江西省吉安二中2015-2016学年高二上学期月考物理试卷【解析版】

2015-2016学年江西省吉安二中高二（上）月考物理试卷
一、选择题（每题4分，共40分．其中1-7为单选题，8-10为多项选择题）
1．下列说法正确的是( )
A．电阻率是反映材料导电性能的物理量，仅与材料种类有关，与温度、压力和磁场等外界因素无关
B．电流通过导体的热功率与电流大小成正比
C．电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功
D．电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量．由C=可知电容的大小是由Q（带电量）或U（电压）决定的
2．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动②在等势面上做匀速圆周运动．该电场可能是( )
A．一个带正电的点电荷形成
B．一个带负电的点电荷形成
C．两个分立的带等量负电的点电荷形成
D．一个带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成
3．用电动势为E、内电阻为r的电池组直接 ( http: / / www.21cnjy.com )向线圈电阻为R的电动机供电，电动机正常工作后，测得通过的电流为I、电动机两端的电压为U，则( )
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A．电路中电流
B．在时间t内，电池组消耗的化学能为IEt
C．在时间t内，电动机输出的机械能是IEt﹣I2rt
D．以上说法都不对
4．如图所示电路中，电流表A和电压表V均可视为理想电表．现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，下列说法正确的是( )
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A．电流表A的示数变小，电压表V的示数变大
B．小灯泡L变亮
C．电容器C上电荷量减少
D．电源的总功率变大
5．带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了2.6×10﹣8J的功，那么( )
A．M在P点的电势能一定大于它在Q点的电势能
B．P点的场强一定小于Q点的场强
C．P点的电势一定高于Q点的电势
D．M在P点的动能一定大于它在Q点的动能
6．如图所示的电路中，滑动变阻器的滑片从a ( http: / / www.21cnjy.com )滑向b的过程中，三只理想电压表示数变化的绝对值分别为△U1、△U2、△U3，下列各值可能出现的是( )
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A．△U1=3V，△U2=2V，△U3=1V
B．△U1=1V，△U2=3V，△U3=2V
C．△U1=0.5V，△U2=1V，△U3=1.5V
D．△U1=0.2V，△U2=0.6V，△U3=0.8V
7．在如图（a）所示的电路中，R1为定值电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻，R2为滑动变阻器．闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则( )
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A．图线甲是电压表V1示数随电流变化的图线
B．电源内电阻的阻值为10Ω
C．电源的电动势是4V
D．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
8．在如图甲所示的电路中， ( http: / / www.21cnjy.com )电源的电动势为3.0V，内阻不计，灯L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关闭合后，下列说法中正确的是( )
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A．灯泡L1的电流为灯泡L2的电流2倍
B．灯泡L1的电阻为1.2Ω
C．灯泡L2消耗的电功率为0.3W
D．灯泡L3消耗的电功率为0.75W
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9．如图所示是某导体的I﹣U图线，图中α=45°，下列说法正确的是 ( )
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A．此导体的电阻R=0.5Ω
B．通过电阻的电流与其两端的电压成正比
C．IU图线的斜率表示电阻的倒数，所以R=cot45°=1.0Ω
D．在R两端加6.0 V电压时，每秒通过电阻截面的电荷量是3.0C
10．空间存在匀强电场，有一电荷量q（q＞0），质量m的点电荷从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0．现有另一电荷为﹣q、质量m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0．若忽略重力的影响，则( )
A．在O、A、B三点中，B点电势最高
B．在O、A、B三点中，A点电势最高
C．OA间的电势差比BO间的电势差大
D．OA间的电势差比BA间的电势差小
二、填空题：本题2个小题，共18分
11．某同学为了描绘一个“6V，0.3 ( http: / / www.21cnjy.com )W”的电学器件的伏安特性曲线，并测出该电学器件在额定电压下的准确电阻值，到实验室寻找到了一些仪器，规格及数量如下：
A．电流表一只（0～0.06A，内阻约为5Ω）
B．电压表一只（0～3V，内阻RV=2kΩ）
C．定值电阻R0=4kΩ21世纪教育网
D．滑动变阻器R1（0～5Ω，额定电流为0.5A）
E．滑动变阻器R2（0～10Ω，额定电流为3A）
F．9V直流电源一个
G．开关、导线若干，待测电学器件一个
这位同学利用现有器材，结合所学知识，顺利完成了实验．
①该同学在实验中滑动变阻器应选用是__________（填器材前序号字母）；
②实验中电压表的量程太小，需要电压 ( http: / / www.21cnjy.com )表和定值电阻R0__________联，扩大电压表量程．改造之后新的电压表的量程为__________V．
③请在虚线框中画出实验电路图．（待测电学器件用表示）
④按照电路设计，测量该电学器件在额 ( http: / / www.21cnjy.com )定电压下的准确电阻值时，电压表的示数为U，电流表的示数为I．该电学器件在额定电压下的准确电阻值的表达式是__________（物理量均用所给字母表示）．
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12．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：
（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝 ( http: / / www.21cnjy.com )的有效长度．测量3次，求出其平均值l．其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为__________ cm．用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d．其中一次测量结果如图乙所示，图中读数为__________ mm．
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（2）采用图丙所示的电路测 ( http: / / www.21cnjy.com )量金属丝的电阻．电阻的测量值比真实值__________（填“偏大”或“偏小”）．最后由公式ρ=__________计算出金属丝的电阻率（用直接测量的物理量表示）．
三、计算题（本题4个小题 ( http: / / www.21cnjy.com )，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）
13．如图所示，电源电动势E=6V，电源内阻不计．定值电阻R1=2000Ω、R2=4000Ω．
（1）若在ab之间接一个C=1.0×10﹣4F的电容器，闭合开关S电路稳定后，求电容器上所带的电量；
（2）若在ab之间接一个内阻为4000Ω的电压表，求电压表的示数．
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14．质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域．汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图，M、N为两块水平放置的平行金属极板，板长为L，板右端到屏的距离为D，且D远大于L，O′O为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离O′O的距离．以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系，其中x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向．设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿O′O的方向从O′点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上O点．若在两极板间加一沿+y方向场强为E的匀强电场，求离子射到屏上时偏离O点的距离y0．
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15．有一平行板电容器倾斜放置，极板A ( http: / / www.21cnjy.com )B、CD与水平面夹角θ=45°，板间距离为d，AB板带负电、CD板带正电，如图所示，有一质量为m、电荷量大小为q的带电微粒，以动能EK沿水平方向从下极板边缘A处进入电容器，并从上极板边缘D处飞出，运动轨迹如图中虚线所示，试求：
（1）带电徽粒的电性． [来源:21世纪教育网]
（2）两极板间的电势差．21世纪教育网
（3）微粒飞出时的动能（重力加速度为g）
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16．如图所示的电路中，两平行金属板A ( http: / / www.21cnjy.com )、B水平放置，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω．闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间．若小球带电量为q=1×10﹣2C，质量为m=2×10﹣2kg，不考虑空气阻力．
那么（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？21世纪教育网
（2）此时，电源的输出功率是多大？（取g=10m/s2）
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2015-2016学年江西省吉安二中高二（上）月考物理试卷
一、选择题（每题4分，共40分．其中1-7为单选题，8-10为多项选择题）
1．下列说法正确的是( )
A．电阻率是反映材料导电性能的物理量，仅与材料种类有关，与温度、压力和磁场等外界因素无关
B．电流通过导体的热功率与电流大小成正比
C．电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功
D．电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量．由C=可知电容的大小是由Q（带电量）或U（电压）决定的
【考点】闭合电路的欧姆定律．
【分析】电源没有接入外电路时两极间的电压等于电源电动势．电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电动势与外电路无关．
电阻率与导体的材料以及温度有关；
由焦耳定律可明确热功率与电流的关系．
电容是表电容器容纳电荷本领的物理量；其大小由电容器本身的性质决定
【解答】解：A、电阻率是反映材料导电性能的物理量，仅与材料种类，及温度有关，与压力和磁场等外界因素无关．故A错误；
B、电流通过导体时的热功率与电流的平方成正比；故B错误；
C、电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电动势越大，电源将其他形式的能转化为电能的本领越大．则C正确；
D、电容器的电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量，它由电容器本身的构造和介质材料决定．故D错误．
故选：C
【点评】考查电阻率与自感系数的影响因素，注意电阻率还与温度有关，而电流快慢与自感系数无关；电容C=，采用的是比值定义法，有比值定义法共性，C与U、Q无关，由电容器本身决定．
2．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动②在等势面上做匀速圆周运动．该电场可能是( )
A．一个带正电的点电荷形成
B．一个带负电的点电荷形成
C．两个分立的带等量负电的点电荷形成
D．一个带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成
【考点】点电荷的场强；向心力．
【分析】带负电的粒子在某电场中仅受 ( http: / / www.21cnjy.com )电场力作用，若在电场线上运动，则电势一定变化，因为沿电场线电势降低，若在等势面上做匀速圆周运动，则电场力大小应该不变，结合这两个要求判断即可．
【解答】解：A、带负电的粒子在某电场中仅 ( http: / / www.21cnjy.com )受电场力作用，可以沿电场线向着正电荷加速，也可以沿电场线减速，即远离正电荷，也可绕正电荷做匀速圆周运动，电场力提供向心力，正电荷位于圆心上，故A正确；
B、一个带负电的点电荷形成电场中，另 ( http: / / www.21cnjy.com )一个负电荷只能沿着电场线加速远离或减速靠近，由于两负电荷相互排斥，电场力不可能提供向心力，故不会做匀速圆周运动，故B错误；
C、两个分立的带等量负电的点电荷形成的电场不可能对负电荷有指向圆心的力，故也不会做匀速圆周运动，故C错误；
D、一个带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成的电场不可能对负电荷有指向圆心的力，故负电荷也不会做匀速圆周运动，故D错误．
故选：A．
【点评】本题关键要能让负电荷做匀速圆周运动，必须有指向圆心的力提供向心力，故只能是位于圆心的正电荷提供．
3．用电动势为E、内电阻为r的电池组直 ( http: / / www.21cnjy.com )接向线圈电阻为R的电动机供电，电动机正常工作后，测得通过的电流为I、电动机两端的电压为U，则( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．电路中电流
B．在时间t内，电池组消耗的化学能为IEt
C．在时间t内，电动机输出的机械能是IEt﹣I2rt
D．以上说法都不对
【考点】闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．
【专题】恒定电流专题．
【分析】发动机为非纯电阻用电器 ( http: / / www.21cnjy.com )故不能使用欧姆定律求得电路中的电流；但由P=UI可求得电动机的功率；由EI可求得电池消耗的化学能．21世纪教育网
【解答】解：A、因发电机为非纯电阻电路，故闭合电路欧姆定律不能使用，故A错误；
B、电池组消耗的化学能等于电池的输出电能，故化学能为EIt；故B正确；
C、电动机输出的功率P=UI，故C错误；
D、因B正确，故D错误；
故选B．
【点评】在应用闭合电路的欧姆定律解决问 ( http: / / www.21cnjy.com )题时，要注意其使用的条件；电动机类由于将电能转化为了内能之外的其他形式的能量，故不能再由闭合电路欧姆定律求解．
4．如图所示电路中，电流表A和电压表V均可视为理想电表．现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，下列说法正确的是( )
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A．电流表A的示数变小，电压表V的示数变大
B．小灯泡L变亮
C．电容器C上电荷量减少
D．电源的总功率变大
【考点】闭合电路的欧姆定律；电容器．
【专题】恒定电流专题．
【分析】闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向 ( http: / / www.21cnjy.com )左移动时，分析变阻器接入电路的电阻如何变化，确定外电路总电阻的变化，根据闭合电路欧姆定律分析电路中总电流的变化，判断电流表示数和灯泡亮度的变化．由欧姆定律分析电压表示数的变化．根据变阻器电压的变化，判断电容器的电量变化．电源的总功率为P=EI，与电流成正比．
【解答】解：
A、B闭合开关S后，将滑动变 ( http: / / www.21cnjy.com )阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流I减小，则小灯泡L变暗，电流表A的示数变小．电压表的示数U=E﹣I（RL+r），I减小，其他量不变，则U增大，即电压表V的示数变大．故A正确，B错误．
C、电容器的电压等于变阻器两端的电压，即等于电压表的示数，U增大，由Q=CU，知电容器C上的电荷量增大．故C错误．
D、电源的总功率P=EI，I减小，则电源的总功率变小．故D错误．
故选：A
【点评】本题是电路动态变化分析问题，电容器所在电路相当于开关断开，根据欧姆定律进行分析．
5．带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了2.6×10﹣8J的功，那么( )
A．M在P点的电势能一定大于它在Q点的电势能
B．P点的场强一定小于Q点的场强
C．P点的电势一定高于Q点的电势
D．M在P点的动能一定大于它在Q点的动能
【考点】电势能．
【分析】在本题中只是知道从P到Q电场力 ( http: / / www.21cnjy.com )做负功，而电荷的正负不知道，因此无法判断电势高低，电场线分布或者说电场分布情况不知，也无法判断电场强度的大小．根据电场力做功和电势能的关系可以动能和电势能的变化情况．
【解答】解：A、从题目可知克服电场力做功，即电场力做负功，故电势能增加，P点的电势能一定小于它在Q点的电势能，故A错误；
B、电场分布情况不知，无法判断P点和Q点电场强度的大小关系，故B错误；
C、因为电荷正负不知，故无法判断电势高低，C错误；
D、因为只有电场力做功，因此只有电势能和动能之间的转化，电势能增加，则动能减小，故D正确．
故选：D．
【点评】要正确理解电场强度、电势、电势能的决定因素和大小判断方法，不能混淆概念．
6．如图所示的电路中，滑动变阻器的滑片 ( http: / / www.21cnjy.com )从a滑向b的过程中，三只理想电压表示数变化的绝对值分别为△U1、△U2、△U3，下列各值可能出现的是( )
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A．△U1=3V，△U2=2V，△U3=1V
B．△U1=1V，△U2=3V，△U3=2V
C．△U1=0.5V，△U2=1V，△U3=1.5V
D．△U1=0.2V，△U2=0.6V，△U3=0.8V
【考点】闭合电路的欧姆定律．
【专题】恒定电流专题．
【分析】滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，路端电压增大，分析变阻器两端电压的变化，根据路端电压的变化，判断△U2、△U3的大小．
【解答】解：滑动变阻器的滑片P从a滑向b ( http: / / www.21cnjy.com )的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，定值电阻两端的电压U3增大，路端电压U1减小，则变阻器两端电压U2减小．由于U1=U2+U3，U1减小，则知△U1＜△U2，△U3＜△U2，所以△U1=1V，△U2=3V，△U3=2V是可能的，故B正确，ACD错误；
故选：B
【点评】本题无法准确得出数据；解题的关键是抓住U1=U2+U3，根据总量法分析三个电压表读数变化量的大小．
7．在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )，R2为滑动变阻器．闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表（内阻极大）的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则( )
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A．图线甲是电压表V1示数随电流变化的图线
B．电源内电阻的阻值为10Ω
C．电源的电动势是4V
D．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W
【考点】路端电压与负载的关系；电功、电功率．
【专题】恒定电流专题．
【分析】由图可知两电阻串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压；当滑片向左端滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则可知总电阻变化，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流的变化，则可知内电压的变化及路端电压的变化，同时也可得出R1两端的电压变化，判断两图象所对应的电压表的示数变化；
由图可知当R2全部接入及只有R1接入时两电表的示数，则由闭合电路的欧姆定律可得出电源的内阻；
由功率公式可求得电源的最大输出功率及滑动变阻器的最大功率．
【解答】解：A、当滑片左移时，滑动变 ( http: / / www.21cnjy.com )阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R1两端的电压增大，故乙表示是V1示数的变化；甲表示V2示数的变化；故A错误；
B、由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r；
当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故=；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r
解得r=5Ω，E=6V，故BC错误；
D、由C的分析可知，R1的阻值为5Ω，R2电阻为20Ω；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I′=A=0.3A，则滑动变阻器消耗的总功率P′=I'2R′=0.9W；故D正确；
故选：D．
【点评】在求定值电阻的最大功率时，应是 ( http: / / www.21cnjy.com )电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理．
8．在如图甲所示的电路中，电源的电动势为3.0V，内阻不计，灯L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关闭合后，下列说法中正确的是( )
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A．灯泡L1的电流为灯泡L2的电流2倍
B．灯泡L1的电阻为1.2Ω
C．灯泡L2消耗的电功率为0.3W
D．灯泡L3消耗的电功率为0.75W
【考点】闭合电路的欧姆定律．
【分析】当开关闭合后，灯泡L1的电压等于3V，由图读出其电流I，由欧姆定律求出电阻，并求出其功率．灯泡L2、L3串联，电压等于1.5V，由图读出电流，求出电阻．
【解答】解：A、灯泡L2、L3串联，电压U2=U3=1.5V，由图读出其电流I2=I3=0.20A，所以=，故A错误；
B、当开关闭合后，灯泡L1的电压U1=3V，由图读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻R1===1.2Ω，故B正确；
C、L2消耗的功率P2=I2U2=0.3W，故C正确．
D、L3消耗的功率P3=I3U3=0.3W，故D错误．
故选：BC
【点评】本题关键抓住电源的内阻不计，路端电压等于电动势，来确定三个灯泡的电压．读图能力是基本功．
9．如图所示是某导体的I﹣U图线，图中α=45°，下列说法正确的是( )21世纪教育网
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A．此导体的电阻R=0.5Ω
B．通过电阻的电流与其两端的电压成正比
C．IU图线的斜率表示电阻的倒数，所以R=cot45°=1.0Ω21世纪教育网
D．在R两端加6.0 V电压时，每秒通过电阻截面的电荷量是3.0C
【考点】路端电压与负载的关系．
【分析】由图象的意义可明确电流与电压的关系，并能求出电阻的数值，由电流的定义可求得每秒通过电阻截面的电荷量．
【解答】解：A、由I=可知，图象的斜率表示电阻的倒数，则由图象可知电阻R=Ω=2Ω，故A错误；21世纪教育网
B、由图可知，电流随着其两端的电压的增大而增大，故电流与其两端的电压成正比，故B正确；
C、I﹣U图线的斜率表示电阻的倒数，但R不能等于cot45°，故C错误；
D、在R两端加6V的电压时，电路中电流I==3A，则每秒通过电阻的电荷量为q=It=3×1=3C；故D正确；
故选：BD．
【点评】本题考查欧姆定律的应用，注意对于 ( http: / / www.21cnjy.com )图象的认识，区分U﹣I图象与I﹣U图象的异同，理解图象的斜率与横纵坐标有关，而数学中的斜率与角有关的区别．
10．空间存在匀强电场，有一电荷量 ( http: / / www.21cnjy.com )q（q＞0），质量m的点电荷从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0．现有另一电荷为﹣q、质量m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0．若忽略重力的影响，则( )
A．在O、A、B三点中，B点电势最高
B．在O、A、B三点中，A点电势最高
C．OA间的电势差比BO间的电势差大
D．OA间的电势差比BA间的电势差小
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势；电势能．
【专题】压轴题．
【分析】根据电场力做功与电势能之间的关系，电场力做正功，电势能减小，可以判断电势的高低；
在由电势差的定义式可以分析OA、BO的电势差的大小．
【解答】解：正电荷由O到A，动能变大，电场力做正功，电势能减小，电势也减小，所以O点的电势比A点的高；
负电荷从O到B速度增大，电场力也做正功，电势能减小，电势升高，B点电势比O点高．所以B点最高，故A对，B错误；
由电场力做功的公式可得
，
所以 UBA=
所以C错误，D选项正确．
故选AD．
【点评】在计算电场力做功和电势的大小时，一定要注意物理量的正负号，它表示了电势的高低，求电势差时也是如此．
二、填空题：本题2个小题，共18分
11．某同学为了描绘一个“6V，0. ( http: / / www.21cnjy.com )3W”的电学器件的伏安特性曲线，并测出该电学器件在额定电压下的准确电阻值，到实验室寻找到了一些仪器，规格及数量如下：
A．电流表一只（0～0.06A，内阻约为5Ω）
B．电压表一只（0～3V，内阻RV=2kΩ）
C．定值电阻R0=4kΩ
D．滑动变阻器R1（0～5Ω，额定电流为0.5A）
E．滑动变阻器R2（0～10Ω，额定电流为3A）
F．9V直流电源一个
G．开关、导线若干，待测电学器件一个
这位同学利用现有器材，结合所学知识，顺利完成了实验．
①该同学在实验中滑动变阻器应选用是E（填器材前序号字母）；
②实验中电压表的量程太小，需要电压表和定值电阻R0串联，扩大电压表量程．改造之后新的电压表的量程为9V．
③请在虚线框中画出实验电路图．（待测电学器件用表示）
④按照电路设计，测量该电学器件在额定电压下的准确电阻值时，电压表的示数为U，电流表的示数为I．该电学器件在额定电压下的准确电阻值的表达式是（物理量均用所给字母表示）．
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【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线．
【专题】实验题．
【分析】①两个滑动变阻器的总阻值都不大，通过其额定电流的大小选择合适的滑动变阻器；
②要扩大电压表量程可以给电压表串联一个分压电阻，应用串联电路特点与欧姆定律分析答题；
③测量电源电流需从零测起，滑动变阻器采用分压式接法，根据元件电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后作出电路图；
④通过欧姆定律及串并联电路的特点，求出通过元件的电流和元件两端的电压，从而再根据欧姆定律求出元件的电阻．
【解答】解：①电源电动势为9V，如果用滑动变阻器R1，则通过它的电流约为：I===1.8A＞0.5A，不能保证电路安全，则滑动变阻器应选：R2．故选E．
②电压表量程为：0～3V，内阻为：RV ( http: / / www.21cnjy.com )=2kΩ，电压表量程小于元件额定电压，需串联定值电阻R0=4kΩ扩大电压表量程，串联电阻是电压表内阻的两倍，分压为电压表的两倍，改造之后新的电压表的量程为：3+6=9V；
③要测量元件的伏安特性，电压电流需从零开始测起，所以滑动变阻器采用分压式接法，元件在额定电压下工作的电阻R===120Ω，属于小电阻，电流表采取外接法．电路图如图所示：
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④电压表的示数为U，元件两端的电压：U′=（RV+R0），通过电压表的电流：IV=，通过元件的电流：I′=I﹣，
根据欧姆定律得：R= ( http: / / www.21cnjy.com )=．
故答案为：①E；②串；9；③如图所示；④．
【点评】本题考查描述伏安特性曲线的实验；解决本题的关键掌握实验的原理，知道实验的注意事项及操作流程，掌握器材选择的原则．
12．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：
（1）用毫米刻度尺测量接入电 ( http: / / www.21cnjy.com )路中的被测金属丝的有效长度．测量3次，求出其平均值l．其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为24.13 cm．用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d．其中一次测量结果如图乙所示，图中读数为0.518 mm．
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（2）采用图丙所示的电路测量金属丝的电阻．电阻的测量值比真实值偏小（填“偏大”或“偏小”）．最后由公式ρ=计算出金属丝的电阻率（用直接测量的物理量表示）．
【考点】测定金属的电阻率．
【专题】实验题；恒定电流专题．
【分析】（1）毫米刻度尺读数要估读到0.1mm，螺旋测微器读数=固定刻度读数+半刻度读数+可动刻度读数；
（2）安培表外接法中，电压表的分流作用会使电流测量值I偏大，根据欧姆定律R=，故电阻测量值偏小；根据欧姆定律和电阻定律列式求解电阻率．
【解答】解：（1）毫米刻度尺读数要估读到0.1mm，故读数为241.3mm=24.13cm；
螺旋测微器固定刻度读数为0；
半刻度读数0.5mm；
可动刻度读数1.8×0.01=0.018mm
故毫米刻度尺读数为0.518mm；
（2）由于采用了安培表外接法，电压表的分流作用会使电流测量值I偏大，而电压测量值U准确，故根据欧姆定律R=，电阻测量值偏小；
根据欧姆定律：R=；
根据电阻定律：R=；
其中：；
故；
故答案为：（1）24.13，0.518；（2）偏小，．
【点评】本题要求会用刻度尺和螺旋测微器测量长度，明确长度测量要估读，知道伏安法测电阻的原理和误差来源．
三、计算题（本题4个小题， ( http: / / www.21cnjy.com )共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）
13．如图所示，电源电动势E=6V，电源内阻不计．定值电阻R1=2000Ω、R2=4000Ω．
（1）若在ab之间接一个C=1.0×10﹣4F的电容器，闭合开关S电路稳定后，求电容器上所带的电量；
（2）若在ab之间接一个内阻为4000Ω的电压表，求电压表的示数．
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【考点】电容；闭合电路的欧姆定律．
【专题】电容器专题．
【分析】（1）电路稳定后，电容器的电压等于R2的电压．对于电路结构，电容器相当开关断开．求出电压，即可求出电容器的电量．
（2）在ab之间接一个内阻RV=4.8kΩ ( http: / / www.21cnjy.com )的电压表，电压表相当一个电阻，电路结构是电压表与R2并联，再与R1串联．根据欧姆定律求出电压表的示数．
【解答】解：（1）设电容器上的电压为Uc，根据题意由闭合电路欧姆定律有：
UC=IR2
Q=CU2
联解①②③代入数据得：Q=4×10﹣4C
（2）电压表与R2并联后，由闭合电路欧姆定律有：
UV=I′R并
联解⑤⑥⑦代入数据得：UV=3V
答：（1）电容器上所带的电量为4×10﹣4C；
（2）若在ab之间接一个内阻RV=4.8kΩ的电压表，电压表的示数为3V．
【点评】对于电容器，关键在于电压的计算，当电容器与电阻并联时，电容器等于并联电阻的电压．对于有一定内阻的电压表，看成可测量电压的电阻．
14．质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域 ( http: / / www.21cnjy.com )．汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图，M、N为两块水平放置的平行金属极板，板长为L，板右端到屏的距离为D，且D远大于L，O′O为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离O′O的距离．以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系，其中x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向．设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿O′O的方向从O′点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上O点．若在两极板间加一沿+y方向场强为E的匀强电场，求离子射到屏上时偏离O点的距离y0．
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【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理．
【专题】定量思想；方程法；带电粒子在磁场中的运动专题．21世纪教育网
【分析】带电离子在+y方向电场中做类平抛运动 ( http: / / www.21cnjy.com )，出电场后做匀速直线运动． 由于不计离子在电场中偏离的距离，则利用离子在oo′方向做匀速直线运动，可求离子在电场中的时间，从而确定离子出电场y方向的速度．由极板右端到屏的距离D可求出离子射到屏上偏离O点的距离．
【解答】解：离子在电场中受到的电场力 Fy=q0E
离子获得的加速度 ay=
离子在板间运动的时间 t0=
到达极板右边缘时，离子在+y方向的分速度 vy=ayt0
离子从板右端到达屏上所需时间 t′0=
离子射到屏上时偏离O点的距离 y0=ay+vyt'0
由上述各式，得 y0=
答：离子射到屏上时偏离O点的距离．
【点评】考查带电粒子在电场、磁场中的运动，但磁场的运动出现了洛伦兹力做功的情况．同时还体现了运动的合成与分解．
15．有一平行板电容器倾斜放 ( http: / / www.21cnjy.com )置，极板AB、CD与水平面夹角θ=45°，板间距离为d，AB板带负电、CD板带正电，如图所示，有一质量为m、电荷量大小为q的带电微粒，以动能EK沿水平方向从下极板边缘A处进入电容器，并从上极板边缘D处飞出，运动轨迹如图中虚线所示，试求：
（1）带电徽粒的电性．
（2）两极板间的电势差．
（3）微粒飞出时的动能（重力加速度为g）
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【考点】电容器的动态分析．
【专题】电容器专题．
【分析】（1）微粒在电场中受到重力和电场力，而做直线运动，电场力与重力的合力必定沿此直线方向，否则就做曲线运动．判断出电场力方向，即可确定电性．
（2）根据微粒的受力情况，求出电场强度E，由U=Ed求解板间的电势差．
（3）根据动能定理求解微粒飞出时的动能．
【解答】解：（1）根据微粒做直线 ( http: / / www.21cnjy.com )运动可知，电场力与重力的合力沿直线方向，如图，电场力又与极板垂直，可知电场力垂直于极板向上，与电场强度方向相反，所以该微粒带负电．
（2）根据力图有：电场力F=mg，又F=qE
所以两极板间的电势差：U=Ed=
（3）根据动能定理得：qU=Ek′﹣EK，
则得 微粒飞出时的动能为：Ek′=EK+qU=EK+mgd
答：（1）带电徽粒的电性是负电．
（2）所以两极板间的电势差
（3）微粒飞出时的动能为：EK+mgd
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【点评】本题是带电粒子在电场中运动的问题，关键是分析受力情况，判断出电场力方向．
16．如图所示的电路中，两平行金属板A、B ( http: / / www.21cnjy.com )水平放置，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω．闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间．若小球带电量为q=1×10﹣2C，质量为m=2×10﹣2kg，不考虑空气阻力．
那么（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？
（2）此时，电源的输出功率是多大？（取g=10m/s2）
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【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理的应用；欧姆定律；电功、电功率．
【专题】压轴题；带电粒子在电场中的运动专题．
【分析】小球恰好运动到A板，根据动能定 ( http: / / www.21cnjy.com )理列式求解两板间的电压；然后根据欧姆定律求解滑动变阻器的电阻值；最后根据电功率表达式求解电源的输出功率．
【解答】解：（1）小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零．
设两板间电压为UAB
由动能定理得
﹣mgd﹣qUAB=0﹣ ①
∴滑动变阻器两端电压
U滑=UAB=8 V ②
设通过滑动变阻器电流为I，由欧姆定律得
I==1A ③
滑动变阻器接入电路的电阻
R滑==8Ω ④
即滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时，小球恰能到达A板．
（2）电源的输出功率
P出=I2（R+R滑）=23 W ⑤
故电源的输出功率是23W．
【点评】本题关键是分析清楚电路结构和运动情况后，根据动能定理、欧姆定律联立列式求解．