精品解析:广东广州市第十六中学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:
广州市第十六中学2026学年第一学期高中中段教学质量反馈
高二年级物理试卷
一、单项选择题(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 某手机电池背面印有的符号如图所示。已知元电荷,下列说法正确的是( )
A. “伏特”(V)是国际单位制中的基本单位
B. “毫安·时”()是电池储存的能量的单位
C. 若该手机的待机电流为10 mA,则手机最多可待机20小时
D. 若该电池工作电流为16 mA,则每秒内定向通过电源的电子个数为个
【答案】D
【解析】
【详解】A.国际单位制基本单位共7个:米()、千克()、秒()、安培()、开尔文()、摩尔()、坎德拉()。伏特(V)是导出单位,故A错误;
B.“毫安·时”(mA·h)是电荷量单位,由 定义,表示电流与时间的乘积。电池储存的能量应为,单位为焦耳(J),故“mA·h”不是能量单位,故B错误;
C.电池容量为,待机电流,则待机时间,故C错误;
D.工作电流,每秒通过电荷量,则电子数(个),故D正确。
故选D。
2. 为监测土壤湿度,某智慧农业系统采用电容式湿度传感器,其原理简化图如图所示,连接在电路中的平行金属板电容器的两极板插入土壤(视为绝缘电介质)中。已知土壤的相对介电常数随着土壤中含水量的增大而增大。闭合开关S后,当土壤逐渐变干燥时,下列说法正确的是( )
A. 电容器的电容增大
B. 电容器两板间的电压减小
C. 电容器带的电荷量增加
D. 通过电流表的电流方向为从M到N
【答案】D
【解析】
【详解】A.由,知若土壤逐渐变干燥时,减小,则电容C减小。A错误;
B.开关闭合,电容器与电源相连,极板电压U不变。B错误;
C.由,C减小、U不变,所以电荷量Q减小,电容器放电。C错误;
D.电容器放电,正极板正电荷流出,电流方向从M 经电流表流向N。D正确。
故选D。
3. 如图1所示,直线AB是固定点电荷Q产生的电场中的一条电场线,P是AB的中点,一带电粒子从A点静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 点电荷Q在A的左侧
B. 该带电粒子一定带负电
C. 带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
D. A、P两点间电势差的绝对值小于P、B两点间电势差的绝对值
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据v-t图像的斜率表示加速度,由图2可知粒子运动的加速度逐渐增大。粒子仅受静电力作用,根据牛顿第二定律F=qE=ma
可知粒子运动过程中所处位置的电场强度逐渐增大。点电荷的电场中,越靠近点电荷的位置电场强度越大,因此粒子从A向B运动时是逐渐靠近点电荷Q,说明点电荷Q在B的右侧,故A错误;
B.粒子从静止开始向B运动,说明粒子所受静电力方向沿A指向B,即电场力方向与运动方向一致。但题目未给出点电荷Q的电性,无法确定电场线AB的方向,因此无法判断带电粒子的电性,故B错误;
C.粒子从A到B的过程中,静电力方向与运动方向相同,因此静电力对粒子做正功。根据静电力做功与电势能变化的关系:静电力做正功,电势能减小,因此粒子在A点的电势能大于在B点的电势能,故 C错误;
D.由前面分析可知,从A到B电场强度逐渐增大,因此 AP段的平均电场强度小于PB段的平均电场强度。又因为P是AB中点,AP与PB的长度相等,对于非匀强电场,沿电场线方向相同距离的两点,平均场强越大,电势差的绝对值越大,因此A、P两点间电势差的绝对值小于P、B两点间电势差的绝对值,故D正确。
故选D。
4. 电子透镜是通过静电场来使电子束聚焦的装置。电子透镜两极间的电场线分布如图中带箭头的实线。现有一电子仅在静电力作用下从M运动到N,运动轨迹如图虚曲线所示。则下列说法正确的是( )
A. 电子在M点的加速度最大 B. P点的电势低于M点的电势
C. 从M点到N点电子的动能先增大后减小 D. 从M点到N点电子的电势能一直减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.电场线的疏密程度反映电场的强弱,由图可知M点的电场线比P点的稀疏,电场强度比P点的小,电场力比P点的小,加速度比P点的小,故A错误;
B.沿电场线的方向电势降低,结合等势面与电场方向垂直,则P点的电势高于M点的电势,故B错误;
CD.电场方向沿电场线的切线方向,可知电场力一直做正功,电子的动能一直增加,电势能一直减小,故C错误,D正确。
故选D。
5. 如图所示,绝缘光滑半圆环轨道半径为R,置于竖直向上的匀强电场E中。在轨道上端与圆心等高位置处一质量为m、带电量为+q的小球由静止释放,小球沿轨道下滑。已知电场强度,下列说法正确的是( )
A. 小球运动过程机械能守恒
B. 小球机械能与电势能之和先减小后增大
C. 小球到达最低点时,小球对轨道的压力大小为
D. 小球下滑到最低点过程中,电势能减少
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球运动过程中竖直向上的电场力对带正电的小球做功,不满足机械能守恒条件,故A错误;
B.轨道的支持力始终与小球速度方向垂直、不做功,只有重力和电场力做功,因此小球的动能、重力势能、电势能三者总和守恒,也就是机械能(动能+重力势能)与电势能之和为恒定值,故B错误;
C.小球从与圆心等高的初始位置滑到最低点,下落的竖直高度为R,由动能定理:
在最低点,向心力指向圆心(竖直向上),对小球由向心力公式:
代入数值解得
根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力大小为,故C正确;
D.小球下滑到最低点的过程中,电场力竖直向上,位移的竖直分量向下,电场力做负功,根据电场力做功与电势能变化的关系,电势能会增加,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,电流表A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)是由两个相同的灵敏电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中,闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法中正确的是( )
A. 电流表A1的内阻较大
B. A1、A2的读数之比为1∶1
C. A1、A2的指针偏转角度之比为5∶1
D. A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1
【答案】D
【解析】
【详解】A.电流表由相同的灵敏电流计并联分流电阻改装而成,量程越大,并联的分流电阻越小,电流表总内阻越小。
已知量程,量程,量程之比,则内阻之比
量程大的电流表内阻更小,所以内阻更小,故A错误;
B.并联电压相等,,电流与内阻成反比,读数之比,故B错误;
CD.两个电流表内部是相同灵敏电流计,电流表并联,灵敏电流计两端电压相同,通过灵敏电流计的电流相同,指针偏转角相等,指针偏转角度之比为,故C错误,D正确。
故选D。
7. 如图,G表为理想灵敏电流计,V表为理想电压表,r<R1、R2为定值电阻,R3是一根盐水柱(封于橡皮管内,与电路导通),平行板电容器两极板水平,开关S闭合后,电容器两板间的带电油滴恰好静止。则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中(忽略人身体及温度对电阻的影响)( )
A. 流过R1的电流增大
B. 电压表的示数U减小
C. 电压表的示数U和电流表的示数I的比值()增大
D. 带电油滴向下运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中,盐水柱的横截面积减小,长度增大,根据可知,R3增大,根据串反并同规律可知,流过R1的电流减小,故A错误;
BC.电压表测量R2两端的电压,R3增大, R3两端电压增大,R2两端的电压增大,即电压表示数增大,则电压表的示数U和电流表的示数I的比值()增大,故B错误,C正确;
D.电容器并联在R2两端,因此电容器两端电压增大,根据可知电场力增大,初始时电场力等于重力,现在电场力大于重力,油滴向上运动,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 部分网红火锅店推出了“九宫格”菜盘套餐,方便顾客品尝丰富多样的菜品。某同学依据该模型画出了如图所示的图样,假设该“九宫格”图样处于平行于该平面的匀强电场中,将一个电子放置在C点时比放在O、A两点时电势能均小4 eV,设O点电势为零,九宫格小正方形边长为10 cm,则下列说法正确的是( )
A. 电场线方向为O指向A
B. B点的电势为−6 V
C. 匀强电场的电场强度大小为40 V/m
D. 将质子从B点移动到C点,克服电场力做功10 eV
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电子在C点的电势能比O、A点均小4 eV,即,
其中,,
结合题干设O点电势为零,即,可得,
O、A两点电势均为0,说明OA连线是等势线,电场线应垂直于OA指向电势降低的方向,并非O指向A,故A错误;
BC.匀强电场中,沿x轴(OA所在直线)电势处处相等,仅沿y轴(垂直OA向右上方)电势均匀降低。设九宫格小正方形边长为,由几何关系得,C到O沿电场方向的距离为
电势差为
可得电场强度
O到B沿电场方向的距离为
可得
其中
可得,故B正确,C错误;
D.质子从B到C的电场力做功
解得
说明电场力做负功,即质子需要克服电场力做功10 eV,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示是阴极射线管示意图,当偏转电极板、间不加电压时,电子束经电场加速后打到荧屏中央处形成亮斑。若偏转电极板带正电,已知电子在偏转电场中运动时间极短且不打到极板上,在其他条件不变的情况下,则( )
A. 电子通过极板过程中电场力对电子做正功,电子偏转时电势能增大
B. 电子束经电场加速后打到荧屏形成亮斑,亮斑在点上方
C. 偏转电压不变时,若荧屏上亮斑向上移动,可知加速电压在增大
D. 加速电压不变时,若荧屏上亮斑向上移动,可知偏转电压在增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电子通过极板过程中电场力对电子做正功,则电子的电势能减小,故A错误;
B.偏转电极板带正电,则电子所受电场力向上,亮斑在点上方,故B正确;
CD.设加速电场的加速电压为,偏转电场的电压为,之间的距离为d、板长为L,电子射出时的偏转位移为y,电子在加速电场中,根据动能定理可得
在偏转电场中,根据类平抛运动的规律可得,,
联立解得
可知,偏转电压不变时,加速电压减小,则亮斑向上移动;加速电压不变时,偏转电压增大,则亮斑向上移动,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图为利用电压表测量车辆加速度的装置示意图。金属丝上端固定于O点,下端系一质量为m的小球。AB为一根材料、粗细均相同的电阻丝。在O点和电阻丝中点C之间接入理想电压表。当列车静止或匀速运动时金属丝接触在C点,电压表示数为0;当列车以大小为a的加速度向右或向左运动时,金属丝与竖直方向夹角为,电压表的示数为。已知金属丝与电阻丝接触良好且摩擦不计,金属丝和导线电阻不计,OC⊥AB。下列说法正确的有( )
A. 加速度a与成正比
B. 金属丝与电阻丝接触点不同,电阻丝中电流不同
C. 电压表的示数与车辆加速度值a成正比
D. 若对电压表的刻度重新标定为加速度的数值,则数值分布是不均匀的
【答案】AC
【解析】
【详解】A.对小球进行受力分析得,故加速度a与成正比,A正确;
B.设电阻丝的电阻为,稳压电源的电动势为,根据欧姆定律有,、一定,金属丝与电阻丝接触点不同,电阻丝中电流相同,B错误;
C.设金属丝与竖直方向夹角为时,金属丝与电阻丝的接触点为,电阻丝总长为,根据电阻定律有
设的长为,根据几何关系有
依题意,电压表测量的是金属丝与电阻丝的接触点与C点之间的电压,根据欧姆定律有
解得,把加速度代入得,即电压表的示数与车辆加速度值a成正比,C正确;
D.根据前面分析,电压表的示数与车辆加速度值a成正比,故对电压表的刻度重新标定为加速度的数值,数值分布是均匀的,D错误。
故选AC。
三、实验题(本大题共2小题,每小题8分,共16分)
11. 小明同学在五金店购买了一卷长度为的电线,他设计了如下实验测量电线圆柱形铜芯的电阻率。
(1)剥开这卷电线两端的绝缘层,用游标卡尺测量铜芯直径如图甲所示,则游标卡尺读数为________mm;
(2)先用多用电表粗测这卷电线的电阻,将多用电表选择开关旋至电阻挡“”位置,欧姆调零后测量,发现指针位置如图乙所示,则应将选择开关旋至________(选填“”或“”)位置。重新欧姆调零再进行测量,指针位置如图丙所示,则读数为________Ω。
(3)再用伏安法测量这卷电线的电阻,选用的实验器材有:电池组(电动势)、电流表(内阻约为)、电压表(内阻约为)、滑动变阻器()、开关、导线若干。要求电压从零开始调节,部分连线如图丁所示,导线①应连接到________(选填“a”或“b”)接线柱,导线②应连接到________(选填“c”或“d”)接线柱。正确连接电路后,测量并记录数据,作出图像如图戊所示。由图戊可得该电线的电阻为________,计算可得铜芯电阻率为________。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)0.40
(2) ①. ②. 8.8##8.9##8.7
(3) ①. ②. ③. 8.1 ④.
【解析】
【小问1详解】
图甲为20分度游标卡尺,精度为,主尺读数为,游标尺第8个刻度与主尺刻度对齐,游标尺读数为
总读数为
【小问2详解】
[1]欧姆表指针偏转过大,说明被测电阻阻值很小,所选倍率太大,应选倍率。
[2]重新调零后图丙指针指向欧姆刻度约为8.8 Ω的位置,乘以倍率,读数为
【小问3详解】
[1]被测电线电阻约为,满足(,),属于小电阻,电流表应采用外接法,因此导线①接电流表的接线柱。
[2]电压要求从零开始调节,滑动变阻器需采用分压式接法,因此导线②接接线柱,
[3]图像的斜率等于被测电阻阻值,取图线终点、,计算得
[4]根据电阻定律,横截面积
代入、、,推导得
12. 小明同学要测量一个电源的电动势(左右)和内阻,找到如下器材:
A、待测电源
B、电流表:量程,内阻约
C、电流表:量程,内阻约
D、电压表:量程,内阻约
E、电压表:量程,内阻约
F、定值电阻
G、滑动变阻器:
H、开关,导线若干
(1)因电源的内阻较小,以下给出的甲、乙两种测量电路中,你认为较合理的是__________(填“甲”或“乙”)。
(2)为减小测量误差,对于电流表和电压表选择正确的是__________。
A. B、D B. B、E C. C、D D. C、E
(3)正确连接电路后,某次测量中电流表指针位置如图所示,其示数为__________A。
(4)调节滑动变阻器阻值,测得多组电表读数,作出如图所示的图像,则待测电源电动势__________,内阻__________。(结果均保留小数点后两位)该实验测出的电动势__________真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)乙 (2)A
(3)0.24 (4) ①. #### ②. #### ③. 小于
【解析】
【小问1详解】
因电源的内阻较小,则应将定值电阻接在干路上,作为等效内阻,减小计算误差,故较合理的是乙图。
【小问2详解】
电源的电动势为左右,其电压表最大示数为左右,电路中最大电流
上述计算时未加电源内阻与电流表内阻,则实际最大电流将更小。则根据电表读数中示数不能超过量程,且要超过满偏刻度的,有时也可以从测量数据来确定选择的电表。则根据题中已有电表以及题中减小误差的需求,电流表应选择B,电压表应选择D。
故选A。
【小问3详解】
图中电流表量程为,分度值为,指针指在第12格,则根据电流表读数原则,电流表示数为
【小问4详解】
[1][2]由闭合电路欧姆定律及题中电路图像得公式
则图像截距等于电源电动势,即
斜率绝对值等于等效内阻,即
解得电源内阻
由于读数误差的原因,电源电动势测量值为均可,电源内阻测量值为均可。
[3]在题中对应电路图中,电路短路电流真实值与测量值相同,调节滑动变阻器阻值,测电表读数时,由于电压表的分流,导致电流表实测示数偏小,且随着电压表示数的变大,电压表的分流越大,导致电流表测量值与真实值偏小更多,其真实图像与测量图像对比如下图所示:
则得测量图线截距小于真实图线截距,即该实验测出的电动势小于真实值。
四、解答题(本大题共3小题,共38分,要求写必要的公式和文字说明,直接写结果的不得分。)
13. 如图所示的电路中电阻,电容器的电容为。移动滑动变阻器的滑片,记录电压表和电流表的读数,当电压表的读数为时,电流表对应的读数为;当滑片位于滑动变阻器最右端时,电压表的读数为,电流表对应的读数为。电压表和电流表均为理想电表,电源的电动势和内阻恒定不变,求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)电阻的阻值;
(3)当电压表读数为时,电容器上所带的电荷量。
【答案】(1)6V,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律
由,,,,代入数据得电动势,
【小问2详解】
当滑片P位于滑动变阻器最右端时,滑动变阻器接入电阻为零,电阻被短路,此时通过的电流为,
电压为
因此
【小问3详解】
电容器两端的电压等于电阻两端的电压,当电压表读数为时
电容器上所带的电荷量
解得
14. 如图所示,固定于同一条竖直线上的点电荷M、N相距为2d,电荷量分别为和。EF是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,其质量为m、电荷量为+q,现将小球p从与点电荷M等高的E点由静止开始释放,小球p向下运动到距E点距离为d的O点时,速度为。已知MN与EF之间的距离也为d、静电力常量为k,重力加速度大小为g,求:
(1)E、O点间的电势差;
(2)小球p经过O点时的加速度大小;
(3)小球p经过与点电荷N等高的F点时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球p从E点到O点过程,根据动能定理可得
解得
根据
可得E、O点间的电势差
【小问2详解】
小球p在O点的受力如图所示
M到点的距离为
对的库仑斥力大小为,方向斜向左下45°;
到点的距离也为,对的库仑引力大小为,方向斜向右下45°。
将两个库仑力沿水平、竖直方向分解,水平分量相互抵消,竖直分量叠加得总电场力
由牛顿第二定律可得
解得小球p经过O点时的加速度大小
【小问3详解】
小球p从E点到F点过程,根据动能定理可得
根据对称性得
可得
联立解得
15. 电子束光刻技术原理简化如图甲所示,电子源发射的电子束经过多级直线加速器后,进入静电转向器,再通过偏移器后对晶圆上的光刻胶进行曝光。多级直线加速器由n个横截面积相同且共轴的金属圆筒依次水平排列,各金属圆筒依序接在交变电源的两极A、B上,交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。序号为0的金属圆板中央有一个点状电子源,电子逸出的速度不计,转向器中有辐向电场,电子从M点水平射入,沿着半径为R的圆弧虚线(等势线)运动,并从N点竖直射出,沿着偏移器的中轴线进入,轴线垂直晶圆上表面并过中心O点,已知偏移器为长、间距均为L的平行金属板,两极板可加电压,偏移器下端到芯片的距离为L,电子质量为m、电荷量大小为e,交变电压的绝对值为 U,周期为T。电子通过圆筒间隙的时间不计,不计电子重力及电子间的相互作用力,忽略相对论效应、极板边缘效应等其他因素的影响。
(1)若t=0时刻进入圆筒间隙的电子能够被加速,求此时A、B的电势高低和经过一次加速后电子的速度大小;
(2)经过8个圆筒后被导出的电子恰能沿圆弧虚线运动,求第8个圆筒的长度和转向器虚线处电场强度的大小;
(3)第(2) 问中的电子能经过偏移器,求偏移器间所加电压的范围;
【答案】(1)B点电势高,
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
B点电势高,电子在加速过程应用动能定理,有
得
【小问2详解】
电子在圆筒中做匀速直线运动,有
电子经过8次加速后,有
所以
电子在转向器中做匀速圆周运动,有
得
【小问3详解】
电子在偏移器中做类平抛运动,有
可以得到
故所加电压的范围为。
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广州市第十六中学2026学年第一学期高中中段教学质量反馈
高二年级物理试卷
一、单项选择题(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 某手机电池背面印有的符号如图所示。已知元电荷,下列说法正确的是( )
A. “伏特”(V)是国际单位制中的基本单位
B. “毫安·时”()是电池储存的能量的单位
C. 若该手机的待机电流为10 mA,则手机最多可待机20小时
D. 若该电池工作电流为16 mA,则每秒内定向通过电源的电子个数为个
2. 为监测土壤湿度,某智慧农业系统采用电容式湿度传感器,其原理简化图如图所示,连接在电路中的平行金属板电容器的两极板插入土壤(视为绝缘电介质)中。已知土壤的相对介电常数随着土壤中含水量的增大而增大。闭合开关S后,当土壤逐渐变干燥时,下列说法正确的是( )
A. 电容器的电容增大
B. 电容器两板间的电压减小
C. 电容器带的电荷量增加
D. 通过电流表的电流方向为从M到N
3. 如图1所示,直线AB是固定点电荷Q产生的电场中的一条电场线,P是AB的中点,一带电粒子从A点静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 点电荷Q在A的左侧
B. 该带电粒子一定带负电
C. 带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
D. A、P两点间电势差的绝对值小于P、B两点间电势差的绝对值
4. 电子透镜是通过静电场来使电子束聚焦的装置。电子透镜两极间的电场线分布如图中带箭头的实线。现有一电子仅在静电力作用下从M运动到N,运动轨迹如图虚曲线所示。则下列说法正确的是( )
A. 电子在M点的加速度最大 B. P点的电势低于M点的电势
C. 从M点到N点电子的动能先增大后减小 D. 从M点到N点电子的电势能一直减小
5. 如图所示,绝缘光滑半圆环轨道半径为R,置于竖直向上的匀强电场E中。在轨道上端与圆心等高位置处一质量为m、带电量为+q的小球由静止释放,小球沿轨道下滑。已知电场强度,下列说法正确的是( )
A. 小球运动过程机械能守恒
B. 小球机械能与电势能之和先减小后增大
C. 小球到达最低点时,小球对轨道的压力大小为
D. 小球下滑到最低点过程中,电势能减少
6. 如图所示,电流表A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)是由两个相同的灵敏电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中,闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法中正确的是( )
A. 电流表A1的内阻较大
B. A1、A2的读数之比为1∶1
C. A1、A2的指针偏转角度之比为5∶1
D. A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1
7. 如图,G表为理想灵敏电流计,V表为理想电压表,r<R1、R2为定值电阻,R3是一根盐水柱(封于橡皮管内,与电路导通),平行板电容器两极板水平,开关S闭合后,电容器两板间的带电油滴恰好静止。则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中(忽略人身体及温度对电阻的影响)( )
A. 流过R1的电流增大
B. 电压表的示数U减小
C. 电压表的示数U和电流表的示数I的比值()增大
D. 带电油滴向下运动
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 部分网红火锅店推出了“九宫格”菜盘套餐,方便顾客品尝丰富多样的菜品。某同学依据该模型画出了如图所示的图样,假设该“九宫格”图样处于平行于该平面的匀强电场中,将一个电子放置在C点时比放在O、A两点时电势能均小4 eV,设O点电势为零,九宫格小正方形边长为10 cm,则下列说法正确的是( )
A. 电场线方向为O指向A
B. B点的电势为−6 V
C. 匀强电场的电场强度大小为40 V/m
D. 将质子从B点移动到C点,克服电场力做功10 eV
9. 如图所示是阴极射线管示意图,当偏转电极板、间不加电压时,电子束经电场加速后打到荧屏中央处形成亮斑。若偏转电极板带正电,已知电子在偏转电场中运动时间极短且不打到极板上,在其他条件不变的情况下,则( )
A. 电子通过极板过程中电场力对电子做正功,电子偏转时电势能增大
B. 电子束经电场加速后打到荧屏形成亮斑,亮斑在点上方
C. 偏转电压不变时,若荧屏上亮斑向上移动,可知加速电压在增大
D. 加速电压不变时,若荧屏上亮斑向上移动,可知偏转电压在增大
10. 如图为利用电压表测量车辆加速度的装置示意图。金属丝上端固定于O点,下端系一质量为m的小球。AB为一根材料、粗细均相同的电阻丝。在O点和电阻丝中点C之间接入理想电压表。当列车静止或匀速运动时金属丝接触在C点,电压表示数为0;当列车以大小为a的加速度向右或向左运动时,金属丝与竖直方向夹角为,电压表的示数为。已知金属丝与电阻丝接触良好且摩擦不计,金属丝和导线电阻不计,OC⊥AB。下列说法正确的有( )
A. 加速度a与成正比
B. 金属丝与电阻丝接触点不同,电阻丝中电流不同
C. 电压表的示数与车辆加速度值a成正比
D. 若对电压表的刻度重新标定为加速度的数值,则数值分布是不均匀的
三、实验题(本大题共2小题,每小题8分,共16分)
11. 小明同学在五金店购买了一卷长度为的电线,他设计了如下实验测量电线圆柱形铜芯的电阻率。
(1)剥开这卷电线两端的绝缘层,用游标卡尺测量铜芯直径如图甲所示,则游标卡尺读数为________mm;
(2)先用多用电表粗测这卷电线的电阻,将多用电表选择开关旋至电阻挡“”位置,欧姆调零后测量,发现指针位置如图乙所示,则应将选择开关旋至________(选填“”或“”)位置。重新欧姆调零再进行测量,指针位置如图丙所示,则读数为________Ω。
(3)再用伏安法测量这卷电线的电阻,选用的实验器材有:电池组(电动势)、电流表(内阻约为)、电压表(内阻约为)、滑动变阻器()、开关、导线若干。要求电压从零开始调节,部分连线如图丁所示,导线①应连接到________(选填“a”或“b”)接线柱,导线②应连接到________(选填“c”或“d”)接线柱。正确连接电路后,测量并记录数据,作出图像如图戊所示。由图戊可得该电线的电阻为________,计算可得铜芯电阻率为________。(结果均保留两位有效数字)
12. 小明同学要测量一个电源的电动势(左右)和内阻,找到如下器材:
A、待测电源
B、电流表:量程,内阻约
C、电流表:量程,内阻约
D、电压表:量程,内阻约
E、电压表:量程,内阻约
F、定值电阻
G、滑动变阻器:
H、开关,导线若干
(1)因电源的内阻较小,以下给出的甲、乙两种测量电路中,你认为较合理的是__________(填“甲”或“乙”)。
(2)为减小测量误差,对于电流表和电压表选择正确的是__________。
A. B、D B. B、E C. C、D D. C、E
(3)正确连接电路后,某次测量中电流表指针位置如图所示,其示数为__________A。
(4)调节滑动变阻器阻值,测得多组电表读数,作出如图所示的图像,则待测电源电动势__________,内阻__________。(结果均保留小数点后两位)该实验测出的电动势__________真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
四、解答题(本大题共3小题,共38分,要求写必要的公式和文字说明,直接写结果的不得分。)
13. 如图所示的电路中电阻,电容器的电容为。移动滑动变阻器的滑片,记录电压表和电流表的读数,当电压表的读数为时,电流表对应的读数为;当滑片位于滑动变阻器最右端时,电压表的读数为,电流表对应的读数为。电压表和电流表均为理想电表,电源的电动势和内阻恒定不变,求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)电阻的阻值;
(3)当电压表读数为时,电容器上所带的电荷量。
14. 如图所示,固定于同一条竖直线上的点电荷M、N相距为2d,电荷量分别为和。EF是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,其质量为m、电荷量为+q,现将小球p从与点电荷M等高的E点由静止开始释放,小球p向下运动到距E点距离为d的O点时,速度为。已知MN与EF之间的距离也为d、静电力常量为k,重力加速度大小为g,求:
(1)E、O点间的电势差;
(2)小球p经过O点时的加速度大小;
(3)小球p经过与点电荷N等高的F点时的速度大小。
15. 电子束光刻技术原理简化如图甲所示,电子源发射的电子束经过多级直线加速器后,进入静电转向器,再通过偏移器后对晶圆上的光刻胶进行曝光。多级直线加速器由n个横截面积相同且共轴的金属圆筒依次水平排列,各金属圆筒依序接在交变电源的两极A、B上,交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。序号为0的金属圆板中央有一个点状电子源,电子逸出的速度不计,转向器中有辐向电场,电子从M点水平射入,沿着半径为R的圆弧虚线(等势线)运动,并从N点竖直射出,沿着偏移器的中轴线进入,轴线垂直晶圆上表面并过中心O点,已知偏移器为长、间距均为L的平行金属板,两极板可加电压,偏移器下端到芯片的距离为L,电子质量为m、电荷量大小为e,交变电压的绝对值为 U,周期为T。电子通过圆筒间隙的时间不计,不计电子重力及电子间的相互作用力,忽略相对论效应、极板边缘效应等其他因素的影响。
(1)若t=0时刻进入圆筒间隙的电子能够被加速,求此时A、B的电势高低和经过一次加速后电子的速度大小;
(2)经过8个圆筒后被导出的电子恰能沿圆弧虚线运动,求第8个圆筒的长度和转向器虚线处电场强度的大小;
(3)第(2) 问中的电子能经过偏移器,求偏移器间所加电压的范围;
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