精品解析:新疆维吾尔自治区喀什地区英吉沙县多校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:
英吉沙县2026—2027学年度第一学期期中考试
高二物理 试卷
(考试时间:75分钟,考试满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题(本题共7小题,每题4分,共28分,每题只有一项符合题目要求)
1. 真空中、两点分别固定两个不带电的金属小球(均可视为点电荷),、间距为,将电荷量按一定比例分配给这两个金属小球,使两个金属小球之间的静电力达到最大,再将电量为的点电荷置于、的中点处,则点电荷所受电场力的大小为(静电力常量为)( )
A. B. C. D. 0
2. 2025年6月25日,“深圳国际防静电产品展览会”在深圳国际会展中心举行。关于静电的应用与静电危害的防止,下列说法正确的是( )
A. 高压输电导线表面要很光滑是为了避免因尖端放电而损失电能
B. 静电植绒使绒毛吸附在底料上属于静电的防止
C. 避雷针是为了防止静电的尖端带电制作的,顶端应设计成球形
D. 复印机是利用异种电荷相互排斥而使碳粉吸附在纸上
3. 如图为两个点电荷、形成的电场,虚线表示电场线。一带电粒子仅在电场力作用下运动,A、B是运动轨迹上两点,轨迹如图中实线所示。下列说法正确的是( )
A. 该粒子带正电,在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力
B. 带正电,带负电,且的电荷量小于的电荷量
C. 若粒子的电势能先减小后增大,则粒子一定是从A点运动到B点
D. 粒子运动过程中,动能和电势能之和不变
4. 在光滑绝缘的水平面上有A、B两个带电小球,电荷量分别为和,A、B两个小球间的距离为L。现将第三个带电小球C放在A、B之间的直线上,三个小球在彼此之间库仑力的作用下均能处于静止状态,带电小球可视为点电荷。下列说法正确的是( )
A. 小球C带负电
B. 小球C带正电
C. 小球C到小球A的距离为
D. 小球C到小球A的距离为
5. 如图,A、B处固定两个等量正点电荷,C处固定一负点电荷,O、M、N为AB边的四等分点,则
A. M、N两点的电场强度相同
B. 电子在M点电势能比在O点时要小
C. 三个点电荷中,点电荷C所受静电力最小
D. 电子沿直线由O点向C点移动过程中,电场力一直做正功
6. 如图所示,匀强电场方向平行于xOy平面,a、b、c、d是电场中的四个点。在a点有一电子源,在xOy平面内向各个方向射出初动能均为10eV的电子。电子经过b点时的动能为4eV,电子经过c点时的动能为6eV。若电子仅在静电力的作用下运动,不考虑电子间的相互作用,下列判断正确的是( )
A. b、c之间的电势差Ubc=2V
B. 匀强电场的电场强度大小为100V/m
C. 电子通过d点时的动能为10eV
D. 可能有电子到达O点
7. 如图所示,图线a、b分别表示电阻、的伏安特性曲线,下列说法中正确的是( )
A. 将与串联时整体的伏安特性曲线斜率在a与b之间
B. 将与并联时整体的伏安特性曲线斜率小于a
C. 将与串联在电路中,它们两端的电压之比为2∶1
D. 将与并联在电路中,通过它们的电流之比为2∶1
二、多选题(本题共3小题,每题4分,全选正确得4分,漏选得2分,多选错选不得分)
8. 一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以做直线运动,其v-t图像如图所示,粒子在时刻运动到B点,时刻运动到C点,下列判断正确的是( )
A. A、B、C三点的电势关系为
B. A、B、C三点场强大小关系为
C. 粒子从A点经B点运动到C点,电势能先增加后减少
D. 粒子从A点经B点运动到C点,电场力先做负功后做正功
9. 如图甲所示,A、B间电压为且恒定,滑动变阻器与并联部分电阻为,的最大值为(即滑动变阻器总电阻为),移动滑片P的位置,就可以改变两端的电压,多次操作后可以得到图线(图乙中图线1)。更换滑动变阻器,重复实验,得到另一条图线(图乙中图线2),可知:( )
A. 图线1对应的滑动变阻器总阻值较大
B. 图线2对应的滑动变阻器总阻值较大
C. 采用图线1对应的滑动变阻器更易于调节电压
D. 采用图线2对应的滑动变阻器更易于调节电压
10. 在报警电路中常用到蜂鸣器,其原理为:若有电流从蜂鸣器正极流入、负极流出时,则蜂鸣器会发出报警声。如图所示是一个断路报警电路,平行板电容器的电容为,电源电动势为、内阻,可视为理想二极管,R1、为定值电阻。已知当电路中的开关在电路工作过程中断开时蜂鸣器会发出报警声,则( )
A. 端为蜂鸣器的正极
B. 闭合稳定后,电容器的带电荷量为
C. 闭合稳定后,增大平行板间距有可能会使蜂鸣器发出报警声
D. 断开后,流过蜂鸣器的电荷量大于流过的电荷量
三、实验题(共2小题,共20分)
11. 为了测定一电池的电动势和内阻,甲和乙两位同学先后用同一套实验仪器来做实验,实验时甲、乙分别设计了如图甲和乙所示的两个电路,其中R、R0分别是电阻箱和定值电阻,R0=2Ω。实验记录电阻箱R的阻值以及对应电压表的示数U。据实验记录的数据作出关系图线丙和丁。
(1)可以判断图线丁是利用图________(填“甲”或“乙”)电路进行实验所作出的。
(2)依据实验数据绘出的图线如图戊所示,则电源电动势E=________V,内阻r=________Ω。(计算结果均保留两位有效数字)
(3)该实验根据图线丁及如图戊测得的电动势与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻的测量值与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
12. 如图所示,通过调节开关S,可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率,可用器材如下:
A.干电池(电动势E=3.0V,内阻不计);
B.电流表G(满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=90);
C.定值电阻R0(阻值为5.0);
D.滑动变阻器R1(最大阻值为150);
E.定值电阻R2、R3;
F.开关一个,红、黑表笔各一支,导线若干。
(1)表笔B是________(填“红”或“黑”)表笔。
(2)虚线框内是双量程电流表,已知R3=1,当S接a时,对应电流表量程是0~0.1A,那么定值电阻R2=________。
(3)当开关S拨向________(填“a”或“b”)时,欧姆表的倍率是“×10”。欧姆调零后,欧姆表内阻为________。
(4)欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,但此表仍能进行欧姆调零。若用此表测量电阻Rx的值,则测量结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、解答题(本题共4小题,13题8分,14题9分,15题10分,16题13分,共计40分)
13. 如图所示,电荷量的正点电荷A固定在空间中O点,将质量、电荷量的另一正点电荷B从O点正上方的某处由静止释放,B运动过程中速度最大位置在P点。若静电力常量,重力加速度g取,求:
(1)B释放时所受库仑力的大小;
(2)B释放时的加速度大小;
(3)P、O间的距离L。
14. 如图所示,一个质量为、电荷量的带电粒子(重力忽略不计),从静止开始经电压为的加速电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长,两板间距。求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度是多大?
(2)若微粒射出电场时的偏转角度为,求两金属板间的电压是多大?粒子从电场中出射时的侧位移y是多少cm?
15. 如图,一水平绝缘传送带AB和光滑绝缘圆弧轨道BCD在B点平滑连接,整个装置处在水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从传送带左端A点由静止释放,经电场加速后从B点滑上圆弧轨道,恰好能通过D点,且小滑块在D点时所受合外力指向圆心O点,不考虑小滑块通过D点以后的运动。已知轨道半径为R,竖直半径CO与DO的夹角为,小滑块与传送带间的动摩擦因数为,传送带以恒定的速率顺时针方向转动,可视为质点的小滑块的电荷量不变,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,,。求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)小滑块在B点时对圆弧轨道的压力大小;
(3)小滑块从A点运动至B点所用时间及小滑块与传送带间的划痕长度。
16. 如图所示,电源电动势为 E=6V、内阻为r,电压表和电流表都可看作理想电表。调节变阻箱阻值为27.5Ω,此时电机没有转动、电压表和电流表的示数分别为 0.4V 和 0.2A;再次调节变阻箱阻值为 电机正常工作,电压表示数和电流表示数分别变为3V 和0.3A。求∶
(1)电源的内阻r和电动机的内阻rM;
(2)求电动机正常工作时的输出功率;
(3)在变阻箱阻值为 的情况下,正在运行的电动机因某原因突然卡住不转,但没有烧坏,此时电动机的发热功率又为多少?
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英吉沙县2026—2027学年度第一学期期中考试
高二物理 试卷
(考试时间:75分钟,考试满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题(本题共7小题,每题4分,共28分,每题只有一项符合题目要求)
1. 真空中、两点分别固定两个不带电的金属小球(均可视为点电荷),、间距为,将电荷量按一定比例分配给这两个金属小球,使两个金属小球之间的静电力达到最大,再将电量为的点电荷置于、的中点处,则点电荷所受电场力的大小为(静电力常量为)( )
A. B. C. D. 0
【答案】D
【解析】
【详解】题目要求将总电荷量分配给和两个金属小球(视为点电荷),使它们之间的静电力最大。静电力由库仑定律给出
其中
且电荷非负(即,)。为最大化静电力,需最大化。由于电荷非负,,且在约束条件下当时取最大值。此时静电力最大值为。随后,将电量为的点电荷置于和的中点处。点到和的距离均为。由于和均带正电。放在处金属小球在点产生的电场,方向向右(远离正电荷),大小为
放在处金属小球在点产生的电场,方向向左(远离正电荷),大小为
设向右为正方向,合电场强度为
点电荷电量为,所受电场力为
因此,点电荷所受电场力的大小为0。
故选D。
2. 2025年6月25日,“深圳国际防静电产品展览会”在深圳国际会展中心举行。关于静电的应用与静电危害的防止,下列说法正确的是( )
A. 高压输电导线表面要很光滑是为了避免因尖端放电而损失电能
B. 静电植绒使绒毛吸附在底料上属于静电的防止
C. 避雷针是为了防止静电的尖端带电制作的,顶端应设计成球形
D. 复印机是利用异种电荷相互排斥而使碳粉吸附在纸上
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于尖端放电效应,高压输电线表面要很光滑,才能避免因尖端放电而损失电能,选项A正确;
B.静电植绒是利用异种电荷相吸引而使绒毛吸附在底料上,属于静电的利用,选项B错误;
C.避雷针是利用了静电的尖端放电效应制作的,故避雷针必须做成针状,不能做成球形,选项C错误;
D.静电复印是让碳粉和纸张带异种电荷,使碳粉吸附在纸上经过烘烤形成的,利用了异种电荷相互吸引,选项D错误。
故选A。
3. 如图为两个点电荷、形成的电场,虚线表示电场线。一带电粒子仅在电场力作用下运动,A、B是运动轨迹上两点,轨迹如图中实线所示。下列说法正确的是( )
A. 该粒子带正电,在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力
B. 带正电,带负电,且的电荷量小于的电荷量
C. 若粒子的电势能先减小后增大,则粒子一定是从A点运动到B点
D. 粒子运动过程中,动能和电势能之和不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于粒子做曲线运动,则所受电场力应指向轨迹的凹侧,即粒子在A点时电场力方向应指向右下方,与电场强度方向相反,所以粒子带负电。A点电场线较B点疏,所以A点的场强小于B点的场强,故在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力,故A错误;
B.由图可知,电场线起于正电荷,止于负电荷,故带正电,带负电。周围电场线较密,所以的电荷量大于的电荷量,故B错误;
C.该粒子无论从A点到B点,还是从B点到A点运动,由于电场力方向与速度方向的夹角先为锐角后为钝角,则粒子的速度先增大后减小,动能先增大后减小,故电势能先减小后增大,故C错误;
D.只有电场力做功,只存在电势能和动能的相互转化,故动能和电势能之和不变,故D正确。
故选D。
4. 在光滑绝缘的水平面上有A、B两个带电小球,电荷量分别为和,A、B两个小球间的距离为L。现将第三个带电小球C放在A、B之间的直线上,三个小球在彼此之间库仑力的作用下均能处于静止状态,带电小球可视为点电荷。下列说法正确的是( )
A. 小球C带负电
B. 小球C带正电
C. 小球C到小球A的距离为
D. 小球C到小球A的距离为
【答案】A
【解析】
【详解】AB.若C带正电,小球C放在A、B之间,则A或B受到另外两电荷的库仑力均为排斥力,无法静止,故C不能带正电;若C带负电,A和B对C的库仑力均为吸引力,方向相反,通过平衡条件可确定C的位置,且此时A和B的受力也能平衡,故A正确,B错误;
CD.设C到A的距离为,到B的距离为,根据库仑力平衡条件
可得,故CD错误。
故选A。
5. 如图,A、B处固定两个等量正点电荷,C处固定一负点电荷,O、M、N为AB边的四等分点,则
A. M、N两点的电场强度相同
B. 电子在M点电势能比在O点时要小
C. 三个点电荷中,点电荷C所受静电力最小
D. 电子沿直线由O点向C点移动过程中,电场力一直做正功
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于电场强度是矢量,根据等量同种电荷与点电荷电场的叠加原理可知,、两点的电场强度大小相等,但方向不同,因此两点的电场强度不相同,故A错误;
B.、两处正点电荷在AB连线上产生的电势由点向两侧逐渐升高,即、两点电荷在点产生的电势高于在点产生的电势,由于点到点的距离大于点到点的距离,所以处的负点电荷在点产生的电势高于在点产生的电势,因此点的总电势高于点的总电势,根据电势能公式有
由于电子带负电,可知电子在点的电势能比在点时要小,故B正确;
C.假设三个点电荷的电荷量大小相等且构成等边三角形,设边长为,电荷量大小均为,对于点电荷,受到的静电力为对它的斥力与对它的引力的合力,两力夹角为,根据库仑定律和力的合成法则有
对于点电荷,受到的静电力为对它的引力与对它的引力的合力,两力夹角为,根据库仑定律和力的合成法则有
可知点电荷所受静电力最大,即使电荷量不相等亦无法直接得出点电荷受力最小的结论,故C错误;
D.在由点到点的直线上,、两处的正点电荷产生的合电场方向由指向,处的负点电荷产生的电场方向也由指向,因此该直线上总电场的方向由指向,由于电子带负电,其受到的电场力方向由指向,与运动方向相反,因此电场力一直做负功,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,匀强电场方向平行于xOy平面,a、b、c、d是电场中的四个点。在a点有一电子源,在xOy平面内向各个方向射出初动能均为10eV的电子。电子经过b点时的动能为4eV,电子经过c点时的动能为6eV。若电子仅在静电力的作用下运动,不考虑电子间的相互作用,下列判断正确的是( )
A. b、c之间的电势差Ubc=2V
B. 匀强电场的电场强度大小为100V/m
C. 电子通过d点时的动能为10eV
D. 可能有电子到达O点
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据动能定理,电子从运动到的过程,电场力做功与动能变化的关系为
代入题目数据可得
解得、之间的电势差 ,故A错误;
B.电子从运动到的过程,根据动能定理有
解得
由于,说明电势沿轴向下降低,因此轴方向上的电场强度分量沿轴负方向,大小为
同理,电子从运动到的过程,
解得
由于,说明电势沿轴向左降低,因此轴方向上的电场强度分量沿轴负方向,大小为
根据电场叠加原理,该匀强电场的电场强度大小为,故B错误;
C.根据匀强电场的电势分布规律,任意一点的电势可表示为(取向右、向上为正方向时,因电场沿负方向,在此坐标系中可看作,坐标代入标准单位米)
比较点和点的电势:由于,且,可知、两点位于同一等势面上,即
电子从运动到的过程中,电场力做功为零,故通过点时的动能等于点的初动能,即,故C正确;
D.若假设有电子能到达原点,从到的电势差为
电子从到电场力做功为
根据动能定理,电子到达点的动能
这意味着电子到达点时速度必须恰好减为零。而在匀强电场中,仅受电场力的粒子若要在某点速度为零,必须做匀减速直线运动。
电子受到的电场力方向沿第一象限角平分线(斜率)。过且平行于电场力方向的直线方程为,此直线不经过原点。所以电子不可能通过直线运动到达点,故不可能有电子到达点,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,图线a、b分别表示电阻、的伏安特性曲线,下列说法中正确的是( )
A. 将与串联时整体的伏安特性曲线斜率在a与b之间
B. 将与并联时整体的伏安特性曲线斜率小于a
C. 将与串联在电路中,它们两端的电压之比为2∶1
D. 将与并联在电路中,通过它们的电流之比为2∶1
【答案】D
【解析】
【详解】A.由I−U图像可知,图线的斜率表示电阻的倒数,即
根据图像数据可得,
所以
将与串联时,总电阻
此时图线斜率
而图线b的斜率,图线a的斜率,所以将与串联时整体的伏安特性曲线斜率不在a与b之间,故A错误;
B.将与并联时,总电阻
此时图线斜率
因为,所以并联后的图线斜率应大于a的斜率,故B错误;
C.将与串联在电路中,电流相等,根据可知,电压之比等于电阻之比,即,故C错误;
D.将与并联在电路中,电压相等,根据可知,电流之比等于电阻的反比,即,故D正确。
故选D。
二、多选题(本题共3小题,每题4分,全选正确得4分,漏选得2分,多选错选不得分)
8. 一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以做直线运动,其v-t图像如图所示,粒子在时刻运动到B点,时刻运动到C点,下列判断正确的是( )
A. A、B、C三点的电势关系为
B. A、B、C三点场强大小关系为
C. 粒子从A点经B点运动到C点,电势能先增加后减少
D. 粒子从A点经B点运动到C点,电场力先做负功后做正功
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由于粒子不知电性,无法确定电场强度的方向,因此无法比较电势的高低,故A错误;
B.因v-t图像的斜率等于加速度,可知
根据
可知场强关系
选项B错误;
CD.由题图v-t图象知道带电粒子在0~t0时间内做减速运动,电场力做负功,电势能增大;在t0~3t0时间内反方向加速运动,电场力做正功,电势能减小,故CD正确;
故选CD。
9. 如图甲所示,A、B间电压为且恒定,滑动变阻器与并联部分电阻为,的最大值为(即滑动变阻器总电阻为),移动滑片P的位置,就可以改变两端的电压,多次操作后可以得到图线(图乙中图线1)。更换滑动变阻器,重复实验,得到另一条图线(图乙中图线2),可知:( )
A. 图线1对应的滑动变阻器总阻值较大
B. 图线2对应的滑动变阻器总阻值较大
C. 采用图线1对应的滑动变阻器更易于调节电压
D. 采用图线2对应的滑动变阻器更易于调节电压
【答案】BC
【解析】
【详解】AB. 回路中Rx和R0并联电阻为
回路中的总电阻为
所以
取个特殊值,当时
当Rm越大,就越小,故A错误,B正确;
CD. 根据图像的走势,图像1更加平缓,从而更容易调节电压,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 在报警电路中常用到蜂鸣器,其原理为:若有电流从蜂鸣器正极流入、负极流出时,则蜂鸣器会发出报警声。如图所示是一个断路报警电路,平行板电容器的电容为,电源电动势为、内阻,可视为理想二极管,R1、为定值电阻。已知当电路中的开关在电路工作过程中断开时蜂鸣器会发出报警声,则( )
A. 端为蜂鸣器的正极
B. 闭合稳定后,电容器的带电荷量为
C. 闭合稳定后,增大平行板间距有可能会使蜂鸣器发出报警声
D. 断开后,流过蜂鸣器的电荷量大于流过的电荷量
【答案】AC
【解析】
【详解】A.开关K闭合时,电流从b端流过蜂鸣器,则电容器的右端为正极板,开关K断开时,电容器放电,电流从a端流过蜂鸣器,此时蜂鸣器发出报警声,则a端为蜂鸣器的正极,故A正确;
B.K闭合稳定后,电容器两端电压为电阻R2两端电压,小于电动势E,故电容器电荷量小于CE,故B错误;
C.K闭合稳定后,增加平行板间距离,根据平行板电容器电容的决定式
可知电容减小,由Q=CU
可知电容器放电,则电流从a端流过蜂鸣器,有可能会使蜂鸣器发出报警声,故C正确;
D.K断开时,电容器放电,二极管具有单向导电性,此时不导电,则流过蜂鸣器的电荷量等于流过R2的电荷量,故D错误。
故选AC。
三、实验题(共2小题,共20分)
11. 为了测定一电池的电动势和内阻,甲和乙两位同学先后用同一套实验仪器来做实验,实验时甲、乙分别设计了如图甲和乙所示的两个电路,其中R、R0分别是电阻箱和定值电阻,R0=2Ω。实验记录电阻箱R的阻值以及对应电压表的示数U。据实验记录的数据作出关系图线丙和丁。
(1)可以判断图线丁是利用图________(填“甲”或“乙”)电路进行实验所作出的。
(2)依据实验数据绘出的图线如图戊所示,则电源电动势E=________V,内阻r=________Ω。(计算结果均保留两位有效数字)
(3)该实验根据图线丁及如图戊测得的电动势与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻的测量值与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. 乙 ②. 2.9##3.0##3.1 ③. 2.1##2.2##2.3##2.4 ④. 偏小 ⑤. 偏小
【解析】
【详解】(1)[1]对图甲,由闭合电路欧姆定律有
可得
所以图线丙是利用图甲电路进行实验所作出的;对图乙,由闭合电路欧姆定律可得
所以图线丁是由图乙电路进行实验所作出的。
(2)[2][3]由(1)中分析出的表达式,结合题图戊可知
解得
E=3.0V
由
解得
r=2.3Ω
(3)[4][5]考虑到电压表的分流作用,则有
变形得
则纵轴截距变大,为,计算时依然用,求解E和r,则求得的E和r值均偏小。
12. 如图所示,通过调节开关S,可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率,可用器材如下:
A.干电池(电动势E=3.0V,内阻不计);
B.电流表G(满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=90);
C.定值电阻R0(阻值为5.0);
D.滑动变阻器R1(最大阻值为150);
E.定值电阻R2、R3;
F.开关一个,红、黑表笔各一支,导线若干。
(1)表笔B是________(填“红”或“黑”)表笔。
(2)虚线框内是双量程电流表,已知R3=1,当S接a时,对应电流表量程是0~0.1A,那么定值电阻R2=________。
(3)当开关S拨向________(填“a”或“b”)时,欧姆表的倍率是“×10”。欧姆调零后,欧姆表内阻为________。
(4)欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,但此表仍能进行欧姆调零。若用此表测量电阻Rx的值,则测量结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)黑 (2)9
(3) ①. b ②. 300
(4)偏大
【解析】
【小问1详解】
欧姆表内部:黑表笔接电源正极,红表笔接电源负极,电流从黑表笔流出。表笔B接电源正极一侧,所以表笔B是黑表笔。
【小问2详解】
开关S接a时表头G与串联后和并联。
表头满偏电流,总量程
分流支路电流,并联电压相等
代入数据得
解得
【小问3详解】
[1]欧姆表内阻,满偏总电流越小,内阻越大,倍率越大。
开关S接b时,表头G与,的串联支路并联,量程更小,倍率更大,对应挡。
[2]对开关S接b:
解得
欧姆调零内阻:
【小问4详解】
电动势变小,欧姆调零后同步变小。
测电阻:,相同时电流偏小,指针偏左,欧姆表读数偏大。
四、解答题(本题共4小题,13题8分,14题9分,15题10分,16题13分,共计40分)
13. 如图所示,电荷量的正点电荷A固定在空间中O点,将质量、电荷量的另一正点电荷B从O点正上方的某处由静止释放,B运动过程中速度最大位置在P点。若静电力常量,重力加速度g取,求:
(1)B释放时所受库仑力的大小;
(2)B释放时的加速度大小;
(3)P、O间的距离L。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据库仑定律可得B释放时所受库仑力的大小
(2)根据牛顿第二定律,则有
代入数据解得
(3)速度最大时加速度为零,由力的平衡条件,则有
代入数据解得
14. 如图所示,一个质量为、电荷量的带电粒子(重力忽略不计),从静止开始经电压为的加速电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长,两板间距。求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度是多大?
(2)若微粒射出电场时的偏转角度为,求两金属板间的电压是多大?粒子从电场中出射时的侧位移y是多少cm?
【答案】(1);(2)200V,
【解析】
【详解】(1)带电微粒经电场加速后速度为,根据动能定理
解得
(2)带电微粒在偏转电场中只受静电力作用,做类平抛运动。水平方向有
设电子在偏转电场中运动的加速度为a,射出电场时竖直方向的速度为,则有
解得
侧位移为y,则有
解得
15. 如图,一水平绝缘传送带AB和光滑绝缘圆弧轨道BCD在B点平滑连接,整个装置处在水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从传送带左端A点由静止释放,经电场加速后从B点滑上圆弧轨道,恰好能通过D点,且小滑块在D点时所受合外力指向圆心O点,不考虑小滑块通过D点以后的运动。已知轨道半径为R,竖直半径CO与DO的夹角为,小滑块与传送带间的动摩擦因数为,传送带以恒定的速率顺时针方向转动,可视为质点的小滑块的电荷量不变,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,,。求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)小滑块在B点时对圆弧轨道的压力大小;
(3)小滑块从A点运动至B点所用时间及小滑块与传送带间的划痕长度。
【答案】(1)
(2)
(3),2R
【解析】
【小问1详解】
小滑块恰好能通过D点,且小滑块在D点时所受合外力指向圆心O点,则通过D点时对轨道的压力为0,对小滑块受力分析可得
解得
【小问2详解】
小滑块恰好到D点,则有
解得
小滑块从B点到D点,由动能定理得
解得
在B点,根据牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可知小滑块在B点时对圆弧轨道的压力大小为。
【小问3详解】
共速前,对小滑块有
解得加速度大小为
加速时间为
小滑块加速阶段的位移大小为
传送带的位移大小为
小滑块相对于传送带向左运动的位移大小为
共速后,对小滑块有
解得加速度大小为
由
解得
运动时间为
故小滑块从A点运动至B点所用时间为
传送带的位移大小
小滑块相对于传送带向右运动的位移大小为
因为,故划痕长度为
16. 如图所示,电源电动势为 E=6V、内阻为r,电压表和电流表都可看作理想电表。调节变阻箱阻值为27.5Ω,此时电机没有转动、电压表和电流表的示数分别为 0.4V 和 0.2A;再次调节变阻箱阻值为 电机正常工作,电压表示数和电流表示数分别变为3V 和0.3A。求∶
(1)电源的内阻r和电动机的内阻rM;
(2)求电动机正常工作时的输出功率;
(3)在变阻箱阻值为 的情况下,正在运行的电动机因某原因突然卡住不转,但没有烧坏,此时电动机的发热功率又为多少?
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)电机没有转动时为纯电阻
(2)当电机转动时
(3)正常工作时
卡住后
所以电动机的功率
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