精品解析：广东广州市三校（增中，华侨，协和）2026-2027学年高二上学期期中考试物理试题

2026—2027学年第一学期期中考试 高二物理试题 2026年11月 试题说明：本试卷分选择题和非选择题两部分，满分为100分，考试时间为75分钟。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图，充气后的气球在头发上摩擦，再靠近不带电的空易拉罐，在气球未接触易拉罐的情况下，可观察到易拉罐会朝气球方向滚动，（已知），下列说法正确的是（ ） A. 易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相同 B. 易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球相同 C. 气球所带电荷量可能是 D. 气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小相等 2. 如图甲所示是某种电阻率恒定的材料制成的长方体导体，其长、宽、高分别为、、（），在其各个面上分别有、、三对接线柱。现沿、、方向依次通入电流，分别测得如图乙的伏安特性曲线，按通电顺序依次为（ ） A. ①、②、③ B. ①、③、② C. ③、②、① D. ③、①、② 3. 如图所示，有一个表头，满偏电流，内阻，把它改装为有和两种量程的电流表，则的阻值为（ ） A. B. C. D. 4. 如图甲所示，、是一对平行的金属板，在两板间加上一周期为的交变电压，板的电势，板的电势随时间的变化规律为如图乙所示，现有一电子从板上的小孔进入两板间的电场区域内，设电子的初速度和重力的影响均可忽略，则（ ） A. 若电子是在时刻进入的，它可能不会到达板 B. 若电子是在时刻进入的，它一定能到达板 C. 若电子是在时刻进入的，它可能时而向板运动，时而向板运动，最后穿过板 D. 若电子是在时刻进入的，它可能时而向板运动，时而向板运动，最后穿过板 5. 如图所示，两正四面体边长均为，两正四面体bcd面完全重合，电荷量为Q的两正、负电荷A、B分别置于两四面体左、右两顶点，静电力常量为k，则（　　） A. b、c、d三点的电场强度大小相等，方向不相同 B. b、c、d三点的电势不相等 C. 平面bcd上电场强度的最大值为 D. 平面bcd上电场强度的最大值为 6. 如图所示为一正点电荷和一金属板形成的电场线，、、为电场中的三点，则下列说法正确的是（ ） A. 、两点的电场强度大小关系为 B. 一负点电荷在点处的电势能小于它在点处的电势能 C. 、两点的电势关系为 D. 若将某正点电荷由点移到点，电场力做负功 7. 如图甲所示，均匀带电球体的半径为R，电荷量为。可以证明，均匀带电球体（或球壳）在球外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同；而均匀带电球壳在其内部任意一点产生的电场强度为零。以球心为坐标原点建立x轴，理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示，静电力常量为k。下列说法正确的是（　　） A. x1、x2两点的电场强度方向相反 B. x2处场强大小为 C. x1、x2两点的电势相同 D. 若规定球心处的电势为零，则x=R处的电势为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全对的得6分，漏选得3分，错选得0分。 8. 如图为某火力发电厂的静电除尘示意图，以煤炭为能源，、为金属管内两点。在、两点间加高压电源时，金属管内空气被强电场电离，电离的气体分子在电场力的作用下运动。下列有关静电除尘原理的说法正确的是（ ） A. 接电源的正极，接电源的负极 B. 煤粉等烟尘吸附电子后被吸在金属圆筒上 C. 在金属管腔内，电场强度的大小为 D. 电场力对煤粉做负功，煤粉的电势能一直增大 9. 将横截面积相同、材料不同的两段导体无缝隙连接成一段导体，总长度为，接入图甲电路。闭合开关，滑片从端滑到端，理想电压表读数随滑片的滑动距离的变化关系如图乙所示，已知通过导体的电流恒为，导体横截面积为。则左右两段导体的描述正确的有（ ） A. 左、右两段导体的电阻之比为2∶1 B. 右段导体的电阻为 C. 左段导体的电阻率为 D. 左、右两段导体的电阻率之比为4∶1 10. 如图1所示，、、、为匀强电场中的等势面，相邻两等势面间距均为，且等势面与水平面平行。电量为、质量为的带负电小球由等势面竖直向上抛出，恰能到达等势面，该过程中小球的动能和机械能随上升高度的变化关系如图2所示，为已知量，重力加速度为，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 图2的②为机械能随上升高度的变化关系 B. 等势面的电势一定低于等势面的电势 C. 小球上升过程中加速度大小为 D. 若等势面电势为零，则等势面的电势为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某同学用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，然后接出引线，如图甲所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。将该电容器与输出电压恒为4V的电源相连。将S接1，给电容器充电，一段时间电路稳定后，将S接2，电容器放电，用电流传感器显示放电电流随时间的变化如图丙所示。请回答以下问题： （1）电容器充电过程中，其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像如下图所示，其中描述正确的是______。 A. B. C. D. （2）根据如图丙所示的电流传感器放电电流随时间的变化图像，电容器的电容______F。（结果保留两位有效数字）。 （3）如果不改变电路其他参数，只减小定值电阻的阻值R并重复上述实验，实线和虚线分别表示改变前后放电过程电流随时间变化的曲线，最符合实际情况的图像为______。 A. B. C. D. （4）为增大该电容器的电容，下列方法可行的有______ A. 增大电容纸的厚度 B. 增大锡箔纸的厚度 C. 减小电容纸的厚度 D. 同时增大锡箔纸和电容纸的面积 12. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中： （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图甲所示，则该金属丝直径的测量值________mm。 （2）按如图乙所示的电路图测量金属丝的电阻（阻值约为）。实验中除开关、导线之外还提供下列器材： 电压表（量程，内阻约）； 电压表（量程，内阻约）； 电流表（量程，内阻约）； 电流表（量程，内阻约）； 滑动变阻器（）； 滑动变阻器（）； 电源（，内阻不计）。 为了调节方便，测量准确，电流表应选________（填器材的名称符号），图乙中电压表右端应接________（选填“”或“”）。 （3）请按照图乙所示电路图（根据第（2）问选填结果），将图丙中的实验器材连接起来。 （4）若实验接入金属丝的长度为，由金属丝曲线得到金属丝电阻为，由此可计算得出金属丝的电阻率________。（计算结果保留3位有效数字） （5）因电压表和电流表有内阻，将导致金属丝电阻的测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）金属丝电阻的真实值。 （6）若在实验过程中发现两个电压表均故障无法使用，恰好有一块满偏电流为、阻值为的小量程电流表，为测金属丝两端的电压，还需要一个阻值为________的电阻才可将这个小量程电流表改装成量程为的电压表。（计算结果保留3位有效数字） 四、计算题：本大题共3小题，共38分，请写出必要的计算过程。 13. 如图所示，质量的带电小球用绝缘细线悬挂于点，处在水平向左的匀强电场中，电场范围足够大，场强，小球静止时细线与竖直方向的夹角，，，，求： （1）判断小球带正电，还是负电，并说明判断依据？ （2）求小球电荷量的大小。 （3）某时刻将细线剪断，此后内小球的位移（小球在内未接触地面），并求初末两点的电势差的大小。 14. 如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为，电容器极板长，极板间距，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是，在电容器两极板间接一交变电压，上极板与下极板的电势差随时间变化的图像如图乙所示。每个电子穿过极板的时间都极短，可以认为电子穿过极板的过程中电压是不变的，电子的电量为。求： （1）电子经过电压加速后的动能； （2）在时刻，电子打在荧光屏上的位置到点的距离； （3）荧光屏上有电子打到的区间长度。 15. 如图，圆弧轨道的圆心为，半径为，圆弧轨道的点与水平地面相切，点在点的正下方，在点的右侧有一竖直虚线，点到竖直虚线的距离为，竖直虚线的左侧有一水平向左的匀强电场，场强大小为，竖直虚线的右侧有场强大小为（大小未知）、竖直向上的匀强电场。竖直虚线的右侧有一竖直墙壁，墙壁到竖直虚线的距离为，墙壁底端点与水平地面相连接，墙壁的高度也为。现将一电荷量为、质量为的完全绝缘的滑块从点由静止释放，沿圆弧轨道下滑，最后进入竖直虚线右侧。已知滑块可视为质点，圆弧轨道光滑，水平地面与滑块间的动摩擦因数为，，，，。求： （1）经过点的速度大小； （2）滑块到达竖直虚线时速度的大小和滑块从点到达竖直虚线所用时间； （3）要使滑块与竖直墙壁碰撞，求的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026—2027学年第一学期期中考试 高二物理试题 2026年11月 试题说明：本试卷分选择题和非选择题两部分，满分为100分，考试时间为75分钟。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图，充气后的气球在头发上摩擦，再靠近不带电的空易拉罐，在气球未接触易拉罐的情况下，可观察到易拉罐会朝气球方向滚动，（已知），下列说法正确的是（ ） A. 易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相同 B. 易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球相同 C. 气球所带电荷量可能是 D. 气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据静电感应原理，带电体靠近导体时，导体近端感应出与带电体电性相反的电荷，即易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相反，故A错误； B．根据静电感应原理，导体远端感应出与带电体电性相同的电荷，即易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球相同，故B正确； C．任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，即 故气球所带电荷量不可能是，故C错误； D．根据库仑定律 易拉罐近端感应电荷离气球更近，远端感应电荷离气球更远，虽然感应出的电荷量大小相等，但距离不同，所以气球对易拉罐近侧的作用力（吸引力）大于对远侧的作用力（排斥力），故D错误。  故选B。 2. 如图甲所示是某种电阻率恒定的材料制成的长方体导体，其长、宽、高分别为、、（），在其各个面上分别有、、三对接线柱。现沿、、方向依次通入电流，分别测得如图乙的伏安特性曲线，按通电顺序依次为（ ） A. ①、②、③ B. ①、③、② C. ③、②、① D. ③、①、② 【答案】C 【解析】 【详解】根据电阻定律 其中是电流的传导路径长度，是电流垂直通过的横截面积；沿、、方向依次通入电流，电阻大小分别为，， 由于 可知 图像的斜率 斜率越大代表电阻越小，所以可得通入沿、、方向的电流时导体的伏安特性曲线分别为③、②、①图线。 故选C。 3. 如图所示，有一个表头，满偏电流，内阻，把它改装为有和两种量程的电流表，则的阻值为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当量程为时，分流电阻的阻值为 当量程为时，与表头串联，的阻值为 联立解得， 故选C。 4. 如图甲所示，、是一对平行的金属板，在两板间加上一周期为的交变电压，板的电势，板的电势随时间的变化规律为如图乙所示，现有一电子从板上的小孔进入两板间的电场区域内，设电子的初速度和重力的影响均可忽略，则（ ） A. 若电子是在时刻进入的，它可能不会到达板 B. 若电子是在时刻进入的，它一定能到达板 C. 若电子是在时刻进入的，它可能时而向板运动，时而向板运动，最后穿过板 D. 若电子是在时刻进入的，它可能时而向板运动，时而向板运动，最后穿过板 【答案】D 【解析】 【详解】电子在电场中受到的电场力 由图乙可知，在时间内，电场方向由指向，电子带负电，受力方向由 指向（向右），做匀加速运动；在时间内，电场方向由指向，电子受力方向由指向（向左），做匀减速运动或反向加速运动。 A．若电子从时刻进入，在 时间内向右加速，在 时间内向右减速，由于加速和减速时间相等、加速度大小相等，故时刻速度减为零。此后重复该过程，电子一直向板运动，只要板间距有限，电子一定能到达 板，故A错误； B．若电子是在时刻进入，此时 电子受到向左的电场力，将向板运动或打在板上，不可能到达板，故B错误； C．若电子在时刻进入，电子先加速，经时间速度最大，此时电子受到电场力反向，经速度减为零，设该段过程粒子的加速度大小为，则粒子向右前进的距离为 之后粒子反向做加速运动，回到出发点所需的时间满足 解得 故该粒子可能时而向板运动，时而向板运动，但最终从板穿出，故C错误； D．若电子是在时刻进入，电子先加速，经时间速度最大，此时电子受到电场力反向，经速度减为零，再加速反向速度最大，接着减速速度为零，它时而向板运动，时而向板运动，但向右运动经历的时间更长，且电子加速度的大小不发生变化，故一个周期内总的位移向右，最后穿过板，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，两正四面体边长均为，两正四面体bcd面完全重合，电荷量为Q的两正、负电荷A、B分别置于两四面体左、右两顶点，静电力常量为k，则（　　） A. b、c、d三点的电场强度大小相等，方向不相同 B. b、c、d三点的电势不相等 C. 平面bcd上电场强度的最大值为 D. 平面bcd上电场强度的最大值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据等量异种电荷的电场分布可知，中垂面上所有点的电场强度方向均与中垂面垂直；由于b、c、d三点均在正、负电荷A、B连线的中垂面上，且b、c、d三点到A、B连线的中点距离相等，则b、c、d三点的电场强度大小相等，方向相同，故A错误； B．等量异种电荷连线的中垂面为等势面，则b、c、d三点的电势相等，故B错误； CD．在等量异种电荷连线的中垂面上，连线的中点场强最大，由几何关系可知正四面体的高为 则连线中点的场强为 故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示为一正点电荷和一金属板形成的电场线，、、为电场中的三点，则下列说法正确的是（ ） A. 、两点的电场强度大小关系为 B. 一负点电荷在点处的电势能小于它在点处的电势能 C. 、两点的电势关系为 D. 若将某正点电荷由点移到点，电场力做负功 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场线的疏密程度表示电场强度的强弱，由图可知点处的电场线比点处的电场线密集，所以点的电场强度大于点的电场强度，即，故A错误； C．沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知电场线由指向，所以点的电势高于点的电势，即，故C错误； B．根据电势能公式 因为 且电荷为负电荷（），所以该负点电荷在点处的电势能小于它在点处的电势能，故B正确； D．由电势分布可知 正点电荷的电势能随电势升高而增大，因此正点电荷从移到的过程中电势能减小，电场力做正功，故D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，均匀带电球体的半径为R，电荷量为。可以证明，均匀带电球体（或球壳）在球外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同；而均匀带电球壳在其内部任意一点产生的电场强度为零。以球心为坐标原点建立x轴，理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示，静电力常量为k。下列说法正确的是（　　） A. x1、x2两点的电场强度方向相反 B. x2处场强大小为 C. x1、x2两点的电势相同 D. 若规定球心处的电势为零，则x=R处的电势为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，x1、x2两点的电场强度均为正值，表明x1、x2两点的电场强度方向相同，均与规定的正方向相同，故A错误； B．x2处于球外部，则有 故B错误； C．根据电场强度与电势差的关系有 即有 可知，图像中，图像与x轴所围几何图形的面积表示电势差，可知x1、x2两点电势不相等，由于沿电场线电势降低，球体带正电，根据图甲可知，x1点电势高于x2点电势，故C错误； D．在x=R处的电场强度为 若规定球心处的电势为零，根据上述，在0~R之间，结合图乙有 解得 故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全对的得6分，漏选得3分，错选得0分。 8. 如图为某火力发电厂的静电除尘示意图，以煤炭为能源，、为金属管内两点。在、两点间加高压电源时，金属管内空气被强电场电离，电离的气体分子在电场力的作用下运动。下列有关静电除尘原理的说法正确的是（ ） A. 接电源的正极，接电源的负极 B. 煤粉等烟尘吸附电子后被吸在金属圆筒上 C. 在金属管腔内，电场强度的大小为 D. 电场力对煤粉做负功，煤粉的电势能一直增大 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．静电除尘利用接负高压的细金属丝使附近空气电离，产生的电子向金属圆筒运动。由题图中的连接关系可知，与细金属丝相连，应接电源负极；与金属圆筒相连，应接电源正极，故A正确； B．煤粉等烟尘吸附电子后带负电，受到带正电金属圆筒的吸引，向筒壁运动并被吸附在筒壁上，故B正确； C．细金属丝附近电场较强，靠近金属圆筒内壁处电场较弱。题图中点比点更靠近细金属丝，因此，故C正确； D．带负电的煤粉在电场力作用下向金属圆筒内壁运动，电场力做正功。根据电场力做功与电势能变化的关系，煤粉的电势能减小，故D错误。 故选ABC。 9. 将横截面积相同、材料不同的两段导体无缝隙连接成一段导体，总长度为，接入图甲电路。闭合开关，滑片从端滑到端，理想电压表读数随滑片的滑动距离的变化关系如图乙所示，已知通过导体的电流恒为，导体横截面积为。则左右两段导体的描述正确的有（ ） A. 左、右两段导体的电阻之比为2∶1 B. 右段导体的电阻为 C. 左段导体的电阻率为 D. 左、右两段导体的电阻率之比为4∶1 【答案】ABD 【解析】 【详解】AB．两段导体串联，通过它们的电流相同，均为。设左、右两段导体的电压分别为和，电阻分别为和。理想电压表测量间的电压，图乙纵坐标表示该电压，折点对应两段导体的连接处。读图可知，左段电压为，两段总电压为，由串联电路电压关系得 由欧姆定律得， 因此两段电阻之比为，故AB正确； CD．由图乙折点和终点的横坐标可知，左、右两段导体的长度分别为和。以表示导体横截面积，左、右两段导体的电阻率分别为和，由电阻定律有和，解得左段电阻率为 两段导体的电阻率之比为，故C错误，D正确。 故选ABD。 10. 如图1所示，、、、为匀强电场中的等势面，相邻两等势面间距均为，且等势面与水平面平行。电量为、质量为的带负电小球由等势面竖直向上抛出，恰能到达等势面，该过程中小球的动能和机械能随上升高度的变化关系如图2所示，为已知量，重力加速度为，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 图2的②为机械能随上升高度的变化关系 B. 等势面的电势一定低于等势面的电势 C. 小球上升过程中加速度大小为 D. 若等势面电势为零，则等势面的电势为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图2两条能量曲线均随上升高度增大而下降，因此机械能也随上升高度减小。小球只受重力和电场力，机械能的变化等于电场力做功，所以机械能减小表明电场力做负功。等势面水平，电场力沿竖直方向；小球位移向上，因此电场力竖直向下。同一上升高度内，重力也做负功，故动能减少量更大，较陡的曲线②表示动能，曲线①表示机械能，故A错误； BCD．记电场强度大小为，题中表示负电小球所带电荷量的大小。从等势面到等势面的高度为 由图2可知，这一过程中动能减少，机械能减少。由机械能等于动能与重力势能之和可知，重力势能的增加量满足 小球只受重力和电场力，机械能的减少量等于电场力做负功的大小，因此 结合前面求得的重力势能增加量，可得电场力大小为 小球带负电，电场力向下，故电场强度竖直向上。沿电场方向电势降低，所以 取竖直向上为正方向，对小球应用牛顿第二定律得 代入电场力大小，解得 所以加速度大小为。等势面高于等势面的距离为，由匀强电场中电势差与场强的关系得 将前面的总高度代入电场力做功关系，可得 当时，代入可得，故BD正确，C错误。 故选BD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某同学用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，然后接出引线，如图甲所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。将该电容器与输出电压恒为4V的电源相连。将S接1，给电容器充电，一段时间电路稳定后，将S接2，电容器放电，用电流传感器显示放电电流随时间的变化如图丙所示。请回答以下问题： （1）电容器充电过程中，其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像如下图所示，其中描述正确的是______。 A. B. C. D. （2）根据如图丙所示的电流传感器放电电流随时间的变化图像，电容器的电容______F。（结果保留两位有效数字）。 （3）如果不改变电路其他参数，只减小定值电阻的阻值R并重复上述实验，实线和虚线分别表示改变前后放电过程电流随时间变化的曲线，最符合实际情况的图像为______。 A. B. C. D. （4）为增大该电容器的电容，下列方法可行的有______ A. 增大电容纸的厚度 B. 增大锡箔纸的厚度 C. 减小电容纸的厚度 D. 同时增大锡箔纸和电容纸的面积 【答案】（1）BD （2） （3）D （4）CD 【解析】 【小问1详解】 ABC．由于电容器电容只由电容器自身决定，所以电容器充电过程，电容保持不变，则图像为一条平行于横轴的直线，故AC错误，B正确； D．根据，可知图像为一条过原点的倾斜直线，故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 根据可知，图像与横轴围成的面积表示电荷量，由图丙可知电荷量大约为 则电容器的电容为 【小问3详解】 只减小定值电阻的阻值R并重复上述实验，则刚放电电流时的电流变大，由于图像与横轴围成的面积表示电荷量，即图像与横轴围成的面积保持不变，则放电时间变短，故最符合实际情况的图像为D。 【小问4详解】 为增大该电容器的电容，根据 A．增大电容纸的厚度，增大，故电容减小，故A错误； B．增大锡箔纸的厚度，对电容无影响，故B错误； C．减小电容纸的厚度，减小，故电容增大，故C正确； D．同时增大锡箔纸和电容纸的面积，增大，故电容增大，故D正确。 故选CD。 12. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中： （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图甲所示，则该金属丝直径的测量值________mm。 （2）按如图乙所示的电路图测量金属丝的电阻（阻值约为）。实验中除开关、导线之外还提供下列器材： 电压表（量程，内阻约）； 电压表（量程，内阻约）； 电流表（量程，内阻约）； 电流表（量程，内阻约）； 滑动变阻器（）； 滑动变阻器（）； 电源（，内阻不计）。 为了调节方便，测量准确，电流表应选________（填器材的名称符号），图乙中电压表右端应接________（选填“”或“”）。 （3）请按照图乙所示电路图（根据第（2）问选填结果），将图丙中的实验器材连接起来。 （4）若实验接入金属丝的长度为，由金属丝曲线得到金属丝电阻为，由此可计算得出金属丝的电阻率________。（计算结果保留3位有效数字） （5）因电压表和电流表有内阻，将导致金属丝电阻的测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）金属丝电阻的真实值。 （6）若在实验过程中发现两个电压表均故障无法使用，恰好有一块满偏电流为、阻值为的小量程电流表，为测金属丝两端的电压，还需要一个阻值为________的电阻才可将这个小量程电流表改装成量程为的电压表。（计算结果保留3位有效数字） 【答案】（1）0.400 （2） ①. ②. （3） （4） （5）小于 （6） 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为 因此金属丝的直径为 【小问2详解】 [1]金属丝中的最大电流约为 为使电流表的示数占量程的比例较大，应选电流表 [2]电压表应选，电流表内阻与金属丝电阻的比值约为 金属丝电阻与电压表内阻的比值约为 电压表分流引起的相对误差较小，应采用电流表外接法，故电压表右端应接点。 【小问3详解】 电压表选，电流表选，滑动变阻器选，采用分压接法和电流表外接法。 在图丙已有连线的基础上，将滑动变阻器的滑片接线柱与金属丝左端相连，将电压表正接线柱与金属丝右端相连，将电流表正接线柱与滑动变阻器右下方接线柱相连。 电压表并联在金属丝两端，电流从电流表正接线柱流入；闭合开关前，应将滑片移至滑动变阻器左端，使金属丝两端电压从零开始调节。 【小问4详解】 设接入电路的金属丝长度为、横截面积为，由电阻定律得，其中 整理得 代入得 【小问5详解】 采用电流表外接法时，电压表测量金属丝两端的电压，电流表测量金属丝与电压表的总电流。 设金属丝中的电流为、电压表中的电流为，则电流表的示数为 设电阻测量值为，金属丝电阻真实值为，有 所以金属丝电阻的测量值小于真实值。 【小问6详解】 将小量程电流表改装成电压表，应串联一个分压电阻。设满偏电流为，电流表内阻为，串联电阻为，改装后的量程为，由串联电路的电压关系得 整理得 代入得 四、计算题：本大题共3小题，共38分，请写出必要的计算过程。 13. 如图所示，质量的带电小球用绝缘细线悬挂于点，处在水平向左的匀强电场中，电场范围足够大，场强，小球静止时细线与竖直方向的夹角，，，，求： （1）判断小球带正电，还是负电，并说明判断依据？ （2）求小球电荷量的大小。 （3）某时刻将细线剪断，此后内小球的位移（小球在内未接触地面），并求初末两点的电势差的大小。 【答案】（1）匀强电场方向水平向左，小球静止时细线向右偏，说明小球受到的电场力方向与电场方向相反，因此小球带负电。 （2） （3）0.25m，方向与竖直方向成角斜向右下；75V 【解析】 【小问1详解】 匀强电场方向水平向左，小球静止时细线向右偏，说明小球受到的电场力方向与电场方向相反，因此小球带负电。 【小问2详解】 小球静止时受力平衡，水平方向电场力与竖直方向重力满足 解得 【小问3详解】 剪断细线后，小球的重力与电场力均为恒力，合力沿原来细线的延长线方向，合力大小 由牛顿第二定律得加速度 0.2s内的位移大小 位移方向与竖直方向成角斜向右下。沿电场反方向的位移大小 匀强电场中电势差满足 解得 14. 如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为，电容器极板长，极板间距，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是，在电容器两极板间接一交变电压，上极板与下极板的电势差随时间变化的图像如图乙所示。每个电子穿过极板的时间都极短，可以认为电子穿过极板的过程中电压是不变的，电子的电量为。求： （1）电子经过电压加速后的动能； （2）在时刻，电子打在荧光屏上的位置到点的距离； （3）荧光屏上有电子打到的区间长度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电子的初速度忽略不计，经加速电压加速时，电场力做功为。由动能定理得 【小问2详解】 设电子质量为，进入极板间时的水平速度为，用表示竖直加速度。取竖直向上为正，沿用题图中的表示出板时的竖直偏移，屏上位置相对点的竖直坐标记为。由动能定理 可得 记上极板相对下极板的电势差为带正负号的。正电压时电场方向向下，电子受力向上；负电压时方向相反。板间为匀强电场，场强大小等于电压绝对值除以板间距，故竖直方向的牛顿第二定律为 解得 电子在极板间水平方向做匀速运动，通过极板的时间为 每个电子通过极板期间电压可视为不变，竖直方向做初速度为零的匀加速运动，出板时的竖直偏移为 出板时的竖直分速度为 离开极板后电子做匀速直线运动，竖直分速度保持不变。从极板右端到荧光屏的水平距离也为，故漂移时间仍为，屏上位置坐标为 图乙是极板间电势差随时间变化的图像，在时读得 代入题给板长和板间距，得 此时出板偏移为 因此电子未碰到极板，能够打在荧光屏上，位置在点上方，距点 【小问3详解】 偏转过大的电子会撞击极板，屏上区间的边界对应电子从极板末端边缘穿出的极限情形。上、下两种临界轨迹如图所示 电子在极板间的竖直偏移大小逐渐增大，故要穿过极板间隙，出板偏移的大小须小于板间距的一半，即 因为极板长等于板间距，整理得允许通过的电压满足 图乙中的电压连续扫过至，所以允许通过的电压范围内各值均会出现，屏上两边界之间都能有电子打到。由第（2）问可知，屏上偏移是出板偏移的三倍，因此任一边界到点的距离为 故荧光屏上有电子打到的区间长度为 15. 如图，圆弧轨道的圆心为，半径为，圆弧轨道的点与水平地面相切，点在点的正下方，在点的右侧有一竖直虚线，点到竖直虚线的距离为，竖直虚线的左侧有一水平向左的匀强电场，场强大小为，竖直虚线的右侧有场强大小为（大小未知）、竖直向上的匀强电场。竖直虚线的右侧有一竖直墙壁，墙壁到竖直虚线的距离为，墙壁底端点与水平地面相连接，墙壁的高度也为。现将一电荷量为、质量为的完全绝缘的滑块从点由静止释放，沿圆弧轨道下滑，最后进入竖直虚线右侧。已知滑块可视为质点，圆弧轨道光滑，水平地面与滑块间的动摩擦因数为，，，，。求： （1）经过点的速度大小； （2）滑块到达竖直虚线时速度的大小和滑块从点到达竖直虚线所用时间； （3）要使滑块与竖直墙壁碰撞，求的取值范围。 【答案】（1） （2）速度大小为，所用时间为。 （3） 【解析】 【小问1详解】 设滑块经过点的速度大小为。从点到点，滑块下降的高度为，水平向右的位移为 电场力水平向左，对滑块做负功，由动能定理得 代入得 【小问2详解】 设滑块从点到点的加速度为，到达点的速度大小为，所用时间为。取水平向右为正方向，由牛顿第二定律得 解得 由速度与位移的关系得 解得 由速度与时间的关系得 【小问3详解】 当，即时，滑块沿地面向右做匀减速直线运动。设地面的支持力为、滑块在此阶段的加速度为，取水平向右为正方向，由牛顿第二定律得， 解得 设滑块停止前滑行的距离为，由速度与位移的关系得 要与墙壁碰撞，必须有，即 代入得 等号成立时，滑块恰好在点停下，不发生碰撞，因此该阶段的范围为 当时，电场力与重力平衡，地面支持力为零，滑块以做匀速直线运动，能够与墙壁碰撞。 当时，滑块离开地面，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速运动。设竖直向上的加速度为，由牛顿第二定律得 从点运动到墙壁所在竖直平面所需的时间为 设此时滑块上升的高度为，有 要与墙壁碰撞，必须有，即 代入得 等号成立时，滑块恰好碰到墙壁顶端点。 综上，所求范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $