2022-2022学年北京市海淀区进修学校高二(上)期中物理试卷(理科)(教师版).docx

2022-2022 学年北京市海淀区进修学校高二〔上〕期中物理试卷〔理科〕
参考答案与试题解析
一、单项选择题〔每题 2 分，共 15 小题，共 30 分．每道小题只有一个选项正确，要求将答案填涂在答题卡上〕
1．〔2分〕〔2022•通州区模拟〕在真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F．如果保持它们各自所带的电荷量不变，将它们之间的距离减小到原来的一半，那么它们之间静电力的大小等于〔 〕
A．2F B． C．4F D．
考点： 库仑定律．
专题： 电场力与电势的性质专题． 分析：
各自所带的电荷量及它们之间的距离均减小到原来的一半，根据点电荷库仑力的公式F=K 可以求得
解答
改变之后的库仑力的大小．
解：由点电荷库仑力的公式F=K 可以得到，
将它们之间所带的电荷量不变，它们各自的距离减小到原来的一半，库仑力减小为原来的 4 倍，所以 C
正确，ABD 错误． 应选 C．
点评： 此题就是对库仑力公式的直接考查，掌握住公式就很容易分析了．
2．〔2分〕〔2022秋•北京校级期中〕如图是某电场电场线的分布图，其中a、b是电场中的两点．以下说法中正确的选项是
〔 〕
A．a 点的电场强度比 b 点的电场强度大
B．a 点的电场强度与 b 点的电场强度一样大
C．同一个检验电荷在 a 点所受的电场力比在 b 点所受的电场力小
D．同一个检验电荷在 a 点所受的电场力与在 b 点所受的电场力一样大
考点： 电场强度；电场线．
专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线越密，电场强度越大．同一点电荷在电场强度越大的地方受到的电场力越大．
解答： 解：A、B：由图看出，a 点处电场线比 b 点处电场线密，那么 a 点的场强比 b 点的大．故 A 正确，B 错误
C、D：由电场力公式 F=Eq 可知，同一个点电荷在 a 点所受的电场力比在 b 点所受的电场力大．故 CD
错误． 应选：A
点评： 此题考查对电场线物理意义的理解和应用，抓住电场线越密，电场强度越大是关键
3．〔2分〕〔2022•东昌府区模拟〕有两个固定的异号点电荷，电量给定但大小不等，且q1＜q2，用E1和E2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小，那么在通过两点电荷的直线上，E1=E2的点〔 〕
A．有三个，其中两处合场强为零
B．有三个，其中一处合场强为零
C．只有两个，其中一处合场强为零
D．只有一个，该处合场强不为零
考点： 电场的叠加；电场强度． 专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 两电荷连线上可以分为三局部，大电荷的外侧，两电荷之间，小电荷的外侧，在根据点电荷的场强公式判断是否场强大小相等．
解答： 解：设大电荷量为 Q，小电荷量为 q，两电荷间距为 L，在连线上场强大小相等的点距离 q 为 r，那么有
K，r有两个解，即场强相等的点有两处，一处在两电荷中间的连线上，合场强不为零，另一处在连线 q的外侧，合场强为零．故 C正确．
应选 C
点评： 做这种类型的题，最好画出图，根据图象分析可能的地方．
4．〔2分〕〔2022•高淳县模拟〕如下列图的是真空中两个点电荷A、B周围的电场线在某一平面内的分布情况〔电场线方向未标出〕．图中 O 点为两点电荷连线的中点，MN 为两点电荷连线的中垂线，电场线的分布关于 MN 左右对称．以下关于图的说法中正确的选项是〔〕
A．这是两个等量异种电荷周围的电场线分布
B．这是两个等量同种电荷周围的电场线分布
C．这是两个不等量异种电荷周围的电场线分布
D．这是两个不等量同种电荷周围的电场线分布
考点： 电场线．
专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止． 根据电场线与等势线垂直，判断电势的上下．
在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，也可以从电场线的疏密判断场强的大小． 解答： 解：根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷终止可以判断，A、B是两个等量异种电荷．根据平行
四边形定那么，对中垂线上的场强进行合成，知中垂线上每点的电场方向都水平向右，中垂线和电场线垂直，所以中垂线为等势线，在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，也可以从电场线的疏密判断，故 A 正确，BCD 错误．
应选 A．
点评： 常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，并要注意沿电场线的方向电势是降低的， 同时注意等量异号电荷形成电场的对称性．加强根底知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决此题
5．〔2分〕〔2022•东昌府区模拟〕关于电场线，以下说法中正确的选项是〔〕
A．电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同
B．沿电场线的方向，电势逐渐降低，电场强度也越来越小 C．电场线越密的地方，同一检验电荷受到的电场力就越大，电势不一定越高
D．逆电场线方向移动电荷，电场力一定对电荷做负功，电荷的电势能一定增加
考点： 电场线．
专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 电场线可以形象表示电场强度的相对大小和电势上下，电场线越密，场强越大，顺着电场线电势降低．电场线的切线方向表示场强方向，与正电荷所受的电场力方向相同．根据电场力做功的正负，判断电势能的变化．
解答： 解：A、电场线上每一点的切线方向都跟场强方向相同，与放在该点的正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反．故 A 错误．
B、沿电场线的方向，电势逐渐降低，而电场强度与电场线的疏密有关，故电场强度不一定越来越小．故
B 错误．
C、电场线越密的地方，场强 E 越大，由 F=Eq 知，同一检验电荷受到的电场力就越大，因电势与场强没有直接的关系，故电势不一定越高．故 C 正确．
D、逆电场线方向移动正电荷，电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加；而逆电场线方向移动负电荷电场一定对电荷做正功，电荷的电势能一定减小；故 D 错误．
应选 C
点评： 此题考查对电场线物理意义的理解，抓住电场线的疏密表示场强的大小、电场线的方向反映电势的上下是分析的关键．
6．〔2分〕〔2022•东昌府区模拟〕如下列图，将一不带电的绝缘枕形导体P放在正电荷Q的电场中，导体P的
a、b两端分别带上了感应负电荷与等量的感应正电荷，另外，导体内部还有两点c、d，那么以下说法错误的选项是〔〕
A．导体上 a、b 两端的电势上下关系是 ϕa=ϕbB．导体上 a、b 两端的电势上下关系是 ϕa＜ϕbC．导体内部 c、d 两点的场强大小关系是 Ec=Ed=0 D．感应电荷在导体内部 c、d 两点产生的场强大小关系是 Ec＞Ed≠0
考点： 匀强电场中电势差和电场强度的关系．
专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 物体带电有接触起电，有感应带电，有摩擦起电．对于感应带电，是利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原理．且带电体是等势体．
解答： 解：A、当正电荷 Q 处在金属导体 P 附近时，正电荷周围存在电场，从而使得金属中的自由电子在电场力作用下向 a 端发生移动，导致 b 端的正电荷多余，a 端的负电荷多余，最终导体 P 的 b 端带正电，a 端带负电．因此两点的电势关系 ϕa=ϕb，故 A 正确，B 错误；
C、当金属导体 b 端带正电，a 端带负电时，导体中有自 b 向 a 的电场．由于正确电荷 Q 也产生电场．故
只有当复合电场为 0 时，自由电子才停止运动，因此 c、d 两点的场强大小关系是 Ec=Ed=0，故 C 正确
D、根据正点电荷的电场强度的公式，结合合电场为 0，可知：感应电荷在导体内部 c、d 两点产生的场强大小关系 Ec＞Ed≠0．故 D 正确
此题选择错误的，应选 B
点评： 感应带电的本质是电荷的转移；当金属导体处于电场时出现静电平衡现象．
7．〔2分〕〔2022•东昌府区模拟〕电子的电量为e，质量为m，进入电场被加速，经过电势差为U的a、b两点，末速度为v，此过程电子增加的动能为〔 〕
A．eU B． C． D．eU+
考点： 动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动． 专题： 动能定理的应用专题．
分析： 带电粒子在电场中加速，由动能定理可求得电子增加的动能．
解答： 解：由动能定理可知，带电粒子在电场中动能的改变量等于电场力所做的功，故应等于 eU； 应选 A．
点评： 此题注意排除末速度的干扰，我们所求的增加的动能，而由动能定理可直接求出．
8．〔2分〕〔2022•东昌府区模拟〕一带电粒子在如下列图的电场中，只在电场力作用下沿虚线所示的轨迹从A
点运动到B点，那么以下判断中不正确的选项是〔 〕
A．粒子一定带正电 B．粒子的加速度一定减小
C．粒子的电势能一定减小 D．粒子的动能一定减小
考点： 电场线；电势能．
分析： 首先根据粒子的运动轨迹，判断带电粒子的大体方向，再据场强方向的规定，判断粒子的电性；电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，判断场强和加速度；电场力做正功时，电势能减小，电场力做负功时，电势能增加．
解答： 解：A、带电粒子在电场中运动时，受到的电场力的方向指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可知，此带电的粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向右，所以此粒子为正电荷，故 A 正确；
B、由电场线的分布可知，电场线在 A 点的时候较密，所以在 A 点的电场强，粒子在 A 点时受到的电场力大，即粒子的加速度减小，故 B 正确；
CD、粒子带正电，从 A 到 B 的过程中，电场力对粒子做正功，所以粒子的电势能要减小，动能增加，
故 C 正确，D 错误．
此题要求选择不正确的，应选：D．
点评： 此题就是考查学生根底知识的掌握，加强根底知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决此题；一定注意据轨迹判断电场力的方向．
9．〔2分〕〔2022•东昌府区模拟〕关于电源及电路的以下表达，正确的选项是〔〕 A． 外 电 阻 R 增 大 ， 路 端 电 压 减 小B． 外 电 阻 R 增 大 ， 电 源 的 内 电 压 增 大C．外电路短路时，路端电压趋近于零
D．外电路断开时，电源的电动势为零
考点： 闭合电路的欧姆定律． 专题： 恒定电流专题．
分析： 给定的电源，其电动势不变，与外电路无关，而路端电压随外电阻的增大而增大，减小而减小．根据闭合电路欧姆定律进行分析即可．
解答： 解：A、B 外电阻 R 增大，根据闭合电路欧姆定律得知，电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大故 AB 错误．
C、外电路短路时，电路中短路电流为，内电压接近电动势E，那么路端电压接近于零．故C正确．
D、给定的电源，其电动势不变，与外电路无关，故 D 错误． 应选 C
点评： 解决此题是掌握闭合电路欧姆定律，并运正确分析路端电压与内电压与外电阻的关系，比较简单．
10．〔2分〕〔2022秋•滑县期末〕如下列图，一个带负电荷的小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内部，接通K
后，小球静止时，悬线与竖直方向的夹角为θ，那么〔 〕
A．K 闭合，减小 AB板间的距离，那么夹角 θ增大
B．K闭合，减小 AB板间的距离，那么夹角 θ减小
C．K 断开，使 B 板竖直向上移动，那么夹角 θ 不变
D．K 断开，增大 A B 板间的距离，那么夹角 θ 减小
考点： 共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；匀强电场中电势差和电场强度的关系． 专题： 共点力作用下物体平衡专题．
分析： 小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态，保持开关 S 闭合，电容器两端间的电势差不变；断开开关 S，电容器所带的电量不变．分析板间场强的变化，判断夹角的变化．
解答：解：A、B保持开关S闭合，电容器两端间的电势差U不变，极板间距离减小，由知，板间的电场 强度 E 增大，小球所受的电场力变大，θ增大．故 A正确B错误．
C、K断开，电容器所带的电量不变，E=，U=得，使 B 板竖直向上移动，s 减小，那么 E增大，小球所受电场力变大，那么 θ角增大，故 C错误
D、断开开关S，电容器所带的电量不变，E=，U=得，那么知 d 增大，E 不变， 电场力不变，θ不变．故 D错误．
应选：A．
点评： 解决电容器的动态分析问题关键抓住不变量．假设电容器与电源断开，电量保持不变；假设电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差保持不变．
11．〔2分〕〔2022秋•海淀区校级期中〕金属铂的电阻率随温度的变化比较明显，图中能大致表示出铂制成的导体的伏安特性曲线是〔 〕
A． B． C． D．
考点： 欧姆定律．
专题： 恒定电流专题．
分析： U﹣I 图象中图象的斜率表示电阻的大小；而 I﹣U 图象中图象的斜率表示电阻的倒数．
解答： 解：由题意可知，金属铂的电阻率随温度的变化比较明显；而金属导体其电阻率随温度的增大而增大； 故只有 D 正确；
应选：D
点评： 此题考查导体的伏安特性曲线，要注意 U﹣I 图象与 I﹣U 图象的区别．
12．〔2分〕〔2022•东昌府区模拟〕有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA，要把它改装成为量程为
0～3V的电压表，关于改装方法和改装后的电压表内阻，以下说法正确的选项是〔 〕
A．并联一个 0.05Ω 的电阻，电压表内阻是 0.05Ω
B．并联一个 2970Ω 的电阻，电压表内阻是 3000Ω C．串联一个 0.05Ω 的电阻，电压表内阻是 0.05Ω D．串联一个 2970Ω 的电阻，电压表内阻是 3000Ω
考点： 把电流表改装成电压表． 专题： 交流电专题．
分析：电流表改装成电压表要串联电阻分压，串联的阻值为 ，U为改装后的量程．总电阻．
解答：解：电流表改装成电压表要串联电阻，所串阻值为： =
改装后的电压表的内阻为： 应选 D．
点评： 考查的电压表的改装原理，明确串联电阻的分压作用，会求串联电阻阻值．
13．〔2分〕〔2022•忻府区校级模拟〕如下列图，L1、L2、L3为等势面，两相邻等势面间电势差相同，取L2的电势为零，有一负电荷在L1处动能为30J，仅在电场力的作用下运动到L3处动能为10J，那么电荷的电势能为4J 时，它的动能是〔 〕

A．6J
B．4J C．16J D．14J
考点： 等势面；功能关系；电势能． 专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 根据等差等势面的特点，由 W=qU，电荷 L1 到 L2，L2 到 L3 电场力做功相等，电势能减小量相等，可确定电荷在 L2 处的动能为 20J，此处电势能为零，再者总量为 20J，电势能与动能总量守恒，当电势能为
4J，动能为 16J．
解答： 解：如图为三个等差等势面，根据 W=qU，电荷 L1 到 L2，L2 到 L3 电场力做功相等，电势能减小量相等那么电荷在 L2 处动能为 20J，此处电荷电势能为零，电荷电势能与动能总量为 20J，根据能量守恒，当电势能为 4J 时，动能为 16J．
应选 C
点评： 此题的关键在于确定总能量，技巧在于选择研究 L2 等势面．
14．〔2分〕〔2022秋•海淀区校级期中〕如图，油滴静止，要使液滴上升，可用的方法是〔〕
A．增大R1 B．增大R2 C．增大R3 D．减小R1
考点： 带电粒子在混合场中的运动．
专题： 带电粒子在复合场中的运动专题．
分析： 带电液滴原来恰好处于静止状态，所受的电场力与重力平衡，要使液滴向上运动，应使其受到的合力向上，可增大电容器两端的电压；通过闭合电路欧姆定律可知应如何调节滑动变阻器．
解答： 解：液滴开始时受重力及电场力而保持静止；而要使液滴向上运动，那么电容器两端的电压应增大；
A、R1 此时只能看作是导线，故调节 R1 不会改变电容器两端的电压，从而不能使液滴运动，故 AD 错误；
B、由电路图可知，电容器与 R3 并联，再与 R2 串联；假设增大 R2，C 两端的电压减小，能使液滴向下运动，当增大 R3，可以使 C 两端的电压增大，能使液滴向上运动，故 B 错误，C 正确；
应选C．
点评： 此题要注意电容器两端的电压等于与之并联电阻两端的电压；而与电容器串联的电阻只能作为导线处理．
15．〔2分〕〔2022秋•海淀区校级期中〕如图，是将滑动变阻器作分压器用的电路，CD为分压器的输出端，假设把变阻器的滑动片放在变阻器中央，以下判断错误的选项是〔 〕
A．
空载时输出的电压为 UCD=
B．
当接上负载 R 时，输出电压 UCD＜
C．
负载 R 越大，UCD 越接近
D．
负载 R 越小，UCD 越接近
考点： 闭合电路的欧姆定律；路端电压与负载的关系． 专题： 恒定电流专题．
分析：滑动片P移到变阻器正中央，当CD端不接负载时输出电压UABCD 端接上负载电阻R时，变阻器PB间电阻减小〔P为滑片〕，电压UCD减小；当CD端接上负载电阻越大，变阻器PB间电阻与负载并联电阻越大，UCD越接UAB．
解答：解：A、滑动片P移到变阻器正中央，当AB端不接负载时输出电压UAB．故A 正确．
B、当 AB 端接上负载电阻 R 时，变阻器 PD 间电阻与负载并联的电阻小于变阻器 PC 间电阻，根据串联
电 路 分 压 特 点 可 知 ， 电 压 UAB． 故 B 正 确 ． CD、当 CD端接上负载电阻越大，变阻器 PD间电阻与负载并联的电阻越大，越接近变阻器 PB间电阻那么UCD越接UAB．故C正确，D错误．
此题选错误的，应选：D．
点评： 此题考查分压电路工作原理的理解，运用串联电路分压特点进行分析．
三、实验题〔共 3 道小题，共 18 分按照要求作图或将正确答案填在题中的横线上〕
16．〔4分〕〔2022秋•丰台区期末〕有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图1所示的读数是13.60 mm． 用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图2所示的读数是0.680 mm．
考点： 刻度尺、游标卡尺的使用；螺旋测微器的使用． 专题： 实验题．
分析： 解决此题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
解答： 解：1、游标卡尺的主尺读数为：1.3cm=13mm，游标尺上第 12个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标 读 数 为 12×0.05mm=0.60mm， 所 以 最 终 读 数 为 ：13mm+0.60mm=13.60mm． 2、螺旋测微器的固定刻度为 0.5mm，可动刻度为 18.0×0.01mm=0.180mm，所以最终读数为
0.5mm+0.180mm=0.680mm． 故答案为：13.60，0.680
点评： 对于根本测量仪器如游标卡尺螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些根本仪器进行有关测量
17．〔6分〕〔2022秋•海淀区校级期中〕有一个纯电阻用电器，其电阻约为1kΩ，试设计一个能够精确地测量该用电器电阻的电路，实验要求用电器两端的电压从 0 开始逐渐变化．给有如下器材：
电源：电动势为 3V，内电阻约为 0.1Ω； 电流表：量程 0.6A，内阻 RA=0.50Ω； 电压表：量程 3V，内阻 RV=10kΩ
滑动变阻器：最大电阻值为 R=5.0Ω； 开关一个、导线假设干．
〔1〕在方框内画出实验电路图．
〔2〕在图中画出实验实物连接图．
〔3〕假设实验中在用电器正常工作的状态下电流表的示数为I，电压表的示数为U，考虑到电表内阻引起的系统误差，那么用测量的电压、电流以及电表内阻计算用电器电阻真实值的表达式为．
考点： 描绘小电珠的伏安特性曲线． 专题： 实验题．
分析： 〔1〕要准确测量用电器的电阻，应进行屡次测量求平均值，使用电器两端的电压调节范围尽可能大， 因此滑动变阻器应采用分压接法；根据待测用电器电阻与电压表及电流表内阻的关系确定采用内接法还是外接法，然后作出实验电路图．
〔2〕根据电路图连接实物电路图．
〔3〕根据电路图，应用欧姆定律分析答题．
解答：解：〔1〕要使灯泡两端电压变化范围大，滑动变阻器应采用分压接法；由于灯泡的电阻较小，为减小误差，应采用电流表的外接法；
实验电路图如下列图．
〔2〕根据电路图连接实物电路图，实物电路图如下列图，
〔3〕根据欧姆定律得通过电压表的电流是， 所以通过用电器的电流是：I电=I﹣IV
所以用电器正常工作时电阻值的表达式为=
故答案为：〔1〕电路图如下列图；〔2〕实物电路图如下列图；〔3〕．
点评： 此题考查了实验电路图的设计，根据实验要求及所给实验器材确定滑动变阻器采用分压接法还是采用限流接法、电流表采用内接法还是外接法，是正确解题的关键．
18．〔8分〕〔2022秋•贺兰县校级期末〕在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别约为 0.1Ω 和 1kΩ．实验原理图 1 和所需器材的实物图 2 如下．试按原理图在实物图中画线连接成实验电路．
I〔A〕
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
U〔V〕
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
一位同学在实验中记录的 6 组数据如上表所示，试根据这些数据在图 3 中画出 U﹣I 图线．根据图线可读出被测电池的电动势 E= 1.47V，内电阻 r= 0.68 Ω．
考点： 测定电源的电动势和内阻． 专题： 实验题；恒定电流专题．
分析： 根据原理图，用导线将各元件相连，一般先连其中一条一支，再并联其他支路；导线要接在接线柱上； 根据闭合电路欧姆定律 E=U+Ir，推导出表达式 U=﹣rI+E，故纵轴截距表示电源的电动势，斜率表示电源的内电阻．
解答： 解：由上图可知，本实验采用的是伏安法测电动势和内电阻，先将电流表、变阻及开关、电源连接，再将电压表并联在电池及开关两端即可； 注意导线不能交叉，并且导线要接在接线柱上； 如以下列图所示；
根据描点法作出 U﹣I图线，如上图U﹣I图象的纵轴截距表示电源的电动势，故 E=1.47V； 内阻等于图线的斜率，
r==0.68Ω
故答案为：如图，1.47V，0.68Ω
点评： 测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，此题

突出了对于实验原理、仪器选择及 U﹣I 图象处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力表达创新意识，侧重于对实验能力的考查．
四、计算题〔共 8 小题，共 52 分．在答题卷上答题〕解容许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．
19．〔4分〕〔2022秋•历下区校级期中〕如下列图电路中，电源的电动势E=6V，内阻r=0.6Ω，电阻R1=6Ω，R2=4Ω．那么：
〔1〕图中 a，b 哪个是电流表哪个是电压表
〔2〕闭合电键 S 后 a、b 的两个电表的示数．
考点： 闭合电路的欧姆定律． 专题： 恒定电流专题．
分析： 〔1〕根据电压表及电流的使用方法可确定两表的位置；
〔2〕由闭合电路欧姆定律可求得电路中电流；再由欧姆定律可求得电压表的示数．
解答：解：〔1〕电流表应串联在电路中；而电压表应并联在电路中；故a是电流表，b是电压表
〔2〕由电路图可知，R1与R2并联，总电阻==2.4Ω； 那么由闭合电路欧姆定律可知：
I===2A；
那么电压表的示数 U=E﹣Ir=6﹣2×0.6=4.8V； 答：〔1〕a是电流表，b是电压表；
〔2〕a 的示数是 2A，b 的示数是 4.8V．
点评： 电流表内阻较小，故电流表应串联使用；而电压表内阻较大，电压表应交联使用．
20．〔5分〕〔2022秋•海淀区校级期中〕如图，一个挂在丝线下端的带正电的小球B，静止在图示位置．假设固定的带正电的小球 A 电荷量为 Q，B 球的质量为 m，带电荷量为 q，A、B 都可以看成点电荷．θ=37°，A 和 B 在同一个水平线上，整个装置处于真空中．求A、B两球之间的距离为多少〔sin37°=0.6，cos37°=0.8〕．
考点： 库仑定律．
专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 根据 B 球的状态可以求出 B 球的受力情况，从而求出两球之间的库仑力，再根据库仑定律求出两球之间的距离．
解答： 解：以小球为研究对象，对小球进行受力分析，根据小球处于平衡状态可知
F=mgtgθ=mgtan37°=mg…〔1〕
而小球所受库仑力大小为…〔2〕
联立〔1〕〔2〕解得A、B两球之间的距离为
r=
答：A、B两球之间的距离．
点评： 对于复合场中的共点力作用下物体的平衡其解决方法和纯力学中共点力作用下物体的平衡适用完全相同的解决方法．
21．〔6分〕〔2022秋•海淀区校级期中〕一个带正电的质点，电量q=2.0×10﹣9C，在静电场中由a点移到b点，在这一过程中，除电场力外，其他力做功为 6.0×l0﹣5J，质点的动能增加了 8.0×l0﹣5J．求：
〔1〕此过程中电场力做的功；
〔2〕电荷电势能如何变化，变化了多少；
〔3〕a、b 两点间的电势差．
考点： 电势；电势差；电功、电功率． 专题： 电场力与电势的性质专题．
分析：〔1〕质点在静电场中由A点移到B点的过程中，电场力和其他外力对质点做功，引起质点动能的增加．根据动能定理求解电场力做功．
〔2〕根据电场力做功的正负，判断电荷电势能如何变化．
〔3〕由电场力做功为 Wab=qUab，求解 a、b 两点间的电势差 Uab． 解答：解：〔1〕根据动能定理：W电+W其他=△Ek
那么得：电场力做功 W
=△ E ﹣W
=8.0×l0﹣5J﹣6.0×l0﹣5J=2×10﹣5J
电 k 其他
〔2〕电场力做正功，那么电势能减小 2×10﹣5J
〔3〕由电场力做功为Wab=qUab，得=V=1×104V
答：
〔1〕此过程中电场力做的功为 2×10﹣5J；
〔2〕电荷电势能减小了 2×10﹣5J；
〔3〕a、b 两点间的电势差为 1×104V．
点评： 对于研究质点动能变化的问题，要首先考虑能否运用动能定理．此题还要掌握电场力做功与电势能变化的关系，与重力做功和重力势能变化的关系类似．
22．〔6分〕〔2022秋•海淀区校级期中〕某直流电动机提升重物的装置如图，重物质量为M=50kg，电源电压恒为 U=220v，不计各处摩擦，当电动机以 v=2m/s 的速率匀速提升重物时，电路中的电流强度为 I=5A．求：
〔1〕电动机消耗总功率；
〔2〕电动机输出的机械功率 P 机；
〔3〕电动机线圈的电阻 r．
考点： 电功、电功率；闭合电路的欧姆定律． 专题： 恒定电流专题．
分析： 〔1〕根据 P=UI 即可求功率；
〔2〕电动机输出的机械功率即为物体克服重力做功的功率；
〔3〕根据 P 电=P 机+P 内，求出转化为内能的功率，再根据 P 内=I2R 求电动机线圈的电阻． 解答：解：〔1〕电动机功率P电=UI=220V×5A=1100W；
〔2〕电动机输出的机械功率 P 机=mgv=500×2=1000W；
〔3〕内阻消耗的功率 P 内=P 电﹣P 机=1100W﹣1000W=100W， 由 P 内=I2r 得：
电动机线圈的电阻
答：〔1〕电动机消耗总功率为1100W；
〔2〕电动机输出的机械功率 P 机为 1000W；
〔3〕电动机线圈的电阻为 4Ω．
点评： 此题考查了消耗电能〔电功〕的计算、功的计算、效率的计算．特别是要知道电动机不是纯电阻用电器电流做功消耗的电能大局部转化为机械能、少局部转化为内能〔发热〕．
23．〔6分〕〔2022春•玉田县期末〕如下列图，一电量为q的正电荷由静止经电压U0加速后，进入两块间距为
d、电压为 U 的平行金属板之间，假设质子从两板正中间垂直于电场方向射入，且刚好能从极板边缘穿出电场．不让重力，试求：
〔1〕金属板的长度 L；
〔2〕质子穿出电场时的动能．
考点： 带电粒子在匀强电场中的运动． 专题： 带电粒子在电场中的运动专题．
分析： 〔1〕质子进入偏转电场后做类平抛运动，沿水平方向做匀速直线运动，位移大小等于板长 L；竖直方向做匀加速直线运动，位移大小等于板间距离的一半，由牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求解板长 L．
〔2〕从刚开始到射出电场的过程中运用动能定理即可求出质子穿出电场时的动能． 解答：解：〔1〕在加速过程根据动能定理得：
eU0=
解得到质子射出加速电场的速度 v0=
粒子在竖直方向=， 又 a=
在水平方向：x=L=v0t 联立上式得到
代入数据得
〔2〕从刚开始到射出电场的过程中运用动能定理得：
答：〔1〕金属板的长L为d；
〔2〕质子穿出电场时的动能〔质子的电量为e〕为〕；
点评： 此题是组合场问题，关键是分析质子的分析情况和运动情况．在偏转电场中质子做类平抛运动，采用运动的分解方法研究．
24．〔9分〕〔2022春•三峡区期中〕如下列图，用长为l的绝缘细线拴一个质量为m、带电量为+q的小球〔可视为质点〕后悬挂于 O点，整个装置处于水平向右的匀强电场 E中．将小球拉至使悬线呈水平的位置 A后，由静止开始将小球释放，小球从 A点开始向下摆动，当悬线转过 60°角到达位置 B时，速度恰好为零．求：
〔1〕B、A 两点的电势差 UBA
〔2〕电场强度 E
〔3〕小球到达 B 点时，悬线对小球的拉力 T．
考点： 电场强度；牛顿第二定律；向心力． 专题： 牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析： 〔1〕小球从 A 到 B 的过程中，重力做正功 mgLsin60°，电场力做功为 qUAB，动能的变化量为零，根据动能定理求解电势差 UAB；
〔2〕根据电场强度与电势差的关系 U=Ed 求解场强．式中 d 是 AB 沿电场线方向的距离，d=L﹣Lcos60°
〔3〕小球在 AB 间摆动时具有对称性，B 处绳拉力与 A 处绳拉力相等，研究 A 处绳子的拉力得到 B 处绳子的拉力．在 A 处小球水平方向平衡，由平衡条件求解拉力．
解答：解：〔1〕小球由A到B过程中，由动能定理得：
mgLsin60°+qUAB=0
所以 UAB=﹣
〔2〕BA 间电势差为 UBA=﹣UAB=
那么场强=
〔3〕小球在 AB 间摆动，由对称性得知，B 处绳拉力与 A 处绳拉力相等，而在 A 处，由水平方向平衡有：
FTA=Eq=，所以 FTB=FTA=
答：〔1〕B、A两点的电势差UBA为﹣；〔2〕电场强度E为；〔3〕小球到达B点时，悬线 对小球的拉力T 为
点评： 此题第〔3〕问题也可以直接研究 B 处得到，小球在 B 处，沿绳方向合力为零，有：
FTB=Eqcos60°+mgcos30°=
25．〔8分〕〔2022秋•海淀区校级期中〕如下列图是一个小灯泡的伏安特性曲线．
〔1〕假设把 4 个这样的小灯泡串联后，接到 16V 的恒压电源后，求每个小灯泡的电阻和小灯泡上消耗的电功率．
〔2〕假设将一个小灯泡接在一个电源电动势为 8V，内阻为 20Ω 的电源上，求电路中的电流、小灯泡的电阻及小灯泡上消耗的电功率．
考点： 描绘小电珠的伏安特性曲线；电功、电功率． 专题： 实验题．
分析： 在灯泡 I﹣U 图象中作出电源的 I﹣U 图象，由图象求出灯泡两端电压与通过灯泡的电流，然后应用欧姆定律求电阻，由功率公式求出功率．
解答：解：〔1〕四个灯泡串联接到16V恒压电源两端，那么每个灯泡分压4V，从图中看到，此时对应的电流为

0.4A，那么每个灯泡电阻，
每个灯泡消耗的电功率为 P=I2R=0.42×10=1.6W；
〔2〕当将一个灯泡与电源相连时，灯泡上的电流为 I，电压为 U，那么有：8=U+20I．即：得到电源的 U
﹣I 曲线，如图虚线所示，那么交点处就是灯泡上的电流和电压．可以看到电流为 0.3A，电压为 2V， 那么：电路的电流为 0.3A，灯泡的电阻为 6.67Ω，灯泡消耗的功率为 UI=0.3×2=0.6W．
答：〔1〕电阻为10Ω，功率为1.6W；
〔2〕电流为 0.3A，电阻为 6.67Ω，功率为 0.6W．
点评： 此题考查了求电阻与灯泡实际功率问题，应用图象法处理实验数据是常用的方法，要掌握应用图象法处理实验数据的方法．
26．〔8分〕〔2022秋•卢湾区期末〕如下列图为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为 d．油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电．油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间．当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度 v1 竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为 U 时，带电油滴恰好能以速度 v2 竖直向上匀速运动．油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴
密度为ρ，已测量出油滴的直径为D〔油滴可看做球体，球体体积公式V=πD3〕，重力加速度为g．
〔1〕设油滴受到气体的阻力 f=kv，其中 k 为阻力系数，求 k 的大小；
〔2〕求油滴所带电荷量．
考点： 共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；电场强度． 专题： 共点力作用下物体平衡专题．
分析： 〔1〕当平行金属板间不加电压时，油滴最终以速度 v1 竖直向下匀速运动时，所受的重力与阻力平衡， 大小相等，可列出方程，再根据密度公式求出球的质量，联立求出 k．
〔2〕当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为 U 时，带电油滴恰好能以速度 v2 竖直向上匀速运动时，电场力与重力、阻力相平衡，列式可求解．
解答：解：〔1〕油滴速度为v1时所受阻力f1=kv1，
油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，那么有 f1=mg，m=ρV=πρD3
那么解得 k= πρD3g
〔2〕设油滴所带电荷量为q，油滴受到的电场力F电， 油滴向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，kv2+mg=q
那么油滴所带电荷量
答：〔1〕k的大小为πρD3g；
〔2〕油滴所带电荷量．
点评： 此题是密立根测量油滴电荷量的实验，实质是平衡问题，根据平衡条件即可求解．