精品解析:北京理工大学附属中学2026-2027学年高二上学期期中物理试题
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内容正文:
2026—2027学年度第一学期高二年级物理学科期中练习
考试时间90分钟
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项是正确的,选对得3分,选错或不选不得分)
1. 如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB,电势分别为、。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】电场线的疏密程度反映电场强度的大小,A处电场线比B处密集,因此
沿电场线方向电势逐渐降低,电场线指向左下方,因此
故选C。
2. 如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触,把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开( )
A. 此时A带正电,B带负电
B. 此时A、B带负电
C. 移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合
D. 先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合
【答案】C
【解析】
【详解】AB.带正电荷的物体C置于A附近时,由于静电感应,A带上负电,B带上正电,故AB错误;
C.移去C后,由于电荷间的相互作用,重新中和,导体A和B不带电,故贴在A、B下部的金属箔都闭合,故C正确;
D.先把A和B分开,A带负电,B带正电,移去C后两导体电荷不会中和,故贴在A、B下部的金属箔都不会闭合,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是α和β,且α<β,两小球在同一水平线上,由此可知( )
A. B球受到的库仑力较大,电荷量较大
B. B球的质量较大
C. B球受到的拉力较大
D. 两球接触后,再处于静止的平衡状态时,悬线的偏角α′、β′仍满足α′<β′
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据牛顿第三定律得:A球对B球的库仑力等于B球对A球的库仑力,无论两球电荷量是否相等所受库仑力都相等,故无法比较哪个电荷量较大,故A错误;
B.对小球A、B受力分析
根据平衡条件有
因α<β,所以mA>mB,故B错误;
C.根据平衡条件有
因α<β,所以B球受的拉力较小,故C错误;
D.两球接触后,再静止下来,两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α′、β′,对小球A、B受力分析,根据平衡条件有
因为mA>mB,所以α′<β′,故D正确。
故选D。
4. 如图甲所示直线是一条电场线,A、B是该线上的两点。一正电荷由A点以一定初速度沿电场线从A运动到B,运动过程中的图线如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. A、B两点的加速度相比一定是
B. A、B两点的电势相比一定是
C. A、B两点的场强大小相比一定是
D. 该电荷在两点的电势能大小相比一定是
【答案】B
【解析】
【详解】AC.由图可知,电荷运动的加速度不变
且由于电荷仅受电场力,故其所受电场力不变,电场不变,故A、B两点的场强大小相比一定是
该电场是匀强电场,故AC错误;
BD.由于电荷从A向B移动过程中,动能减小,故电场力做负功,其电势能增加,即该电荷在两点的电势能大小相比一定是
由电荷及其电势能的变化可知,正电荷在高电势处的电势能较大,故A、B两点的电势相比一定是
故D错误,B正确。
故选B。
5. 如图所示,A、B为两个等量异种点电荷连线上的两点(其中B为连线中点),C为连线中垂线上的一点.今将一带正电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C。下列说法中正确的是( )
A. A点的场强比C点的场强大
B. A点的电势比C点的电势低
C. 从A点移到B点的过程中,静电力对该试探电荷做负功
D. 从B点移到C点的过程中,该试探电荷的电势能减小
【答案】A
【解析】
【详解】等量异种电荷的电场线和等势面分布如图所示
A.等量异种点电荷的连线上B点电场强度最小,中垂线上B点电场强度最大,所以A点场强大于C点场强,A正确;
B.沿电场线方向电势降低,A点电势高于B点电势,等量异种点电荷连线的中垂线是等势面,C点电势等于B点电势,所以A点的电势比C点的电势高,B错误;
C.正电荷受到的电场力与电场线方向相同,所以将带正电的试探电荷从A移到B,电场力做正功,C错误;
D.等量异种点电荷连线的中垂线是等势面,将带正电的试探电荷从B点移到C点的过程中,该试探电荷的电势能不变,D错误。
故选A。
6. 如图所示,厚薄均匀的矩形金属片,边长,当与之间接入的电压为时,电流为,若与间接入的电压为时,其电流为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据电阻定律: ,可得
因为当与之间接入的电压为时,电流为,即
所以与间接入的电压为时,其电流为
因此ABC错误,D正确。
故选D。
7. 如图电路,电源内阻不可忽略,A、B两灯电阻相同,当滑动变阻器的滑动端P向下滑动时( )
A. 电灯A将变暗一些 B. 电灯B将变亮一些
C. 通过电源的电流减小 D. 电阻R中的电流减小
【答案】A
【解析】
【详解】AC.当滑动变阻器的滑动端P向下滑动时,其接入电阻减小,电路总电阻减小,据闭合电路欧姆定律可知,干路电流(通过电源的电流)增大,由
可知路端电压减小,则电灯A将变暗一些,故A正确,C错误;
BD.根据
流过电灯A的电流减小,可知流过电阻R的电流增大,电阻R两端电压增大,由于路端电压减小,可知电灯B的电压减小,电灯B将变暗一些,故BD错误。
故选A。
8. 如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板B与一静电计相接,极板A接地,静电计此时指针的偏角为。下列说法正确的是( )
A. 将极板A向左移动一些,静电计指针偏角不变
B. 将极板A向右移动一些,静电计指针偏角不变
C. 将极板A向上移动一些,静电计指针偏角变大
D. 在极板间插入一块玻璃板,静电计指针偏角变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.将极板A向左移动一些时,两极板间的距离d增大,根据电容的决定式
分析得知电容C减小,而电容器的电量Q不变,由电容的定义式
极板间的电势差U增大,所以静电计指针偏角θ变大,故A错误;
B.将极板A向右移动一些时,两极板间的距离d减小,根据电容的决定式
分析得知电容C增大,而电容器的电量不变,由电容的定义式
极板间的电势差减小,所以静电计指针偏角θ变小,故B错误;
C.将极板A向上移动一些,两极板正对面积S减小,根据电容的决定式
分析得知电容C减小,而电容器的电量Q不变,由电容的定义式
极板间的电势差U增大,所以静电计指针偏角θ变大,故C正确;
D.在极板间插入一块玻璃板,ɛ增大,电容增大,而电容器的电量不变,由电容的定义式
极板间的电势差减小,所以静电计指针偏角θ变小,故D错误。
故选C。
9. 如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻阻值的一半;R2的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A. 将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04A
B. 将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02A
C. 将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06A
D. 将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A
【答案】C
【解析】
【详解】当接线柱1、2接入电路时,R1与电流表并联,由于R1=,可知流过R1的电流为流过电流表电流的2倍,所以1、2接线柱间的电流为通过电流表电流的3倍,所以每一小格是原来的3倍,即为0.06 A,所以A、B错误;当接线柱1、3接入电路时,电流表与R1并联,然后再与R2串联,串联电阻对电流无影响,与1、2接入电路的效果一样,所以每一小格表示0.06 A,C正确,D错误.
10. 为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强,某同学进行了如下操作:取电场内某一位置为坐标原点O建立x轴,选取x轴上到O点距离为r的P点,以O为圆心、r为半径作圆,如图甲所示,从P点起沿圆周逆时针测量圆上各点的电势φ和转过的角度θ,可以用此数据绘制φ-θ图,当半径r分别取r0、2r0、3r0时,分别绘制出如图乙中所示的三条曲线,三条曲线均在时达到最大值,最大值分别为4φ0、3φ0、2φ0,下列说法正确的是( )
A. 曲线①对应的r取值为r0 B. 电场方向沿x轴正方向
C. 坐标原点O的电势为φ0 D. 电场强度的大小为
【答案】C
【解析】
【详解】B.电场强度方向从电势最高点指向电势最低点,根据图像,电场方向与x轴负方向成θ0角,B错误;
A.根据图像,曲线①的峰值最大,曲线①对应的r最大,取值为3r0,A错误;
C.根据曲线③的峰值为2φ0,最小值为0,因为是匀强电场,坐标原点O的电势为
C正确;
D.曲线③对应的半径为r0,电场强度的大小为
D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。全部选对得3分,漏选得2分,有错选或不选不得分)
11. 某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M点运动到N点,以下说法正确的是( )
A. 粒子是正电荷
B. 粒子受到的电场力为恒力
C. 粒子在M点的加速度小于在N点的加速度
D. 粒子在M点的动能小于在N点的动能
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.带电粒子在电场中运动时,受到的电场力的方向指向运动轨迹的内侧,由此可知,带电粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向上,所以此带电粒子为正电荷,A正确;
B C.由电场线的分布可知,电场线在N点较密,所以带电粒子在N点时受到的电场力大,在N点的加速度大,B错误,C正确;
D.由M点运动到N点的过程中,电场力对粒子做正功,所以粒子的动能增加,D正确。
故选ACD。
12. 如图在P板附近有电荷由静止开始向Q板运动,则以下解释正确的是( )
A. 到达Q板的速率与板间距离和加速电压两个因素有关
B. 到达Q板的速率与板间距离无关
C. 两板间距离越大,加速的时间越长,加速度越大
D. 若电荷的电压U、与电量q均变为原来的2倍,则到达Q板的速率变为原来的2倍
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据动能定理得
到达Q板的速率为
可知到达Q板的速率只与加速电压有关,与板间距离无关,故A错误,B正确;
C.根据运动学公式
由牛顿第二定律
可知两板间距离越大,加速的时间越长,加速度越小,故C错误;
D.到达Q板的速率为
故若电荷的电压U、与电量q均变为原来的2倍,则到达Q板的速率变为原来的2倍,故D正确。
故选BD。
13. 如图甲所示,某电场中的一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示,若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则在之后的运动中( )
A. 电子的电势能将增大
B. 电子将沿Ox方向运动
C. 电子运动的加速度先减小后增大
D. 电子运动的加速度先增大后减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.电子在电场力作用下做加速运动,电场力做正功,电子的电势能减小,故A错误;
B.从图像上看出沿x轴方向电势升高,电场线沿x轴负方向,电子受电场力方向沿x轴正方向,电子将沿Ox方向运动,故B正确;
CD.图线切线的斜率,反映电场强度的大小,图像中图线切线的斜率沿x轴方向先减小后增大,电场强度沿x轴方向先减小后增大,电子受到的电场力先减小后增大,电子运动的加速度先减小后增大,故C正确,D错误。
故选BC。
14. 如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12V,1.5A),甲的图线与横轴所成夹角为30°。下列说法正确的是( )
A. 甲元件的电阻为
B. 在A点,甲的电阻小于乙的电阻
C. 若将甲、乙元件串联,电流为1A时,甲、乙元件的总电压为13V
D. 若将甲、乙元件并联,两端电压为5V时,则每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.625C
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据图像可知,甲元件的电阻为
故A错误;
B. 在A点,甲、乙两元件的电压、电流相同,由欧姆定律可知,甲的电阻等于乙的电阻,故B错误;
C.若将甲、乙元件串联,电流为1A时,此时甲元件的电压为
由图像可知,乙元件的电压为,则甲、乙元件的总电压为
故C正确;
D.若将甲、乙元件并联,两端电压为5V时,此时通过甲元件的电流
由图像可知,通过乙元件的电流为,则干路总电流为
则每秒通过干路某一横截面的电荷量为
故D正确。
故选CD。
15. 图甲为某电源的图线,图乙为某小灯泡的图线的一部分,则下列说法中正确的是( )
A. 电源的内阻为
B. 当小灯泡两端的电压为时,它的电阻约为
C. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的两端的电压约为
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据闭合电路欧姆定律变形
可得图像与纵轴的交点表示电动势,图像斜率的大小表示内阻,根据甲图电动势为
内阻为
故A正确;
B.根据乙图可知当小灯泡两端的电压为时,电流为,根据欧姆定律可得
故B错误;
CD.把电源和小灯泡组成闭合回路,将在乙中作该电源对应的图象,如图所示
两曲线的交点即小灯泡的电压、电流,根据图像读数有
,
所以,小灯泡的功率为
故C正确,D错误。
故选AC。
三、实验填空题(本题共2小题,每问2分,共18分)
16. 把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所连接。先使开关S与1端相连,电源向电容器充电;然后把开关S掷向2端,电容器放电。与电流传感器相连接的计算机(图中未画出)可记录电流随时间变化曲线,逆时针的电流流向为正值。
(1)电容器在充电过程中,下列关于其电容C与所带电荷量Q之间的关系图像,正确的选项是( )
A. B. C. D.
(2)图乙是某次实验中电流传感器所记录的曲线,请判断该曲线记录的是电容器的______过程(选填“充电”或“放电”)。
【答案】 ①. C ②. 充电
【解析】
【详解】(1)[1]电容器的电容与带电量无关,取决于自身的结构,故电容不随电量变化而变化。
故选C。
(2)[2]电流为正值,逆时针方向,与电源方向一致,所以在形成电流曲线1的过程中,电容器在充电,电容器带电量逐渐变大。
17. 电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径,示数如左上图所示,可知其直径为________mm;用游标卡尺测其长度,示数如右上图所示,可知其长度为________mm。
(2)其电阻约为6 Ω。为了减小实验误差,需进一步用伏安法测量圆柱体的电阻,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,滑动变阻器采用分压式接法。除待测圆柱体Rx外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表V1(量程3 V,内阻约为15 kΩ)
B.电压表V2(量程15 V,内阻约为75 kΩ)
C.电流表A(量程0.6 A,内阻约为1 Ω)
D.滑动变阻器R1(阻值范围0~5 Ω,2.0 A)
E.滑动变阻器R2(阻值范围0~2000 Ω,0.1 A)
F.直流电源(电动势为3 V)
G.开关S,导线若干
则电压表应选__________,滑动变阻器应选__________。(均填器材前的字母代号A到G)
(3)为要求测量尽可能准确,请将下图实验电路补充完整。
(4)实验测出圆柱体的电阻为R,圆柱体横截面的直径为D,长度为L,则圆柱体电阻率为__________。(用D、L、R表示)
(5)关于本实验的误差,下列说法正确的是________。
A. 对圆柱体的直径多次测量求平均值,可消除误差
B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C. 利用电流I随电压U的变化图线求Rx可减小偶然误差
【答案】(1) ①. 0.434##0.435##0.436 ②. 42.40
(2) ①. A ②. D
(3) (4)
(5)C
【解析】
【小问1详解】
[1]用螺旋测微器测量其横截面直径为0.01mm×43.5=0.435mm;
[2]用游标卡尺测其长度为42mm+0.05mm×8=42.40mm
【小问2详解】
[1][2]因电源电动势为3V,则电压表应选A;滑动变阻器要接成分压电路,则应选阻值较小的D。
【小问3详解】
因,可知应采用电流表外接电路;滑动变阻器接成分压电路,电路连线如图:
【小问4详解】
根据
可得
【小问5详解】
A.对圆柱体的直径多次测量求平均值,可减小偶然误差,但不能消除误差,A错误;
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差,B错误;
C.利用电流I随电压U的变化图线求Rx可减小偶然误差,C正确。
故选C。
四、计算论述题(本题共4小题,共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
18. 如图所示,在电场强度的匀强电场中,同一条电场线上A、B两点之间的距离。将电荷量的点电荷放在电场中的A点。
(1)在图中画出点电荷在A点受到的电场力F的方向;
(2)求该点电荷在A点受到的电场力F的大小;
(3)若将该点电荷从A点移到B点,求该过程中,点电荷所受电场力做的功W。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据正点电荷所受的电场力方向与电场方向相同,画出该点电荷在A点所受电场力F的方向,如图所示:
【小问2详解】
该电荷在A点受到的电场力的大小为
【小问3详解】
将该点电荷从A点移到B点过程中,电场力做正功,即
19. 中子流是高能物理研究的对象之一,假定高速中子流控制为圆柱体粒子流,其横截面积为S,每个中子的能量均为e,中子流的运动速度为u。若中子流单位体积内所包含的中子数叫做中子数密度,记为A,则在一段时间内沿运动方向:
(1)通过中子流截面的中子数N是多少?
(2)单位时间通过中子流截面的能量E是多大?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在内,中子沿束流方向匀速运动,位移为。这段时间内通过截面的中子,恰好是初始时位于截面上游、长度为的一段圆柱体内的中子,该圆柱体的体积为
由中子数密度的定义,这段圆柱体内的中子数为
【小问2详解】
每个中子的能量均为,故内通过截面的总能量为
题中表示单位时间通过截面的能量,即中子流的能量传输功率,因此
20. 如图所示,电源的电动势,电阻,电动机绕组的电阻,电键S1始终闭合。当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525 W;当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336 W,求:
(1)电源的内电阻r;
(2)当电键S2闭合时流过电源的电流I;
(3)电动机的输出功率。
【答案】(1)1Ω (2)26A
(3)1606W
【解析】
【小问1详解】
当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525 W,则可得I1=5A
根据闭合电路的欧姆定律可知
解得r=1Ω
【小问2详解】
当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336 W,可知R1两端的电压
流过电源的电流
【小问3详解】
通过电动机的电流
电动机的输出功率
21. XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,XCT扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图,其中产生X射线部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内为偏转元件中的匀强偏转电场S;经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到水平圆形靶台上的中心点P,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)。
已知电子的质量为m,带电荷量为e,MN两端的电压为U0,偏转场区域水平宽度为L0,竖直高度足够长,MN中电子束距离靶台竖直高度为H,忽略电子的重力影响,不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度,不计空气阻力。
(1)求电子刚进入偏转场时的速度大小;
(2)若偏转场S为在竖直平面内竖直向上的匀强电场,当偏转电场强度为E时电子恰好能击中靶台P点。而仪器实际工作时,电压U0会随时间成正弦规律小幅波动,波动幅度为,如图丙所示。电子通过加速电场的时间远小于加速电压U0的变化周期,不考虑加速电场变化时产生的磁场,在此情况下,为使电子均能击中靶台,求靶台的最小直径。
(3)如图丙所示,电压波动幅度为,周期为T。这将导致电子打在靶台上形成一条线,已知一个周期T时间内从小孔射出的电子数为N1,若X射线可看成由一种特殊的粒子(光子)组成,设每个打在靶台上的电子平均激发k个X射线光子,求靶台上单位长度的线上平均产生的X射线光子数N2。(电子通过加速电场的时间远小于加速电压U0的变化周期,不考虑加速电场变化时产生的磁场)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电子在加速电场中由静止开始加速,只有电场力做功,由动能定理得
解得电子刚进入偏转场时的速度大小
【小问2详解】
电子进入偏转场后做类平抛运动:水平方向以速度做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度
电子在偏转场中运动的时间
射出偏转场时竖直方向的偏移量
射出偏转场时竖直方向的分速度
设偏转场右边界到靶台中心点的水平距离为,电子射出偏转场后做匀速直线运动,这段运动中竖直方向的位移
电子从进入偏转场到击中靶台,竖直方向的总位移为,由几何关系得
即
解得
当加速电压由变为时,设电子落点与点的水平距离为
同理可得
即落点偏移量与电压的变化量成正比
题述电压波动幅度为,即加速电压在与之间按正弦规律变化
故电子在靶台上扫描出的线长
为使所有电子都能击中靶台,靶台的直径至少等于扫描线长
故靶台的最小直径
【小问3详解】
一个周期内从小孔射出的个电子全部打在靶台上,每个电子平均激发个X射线光子,故一个周期内产生的X射线光子数
这些电子在靶台上扫描出的线长
故靶台上单位长度的线上平均产生的X射线光子数
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2026—2027学年度第一学期高二年级物理学科期中练习
考试时间90分钟
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项是正确的,选对得3分,选错或不选不得分)
1. 如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB,电势分别为、。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触,把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开( )
A. 此时A带正电,B带负电
B. 此时A、B带负电
C. 移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合
D. 先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合
3. 如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是α和β,且α<β,两小球在同一水平线上,由此可知( )
A. B球受到的库仑力较大,电荷量较大
B. B球的质量较大
C. B球受到的拉力较大
D. 两球接触后,再处于静止的平衡状态时,悬线的偏角α′、β′仍满足α′<β′
4. 如图甲所示直线是一条电场线,A、B是该线上的两点。一正电荷由A点以一定初速度沿电场线从A运动到B,运动过程中的图线如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. A、B两点的加速度相比一定是
B. A、B两点的电势相比一定是
C. A、B两点的场强大小相比一定是
D. 该电荷在两点的电势能大小相比一定是
5. 如图所示,A、B为两个等量异种点电荷连线上的两点(其中B为连线中点),C为连线中垂线上的一点.今将一带正电的试探电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C。下列说法中正确的是( )
A. A点的场强比C点的场强大
B. A点的电势比C点的电势低
C. 从A点移到B点的过程中,静电力对该试探电荷做负功
D. 从B点移到C点的过程中,该试探电荷的电势能减小
6. 如图所示,厚薄均匀的矩形金属片,边长,当与之间接入的电压为时,电流为,若与间接入的电压为时,其电流为( )
A. B. C. D.
7. 如图电路,电源内阻不可忽略,A、B两灯电阻相同,当滑动变阻器的滑动端P向下滑动时( )
A. 电灯A将变暗一些 B. 电灯B将变亮一些
C. 通过电源的电流减小 D. 电阻R中的电流减小
8. 如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板B与一静电计相接,极板A接地,静电计此时指针的偏角为。下列说法正确的是( )
A. 将极板A向左移动一些,静电计指针偏角不变
B. 将极板A向右移动一些,静电计指针偏角不变
C. 将极板A向上移动一些,静电计指针偏角变大
D. 在极板间插入一块玻璃板,静电计指针偏角变大
9. 如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻阻值的一半;R2的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A. 将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04A
B. 将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02A
C. 将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06A
D. 将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A
10. 为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强,某同学进行了如下操作:取电场内某一位置为坐标原点O建立x轴,选取x轴上到O点距离为r的P点,以O为圆心、r为半径作圆,如图甲所示,从P点起沿圆周逆时针测量圆上各点的电势φ和转过的角度θ,可以用此数据绘制φ-θ图,当半径r分别取r0、2r0、3r0时,分别绘制出如图乙中所示的三条曲线,三条曲线均在时达到最大值,最大值分别为4φ0、3φ0、2φ0,下列说法正确的是( )
A. 曲线①对应的r取值为r0 B. 电场方向沿x轴正方向
C. 坐标原点O的电势为φ0 D. 电场强度的大小为
二、多项选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。全部选对得3分,漏选得2分,有错选或不选不得分)
11. 某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M点运动到N点,以下说法正确的是( )
A. 粒子是正电荷
B. 粒子受到的电场力为恒力
C. 粒子在M点的加速度小于在N点的加速度
D. 粒子在M点的动能小于在N点的动能
12. 如图在P板附近有电荷由静止开始向Q板运动,则以下解释正确的是( )
A. 到达Q板的速率与板间距离和加速电压两个因素有关
B. 到达Q板的速率与板间距离无关
C. 两板间距离越大,加速的时间越长,加速度越大
D. 若电荷的电压U、与电量q均变为原来的2倍,则到达Q板的速率变为原来的2倍
13. 如图甲所示,某电场中的一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示,若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则在之后的运动中( )
A. 电子的电势能将增大
B. 电子将沿Ox方向运动
C. 电子运动的加速度先减小后增大
D. 电子运动的加速度先增大后减小
14. 如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12V,1.5A),甲的图线与横轴所成夹角为30°。下列说法正确的是( )
A. 甲元件的电阻为
B. 在A点,甲的电阻小于乙的电阻
C. 若将甲、乙元件串联,电流为1A时,甲、乙元件的总电压为13V
D. 若将甲、乙元件并联,两端电压为5V时,则每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.625C
15. 图甲为某电源的图线,图乙为某小灯泡的图线的一部分,则下列说法中正确的是( )
A. 电源的内阻为
B. 当小灯泡两端的电压为时,它的电阻约为
C. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的两端的电压约为
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为
三、实验填空题(本题共2小题,每问2分,共18分)
16. 把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所连接。先使开关S与1端相连,电源向电容器充电;然后把开关S掷向2端,电容器放电。与电流传感器相连接的计算机(图中未画出)可记录电流随时间变化曲线,逆时针的电流流向为正值。
(1)电容器在充电过程中,下列关于其电容C与所带电荷量Q之间的关系图像,正确的选项是( )
A. B. C. D.
(2)图乙是某次实验中电流传感器所记录的曲线,请判断该曲线记录的是电容器的______过程(选填“充电”或“放电”)。
17. 电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径,示数如左上图所示,可知其直径为________mm;用游标卡尺测其长度,示数如右上图所示,可知其长度为________mm。
(2)其电阻约为6 Ω。为了减小实验误差,需进一步用伏安法测量圆柱体的电阻,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,滑动变阻器采用分压式接法。除待测圆柱体Rx外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表V1(量程3 V,内阻约为15 kΩ)
B.电压表V2(量程15 V,内阻约为75 kΩ)
C.电流表A(量程0.6 A,内阻约为1 Ω)
D.滑动变阻器R1(阻值范围0~5 Ω,2.0 A)
E.滑动变阻器R2(阻值范围0~2000 Ω,0.1 A)
F.直流电源(电动势为3 V)
G.开关S,导线若干
则电压表应选__________,滑动变阻器应选__________。(均填器材前的字母代号A到G)
(3)为要求测量尽可能准确,请将下图实验电路补充完整。
(4)实验测出圆柱体的电阻为R,圆柱体横截面的直径为D,长度为L,则圆柱体电阻率为__________。(用D、L、R表示)
(5)关于本实验的误差,下列说法正确的是________。
A. 对圆柱体的直径多次测量求平均值,可消除误差
B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C. 利用电流I随电压U的变化图线求Rx可减小偶然误差
四、计算论述题(本题共4小题,共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
18. 如图所示,在电场强度的匀强电场中,同一条电场线上A、B两点之间的距离。将电荷量的点电荷放在电场中的A点。
(1)在图中画出点电荷在A点受到的电场力F的方向;
(2)求该点电荷在A点受到的电场力F的大小;
(3)若将该点电荷从A点移到B点,求该过程中,点电荷所受电场力做的功W。
19. 中子流是高能物理研究的对象之一,假定高速中子流控制为圆柱体粒子流,其横截面积为S,每个中子的能量均为e,中子流的运动速度为u。若中子流单位体积内所包含的中子数叫做中子数密度,记为A,则在一段时间内沿运动方向:
(1)通过中子流截面的中子数N是多少?
(2)单位时间通过中子流截面的能量E是多大?
20. 如图所示,电源的电动势,电阻,电动机绕组的电阻,电键S1始终闭合。当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525 W;当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336 W,求:
(1)电源的内电阻r;
(2)当电键S2闭合时流过电源的电流I;
(3)电动机的输出功率。
21. XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,XCT扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图,其中产生X射线部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内为偏转元件中的匀强偏转电场S;经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到水平圆形靶台上的中心点P,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)。
已知电子的质量为m,带电荷量为e,MN两端的电压为U0,偏转场区域水平宽度为L0,竖直高度足够长,MN中电子束距离靶台竖直高度为H,忽略电子的重力影响,不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度,不计空气阻力。
(1)求电子刚进入偏转场时的速度大小;
(2)若偏转场S为在竖直平面内竖直向上的匀强电场,当偏转电场强度为E时电子恰好能击中靶台P点。而仪器实际工作时,电压U0会随时间成正弦规律小幅波动,波动幅度为,如图丙所示。电子通过加速电场的时间远小于加速电压U0的变化周期,不考虑加速电场变化时产生的磁场,在此情况下,为使电子均能击中靶台,求靶台的最小直径。
(3)如图丙所示,电压波动幅度为,周期为T。这将导致电子打在靶台上形成一条线,已知一个周期T时间内从小孔射出的电子数为N1,若X射线可看成由一种特殊的粒子(光子)组成,设每个打在靶台上的电子平均激发k个X射线光子,求靶台上单位长度的线上平均产生的X射线光子数N2。(电子通过加速电场的时间远小于加速电压U0的变化周期,不考虑加速电场变化时产生的磁场)
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