湖北省部分高中协作体2025-2026学年高二上学期10月月考物理试题含答案_2025年10月高二试卷_251029湖北省部分高中协作体2025-2026学年高二上学期10月月考

湖北省部分⾼中协作体 2025—2026 学年上学期 10 ⽉联考 ⾼⼆物理试题 本试卷共6⻚，全卷满分100分，考试⽤时75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1、答题前，请将⾃⼰的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答 题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。 2、选择题的作答：每⼩题选出答案后，⽤2B铅笔把答题卡上对应题⽬的答 案标号涂⿊，写在试卷、草稿纸和答题卡上的⾮答题区域均⽆效。 3、⾮选择题作答：⽤⿊⾊签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在 试卷、草稿纸和答题卡上的⾮答题区域均⽆效。 4、考试结束后，请将答题卡上交。 ⼀、单项选择题：（本题共 10⼩题，每⼩题 4分，共 40分,。在⼩题给出 的四个选项中，第1～7 题只有⼀项符合题⽬要求，第8～10题有多项符合要求， 每⼩题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分） 1.如图所示，质量为m的带电⼩球A⽤绝缘细线悬挂于O点，带电荷量为 ＋q的⼩球 B固定在 O点正下⽅的绝缘柱上。当⼩球 A平衡时，悬线沿⽔平⽅ 向。已知 l ＝l ＝l，静电⼒常量为 k，重⼒加速度为 g，两带电⼩球均可视为 OA OB 点电荷，则关于⼩球A的电性及带电荷量q 的⼤⼩，下列选项正确的是( ) A A.正电，2)mgl2kq B.正电，2)mgl2kq C.负电，2)mgl2kq D.负电，2)mgl2kq 2.如图所示，A、B、C、D为匀强电场中的四点，它们的连线构成正⽅形， 其中AD边与电场线平⾏，O点为AC与BD连线的交点。⼀个电荷量为Q的正 点电荷固定在O点，下列说法正确的是( ) 共6⻚ 第1⻚ 学科⽹（北京）股份有限公司A.C、D两点的电场强度相同 B.A、B两点的电势不等 C.将电⼦沿直线从B点移动到C点，电场⼒做正功 D.将电⼦沿直线从C点移动到D点，电势能先减⼩后增⼤ 3.如图为某同学采⽤平⾏板电容器测量材料竖直⽅向尺度随温度变化的装 置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间 电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则( ) A.材料竖直⽅向尺度减⼩ B.极板间电场强度不变 C.极板间电场强度变⼤ D.电容器电容变⼤ 4.⼀对平⾏正对的⾦属板C、D接⼊如图所示的电路中，电源电动势为E， C板固定，D板可左右平⾏移动，闭合开关，⼀段时间后再断开开关，从C板发 射⼀电⼦，恰能运动到A点后再返回，已知A到D板的距离是板间距离的三分 之⼀，电⼦质量为m，电荷量为－e，忽略电⼦的重⼒，则( ) A.设定C板电势为0，电⼦在A点的电势能为－23eE B.若要让电⼦能够到达D板，可将D板向左平移⾄A点或A点左侧某位置 C.若要让电⼦能够到达D板，可将D板向右平移⾄某位置 D.若要让电⼦能够到达D板，可闭合开关，再将D板向右平移⾄某位置 5.如图所示的电路中，电阻R 、R 、R 的阻值均为2Ω 。电流表内阻不计， 1 2 3 在B、C两点间加上6V的电压时，电流表的示数为( ) 共6⻚ 第2⻚ 学科⽹（北京）股份有限公司A.0 B.1A C.1.5A D.2A 6.如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮， C、D两灯变暗，故障的原因可能是( ) A.R 短路 B.R 断路 1 2 C.R 短路 D.R 短路 2 3 7.在如图所示的电路中，定值电阻R ＝3Ω 、R ＝2Ω 、R ＝1Ω 、R ＝3Ω ， 1 2 3 4 电容器的电容C＝4μF，电源的电动势E＝10V，内阻不计。闭合开关S 、S ， 1 2 电路稳定后，则( ) A.a、b两点间的电势差U ＝3.5V ab B.电容器所带电荷量为1.4× 10－6C C.断开开关 S ，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相⽐的变化量为 2 2.4× 10－5C D.断开开关S ，稳定后流过电阻R 的电流与断开前相⽐将发⽣变化 2 3 8.(多选)M和 N是两个不带电的物体。它们互相摩擦后 M带正电且所带电 荷量为1.6× 10－10C，下列判断正确的有( ) A.摩擦前M和N的内部没有任何电荷 B.摩擦过程中电⼦从M转移到N C.N在摩擦后⼀定带负电且所带电荷量为1.6× 10－10C D.M在摩擦过程中失去1.6× 1010个电⼦ 9.(多选)如图所示，平⾏板电容器两极板⽔平放置，现将其与⼆极管串联接 共6⻚ 第3⻚ 学科⽹（北京）股份有限公司在电动势为E的直流电源上，电容器下极板接地，静电计所带电荷量可忽略，⼆ 极管具有单向导电性。闭合开关S，⼀带电油滴恰好静⽌于两板间的P点，则下 列说法正确的是( ) A.在两板间放⼊陶瓷⽚，平⾏板电容器的电容将变⼤ B.在两板间放⼊与极板等⼤的⾦属⽚，静电计指针张⻆变⼩ C.现将平⾏板电容器的下极板竖直向下移动⼀⼩段距离，带电油滴的电势能 将减少 D.现将平⾏板电容器的下极板竖直向下移动⼀⼩段距离，油滴将向下运动 10.(多选)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电表均为理想电 表。闭合开关S后，若减⼩R的阻值，则下列说法正确的是( ) A.电流表的示数⼀定变⼤ B.电压表的示数⼀定变⼤ C.电源的输出功率⼀定增⼤ D.R 两端的电压⼀定减⼩ 1 ⼆、⾮选择题：（本⼤题共5⼩题，共60分） 11、(12分)如图所示，⻓l＝1m的轻质细绳上端固定，下端连接⼀个可视 为质点的带电⼩球，⼩球静⽌在⽔平向右的匀强电场中，绳与竖直⽅向的夹⻆θ ＝37° 。已知⼩球所带电荷量q＝1.0× 10－6C，匀强电场的场强E＝3.0× 103N/C， 取重⼒加速度g＝10m/s2，sin37° ＝0.6，cos37° ＝0.8。求： (1)⼩球所受电场⼒F的⼤⼩；(4分) 共6⻚ 第4⻚ 学科⽹（北京）股份有限公司(2)⼩球的质量m；(4分) (3)将电场撤去，⼩球回到最低点时速度v的⼤⼩。(4分) 12.(8分)示波器的示意图如图所示，⾦属丝发射出来的电⼦(带电荷量为e， 质量为 m)被加速后从⾦属板的⼩孔穿出，进⼊偏转电场。电⼦在穿出偏转电场 后沿直线前进，最后打在荧光屏上。设加速电压U ＝1640V，偏转极板⻓l＝4cm， 1 偏转极板间距d＝1cm，当电⼦加速后从两偏转极板的正中央沿与板平⾏的⽅向 进⼊偏转电场。 (1)偏转电压U 为多⼤时，电⼦束打在荧光屏上偏转距离最⼤？(4分) 2 (2)如果偏转极板右端到荧光屏的距离L＝20cm，则电⼦到达荧光屏时最⼤ 偏转距离y为多少？(4分) 13.(12分)在⼀柱形区域内有匀强电场，柱的横截⾯是以O为圆⼼，半径为 R的圆，AB为圆的直径，如图所示。质量为 m，电荷量为 q(q>0)的带电粒⼦在 纸⾯内⾃A点先后以不同的速度进⼊电场，速度⽅向与电场的⽅向垂直。已知刚 进⼊电场时速度为零的粒⼦，⾃圆周上的C点以速率v 穿出电场，AC与AB的 0 夹⻆θ＝60° 。运动中粒⼦仅受电场⼒作⽤。 (1)求电场强度的⼤⼩；(4分) (2)为使粒⼦穿过电场后的动能增量最⼤，该粒⼦进⼊电场时的速度应为多 ⼤？(4分) (3)为使粒⼦穿过电场前后动量变化量的⼤⼩为mv，该粒⼦进⼊电场时的速 0 度应为多⼤？(4分) 共6⻚ 第5⻚ 学科⽹（北京）股份有限公司14.(12分)⼀台⼩型电动机在3V电压下⼯作，⽤此电动机提升重⼒为4N 的物体时，通过它的电流是0.2 A。在30 s内可使该物体被匀速提升3 m。若不 计⼀切摩擦和阻⼒，求： (1)电动机的输⼊功率；(4分) (2)在提升重物的30s内，电动机线圈所产⽣的热量；(4分) (3)电动机线圈的电阻。(4分) 15.(16分)如图所示，已知电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω ，保护电阻R 0 ＝0.5Ω 。 (1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R 消耗的电功率最⼤，并求这个最 0 ⼤值。(4分) (2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率P 最⼤，并求这个最⼤ R 值。(4分) (3)求电源的最⼤输出功率。(4分) (4)此时电源的效率。(4分) 共6⻚ 第6⻚ 学科⽹（北京）股份有限公司⾼⼆物理试题答案 ⼀、单项选择题：（本题共10⼩题，每⼩题4分，共40分,。在⼩题给出的四个选项 中，第1～7题只有⼀项符合题⽬要求，第8～10题有多项符合要求，每⼩题全部选对得4 分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D A B B D C BC AC AD ⼆、⾮选择题：（本⼤题共5⼩题，共60分） 11、(12分) 答案：(1)3.0× 10－3N (2)4.0× 10－4kg (3)2.0m/s 12.(8分) 答案：(1)205V(4分) (2)0.055m(4分) 13.(12分) 答案：(1)mv022qR (2)2)4v (3)0或3)2v 0 0 14.(12分) 答案：(1)0.6W (2)6J (3)5Ω 15.(16分) 答案：(1)0 8W (2)1.5Ω 6W (3)9W (4)50% 学科⽹（北京）股份有限公司湖北省部分⾼中协作体 2025—2026 学年上学期 10 ⽉联考 ⾼⼆物理试题 本试卷共6⻚，全卷满分100分，考试⽤时75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1、答题前，请将⾃⼰的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并 将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。 2、选择题的作答：每⼩题选出答案后，⽤2B铅笔把答题卡上对应题⽬的答案标号涂⿊， 写在试卷、草稿纸和答题卡上的⾮答题区域均⽆效。 3、⾮选择题作答：⽤⿊⾊签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿 纸和答题卡上的⾮答题区域均⽆效。 4、考试结束后，请将答题卡上交。 ⼀、单项选择题：（本题共10⼩题，每⼩题4分，共40分,。在⼩题给出的四个选项 中，第1～7题只有⼀项符合题⽬要求，第8～10题有多项符合要求，每⼩题全部选对得4 分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分） 1.如图所示，质量为 m的带电⼩球 A⽤绝缘细线悬挂于 O点，带电荷量为 ＋q的⼩球 B固定在 O点正下⽅的绝缘柱上。当⼩球 A平衡时，悬线沿⽔平⽅ 向。已知 l ＝l ＝l，静电⼒常量为 k，重⼒加速度为 g，两带电⼩球均可视为 OA OB 点电荷，则关于⼩球A的电性及带电荷量q 的⼤⼩，下列选项正确的是( ) A A.正电，2)mgl2kq B.正电，2)mgl2kq C.负电，2)mgl2kq D.负电，2)mgl2kq 解析：A ⼩球A静⽌时，根据平衡条件，⼩球A受到⼩球B的斥⼒，故⼩ 球A带正电；由平衡条件得kqqA（\r(2)l）2＝2mg，解得q ＝2)mgl2kq，故选A。 A 2.如图所示，A、B、C、D为匀强电场中的四点，它们的连线构成正⽅形， 其中AD边与电场线平⾏，O点为AC与BD连线的交点。⼀个电荷量为Q的正 点电荷固定在O点，下列说法正确的是( ) A.C、D两点的电场强度相同 B.A、B两点的电势不等 学科⽹（北京）股份有限公司C.将电⼦沿直线从B点移动到C点，电场⼒做正功 D.将电⼦沿直线从C点移动到D点，电势能先减⼩后增⼤ 解析：D 如图所示，在O点的正点电荷在A、B、C、D四点产⽣电场⽅向 如图所示。 由图可知C、D两点的电场强度⽅向不相同，故C、D两点的电场强度不相 同，A错误；匀强电场在A、B两点的电势相等，点电荷在A、B两点的电势相 等，故A、B两点的电势相等，B错误；点电荷在B、C两点的电势相等，故将 电⼦沿直线从 B点移动到 C点，点电荷对电⼦做功为零，匀强电场对电⼦做负 功，故电场⼒做负功，C错误；CD边与匀强电场⽅向垂直，将电⼦沿直线从C 点移动到 D点，匀强电场对电⼦不做功，点电荷对电⼦先做正功后做负功，故 电势能先减⼩后增⼤，D正确。故选D。 3.如图为某同学采⽤平⾏板电容器测量材料竖直⽅向尺度随温度变化的装 置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间 电压不变。若材料温度降低时，极板上所带电荷量变少，则( ) A.材料竖直⽅向尺度减⼩ B.极板间电场强度不变 C.极板间电场强度变⼤ D.电容器电容变⼤ 解析：A 根据题意可知极板之间电压 U不变，极板上所带电荷量 Q变少，根 据电容定义式C＝QU可知，电容器的电容C减⼩，D错误；根据电容的决定式 C＝εrS4πkd可知，极板间距d增⼤，极板之间形成匀强电场，根据E＝Ud可 知，极板间电场强度E减⼩，B、C错误；极板间距d增⼤，材料竖直⽅向尺度 减⼩，A正确。 4.⼀对平⾏正对的⾦属板C、D接⼊如图所示的电路中，电源电动势为E，C 板固定，D板可左右平⾏移动，闭合开关，⼀段时间后再断开开关，从 C板发 学科⽹（北京）股份有限公司射⼀电⼦，恰能运动到A点后再返回，已知A到D板的距离是板间距离的三分 之⼀，电⼦质量为m，电荷量为－e，忽略电⼦的重⼒，则( ) A.设定C板电势为0，电⼦在A点的电势能为－23eE B.若要让电⼦能够到达D板，可将D板向左平移⾄A点或A点左侧某位置 C.若要让电⼦能够到达D板，可将D板向右平移⾄某位置 D.若要让电⼦能够到达D板，可闭合开关，再将D板向右平移⾄某位置 解析：B ⾦属板的电场线由C指向D，沿着电场线电势逐渐降低，设定C 板电势为 0，则 A点的电势为φ ＝－23E，电⼦在 A点的电势能为 E ＝23eE， A pA 故A错误；闭合开关，⼀段时间后再断开开关，则电容器的电量Q不变，根据 电容的定义式和决定式有C＝QU，C＝εrS4πkd联⽴解得U＝4πkdQεrS，从 C板发射⼀电⼦，恰能运动到A点后再返回，则有E ＝E ，所以若要让电⼦能 k0 pA 够到达D板，可将D板向左平移⾄A点或A点左侧某位置，或者闭合开关，再 将D板向左平移⾄A点或A点左侧某位置，故B正确，CD错误。故选B。 5.如图所示的电路中，电阻R 、R 、R 的阻值均为2Ω 。电流表内阻不计， 1 2 3 在B、C两点间加上6V的电压时，电流表的示数为( ) A.0 B.1A C.1.5A D.2A 解析：B 电流表内阻不计，则A、C两点相当于⽤导线连在⼀起，当在B、 C两点间加上6V的电压时，R 与R 并联，然后与R 串联，电流表测量的是通 2 3 1 过电阻R 的电流，等效电路图如图所示。电路中的总电阻R ＝R ＋R2R3R2＋ 2 总 1 R3＝3 Ω ，⼲路中的电流为 I ＝UR总＝63 A＝2 A，由于 R 与 R 阻值相等， 总 2 3 所以电流表的示数为1A，B正确。 学科⽹（北京）股份有限公司6.如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮， C、D两灯变暗，故障的原因可能是( ) A.R 短路 B.R 断路 1 2 C.R 短路 D.R 短路 2 3 解析：D A灯在⼲路上，A灯变亮，说明电路中总电流变⼤，由闭合电路 欧姆定律可知，电路的外电阻减⼩，这就说明电路中只会出现短路⽽不会出现断 路，选项 B错误。因为短路部分的电阻变⼩，分压作⽤减⼩，与其并联的⽤电 器两端的电压减⼩，C、D两灯变暗，A、B两灯变亮，这说明发⽣短路的电阻 与C、D两灯是并联的，⽽与A、B两灯是串联的。观察电路中电阻的连接形式 ，只有R 短路符合条件，故选项A、C错误，D正确。 3 7.在如图所示的电路中，定值电阻R ＝3Ω 、R ＝2Ω 、R ＝1Ω 、R ＝3Ω ， 1 2 3 4 电容器的电容C＝4μF，电源的电动势E＝10V，内阻不计。闭合开关S 、S ， 1 2 电路稳定后，则( ) A.a、b两点间的电势差U ＝3.5V ab B.电容器所带电荷量为1.4× 10－6C C.断开开关 S ，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相⽐的变化量为 2 2.4× 10－5C D.断开开关S ，稳定后流过电阻R 的电流与断开前相⽐将发⽣变化 2 3 解析：C 设电源负极的电势为 0，则电源正极的电势为φ＝10 V，⼜因为 φ－φ ＝ER1＋R2R ，代⼊数据可解得φ ＝4V，同理有φ－φ ＝ER3＋R4R ，解得 a 1 a b 3 φ ＝7.5 V，故 U ＝φ －φ ＝－3.5 V，选项 A错误；由 Q＝CU，可知此时电容 b ab a b 器所带电荷量为Q＝4×10－6× 3.5C＝1.4×10－5C，选项B错误；由电路知识可知 ，断开开关S ，稳定后流过电阻R 的电流与断开前相⽐不会发⽣变化，选项D 2 3 错误；断开开关S ，稳定后a点的电势为φ ′＝10V，b点电势仍为φ ＝7.5V，故 2 a b 此时U ′＝φ ′－φ ＝2.5V，且上极板带正电，结合前⾯计算，可得上极板带电荷 ab a b 量的变化量为Δ Q＝CΔ U＝4×10－6× 6C＝2.4×10－5C，选项C正确。 8.(多选)M和N是两个不带电的物体。它们互相摩擦后M带正电且所带电荷 学科⽹（北京）股份有限公司量为1.6× 10－10C，下列判断正确的有( ) A.摩擦前M和N的内部没有任何电荷 B.摩擦过程中电⼦从M转移到N C.N在摩擦后⼀定带负电且所带电荷量为1.6× 10－10C D.M在摩擦过程中失去1.6× 1010个电⼦ 解析：BC 摩擦前M和N都不带电，是指这两个物体都呈电中性，没有“净 电荷”，也就是没有得失电⼦，但内部仍有正电荷和负电荷，选项A错误；M和 N摩擦后M带正电荷，说明M失去电⼦，电⼦从M转移到N，选项B正确；根 据电荷守恒定律，M和 N这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷量的代数和 为0，摩擦后电荷量的代数和应仍为0，选项C正确；元电荷的值为1.60×10－19C ，摩擦后M带正电且所带电荷量为1.6×10－10C，由于M带电荷量应是元电荷的 整数倍，所以M在摩擦过程中失去109个电⼦，选项D错误。 9.(多选)如图所示，平⾏板电容器两极板⽔平放置，现将其与⼆极管串联接 在电动势为E的直流电源上，电容器下极板接地，静电计所带电荷量可忽略，⼆ 极管具有单向导电性。闭合开关S，⼀带电油滴恰好静⽌于两板间的P点，则下 列说法正确的是( ) A.在两板间放⼊陶瓷⽚，平⾏板电容器的电容将变⼤ B.在两板间放⼊与极板等⼤的⾦属⽚，静电计指针张⻆变⼩ C.现将平⾏板电容器的下极板竖直向下移动⼀⼩段距离，带电油滴的电势能 将减少 D.现将平⾏板电容器的下极板竖直向下移动⼀⼩段距离，油滴将向下运动 解析：AC 平⾏板电容器的电容决定式C＝εrS4πkd，当两板间放⼊陶瓷 ⽚时，ε 增⼤，则C增⼤，故A正确；在两板间放⼊与极板等⼤的⾦属⽚，相 r 当于减⼩两板间距离，但由于电容器始终与电源相连，电容器两板间的电势差不 变，故静电计指针张⻆不变，故B错误；刚开始油滴恰好静⽌于两板间的P点， 则油滴带负电，将平⾏板电容器的下极板竖直向下移动⼀⼩段距离，两板间距d 增⼤，电容 C减⼩，电容器上的电荷本该减少，但因为⼆极管的单向导电性， 电容器上的电荷不能回流，所以电容器上的电荷量 Q不变，由 E＝Ud＝QCd＝ 4πkQεrS，知两极板间的电场强度E不变，则油滴所受电场⼒不变，仍保持静 ⽌，⽽P点的电势为φ ＝φ －0＝U ＝Ed ，P点到下极板的距离增⼤，则P P P P下 P下 学科⽹（北京）股份有限公司点的电势升⾼，因为油滴带负电，所以油滴在P点的电势能将减少，故C正确， D错误。 10.(多选)如图所示的电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，电表均为理想电 表。闭合开关S后，若减⼩R的阻值，则下列说法正确的是( ) A.电流表的示数⼀定变⼤ B.电压表的示数⼀定变⼤ C.电源的输出功率⼀定增⼤ D.R 两端的电压⼀定减⼩ 1 解析：AD 减⼩R的阻值，电路的总电阻减⼩，电路总电流增⼤，即电流 表示数变⼤，由 U＝E－Ir得路端电压减⼩，即电压表示数变⼩，A项正确，B 项错误；由于不知外电阻与内电阻的⼤⼩关系，所以负载电阻减⼩时，电源的输 出功率不⼀定增⼤，C选项错误；电路中的总电流增⼤，R 两端的电压增⼤，⼜ 2 因路端电压减⼩，故R 两端的电压减⼩，D项正确。故选AD。 1 ⼆、⾮选择题：（本⼤题共5⼩题，共60分） 11、(12分)如图所示，⻓l＝1m的轻质细绳上端固定，下端连接⼀个可视为 质点的带电⼩球，⼩球静⽌在⽔平向右的匀强电场中，绳与竖直⽅向的夹⻆θ＝ 37° 。已知⼩球所带电荷量q＝1.0× 10－6C，匀强电场的场强E＝3.0× 103N/C， 取重⼒加速度g＝10m/s2，sin37° ＝0.6，cos37° ＝0.8。求： (1)⼩球所受电场⼒F的⼤⼩；(4分) (2)⼩球的质量m；(4分) (3)将电场撤去，⼩球回到最低点时速度v的⼤⼩。(4分) 解析：(1)F＝qE＝3.0× 10－3N。 学科⽹（北京）股份有限公司(2)由qEmg＝tan37° ，得m＝4.0× 10－4kg。 (3)由动能定理有mgl(1－cos37° )＝12mv2，得v＝2g（l 1－cos37° ）＝2.0m/s 。 答案：(1)3.0× 10－3N (2)4.0× 10－4kg (3)2.0m/s 12.(8分)示波器的示意图如图所示，⾦属丝发射出来的电⼦(带电荷量为e， 质量为 m)被加速后从⾦属板的⼩孔穿出，进⼊偏转电场。电⼦在穿出偏转电场 后沿直线前进，最后打在荧光屏上。设加速电压U ＝1640V，偏转极板⻓l＝4cm， 1 偏转极板间距d＝1cm，当电⼦加速后从两偏转极板的正中央沿与板平⾏的⽅向 进⼊偏转电场。 (1)偏转电压U 为多⼤时，电⼦束打在荧光屏上偏转距离最⼤？(4分) 2 (2)如果偏转极板右端到荧光屏的距离L＝20cm，则电⼦到达荧光屏时最⼤ 偏转距离y为多少？(4分) 解析：(1)要使电⼦束打在荧光屏上的偏转距离最⼤，电⼦经偏转电场后必 须从下极板边缘出来。 在加速电场中，由动能定理得eU ＝mv022 1 电⼦进⼊偏转电场的初速度v＝ 2eU1m) 0 电⼦在偏转电场中的⻜⾏时间t ＝lv0 1 电⼦在偏转电场中的加速度a＝eEm＝eU2md 电⼦从下极板边缘出来，则有 d2＝12at 2＝eU2l22mdv02＝U2l24dU1 1 解得U ＝18U ＝205V。 2 1 (2)电⼦束打在荧光屏上最⼤偏转距离 y＝d2＋y 2 电⼦离开偏转电场时的垂直极板⽅向分速度 v＝at ＝eU2lmdv0 y 1 电⼦从离开偏转电场到到达荧光屏经过的时间t ＝Lv0 2 学科⽹（北京）股份有限公司则y ＝v· t ＝eU2lLmdv02＝U2lL2dU1＝0.05m 2 y 2 所以电⼦到达荧光屏时的最⼤偏转距离 y＝d2＋y ＝0.055m。 2 答案：(1)205V(4分) (2)0.055m(4分) 13.(12分)在⼀柱形区域内有匀强电场，柱的横截⾯是以O为圆⼼，半径为R 的圆，AB为圆的直径，如图所示。质量为m，电荷量为q(q>0)的带电粒⼦在纸 ⾯内⾃A点先后以不同的速度进⼊电场，速度⽅向与电场的⽅向垂直。已知刚进 ⼊电场时速度为零的粒⼦，⾃圆周上的C点以速率v 穿出电场，AC与AB的夹 0 ⻆θ＝60° 。运动中粒⼦仅受电场⼒作⽤。 (1)求电场强度的⼤⼩；(4分) (2)为使粒⼦穿过电场后的动能增量最⼤，该粒⼦进⼊电场时的速度应为多 ⼤？(4分) (3)为使粒⼦穿过电场前后动量变化量的⼤⼩为mv，该粒⼦进⼊电场时的速 0 度应为多⼤？(4分) 解析：(1)粒⼦初速度为零，由C点射出电场，故电场⽅向与AC平⾏，由A 指向C。 由⼏何关系和电场强度的定义知 AC＝R ① F＝qE ② 由动能定理有F·AC＝12mv2 ③ 0 联⽴①②③式得E＝mv022qR。 ④ (2)如图所示，由⼏何关系知AC⊥BC，故电场中的等势线与BC平⾏。作与 BC平⾏的直线与圆相切于D点，与AC的延⻓线交于P点，则⾃D点从圆周上 穿出的粒⼦的动能增量最⼤。由⼏何关系知 学科⽹（北京）股份有限公司∠PAD＝30° ，AP＝32R，DP＝3)2R ⑤ 设粒⼦以速度 v 进⼊电场时动能增量最⼤，在电场中运动的时间为 t 。粒 1 1 ⼦在AC⽅向做加速度为a的匀加速运动，运动的距离等于AP；在垂直于AC的 ⽅向上做匀速运动，运动的距离等于DP 由⽜顿第⼆定律和运动学公式有F＝ma ⑥ AP＝12at 2 ⑦ 1 DP＝vt ⑧ 1 1 联⽴②④⑤⑥⑦⑧式得v＝2)4v。 ⑨ 1 0 (3)设粒⼦以速度v进⼊电场时，在电场中运动的时间为t。以A为原点，粒 ⼦进⼊电场的⽅向为x轴正⽅向，电场⽅向为y轴正⽅向建⽴直⻆坐标系 由运动学公式有y＝12at2 ⑩ x＝vt ⑪ 粒⼦离开电场的位置在圆周上，有 (x－3)2R)2＋\a\vs4\al\co1(y－\f(12)R)2＝R2 ⑫ 粒⼦在电场中运动时，其x⽅向的动量不变，y⽅向的初始动量为零。设穿 过电场前后动量变化量的⼤⼩为mv 的粒⼦，离开电场时其y⽅向的速度分量为 0 v，由题给条件及运动学公式有mv＝mv＝mat ⑬ 2 2 0 联⽴②④⑥⑩⑪⑫⑬得v＝0或v＝3)2v。 0 答案：(1)mv022qR (2)2)4v (3)0或3)2v 0 0 14.(12分)⼀台⼩型电动机在3V电压下⼯作，⽤此电动机提升重⼒为4N的 物体时，通过它的电流是 0.2A。在 30s内可使该物体被匀速提升 3m。若不计 ⼀切摩擦和阻⼒，求： (1)电动机的输⼊功率；(4分) (2)在提升重物的30s内，电动机线圈所产⽣的热量；(4分) (3)电动机线圈的电阻。(4分) 解析：(1)电动机的输⼊功率为 学科⽹（北京）股份有限公司P ＝UI＝3× 0.2W＝0.6W。 ⼊ (2)物体被匀速提升的速度 v＝xt＝330m/s＝0.1m/s 电动机提升物体的机械功率 P ＝Fv＝mgv＝0.4W 机 根据能量关系有P ＝P ＋P ⼊ 机 Q 产⽣的热功率 P ＝P －P ＝0.6－0.4W＝0.2W Q ⼊ 机 产⽣热量Q＝P t＝0.2× 30J＝6J。 Q (3)由焦⽿定律得Q＝I2Rt 代⼊数据得电动机线圈电阻R＝5Ω 。 答案：(1)0.6W (2)6J (3)5Ω 15.(16分)如图所示，已知电源电动势 E＝6 V，内阻 r＝1 Ω ，保护电阻 R 0 ＝0.5Ω 。 (1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R 消耗的电功率最⼤，并求这个最 0 ⼤值。(4分) (2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率P 最⼤，并求这个最⼤ R 值。(4分) (3)求电源的最⼤输出功率。(4分) (4)此时电源的效率。(4分) 解析：(1)保护电阻消耗的电功率为P ＝E2R0（r＋R0＋R）2，因R 和r是 0 0 常量，⽽R是变量，故R最⼩时，P 最⼤，即R＝0时，P ＝E2R0（r＋R0） 0 0max 2＝62×0.51.52W＝8W。 (2)把保护电阻R 看作电源内阻的⼀部分，当R＝R ＋r，即R＝0.5Ω ＋1Ω 0 0 ＝1.5Ω 时，电阻箱R消耗的功率最⼤，P ＝E24（r＋R0）＝624×1.5W＝6W。 Rmax (3)由 P ＝(ER外＋r)2R ＝E2（R外－r）2R外可知，当 R ＝r时，P 出 外 外 出 学科⽹（北京）股份有限公司最⼤，即R＝r－R ＝0.5Ω 时，P ＝E24r＝624×1W＝9W。 0 出max (4)此时电源的效率η＝R外R外＋r× 100%＝50%。 答案：(1)0 8W (2)1.5Ω 6W (3)9W (4)50% 学科⽹（北京）股份有限公司