四川省成都市成华区2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分，每小题给出的四个选项中只有一个选项正确）
1．（2023高二上·成华期中）关于元电荷和点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．元电荷就是点电荷，二者没有区别
B．元电荷的电量为，点电荷一定是体积很小的带电体
C．元电荷可以是电子，也可以是质子
D．元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元，体积很大的带电体有时也能看成点电荷
【答案】D
【知识点】元电荷；点电荷
【解析】【解答】A.元电荷是最小的带电量，是数值，而点电荷是一种理想化的物理模型，二者不是同一物理量，A不符合题意；
BCD.元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元，其值等于质子或电子带电量的绝对值，但元电荷不是质子或电子；一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计，体积很大的带电体在符合条件时可以看作点电荷，BC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据元电荷和点电荷的定义分析。
2．（2023高二上·成华期中）以下说法正确的是（ ）
A．只适用于点电荷产生的电场
B．适用于任何电场
C．由可以计算的大小，但是与、无关
D．由可知与成正比，与成反比
【答案】C
【知识点】电容器及其应用；电场强度；电势差与电场强度的关系；电流、电源的概念
【解析】【解答】A.是电场强度的定义式，适用于所有电场，A不符合题意；
B. 只适用于匀强电场，B不符合题意；
C.电流是一个用比值定义的物理量，电流的大小由电阻的阻值和两端的电压共同决定，与电荷量q和时间t无关，C符合题意；
D.电容是一个用比值定义的物理量，电容的大小由自身决定，与极板电量Q和极板电压U无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据各公式的适用范围和物理量的定义方法分析各选项。
3．（2018高二上·怀仁月考）图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300 μA，内阻Rg＝100 Ω，调零电阻的最大值R0＝50 kΩ，电池电动势E＝1.5 V，两表笔短接调零后，用它测量电阻Rx，当电流计指针指在满刻度的 时，则Rx的阻值是（ ）
A．1kΩ B．10 kΩ C．100 kΩ D．100 Ω
【答案】B
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】由闭合电路欧姆定律可知，当两表笔短接，电流表满偏时： ，解得R内=5 kΩ；当偏转1/3时， ；两式联立解得：Rx=10 kΩ；故选B。
【分析】本题关键明确欧姆表的内部结构，能根据欧姆表的使用方法结合闭合电路的欧姆定律列方程；知道中值电阻等于欧姆表内电阻．
4．（2023高二上·成华期中）如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面且相邻等势面间电势差相等，实线为一带负电的粒子仅在电场力的作用下减速通过该区域时的运动轨迹，P、Q是运动轨迹上的两点，由此可知（ ）
A．粒子一定从P点运动到点
B．a、b、c三个等势面中，的电势最高
C．粒子运动的加速度在逐渐减小
D．粒子从等势面到比从等势面到电势能的变化量小
【答案】B
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A.根据曲线运动中的合力一定指向曲线内侧，可知粒子受到的电场力垂直等势面向下，由于粒子做减速运动，电场力方向与粒子的速度方向应成钝角关系，可知粒子一定是从Q点运动到P点，A不符合题意；
B.由题意可知，粒子带负电，所以受到的电场力方向与电场强度方向相反，再结合电场线与等势面处处垂直的特点，可知电场线垂直等势面向上，沿电场线方向电势降低，所以等势面c的电势最高，B符合题意；
C.等势面越密，电场强度越大，可知，所以粒子在P点所受的电场力大，加速度大，因为粒子是从Q点运动到P点，可知粒子运动的加速度在逐渐增大，C不符合题意；
D.由于，，而，可知，即粒子从等势面a到b与从等势面b到c电势能的变化量相等，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据轨迹确定电场力方向，再由粒子做减速运动的条件限定，确定粒子的运动方向；根据粒子受到的电场力方向判断出电场线的方向，再由电场线方向分析三个等势面的电势关系；根据等势面的疏密确定P点和Q点场强大小的关系，再由电场力的大小分析粒子运动过程中的加速度变化；根据电势能与电场力做功的关系，分析粒子从等势面a到b与从等势面b到c电势能的变化量的关系。
5．（2023高二上·成华期中）如图，电荷量分别为和的点电荷固定在边长为的正方体的两个顶点上，是正方体的另一个顶点，如果点电荷、连线中点的电场强度大小是，则正方形点的电场强度大小是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】点电荷的电场；电场强度的叠加
【解析】【解答】根据几何知识可得，O点到两个电荷的距离都是，根据点电荷的场强公式和电场的叠加原理可得O点场强为，A点场强为，解得，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据点电荷的场强公式和电场的叠加原理，分别列出O点和A点的场强大小的表达式，求解方程组，得出A点的场强大小。
6．（2023高二上·成华期中）如图所示为真空中某一静电场的电势在轴上分布的图象，轴上B、C两点电场强度在轴方向上的分量分别是、，下列说法中正确的是（ ）
A．的大小大于的大小
B．的大小小于的大小
C．的方向沿轴正方向
D．点电场强度在方向上的分量最大
【答案】B
【知识点】电场强度；电势
【解析】【解答】AB.图像的斜率表示该点沿x轴方向上的场强，可知，A不符合题意，B符合题意；
C.根据沿电场方向电势降低可知，在O点左侧的B点，的方向沿轴负方向，C不符合题意；
D.O点切线的斜率为零，所以O点沿x方向上的场强为0，故O点电场强度在x方向上的分量最小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据图像的斜率表示该点沿x轴方向上的场强，判断和的大小关系；根据沿电场方向电势降低，判断的方向；根据O点的斜率分析O点沿x方向上的电场强度。
7．（2023高二上·成华期中）如图所示，细线拴一带负电的小球，球处在竖直向下的匀强电场中，使小球在竖直平面内做圆周运动，则（ ）
A．小球不可能做匀速圆周运动
B．小球运动到最低点时，电势能一定最大
C．小球运动到最低点时，球的线速度一定最大
D．当小球运动到最高点时绳的张力一定最小
【答案】B
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【解答】A.匀速圆周运动中，合外力即为向心力，图中小球，如果受到的竖直向下的重力与竖直向上的电场力大小相等，则小球受到的合力，即绳子的拉力提供向心力，小球做匀速圆周运动，A不符合题意；
B.小球由最高点向最低点运动的过程中，电场对小球做负功，电势能增加，所以小球在最低点电势能最大，B符合题意；
CD.如果重力大于电场力，则图中最低点为小球在电场和重力场的复合场中做圆周运动的等效最低点，小球在此处的速度最大，细绳的张力最大；如果重力小于电场力，则图中最高点为小球在复合场中做圆周运动的等效最低点，小球在此处的速度最大，细绳的张力最大，CD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】分析小球受力，根据小球能否用合力充当向心力，判断小球能否做匀速圆周运动；根据电场力做功的正负，分析小球的电势能；根据重力和电场力的大小关系，分析小球在复合场中做圆周运动运动的等效最低点的位置，确定小球速度和绳的张力最大时小球所处的位置。
8．（2023高二上·成华期中）如下图所示，平行板a、b组成的电容器与电源连接，闭合开关，电路稳定后，一带电粒子（不考虑重力）从平行板电容器左侧某点以平行极板射入电容器，打在板上的点．则（ ）
A．该粒子带负电
B．将极板向上移动一小段距离，带电粒子打在点的左侧
C．将滑片向右移动，带电粒子打在点的右侧
D．断开，将极板向下移动一小段距离，带电粒子仍然打在点
【答案】D
【知识点】电容器及其应用；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A.由图可知，a极板带正电，b极板带负电，极板间的电场强度方向向下，粒子只在电场力作用下向下偏转，说明粒子受到电场力方向向下，与电场强度方向相同，所以粒子带正电，A不符合题意；
B.由于电容器的两极板一直与电源相连，所以移动极板的过程中两极板间U不变，由可知，当a极板上移，d增加，E减小，粒子受到的电场力减小，粒子在电场中做类平抛运动，沿电场方向有可知，粒子达到极板上的时间增大，水平方向上有，可知粒子打在Q点右侧，B不符合题意；
C.滑片右移，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，但电容器两端的压等于电源电动势，不变，由可知，极板间场强不变，粒子受到的电场力不变，故粒子仍打在Q点，C不符合题意；
D.现断开开关S后，电容器板间的电量保持不变，根据、 、，可得，所以d减小，极板间场强不变，粒子受到的电场力不变，故粒子仍打在Q点，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据粒子受到的电场力的方向与场强的方向关系，判断粒子的电性；分析电容器的电容发生变化或滑动变阻器的阻值改变时，极板间电场强度的变化情况，粒子在电场中做类平抛运动，根据牛顿第二定律和运动学公式，确定粒子打在极板上的位置。
9．（2019高二上·中山月考）如图所示，电荷量 ，质量为m的滑块，沿固定绝缘斜面匀速下滑，现加一竖直向上的匀强电场，电场强度为E，以下判断中正确的是（ ）
A．物体将沿斜面减速下滑 B．物体将沿斜面加速下滑
C．物体仍保持匀速下滑 D．物体可能静止
【答案】C
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】若滑块匀速下滑时，则有mgsinθ=μmgcosθ
当加上竖直向上的电场后，在沿斜面方向，(mg-F)sinθ=μ(mg-F)cosθ
受力仍保持平衡，则滑块仍匀速下滑．
故答案为：C
【分析】判断物体运动的状态，关键是分析受力情况，确定合力是否为零或合力与速度方向的关系．若滑块匀速下滑，受力平衡，沿斜面方向列出力平衡方程．加上竖直方向的匀强电场后，竖直方向加上电场力，再分析物体受力能否平衡，判断物体能否匀速运动．
10．（2023高二上·成华期中）如图甲所示的电路中定值电阻，电源电动势，。如图乙所示，曲线为灯泡的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的图线，以下说法正确的是（ ）
甲 乙
A．开关断开时电源的效率为
B．开关闭合后电源的总功率会变小
C．开关闭合后灯泡的亮度增强
D．开关断开时小灯泡消耗的功率为
【答案】D
【知识点】电功率和电功；闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】AD.开关S断开时，电源只给灯泡供电，根据图乙可知灯泡两端的电压为，电流为，可得小灯泡消耗的功率为电源的效率为，A不符合题意，D符合题意；
B.开关S闭合后，电路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，根据P=EI可知电源的总功率会变大，B不符合题意；
C.由可知，灯泡两端的电压减小，所以灯泡的亮度变暗，C不符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图乙找出电源只给灯泡供电时，灯泡对应的电压和电流，求出小灯泡消耗的功率和电源的效率；由闭合电路欧姆定律，分析闭合开关后电路中电流的变化，再由P=EI分析电源总功率的变化；由作差法求出灯泡两端的电压变化，得到灯泡的亮度变化。
二、多项选择题（本大题6个小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中有一个或一个以上的正确答案，全对得4分，选对但不全得2分，有错或不选得0分）
11．（2023高二上·成华期中）如图所示，、、三种粒子从同一位置无初速度地飘入水平向右的匀强电场，被加速后进入竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计重力及其相互作用，那么（ ）
A．偏转电场对三种粒子做功一样多
B．三种粒子打到屏上时速度一样大
C．三种粒子运动到屏上所用时间相同
D．三种粒子一定打到屏上的同一位置
【答案】A,D
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A.对带电粒子在加速电场中的运动，由动能定理可知，解得粒子射出加速电场的速度为，粒子在偏转电场中的运动时间，纵向位移，可知位移与比荷无关，即三种粒子的偏转位移相同，则偏转电场对三种粒子做功，一样多，A符合题意；
B.粒子在偏转电场中的纵向速度，粒子射出偏转电场后做匀速运动，可知打在屏上的速度与比荷有关，故三种粒子打到屏上时速度大小不同， B不符合题意；
CD.由A项的分析可知，因三粒子由同一点射入偏转电场，且偏转位移相同，故三个粒子打在屏幕上的位置一定相同；因粒子到屏上的时间与横向速度成反比；因加速后的速度大小不同，故三种粒子运动到屏上所用时间不相同，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】由动能定理和运动学公式以及牛顿第二定律求出粒子在偏转电场中的位移，再由功的公式W=Fx分析偏转电场对三种粒子做功的大小关系；推导粒子打到屏上的速度表达式，分析该速度与粒子比荷的关系，确定三种粒子打到屏上时速度的大小关系；根据粒子射入偏转电场中的速度和粒子在偏转电场中做类平抛的运动规律，分析三种粒子运动到屏上所用的时间关系；根据粒子的偏转位移确定三种粒子打在屏上的位置关系。
12．（2023高二上·成华期中）关于多用电表的使用，下列操作正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A．测电压时，图甲连接方式红黑表笔接法有误
B．测电流时，应按图乙连接方式测量
C．测电阻时，可以按图丙连接方式测量
D．测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量
【答案】A,B
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】A.测量灯泡电压时，多用电表应与灯泡并联，根据多用电表中电流“红进黑出”规律，可知测电压时，红表应接灯泡左端，黑表笔应将灯泡右端，A符合题意；
B.测量通过灯泡的电流时，多用电表应与灯泡串联，根据多用电表中电流“红进黑出”规律，电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，接线正确，B符合题意；
C.测电阻时，应将待测电阻与电源断开，根据多用电表中电流“红进黑出”规律，图中红、黑表笔的位置应该互换，C不符合题意；
D.测二极管的反向电阻时，根据多用电表中电流“红进黑出”规律，图中红、黑表笔的位置应该互换，D不符合题意。
故答案为：AB。“红进黑出”规律
【分析】根据电压表和电流表的使用方法和多用电表中电流“红进黑出”规律，判断多用电表的接法是否正确。
13．（2018高二上·中山月考）小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
B．对应P点，小灯泡的电阻为
C．对应P点，小灯泡的电阻为
D．对应P点，小灯泡功率为图中矩形PQOM所围“面积”的数值
【答案】C,D
【知识点】伏安特性曲线
【解析】【解答】A、根据电阻的定义 ，电阻等于图线上的点与原点连线的斜率的倒数，图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大；A不符合题意.
B、C、对应P点，小灯泡的电阻为 ．B不符合题意，C符合题意；
D、P点的功率P=UI，故可以用图中矩形PQOM所围的面积表示功率；D符合题意；
故答案为：CD.
【分析】对于I-U曲线，图像的和坐标为电压，纵坐标为电流，图像斜率的倒数电阻的阻值，利用欧姆定律求解电阻的阻值，结合选项求解即可。
14．（2023高二上·成华期中）在如图所示电路中，闭合电键，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用、、和表示，电表示数变化量的绝对值分别用、、和表示，下列说法正确的是（ ）
A．变小，变大，变小，变大
B．变大，变小，变大，变大
C．不变，变小，变小
D．不变，不变，不变
【答案】C,D
【知识点】闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】AB.闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中总电阻减小，则总电流I增大，电压表测量的电压，可知减小，电阻两端的电压为，可知增大，由串并联关系知，可知减小，AB不符合题意；
CD.因不变，则由欧姆定律可得，不变，由数学规律可知，，也保持不变，因滑片向上移动，故的接入电路的电阻减小，故，变小，而，可知保持不变，，变小，而，可知也保持不变，CD符合题意。
故答案为：CD。
【分析】根据滑动变阻器接入电路中阻值的变化，由闭合电路欧姆定律求解电路各处的电压和电流的变化情况；由欧姆定律分析、、、的变化情况；分析时将和等效为电源电阻，分析时将等效为电源电阻，再根据外电压的变化量与通过电源的电流的变化量的比值等于电源内阻的规律，进行分析。
15．（2023高二上·成华期中）在如图甲所示的电路中，、和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，电路中的总电流为，则此时（ ）
甲 乙
A．通过的电流为通过的电流的2倍
B．此时、和的电阻均为
C．消耗的电功率为
D．消耗的电功率为消耗的电功率的4倍
【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；串联电路和并联电路的特点及应用；闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】A.、和为三个相同规格的小灯泡，根据电路结构，结合串并联电路的特点可知，通过的电流为通过的电流的2倍，A符合题意；
B.由图中的电路结构可知，与并联，两灯泡的电压和电流均相等，故两灯泡的电阻相等，而的电流和电压与和不同，由于小灯泡是非线性元件，所以的灯泡与和的电阻不同，B不符合题意；
C.由图可知，通过灯泡的电流为0.25A，两端电压为3V，根据公式P=UI，可得，C符合题意；
D.根据图像可知，、的电流之比为2：1，电压之比大于2：1，因此根据公式P=UI可知，、的电功率之比大于4：，即消耗的电功率大于消耗的电功率的4倍，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据电路结构，结合串并联电路的特点，分析通过三个灯泡的电流关系；根据三个小灯泡的电压和电流关系，再结合小灯泡是非线性元件的特点，分析三个灯泡的电阻是否相同；由电功率的公式P=UI计算灯泡的电功率；由图乙分析和的电压和电流的关系，再由电功率的公式P=UI分析两灯泡的电功率关系。
16．（2023高二上·成华期中）如图，电源的电动势，内阻，，，，，为电阻箱，调节范围为，电容器，下极板接地，两极板正中间有一点（未标出），初始时刻开关断开，，则正确的是（ ）
A．若将电容器的下极板稍向下移动，则点的电势增大
B．闭合开关后，流过的电荷量
C．将电阻箱调到后再闭合开关，稳定后电容器上的电量为0
D．闭合开关后，将电阻箱从0开始逐渐调到最大值，电源的输出功率先增大后减小
【答案】A,B
【知识点】电容器及其应用；串联电路和并联电路的特点及应用；闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】A.根据图中的电路结构可知，当开关S断开时，电容器的电压等于所分的电压，电容器的极板向下移动过程中，电容器的电压U不变，下极板接地，其电势为零，上极板的电势，设电容器间距离为d，P点与上极板的距离为x，则，得P点的电势为，可知将电容器的下极板稍向下移动，d增大，x、U不变，P点电势增大，A符合题意；
B.开关S断开时，电容器的电压等于所分的电压，大小为，此时电容器的电荷量为，根据电路结构可知，上极板带正板，下极板带负电，开关S闭合时，由于，此时电容器电压依然为电压，根据电路知识可得并联电路部分电压为，则，解得，此时电容器电荷量为，根据电路结构可知，上极板带正电，下极板带负电，故流过的电荷量，B符合题意；
C.将电阻箱调到后再闭合开关S时，由于，故电容器两极板间的电压不为零，故所带的电荷量不为零，C不符合题意；
D.当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，外电阻与电源内阻的差值越大，电源的输出功率越大，刚闭合开关S时，外电阻的阻值为，此时电源的输出功率最大，在电阻箱从0开始逐渐调到最大值过程，外电阻R一直增大，故电源的输出功率一直减小，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】若将电容器的下极板稍向下移动，分析P点与上极板间电势差的变化情况，来判断P点的电势变化情况；结合电路结构，由闭合电路欧姆定律求出闭合开关S前、后电容器的电压，再根据电容的定义式计算电容器在闭合开关S前、后所带电量，得到流过的电荷量；将电阻箱调到9Ω后，根据与的关系，分析电容器板间电压，再确定电容器上的电量；根据内外电阻的关系，分析电源的输出功率变化情况。根据外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，外电阻与电源内阻的差值越大，电源的输出功率越大的规律，分析闭合开关S后，将电阻箱从0开始逐渐调到最大值，电源的输出功率的变化情况。
三、实验题（本大题2个小题，17题10分，18题12分，共22分）
17．（2023高二上·成华期中）某同学设计了如图所示的电路测电源电动势及电阻和的阻值．实验器材有：
待测电源（不计内阻）
待测电阻，定值电阻
电流表（量程为，内阻不计）
电阻箱
单刀单掷开关，单刀双掷开关
导线若干．
甲 乙
（1）先测电阻的阻值（只有几欧姆）．请将小明同学的操作补充完整：闭合，将切换到，调节电阻箱，读出其示数和对应的电流表示数；将切换到，调节电阻箱，使 ，读出此时电阻箱的示数，则电阻的表达式为 ．
（2）该同学已经测得电阻，继续测电源电动势．该同学的做法是：闭合，将切换到，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数和对应的电流表示数，由测得的数据，绘出了如图所示的图线，则电源电动势 ，电阻 ．
（3）若实际电流表内阻不可忽略，则的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值．
【答案】（1）电流表示数仍为；
（2）2.0；6.0
（3）大于
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）根据所给实验步骤可以看出，本实验要采用的是控制电流不变；当接a时，电阻箱的阻值，与接b时电阻箱电阻与的阻值之和，大小相等，此时电流表的示数仍为I，故。
（2）根据闭合电路欧姆定律可得，整理可得，结合图乙中纵轴截距和图像的斜率可得，，解得E=2.0V，。
（3）若实际电流表A内阻不可忽略，则（2）中计算得到的的阻值应为与电流表内阻之和，所以测量值比真实值偏大。
【分析】（1）本实验要采用的是控制电流不变的方法，根据接a和接b时，回路中的电阻变化情况求出的阻值；（2）根据闭合电路欧姆定律推导的关系式，再结合图乙中的数据求解电源电动势和的阻值；（3）电流表的内阻恒定，如果不可忽略，则可等效为的阻值，以此确定的测量误差。
18．（2023高二上·成华期中）某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A．电流表（内阻，满偏电流 B．电流表（内阻约为，量程为）
C．定值电阻（） D．滑动变阻器（最大电阻为） E．两节干电池 F．一个开关和导线若干 G．螺旋测微器，游标卡尺
（1）如图1，用螺旋测微器测金属棒直径为 mm；如图2用20分度游标卡尺测金属棒长度为 cm。
图1 图2
（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用 挡（填“”或“”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图3所示，则金属棒的阻值约为 。
图3 图4
（3）请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值 。
（4）若实验测得电流表示数为，电流表示数为，则金属棒电阻的表达式为 。（用，，，表示）
【答案】（1）6.126；10.230
（2）；10.0
（3）
（4）
【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；电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，故图中螺旋测微器的示数为6mm+12.6×0.01mm=6.126mm，图中游标卡尺的精确度为0.05mm，故图中游标卡尺的示数为102mm+6×0.05mm=102.30mm=10.230cm。
（2）用欧姆表“×10Ω”档时发现指针偏转角度过大，即读数过小，说明所选档位太大，应该换用“×1Ω”档。图3中表针所指数值为10.0，故金属棒的电阻约为。
（3）由题意可知，没有电压表，可以用电流表与定值电阻串联改装成电压表，由于待测电阻阻值约为10Ω，远小于改装的电压表内阻，所以应采用电流表外接的方法，为能更精确的测量金属棒的阻值，要多测几组实验数据，故滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示：
（4）由欧姆定律可得，金属棒电阻阻值。
【分析】（1）根据螺旋测微器和游标卡尺的读数规则读数；（2）指针偏转角度过大，说明读数过小，应换小档；根据欧姆表读数规则读出金属棒的电阻；（3）由于没有电压表，所以需要改装一个电压表，根据待测电阻与电表的内阻关系，确定采用内接法还是外接法，由于要求尽可能精确测量金属棒的阻值，所以滑动变阻器采用分压式接法；（4）根据欧姆定律求解金属棒的电阻。
四、计算题（本大题共2小题，19题10分，20题14分，共24分．）
19．（2023高二上·成华期中）如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关后，标有“”的灯泡恰能正常发光，电动机的内阻，求：
（1）电源的输出功率；
（2）电动机的机械功率．
【答案】（1）解： 由题意知，并联部分电压为，故内电压为，总电流，
电源的输出功率；
（2）解：流过灯泡的电流，
则流过电动机的电流，
电动机的热功率，
内电动机产生的热量；
电动机的总功率，
电动机的机械功率．
【知识点】电功率和电功；闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】（1）由闭合电路欧姆定律求出通过电源的电流，再由电功率公式P=UI计算电源的输出功率；（2）电动机为非纯电阻电路，要先求出电动机的总功率和内阻的发热功率，再计算电动机的机械功率。
20．（2023高二上·成华期中）如图（a）所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为的恒压电源的两极，电容器所带电荷量为，两极板间距为，板长为，粒子从非常靠近上极板的点以的速度沿垂直电场线方向的直线CO方向射入电场，经电场偏转后由点飞出匀强电场，已知粒子质量为，电荷量为，不计粒子重力．求：
（a） （b）
（1）平行板电容器的电容；
（2）CD两点间电势差；
（3）若A、B板上加上如图（b）所示的周期性的方波形电压，时板比板的电势高，为使时刻射入两板间的粒子刚好能由点水平射出，则电压变化周期和板间距离各应满足什么条件？（用L、U、m、e、v表示）
【答案】（1）解：依电容定义有：平行板电容器的电容
（2）解： 板之间为匀强电场
粒子在电场中加速度，粒子的偏移量：
运动时间
解得：
CD两点的电势差为：
（3）解：为使粒子刚好由点水平射出，粒子在一个周期内竖直方向的分位移应为零，必须从进入电场，且在电场中运动时间与电压变化周期的关系为，
则
竖直方向向下的最大分位移应满足：
即
解得．
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在交变电场中的运动
【解析】【分析】（1）由电容的定义式计算平行板电容器的电容；（2）粒子在电场中做类平抛运动，由牛顿第二定律和运动学公式求出粒子的偏转位移，再由U=Ed计算CD两点间电势差；（3）根据粒子刚好由O点水平射出条件要求，得出粒子在一个周期内竖直方向的分位移应为零的结论，确定粒子进入电场的时间要求和粒子在电场中运动时间与电压变化周期T的关系。
四川省成都市成华区2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分，每小题给出的四个选项中只有一个选项正确）
1．（2023高二上·成华期中）关于元电荷和点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．元电荷就是点电荷，二者没有区别
B．元电荷的电量为，点电荷一定是体积很小的带电体
C．元电荷可以是电子，也可以是质子
D．元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元，体积很大的带电体有时也能看成点电荷
2．（2023高二上·成华期中）以下说法正确的是（ ）
A．只适用于点电荷产生的电场
B．适用于任何电场
C．由可以计算的大小，但是与、无关
D．由可知与成正比，与成反比
3．（2018高二上·怀仁月考）图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300 μA，内阻Rg＝100 Ω，调零电阻的最大值R0＝50 kΩ，电池电动势E＝1.5 V，两表笔短接调零后，用它测量电阻Rx，当电流计指针指在满刻度的 时，则Rx的阻值是（ ）
A．1kΩ B．10 kΩ C．100 kΩ D．100 Ω
4．（2023高二上·成华期中）如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面且相邻等势面间电势差相等，实线为一带负电的粒子仅在电场力的作用下减速通过该区域时的运动轨迹，P、Q是运动轨迹上的两点，由此可知（ ）
A．粒子一定从P点运动到点
B．a、b、c三个等势面中，的电势最高
C．粒子运动的加速度在逐渐减小
D．粒子从等势面到比从等势面到电势能的变化量小
5．（2023高二上·成华期中）如图，电荷量分别为和的点电荷固定在边长为的正方体的两个顶点上，是正方体的另一个顶点，如果点电荷、连线中点的电场强度大小是，则正方形点的电场强度大小是（ ）
A． B． C． D．
6．（2023高二上·成华期中）如图所示为真空中某一静电场的电势在轴上分布的图象，轴上B、C两点电场强度在轴方向上的分量分别是、，下列说法中正确的是（ ）
A．的大小大于的大小
B．的大小小于的大小
C．的方向沿轴正方向
D．点电场强度在方向上的分量最大
7．（2023高二上·成华期中）如图所示，细线拴一带负电的小球，球处在竖直向下的匀强电场中，使小球在竖直平面内做圆周运动，则（ ）
A．小球不可能做匀速圆周运动
B．小球运动到最低点时，电势能一定最大
C．小球运动到最低点时，球的线速度一定最大
D．当小球运动到最高点时绳的张力一定最小
8．（2023高二上·成华期中）如下图所示，平行板a、b组成的电容器与电源连接，闭合开关，电路稳定后，一带电粒子（不考虑重力）从平行板电容器左侧某点以平行极板射入电容器，打在板上的点．则（ ）
A．该粒子带负电
B．将极板向上移动一小段距离，带电粒子打在点的左侧
C．将滑片向右移动，带电粒子打在点的右侧
D．断开，将极板向下移动一小段距离，带电粒子仍然打在点
9．（2019高二上·中山月考）如图所示，电荷量 ，质量为m的滑块，沿固定绝缘斜面匀速下滑，现加一竖直向上的匀强电场，电场强度为E，以下判断中正确的是（ ）
A．物体将沿斜面减速下滑 B．物体将沿斜面加速下滑
C．物体仍保持匀速下滑 D．物体可能静止
10．（2023高二上·成华期中）如图甲所示的电路中定值电阻，电源电动势，。如图乙所示，曲线为灯泡的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的图线，以下说法正确的是（ ）
甲 乙
A．开关断开时电源的效率为
B．开关闭合后电源的总功率会变小
C．开关闭合后灯泡的亮度增强
D．开关断开时小灯泡消耗的功率为
二、多项选择题（本大题6个小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中有一个或一个以上的正确答案，全对得4分，选对但不全得2分，有错或不选得0分）
11．（2023高二上·成华期中）如图所示，、、三种粒子从同一位置无初速度地飘入水平向右的匀强电场，被加速后进入竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计重力及其相互作用，那么（ ）
A．偏转电场对三种粒子做功一样多
B．三种粒子打到屏上时速度一样大
C．三种粒子运动到屏上所用时间相同
D．三种粒子一定打到屏上的同一位置
12．（2023高二上·成华期中）关于多用电表的使用，下列操作正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A．测电压时，图甲连接方式红黑表笔接法有误
B．测电流时，应按图乙连接方式测量
C．测电阻时，可以按图丙连接方式测量
D．测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量
13．（2018高二上·中山月考）小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
B．对应P点，小灯泡的电阻为
C．对应P点，小灯泡的电阻为
D．对应P点，小灯泡功率为图中矩形PQOM所围“面积”的数值
14．（2023高二上·成华期中）在如图所示电路中，闭合电键，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用、、和表示，电表示数变化量的绝对值分别用、、和表示，下列说法正确的是（ ）
A．变小，变大，变小，变大
B．变大，变小，变大，变大
C．不变，变小，变小
D．不变，不变，不变
15．（2023高二上·成华期中）在如图甲所示的电路中，、和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，电路中的总电流为，则此时（ ）
甲 乙
A．通过的电流为通过的电流的2倍
B．此时、和的电阻均为
C．消耗的电功率为
D．消耗的电功率为消耗的电功率的4倍
16．（2023高二上·成华期中）如图，电源的电动势，内阻，，，，，为电阻箱，调节范围为，电容器，下极板接地，两极板正中间有一点（未标出），初始时刻开关断开，，则正确的是（ ）
A．若将电容器的下极板稍向下移动，则点的电势增大
B．闭合开关后，流过的电荷量
C．将电阻箱调到后再闭合开关，稳定后电容器上的电量为0
D．闭合开关后，将电阻箱从0开始逐渐调到最大值，电源的输出功率先增大后减小
三、实验题（本大题2个小题，17题10分，18题12分，共22分）
17．（2023高二上·成华期中）某同学设计了如图所示的电路测电源电动势及电阻和的阻值．实验器材有：
待测电源（不计内阻）
待测电阻，定值电阻
电流表（量程为，内阻不计）
电阻箱
单刀单掷开关，单刀双掷开关
导线若干．
甲 乙
（1）先测电阻的阻值（只有几欧姆）．请将小明同学的操作补充完整：闭合，将切换到，调节电阻箱，读出其示数和对应的电流表示数；将切换到，调节电阻箱，使 ，读出此时电阻箱的示数，则电阻的表达式为 ．
（2）该同学已经测得电阻，继续测电源电动势．该同学的做法是：闭合，将切换到，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数和对应的电流表示数，由测得的数据，绘出了如图所示的图线，则电源电动势 ，电阻 ．
（3）若实际电流表内阻不可忽略，则的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值．
18．（2023高二上·成华期中）某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A．电流表（内阻，满偏电流 B．电流表（内阻约为，量程为）
C．定值电阻（） D．滑动变阻器（最大电阻为） E．两节干电池 F．一个开关和导线若干 G．螺旋测微器，游标卡尺
（1）如图1，用螺旋测微器测金属棒直径为 mm；如图2用20分度游标卡尺测金属棒长度为 cm。
图1 图2
（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用 挡（填“”或“”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图3所示，则金属棒的阻值约为 。
图3 图4
（3）请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值 。
（4）若实验测得电流表示数为，电流表示数为，则金属棒电阻的表达式为 。（用，，，表示）
四、计算题（本大题共2小题，19题10分，20题14分，共24分．）
19．（2023高二上·成华期中）如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关后，标有“”的灯泡恰能正常发光，电动机的内阻，求：
（1）电源的输出功率；
（2）电动机的机械功率．
20．（2023高二上·成华期中）如图（a）所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为的恒压电源的两极，电容器所带电荷量为，两极板间距为，板长为，粒子从非常靠近上极板的点以的速度沿垂直电场线方向的直线CO方向射入电场，经电场偏转后由点飞出匀强电场，已知粒子质量为，电荷量为，不计粒子重力．求：
（a） （b）
（1）平行板电容器的电容；
（2）CD两点间电势差；
（3）若A、B板上加上如图（b）所示的周期性的方波形电压，时板比板的电势高，为使时刻射入两板间的粒子刚好能由点水平射出，则电压变化周期和板间距离各应满足什么条件？（用L、U、m、e、v表示）
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】元电荷；点电荷
【解析】【解答】A.元电荷是最小的带电量，是数值，而点电荷是一种理想化的物理模型，二者不是同一物理量，A不符合题意；
BCD.元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元，其值等于质子或电子带电量的绝对值，但元电荷不是质子或电子；一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计，体积很大的带电体在符合条件时可以看作点电荷，BC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据元电荷和点电荷的定义分析。
2．【答案】C
【知识点】电容器及其应用；电场强度；电势差与电场强度的关系；电流、电源的概念
【解析】【解答】A.是电场强度的定义式，适用于所有电场，A不符合题意；
B. 只适用于匀强电场，B不符合题意；
C.电流是一个用比值定义的物理量，电流的大小由电阻的阻值和两端的电压共同决定，与电荷量q和时间t无关，C符合题意；
D.电容是一个用比值定义的物理量，电容的大小由自身决定，与极板电量Q和极板电压U无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据各公式的适用范围和物理量的定义方法分析各选项。
3．【答案】B
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】由闭合电路欧姆定律可知，当两表笔短接，电流表满偏时： ，解得R内=5 kΩ；当偏转1/3时， ；两式联立解得：Rx=10 kΩ；故选B。
【分析】本题关键明确欧姆表的内部结构，能根据欧姆表的使用方法结合闭合电路的欧姆定律列方程；知道中值电阻等于欧姆表内电阻．
4．【答案】B
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A.根据曲线运动中的合力一定指向曲线内侧，可知粒子受到的电场力垂直等势面向下，由于粒子做减速运动，电场力方向与粒子的速度方向应成钝角关系，可知粒子一定是从Q点运动到P点，A不符合题意；
B.由题意可知，粒子带负电，所以受到的电场力方向与电场强度方向相反，再结合电场线与等势面处处垂直的特点，可知电场线垂直等势面向上，沿电场线方向电势降低，所以等势面c的电势最高，B符合题意；
C.等势面越密，电场强度越大，可知，所以粒子在P点所受的电场力大，加速度大，因为粒子是从Q点运动到P点，可知粒子运动的加速度在逐渐增大，C不符合题意；
D.由于，，而，可知，即粒子从等势面a到b与从等势面b到c电势能的变化量相等，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据轨迹确定电场力方向，再由粒子做减速运动的条件限定，确定粒子的运动方向；根据粒子受到的电场力方向判断出电场线的方向，再由电场线方向分析三个等势面的电势关系；根据等势面的疏密确定P点和Q点场强大小的关系，再由电场力的大小分析粒子运动过程中的加速度变化；根据电势能与电场力做功的关系，分析粒子从等势面a到b与从等势面b到c电势能的变化量的关系。
5．【答案】B
【知识点】点电荷的电场；电场强度的叠加
【解析】【解答】根据几何知识可得，O点到两个电荷的距离都是，根据点电荷的场强公式和电场的叠加原理可得O点场强为，A点场强为，解得，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据点电荷的场强公式和电场的叠加原理，分别列出O点和A点的场强大小的表达式，求解方程组，得出A点的场强大小。
6．【答案】B
【知识点】电场强度；电势
【解析】【解答】AB.图像的斜率表示该点沿x轴方向上的场强，可知，A不符合题意，B符合题意；
C.根据沿电场方向电势降低可知，在O点左侧的B点，的方向沿轴负方向，C不符合题意；
D.O点切线的斜率为零，所以O点沿x方向上的场强为0，故O点电场强度在x方向上的分量最小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据图像的斜率表示该点沿x轴方向上的场强，判断和的大小关系；根据沿电场方向电势降低，判断的方向；根据O点的斜率分析O点沿x方向上的电场强度。
7．【答案】B
【知识点】带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
【解析】【解答】A.匀速圆周运动中，合外力即为向心力，图中小球，如果受到的竖直向下的重力与竖直向上的电场力大小相等，则小球受到的合力，即绳子的拉力提供向心力，小球做匀速圆周运动，A不符合题意；
B.小球由最高点向最低点运动的过程中，电场对小球做负功，电势能增加，所以小球在最低点电势能最大，B符合题意；
CD.如果重力大于电场力，则图中最低点为小球在电场和重力场的复合场中做圆周运动的等效最低点，小球在此处的速度最大，细绳的张力最大；如果重力小于电场力，则图中最高点为小球在复合场中做圆周运动的等效最低点，小球在此处的速度最大，细绳的张力最大，CD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】分析小球受力，根据小球能否用合力充当向心力，判断小球能否做匀速圆周运动；根据电场力做功的正负，分析小球的电势能；根据重力和电场力的大小关系，分析小球在复合场中做圆周运动运动的等效最低点的位置，确定小球速度和绳的张力最大时小球所处的位置。
8．【答案】D
【知识点】电容器及其应用；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A.由图可知，a极板带正电，b极板带负电，极板间的电场强度方向向下，粒子只在电场力作用下向下偏转，说明粒子受到电场力方向向下，与电场强度方向相同，所以粒子带正电，A不符合题意；
B.由于电容器的两极板一直与电源相连，所以移动极板的过程中两极板间U不变，由可知，当a极板上移，d增加，E减小，粒子受到的电场力减小，粒子在电场中做类平抛运动，沿电场方向有可知，粒子达到极板上的时间增大，水平方向上有，可知粒子打在Q点右侧，B不符合题意；
C.滑片右移，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，但电容器两端的压等于电源电动势，不变，由可知，极板间场强不变，粒子受到的电场力不变，故粒子仍打在Q点，C不符合题意；
D.现断开开关S后，电容器板间的电量保持不变，根据、 、，可得，所以d减小，极板间场强不变，粒子受到的电场力不变，故粒子仍打在Q点，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据粒子受到的电场力的方向与场强的方向关系，判断粒子的电性；分析电容器的电容发生变化或滑动变阻器的阻值改变时，极板间电场强度的变化情况，粒子在电场中做类平抛运动，根据牛顿第二定律和运动学公式，确定粒子打在极板上的位置。
9．【答案】C
【知识点】电场及电场力
【解析】【解答】若滑块匀速下滑时，则有mgsinθ=μmgcosθ
当加上竖直向上的电场后，在沿斜面方向，(mg-F)sinθ=μ(mg-F)cosθ
受力仍保持平衡，则滑块仍匀速下滑．
故答案为：C
【分析】判断物体运动的状态，关键是分析受力情况，确定合力是否为零或合力与速度方向的关系．若滑块匀速下滑，受力平衡，沿斜面方向列出力平衡方程．加上竖直方向的匀强电场后，竖直方向加上电场力，再分析物体受力能否平衡，判断物体能否匀速运动．
10．【答案】D
【知识点】电功率和电功；闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】AD.开关S断开时，电源只给灯泡供电，根据图乙可知灯泡两端的电压为，电流为，可得小灯泡消耗的功率为电源的效率为，A不符合题意，D符合题意；
B.开关S闭合后，电路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，根据P=EI可知电源的总功率会变大，B不符合题意；
C.由可知，灯泡两端的电压减小，所以灯泡的亮度变暗，C不符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图乙找出电源只给灯泡供电时，灯泡对应的电压和电流，求出小灯泡消耗的功率和电源的效率；由闭合电路欧姆定律，分析闭合开关后电路中电流的变化，再由P=EI分析电源总功率的变化；由作差法求出灯泡两端的电压变化，得到灯泡的亮度变化。
11．【答案】A,D
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A.对带电粒子在加速电场中的运动，由动能定理可知，解得粒子射出加速电场的速度为，粒子在偏转电场中的运动时间，纵向位移，可知位移与比荷无关，即三种粒子的偏转位移相同，则偏转电场对三种粒子做功，一样多，A符合题意；
B.粒子在偏转电场中的纵向速度，粒子射出偏转电场后做匀速运动，可知打在屏上的速度与比荷有关，故三种粒子打到屏上时速度大小不同， B不符合题意；
CD.由A项的分析可知，因三粒子由同一点射入偏转电场，且偏转位移相同，故三个粒子打在屏幕上的位置一定相同；因粒子到屏上的时间与横向速度成反比；因加速后的速度大小不同，故三种粒子运动到屏上所用时间不相同，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】由动能定理和运动学公式以及牛顿第二定律求出粒子在偏转电场中的位移，再由功的公式W=Fx分析偏转电场对三种粒子做功的大小关系；推导粒子打到屏上的速度表达式，分析该速度与粒子比荷的关系，确定三种粒子打到屏上时速度的大小关系；根据粒子射入偏转电场中的速度和粒子在偏转电场中做类平抛的运动规律，分析三种粒子运动到屏上所用的时间关系；根据粒子的偏转位移确定三种粒子打在屏上的位置关系。
12．【答案】A,B
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】A.测量灯泡电压时，多用电表应与灯泡并联，根据多用电表中电流“红进黑出”规律，可知测电压时，红表应接灯泡左端，黑表笔应将灯泡右端，A符合题意；
B.测量通过灯泡的电流时，多用电表应与灯泡串联，根据多用电表中电流“红进黑出”规律，电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，接线正确，B符合题意；
C.测电阻时，应将待测电阻与电源断开，根据多用电表中电流“红进黑出”规律，图中红、黑表笔的位置应该互换，C不符合题意；
D.测二极管的反向电阻时，根据多用电表中电流“红进黑出”规律，图中红、黑表笔的位置应该互换，D不符合题意。
故答案为：AB。“红进黑出”规律
【分析】根据电压表和电流表的使用方法和多用电表中电流“红进黑出”规律，判断多用电表的接法是否正确。
13．【答案】C,D
【知识点】伏安特性曲线
【解析】【解答】A、根据电阻的定义 ，电阻等于图线上的点与原点连线的斜率的倒数，图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大；A不符合题意.
B、C、对应P点，小灯泡的电阻为 ．B不符合题意，C符合题意；
D、P点的功率P=UI，故可以用图中矩形PQOM所围的面积表示功率；D符合题意；
故答案为：CD.
【分析】对于I-U曲线，图像的和坐标为电压，纵坐标为电流，图像斜率的倒数电阻的阻值，利用欧姆定律求解电阻的阻值，结合选项求解即可。
14．【答案】C,D
【知识点】闭合电路的欧姆定律；电路动态分析
【解析】【解答】AB.闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中总电阻减小，则总电流I增大，电压表测量的电压，可知减小，电阻两端的电压为，可知增大，由串并联关系知，可知减小，AB不符合题意；
CD.因不变，则由欧姆定律可得，不变，由数学规律可知，，也保持不变，因滑片向上移动，故的接入电路的电阻减小，故，变小，而，可知保持不变，，变小，而，可知也保持不变，CD符合题意。
故答案为：CD。
【分析】根据滑动变阻器接入电路中阻值的变化，由闭合电路欧姆定律求解电路各处的电压和电流的变化情况；由欧姆定律分析、、、的变化情况；分析时将和等效为电源电阻，分析时将等效为电源电阻，再根据外电压的变化量与通过电源的电流的变化量的比值等于电源内阻的规律，进行分析。
15．【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；串联电路和并联电路的特点及应用；闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】A.、和为三个相同规格的小灯泡，根据电路结构，结合串并联电路的特点可知，通过的电流为通过的电流的2倍，A符合题意；
B.由图中的电路结构可知，与并联，两灯泡的电压和电流均相等，故两灯泡的电阻相等，而的电流和电压与和不同，由于小灯泡是非线性元件，所以的灯泡与和的电阻不同，B不符合题意；
C.由图可知，通过灯泡的电流为0.25A，两端电压为3V，根据公式P=UI，可得，C符合题意；
D.根据图像可知，、的电流之比为2：1，电压之比大于2：1，因此根据公式P=UI可知，、的电功率之比大于4：，即消耗的电功率大于消耗的电功率的4倍，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据电路结构，结合串并联电路的特点，分析通过三个灯泡的电流关系；根据三个小灯泡的电压和电流关系，再结合小灯泡是非线性元件的特点，分析三个灯泡的电阻是否相同；由电功率的公式P=UI计算灯泡的电功率；由图乙分析和的电压和电流的关系，再由电功率的公式P=UI分析两灯泡的电功率关系。
16．【答案】A,B
【知识点】电容器及其应用；串联电路和并联电路的特点及应用；闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】A.根据图中的电路结构可知，当开关S断开时，电容器的电压等于所分的电压，电容器的极板向下移动过程中，电容器的电压U不变，下极板接地，其电势为零，上极板的电势，设电容器间距离为d，P点与上极板的距离为x，则，得P点的电势为，可知将电容器的下极板稍向下移动，d增大，x、U不变，P点电势增大，A符合题意；
B.开关S断开时，电容器的电压等于所分的电压，大小为，此时电容器的电荷量为，根据电路结构可知，上极板带正板，下极板带负电，开关S闭合时，由于，此时电容器电压依然为电压，根据电路知识可得并联电路部分电压为，则，解得，此时电容器电荷量为，根据电路结构可知，上极板带正电，下极板带负电，故流过的电荷量，B符合题意；
C.将电阻箱调到后再闭合开关S时，由于，故电容器两极板间的电压不为零，故所带的电荷量不为零，C不符合题意；
D.当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，外电阻与电源内阻的差值越大，电源的输出功率越大，刚闭合开关S时，外电阻的阻值为，此时电源的输出功率最大，在电阻箱从0开始逐渐调到最大值过程，外电阻R一直增大，故电源的输出功率一直减小，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】若将电容器的下极板稍向下移动，分析P点与上极板间电势差的变化情况，来判断P点的电势变化情况；结合电路结构，由闭合电路欧姆定律求出闭合开关S前、后电容器的电压，再根据电容的定义式计算电容器在闭合开关S前、后所带电量，得到流过的电荷量；将电阻箱调到9Ω后，根据与的关系，分析电容器板间电压，再确定电容器上的电量；根据内外电阻的关系，分析电源的输出功率变化情况。根据外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，外电阻与电源内阻的差值越大，电源的输出功率越大的规律，分析闭合开关S后，将电阻箱从0开始逐渐调到最大值，电源的输出功率的变化情况。
17．【答案】（1）电流表示数仍为；
（2）2.0；6.0
（3）大于
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）根据所给实验步骤可以看出，本实验要采用的是控制电流不变；当接a时，电阻箱的阻值，与接b时电阻箱电阻与的阻值之和，大小相等，此时电流表的示数仍为I，故。
（2）根据闭合电路欧姆定律可得，整理可得，结合图乙中纵轴截距和图像的斜率可得，，解得E=2.0V，。
（3）若实际电流表A内阻不可忽略，则（2）中计算得到的的阻值应为与电流表内阻之和，所以测量值比真实值偏大。
【分析】（1）本实验要采用的是控制电流不变的方法，根据接a和接b时，回路中的电阻变化情况求出的阻值；（2）根据闭合电路欧姆定律推导的关系式，再结合图乙中的数据求解电源电动势和的阻值；（3）电流表的内阻恒定，如果不可忽略，则可等效为的阻值，以此确定的测量误差。
18．【答案】（1）6.126；10.230
（2）；10.0
（3）
（4）
【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；电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，故图中螺旋测微器的示数为6mm+12.6×0.01mm=6.126mm，图中游标卡尺的精确度为0.05mm，故图中游标卡尺的示数为102mm+6×0.05mm=102.30mm=10.230cm。
（2）用欧姆表“×10Ω”档时发现指针偏转角度过大，即读数过小，说明所选档位太大，应该换用“×1Ω”档。图3中表针所指数值为10.0，故金属棒的电阻约为。
（3）由题意可知，没有电压表，可以用电流表与定值电阻串联改装成电压表，由于待测电阻阻值约为10Ω，远小于改装的电压表内阻，所以应采用电流表外接的方法，为能更精确的测量金属棒的阻值，要多测几组实验数据，故滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路图如图所示：
（4）由欧姆定律可得，金属棒电阻阻值。
【分析】（1）根据螺旋测微器和游标卡尺的读数规则读数；（2）指针偏转角度过大，说明读数过小，应换小档；根据欧姆表读数规则读出金属棒的电阻；（3）由于没有电压表，所以需要改装一个电压表，根据待测电阻与电表的内阻关系，确定采用内接法还是外接法，由于要求尽可能精确测量金属棒的阻值，所以滑动变阻器采用分压式接法；（4）根据欧姆定律求解金属棒的电阻。
19．【答案】（1）解： 由题意知，并联部分电压为，故内电压为，总电流，
电源的输出功率；
（2）解：流过灯泡的电流，
则流过电动机的电流，
电动机的热功率，
内电动机产生的热量；
电动机的总功率，
电动机的机械功率．
【知识点】电功率和电功；闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】（1）由闭合电路欧姆定律求出通过电源的电流，再由电功率公式P=UI计算电源的输出功率；（2）电动机为非纯电阻电路，要先求出电动机的总功率和内阻的发热功率，再计算电动机的机械功率。
20．【答案】（1）解：依电容定义有：平行板电容器的电容
（2）解： 板之间为匀强电场
粒子在电场中加速度，粒子的偏移量：
运动时间
解得：
CD两点的电势差为：
（3）解：为使粒子刚好由点水平射出，粒子在一个周期内竖直方向的分位移应为零，必须从进入电场，且在电场中运动时间与电压变化周期的关系为，
则
竖直方向向下的最大分位移应满足：
即
解得．
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在交变电场中的运动
【解析】【分析】（1）由电容的定义式计算平行板电容器的电容；（2）粒子在电场中做类平抛运动，由牛顿第二定律和运动学公式求出粒子的偏转位移，再由U=Ed计算CD两点间电势差；（3）根据粒子刚好由O点水平射出条件要求，得出粒子在一个周期内竖直方向的分位移应为零的结论，确定粒子进入电场的时间要求和粒子在电场中运动时间与电压变化周期T的关系。
