精品解析:上海市莘庄中学2026-2027学年高二上学期11月期中物理试题
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内容正文:
上海市莘庄中学2026学年第一学期高二年级期中考试
物理等级考试卷
考生注意:
1、试卷满分100分,考试时间60分钟。
2、本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写考生信息。作答必须写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
3、本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个及以上的选项,但不可全选;未特别标注的选择类试题,每小题只能选一个选项。
4、本试卷标注“计算”“简答”的试题,在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
5、除特殊说明外,本卷所用重力加速度大小均取。
一、静电现象
静电现象在生活中十分常见,比如摩擦过的梳子可以吸引细小水流,冬天脱毛衣的时候常会听到“噼噼啪啪”的声音,并伴有“小火星”。人们可以利用静电,也要防范静电带来的危害。
1. 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,和橡胶棒摩擦过的毛皮也带正电。如果将均不带电的毛皮与玻璃棒摩擦,它们___________(选填“能”或“不能”)各自带电。
2. 不能用“同种电荷相互排斥”来解释的现象是( )
A. B.
C. D.
3. 18世纪中叶以前,研究带电体之间的静电力遇到三大困难:一是带电体上的电荷分布、带电体之间的距离难以确定,解决办法是建立___________模型;二是静电力非常小,难以测量,库仑采用___________装置解决了这一难题;三是电荷量大小的量度,库仑利用电荷在两个相同金属球之间___________(选填“等量”或“不等量”)分配的原理实现了电荷量的成倍变化,最终得到静电力作用规律。
4. 在氯化钠晶体结构中相邻的一价钠离子与一价氯离子之间的距离。它们之间的静电力大小为___________。(提示:一价正离子电荷量,静电力常量,结果保留2位有效数字)
如图所示为某种静电喷涂装置的原理图,接上高压电源后,装置的两极间产生强电场,虚线表示电场的等差等势面,实线表示该电场的部分电场线。
5. (作图)请根据图中信息标出电场线方向;
6. 根据图中信息,电荷量为的正电荷在a点受到的电场力___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)在b点受到的电场力;若a、b两点的电势分别为,则将电荷量为的正电荷由a移动到b的过程中,电场力做的功为___________(用已知物理量字母表示)。
7. 带电量分别为、和的点电荷固定在等边三角形的三个顶点上,构成一带电体。将其先后置于如图(a)、(b)所示的匀强电磁场和非匀强电场中,该带电体受到的电场力大小分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】1. 能 2. D
3. ①. 点电荷 ②. 扭秤 ③. 等量
4.
5. 6. ①. 大于 ②.
7. D
【解析】
【1题详解】
不同物质的原子核束缚核外电子的能力不同,原本不带电的毛皮和玻璃棒摩擦时,电子会发生转移,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带等量负电,因此二者可以各自带电。
【2题详解】
带电玻璃棒靠近另一根带电玻璃棒使其转动、验电器金属箔片张开、静电斥力使头发散开都属于同种电荷相互排斥的现象,都符合题意;雷电是强电场下的空气放电现象,不能用同种电荷相互排斥解释,不符合题意。
故选D。
【3题详解】
[1]当带电体自身大小远小于研究的距离时,可建立点电荷理想模型,规避电荷分布、距离难以确定的问题。
[2]库仑通过扭秤装置,将微弱的静电力放大为可观测的扭转角度,实现了小力的测量。
[3]两个完全相同的金属球接触时,电荷会等量分配,库仑利用该规律实现了电荷量的成倍改变,最终得到库仑定律。
【4题详解】
根据库仑定律
【5题详解】
电场线总是垂直于等势面,且由高电势指向低电势,高压电源正极接发射极、负极接吸板,因此电场线方向从发射极指向吸板,如图。
【6题详解】
[1]电场线的疏密表示电场强度大小,a点位置的电场线比b点更密集,因此,由电场力公式可知,正电荷在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力。
[2]根据电场力做功与电势差的关系,正电荷从a移动到b时,电场力做功。
【7题详解】
三个点电荷在如图(a)、(b)所示的电场中受力如图,在匀强电场中三个力的矢量和为零,即
在非匀强电场中,由图知三个点电荷所在位置的电场强度大小不同,根据电场线的疏密表示场强,即,则有沿x轴的分量平衡,沿y轴的分量小于,总电场力的矢量和不为零,即。
故选D。
二、密立根油滴实验
美国物理学家密立根通过实验首次测定了元电荷。实验方法是通过调节电场使油滴受力平衡,从而计算出油滴的电荷量。经过大量实验,密立根发现所有油滴的电荷量均为某个最小固定值的整数倍。
8. 实验装置如图甲所示,能在两极板之间悬浮的油滴带___________电(选填“正”或“负”)。如果该油滴质量为,所在位置处电场强度为,则该油滴所带电荷量___________。实验中两极板间距为(视为匀强电场),电压加至时,两极板间的电场强度大小为___________N/C。若该油滴所受电场力与电荷量可在图中用a点表示,则另一电荷量为的油滴在图中可能由___________点表示(选填“b”、“c”或“d”)。
9. 两个靠得很近的平行金属板构成电容器,将它连成如图乙所示的电路。闭合开关,先将开关拨到1,这时电容器开始___________(选填“放电”或“充电”),一段时间后再将拨到2,通过小灯的电流方向为___________(选填“A到B”或“B到A”);实验测得一个电容为的电容器充电完成后两端电势差为,则在它放电过程中经过灯泡的总电荷量为___________C。
10. 一长为的绝缘细线,上端固定,下端拴一质量为、电荷量为的带正电的小球,处于如图所示水平向右的匀强电场中。先将小球拉至A点,使细线水平。然后释放小球,当细线与水平方向夹角为时,小球到达B点且速度恰好为零。求A、B两点间的电势差___________,电场强度大小___________。
11. 一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿竖直方向。两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a和b,从电容器边缘的点(如图)以相同的水平速度射入两平行板之间。测得a和b与电容器的撞击点到入射点之间的水平距离之比为。若不计重力,则a和b的比荷之比是( )
A. B. C. D.
12. 某带电粒子转向器的横截面如图所示,转向器中有辐向电场。粒子从M点射入,沿着由半径分别为和的圆弧平滑连接成的虚线(等势线)运动,并从虚线上的N点射出,虚线处电场强度大小分别为和,则,和,应满足( )
A. B. C. D.
【答案】8. ①. 负 ②. ③. ④.
9. ①. 充电 ②. 到 ③.
10. ①. ②. 11. D 12. A
【解析】
【8题详解】
[1]由图甲可知,极板间电场的方向自上极板指向下极板,油滴受力平衡,油滴受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力,即电场力的方向与电场方向相反,所以油滴带负电;
[2]油滴在两极板间受力平衡,有
解得
[3]根据匀强电场中电势差与电场强度的关系,有
[4]由电场强度定义式,可得,即在电场中的一点,电荷所受的电场力与电荷的带电量成正比,所以在图像中,不同的电荷放在同一点所受的电场力为一条过原点的直线,油滴所受电场力与电荷量可在图中用a点表示,则另一电荷量为的油滴在图中可能由点表示。
【9题详解】
[1]闭合开关,先将开关拨到1,这时电容器与电源相连,电源给电容器充电;
[2]电容器充电完成后,右极板带正电,左极板带负电,将开关拨到2,电容器开始放电,正电荷从右极板流向左极板,即流过小灯的电流方向为到。
[3]放电过程中经过灯泡的总电荷量即为极板总的带电量,由电容定义式,可得。
【10题详解】
[1]小球由运动到的过程中,根据动能定理,有
解得;
[2]根据匀强电场中电势差与电场强度的关系,有。
【11题详解】
带电粒子从电容器边缘的点以水平速度射入两平行板之间,带电粒子做类平抛运动,在水平方向有
在竖直方向有
在匀强电场中,带电粒子的加速度
联立解得
由题意可知,不同的带正电的粒子a和b的竖直位移、带电粒子所在电场的电场强度和进入电场的初速度都相同,所以带电粒子的比荷与成反比,所以测得a和b与电容器的撞击点到入射点之间的水平距离之比为,若不计重力,则a和b的比荷之比是。
故选D。
【12题详解】
带电粒子在转向器中做匀速圆周运动,则有
带电粒子沿着半径为的圆弧运动时,有
带电粒子沿着半径为的圆弧运动时,有
则,和,满足.
故选A。
三、电能的使用
电给人们的生产生活带来了极大的便利,炎炎夏日里可以使用电扇、空调:冷冷冬日里可以使用电热水袋、热水器。在使用电能时应该提高效率,以减少资源的浪费;还要注意用电安全。
13. 电源电动势是衡量___________力做功本领的物理量;电动机在正常工作时,将电能转化为___________。
14. 在一个三口之家中,共有10盏白炽灯,倘若使用照明亮度相近的灯代替,每年可因此节约___________元电费。(保留3位有效数字,假设每盏灯平均每天照明时间为,一年按365天算,家庭电费为0.61元/kW·h)
15. 一照明灯泡电路图如图所示,开关闭合后,电灯不亮,但用测电笔测试a点和b点均见氖管发光。则电灯不亮的原因可能是( )
A. 电厂停电 B. 灯丝断了
C. 供电线路某处火线断路 D. 供电线路某处零线断路
某品牌电热水袋的电路原理图如图所示。电压恒定,发热丝置于液体中。正常工作时指示灯呈现绿色,出现故障时指示灯不亮或呈现红色。
16. 当指示灯因烧断而不能正常发光时,发热丝每小时产生的热量将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17. 某同学想探究亮红灯和亮绿灯时电压的差异,找到同一型号的指示灯、一个恒压源、一个多用电表,正确的连接方式是( )
A. B.
C. D.
18. 如图电路中,闭合电键。当电键断开时,电流表读数为;当电键闭合时,电流表读数为。则该电路中电源的电动势为( )
A. B. C. D.
19. 恒压电源的内阻可视为零,普通电源的内阻不可忽略。为判别一电源是哪种电源,某同学连接了如图所示实验电路,并断开电键,设想通过观察电键闭合后的电流表作出判断。此方案( )
A. 无效。因为无论是哪种电路,电流表示数都变大
B. 无效。因为无论是哪种电路,电流表示数都变小
C. 有效。若是恒压电源,电流表示数不变,若是普通电源,则电流表示数变大
D. 有效。若是恒压电源,电流表示数不变,若是普通电源,则电流表示数变小
【答案】13. ①. 非静电 ②. 机械能和内能##机械能和热能
14. 15. D
16. 不变 17. C 18. B 19. D
【解析】
【13题详解】
[1]电动势的定义:非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫作电源的电动势。电源电动势是衡量非静电力做功本领的物理量。
[2]电动机为非纯电阻,电动机正常工作时,将电能转化为机械能和内能(热能)。
【14题详解】
盏白炽灯每年的照明消耗的电能为
盏灯每年的照明消耗的电能为
节约的电费为
【15题详解】
A.电厂停电,所有点都不会让氖管发光,故A错误;
B.灯丝断了,b点无法连通火线,测电笔测b点不发光,故B错误;
C.供电线路某处火线断路,测电笔测a点不发光,故C错误;
D.开关闭合后,电灯不亮,但用测电笔测试a点和b点均见氖管发光。a点在火线上,发光本来就正常;b点本来属于零线,正常情况下氖管不发光,现在它发光,说明b点通过灯泡、开关连通到火线,但是电流没法流回零线,故D正确。
故选D。
【16题详解】
指示灯和电阻串联,再和发热丝并联,发热丝两端电压恒为。
由焦耳定律
可得指示灯烧断前后,发热丝每小时产生的热量不变。
【17题详解】
多用电表测电压:电流从红表笔流入,黑表笔流出;红表笔接高电势(靠近电源正极一侧),黑表笔接低电势(靠近电源负极一侧),并且电压表要并联在指示灯两端。
故选C。
【18题详解】
当电键断开时,外部电路的总电阻
根据闭合回路欧姆定律得
当电键闭合时,外部电路的总电阻
根据闭合回路欧姆定律得
解得,
故选B。
【19题详解】
和并联在电源两端,恒压电源的内阻可视为零,其两端电压不随外部电阻的阻值变化而变化,电流表与串联,根据欧姆定律得,电键闭合前后所在支路的电流不变,则电键闭合前后电流表示数不变。
若电源为普通电源,内阻不可忽略,则电键闭合后,和并联电阻小于电阻,则电路总电阻变小,根据闭合回路欧姆定律得,电路干路电流增大,内阻对应的电压增大,外部电路的电压下降,和并联在电源两端,则所在支路的电流下降,电流表示数变小。
故选D。
四、电子吊秤
物理兴趣小组的同学用一根拉力敏感电阻丝制作电子吊秤。他们按图甲所示电路设计了一个简易“吊秤”,通过光滑绝缘环可吊起重物。
已知:E=3V,r=1Ω;毫安表电阻RA=50Ω;不吊重物时,电阻丝电阻R0=100Ω。
20. 电源是闭合电路的重要元件,干电池所标“1.5V”表示( )
A. 每一个电子经过电池时有1.5J化学能转化为电能
B. 每1s电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能
C. 每1C电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能
21. 某实验小组在测该电阻丝的电阻率时,先用________________(填仪器名称)直接测出电阻丝横截面直径为d,再用伏安法测出长度为L的电阻丝阻值为R。用以上测量值计算电阻率的表达式是ρ=____________。
22. 不吊重物时,闭合开关,调节R1,当R1=________Ω时,毫安表指针满偏至10mA;此时电源的总功率为________W,拉力敏感电阻丝的热功率为________W。
23. 不吊重物时,闭合开关,调节R1使毫安表指针满偏的操作可视为吊秤的“调零”过程。调零结束后,保持R1滑片位置不变。接着在环下吊上重物,如图乙所示,已知电阻丝B端或A端每增加1N拉力,其阻值将增加0.5Ω。则吊上重物之后,毫安表中电流的示数将________(选填“减小”、“不变”或“增大”),AB两端电压将________(选填“减小”、“不变”或“增大”)。当毫安表示数为5mA时,电阻丝对B端的拉力为________N。如果将毫安表盘作为重物质量表盘标上质量示数,则________侧质量示数更大(选填“左”或“右”)。
【答案】20. C 21. ①. 游标卡尺 ②.
22. ①. 149 ②. 0.03 ③. 0.01
23. ①. 减小 ②. 增大 ③. 600 ④. 左
【解析】
【20题详解】
电源中每1C电荷经过电池时非静电力做的功,所以干电池所标“1.5V”表示每1C电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能.
故选C。
【21题详解】
[1]测电阻丝的电阻率时,先用游标卡尺直接测出电阻丝横截面直径。
[2]该电阻丝的横截面积为
根据电阻定律
可知该电阻丝的电阻率为
【22题详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律
解得
[2][3]根据电功率的表达式可知电源的总功率为
拉力敏感电阻丝的热功率为
【23题详解】
[1]吊上重物后,电阻丝的阻值变大,,电路中的总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知毫安表的示数减小;
[2]根据闭合电路欧姆定律可知AB两端的电压为
当I减小时AB两端的电压增大。
[3]当毫安表示数为5mA时,根据
可知
每增加1N拉力,其阻值将增加0.5Ω,所以电阻丝对B端的拉力为600N。
[4]对结点进行受力分析,根据共点力平衡得
解得
拉力与电阻的关系为
根据闭合电路欧姆定律得
根据上式可知当所挂重物得质量越小时毫安表的示数越大,所以毫安表盘作为重物质量表盘标上质量示数时,毫安表的满偏值处为质量表盘的零刻度线,因此重物质量表盘标上左侧示数更大。
五、地球的磁场
地球可以看作一个天然的大磁体。地磁场对人类的生存和活动都有着重要意义,如利用它为航海、行军导航,利用地磁场的分布特征寻找矿藏等。
24. 地球表面上水平放置的指南针可以“指南”,相关解释正确的是( )
A. 地球表面磁场方向由南向北,指南针静止时极指向北方
B. 地球表面磁场方向由南向北,指南针静止时极指向南方
C. 地球表面磁场方向由北向南,指南针静止时极指向北方
D. 地球表面磁场方向由北向南,指南针静止时极指向南方
某同学受奥斯特和安培实验的启发,产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下:
25. 如图甲所示,让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板,以导线为中心在纸板上任意作直线ab、cd,在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时,直线上关于导线对称的两处小磁针极指向___________(选填“相同”或“相反”)。改变电流大小,小磁针指向将___________(选填“变化”或“不变”);
26. (作图)请在图乙中画出通电长直导线周围的磁感线平面分布图。(要求:画出三条磁感线)
据测量,地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为。某校物理兴趣小组估测磁体附近磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上。如图丁所示,开关断开,小磁针静止时极指向处于水平面内坐标系中的轴正方向。闭合开关后,发现小磁针极的指向与轴正方向的夹角为。
27. 1 T=1___________(用国际单位制基本单位表示);
28. (作图)请在图上标明螺线管上导线的绕向;
29. (计算)求该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小。
在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中,装置如图所示。
30. 在螺线管通电前___________(选填“需要”或“不需要”)对磁传感器调零。
31. 某同学第一次实验时,将磁传感器探管从螺线管a端逐渐插入,记录磁传感器读数与磁传感器插入螺线管内部的距离,绘制图线I;第二次实验时,减小通过螺线管的电流,并将探管从螺线管b端逐渐插入,记录数据并在同一坐标系内绘制图线Ⅱ,Ⅰ、Ⅱ图线描述可能正确的是( )
A. B.
C. D.
32. 如图所示,两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同方向相反的电流,a受到的磁场力大小为,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到的磁场力大小变为,则此时b受到的磁场力大小变为( )
A. B. C. D.
33. 如图所示,两平行光滑导轨相距,并与水平面成夹角,竖直向下的匀强磁场的磁感应强度,将一个质量的导体棒与导轨相互垂直地搁在导轨上。为了使导体棒能静止在导轨上,导体棒内电流大小应如何?
【答案】24. A 25. ①. 相反 ②. 不变
26. 27.
28. 29.
30. 需要 31. C 32. A
33. 3.75A
【解析】
【24题详解】
地球的地磁南极位于地理北极附近,地磁北极位于地理南极附近,因此地球表面的地磁场方向由南向北;根据磁场的基本性质,小磁针静止时N极的指向与磁场方向一致,因此指南针N极指向北方。
故选A。
【25题详解】
[1]通电直导线周围的磁场分布是以直导线为圆心的同心圆,所以直线上关于导线对称的两处磁场方向相反,则小磁针N极指向相反。
[2]小磁针的指向由磁场方向决定,改变电流大小只会改变磁感应强度的大小,不会改变磁场的环绕方向,因此小磁针指向不变。
【26题详解】
根据右手螺旋定则可知,通电长直导线周围的磁感线平面分布如答案图所示。
【27题详解】
磁感应强度定义式
结合力的单位,推导得
【28题详解】
根据题意可知,螺线管轴线上的磁场方向沿x轴正方向,所以螺线管上导线的绕向如答案图所示。
【29题详解】
地磁场水平分量,沿y轴正方向,螺线管产生的磁场沿x轴正方向,合磁场与y轴夹角为45°,因此
解得
【30题详解】
通电前地磁场会对磁传感器产生示数干扰,需要先调零,抵消地磁场的影响,保证后续测量的是螺线管单独产生的磁感应强度。
【31题详解】
将磁传感器探管从螺线管a端逐渐插入和探管从螺线管b端逐渐插入,两次的B值一次为正,一次为负。第二次实验时,因为减小了通过螺线管的电流,B的最大值将减小。且d=0时,B不等于零。
故选C。
【32题详解】
初始状态反向平行电流相互排斥,a受到b的磁场力大小为,方向设为正方向;则b受到a的磁场力为。加入垂直平面的匀强磁场后,a、b电流方向相反,设匀强磁场对a、b的安培力分别为、,则a受到的磁场力大小变为
对应b受到的磁场力变为
故选A。
【33题详解】
沿导轨方向导体棒受力平衡
解得
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上海市莘庄中学2026学年第一学期高二年级期中考试
物理等级考试卷
考生注意:
1、试卷满分100分,考试时间60分钟。
2、本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写考生信息。作答必须写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
3、本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个及以上的选项,但不可全选;未特别标注的选择类试题,每小题只能选一个选项。
4、本试卷标注“计算”“简答”的试题,在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
5、除特殊说明外,本卷所用重力加速度大小均取。
一、静电现象
静电现象在生活中十分常见,比如摩擦过的梳子可以吸引细小水流,冬天脱毛衣的时候常会听到“噼噼啪啪”的声音,并伴有“小火星”。人们可以利用静电,也要防范静电带来的危害。
1. 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,和橡胶棒摩擦过的毛皮也带正电。如果将均不带电的毛皮与玻璃棒摩擦,它们___________(选填“能”或“不能”)各自带电。
2. 不能用“同种电荷相互排斥”来解释的现象是( )
A. B.
C. D.
3. 18世纪中叶以前,研究带电体之间的静电力遇到三大困难:一是带电体上的电荷分布、带电体之间的距离难以确定,解决办法是建立___________模型;二是静电力非常小,难以测量,库仑采用___________装置解决了这一难题;三是电荷量大小的量度,库仑利用电荷在两个相同金属球之间___________(选填“等量”或“不等量”)分配的原理实现了电荷量的成倍变化,最终得到静电力作用规律。
4. 在氯化钠晶体结构中相邻的一价钠离子与一价氯离子之间的距离。它们之间的静电力大小为___________。(提示:一价正离子电荷量,静电力常量,结果保留2位有效数字)
如图所示为某种静电喷涂装置的原理图,接上高压电源后,装置的两极间产生强电场,虚线表示电场的等差等势面,实线表示该电场的部分电场线。
5. (作图)请根据图中信息标出电场线方向;
6. 根据图中信息,电荷量为的正电荷在a点受到的电场力___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)在b点受到的电场力;若a、b两点的电势分别为,则将电荷量为的正电荷由a移动到b的过程中,电场力做的功为___________(用已知物理量字母表示)。
7. 带电量分别为、和的点电荷固定在等边三角形的三个顶点上,构成一带电体。将其先后置于如图(a)、(b)所示的匀强电磁场和非匀强电场中,该带电体受到的电场力大小分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
二、密立根油滴实验
美国物理学家密立根通过实验首次测定了元电荷。实验方法是通过调节电场使油滴受力平衡,从而计算出油滴的电荷量。经过大量实验,密立根发现所有油滴的电荷量均为某个最小固定值的整数倍。
8. 实验装置如图甲所示,能在两极板之间悬浮的油滴带___________电(选填“正”或“负”)。如果该油滴质量为,所在位置处电场强度为,则该油滴所带电荷量___________。实验中两极板间距为(视为匀强电场),电压加至时,两极板间的电场强度大小为___________N/C。若该油滴所受电场力与电荷量可在图中用a点表示,则另一电荷量为的油滴在图中可能由___________点表示(选填“b”、“c”或“d”)。
9. 两个靠得很近的平行金属板构成电容器,将它连成如图乙所示的电路。闭合开关,先将开关拨到1,这时电容器开始___________(选填“放电”或“充电”),一段时间后再将拨到2,通过小灯的电流方向为___________(选填“A到B”或“B到A”);实验测得一个电容为的电容器充电完成后两端电势差为,则在它放电过程中经过灯泡的总电荷量为___________C。
10. 一长为的绝缘细线,上端固定,下端拴一质量为、电荷量为的带正电的小球,处于如图所示水平向右的匀强电场中。先将小球拉至A点,使细线水平。然后释放小球,当细线与水平方向夹角为时,小球到达B点且速度恰好为零。求A、B两点间的电势差___________,电场强度大小___________。
11. 一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿竖直方向。两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a和b,从电容器边缘的点(如图)以相同的水平速度射入两平行板之间。测得a和b与电容器的撞击点到入射点之间的水平距离之比为。若不计重力,则a和b的比荷之比是( )
A. B. C. D.
12. 某带电粒子转向器的横截面如图所示,转向器中有辐向电场。粒子从M点射入,沿着由半径分别为和的圆弧平滑连接成的虚线(等势线)运动,并从虚线上的N点射出,虚线处电场强度大小分别为和,则,和,应满足( )
A. B. C. D.
三、电能的使用
电给人们的生产生活带来了极大的便利,炎炎夏日里可以使用电扇、空调:冷冷冬日里可以使用电热水袋、热水器。在使用电能时应该提高效率,以减少资源的浪费;还要注意用电安全。
13. 电源电动势是衡量___________力做功本领的物理量;电动机在正常工作时,将电能转化为___________。
14. 在一个三口之家中,共有10盏白炽灯,倘若使用照明亮度相近的灯代替,每年可因此节约___________元电费。(保留3位有效数字,假设每盏灯平均每天照明时间为,一年按365天算,家庭电费为0.61元/kW·h)
15. 一照明灯泡电路图如图所示,开关闭合后,电灯不亮,但用测电笔测试a点和b点均见氖管发光。则电灯不亮的原因可能是( )
A. 电厂停电 B. 灯丝断了
C. 供电线路某处火线断路 D. 供电线路某处零线断路
某品牌电热水袋的电路原理图如图所示。电压恒定,发热丝置于液体中。正常工作时指示灯呈现绿色,出现故障时指示灯不亮或呈现红色。
16. 当指示灯因烧断而不能正常发光时,发热丝每小时产生的热量将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17. 某同学想探究亮红灯和亮绿灯时电压的差异,找到同一型号的指示灯、一个恒压源、一个多用电表,正确的连接方式是( )
A. B.
C. D.
18. 如图电路中,闭合电键。当电键断开时,电流表读数为;当电键闭合时,电流表读数为。则该电路中电源的电动势为( )
A. B. C. D.
19. 恒压电源的内阻可视为零,普通电源的内阻不可忽略。为判别一电源是哪种电源,某同学连接了如图所示实验电路,并断开电键,设想通过观察电键闭合后的电流表作出判断。此方案( )
A. 无效。因为无论是哪种电路,电流表示数都变大
B. 无效。因为无论是哪种电路,电流表示数都变小
C. 有效。若是恒压电源,电流表示数不变,若是普通电源,则电流表示数变大
D. 有效。若是恒压电源,电流表示数不变,若是普通电源,则电流表示数变小
四、电子吊秤
物理兴趣小组的同学用一根拉力敏感电阻丝制作电子吊秤。他们按图甲所示电路设计了一个简易“吊秤”,通过光滑绝缘环可吊起重物。
已知:E=3V,r=1Ω;毫安表电阻RA=50Ω;不吊重物时,电阻丝电阻R0=100Ω。
20. 电源是闭合电路的重要元件,干电池所标“1.5V”表示( )
A. 每一个电子经过电池时有1.5J化学能转化为电能
B. 每1s电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能
C. 每1C电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能
21. 某实验小组在测该电阻丝的电阻率时,先用________________(填仪器名称)直接测出电阻丝横截面直径为d,再用伏安法测出长度为L的电阻丝阻值为R。用以上测量值计算电阻率的表达式是ρ=____________。
22. 不吊重物时,闭合开关,调节R1,当R1=________Ω时,毫安表指针满偏至10mA;此时电源的总功率为________W,拉力敏感电阻丝的热功率为________W。
23. 不吊重物时,闭合开关,调节R1使毫安表指针满偏的操作可视为吊秤的“调零”过程。调零结束后,保持R1滑片位置不变。接着在环下吊上重物,如图乙所示,已知电阻丝B端或A端每增加1N拉力,其阻值将增加0.5Ω。则吊上重物之后,毫安表中电流的示数将________(选填“减小”、“不变”或“增大”),AB两端电压将________(选填“减小”、“不变”或“增大”)。当毫安表示数为5mA时,电阻丝对B端的拉力为________N。如果将毫安表盘作为重物质量表盘标上质量示数,则________侧质量示数更大(选填“左”或“右”)。
五、地球的磁场
地球可以看作一个天然的大磁体。地磁场对人类的生存和活动都有着重要意义,如利用它为航海、行军导航,利用地磁场的分布特征寻找矿藏等。
24. 地球表面上水平放置的指南针可以“指南”,相关解释正确的是( )
A. 地球表面磁场方向由南向北,指南针静止时极指向北方
B. 地球表面磁场方向由南向北,指南针静止时极指向南方
C. 地球表面磁场方向由北向南,指南针静止时极指向北方
D. 地球表面磁场方向由北向南,指南针静止时极指向南方
某同学受奥斯特和安培实验的启发,产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下:
25. 如图甲所示,让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板,以导线为中心在纸板上任意作直线ab、cd,在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时,直线上关于导线对称的两处小磁针极指向___________(选填“相同”或“相反”)。改变电流大小,小磁针指向将___________(选填“变化”或“不变”);
26. (作图)请在图乙中画出通电长直导线周围的磁感线平面分布图。(要求:画出三条磁感线)
据测量,地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为。某校物理兴趣小组估测磁体附近磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上。如图丁所示,开关断开,小磁针静止时极指向处于水平面内坐标系中的轴正方向。闭合开关后,发现小磁针极的指向与轴正方向的夹角为。
27. 1 T=1___________(用国际单位制基本单位表示);
28. (作图)请在图上标明螺线管上导线的绕向;
29. (计算)求该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小。
在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中,装置如图所示。
30. 在螺线管通电前___________(选填“需要”或“不需要”)对磁传感器调零。
31. 某同学第一次实验时,将磁传感器探管从螺线管a端逐渐插入,记录磁传感器读数与磁传感器插入螺线管内部的距离,绘制图线I;第二次实验时,减小通过螺线管的电流,并将探管从螺线管b端逐渐插入,记录数据并在同一坐标系内绘制图线Ⅱ,Ⅰ、Ⅱ图线描述可能正确的是( )
A. B.
C. D.
32. 如图所示,两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同方向相反的电流,a受到的磁场力大小为,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到的磁场力大小变为,则此时b受到的磁场力大小变为( )
A. B. C. D.
33. 如图所示,两平行光滑导轨相距,并与水平面成夹角,竖直向下的匀强磁场的磁感应强度,将一个质量的导体棒与导轨相互垂直地搁在导轨上。为了使导体棒能静止在导轨上,导体棒内电流大小应如何?
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