精品解析:广东广州市第八十九中学2026-2027学年高二上学期期中物理试卷
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内容正文:
广东广州市第八十九中学2026-2027学年高二上物理期中试卷
一、选择题(1-8题单选题,每小题4分,9-12题多选题,每小题4分,共48分)
1. 对于静电场及其应用,下列说法正确的是( )
A. 图1为静电喷涂机原理图,由图可判断微粒带正电荷
B. 图2为金属球放入匀强电场后电场线分布图,A点电场强度大于B点
C. 图3为家庭中常用的燃气灶,电子点火器点火应用了摩擦起电的原理
D. 图4为研究平行板电容器电容实验装置图;当b板迅速向左移动一些时,会看到静电计指针张角突然增大一些
2. 手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。手指按压触摸屏,两极板与手指间电场线如图所示。若维持电容器工作电压恒定,下列说法正确的是( )
A. 点的电场强度与点相同
B. 手指按压触摸屏时,电容器处于充电状态
C. 手指按压触摸屏时,等效电容器电容变小
D. 点的电势比点高
3. 电路如图所示,电源内阻为r,、、为相同规格小灯泡,当滑动变阻器R的滑片向左滑动时( )
A. 比暗 B. 电源内阻损耗功率增加
C. 电源效率升高 D. 灯泡变暗
4. 两完全相同的长方体容器分别注满同种溶液(导电良好)后按如图所示方式接入电压为的电路中,干路中的电流为。已知容器的长、宽、高分别是、、,则溶液的电阻率为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,直线A为电源的图线,直线B和C分别为电阻和的图线,用该电源分别与、组成闭合电路时,电源的输出功率分别为、,电源的效率分别为、,则( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,电池组、滑动变阻器、开关和灯泡组成串联电路。当闭合开关时,滑动滑片灯泡始终不发光,保持开关闭合,用电压表进行检测,发现,,,,则( )
A. 、间断路 B. 、间断路 C. 、间断路 D. 、间断路
7. 在如图所示的分压电路中,c、d间的电压恒为U=10V,滑动变阻器的总电阻R0=20Ω,滑动触头P可在a、b两端点间滑动,定值电阻R=10Ω,则触头P位于a、b连线的中点时,电阻R消耗的功率是( )
A. 10W B. 2.5W C. W D. W
8. 如图所示,真空中一水平放置的平行板电容器两极板分别与直流电源正负极相连,下极板接地。一带电小球在两板间P点恰好处于静止状态。现仅将上极板缓慢向上平移一小段距离,则下列说法正确的是( )
A. 小球带正电 B. 小球仍能保持静止状态
C. P点电势升高 D. 若将小球固定于P点,则小球的电势能增大
9. 如图所示为一简易的静电除尘器,静电高压电源的负极与矿泉水瓶中的铜丝连接,正极连接铝片,充入烟尘,通电后烟尘在电场中通过某种机制带电,被吸附在了铝片上,达到除尘效果。则( )
A. 烟尘在电场中带上的是负电
B. 矿泉水瓶内部形成的电场是匀强电场
C. 矿泉水瓶内越靠近铜丝,电势越低
D. 带电后,向铝片运动的过程中,电场力越来越大
10. 在如图所示的电路中,R1、R2为滑动变阻器,R3为定值电阻,A、B为两水平放置的平行金属板。一质量为m的带电微粒由平行金属板最左端正中央的M点以水平向右的初速度v0射入平行金属板,微粒沿图中所示的轨迹落在金属板B上的N点。微粒的重力可忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 微粒带负电
B. 如果仅将滑动变阻器R1的滑动触头向上移动,R3消耗的功率减小
C. 如果仅将滑动变阻器R2的滑动触头向右移动,微粒可能从金属板的右侧离开
D. 如果仅将滑动变阻器R1的滑动触头向上移动,微粒将落在金属板B上的N点的左侧
11. 某电场的电场线分布如图所示(实线),虚线是带电粒子只在电场力作用下运动的轨迹,以下说法正确的是( )
A. 点场强大于点场强 B. 和处在同一等势面上
C. 粒子带负电 D. 粒子的动能和势能之和不变
12. 如图甲所示,两块相同金属板A,B平行正对,水平放置,长为,间距为,两板接上如图乙所示电压。某粒子沿中心线从点以初速度在时刻射入板间。在(是大于1的整数)时刻从板间右侧射出。已知粒子的电荷量为,质量为,不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A. 粒子在竖直方向做往返运动 B. 粒子射出时的动能为
C. 粒子射出时电势能增加了 D. 粒子射出时静电力做功为0
二、非选择题(13题6分,14题5分,15题5分,16题6分,17题6分,18题10分,19题14分,共52分)
13. 要测定绕制滑动变阻器金属丝(阻值约为100Ω)的有效长度。
(1)用螺旋测微器测量金属丝线头的直径,其结果d=__________mm。
(2)为了更精确测定金属丝的电阻,现有如下器材:
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
电流表A1(量程0~50mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约1Ω)
电压表V1(量程0~5V,内阻约15kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约30kΩ)
滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω,允许最大电流0.5A)
电键1个,导线若干条
实验时电流表应选择_______,电压表应选择_________(填仪器字母代号),并在实物图中完成其余连线使之成为完整的实验电路_________。
(3)若金属丝的电阻率为ρ、直径为d,电流表、电压表的读数分别为I和U,则金属丝长度的表达式为L=___________。
(4)实验操作正确的情况下,由于系统误差导致金属丝长度的测量值______真实值(填“大于”、“等于”或“小于”)。
14. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:
电压表(量程,内阻很大);
电流表(量程);
电阻箱(阻值);
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线________。
(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值、相应的电流表示数和电压表示数.根据记录数据作出的图像如图(c)所示,则干电池的电动势为________V(保留3位有效数字)、内阻为________Ω(保留2位有效数字)。
(3)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值________(填“偏大”或“偏小”)。
(4)该小组根据记录数据进一步探究,摘去电压表,并作出图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为________Ω(保留2位有效数字)。
15. 多用电表又称为万用表,是电力电子等部门不可缺少的测量仪表,一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。如图甲所示为某简易多用电表表盘示意图。
(1)现要用多用电表测量一个大约几百欧的电阻,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动________(选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电流挡的“0”刻度;
②将选择开关K旋转到电阻挡“×10”的位置;
③将红、黑表笔短接,旋动________(选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电阻挡的________(选填“0”或“∞”)刻度线;
④将两表笔分别与待测电阻相接,多用电表的示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为________Ω。
(2)如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时,采用“×100”的电阻挡正确操作后,发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按______的顺序进行操作,再完成待测电阻的测量。
A. 将K旋转到电阻挡“×1000”的位置
B. 将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C. 将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接
D. 将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
(3)如图中关于多用电表的使用,操作正确的是( )
A. 测电压时,图甲中红、黑表笔接法错误
B. 测电流时,应按图乙连接方式测量
C. 测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D. 按图丁连接方式可测得二极管的反向电阻
16. 如图所示,在真空中用等长的绝缘细线分别悬挂正电荷A和负电荷B,其电荷量皆为q。在水平方向的匀强电场作用下,两细线保持竖直,此时A、B间的距离为,静电力常量为。则该匀强电场的电场强度大小为__________,方向向__________。
17. 如图,电源电动势为12 V、内阻为 1 Ω,定值电阻R1、R2的阻值分别为1 Ω、6 Ω,开关闭合后,电动机M恰好正常工作。已知电动机额定电压U 为 6 V,电阻RM 为 0.5 Ω,则电动机正常工作时产生机械功的功率为___________W,此时电源的效率为___________。
18. 如图所示的电路中,电流表G的内阻,满偏电流,,。
(1)当和均断开时,改装成的是电压表,量程为_______V。
(2)当和均闭合时,改装成的是电流表,量程为_______A.
19. 如图所示,足够大的平行金属板AB、CD水平放置,板间距为d,电势差为U,在靠近CD板的P点有一粒子源,能在0 ~ 180°范围内向各个方向连续不断地发射速率不同的同种粒子。已知粒子质量为m,电荷量为+q,粒子初速度大小范围为0—v0,不计重力,求:
(1)粒子打在AB板上时的最小速率v;
(2)粒子打在AB板上区域的长度L。
20. 如图所示,电子由静止出发经过加速电场,再经偏转电场后射出电场,其中加速电压,偏转电压,偏转极板长L,相距d。电子质量m,电荷量e。(重力不计)。求:
(1)电子离开加速电场时速度大小;
(2)电子离开偏转电场时竖直方向发生的位移y;
(3)若取走加速板,紧挨偏转电场中线左端射入初速度为的带电小球,小球质量为、带电量为q(q>0),改变偏转电场方向(上极板带负电,下极板带正电),要使小球射出偏转电场,求的范围(重力加速度为g)。
21. 如图所示,ACB是一条足够长的绝缘水平轨道,轨道CB处在方向水平向右、大小E1.0 106 N/C的匀强电场中,一质量m0.25kg、电荷量q2.0106C的可视为质点的小物体,从距离C点L06.0m的A点处,在拉力F4.0N的作用下由静止开始向右运动,当小物体到达C点时撤去拉力,小物体滑入电场中。已知小物体与轨道间的动摩擦因数0.4,g取10m/s2。求:
(1)小物体到达C点时的速度大小;
(2)小物体在电场中运动的时间。
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广东广州市第八十九中学2026-2027学年高二上物理期中试卷
一、选择题(1-8题单选题,每小题4分,9-12题多选题,每小题4分,共48分)
1. 对于静电场及其应用,下列说法正确的是( )
A. 图1为静电喷涂机原理图,由图可判断微粒带正电荷
B. 图2为金属球放入匀强电场后电场线分布图,A点电场强度大于B点
C. 图3为家庭中常用的燃气灶,电子点火器点火应用了摩擦起电的原理
D. 图4为研究平行板电容器电容实验装置图;当b板迅速向左移动一些时,会看到静电计指针张角突然增大一些
【答案】D
【解析】
【详解】A.图1为静电喷涂机原理图,由图可知被喷涂工件带正电,根据异种电荷相互吸引可判断微粒带负电荷,故 A错误;
B.图2为金属球放入匀强电场后电场线分布图,根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小,可知A点电场强度小于B点,故B错误;
C.图3为家庭中常用的燃气灶,电子点火器点火应用了尖端放电的原理,故C错误;
D.图4为研究平行板电容器电容实验装置图;当b板迅速向左移动一些时,根据可知,电容减小;根据,可认为极板所带电荷量保持不变,所以极板间电压增大,会看到静电计指针张角突然增大一些,故 D正确。
故选D。
2. 手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。手指按压触摸屏,两极板与手指间电场线如图所示。若维持电容器工作电压恒定,下列说法正确的是( )
A. 点的电场强度与点相同
B. 手指按压触摸屏时,电容器处于充电状态
C. 手指按压触摸屏时,等效电容器电容变小
D. 点的电势比点高
【答案】B
【解析】
【详解】A.电场线越密的地方场强越大,电场线越疏的地方场强越小,由图可知,M点的电场强度小于N点的电场强度,故A错误;
BC.手指按压触摸屏时,电容器两极板间距d减小,根据可知,电容C增大,又因为U不变,根据可知,Q增大,即电容器处于充电状态,故B正确,C错误;
D.顺着电场线电势逐渐降低,则N点的电势大于M点的电势,故D错误。
故选B。
3. 电路如图所示,电源内阻为r,、、为相同规格小灯泡,当滑动变阻器R的滑片向左滑动时( )
A. 比暗 B. 电源内阻损耗功率增加
C. 电源效率升高 D. 灯泡变暗
【答案】B
【解析】
【详解】A.流经的电流等于流经、的电流之和,所以流经的电流大于流经的电流,比亮,故A错误;
B.当滑动变阻器R的滑片向左滑动时,接入电路的电阻变小,电路总电阻变小,总电流变大,电源内阻损耗功率增加,故B正确;
C.电源内阻损耗功率增加,电源效率降低,故C错误;
D.电路总电流变大,两端电压变大,两端电压变小,流经的电流变小,流经的电流变大,灯泡变亮,故D错误。
故选B。
4. 两完全相同的长方体容器分别注满同种溶液(导电良好)后按如图所示方式接入电压为的电路中,干路中的电流为。已知容器的长、宽、高分别是、、,则溶液的电阻率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,设溶液的电阻率为,由电阻定律可知,长方体接入电路的电阻为
长方体接入电路的电阻为
并联后的总电阻为
由欧姆定律有
解得
故选C。
5. 如图所示,直线A为电源的图线,直线B和C分别为电阻和的图线,用该电源分别与、组成闭合电路时,电源的输出功率分别为、,电源的效率分别为、,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.由直线B可知
由直线C可知
则,故A错误;
B.电源和电阻组成闭合回路时,在图像中,两图线的交点坐标就是电路的工作电压和电流,则,
所以,故B正确;
CD.电源的图线的纵截距表示电源的电动势,则
电源的效率,
所以,故CD错误。
故选B。
6. 如图所示,电池组、滑动变阻器、开关和灯泡组成串联电路。当闭合开关时,滑动滑片灯泡始终不发光,保持开关闭合,用电压表进行检测,发现,,,,则( )
A. 、间断路 B. 、间断路 C. 、间断路 D. 、间断路
【答案】C
【解析】
【详解】说明电压表接在 b、f 两点时,测得的是电源电压,这表明 b 点连通电源一极,f 点通过后续电路(f→g→h→a)连通电源另一极,因此f→g→h→a 这段电路是通路的;
说明 e 点通过后续电路(e→f→g→h→a)连通电源另一极。因此,灯泡(e→f)及开关部分是通路的。断路点应在 b 和 e 之间;
和 说明 b、c、d 三点之间没有电压降,即 b→c→d 是通路的,且这三点电势相等(都等于电源正极电势);综合以上信息可知故障原因是、间断路。
故选C。
7. 在如图所示的分压电路中,c、d间的电压恒为U=10V,滑动变阻器的总电阻R0=20Ω,滑动触头P可在a、b两端点间滑动,定值电阻R=10Ω,则触头P位于a、b连线的中点时,电阻R消耗的功率是( )
A. 10W B. 2.5W C. W D. W
【答案】D
【解析】
【详解】滑动变阻器的触头P位于a、b连线的中点时,有
,
下端并联的等效电阻为
则等效电阻所占电压为
故电阻R消耗的功率为
故选D。
8. 如图所示,真空中一水平放置的平行板电容器两极板分别与直流电源正负极相连,下极板接地。一带电小球在两板间P点恰好处于静止状态。现仅将上极板缓慢向上平移一小段距离,则下列说法正确的是( )
A. 小球带正电 B. 小球仍能保持静止状态
C. P点电势升高 D. 若将小球固定于P点,则小球的电势能增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.电容器上极板接电源正极,板间电场强度方向向下。小球处于静止状态,受重力和电场力平衡,重力竖直向下,则电场力竖直向上。电场力方向与电场强度方向相反,故小球带负电,故A错误;
B.电容器始终与电源相连,极板间电压保持不变。上极板向上平移,板间距离增大,根据可知,板间电场强度减小。小球所受电场力减小,则,小球将向下加速运动,故B错误;
C.下极板接地,电势为零,点电势等于点与下极板间的电势差,即
其中为点到下极板的距离。由于下极板不动,点位置不变,则不变。因减小,故减小,即点电势降低,故C错误;
D.小球带负电,即,由C项分析知点电势降低。根据电势能公式
当且减小时,电势能增大,故D正确。
故选D。
9. 如图所示为一简易的静电除尘器,静电高压电源的负极与矿泉水瓶中的铜丝连接,正极连接铝片,充入烟尘,通电后烟尘在电场中通过某种机制带电,被吸附在了铝片上,达到除尘效果。则( )
A. 烟尘在电场中带上的是负电
B. 矿泉水瓶内部形成的电场是匀强电场
C. 矿泉水瓶内越靠近铜丝,电势越低
D. 带电后,向铝片运动的过程中,电场力越来越大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由于带电烟尘颗粒被吸附在了铝片上,即高压电源的正极,所以烟尘应受到指向正极的电场力,说明烟尘颗粒带负电,故A正确;
BD.矿泉水瓶内的电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场,并非匀强电场,烟尘带电后,向铝片运动的过程中,电场力越来越小,故BD错误;
C.矿泉水瓶内电场线方向由铝片指向铜丝,沿着电场线方向电势逐渐降低,则越靠近铜丝,电势越低,故C正确。
故选AC。
10. 在如图所示的电路中,R1、R2为滑动变阻器,R3为定值电阻,A、B为两水平放置的平行金属板。一质量为m的带电微粒由平行金属板最左端正中央的M点以水平向右的初速度v0射入平行金属板,微粒沿图中所示的轨迹落在金属板B上的N点。微粒的重力可忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 微粒带负电
B. 如果仅将滑动变阻器R1的滑动触头向上移动,R3消耗的功率减小
C. 如果仅将滑动变阻器R2的滑动触头向右移动,微粒可能从金属板的右侧离开
D. 如果仅将滑动变阻器R1的滑动触头向上移动,微粒将落在金属板B上的N点的左侧
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由题图可知A板的电势低于B板的电势,两板间电场方向向上,而微粒在电场中向下偏转,所受的电场力方向向下,可知该微粒带负电,故A正确;
B.如果将滑动变阻器R1的滑动触头向上移动,滑动变阻器R1接入电路中的电阻减小,电路中电流增大,由可知,R3消耗的功率增大,故B错误;
C.电路稳定时没有电流流过R2,改变R2的阻值,不改变A、B间的电压,两板间电场强度不变,微粒所受的电场力不变,所以微粒的运动情况不变,仍落在N点,故C错误;
D.设平行金属板A、B间的电压为U,微粒在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,水平方向做匀速直线运动,则竖直方向有
水平方向有
联立得
如果将滑动变阻器R1的滑动触头向上移动,滑动变阻器R1接入电路中的电阻减小,电路中电流增大,R1两端的电压增大,A、B间的电压U增大,故微粒落在金属板B上时运动的水平距离x减小,所以微粒落在金属板B上N点的左侧,故D正确;
故选AD。
11. 某电场的电场线分布如图所示(实线),虚线是带电粒子只在电场力作用下运动的轨迹,以下说法正确的是( )
A. 点场强大于点场强 B. 和处在同一等势面上
C. 粒子带负电 D. 粒子的动能和势能之和不变
【答案】AD
【解析】
【详解】A.电场线的疏密反映场强的强弱,点附近电场线比点的电场线密集,故点场强大于点场强,故A正确;
B.等势面与电场线垂直,故和处不可能在同一等势面上,故B错误;
C.以粒子在点为例,粒子所受电场力指向运动轨迹(曲线)的凹侧且沿电场线在该点的切线方向,与正电荷在该点所受电场力的方向相同,故粒子带正电,故C错误;
D.带电粒子只在电场力作用下运动,电场力做的功等于动能的增加量也等于电势能的减少量,故粒子的动能和势能之和不变,故D正确。
故选AD。
12. 如图甲所示,两块相同金属板A,B平行正对,水平放置,长为,间距为,两板接上如图乙所示电压。某粒子沿中心线从点以初速度在时刻射入板间。在(是大于1的整数)时刻从板间右侧射出。已知粒子的电荷量为,质量为,不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A. 粒子在竖直方向做往返运动 B. 粒子射出时的动能为
C. 粒子射出时电势能增加了 D. 粒子射出时静电力做功为0
【答案】BD
【解析】
【详解】A.竖直方向上,一个周期T内,粒子在极板之间由静止开始先匀加速半个周期,而后再以相同大小的加速度匀减速半个周期,速度恰能减小到零,但运动方向不变,所以粒子在内竖直方向上始终向一个方向运动,故A错误;
BCD.一个周期T内,电场力对粒子先做正功后做负功,总功为零,故粒子在射出时,电场力做功为0,粒子动能不变,电势能不变,所以粒子射出时的动能为,故BD正确,C错误。
故选BD。
二、非选择题(13题6分,14题5分,15题5分,16题6分,17题6分,18题10分,19题14分,共52分)
13. 要测定绕制滑动变阻器金属丝(阻值约为100Ω)的有效长度。
(1)用螺旋测微器测量金属丝线头的直径,其结果d=__________mm。
(2)为了更精确测定金属丝的电阻,现有如下器材:
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
电流表A1(量程0~50mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约1Ω)
电压表V1(量程0~5V,内阻约15kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约30kΩ)
滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω,允许最大电流0.5A)
电键1个,导线若干条
实验时电流表应选择_______,电压表应选择_________(填仪器字母代号),并在实物图中完成其余连线使之成为完整的实验电路_________。
(3)若金属丝的电阻率为ρ、直径为d,电流表、电压表的读数分别为I和U,则金属丝长度的表达式为L=___________。
(4)实验操作正确的情况下,由于系统误差导致金属丝长度的测量值______真实值(填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 ①. 0.796(0.795~0.798) ②. A1 ③. V1 ④. 见解析 ⑤. ⑥. 小于
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,金属丝的直径为
d=0.5mm+29.6×0.01mm=0.796mm
(2)[2]通过待测电阻的最大电流约为
故电流表应该选择A1;
[3]电源电动势为4V,故电压表应选择V1;
[4]由于待测电阻的阻值满足
所以电流表应选择外接法;要测量金属丝的有效长度,则待测变阻器应采用“一上一下”的接法,完成的连线如图所示
(3)[5]由电阻定律可得
又因为
解得
(4)[6]由于电流表采用外接法,所测量的电流值I大于真实流过待测电阻的电流值,故测量值小于真实值。
14. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:
电压表(量程,内阻很大);
电流表(量程);
电阻箱(阻值);
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线________。
(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值、相应的电流表示数和电压表示数.根据记录数据作出的图像如图(c)所示,则干电池的电动势为________V(保留3位有效数字)、内阻为________Ω(保留2位有效数字)。
(3)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值________(填“偏大”或“偏小”)。
(4)该小组根据记录数据进一步探究,摘去电压表,并作出图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为________Ω(保留2位有效数字)。
【答案】(1) (2) ①. 1.59 ②. 0.65
(3)偏小 (4)2.5
【解析】
【小问1详解】
电流表、变阻箱、开关和干电池串联;电压表并联在干电池两端,电流表正接线柱接电源正极一侧。
【小问2详解】
[1]按闭合电路欧姆定律,端电压与电流满足,所以图(c)直线的纵截距给出测得的电动势,读图得
[2]图(c)直线斜率的绝对值给出测得的内阻
由图读取斜率绝对值约为
【小问3详解】
设电压表内阻为。由于电压表分流,电池内部实际电流等于电流表读数与分流电流之和,由闭合电路欧姆定律得
整理得
所以由图线斜率得到的内阻为
故本实验内阻的测量值偏小。
【小问4详解】
摘去电压表后,设电流表内阻为,电路中各元件串联,闭合电路欧姆定律为。变形得
令图(d)纵轴截距为,则
由图(d)读得,代入,
所以
按两位有效数字取。
15. 多用电表又称为万用表,是电力电子等部门不可缺少的测量仪表,一般以测量电压、电流和电阻为主要目的。如图甲所示为某简易多用电表表盘示意图。
(1)现要用多用电表测量一个大约几百欧的电阻,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动________(选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电流挡的“0”刻度;
②将选择开关K旋转到电阻挡“×10”的位置;
③将红、黑表笔短接,旋动________(选填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”),使指针对准电阻挡的________(选填“0”或“∞”)刻度线;
④将两表笔分别与待测电阻相接,多用电表的示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为________Ω。
(2)如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时,采用“×100”的电阻挡正确操作后,发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按______的顺序进行操作,再完成待测电阻的测量。
A. 将K旋转到电阻挡“×1000”的位置
B. 将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C. 将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接
D. 将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零
(3)如图中关于多用电表的使用,操作正确的是( )
A. 测电压时,图甲中红、黑表笔接法错误
B. 测电流时,应按图乙连接方式测量
C. 测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D. 按图丁连接方式可测得二极管的反向电阻
【答案】(1) ①. 指针定位螺丝 ②. 欧姆调零旋钮 ③. 0 ④. 220
(2)ADC (3)B
【解析】
【小问1详解】
①[1]使用多用电表欧姆挡测电阻时,应先旋动指针定位螺丝,使指针对准电流挡的“0”刻度;
③[2][3]选挡后,应将红、黑表笔短接,旋动欧姆调零旋钮,使指针对准电阻挡的“0”刻度线;
④[4]将两表笔分别与待测电阻相接,由于选择开关K位于电阻挡“×10”的位置,多用电表的示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为
【小问2详解】
如果某次用多用电表测量未知电阻阻值时,采用“×100”的电阻挡正确操作后,发现指针偏转角度过小,说明待测电阻阻值较大,应将K旋转到电阻挡“×1000”的位置,然后将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行欧姆调零,最后将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接,完成待测电阻的测量,所以正确的操作顺序为ADC。
【小问3详解】
根据多用电表使用时,电流从红表笔流入,黑表笔流出,即“红进黑出”可知。
A.测电压时,图甲中红、黑表笔接法正确,故A错误;
B.测电流时,应按图乙连接方式测量,故B正确;
C.测电阻时,应将待测电阻与电源断开,故C错误;
D.按图丁连接方式,电流正向通过二极管,可测得二极管的正向电阻,而不是反向电阻,故D错误。
故选B。
16. 如图所示,在真空中用等长的绝缘细线分别悬挂正电荷A和负电荷B,其电荷量皆为q。在水平方向的匀强电场作用下,两细线保持竖直,此时A、B间的距离为,静电力常量为。则该匀强电场的电场强度大小为__________,方向向__________。
【答案】 ①. ②. 左
【解析】
【详解】[1][2]对A分析有
解得,方向向左。
17. 如图,电源电动势为12 V、内阻为 1 Ω,定值电阻R1、R2的阻值分别为1 Ω、6 Ω,开关闭合后,电动机M恰好正常工作。已知电动机额定电压U 为 6 V,电阻RM 为 0.5 Ω,则电动机正常工作时产生机械功的功率为___________W,此时电源的效率为___________。
【答案】 ①. 10 ②. 75%
【解析】
【详解】[1]设干路电流为,根据闭合电路欧姆定律得
解得
设流过的电流为,则有
则流过的电流为
电动机的输入功率为
电动机的热功率为
电动机机械功的功率
[2]路端电压为
则电源的效率
18. 如图所示的电路中,电流表G的内阻,满偏电流,,。
(1)当和均断开时,改装成的是电压表,量程为_______V。
(2)当和均闭合时,改装成的是电流表,量程为_______A.
【答案】 ①. 6 ②. 3
【解析】
【详解】(1)当S1和S2均断开时,改装的电压表的量程为
U=Ig(Rg+R1)=3×10−3×(100+1900)V=6V
(2)当S1和S2均闭合时,改装的电流表的量程为
19. 如图所示,足够大的平行金属板AB、CD水平放置,板间距为d,电势差为U,在靠近CD板的P点有一粒子源,能在0 ~ 180°范围内向各个方向连续不断地发射速率不同的同种粒子。已知粒子质量为m,电荷量为+q,粒子初速度大小范围为0—v0,不计重力,求:
(1)粒子打在AB板上时的最小速率v;
(2)粒子打在AB板上区域的长度L。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)两板间电场强度的大小为
初速度最小的粒子打在AB板上时的速率最小,根据动能定理得
得
(2)初速度为v0.方向垂直电场方向发射的粒子打到AB板上的距离最远。
板间电场强度的大小为
粒子的加速度大小
沿电场方向
d = at2
垂直于电场方向有
x = v0t
联立解得
粒子打在AB板上区域的长度
20. 如图所示,电子由静止出发经过加速电场,再经偏转电场后射出电场,其中加速电压,偏转电压,偏转极板长L,相距d。电子质量m,电荷量e。(重力不计)。求:
(1)电子离开加速电场时速度大小;
(2)电子离开偏转电场时竖直方向发生的位移y;
(3)若取走加速板,紧挨偏转电场中线左端射入初速度为的带电小球,小球质量为、带电量为q(q>0),改变偏转电场方向(上极板带负电,下极板带正电),要使小球射出偏转电场,求的范围(重力加速度为g)。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设电子离开加速电场时速度大小为,由动能定理得
解得
(2)电子在偏转电场中做类平抛运动,可分解为沿板方向的匀速直线运动和垂直板方向的匀加速直线运动。沿板方向
垂直板方向
解得
(3)设竖直向下为竖直方向的正方向,水平向右为水平方向的正方向;带电小球在沿着板的方向做匀速直线运动,设时间为,则
若带电小球贴着下极板边缘飞出电场
解得
若带电小球贴着上极板边缘飞出电场
解得
要使小球射出偏板,的范围
21. 如图所示,ACB是一条足够长的绝缘水平轨道,轨道CB处在方向水平向右、大小E1.0 106 N/C的匀强电场中,一质量m0.25kg、电荷量q2.0106C的可视为质点的小物体,从距离C点L06.0m的A点处,在拉力F4.0N的作用下由静止开始向右运动,当小物体到达C点时撤去拉力,小物体滑入电场中。已知小物体与轨道间的动摩擦因数0.4,g取10m/s2。求:
(1)小物体到达C点时的速度大小;
(2)小物体在电场中运动的时间。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)对小物体在拉力F的作用下由静止开始从A点运动到C点过程,应用动能定理得
解得:小物体到达C点时的速度大小
(2)小物体进入电场向右减速的过程中,加速度大小
小物体向右减速的时间
小物体在电场中向右运动的距离
由于,所以小物体减速至0后反向向左加速,直到滑出电场,小物体向左加速的加速度大小
小物体在电场中向左加速的时间
小物体在电场中运动的时间
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