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北京市北京大学附属中学石景山学校2021-2022学年高二上学期期中考试物理试卷（Word版含答案）
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这是一份北京市北京大学附属中学石景山学校2021-2022学年高二上学期期中考试物理试卷（Word版含答案），共31页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
北大附中石景山学校2021—2022学年第一学期期中质量监测
高二年级物理学科试卷（时间：90分钟 ，满分：100分）
第I卷（选择题）
一、单选题(共36分)
1．(本题3分)比值定义法是物理学中常采用的方法，以下公式不符合该方法的是（ ）
A． B． C． D．
2．(本题3分)如图所示，直角三角形ABC中∠B=30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某负点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是（ ）
A．B带正电，QA∶ QB=1∶4 B．B带负电，QA∶ QB =1∶4
C．B带正电，QA∶ QB =1∶8 D．B带负电，QA∶ QB =1 ∶8
3．(本题3分)如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上到A点距离为d的一点，C点为连线中垂线上到A点距离也为d的一点。则下列说法正确的是( )
A．EA＝EC>EB，φA＝φB>φC
B．EB>EA>EC，φA＝φC>φB
C．将正电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，电势能逐渐减少
D．将负点电荷q沿AB方向移动到负电荷处的过程中，所受电场力先变小后变大
4．(本题3分)某电场的电场线如图所示。已知，，，b点的电势为，b、d在同一等势面上。以表示点电荷q由a点移到c点过程中电场力做功的大小，表示点电荷q由d点移到c点过程中电场力做功的大小，则（ ）
A． =4V B． =
C． D．
5．(本题3分)如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q，与AB中心O点的距离为R。由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。当达到静电平衡时，说法正确的是（ ）
A．导体A端电势低于B端电势
B．将一个正电荷从B点沿着枕形导体表面移动到A点，正电荷受到的静电力做负功
C．导体中心O点的场强为，方向水平向右
D．枕形导体两端的感应电荷在O点产生感应电场强度，方向水平向左
6．(本题3分)下列关于平行板电容器的电容，说法正确的（ ）
A．跟两极板上所加电压U有关，U越大，C越大
B．跟两极板上所带电量Q有关，Q越大，C越大
C．跟两极板的正对面积S有关，S越大，C越小
D．跟两极板的间距d有关，d越大，C越小
7．(本题3分)如图所示，匀强电场水平向右绝缘细线一端固定在O点一端连着带电小球将小球从与O点等高的A点由静止释放结果小球在竖直面内做圆周运动，B为运动的最低点，不计空气阻力，则下列判断不正确的是（ ）
A．小球可能带负电
B．从A到B过程细线的张力先增大后减小
C．从A到B过程，小球减少的机械能等于增加的电势能
D．从A到B过程，小球电势能和重力势能之和先减小后增大
8．(本题3分)如图所示是“探究导体电阻与其影响因素”的装置图，a、b、c、d为四条不同的金属导体．在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同：b与a的长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同．用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压．则下列说法正确的是( )
A．根据a、c两端的电压的关系可知导体电阻与导体长度有关
B．根据a、b两端的电压的关系可知导体电阻与横截面积有关
C．根据a、d两端的电压的关系可知导体电阻与材料有关
D．由实验结论可得出导体电阻与导体的长度、横截面积、材料无关
9．(本题3分)如图所示的电路中，、为两只完全相同的灯泡，为光敏电阻（随光照的增强电阻减小），当光照强度逐渐增强的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．、两灯均逐渐变暗
B．灯逐渐变亮，灯逐渐变暗
C．电源内电路消耗功率逐渐增大
D．电源消耗的总功率减小
10．(本题3分)如图甲所示的电路中定值电阻R=60Ω，电源电动势E=100V，r=10Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法正确的是（ ）
A．开关S断开时电源的效率为60%
B．开关S闭合后电源的总功率会变小
C．开关S闭合后灯泡的亮度增强
D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为240W
11．(本题3分)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图像。将这个电阻R分别接到A、B两电源上，那么（ ）
A．R接到a电源上，电源的输出功率较小
B．电源a的电动势小于电源b的电动势
C．R接到b电源上，电源的效率较高
D．电源a的内阻小于电源B的内阻
12．(本题3分)如图所示，电源电动势E=24V、内阻r=4Ω，R0=1Ω，两次调节滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）的滑动触头分别使R1和R0有最大功率，则两次R1的阻值分别为（ ）
A．5Ω，0Ω B．3Ω，0Ω C．5Ω，3Ω D．3Ω，3Ω
二、多选题(共12分)
13．(本题3分)如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该质子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．A点电势低于B点电势
B．A点的电场强度大于B点的电场强度
C．A、B两点电势差等于B、C两点电势差
D．质子经过A点的速率小于经过B点的速率
14．(本题3分)如图所示，下列几种情况中，对电阻R来说，有电流通过且方向正确的是（ ）
A．S接1瞬间，R上电流方向从A到B
B．S接1一段时间后，R上电流方向从A到B
C．S接1一段时间后再接2的瞬间，R上有从B到A的电流
D．S接1一段时间后再接2的瞬间，R上无电流
15．(本题3分)图为双量程的电流表电路示意图，其量程分别为0~0.6A和0~3A，已知表头内阻rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA。
A．当使用a、b两个端点时，量程为0~0.6A
B．当使用a、b两个端点时，量程为0~3A
C．当使用a、c两个端点时，量程为0~0.6A
D．当使用a、c两个端点时，量程为0~3A
16．(本题3分)一微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V电压时，通过的电流为0.3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，下列说法正确的是（ ）
A．电动机内阻为1Ω
B．电动机内阻为2.5Ω
C．电动机正常工作时的效率为60%
D．电动机正常工作时的效率为50%
第II卷（非选择题）
三、实验题(共24分)
17．(本题8分)有一待测的电阻器，其阻值在40～60Ω之间，某同学用伏安法来测量该电阻的阻值，现实验室准备的器材有：
电压表V（量程0～10V，内电阻约20kΩ）
电流表A1（量程0～600mA，内电阻约20Ω）
电流表（量程0～300mA，内电阻等于10Ω）
滑动变阻器（最大阻值为5Ω，额定电流为4A）
滑动变阻器（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）
直流电源E电动势为15V，内电阻约0.5Ω）
开关及若干导线。
实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出图线。
（1）电流表应选用______。
（2）滑动变阻器选用______（选填器材代号）。
（3）请在方框内画出实验电路图______。
（4）若电压表示数为9V，电流表示数为180mA，则______Ω。
18．(本题10分)实验室有一电动势约为37V、内阻较小的“锂电池”，将此电池与的定值电阻串联后测量其输出特性，某同学设计了一个电路图如图甲所示。
（1）实验时记录了多组对应的电流表的示数I和电压表的示数U，画出了如图乙所示的U-I图像，则测得该电池的电动势为___________V，内阻为___________。（结果保留一位小数）
（2）所测得的电池电动势E和内阻r的测量值与真实值相比较的情况是___________（填“>”或“<”），___________（填“>”或“<”）。
（3）产生系统误差的原因是___________。
19．(本题6分)在“练习使用多用电表”的实验中：
（1）用已调零且选择旋钮指向欧姆档“×10”位置的多用表测某电阻阻值，根据如图所示的表盘，被测电阻的阻值为_________Ω。若将该表选择旋钮置于“直流10mA”档测电流，表盘仍如图所示，则被测电流为________mA。
（2）用表盘为如图所示的多用电表正确测量了一个13Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大概是2kΩ左右的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端测量之前，以下哪些操作是必须的，请选择其中有用的，按操作顺序写出：________。
A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的调零螺丝，使表针指零
B．将红表笔和黑表笔接触
C．把选择开关旋到“×1kΩ”位置
D．把选择开关旋到“×100Ω”位置
E．调节调零旋钮使表针指着欧姆零点
四、解答题(共28分)
20．(本题6分)竖直方向上无限大均匀带电平板上有一小孔，平板右侧过点且垂直于板的轴上的电势随距离的变化如图所示。一个电荷量，质量的带电粒子从点以初速度沿轴正方向运动，忽略粒子重力。
（1）求粒子在处所受的电场力；
（2）请通过计算说明粒子能否到达处。若能，求出粒子到达该处的速度大小；若不能，求出粒子向右运动最远点的位置坐标。
21．(本题6分)一束电子流在经U=500 V的加速电场加速后，从两水平极板左侧中点垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=10cm，板长l=0.5 m，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个水平极板上最多能加多大电压？
22．(本题8分)一平行板电容器长l=10cm，宽a=8cm，板间距d=4cm，在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均为2×1010C/kg，速度均为4×106m/s，距板右端处有一屏，如图甲所示，如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场。试求：
（1）离子打在屏上的区域面积；
（2）在一个周期内，离子打到屏上的时间。
23．(本题8分)如图是用直流发电机为保温室中电热器供电的电路图，直流发电机的电动势为250V，内阻为0.50Ω，输电线电阻R1=R2=1.0Ω。保温室中装有若干只完全相同的电热器用来调节室温，每只电热器的额定电压为200V，额定功率为1000W，其他电阻不计，也不考虑电热器电阻随温度的变化。求：
(1)为使电热器能正常工作，应接入多少个电热器；
(2)在电热器正常工作状态下，直流发电机对保温室供热的效率；
(3)保温室内的电热器可能消耗的最大电功率。
北大附中石景山学校2020—2021学年第一学期期中质量监测
高二年级物理学科（A层）试卷参考答案
一、单选题(共36分)
1．(本题3分)比值定义法是物理学中常采用的方法，以下公式不符合该方法的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】
“比值定义法”是用“比值”定义物理量的一种方法，其中的“比值”必须能表达出某种“属性”，且该“比值”与表示“分子”与“分母”的物理量无关，即若表示的分子或分母即使为零，所定义的物理量仍然存在。由于公式、、中满足“比值定义”的含义，它们均属于比值定义法；而，当Q为零时，电场强度E为零，所以不满足比值法定义。
故选C。
2．(本题3分)如图所示，直角三角形ABC中∠B=30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某负点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是（ ）
A．B带正电，QA∶ QB=1∶4 B．B带负电，QA∶ QB =1∶4
C．B带正电，QA∶ QB =1∶8 D．B带负电，QA∶ QB =1 ∶8
【答案】C
【详解】
若A、B都为正电荷，都为负电荷，或A为正电荷，B为负电荷，C点合场强的方向不可能与AB平行。所以A为负电荷、B为正电荷；
如图画出分场强与合场强之间的关系，根据平行四边形定则，知A、B在C点的场强之比为
又点电荷的场强公式为
C点距离A、B两点间的距离比为
联立可知
故C正确，ABD错误；
故选：C。
3．(本题3分)如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上到A点距离为d的一点，C点为连线中垂线上到A点距离也为d的一点。则下列说法正确的是( )
A．EA＝EC>EB，φA＝φB>φC
B．EB>EA>EC，φA＝φC>φB
C．将正电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，电势能逐渐减少
D．将负点电荷q沿AB方向移动到负电荷处的过程中，所受电场力先变小后变大
【答案】B
【详解】
AB．先看两电荷的连线上，根据异种电荷电场线的分布看出，A点周围的电场线没有B点密集，故
EB>EA
再看电场线的方向，电场线由A到B，因为沿着电场线电势是减小的，故
φA>φB
再看中垂线上的两个点，由于中垂线上的合场强的方向都是垂直于中垂线向右的，且越向上，电场强度越小，故
EA>EC
而垂直于电场强度的平面是等势面，即电势相等，故
φA＝φC
故A错误；B正确；
C．将正电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，由于它一直在等势面上移动，故电场力不做功，电势能不变，故C错误；
D．将负点电荷q沿AB方向移动到负电荷处的过程中，电场线逐渐变密，故电场强度逐渐变大，也就是电荷所受电场力逐渐变大，故D错误。
故选B。
4．(本题3分)某电场的电场线如图所示。已知，，，b点的电势为，b、d在同一等势面上。以表示点电荷q由a点移到c点过程中电场力做功的大小，表示点电荷q由d点移到c点过程中电场力做功的大小，则（ ）
A． =4V B． =
C． D．
【答案】D
【详解】
A．由于ab段的电场线比bc段更密集则│Wab│ > │Wbc│，则φb≠4V，A错误；
B．由于b、d在同一等势面，则│Wbc│ = │Wdc│ < │Wac│，B错误；
C．若电场为匀强电场则，│Wac│ = 2│Wdc│，但由于ab段的电场线比bc段更密集则│Wac│ > 2│Wdc│，C错误、D正确。
故选D。
5．(本题3分)如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q，与AB中心O点的距离为R。由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。当达到静电平衡时，说法正确的是（ ）
A．导体A端电势低于B端电势
B．将一个正电荷从B点沿着枕形导体表面移动到A点，正电荷受到的静电力做负功
C．导体中心O点的场强为，方向水平向右
D．枕形导体两端的感应电荷在O点产生感应电场强度，方向水平向左
【答案】D
【详解】
AB．处静电平衡的导体是一个等势体，导体处处电势相等，在导体上面移动电荷电场力做功为0，所以AB错误；
C．处于静电平衡的导体内部的合场强处处为0，所以C错误；
D．处于静电平衡的导体内部的合场强处处为0，则枕形导体两端的感应电荷在O点产生感应电场强度与负点电荷Q在O点产生电场强度大小相等方向相反，则有，方向水平向左，所以D正确；
故选D。
6．(本题3分)下列关于平行板电容器的电容，说法正确的（ ）
A．跟两极板上所加电压U有关，U越大，C越大
B．跟两极板上所带电量Q有关，Q越大，C越大
C．跟两极板的正对面积S有关，S越大，C越小
D．跟两极板的间距d有关，d越大，C越小
【答案】D
【详解】
AB．根据电容器的决定式可知，电容的大小与电容器两端的电压U及电容器所带的电量无关，故AB错误；
C．根据电容器的决定式可知，电容的大小跟两极板的正对面积S有关，S越大，C越大，故C错误；
D．根据电容器的决定式可知，电容的大小跟两极板的间距d有关，d越大，C越小，故D正确。
故选D。
7．(本题3分)如图所示，匀强电场水平向右绝缘细线一端固定在O点一端连着带电小球将小球从与O点等高的A点由静止释放结果小球在竖直面内做圆周运动，B为运动的最低点，不计空气阻力，则下列判断不正确的是（ ）
A．小球可能带负电
B．从A到B过程细线的张力先增大后减小
C．从A到B过程，小球减少的机械能等于增加的电势能
D．从A到B过程，小球电势能和重力势能之和先减小后增大
【答案】A
【详解】
A．若小球带负电，则由静止释放小球，小球在电场力与重力的作用下应先做直线运动，因此小球一定带正电， A符合题意；
B．由于小球受到的电场力与重力的合力斜向右下，A到B过程，小球在斜向右下的等效场中运动，运动过程速度先增大后减小，细线的张力先增大后减小， B不符合题意；
C．小球的机械能与电势能之和为一定值，因此小球减少的机械能等于增加的电势能，C不符合题意；
D．小球的速度先增大后减小，动能先增大后减小，因此小球电势能与重力势能之和先减小后增大，D不符合题意。
故选A。
8．(本题3分)如图所示是“探究导体电阻与其影响因素”的装置图，a、b、c、d为四条不同的金属导体．在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同：b与a的长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同．用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压．则下列说法正确的是( )
A．根据a、c两端的电压的关系可知导体电阻与导体长度有关
B．根据a、b两端的电压的关系可知导体电阻与横截面积有关
C．根据a、d两端的电压的关系可知导体电阻与材料有关
D．由实验结论可得出导体电阻与导体的长度、横截面积、材料无关
【答案】C
【详解】
四个电阻串联，通过它们的电流I相等，由U＝IR可知，电阻两端电压U与电阻阻值R成正比，U越大，R越大；a与c只有横截面积不同，根据a、c两端的电压的关系可知导体电阻与导体横截面积有关，故A错误；a与b只有长度不同，根据a、b两端的电压的关系可知导体电阻与导体长度有关，故B错误；a与d只有材料不同，根据a、d两端的电压的关系可知导体电阻与材料有关，故C正确；由实验结论可以得出导体电阻与导体长度、横截面积、材料有关，故D错误．所以C正确，ABD错误．
9．(本题3分)如图所示的电路中，、为两只完全相同的灯泡，为光敏电阻（随光照的增强电阻减小），当光照强度逐渐增强的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．、两灯均逐渐变暗
B．灯逐渐变亮，灯逐渐变暗
C．电源内电路消耗功率逐渐增大
D．电源消耗的总功率减小
【答案】C
【详解】
AB．当光照强度逐渐增强时，光敏电阻阻值减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流I增大，L2两端电压变大，L2变亮，由
可知，L1两端电压变小，L1变暗，AB错误；
C．电源内电路消耗功率为
可知电源内电路消耗功率逐渐增大，C正确；
D．电源消耗的总功率为
可知电源消耗的总功率增大，D错误。
故选C。
10．(本题3分)如图甲所示的电路中定值电阻R=60Ω，电源电动势E=100V，r=10Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法正确的是（ ）
A．开关S断开时电源的效率为60%
B．开关S闭合后电源的总功率会变小
C．开关S闭合后灯泡的亮度增强
D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为240W
【答案】D
【详解】
A．开关S断开时，根据图乙可知灯泡两端的电压为
电源的效率为
故A错误；
BC．开关S闭合后总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，根据可知电源的总功率会变大，根据可知路端电压减小，根据可知灯泡的功率减小，所以灯泡的亮度变暗，故B、C错误；
D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为
故D正确；
故选D。
11．(本题3分)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图像。将这个电阻R分别接到A、B两电源上，那么（ ）
A．R接到a电源上，电源的输出功率较小
B．电源a的电动势小于电源b的电动势
C．R接到b电源上，电源的效率较高
D．电源a的内阻小于电源B的内阻
【答案】C
【详解】
BD．由闭合电路欧姆定律U=E－Ir可知，图象与U轴的交点表示电动势，则a的电动势较大，图象的斜率表示内阻，则b电源的内阻r较小，故BD错误；
A．当电阻R与电源组成闭合电路时，电阻R的U－I图线与电源的U－I图线的交点表示工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，两者乘积表示电源的输出功率，由图看出，R接到a电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大，故A错误；
C．电源的效率
可知R相等的情况下，r越大电源的输出效率越小，即a电源的效率小，故C正确。
故选C。
12．(本题3分)如图所示，电源电动势E=24V、内阻r=4Ω，R0=1Ω，两次调节滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）的滑动触头分别使R1和R0有最大功率，则两次R1的阻值分别为（ ）
A．5Ω，0Ω B．3Ω，0Ω C．5Ω，3Ω D．3Ω，3Ω
【答案】A
【详解】
把R0等效为电源“内阻”，满足
R1有最大功率，由可知，当I最大时R0有最大功率，由闭合电路欧姆定律
可知，当R1=0时，电流I最大，R0有最大功率，A正确。
故选A。
二、多选题(共12分)
13．(本题3分)如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该质子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．A点电势低于B点电势
B．A点的电场强度大于B点的电场强度
C．A、B两点电势差等于B、C两点电势差
D．质子经过A点的速率小于经过B点的速率
【答案】BD
【详解】
A. 设质子在A、B两点的电势能分别为和，由题图乙可知，而质子的电荷量q＞0，根据
可知，故A错误；
B.根据功能关系可知，电场力F对质子做的功等于质子电势能变化量的负值，即
所以Ep-x图像斜率的绝对值表示电场力的大小，则由题图乙可知质子在A点所受的电场力大于在B点所受的电场力，即A点的电场强度大于B点的电场强度，故B正确；
C.A、B两点电势差为
B、C两点电势差为
由题图乙可知＞，故C错误；
D.由题图乙可知，质子由A运动到B的过程电势能减小，电场力对其做正功，所以质子经过A点的速率小于经过B点的速率，故D正确。
故选BD。
14．(本题3分)如图所示，下列几种情况中，对电阻R来说，有电流通过且方向正确的是（ ）
A．S接1瞬间，R上电流方向从A到B
B．S接1一段时间后，R上电流方向从A到B
C．S接1一段时间后再接2的瞬间，R上有从B到A的电流
D．S接1一段时间后再接2的瞬间，R上无电流
【答案】AC
【解析】
【详解】
A．S接1瞬间，电源给电容器充电，电容器上极板带正电，下极板带负电，所以R上有从A到B的电流，故A正确；
B．待充电完毕后，电路中不再有电流，故B错误；
CD．S接1一段时间，电容器充电，再接2，电容器放电，由于电容器上极板带正电，因此R上有从B到A的电流，故C正确，D错误。
故选AC。
15．(本题3分)图为双量程的电流表电路示意图，其量程分别为0~0.6A和0~3A，已知表头内阻rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA。
A．当使用a、b两个端点时，量程为0~0.6A
B．当使用a、b两个端点时，量程为0~3A
C．当使用a、c两个端点时，量程为0~0.6A
D．当使用a、c两个端点时，量程为0~3A
【答案】BC
【解析】
当使用a、b两个端点时，表头与R2串联，再与R1并联，此时量程为：；
当使用a、c两个端点时，R1与R2串联，再与表头并联，此时量程为：；
由数学知识可知，，故BC正确．
16．(本题3分)一微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V电压时，通过的电流为0.3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，下列说法正确的是（ ）
A．电动机内阻为1Ω
B．电动机内阻为2.5Ω
C．电动机正常工作时的效率为60%
D．电动机正常工作时的效率为50%
【答案】AC
【详解】
AB．当给电动机加0.3V电压时，电动机不转，此时电动机相当于纯电阻用电器，其内阻
B错误A正确；
CD．当给电动机加2.0V电压时，电动机正常工作，电动机消耗的功率
发热功率
电动机输出的机械功率
故电动机正常工作时的效率
D错误C正确。
故选AC。
三、实验题(共24分)
17．(本题8分)有一待测的电阻器，其阻值在40～60Ω之间，某同学用伏安法来测量该电阻的阻值，现实验室准备的器材有：
电压表V（量程0～10V，内电阻约20kΩ）
电流表A1（量程0～600mA，内电阻约20Ω）
电流表（量程0～300mA，内电阻等于10Ω）
滑动变阻器（最大阻值为5Ω，额定电流为4A）
滑动变阻器（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）
直流电源E电动势为15V，内电阻约0.5Ω）
开关及若干导线。
实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出图线。
（1）电流表应选用______。
（2）滑动变阻器选用______（选填器材代号）。
（3）请在方框内画出实验电路图______。
（4）若电压表示数为9V，电流表示数为180mA，则______Ω。
【答案】 40
【详解】
（1）[1]被测电阻经过的最大电流约是
为了增加准确度，可以通过调节控制电流大小小于300mA，并且的电流表内阻已知，也可以有效减小误差，故电流表应选择。
（2）[2]实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，则滑动电阻器采用分压式接法，故滑动变阻器应选择阻值较小的
（3）[3]滑动变阻器分压接法；因为电流表内阻已知，所以采用电流表内接法，实验电路如图所示
（4）[4]由欧姆定律可知
18．(本题10分)实验室有一电动势约为37V、内阻较小的“锂电池”，将此电池与的定值电阻串联后测量其输出特性，某同学设计了一个电路图如图甲所示。
（1）实验时记录了多组对应的电流表的示数I和电压表的示数U，画出了如图乙所示的U-I图像，则测得该电池的电动势为___________V，内阻为___________。（结果保留一位小数）
（2）所测得的电池电动势E和内阻r的测量值与真实值相比较的情况是___________（填“>”或“<”），___________（填“>”或“<”）。
（3）产生系统误差的原因是___________。
【答案】37.5 2.5 ＜ ＜ 电压表分流
【详解】
(1)[1][2]根据欧姆定律可得
整理得
由图乙可知电池的电动势为
，
所以
(2)[3][4]根据欧姆定律得
整理得
，，
(3)[5]系统误差出现的原因是电压表的分流作用，所测电流小于通过电池的电流；
19．(本题6分)在“练习使用多用电表”的实验中：
（1）用已调零且选择旋钮指向欧姆档“×10”位置的多用表测某电阻阻值，根据如图所示的表盘，被测电阻的阻值为_________Ω。若将该表选择旋钮置于“直流10mA”档测电流，表盘仍如图所示，则被测电流为________mA。
（2）用表盘为如图所示的多用电表正确测量了一个13Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大概是2kΩ左右的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端测量之前，以下哪些操作是必须的，请选择其中有用的，按操作顺序写出：________。
A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的调零螺丝，使表针指零
B．将红表笔和黑表笔接触
C．把选择开关旋到“×1kΩ”位置
D．把选择开关旋到“×100Ω”位置
E．调节调零旋钮使表针指着欧姆零点
【答案】130 5.4 DBE
【详解】
（1）[1][2]多用电表用欧姆档“×10”的倍率测量电阻，如图被测电阻的阻值为
电流表量程是10mA，选用中间读数最下面一排刻度，读数为5.4mA。
（2）[3]用表盘为如图所示的多用电表正确测量了一个13Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大概是2kΩ左右的电阻，测量时使指针指在中央刻度附近误差比较小，所以指针指20，选择×100挡，多用电表测量电阻换挡后要注意重新欧姆调零，故正确的顺序是：DBE。
四、解答题(共28分)
20．(本题6分)竖直方向上无限大均匀带电平板上有一小孔，平板右侧过点且垂直于板的轴上的电势随距离的变化如图所示。一个电荷量，质量的带电粒子从点以初速度沿轴正方向运动，忽略粒子重力。
（1）求粒子在处所受的电场力；
（2）请通过计算说明粒子能否到达处。若能，求出粒子到达该处的速度大小；若不能，求出粒子向右运动最远点的位置坐标。
【答案】（1），方向水平指向点；（2）不能到达，
【详解】
解：（1）由电势分布图像可知，此电场为匀强电场
场强大小
故粒子运动到处所受电场力
方向水平指向点
（2）假设粒子运动距点的最大距离为，由动能定理得
故粒子不能到达处，粒子向右运动最远点的位置坐标为
21．(本题6分)一束电子流在经U=500 V的加速电场加速后，从两水平极板左侧中点垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=10cm，板长l=0.5 m，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个水平极板上最多能加多大电压？
【答案】40V
【详解】
经过加速电场加速后电子的速度为v，则有
电子通过水平极板的时间为
要使电子能从平行板间飞出，电压最大时电子恰好从水平极板的边缘飞出，则有
水平极板间的最大电压为时，由牛顿第二定律有
代入数据联立解得
则两个水平极板上最多能加电压为40V。
22．(本题8分)一平行板电容器长l=10cm，宽a=8cm，板间距d=4cm，在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均为2×1010C/kg，速度均为4×106m/s，距板右端处有一屏，如图甲所示，如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场。试求：
（1）离子打在屏上的区域面积；
（2）在一个周期内，离子打到屏上的时间。
【答案】（1）64cm2；（2）0.0128s
【详解】
(1)离子在极板间做类平抛运动，设离子恰好从极板边缘射出时的电压为U0，水平、竖直方向由位移公式可得
l=v0t
由牛顿第二定律可得，离子的加速度为
联立解得
U0=128V
当U≥128V时离子打到极板上，当U<128V时打到屏上，可知，离子通过电场偏转距离最大为，利用平抛运动推论可知，打到屏的离子好像是从极板中心沿直线射到屏上，由相似三角形可得
解得打到屏上的长度为
y=d
由对称可知，离子打在屏上的总长度为2d，故区域面积为
S=2ya=2ad=64cm2
(2)在前，离子打到屏上的时间为
t0=×0.005s=0.0032s
由对称性可知，在一个周期内，离子打到屏上的总时间为
t1=4t0=0.0128s
23．如图是用直流发电机为保温室中电热器供电的电路图，直流发电机的电动势为250V，内阻为0.50Ω，输电线电阻R1=R2=1.0Ω。保温室中装有若干只完全相同的电热器用来调节室温，每只电热器的额定电压为200V，额定功率为1000W，其他电阻不计，也不考虑电热器电阻随温度的变化。求：
(1)为使电热器能正常工作，应接入多少个电热器；
(2)在电热器正常工作状态下，直流发电机对保温室供热的效率；
(3)保温室内的电热器可能消耗的最大电功率。
【答案】(1)4；(2)80%；(3)6250W
【详解】
(1)设接通n个电热器时，实际使用的电热器都能正常工作，此时干路的电流为I，有
I==20A
电热器的额定电流
(2)设正常工作时干路电流为I，直流发电机对保温室供热的效率为η
η=×100%=80%
(3)设电热器消耗的总电功率最大时的电流为I1
P热总=I12R热总
I1=
P热总=( ）2R热总
=
当R热总=r+R1+R2时，电热器消耗的总电功率有最大值
Pm= =6250W
北大附中石景山学校2021—2022学年第一学期期中质量监测
高二年级物理学科试卷（时间：90分钟 ，满分：100分）
第I卷（选择题）
一、单选题(共36分)
1．(本题3分)比值定义法是物理学中常采用的方法，以下公式不符合该方法的是（ ）
A． B． C． D．
2．(本题3分)如图所示，直角三角形ABC中∠B=30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某负点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是（ ）
A．B带正电，QA∶ QB=1∶4 B．B带负电，QA∶ QB =1∶4
C．B带正电，QA∶ QB =1∶8 D．B带负电，QA∶ QB =1 ∶8
3．(本题3分)如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上到A点距离为d的一点，C点为连线中垂线上到A点距离也为d的一点。则下列说法正确的是( )
A．EA＝EC>EB，φA＝φB>φC
B．EB>EA>EC，φA＝φC>φB
C．将正电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，电势能逐渐减少
D．将负点电荷q沿AB方向移动到负电荷处的过程中，所受电场力先变小后变大
4．(本题3分)某电场的电场线如图所示。已知，，，b点的电势为，b、d在同一等势面上。以表示点电荷q由a点移到c点过程中电场力做功的大小，表示点电荷q由d点移到c点过程中电场力做功的大小，则（ ）
A． =4V B． =
C． D．
5．(本题3分)如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q，与AB中心O点的距离为R。由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。当达到静电平衡时，说法正确的是（ ）
A．导体A端电势低于B端电势
B．将一个正电荷从B点沿着枕形导体表面移动到A点，正电荷受到的静电力做负功
C．导体中心O点的场强为，方向水平向右
D．枕形导体两端的感应电荷在O点产生感应电场强度，方向水平向左
6．(本题3分)下列关于平行板电容器的电容，说法正确的（ ）
A．跟两极板上所加电压U有关，U越大，C越大
B．跟两极板上所带电量Q有关，Q越大，C越大
C．跟两极板的正对面积S有关，S越大，C越小
D．跟两极板的间距d有关，d越大，C越小
7．(本题3分)如图所示，匀强电场水平向右绝缘细线一端固定在O点一端连着带电小球将小球从与O点等高的A点由静止释放结果小球在竖直面内做圆周运动，B为运动的最低点，不计空气阻力，则下列判断不正确的是（ ）
A．小球可能带负电
B．从A到B过程细线的张力先增大后减小
C．从A到B过程，小球减少的机械能等于增加的电势能
D．从A到B过程，小球电势能和重力势能之和先减小后增大
8．(本题3分)如图所示是“探究导体电阻与其影响因素”的装置图，a、b、c、d为四条不同的金属导体．在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同：b与a的长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同．用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压．则下列说法正确的是( )
A．根据a、c两端的电压的关系可知导体电阻与导体长度有关
B．根据a、b两端的电压的关系可知导体电阻与横截面积有关
C．根据a、d两端的电压的关系可知导体电阻与材料有关
D．由实验结论可得出导体电阻与导体的长度、横截面积、材料无关
9．(本题3分)如图所示的电路中，、为两只完全相同的灯泡，为光敏电阻（随光照的增强电阻减小），当光照强度逐渐增强的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．、两灯均逐渐变暗
B．灯逐渐变亮，灯逐渐变暗
C．电源内电路消耗功率逐渐增大
D．电源消耗的总功率减小
10．(本题3分)如图甲所示的电路中定值电阻R=60Ω，电源电动势E=100V，r=10Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法正确的是（ ）
A．开关S断开时电源的效率为60%
B．开关S闭合后电源的总功率会变小
C．开关S闭合后灯泡的亮度增强
D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为240W
11．(本题3分)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图像。将这个电阻R分别接到A、B两电源上，那么（ ）
A．R接到a电源上，电源的输出功率较小
B．电源a的电动势小于电源b的电动势
C．R接到b电源上，电源的效率较高
D．电源a的内阻小于电源B的内阻
12．(本题3分)如图所示，电源电动势E=24V、内阻r=4Ω，R0=1Ω，两次调节滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）的滑动触头分别使R1和R0有最大功率，则两次R1的阻值分别为（ ）
A．5Ω，0Ω B．3Ω，0Ω C．5Ω，3Ω D．3Ω，3Ω
二、多选题(共12分)
13．(本题3分)如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该质子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．A点电势低于B点电势
B．A点的电场强度大于B点的电场强度
C．A、B两点电势差等于B、C两点电势差
D．质子经过A点的速率小于经过B点的速率
14．(本题3分)如图所示，下列几种情况中，对电阻R来说，有电流通过且方向正确的是（ ）
A．S接1瞬间，R上电流方向从A到B
B．S接1一段时间后，R上电流方向从A到B
C．S接1一段时间后再接2的瞬间，R上有从B到A的电流
D．S接1一段时间后再接2的瞬间，R上无电流
15．(本题3分)图为双量程的电流表电路示意图，其量程分别为0~0.6A和0~3A，已知表头内阻rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA。
A．当使用a、b两个端点时，量程为0~0.6A
B．当使用a、b两个端点时，量程为0~3A
C．当使用a、c两个端点时，量程为0~0.6A
D．当使用a、c两个端点时，量程为0~3A
16．(本题3分)一微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V电压时，通过的电流为0.3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，下列说法正确的是（ ）
A．电动机内阻为1Ω
B．电动机内阻为2.5Ω
C．电动机正常工作时的效率为60%
D．电动机正常工作时的效率为50%
第II卷（非选择题）
三、实验题(共24分)
17．(本题8分)有一待测的电阻器，其阻值在40～60Ω之间，某同学用伏安法来测量该电阻的阻值，现实验室准备的器材有：
电压表V（量程0～10V，内电阻约20kΩ）
电流表A1（量程0～600mA，内电阻约20Ω）
电流表（量程0～300mA，内电阻等于10Ω）
滑动变阻器（最大阻值为5Ω，额定电流为4A）
滑动变阻器（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）
直流电源E电动势为15V，内电阻约0.5Ω）
开关及若干导线。
实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出图线。
（1）电流表应选用______。
（2）滑动变阻器选用______（选填器材代号）。
（3）请在方框内画出实验电路图______。
（4）若电压表示数为9V，电流表示数为180mA，则______Ω。
18．(本题10分)实验室有一电动势约为37V、内阻较小的“锂电池”，将此电池与的定值电阻串联后测量其输出特性，某同学设计了一个电路图如图甲所示。
（1）实验时记录了多组对应的电流表的示数I和电压表的示数U，画出了如图乙所示的U-I图像，则测得该电池的电动势为___________V，内阻为___________。（结果保留一位小数）
（2）所测得的电池电动势E和内阻r的测量值与真实值相比较的情况是___________（填“>”或“<”），___________（填“>”或“<”）。
（3）产生系统误差的原因是___________。
19．(本题6分)在“练习使用多用电表”的实验中：
（1）用已调零且选择旋钮指向欧姆档“×10”位置的多用表测某电阻阻值，根据如图所示的表盘，被测电阻的阻值为_________Ω。若将该表选择旋钮置于“直流10mA”档测电流，表盘仍如图所示，则被测电流为________mA。
（2）用表盘为如图所示的多用电表正确测量了一个13Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大概是2kΩ左右的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端测量之前，以下哪些操作是必须的，请选择其中有用的，按操作顺序写出：________。
A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的调零螺丝，使表针指零
B．将红表笔和黑表笔接触
C．把选择开关旋到“×1kΩ”位置
D．把选择开关旋到“×100Ω”位置
E．调节调零旋钮使表针指着欧姆零点
四、解答题(共28分)
20．(本题6分)竖直方向上无限大均匀带电平板上有一小孔，平板右侧过点且垂直于板的轴上的电势随距离的变化如图所示。一个电荷量，质量的带电粒子从点以初速度沿轴正方向运动，忽略粒子重力。
（1）求粒子在处所受的电场力；
（2）请通过计算说明粒子能否到达处。若能，求出粒子到达该处的速度大小；若不能，求出粒子向右运动最远点的位置坐标。
21．(本题6分)一束电子流在经U=500 V的加速电场加速后，从两水平极板左侧中点垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=10cm，板长l=0.5 m，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个水平极板上最多能加多大电压？
22．(本题8分)一平行板电容器长l=10cm，宽a=8cm，板间距d=4cm，在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均为2×1010C/kg，速度均为4×106m/s，距板右端处有一屏，如图甲所示，如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场。试求：
（1）离子打在屏上的区域面积；
（2）在一个周期内，离子打到屏上的时间。
23．(本题8分)如图是用直流发电机为保温室中电热器供电的电路图，直流发电机的电动势为250V，内阻为0.50Ω，输电线电阻R1=R2=1.0Ω。保温室中装有若干只完全相同的电热器用来调节室温，每只电热器的额定电压为200V，额定功率为1000W，其他电阻不计，也不考虑电热器电阻随温度的变化。求：
(1)为使电热器能正常工作，应接入多少个电热器；
(2)在电热器正常工作状态下，直流发电机对保温室供热的效率；
(3)保温室内的电热器可能消耗的最大电功率。
北大附中石景山学校2020—2021学年第一学期期中质量监测
高二年级物理学科（A层）试卷参考答案
一、单选题(共36分)
1．(本题3分)比值定义法是物理学中常采用的方法，以下公式不符合该方法的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】
“比值定义法”是用“比值”定义物理量的一种方法，其中的“比值”必须能表达出某种“属性”，且该“比值”与表示“分子”与“分母”的物理量无关，即若表示的分子或分母即使为零，所定义的物理量仍然存在。由于公式、、中满足“比值定义”的含义，它们均属于比值定义法；而，当Q为零时，电场强度E为零，所以不满足比值法定义。
故选C。
2．(本题3分)如图所示，直角三角形ABC中∠B=30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某负点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是（ ）
A．B带正电，QA∶ QB=1∶4 B．B带负电，QA∶ QB =1∶4
C．B带正电，QA∶ QB =1∶8 D．B带负电，QA∶ QB =1 ∶8
【答案】C
【详解】
若A、B都为正电荷，都为负电荷，或A为正电荷，B为负电荷，C点合场强的方向不可能与AB平行。所以A为负电荷、B为正电荷；
如图画出分场强与合场强之间的关系，根据平行四边形定则，知A、B在C点的场强之比为
又点电荷的场强公式为
C点距离A、B两点间的距离比为
联立可知
故C正确，ABD错误；
故选：C。
3．(本题3分)如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上到A点距离为d的一点，C点为连线中垂线上到A点距离也为d的一点。则下列说法正确的是( )
A．EA＝EC>EB，φA＝φB>φC
B．EB>EA>EC，φA＝φC>φB
C．将正电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，电势能逐渐减少
D．将负点电荷q沿AB方向移动到负电荷处的过程中，所受电场力先变小后变大
【答案】B
【详解】
AB．先看两电荷的连线上，根据异种电荷电场线的分布看出，A点周围的电场线没有B点密集，故
EB>EA
再看电场线的方向，电场线由A到B，因为沿着电场线电势是减小的，故
φA>φB
再看中垂线上的两个点，由于中垂线上的合场强的方向都是垂直于中垂线向右的，且越向上，电场强度越小，故
EA>EC
而垂直于电场强度的平面是等势面，即电势相等，故
φA＝φC
故A错误；B正确；
C．将正电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，由于它一直在等势面上移动，故电场力不做功，电势能不变，故C错误；
D．将负点电荷q沿AB方向移动到负电荷处的过程中，电场线逐渐变密，故电场强度逐渐变大，也就是电荷所受电场力逐渐变大，故D错误。
故选B。
4．(本题3分)某电场的电场线如图所示。已知，，，b点的电势为，b、d在同一等势面上。以表示点电荷q由a点移到c点过程中电场力做功的大小，表示点电荷q由d点移到c点过程中电场力做功的大小，则（ ）
A． =4V B． =
C． D．
【答案】D
【详解】
A．由于ab段的电场线比bc段更密集则│Wab│ > │Wbc│，则φb≠4V，A错误；
B．由于b、d在同一等势面，则│Wbc│ = │Wdc│ < │Wac│，B错误；
C．若电场为匀强电场则，│Wac│ = 2│Wdc│，但由于ab段的电场线比bc段更密集则│Wac│ > 2│Wdc│，C错误、D正确。
故选D。
5．(本题3分)如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q，与AB中心O点的距离为R。由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。当达到静电平衡时，说法正确的是（ ）
A．导体A端电势低于B端电势
B．将一个正电荷从B点沿着枕形导体表面移动到A点，正电荷受到的静电力做负功
C．导体中心O点的场强为，方向水平向右
D．枕形导体两端的感应电荷在O点产生感应电场强度，方向水平向左
【答案】D
【详解】
AB．处静电平衡的导体是一个等势体，导体处处电势相等，在导体上面移动电荷电场力做功为0，所以AB错误；
C．处于静电平衡的导体内部的合场强处处为0，所以C错误；
D．处于静电平衡的导体内部的合场强处处为0，则枕形导体两端的感应电荷在O点产生感应电场强度与负点电荷Q在O点产生电场强度大小相等方向相反，则有，方向水平向左，所以D正确；
故选D。
6．(本题3分)下列关于平行板电容器的电容，说法正确的（ ）
A．跟两极板上所加电压U有关，U越大，C越大
B．跟两极板上所带电量Q有关，Q越大，C越大
C．跟两极板的正对面积S有关，S越大，C越小
D．跟两极板的间距d有关，d越大，C越小
【答案】D
【详解】
AB．根据电容器的决定式可知，电容的大小与电容器两端的电压U及电容器所带的电量无关，故AB错误；
C．根据电容器的决定式可知，电容的大小跟两极板的正对面积S有关，S越大，C越大，故C错误；
D．根据电容器的决定式可知，电容的大小跟两极板的间距d有关，d越大，C越小，故D正确。
故选D。
7．(本题3分)如图所示，匀强电场水平向右绝缘细线一端固定在O点一端连着带电小球将小球从与O点等高的A点由静止释放结果小球在竖直面内做圆周运动，B为运动的最低点，不计空气阻力，则下列判断不正确的是（ ）
A．小球可能带负电
B．从A到B过程细线的张力先增大后减小
C．从A到B过程，小球减少的机械能等于增加的电势能
D．从A到B过程，小球电势能和重力势能之和先减小后增大
【答案】A
【详解】
A．若小球带负电，则由静止释放小球，小球在电场力与重力的作用下应先做直线运动，因此小球一定带正电， A符合题意；
B．由于小球受到的电场力与重力的合力斜向右下，A到B过程，小球在斜向右下的等效场中运动，运动过程速度先增大后减小，细线的张力先增大后减小， B不符合题意；
C．小球的机械能与电势能之和为一定值，因此小球减少的机械能等于增加的电势能，C不符合题意；
D．小球的速度先增大后减小，动能先增大后减小，因此小球电势能与重力势能之和先减小后增大，D不符合题意。
故选A。
8．(本题3分)如图所示是“探究导体电阻与其影响因素”的装置图，a、b、c、d为四条不同的金属导体．在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同：b与a的长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同．用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压．则下列说法正确的是( )
A．根据a、c两端的电压的关系可知导体电阻与导体长度有关
B．根据a、b两端的电压的关系可知导体电阻与横截面积有关
C．根据a、d两端的电压的关系可知导体电阻与材料有关
D．由实验结论可得出导体电阻与导体的长度、横截面积、材料无关
【答案】C
【详解】
四个电阻串联，通过它们的电流I相等，由U＝IR可知，电阻两端电压U与电阻阻值R成正比，U越大，R越大；a与c只有横截面积不同，根据a、c两端的电压的关系可知导体电阻与导体横截面积有关，故A错误；a与b只有长度不同，根据a、b两端的电压的关系可知导体电阻与导体长度有关，故B错误；a与d只有材料不同，根据a、d两端的电压的关系可知导体电阻与材料有关，故C正确；由实验结论可以得出导体电阻与导体长度、横截面积、材料有关，故D错误．所以C正确，ABD错误．
9．(本题3分)如图所示的电路中，、为两只完全相同的灯泡，为光敏电阻（随光照的增强电阻减小），当光照强度逐渐增强的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．、两灯均逐渐变暗
B．灯逐渐变亮，灯逐渐变暗
C．电源内电路消耗功率逐渐增大
D．电源消耗的总功率减小
【答案】C
【详解】
AB．当光照强度逐渐增强时，光敏电阻阻值减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流I增大，L2两端电压变大，L2变亮，由
可知，L1两端电压变小，L1变暗，AB错误；
C．电源内电路消耗功率为
可知电源内电路消耗功率逐渐增大，C正确；
D．电源消耗的总功率为
可知电源消耗的总功率增大，D错误。
故选C。
10．(本题3分)如图甲所示的电路中定值电阻R=60Ω，电源电动势E=100V，r=10Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法正确的是（ ）
A．开关S断开时电源的效率为60%
B．开关S闭合后电源的总功率会变小
C．开关S闭合后灯泡的亮度增强
D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为240W
【答案】D
【详解】
A．开关S断开时，根据图乙可知灯泡两端的电压为
电源的效率为
故A错误；
BC．开关S闭合后总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，根据可知电源的总功率会变大，根据可知路端电压减小，根据可知灯泡的功率减小，所以灯泡的亮度变暗，故B、C错误；
D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为
故D正确；
故选D。
11．(本题3分)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图像。将这个电阻R分别接到A、B两电源上，那么（ ）
A．R接到a电源上，电源的输出功率较小
B．电源a的电动势小于电源b的电动势
C．R接到b电源上，电源的效率较高
D．电源a的内阻小于电源B的内阻
【答案】C
【详解】
BD．由闭合电路欧姆定律U=E－Ir可知，图象与U轴的交点表示电动势，则a的电动势较大，图象的斜率表示内阻，则b电源的内阻r较小，故BD错误；
A．当电阻R与电源组成闭合电路时，电阻R的U－I图线与电源的U－I图线的交点表示工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，两者乘积表示电源的输出功率，由图看出，R接到a电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大，故A错误；
C．电源的效率
可知R相等的情况下，r越大电源的输出效率越小，即a电源的效率小，故C正确。
故选C。
12．(本题3分)如图所示，电源电动势E=24V、内阻r=4Ω，R0=1Ω，两次调节滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）的滑动触头分别使R1和R0有最大功率，则两次R1的阻值分别为（ ）
A．5Ω，0Ω B．3Ω，0Ω C．5Ω，3Ω D．3Ω，3Ω
【答案】A
【详解】
把R0等效为电源“内阻”，满足
R1有最大功率，由可知，当I最大时R0有最大功率，由闭合电路欧姆定律
可知，当R1=0时，电流I最大，R0有最大功率，A正确。
故选A。
二、多选题(共12分)
13．(本题3分)如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该质子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．A点电势低于B点电势
B．A点的电场强度大于B点的电场强度
C．A、B两点电势差等于B、C两点电势差
D．质子经过A点的速率小于经过B点的速率
【答案】BD
【详解】
A. 设质子在A、B两点的电势能分别为和，由题图乙可知，而质子的电荷量q＞0，根据
可知，故A错误；
B.根据功能关系可知，电场力F对质子做的功等于质子电势能变化量的负值，即
所以Ep-x图像斜率的绝对值表示电场力的大小，则由题图乙可知质子在A点所受的电场力大于在B点所受的电场力，即A点的电场强度大于B点的电场强度，故B正确；
C.A、B两点电势差为
B、C两点电势差为
由题图乙可知＞，故C错误；
D.由题图乙可知，质子由A运动到B的过程电势能减小，电场力对其做正功，所以质子经过A点的速率小于经过B点的速率，故D正确。
故选BD。
14．(本题3分)如图所示，下列几种情况中，对电阻R来说，有电流通过且方向正确的是（ ）
A．S接1瞬间，R上电流方向从A到B
B．S接1一段时间后，R上电流方向从A到B
C．S接1一段时间后再接2的瞬间，R上有从B到A的电流
D．S接1一段时间后再接2的瞬间，R上无电流
【答案】AC
【解析】
【详解】
A．S接1瞬间，电源给电容器充电，电容器上极板带正电，下极板带负电，所以R上有从A到B的电流，故A正确；
B．待充电完毕后，电路中不再有电流，故B错误；
CD．S接1一段时间，电容器充电，再接2，电容器放电，由于电容器上极板带正电，因此R上有从B到A的电流，故C正确，D错误。
故选AC。
15．(本题3分)图为双量程的电流表电路示意图，其量程分别为0~0.6A和0~3A，已知表头内阻rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA。
A．当使用a、b两个端点时，量程为0~0.6A
B．当使用a、b两个端点时，量程为0~3A
C．当使用a、c两个端点时，量程为0~0.6A
D．当使用a、c两个端点时，量程为0~3A
【答案】BC
【解析】
当使用a、b两个端点时，表头与R2串联，再与R1并联，此时量程为：；
当使用a、c两个端点时，R1与R2串联，再与表头并联，此时量程为：；
由数学知识可知，，故BC正确．
16．(本题3分)一微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V电压时，通过的电流为0.3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，下列说法正确的是（ ）
A．电动机内阻为1Ω
B．电动机内阻为2.5Ω
C．电动机正常工作时的效率为60%
D．电动机正常工作时的效率为50%
【答案】AC
【详解】
AB．当给电动机加0.3V电压时，电动机不转，此时电动机相当于纯电阻用电器，其内阻
B错误A正确；
CD．当给电动机加2.0V电压时，电动机正常工作，电动机消耗的功率
发热功率
电动机输出的机械功率
故电动机正常工作时的效率
D错误C正确。
故选AC。
三、实验题(共24分)
17．(本题8分)有一待测的电阻器，其阻值在40～60Ω之间，某同学用伏安法来测量该电阻的阻值，现实验室准备的器材有：
电压表V（量程0～10V，内电阻约20kΩ）
电流表A1（量程0～600mA，内电阻约20Ω）
电流表（量程0～300mA，内电阻等于10Ω）
滑动变阻器（最大阻值为5Ω，额定电流为4A）
滑动变阻器（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）
直流电源E电动势为15V，内电阻约0.5Ω）
开关及若干导线。
实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出图线。
（1）电流表应选用______。
（2）滑动变阻器选用______（选填器材代号）。
（3）请在方框内画出实验电路图______。
（4）若电压表示数为9V，电流表示数为180mA，则______Ω。
【答案】 40
【详解】
（1）[1]被测电阻经过的最大电流约是
为了增加准确度，可以通过调节控制电流大小小于300mA，并且的电流表内阻已知，也可以有效减小误差，故电流表应选择。
（2）[2]实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，则滑动电阻器采用分压式接法，故滑动变阻器应选择阻值较小的
（3）[3]滑动变阻器分压接法；因为电流表内阻已知，所以采用电流表内接法，实验电路如图所示
（4）[4]由欧姆定律可知
18．(本题10分)实验室有一电动势约为37V、内阻较小的“锂电池”，将此电池与的定值电阻串联后测量其输出特性，某同学设计了一个电路图如图甲所示。
（1）实验时记录了多组对应的电流表的示数I和电压表的示数U，画出了如图乙所示的U-I图像，则测得该电池的电动势为___________V，内阻为___________。（结果保留一位小数）
（2）所测得的电池电动势E和内阻r的测量值与真实值相比较的情况是___________（填“>”或“<”），___________（填“>”或“<”）。
（3）产生系统误差的原因是___________。
【答案】37.5 2.5 ＜ ＜ 电压表分流
【详解】
(1)[1][2]根据欧姆定律可得
整理得
由图乙可知电池的电动势为
，
所以
(2)[3][4]根据欧姆定律得
整理得
，，
(3)[5]系统误差出现的原因是电压表的分流作用，所测电流小于通过电池的电流；
19．(本题6分)在“练习使用多用电表”的实验中：
（1）用已调零且选择旋钮指向欧姆档“×10”位置的多用表测某电阻阻值，根据如图所示的表盘，被测电阻的阻值为_________Ω。若将该表选择旋钮置于“直流10mA”档测电流，表盘仍如图所示，则被测电流为________mA。
（2）用表盘为如图所示的多用电表正确测量了一个13Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大概是2kΩ左右的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端测量之前，以下哪些操作是必须的，请选择其中有用的，按操作顺序写出：________。
A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的调零螺丝，使表针指零
B．将红表笔和黑表笔接触
C．把选择开关旋到“×1kΩ”位置
D．把选择开关旋到“×100Ω”位置
E．调节调零旋钮使表针指着欧姆零点
【答案】130 5.4 DBE
【详解】
（1）[1][2]多用电表用欧姆档“×10”的倍率测量电阻，如图被测电阻的阻值为
电流表量程是10mA，选用中间读数最下面一排刻度，读数为5.4mA。
（2）[3]用表盘为如图所示的多用电表正确测量了一个13Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大概是2kΩ左右的电阻，测量时使指针指在中央刻度附近误差比较小，所以指针指20，选择×100挡，多用电表测量电阻换挡后要注意重新欧姆调零，故正确的顺序是：DBE。
四、解答题(共28分)
20．(本题6分)竖直方向上无限大均匀带电平板上有一小孔，平板右侧过点且垂直于板的轴上的电势随距离的变化如图所示。一个电荷量，质量的带电粒子从点以初速度沿轴正方向运动，忽略粒子重力。
（1）求粒子在处所受的电场力；
（2）请通过计算说明粒子能否到达处。若能，求出粒子到达该处的速度大小；若不能，求出粒子向右运动最远点的位置坐标。
【答案】（1），方向水平指向点；（2）不能到达，
【详解】
解：（1）由电势分布图像可知，此电场为匀强电场
场强大小
故粒子运动到处所受电场力
方向水平指向点
（2）假设粒子运动距点的最大距离为，由动能定理得
故粒子不能到达处，粒子向右运动最远点的位置坐标为
21．(本题6分)一束电子流在经U=500 V的加速电场加速后，从两水平极板左侧中点垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=10cm，板长l=0.5 m，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个水平极板上最多能加多大电压？
【答案】40V
【详解】
经过加速电场加速后电子的速度为v，则有
电子通过水平极板的时间为
要使电子能从平行板间飞出，电压最大时电子恰好从水平极板的边缘飞出，则有
水平极板间的最大电压为时，由牛顿第二定律有
代入数据联立解得
则两个水平极板上最多能加电压为40V。
22．(本题8分)一平行板电容器长l=10cm，宽a=8cm，板间距d=4cm，在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均为2×1010C/kg，速度均为4×106m/s，距板右端处有一屏，如图甲所示，如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场。试求：
（1）离子打在屏上的区域面积；
（2）在一个周期内，离子打到屏上的时间。
【答案】（1）64cm2；（2）0.0128s
【详解】
(1)离子在极板间做类平抛运动，设离子恰好从极板边缘射出时的电压为U0，水平、竖直方向由位移公式可得
l=v0t
由牛顿第二定律可得，离子的加速度为
联立解得
U0=128V
当U≥128V时离子打到极板上，当U<128V时打到屏上，可知，离子通过电场偏转距离最大为，利用平抛运动推论可知，打到屏的离子好像是从极板中心沿直线射到屏上，由相似三角形可得
解得打到屏上的长度为
y=d
由对称可知，离子打在屏上的总长度为2d，故区域面积为
S=2ya=2ad=64cm2
(2)在前，离子打到屏上的时间为
t0=×0.005s=0.0032s
由对称性可知，在一个周期内，离子打到屏上的总时间为
t1=4t0=0.0128s
23．如图是用直流发电机为保温室中电热器供电的电路图，直流发电机的电动势为250V，内阻为0.50Ω，输电线电阻R1=R2=1.0Ω。保温室中装有若干只完全相同的电热器用来调节室温，每只电热器的额定电压为200V，额定功率为1000W，其他电阻不计，也不考虑电热器电阻随温度的变化。求：
(1)为使电热器能正常工作，应接入多少个电热器；
(2)在电热器正常工作状态下，直流发电机对保温室供热的效率；
(3)保温室内的电热器可能消耗的最大电功率。
【答案】(1)4；(2)80%；(3)6250W
【详解】
(1)设接通n个电热器时，实际使用的电热器都能正常工作，此时干路的电流为I，有
I==20A
电热器的额定电流
(2)设正常工作时干路电流为I，直流发电机对保温室供热的效率为η
η=×100%=80%
(3)设电热器消耗的总电功率最大时的电流为I1
P热总=I12R热总
I1=
P热总=( ）2R热总
=
当R热总=r+R1+R2时，电热器消耗的总电功率有最大值
Pm= =6250W
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