 利用电场来控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。如图1所示为电子枪的结构示意图，电子从炽热的金属丝发射出来，在金属丝和金属板之间加以电压，发射出的电子在真空中加速后，沿电场方向从金属板的小孔穿出做直线运动。已知电子的质量为，电荷量为，不计电子重力及电子间的相互作用力。设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。 （1）求电子从金属板小孔穿出时的速度的大小； （2）示波器中的示波管是利用电场来控制带电粒子的运动。如图2所示，和为间距为的两个偏转电极，两板长度均为，极板右侧边缘与屏相距，为两极板间的中线并与屏垂直，点为电场区域的中心点。接（1），从金属板小孔穿出的电子束沿射入电场中，若两板间不加电场，电子打在屏上的点。为了使电子打在屏上的点，与相距。则需要在两极板间加多大的电压； 23. 为了更加精细描述导体内电流的分布情况，人们定义了“电流密度”j。某点处的电流密度，大小为垂直于该点处电流方向上单位面积内的电流大小，方向为该点处的电流方向。 （1）如图1所示，圆柱形长直均匀金属导体的横截面积为S，将其左、右截面接入直流电路，稳定后内部有大小为I且分布均匀的电流。求导体内的电流密度大小。 （2）如图2所示，分界面MN以下是半无限大的均匀导体区域，在MN上的P点处埋有一半球形电极，半径可忽略不计，大小为I的电流通过电极打入导体内，在各个方向上均匀分散并流向无穷远处。 a.求导体内到电极距离为r的点处的电流密度大小； b.可以看出，上一问中的电流密度分布规律，与点电荷的场强分布规律是相似的，试利用这一相似性，解决下面的问题：如图3所示，在MN上到P点距离为2l的O点处再埋一个相同的半球形电极，两电极接入直流电路，稳定后电路中的电流大小为I。求导体内PQ中垂线上到中点距离为l的点处的电流密度大小和方向。 （3）小亮同学认为，通有恒定电流的直导线不应该产生焦耳热，并结合图1给出了自己的理解：请你判断小亮的分析是否正确，并说明理由。 设电子质量为m，在导体柱内从左向右定向移动，平均速度为v 经过一小段时间△t，流入左截面1的电子个数为△N1 这些电子具有定向移动的总动能为 同理，流出右截面2的电子具有定向移动的总动能为 由于导体中通有恒定电流，应有△N1=△N2，所以△E1=△E2 即流入截面1的总动能等于流出截面2的总动能，电子无动能损失，所以不产生焦耳热。 24. 如图所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。 （1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图甲中画出变阻器阻值R变化过程中U - I图像的示意图，并说明图像与两坐标轴交点的物理意义； （2）已知滑动变阻器的最大阻值大于电源的内阻，在图乙中定性画出电源输出功率P与滑变电阻R的关系曲线，并标注出极值点的坐标； （3）通过分析说明，在图丙中画出电源输出功率P与路端电压U的关系曲线；在图丁中画出电源释放的总功率P总与路端电压U的关系曲线。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 首师大附属育新学校2026-2027学年度第一学期期中练习 高二物理（等级考） 本试卷满分100分，考试时间90分钟。 第一部分 一、单项选择题（本题共12题，每题3分，共计36分，每题只有一个选项符合题意） 1. 电子伏特（符号：eV）属于下列哪一个物理量的单位（ ） A. 能量 B. 电压 C. 电流 D. 电荷量 【答案】A 【解析】 【详解】A．研究微观带电粒子在电场中的运动时，常用电子伏特（eV）做能量单位。1eV等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能，而若电场中a、b两点间的电势差为1V，将一电子从a点移到b点，电子克服电场力做功为1eV 即电子伏特是能量单位，故A正确； B．电压的单位是伏特，故B错误； C．电流的单位是安培，故C错误； D．电荷量的单位是库仑，故D错误。 故选A。 2. 关于下列四个现象，说法正确的有（ ） A. 甲图中，该女生和带电的金属球带有不同种性质的电荷 B. 乙图中，超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服 C. 丙图中，在燃气灶中安装电子点火器，是利用了摩擦起电的原理 D. 丁图中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人体的静电 【答案】D 【解析】 【详解】A．女生与带电金属球接触后，电荷会发生转移，女生和金属球带同种电荷，头发因带同种电荷相互排斥而散开，故A错误； B．进行超高压带电作业时，电力工人应穿用导电材料制成的均压服，使人体处于等电位状态并起到静电屏蔽作用，故B错误； C．电子点火器利用高电压使电极间放电产生电火花来点燃燃气，并非利用摩擦起电，故C错误； D．加油前触摸静电释放器，可使人体上的静电荷经导电通路传至大地，避免产生电火花，故D正确。 故选D。 3. 如图是某电场区域的电场线分布，A、B、C是电场中的三个点，下列说法正确的是（　　） A. A点的电场强度最大 B. C点的电势最高 C. 把一个点电荷依次放在这三点，它在C点受到的静电力最大 D. 带负电的点电荷在B点所受静电力的方向与B点的场强方向相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场线的疏密程度可以表示场强的大小，所以图中C点的电场强度最大，故A错误； B．沿着电场线的方向电势降低，所以A点的电势最高，故B错误； C．带电粒子在静电场中受到的静电力公式为 由于C点的电场强度最大，所以点电荷在C点受到的静电力最大，故C正确； D．带负电的电荷在电场中受到的静电力与电场强度方向相反，故D错误。 故选C。 4. 如图所示为等量异号点电荷周围电场线的分布图，图中M点是两点电荷连线的中点，N点和M点到正电荷的距离相等．若M、N两点电场强度的大小分别为EM和EN，电势分别为φM和φN，则 （ ） A. EM >EN，φM >φN B. EM >EN，φM <φN C. EM =EN，φM >φN D. EM =EN，φM <φN 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，M点周围的磁感线比N点周围的密一些，故EM >EN， MN点都在一个圆上，但是这个圆不是等势面，根据电场线疏密代表场强可知，正电荷到M点的电场强度大一些，故由U=Ed，则正电荷与M点的电压降低得要多一些，故M点的电势低于N点的电势，φM <φN。 故选B。 考点：电场强与电场强度和电势． 5. 在某静电场中把一个电荷量为+q的检验电荷从电场中A点移到无限远处时，电场力做功为W，则检验电荷在A点的电势能以及电场中A点的电势分别为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功，则由题意可得 根据电势的定义可得 故选A。 6. 为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的金属小球，如图所示。实验前他们都不带电，实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电。以下说法正确的是（　　） A. 若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则B的箔片带负电 B. 若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则B的箔片不会带电 C. 使D接触C的外表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 D. 使D接触C的内表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则C以及与C连接的B的箔片都带正电，故A错误； B．若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则C以及与C连接的B的箔片都带正电，故B错误； C．C带电，但电荷分布在外表面，若使D接触C的外表面，D带电；然后接触A，则A带电，可知操作若干次，观察到A的箔片张角变大，故C正确； D．C带电，但电荷分布在外表面，若使D接触C的内表面，D不带电；然后接触A，A不能带电；可知操作若干次，观察到A的箔片张角不变，故D错误。 故选C。 7. 如图所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置。设两极板的正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为，平行板电容器的电容为C。实验中极板所带电荷量可视为不变，则下列关于实验的分析正确的是（　　） A. 保持d不变，减小S，则C变小，变小 B. 保持d不变，减小S，则C变大，变大 C. 保持S不变，增大d，则C变小，变大 D. 保持S不变，增大d，则C变大，变大 【答案】C 【解析】 【详解】A B．保持d不变，减小S，由 则C变小，再由 电容器的电容与电源断开，Q不变，则U增大，静电计就是测电势差的，变大，故AB错误； CD．保持S不变，增大d，由 则C变小，再由 Q不变，则U增大，变大，故C正确，D错误。 故选C。 8. 把一个架在绝缘座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，导体表面上感应电荷的分布如图所示，这时导体（　　） A. 导体内部场强为零 B. A 端的电势比 B 端的电势高 C. A 端的电势与 B 端的电势低 D. 导体内部电场线从 A 端指向 B 端 【答案】A 【解析】 【详解】AD．枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致导体内部电荷重新分布，在导体两端出现如图所示等量异种电荷，静电平衡时在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，使得导体内部电场强度处处为零，导体内部无电场线可言，故A正确，D错误； CD．处于静电平衡的导体是等势体，表面是等势面，所以A 端的电势等于 B 端的电势。故BC错误。 故选A。 9. 如图所示，与静电场中的等势线类似，在地理学中，将同一高度上气压相等的点连接起来形成等压线，若相邻等压线之间的气压差相等，则等压线越密，气压随水平距离变化越快。大气作水平运动会形成风，若没有其他外力的作用，风向沿气压降低最快的方向。若图示为某时刻某地区的平面等压线图（图中数字的单位是百帕），下列说法正确的是（　　） A. A处气压随水平距离变化比B处慢 B. A处气压随水平距离变化快慢与B处相同 C. 若没有其他外力的作用，A处风向沿等压线方向 D. 若没有其他外力的作用，A处风向垂直于等压线 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图可知，处等压线比处密，故处气压随水平距离变化比处快，故A错误，B错误。 CD．沿等压线方向气压不变，气压降低最快的方向垂直于等压线，所以在没有其他外力作用时，处风向垂直于等压线，故C错误，D正确。 故选D。 10. 如图所示，电子在电势差为的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，电子重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏移量变大的方案是（　　） A. 变大，变大 B. 变小，变大 C. 变大，变小 D. 变小，变小 【答案】B 【解析】 【详解】设平行极板的长度为，板间距离为，电子的电荷量绝对值为、质量为，电子经加速电场后速度为。由动能定理有 解得 电子在偏转电场中的加速度大小为 在极板间运动的时间为 电子射出平行板区时的偏移量为== 可知与成正比、与成反比，故变小、变大时，一定变大。 故选B。 11. 一正点电荷只受静电力作用，从静电场中的点由静止释放。在它沿直线运动到点的过程中，动能随位移变化的关系图像如图所示。该电场的电场线分布应是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由动能定理可知，图像的斜率表示静电力沿运动方向的分力，图像斜率恒定且动能随位移增大，说明静电力大小不变、方向由指向。正电荷所受静电力方向与电场方向相同，因此该处电场方向由指向且场强大小不变，电场线应为等间距的平行直线。 故选A。 12. 如图甲所示，直线是某电场中的一条电场线，若在点放置一初速度为零的质子，质子仅在电场力作用下，沿直线由运动到过程中速度随时间变化的图像如图乙所示。则下列说法中正确的是（ ） A. 点的电场强度一定小于点的电场强度 B. 电场方向一定是从指向 C. 从到，在连续相等的间距内，电势减小量越来越大 D. 质子从到的过程中，在连续相等的时间间隔内，电场力的冲量越来越小 【答案】D 【解析】 【详解】由图乙可知，质子从静止开始沿直线由运动到，速度不断增大，且图像的斜率逐渐减小，说明加速度逐渐减小。 A．根据牛顿第二定律有 加速度减小，说明电场强度逐渐减小，因此点的电场强度大于点的电场强度，故A错误； B．质子从静止开始向点运动，电场力方向由指向。质子带正电，电场方向与电场力方向相同，所以电场方向由指向，故B错误； C．电场方向由指向，沿电场线方向电势降低。且从到电场强度逐渐减小，根据可知，连续相等的间距内电势差逐渐减小，因此电势减小量越来越小，故C错误； D．根据动量定理，电场力的冲量大小为 由图乙可知，在连续相等的时间间隔内速度增量越来越小，所以电场力的冲量越来越小，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共4题，每题4分，共计16分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得3分，错选或不答得0分。 13. 2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功研制出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即。下列说法正确的是（　　） A. 电导率的单位是Ω－1·m－1 B. 超导材料的电导率为零 C. 材料的电导率与材料的形状有关 D. 材料的电导率越大，其导电性能越好 【答案】AD 【解析】 【详解】A. 电阻率单位是Ω·m，电导率的单位是Ω－1·m－1，A正确； BD. 电阻率越小，电导率越大，导电性能越好，故超导材料的电导率很大，B错误，D正确； C. 电导率是材料的属性，与形状无关，C错误。 故选AD。 14. 如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论正确的是（　　） A. 甲表是电流表，R增大时量程增大 B. 甲表是电流表，R增大时量程减小 C. 乙表是电压表，R增大时量程减小 D. 乙表是电压表，R增大时量程增大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．甲表是灵敏电流计并联分流电阻，是电流表，R增大时分流较小，量程减小，A错误B正确； CD．乙表是灵敏电流计串联分压电阻，是电压表，分压电阻R增大时量程增大，D正确C错误。 故选BD。 15. 如图所示为密立根油滴实验示意图。实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场中。若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动。在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 静电力做正功 B. 重力和静电力的合力做正功 C. 重力势能的减少量小于动能的增加量 D. 重力势能的减少量大于电势能的增加量 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由于下极板带负电，带负电的油滴受电场力向上，因此静电力做负功，故A错误； B．由于向下加速运动，合力向下，因此重力和静电力的合力做正功，故B正确； C．根据能量守恒，减小的重力势能一部分增加了电势能，一部分增加了油滴的动能，因此重力势能的减少量大于动能的增加量，故C错误； D．重力做正功等于重力势能的减小量，电场力做负功等于电势能的增加量，由于重力大于电场力，因此重力做的功大于电场力做功，即重力势能的减少量大于电势能的增加量，故D正确。 故选BD。 16. 如图所示，一对竖直放置的平行金属板A、B构成电容器，电容为C，电容器的A板接地，A板中间有一小孔S，B板不带电。被加热的灯丝K不断地释放电子（初速度可忽略不计），电子经过电压为U0的电场加速后通过小孔S，电子到达B板后被吸收，稳定后电容器所带电荷量为Q。设电子的电荷量大小为e，不计电子重力以及电子间的相互作用力，下列说法正确的是（　　） A. 最终B板的电势低于灯丝K的电势 B. B板最多吸收个电子 C. 电子从灯丝K运动到B板的过程中，电势能一直减小 D. 若增大A、B板间的距离，则稳定后电容器所带电荷量小于Q 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由能量守恒及动能定理得 即 可知B板的电势和灯丝K的电势相等，故A错误； B．A、B板间的最大电压为 可知B板的最大电荷量为 B板最多吸收的电子个数为，故B正确； C．由能量守恒定律可知，在第一个电子被B板吸收后，电子由灯丝K运动到A板过程，动能增大，电势能减小，由A板运动到B板过程，动能减小，电势能增大，故C错误； D．因为电源的电动势不变即电压U0不变，所以A、B板间的最大电压UAB不变，若增大A、B板间的距离，则由可知电容减小，故电容器所带的电荷量小于Q，故D正确。 故选BD。 第二部分 三、实验题（本题有2个小题，共12分） 17. 用伏安法准确测量约5Ω金属丝的电阻，实验中提供的器材有开关、若干导线及下列器材： A.电源（） B.电压表（量程，内阻约） C.电流表（量程，内阻约） D.电流表（量程，内阻约） E.滑动变阻器（最大阻值约为） 为使金属丝的电压调节范围大，并使测量结果尽量准确，上面器材中电流表应选用__________（填器材前的字母）。测量电路选用下图中的__________。 【答案】 ①. C ②. 甲 【解析】 【详解】[1]电源为，待测电阻约，则电路中最大电流不超过，所以选择量程的电流表，故选C。 [2]使金属丝的电压从零开始增大，应采用分压法；由于，，，所以应采用电流表外接法，故甲正确，乙丙丁错误。 故选甲。 18. 把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成图1所示的电路进行实验，观察电容器充、放电过程。 （1）先将开关S接1，观察到电流表示数（　　） A. 逐渐增大到某一值后保持不变 B. 逐渐增大到某一值后迅速减小 C. 迅速增大到某一值后保持不变 D. 迅速增大到某一值后逐渐减小 （2）待电压表示数稳定后，将开关S接2，测得电流随时间变化的图线如图2所示。则放电过程中通过的电荷量_____（结果保留2位有效数字）。 （3）该同学在分析数据时，用电容与充电后电压表稳定示数的乘积求出电荷量，他发现与有明显差异。多次重复实验发现这种差异总是存在。请判断_____（选填“”或“<”），产生这一差异是由于_____的影响（选填“电流表”、“电压表”或“电阻”）。 【答案】（1）D （2） （3） ①. < ②. 电压表 【解析】 【小问1详解】 当开关S接1时，电容器开始充电。初始时刻，电容器极板上无电荷，两端电压为0，此时电路中的充电电流最大。随着电容器极板上的电荷量逐渐增加，其两端电压逐渐升高，与电源电压的差值逐渐减小，导致充电电流逐渐减小，直至电容器充满电，电流降为0。因此，电流表示数会迅速增大到某一值后逐渐减小。可知D符合题意。 故选D。 【小问2详解】 I—t图像与坐标轴所围面积表示电荷量，所以通过电阻R的电荷量为 【小问3详解】 [1][2]因为有电压表的存在，所以在放电时总有一部分电荷经过电压表放电，电容器所带电荷量不能全部经过电阻R，所以，产生这一差异是由于电压表的影响。 四、计算论证题（本题共4小题，共36分。解答时请写出必要的文字、方程式和演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。） 19. 铜的电阻率，单位体积的自由电子数，电子所带电量。一根长、横截面积的铜棒，两端电势差，求： （1）铜棒的电阻； （2）通过铜棒的电流； （3）自由电子定向移动的速率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据电阻定律，有铜棒的电阻为 【小问2详解】 根据欧姆定律，有通过铜棒的电流 【小问3详解】 由电流的微观解释可得电流强度 由（2）可知，电流强度 联立解得自由电子定向移动的速率 20. 如图甲装置为直线加速器原理，多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值。此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央有一个电子由静止开始加速，沿中心轴线进入圆筒1。为使电子运动到圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。已知电子质量为、电荷量为、电压绝对值为、周期为，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计，求： （1）电子刚出第1个圆筒瞬间速度大小？ （2）电子刚出第8个圆筒瞬间速度大小？ （3）第7个圆筒和第8个圆筒长度之比？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由动能定理 解得 【小问2详解】 电子进入第个圆筒时，经过次加速，根据动能定理 解得 即 【小问3详解】 由于不计电子通过圆筒间隙的时间，则电子在圆筒内做匀速直线运动的时间恰好是半个周期，则 解得 21. 如图所示，电容为，极板间距离为的平行板电容器充电后水平放置，上极板带正电，下极板正中有一小孔。质量为、电荷量为的小球（可视为质点）从距小孔正下方处以初速度竖直上抛，穿过小孔到达上极板处速度恰为零。空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为。求： （1）小球到达小孔处的速度； （2）电容器所带电荷量； （3）电容器两极板间电场强度。 【答案】（1），方向竖直向上 （2） （3），方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 小球做竖直上抛运动，则根据竖直上抛运动的规律有 解得小球到达小孔处的速度为 【小问2详解】 设电容器两极板间的电压为，对小球从初始位置到运动到上极板的过程由动能定理 解得 则根据电容的定义式可知，电容器所带电荷量为 【小问3详解】 由得 即 方向竖直向下。 22. 利用电场来控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。如图1所示为电子枪的结构示意图，电子从炽热的金属丝发射出来，在金属丝和金属板之间加以电压，发射出的电子在真空中加速后，沿电场方向从金属板的小孔穿出做直线运动。已知电子的质量为，电荷量为，不计电子重力及电子间的相互作用力。设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。 （1）求电子从金属板小孔穿出时的速度的大小； （2）示波器中的示波管是利用电场来控制带电粒子的运动。如图2所示，和为间距为的两个偏转电极，两板长度均为，极板右侧边缘与屏相距，为两极板间的中线并与屏垂直，点为电场区域的中心点。接（1），从金属板小孔穿出的电子束沿射入电场中，若两板间不加电场，电子打在屏上的点。为了使电子打在屏上的点，与相距。则需要在两极板间加多大的电压； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 电子在电场中运动，根据动能定理有 解得电子穿出小孔时的速度为 【小问2详解】 电子进入偏转电场做类平抛运动，在垂直于极板方向做匀加速直线运动。设电子刚离开电场时垂直于极板方向偏移的距离为y，根据匀变速直线运动规律有 根据牛顿第二定律有 电子在水平方向做匀速直线运动，有L=v0t 联立解得 由图可知 解得 23. 为了更加精细描述导体内电流的分布情况，人们定义了“电流密度”j。某点处的电流密度，大小为垂直于该点处电流方向上单位面积内的电流大小，方向为该点处的电流方向。 （1）如图1所示，圆柱形长直均匀金属导体的横截面积为S，将其左、右截面接入直流电路，稳定后内部有大小为I且分布均匀的电流。求导体内的电流密度大小。 （2）如图2所示，分界面MN以下是半无限大的均匀导体区域，在MN上的P点处埋有一半球形电极，半径可忽略不计，大小为I的电流通过电极打入导体内，在各个方向上均匀分散并流向无穷远处。 a.求导体内到电极距离为r的点处的电流密度大小； b.可以看出，上一问中的电流密度分布规律，与点电荷的场强分布规律是相似的，试利用这一相似性，解决下面的问题：如图3所示，在MN上到P点距离为2l的O点处再埋一个相同的半球形电极，两电极接入直流电路，稳定后电路中的电流大小为I。求导体内PQ中垂线上到中点距离为l的点处的电流密度大小和方向。 （3）小亮同学认为，通有恒定电流的直导线不应该产生焦耳热，并结合图1给出了自己的理解：请你判断小亮的分析是否正确，并说明理由。 设电子质量为m，在导体柱内从左向右定向移动，平均速度为v 经过一小段时间△t，流入左截面1的电子个数为△N1 这些电子具有定向移动的总动能为 同理，流出右截面2的电子具有定向移动的总动能为 由于导体中通有恒定电流，应有△N1=△N2，所以△E1=△E2 即流入截面1的总动能等于流出截面2的总动能，电子无动能损失，所以不产生焦耳热。 【答案】（1）；（2）a.；b.大小为，方向平行PQ连线向右；（3）不正确。电荷从截面1到截面2，电场力做正功，原子间实碰撞阻力做负功，二者大小相同，所以电荷动能不变。但只要和原子碰撞，就有内能产生。 【解析】 【详解】（1）根据电流密度的定义可知 （2）a．电流均匀分布在以电极为球心、r为半径的半球面上，则导体内到电极距离为r的点处的电流密度大小 b．若只存在电极P，则P在该点处产生的电流密度为 若只存在电极Q，则Q在该点处产生的电流密度为 方向如图所示： 将两电流密度矢量合成，即为实际的电流密度，大小为 方向平行PQ连线向右。 （3）略。 24. 如图所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。 （1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图甲中画出变阻器阻值R变化过程中U - I图像的示意图，并说明图像与两坐标轴交点的物理意义； （2）已知滑动变阻器的最大阻值大于电源的内阻，在图乙中定性画出电源输出功率P与滑变电阻R的关系曲线，并标注出极值点的坐标； （3）通过分析说明，在图丙中画出电源输出功率P与路端电压U的关系曲线；在图丁中画出电源释放的总功率P总与路端电压U的关系曲线。 【答案】（1）图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流； （2）（3） 【解析】 【详解】（1）U–I图像如图甲所示 其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流； （2）电路中的电流强度为 输出电功率 当 即R=r时输出功率最大，最大电功率 则电源输出功率P与滑变电阻R的关系曲线； （3）根据 图像为抛物线；当电源输出功率最大时，路端电压只有电动势的一半，随路端电压的增加，输出功率逐渐减小，当路端电压等于电动势时，输出功率为零，则P-U图像如图； 电源的总功率电源的总功率为 由此可知，电源总功率与路端电压成一次函数关系 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $