【精品解析】河北省保定市四校2025-2026学年高二上学期10月期中考试物理试题

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名称 【精品解析】河北省保定市四校2025-2026学年高二上学期10月期中考试物理试题
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2026-01-08 00:00:00

文档简介

河北省保定市四校2025-2026学年高二上学期10月期中考试物理试题
1.(2025高二上·保定期中)安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核的运动可等效为环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,关于该环形电流的说法,正确的是(  )
A.电流大小为,电流方向为顺时针
B.电流大小为,电流方向为顺时针
C.电流大小为,电流方向为逆时针
D.电流大小为,电流方向为逆时针
2.(2025高二上·保定期中)如图所示,虚线a、b、c代表某一电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,实线为一带正电的粒子仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,其中R在等势面b上.下列判断正确的是(  )
A.带电粒子在P点的电势能比在Q点的大
B.三个等势面中,a的电势最低
C.带电粒子在P点的加速度比在Q点的小
D.带电粒子在R点的加速度方向沿虚线b向右
3.(2025高二上·保定期中)如图所示,在x轴上的M、N处分别固定一个点电荷、,x轴上各点的电场强度E随坐标x的变化曲线(取x轴正方向为电场强度的正方向),其中O点电场强度为零,.P点和Q点在x轴上,且.下列说法正确的是(  )
A.与带等量负电荷
B.与均带正电荷,且电荷量之比为
C.P点与Q点的电场强度等大反向
D.若将一负试探电荷从P点移到Q点,电势能减小
4.(2025高二上·保定期中)如图所示,水平放置的平行板电容器与直流电源连接。下极板接地,一带电质点恰好静止于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板向上移动一小段距离,则以下说法错误的是(  )
A.电容器的电容将增大,极板所带电荷量将增大
B.带电质点将沿竖直方向向上运动
C.P点的电势将降低
D.若将带电质点固定,则其电势能不变
5.(2025高二上·保定期中)导体的伏安特性曲线表示导体的导电特性,如图是A、B两个导体的伏安特性曲线,其中图线A的斜率为k,并且图线A与横轴成角。下列关于这两个导体的伏安特性曲线的说法正确的是(  )
A.两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等
B.导体A的电阻值不随电压变化而变化,B的电阻值随电压的增大而增大
C.导体B是非线性元件,曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数
D.导体A为线性元件,且
6.(2025高二上·保定期中)如图所示,用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值,c端与b端相连时,电流表示数为0.33 A,电压表示数为1.75 V,c端与a端相连时,电流表示数为0.34 A,电压表示数为1.65 V,比较这两次结果,下列说法正确的是(  )
A.电阻的真实值更接近5.3 Ω,且大于5.3 Ω
B.电阻的真实值更接近5.3 Ω,且小于5.3 Ω
C.电阻的真实值更接近4.85 Ω,且大于4.85 Ω
D.电阻的真实值更接近4.85 Ω,且小于4.85 Ω
7.(2025高二上·保定期中)如图所示,A、B、C三个点位于以O点为圆心的圆上,直径AB与弦BC间的夹角为37°。A、B两点分别放有电荷量大小为、的点电荷时,C点的电场强度方向恰好由C点指向圆心O,,则等于(  )
A. B. C. D.1
8.(2025高二上·保定期中)带电小球在从A点运动到B点的过程中,重力做功为,电场力做功,克服空气阻力做功为0.5J,则在A点的(  )
A.重力势能比B点大 B.电势能比B点小
C.动能比B点小 D.机械能比B点小0.5J
9.(2025高二上·保定期中)如图所示,平行板电容器的两个极板与水平面成θ角,极板的长度为L,A板带负电,B板带正电,且B板接地。若一比荷为k的带电小球恰能沿图中所示水平直线向右通过电容器A、B板边缘,重力加速度大小为g,下列说法正确的是(  )
A.小球带正电
B.A板的电势为
C.若小球离开电场时速度刚好为0,则运动时间为
D.在此过程中小球的电势能减小
10.(2025高二上·保定期中)如图所示,从灯丝发出的电子经加速电场加速后,进入偏转电场,若加速电压为,偏转电压为,要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍,下列方法中正确的是(  )
A.使减小到原来的
B.使增大为原来的2倍
C.使偏转板的长度增大为原来2倍
D.使偏转板的距离减小为原来的
11.(2025高二上·保定期中)某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验中,欲先采用伏安法测出金属丝的电阻,已知金属丝的电阻大约为。实验室中有以下器材可供使用:
A.电压表,内阻约为;
B.电压表,内阻约为;
C.电流表,内阻约为;
D.电流表,内阻约为;
E.滑动变阻器();
F.滑动变阻器();
G.两节干电池、开关及导线若干。
(1)用螺旋测微器测其直径   mm,再用游标卡尺测其长度为   cm。
(2)要求待测金属丝两端的电压从零开始连续变化,电压表应选   ,电流表应选   ,滑动变阻器应选   (请填写器材前字母序号);
(3)请在虚线框中将电路图补充完整,并将实物连接图补充完整。   
(4)开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应滑至   (“左端”、“右端”);
(5)实验中调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出的图像是一条过原点的直线,已知该图线的斜率为k,金属导体的有效长度为L,直径为D,则该金属导体电阻率的表达式为   (用题目中给定的字母表示);
(6)依据设计的实验原理,实验测得的电阻率   (填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
12.(2025高二上·保定期中)现将内阻为的灵敏电流计G分别改装为双量程的电压表和电流表,如图甲和乙所示。 甲图中,,使用A、B两个端点时,电压表的量程为;乙图中使用A、B两个端点时,电流表量程为,使用A、C两个端点时,电流表量程为,试计算:
(1)灵敏电流计的满偏电流是多少?
(2)图甲中使用A、C两个端点时,电压表的量程是多少?
(3)图乙中R3和R4的阻值各为多少?
13.(2025高二上·保定期中)如图所示,在水平地面上有O、A两点,在O点上方右侧的竖直面内存在着水平向右的匀强电场,现有一个q=1×10-7C、m=1×10-3kg的带电小球从A点以v0=12m/s的初速度沿AB方向射出,小球恰好可以沿直线运动。已知OB之间的距离为L=1m,AB与水平面的夹角为30°,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)电场中O、A两点的电势差UOA;
(2)A点到小球的落地点C(未画出)之间的水平距离。
14.(2025高二上·保定期中)在竖直平面内有水平向右、场强为的匀强电场.在场中有一根长为的绝缘细线,一端固定在点,另一端系质量为的带电小球,它静止时细线与竖直方向成角.如图所示,给小球一个初速度让小球恰能绕点在竖直平面内做圆周运动,取小球在最初静止时的位置为电势能和重力势能的零点,,求:
⑴小球所带电量;
⑵小球恰能做圆周运动的动能最小值;
⑶小球恰能做圆周运动的机械能最小值.
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】电流、电源的概念
【解析】【解答】电子绕核运动可等效为环形电流,电子运动周期为
根据电流的定义可得电流大小为
因为电子带负电,所以电流方向与电子定向移动方向相反,即沿逆时针方向。
故答案为:C。
【分析】先根据电子的圆周运动求出周期,再由电流定义式计算电流大小,结合电子的负电性判断电流方向。
2.【答案】A
【知识点】电场线;电势;等势面;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A.沿着电场线方向电势降低,根据前面分析可知P点电势大于Q点电势,故带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大,故A正确;
B.带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧,电场线与等势面垂直,且由于带电粒子带正电,因此电场线指向右下方,根据沿电场线电势降低,可知a等势线的电势最高,c等势线的电势最低,故B错误;
C.因P点的等差等势面较Q点密集,则P点的电场线较Q点密集,P点场强比Q点大,则带电粒子在P点的加速度比在Q点大,选项C错误;
D.电场的方向总是与等势面垂直,所以R点的电场线的方向与该处的等势面垂直,而带正电粒子受到的电场力的方向与电场线的方向相同,加速度的方向又与受力的方向相同,所以带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b,故D错误。
故答案为:A。
【分析】A:轨迹弯曲方向反映电场力方向,结合粒子带电性判断电场线方向。
B:沿电场线电势降低,正电荷电势能随电势升高而增大。
C:等势面疏密反映场强大小,场强决定加速度。
D:电场力方向与电场线方向一致(正电荷 ),电场线与等势面垂直。
3.【答案】B
【知识点】电场线;电势能
【解析】【解答】AB.根据题意,由图可知,MO间电场为正,ON间电场为负,且O点电场强度为零,则与均带正电荷,且
解得,故A错误,B正确;
CD.根据题意,由点电荷场强公式
结合电场叠加原理可知,令,P点的电场强度
Q点的电场强度
P点的电场强度大于Q点,P点电势
Q点电势
P点电势高于Q点,若将一负试探电荷从P点移到Q点,电势能增加,故CD错误。
故答案为:B。
【分析】根据O点场强为零的条件,结合点电荷场强公式推导、的电性与电荷量比;再分析P、Q点的场强、电势及电势能变化。
4.【答案】D
【知识点】电容器及其应用;电场及电场力;电场强度;电势差
【解析】【解答】A.下极板向上移动时,板间距减小,根据
可知,电容将增大,因U不变,由Q=CU,可知,电量将增大;故A正确;
B.开始时电场力与重力平衡,合力为零;下极板上移时,因U不变,根据
可知,电场强度增大,电场力增大,粒子将向上运动;故B正确;
C.场强E增大,而P点与上极板间的距离不变,则由公式U=Ed,分析可知,P点与上极板间电势差将增大,上极板的电势等于电源的电动势,保持不变,而P点的电势高于下极板的电势,则知P点的电势将降低;故C正确;
D.电场力向上,故粒子一定带负电,P点的电势降低,则其电势能将增大;故D错误。
故答案为:D。
【分析】A:用决定式 关联极板间距与电容,结合 ( 不变 )得电荷量变化。
B: 得电场强度变化,比较电场力与重力判断运动。
C:以上极板电势为参考,通过电势差 关联电场强度与电势变化。
D:由电场方向判断质点电性(负电 ),结合 分析电势变化对电势能的影响。
5.【答案】A
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线;欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】A.两线的交点处,U和I相等,此时电阻也相等,故A正确;
BCD.因为A元件的伏安特性曲线是直线,所以A是线性元件,其斜率的倒数等于其电阻,但因为横纵坐标轴标度不一定相同,则斜率不能用倾角的正切值求解,A元件的电阻值不随电压变化而变化;因为B元件的伏安特性曲线是弯曲的曲线,所以导体B是非线性元件,各点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数,不是某点切线的斜率表示电阻的倒数,B的电阻值随电压的增大而减小。故BCD错误。
故答案为:A。
【分析】根据伏安特性曲线(图)的物理意义,结合电阻的定义,区分线性、非线性元件的电阻变化规律。
6.【答案】C
【知识点】路端电压与负载的关系;测定电压表或电流表的内阻
【解析】【解答】比较两次电压表读数,可知

电流表示数变化

可得
即电压变化明显一些,可见电流表内阻带来的影响比电压表内阻带来的影响大,故采用外接法,则
根据规律可知电流表外接测量值小于真实值,即真实值大于测量值4.85 Ω。
故答案为:C。
【分析】通过两次测量的电压、电流变化量,判断电流表 / 电压表内阻的影响程度,确定实验接法(内 / 外接),再分析测量值与真实值的大小关系。
7.【答案】C
【知识点】电场强度;电场强度的叠加
【解析】【解答】设圆的半径为R,则A点、B点处的点电荷在C点处产生的电场强度大小分别为,
合电场强度方向由C点指向圆心O,则有
解得
故答案为:C。
【分析】先确定A、B处点电荷在C点的场强方向,再将场强分解为沿CO方向的分量,结合几何关系与点电荷场强公式,推导与的比值。
8.【答案】A,C,D
【知识点】动能定理的综合应用;重力势能的变化与重力做功的关系;电势差
【解析】【解答】A.重力做功等于重力势能的变化量,重力做功,重力势能减小,所以A点重力势能比B点大,故A正确;
B.电场力做功等于电势能的变化量,电场力做功,电势能减小,所以A点电势能比B点大,故B错误;
C.合力做功等于动能的变化量,合力做功等于各个分力做的功,总共为,故动能增加,所以A点动能比B点小,故C正确;
D.除重力外的各个力做的总功等于机械能的变化量,除重力外,电场力做功为,克服空气阻力做功0.5J,故机械能增加0.5J,所以A点机械能比B点小0.5J,故D正确。
故答案为:ACD。
【分析】根据 “力做功与对应能量变化的关系”(重力做功→重力势能变化、电场力做功→电势能变化、合力做功→动能变化、除重力外的力做功→机械能变化),逐一分析各能量的变化。
9.【答案】A,B
【知识点】受力分析的应用;电势能;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A.分析可知,小球受竖直向下的重力,以及垂直于电容器极板的电场力,小球恰能沿图中所示水平直线向右通过电容器,则小球所受电场力方向为垂直电容器极板斜向左上方,小球的受力分析如图所示
电场线的方向垂直于极板,从极板B指向极板A,带正电的粒子在电场中所受电场力的方向与电场线的方向相同,由此可知,该小球带正电,故A正确;
B.根据小球的受力情况可得
解得
根据几何关系可得板间距为
电场强度为
解得A板的电势为,故B正确;
C.小球在电场中所受合力为
根据牛顿第二定律可得小球在电场中的加速度大小为
根据几何关系可得小球的位移为
则有
解得小球在电场中运动的时间为,故C错误;
D.此过程中电场力做负功,则可知小球的电势能增加,故D错误。
故答案为:AB。
【分析】对小球进行受力分析(重力、电场力),结合平衡条件推导电场强度,再结合电势、电势能的规律分析选项。
10.【答案】A,B,D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】加速过程(动能定理):,得;
偏转过程(类平抛):水平方向,竖直方向加速度,偏转量。
联立得:,要使增大为原来的2倍,结合表达式:
A:减小为原来的,则加倍,故A正确;
B:增大为原来的2倍,则加倍,故B正确;
C:增大为原来的2倍,会变为原来的4倍(因),故C错误;
D:减小为原来的,则加倍,故D正确。
故答案为:ABD。
【分析】先推导电子偏转量的表达式,再分析加速电压、偏转电压、偏转板长度、间距对的影响,确定使加倍的方法。
11.【答案】(1)4.700;10.050
(2)A;C;E
(3)
(4)左端
(5)
(6)小于
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为4.5mm+mm=4.700mm
游标卡尺的精确度为0.05mm,读数为10cm+mm=10.050cm
故答案为:4.700;10.050
(2)两节干电池的电动势约为3V,电压表应选A;
已知金属丝的电阻大约为10,最大电流约0.3A,电流表应选C;
金属导体两端的电压从零开始变化,滑动变阻器必须采用分压接法,为了方便调节电路,滑动变阻器应选择E。
故答案为:A;C;E
(3)金属导体两端的电压从零开始变化,滑动变阻器必须采用分压接法;待测电阻较小,电流表采用外接法。
(4)滑动变阻器采用分压接法,开关闭合前,为保护电表,故滑动变阻器的滑动触头应滑至左端。
故答案为:左端
(5)根据欧姆定律
根据电阻定律
金属导体的横截面积为
解得
图线的斜率为
解得
故答案为:
(6)根据电流表外接法,电流I的测量值偏大,根据可知图像斜率的测量值偏小,根据可知电阻率的测量值偏小。
故答案为:小于
【分析】(1)仪器读数:螺旋测微器读固定+可动刻度,游标卡尺读主尺+游标尺刻度。
(2)器材选择:根据电源电动势选电压表,由最大电流选电流表,电压从零调选分压式滑动变阻器。
(3)电路设计:分压接法实现电压从零调,电流表外接减小小电阻的测量误差。
(4)触头位置:分压接法闭合前,触头置于分压端使待测电阻电压为0。
(5)电阻率推导:结合欧姆定律、电阻定律,由U-I图斜率推导电阻率表达式。
(6)误差判断:电流表外接的系统误差导致电阻测量值偏小,进而电阻率偏小。
(1)[1] 螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为4.5mm+mm=4.700mm
[2] 游标卡尺的精确度为0.05mm,读数为10cm+mm=10.050cm
(2)[1]两节干电池的电动势约为3V,电压表应选A;
[2]已知金属丝的电阻大约为10,最大电流约0.3A,电流表应选C;
[3]金属导体两端的电压从零开始变化,滑动变阻器必须采用分压接法,为了方便调节电路,滑动变阻器应选择E。
(3)金属导体两端的电压从零开始变化,滑动变阻器必须采用分压接法;待测电阻较小,电流表采用外接法。
(4)滑动变阻器采用分压接法,开关闭合前,为保护电表,故滑动变阻器的滑动触头应滑至左端。
(5)根据欧姆定律
根据电阻定律
金属导体的横截面积为
解得
图线的斜率为
解得
(6)根据电流表外接法,电流I的测量值偏大,根据可知图像斜率的测量值偏小,根据可知电阻率的测量值偏小。
12.【答案】(1)解:图甲中使用A、B两个端点时,根据欧姆定律有
得到或
(2)解:图甲中使用A、C两个端点时
得到
电压表的量程是
(3)解:图乙中,使用A、B两个端点时
使用A、C两个端点时
解得,
【知识点】表头的改装
【解析】【分析】1. 电压表改装
公式:,扩大量程需串联更大电阻。
易错:误把 忽略,直接 。
2. 电流表改装
公式:,为分流电阻。
多量程:小量程对应并联较大电阻,大量程对应并联较小电阻。
易错:量程与分流电阻对应关系搞反。
易错:计算时忘记 是分流电流,错用 直接乘。
3. 多量程接法识别
电压表:不同接线端串联不同电阻。
电流表:不同接线端并联不同电阻。
易错:误把并联当串联处理。
4. 单位与数量级
与 混淆。
是 mA 级,计算时用 A 作单位要小心小数点。
(1)图甲中使用A、B两个端点时
得到

(2)图甲中使用A、C两个端点时
得到
电压表的量程是
(3)图乙中,使用A、B两个端点时
使用A、C两个端点时
解得

13.【答案】(1)解:小球沿直线运动,合力与速度共线,由几何关系
解得
、的水平距离
电场强度方向水平向右,沿电场线方向电势降低,故
电势差
(2)解:长度
小球受竖直向下的重力,和水平向右的电场力,合力沿反方向,由牛顿第二定律
可得小球的加速度大小为
由匀变速直线运动位移公式
代入数据得或(舍去)
由匀变速直线运动速度公式得
速度方向沿斜向左上方,小球在左侧做斜上抛运动,水平分速度
竖直分速度
设竖直向上为正方向,点到地面的竖直位移
由竖直位移公式
解得时间
可知小球做斜抛运动的水平位移为
即A点到小球的落地点C之间的水平距离为
【知识点】电势差与电场强度的关系;带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】(1)电势差计算:由直线运动的合力与速度共线,求出电场强度,再结合A、O的水平距离,利用电势差与场强的关系计算。
(2)水平距离计算:先确定AB长度,由合力求加速度,通过匀变速直线运动公式求运动时间,再分解速度和加速度,计算水平方向的位移。
(1)小球沿直线运动,合力与速度共线,由几何关系
解得
、的水平距离
电场强度方向水平向右,沿电场线方向电势降低,故
电势差
(2)长度
小球受竖直向下的重力,和水平向右的电场力,合力沿反方向,由牛顿第二定律
可得小球的加速度大小为
由匀变速直线运动位移公式
代入数据得或(舍去)
由匀变速直线运动速度公式得
速度方向沿斜向左上方,小球在左侧做斜上抛运动,水平分速度
竖直分速度
设竖直向上为正方向,点到地面的竖直位移
由竖直位移公式
解得时间
可知小球做斜抛运动的水平位移为
即A点到小球的落地点C之间的水平距离为
14.【答案】(1)解:根据平衡关系:,所以得到:,代入数据得.
(2)解:由于重力和电场力都是恒力,所以它们的合力也是恒力,类比重力场,在圆上各点中,小球在平衡位置A时动能最大,在平衡位置A的对称点B,小球的动能最小,在对称点B,小球受到的重力和电场力,其合力F作为小球做圆周运动的向心力,而绳的拉力恰为零.有,而 所以.
(3)解:当小球在圆上最左侧的C点时,电势最高,电势能最大,机械能最小.
由B运动到A,根据动能定理,有所以,A点的重力势能和电势能均为零,则总能量E=2.5J.
由C,克服电场力做的功:,即C点的电势能,所以C点的机械能为.
【知识点】能量守恒定律;机械能守恒定律;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】(1)电量计算:利用静止时的受力平衡,结合三角函数关系推导电量。
(2)最小动能:将重力与电场力的合力视为“类重力”,圆周运动中 “类重力” 提供向心力时动能最小。
(3)最小机械能:总能量守恒,电势能最大的位置(电场力做负功最多)对应机械能最小,结合电势能计算得结果。
1 / 1河北省保定市四校2025-2026学年高二上学期10月期中考试物理试题
1.(2025高二上·保定期中)安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核的运动可等效为环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,关于该环形电流的说法,正确的是(  )
A.电流大小为,电流方向为顺时针
B.电流大小为,电流方向为顺时针
C.电流大小为,电流方向为逆时针
D.电流大小为,电流方向为逆时针
【答案】C
【知识点】电流、电源的概念
【解析】【解答】电子绕核运动可等效为环形电流,电子运动周期为
根据电流的定义可得电流大小为
因为电子带负电,所以电流方向与电子定向移动方向相反,即沿逆时针方向。
故答案为:C。
【分析】先根据电子的圆周运动求出周期,再由电流定义式计算电流大小,结合电子的负电性判断电流方向。
2.(2025高二上·保定期中)如图所示,虚线a、b、c代表某一电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,实线为一带正电的粒子仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,其中R在等势面b上.下列判断正确的是(  )
A.带电粒子在P点的电势能比在Q点的大
B.三个等势面中,a的电势最低
C.带电粒子在P点的加速度比在Q点的小
D.带电粒子在R点的加速度方向沿虚线b向右
【答案】A
【知识点】电场线;电势;等势面;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A.沿着电场线方向电势降低,根据前面分析可知P点电势大于Q点电势,故带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大,故A正确;
B.带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧,电场线与等势面垂直,且由于带电粒子带正电,因此电场线指向右下方,根据沿电场线电势降低,可知a等势线的电势最高,c等势线的电势最低,故B错误;
C.因P点的等差等势面较Q点密集,则P点的电场线较Q点密集,P点场强比Q点大,则带电粒子在P点的加速度比在Q点大,选项C错误;
D.电场的方向总是与等势面垂直,所以R点的电场线的方向与该处的等势面垂直,而带正电粒子受到的电场力的方向与电场线的方向相同,加速度的方向又与受力的方向相同,所以带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b,故D错误。
故答案为:A。
【分析】A:轨迹弯曲方向反映电场力方向,结合粒子带电性判断电场线方向。
B:沿电场线电势降低,正电荷电势能随电势升高而增大。
C:等势面疏密反映场强大小,场强决定加速度。
D:电场力方向与电场线方向一致(正电荷 ),电场线与等势面垂直。
3.(2025高二上·保定期中)如图所示,在x轴上的M、N处分别固定一个点电荷、,x轴上各点的电场强度E随坐标x的变化曲线(取x轴正方向为电场强度的正方向),其中O点电场强度为零,.P点和Q点在x轴上,且.下列说法正确的是(  )
A.与带等量负电荷
B.与均带正电荷,且电荷量之比为
C.P点与Q点的电场强度等大反向
D.若将一负试探电荷从P点移到Q点,电势能减小
【答案】B
【知识点】电场线;电势能
【解析】【解答】AB.根据题意,由图可知,MO间电场为正,ON间电场为负,且O点电场强度为零,则与均带正电荷,且
解得,故A错误,B正确;
CD.根据题意,由点电荷场强公式
结合电场叠加原理可知,令,P点的电场强度
Q点的电场强度
P点的电场强度大于Q点,P点电势
Q点电势
P点电势高于Q点,若将一负试探电荷从P点移到Q点,电势能增加,故CD错误。
故答案为:B。
【分析】根据O点场强为零的条件,结合点电荷场强公式推导、的电性与电荷量比;再分析P、Q点的场强、电势及电势能变化。
4.(2025高二上·保定期中)如图所示,水平放置的平行板电容器与直流电源连接。下极板接地,一带电质点恰好静止于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板向上移动一小段距离,则以下说法错误的是(  )
A.电容器的电容将增大,极板所带电荷量将增大
B.带电质点将沿竖直方向向上运动
C.P点的电势将降低
D.若将带电质点固定,则其电势能不变
【答案】D
【知识点】电容器及其应用;电场及电场力;电场强度;电势差
【解析】【解答】A.下极板向上移动时,板间距减小,根据
可知,电容将增大,因U不变,由Q=CU,可知,电量将增大;故A正确;
B.开始时电场力与重力平衡,合力为零;下极板上移时,因U不变,根据
可知,电场强度增大,电场力增大,粒子将向上运动;故B正确;
C.场强E增大,而P点与上极板间的距离不变,则由公式U=Ed,分析可知,P点与上极板间电势差将增大,上极板的电势等于电源的电动势,保持不变,而P点的电势高于下极板的电势,则知P点的电势将降低;故C正确;
D.电场力向上,故粒子一定带负电,P点的电势降低,则其电势能将增大;故D错误。
故答案为:D。
【分析】A:用决定式 关联极板间距与电容,结合 ( 不变 )得电荷量变化。
B: 得电场强度变化,比较电场力与重力判断运动。
C:以上极板电势为参考,通过电势差 关联电场强度与电势变化。
D:由电场方向判断质点电性(负电 ),结合 分析电势变化对电势能的影响。
5.(2025高二上·保定期中)导体的伏安特性曲线表示导体的导电特性,如图是A、B两个导体的伏安特性曲线,其中图线A的斜率为k,并且图线A与横轴成角。下列关于这两个导体的伏安特性曲线的说法正确的是(  )
A.两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等
B.导体A的电阻值不随电压变化而变化,B的电阻值随电压的增大而增大
C.导体B是非线性元件,曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数
D.导体A为线性元件,且
【答案】A
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线;欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】A.两线的交点处,U和I相等,此时电阻也相等,故A正确;
BCD.因为A元件的伏安特性曲线是直线,所以A是线性元件,其斜率的倒数等于其电阻,但因为横纵坐标轴标度不一定相同,则斜率不能用倾角的正切值求解,A元件的电阻值不随电压变化而变化;因为B元件的伏安特性曲线是弯曲的曲线,所以导体B是非线性元件,各点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数,不是某点切线的斜率表示电阻的倒数,B的电阻值随电压的增大而减小。故BCD错误。
故答案为:A。
【分析】根据伏安特性曲线(图)的物理意义,结合电阻的定义,区分线性、非线性元件的电阻变化规律。
6.(2025高二上·保定期中)如图所示,用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值,c端与b端相连时,电流表示数为0.33 A,电压表示数为1.75 V,c端与a端相连时,电流表示数为0.34 A,电压表示数为1.65 V,比较这两次结果,下列说法正确的是(  )
A.电阻的真实值更接近5.3 Ω,且大于5.3 Ω
B.电阻的真实值更接近5.3 Ω,且小于5.3 Ω
C.电阻的真实值更接近4.85 Ω,且大于4.85 Ω
D.电阻的真实值更接近4.85 Ω,且小于4.85 Ω
【答案】C
【知识点】路端电压与负载的关系;测定电压表或电流表的内阻
【解析】【解答】比较两次电压表读数,可知

电流表示数变化

可得
即电压变化明显一些,可见电流表内阻带来的影响比电压表内阻带来的影响大,故采用外接法,则
根据规律可知电流表外接测量值小于真实值,即真实值大于测量值4.85 Ω。
故答案为:C。
【分析】通过两次测量的电压、电流变化量,判断电流表 / 电压表内阻的影响程度,确定实验接法(内 / 外接),再分析测量值与真实值的大小关系。
7.(2025高二上·保定期中)如图所示,A、B、C三个点位于以O点为圆心的圆上,直径AB与弦BC间的夹角为37°。A、B两点分别放有电荷量大小为、的点电荷时,C点的电场强度方向恰好由C点指向圆心O,,则等于(  )
A. B. C. D.1
【答案】C
【知识点】电场强度;电场强度的叠加
【解析】【解答】设圆的半径为R,则A点、B点处的点电荷在C点处产生的电场强度大小分别为,
合电场强度方向由C点指向圆心O,则有
解得
故答案为:C。
【分析】先确定A、B处点电荷在C点的场强方向,再将场强分解为沿CO方向的分量,结合几何关系与点电荷场强公式,推导与的比值。
8.(2025高二上·保定期中)带电小球在从A点运动到B点的过程中,重力做功为,电场力做功,克服空气阻力做功为0.5J,则在A点的(  )
A.重力势能比B点大 B.电势能比B点小
C.动能比B点小 D.机械能比B点小0.5J
【答案】A,C,D
【知识点】动能定理的综合应用;重力势能的变化与重力做功的关系;电势差
【解析】【解答】A.重力做功等于重力势能的变化量,重力做功,重力势能减小,所以A点重力势能比B点大,故A正确;
B.电场力做功等于电势能的变化量,电场力做功,电势能减小,所以A点电势能比B点大,故B错误;
C.合力做功等于动能的变化量,合力做功等于各个分力做的功,总共为,故动能增加,所以A点动能比B点小,故C正确;
D.除重力外的各个力做的总功等于机械能的变化量,除重力外,电场力做功为,克服空气阻力做功0.5J,故机械能增加0.5J,所以A点机械能比B点小0.5J,故D正确。
故答案为:ACD。
【分析】根据 “力做功与对应能量变化的关系”(重力做功→重力势能变化、电场力做功→电势能变化、合力做功→动能变化、除重力外的力做功→机械能变化),逐一分析各能量的变化。
9.(2025高二上·保定期中)如图所示,平行板电容器的两个极板与水平面成θ角,极板的长度为L,A板带负电,B板带正电,且B板接地。若一比荷为k的带电小球恰能沿图中所示水平直线向右通过电容器A、B板边缘,重力加速度大小为g,下列说法正确的是(  )
A.小球带正电
B.A板的电势为
C.若小球离开电场时速度刚好为0,则运动时间为
D.在此过程中小球的电势能减小
【答案】A,B
【知识点】受力分析的应用;电势能;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A.分析可知,小球受竖直向下的重力,以及垂直于电容器极板的电场力,小球恰能沿图中所示水平直线向右通过电容器,则小球所受电场力方向为垂直电容器极板斜向左上方,小球的受力分析如图所示
电场线的方向垂直于极板,从极板B指向极板A,带正电的粒子在电场中所受电场力的方向与电场线的方向相同,由此可知,该小球带正电,故A正确;
B.根据小球的受力情况可得
解得
根据几何关系可得板间距为
电场强度为
解得A板的电势为,故B正确;
C.小球在电场中所受合力为
根据牛顿第二定律可得小球在电场中的加速度大小为
根据几何关系可得小球的位移为
则有
解得小球在电场中运动的时间为,故C错误;
D.此过程中电场力做负功,则可知小球的电势能增加,故D错误。
故答案为:AB。
【分析】对小球进行受力分析(重力、电场力),结合平衡条件推导电场强度,再结合电势、电势能的规律分析选项。
10.(2025高二上·保定期中)如图所示,从灯丝发出的电子经加速电场加速后,进入偏转电场,若加速电压为,偏转电压为,要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍,下列方法中正确的是(  )
A.使减小到原来的
B.使增大为原来的2倍
C.使偏转板的长度增大为原来2倍
D.使偏转板的距离减小为原来的
【答案】A,B,D
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】加速过程(动能定理):,得;
偏转过程(类平抛):水平方向,竖直方向加速度,偏转量。
联立得:,要使增大为原来的2倍,结合表达式:
A:减小为原来的,则加倍,故A正确;
B:增大为原来的2倍,则加倍,故B正确;
C:增大为原来的2倍,会变为原来的4倍(因),故C错误;
D:减小为原来的,则加倍,故D正确。
故答案为:ABD。
【分析】先推导电子偏转量的表达式,再分析加速电压、偏转电压、偏转板长度、间距对的影响,确定使加倍的方法。
11.(2025高二上·保定期中)某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验中,欲先采用伏安法测出金属丝的电阻,已知金属丝的电阻大约为。实验室中有以下器材可供使用:
A.电压表,内阻约为;
B.电压表,内阻约为;
C.电流表,内阻约为;
D.电流表,内阻约为;
E.滑动变阻器();
F.滑动变阻器();
G.两节干电池、开关及导线若干。
(1)用螺旋测微器测其直径   mm,再用游标卡尺测其长度为   cm。
(2)要求待测金属丝两端的电压从零开始连续变化,电压表应选   ,电流表应选   ,滑动变阻器应选   (请填写器材前字母序号);
(3)请在虚线框中将电路图补充完整,并将实物连接图补充完整。   
(4)开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应滑至   (“左端”、“右端”);
(5)实验中调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出的图像是一条过原点的直线,已知该图线的斜率为k,金属导体的有效长度为L,直径为D,则该金属导体电阻率的表达式为   (用题目中给定的字母表示);
(6)依据设计的实验原理,实验测得的电阻率   (填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)4.700;10.050
(2)A;C;E
(3)
(4)左端
(5)
(6)小于
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为4.5mm+mm=4.700mm
游标卡尺的精确度为0.05mm,读数为10cm+mm=10.050cm
故答案为:4.700;10.050
(2)两节干电池的电动势约为3V,电压表应选A;
已知金属丝的电阻大约为10,最大电流约0.3A,电流表应选C;
金属导体两端的电压从零开始变化,滑动变阻器必须采用分压接法,为了方便调节电路,滑动变阻器应选择E。
故答案为:A;C;E
(3)金属导体两端的电压从零开始变化,滑动变阻器必须采用分压接法;待测电阻较小,电流表采用外接法。
(4)滑动变阻器采用分压接法,开关闭合前,为保护电表,故滑动变阻器的滑动触头应滑至左端。
故答案为:左端
(5)根据欧姆定律
根据电阻定律
金属导体的横截面积为
解得
图线的斜率为
解得
故答案为:
(6)根据电流表外接法,电流I的测量值偏大,根据可知图像斜率的测量值偏小,根据可知电阻率的测量值偏小。
故答案为:小于
【分析】(1)仪器读数:螺旋测微器读固定+可动刻度,游标卡尺读主尺+游标尺刻度。
(2)器材选择:根据电源电动势选电压表,由最大电流选电流表,电压从零调选分压式滑动变阻器。
(3)电路设计:分压接法实现电压从零调,电流表外接减小小电阻的测量误差。
(4)触头位置:分压接法闭合前,触头置于分压端使待测电阻电压为0。
(5)电阻率推导:结合欧姆定律、电阻定律,由U-I图斜率推导电阻率表达式。
(6)误差判断:电流表外接的系统误差导致电阻测量值偏小,进而电阻率偏小。
(1)[1] 螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为4.5mm+mm=4.700mm
[2] 游标卡尺的精确度为0.05mm,读数为10cm+mm=10.050cm
(2)[1]两节干电池的电动势约为3V,电压表应选A;
[2]已知金属丝的电阻大约为10,最大电流约0.3A,电流表应选C;
[3]金属导体两端的电压从零开始变化,滑动变阻器必须采用分压接法,为了方便调节电路,滑动变阻器应选择E。
(3)金属导体两端的电压从零开始变化,滑动变阻器必须采用分压接法;待测电阻较小,电流表采用外接法。
(4)滑动变阻器采用分压接法,开关闭合前,为保护电表,故滑动变阻器的滑动触头应滑至左端。
(5)根据欧姆定律
根据电阻定律
金属导体的横截面积为
解得
图线的斜率为
解得
(6)根据电流表外接法,电流I的测量值偏大,根据可知图像斜率的测量值偏小,根据可知电阻率的测量值偏小。
12.(2025高二上·保定期中)现将内阻为的灵敏电流计G分别改装为双量程的电压表和电流表,如图甲和乙所示。 甲图中,,使用A、B两个端点时,电压表的量程为;乙图中使用A、B两个端点时,电流表量程为,使用A、C两个端点时,电流表量程为,试计算:
(1)灵敏电流计的满偏电流是多少?
(2)图甲中使用A、C两个端点时,电压表的量程是多少?
(3)图乙中R3和R4的阻值各为多少?
【答案】(1)解:图甲中使用A、B两个端点时,根据欧姆定律有
得到或
(2)解:图甲中使用A、C两个端点时
得到
电压表的量程是
(3)解:图乙中,使用A、B两个端点时
使用A、C两个端点时
解得,
【知识点】表头的改装
【解析】【分析】1. 电压表改装
公式:,扩大量程需串联更大电阻。
易错:误把 忽略,直接 。
2. 电流表改装
公式:,为分流电阻。
多量程:小量程对应并联较大电阻,大量程对应并联较小电阻。
易错:量程与分流电阻对应关系搞反。
易错:计算时忘记 是分流电流,错用 直接乘。
3. 多量程接法识别
电压表:不同接线端串联不同电阻。
电流表:不同接线端并联不同电阻。
易错:误把并联当串联处理。
4. 单位与数量级
与 混淆。
是 mA 级,计算时用 A 作单位要小心小数点。
(1)图甲中使用A、B两个端点时
得到

(2)图甲中使用A、C两个端点时
得到
电压表的量程是
(3)图乙中,使用A、B两个端点时
使用A、C两个端点时
解得

13.(2025高二上·保定期中)如图所示,在水平地面上有O、A两点,在O点上方右侧的竖直面内存在着水平向右的匀强电场,现有一个q=1×10-7C、m=1×10-3kg的带电小球从A点以v0=12m/s的初速度沿AB方向射出,小球恰好可以沿直线运动。已知OB之间的距离为L=1m,AB与水平面的夹角为30°,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)电场中O、A两点的电势差UOA;
(2)A点到小球的落地点C(未画出)之间的水平距离。
【答案】(1)解:小球沿直线运动,合力与速度共线,由几何关系
解得
、的水平距离
电场强度方向水平向右,沿电场线方向电势降低,故
电势差
(2)解:长度
小球受竖直向下的重力,和水平向右的电场力,合力沿反方向,由牛顿第二定律
可得小球的加速度大小为
由匀变速直线运动位移公式
代入数据得或(舍去)
由匀变速直线运动速度公式得
速度方向沿斜向左上方,小球在左侧做斜上抛运动,水平分速度
竖直分速度
设竖直向上为正方向,点到地面的竖直位移
由竖直位移公式
解得时间
可知小球做斜抛运动的水平位移为
即A点到小球的落地点C之间的水平距离为
【知识点】电势差与电场强度的关系;带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】(1)电势差计算:由直线运动的合力与速度共线,求出电场强度,再结合A、O的水平距离,利用电势差与场强的关系计算。
(2)水平距离计算:先确定AB长度,由合力求加速度,通过匀变速直线运动公式求运动时间,再分解速度和加速度,计算水平方向的位移。
(1)小球沿直线运动,合力与速度共线,由几何关系
解得
、的水平距离
电场强度方向水平向右,沿电场线方向电势降低,故
电势差
(2)长度
小球受竖直向下的重力,和水平向右的电场力,合力沿反方向,由牛顿第二定律
可得小球的加速度大小为
由匀变速直线运动位移公式
代入数据得或(舍去)
由匀变速直线运动速度公式得
速度方向沿斜向左上方,小球在左侧做斜上抛运动,水平分速度
竖直分速度
设竖直向上为正方向,点到地面的竖直位移
由竖直位移公式
解得时间
可知小球做斜抛运动的水平位移为
即A点到小球的落地点C之间的水平距离为
14.(2025高二上·保定期中)在竖直平面内有水平向右、场强为的匀强电场.在场中有一根长为的绝缘细线,一端固定在点,另一端系质量为的带电小球,它静止时细线与竖直方向成角.如图所示,给小球一个初速度让小球恰能绕点在竖直平面内做圆周运动,取小球在最初静止时的位置为电势能和重力势能的零点,,求:
⑴小球所带电量;
⑵小球恰能做圆周运动的动能最小值;
⑶小球恰能做圆周运动的机械能最小值.
【答案】(1)解:根据平衡关系:,所以得到:,代入数据得.
(2)解:由于重力和电场力都是恒力,所以它们的合力也是恒力,类比重力场,在圆上各点中,小球在平衡位置A时动能最大,在平衡位置A的对称点B,小球的动能最小,在对称点B,小球受到的重力和电场力,其合力F作为小球做圆周运动的向心力,而绳的拉力恰为零.有,而 所以.
(3)解:当小球在圆上最左侧的C点时,电势最高,电势能最大,机械能最小.
由B运动到A,根据动能定理,有所以,A点的重力势能和电势能均为零,则总能量E=2.5J.
由C,克服电场力做的功:,即C点的电势能,所以C点的机械能为.
【知识点】能量守恒定律;机械能守恒定律;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】(1)电量计算:利用静止时的受力平衡,结合三角函数关系推导电量。
(2)最小动能:将重力与电场力的合力视为“类重力”,圆周运动中 “类重力” 提供向心力时动能最小。
(3)最小机械能:总能量守恒,电势能最大的位置(电场力做负功最多)对应机械能最小,结合电势能计算得结果。
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