2024年上海市复兴高级中学高二上学期期末考试(等级)物理试卷含详解

高二年级物理（等级）试卷
一、振动与波
自然界中有各式各样的振动、波动现象，人们将对振动与波的认识应用在生活中。

1.如图所示，水平弹簧振子在BC之间做简谐运动，以平衡位置O为原点，建立Ox轴。

已知弹簧的劲度系数为k，
==，振子从B运动到C用时为T。

BO OC d
0=t时，振子位于B点，在坐标系内画出其振动图像_______。

（1）若
BO中点时，其所受回复力的大小为________，振子从B运动BO中点所用时间（2）振子从B向O运动，运动到
为________。

2.如图所示，两个弹簧振子悬挂在同一支架上。

弹簧振子甲的固有频率为9Hz，弹簧振子乙的固有频率为72Hz。

支架在竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动，经过一段时间，弹簧振子甲、乙的振动情况是（）
A.甲的振幅较小，且振动频率9Hz
B.甲的振幅较大，且振动频率9Hz
C.乙的振幅较小，且振动频率72Hz
D.乙的振幅较大，且振动频率为9Hz
3.运动员手持细棒抖动彩带一端，彩带像波浪般翻卷起来。

运动员某次比赛时的照片，如图所示。

图中质点P的振动方向________（选填“向上”或“向下”）。

若要使彩带产生更加密集的波浪状起伏，运动员上下抖动彩带的频率应________（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。

4.波的反射、折射、干涉、衍射，以及多普勒效应，在生活中有着广泛的应用。

（1）医学上采用“彩超”的方式测血流流速，是利用了超声波的________________。

（2）如图所示，主动降噪耳机工作原理是由麦克风拾取噪声信号，由内置扬声器产生与噪声振幅、频率相同，相位相反的降噪信号来实现降噪，这是利用了声波的________现象。

人耳可以接收20Hz 到20000Hz 的声音信号，声音在空气中的传播速度340m/s ，则内置扬声器产生声波的最长波长为________m 。

5.如图所示，实线表示0=t 时某简谐横波的波形图，虚线表示2s =t 时该波的波形图。

已知该波的波速是8m/s ，则该波的周期是________s ，波的传播方向为________。

二、电路
电路可以实现电能的传输、分配和转换，以及实现信号的传输与处理。

电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。

电流的存在可以通过一些仪器测试出来，如电压表或电流表偏转、灯泡发光等。

6.如图所示，在a 、b 两点间加恒定电压，已知
123::1:2:3
R R R =。

（1）理想电流表1A 、2A 的示数之比为____
A ．3：5
B ．5：9
C ．5：3
D ．9：5
（2）若将1A 、2A 换成理想电压表1V 、2V ，则两电压表的示数之比为____
A ．1：3
B ．1：2
C ．3：5
D ．2：3
7.表中为一些金属材料的电阻率（20℃）。

某同学用一根长1.22m 、横截面积为2
0.10mm 的导体进行实验，测得当导体两端电压为0.60V 时，通过导体的电流是0.10A 。

此导线的电阻为________Ω，是由________制成的。

材料（20℃）
铜
镍铜合金
铝
电阻率（Ω·m ）
81.710-⨯75.010-⨯8
2.910-⨯8.如图所示，电源E 的内阻为r ，L 为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），1R 、2R 为定值电阻，1R r >，3R 为光敏
电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。

闭合开关S 后，若照射
3
R 的光照强度减弱，则（）
A.
1R 两端的电压变大
B.通过2R 的电流变大
C.电源的输出功率变小
D.小灯泡消耗的功率变大
9.如图所示，电源电动势3V E =，小灯泡L 的规格为“2V 0.4W ”，开关S 接1，当滑动变阻器接入电路的阻值
4ΩR =时，小灯泡L 正常发光；现将开关S 接2，小灯泡L 和电动机M 均正常工作。

电源内阻大小为________Ω；
开关S 接2时，电动机的输入功率为________W 。

三、静电场
电场是一种看不见摸不着的物质，然而却无处不在，几乎弥漫于整个宇宙。

我们把相对于观察者静止的电荷产生的场电场称为静电场。

10.带电体周围存在电场，两带电体通过电场发生相互作用。

（静电力常量922
910N m /C k =⨯⋅）（1）真空中，两个电荷量均为2C 的点电荷，相距1m ，它们间的库仑力为____A ．9
4.510N
⨯B ．9
910N
⨯C ．10
1.810N
⨯D ．10
3.610N
⨯（2）两个相同的金属小球A 、B 所带电荷量的比:5:1
A B Q Q =。

A 、B 两球相距一定距离（A 、B 可视为点电荷），
它们间的相互作用力为1F 。

若将两球互相接触后，再放回各自原来的位置，其作用力变为2F ，则1F 与2F 之比可能
为____A ．5：4
B ．5：6
C ．5：7
D ．5：9
11.人们通过电场线、等势线来描绘电场。

（1）某电场的电场线分布如图所示，P 、Q 两点的场强大小为
P
E 、
Q
E ，P 、Q 两点的电势为
P ϕ、Q ϕ，则（
）
A ．P Q E E >，P Q
ϕϕ>，B ．P Q
E E >，
P Q
ϕϕ<C ．
P Q
E E <，
P Q
ϕϕ<D ．
P Q
E E <，
P Q
ϕϕ>（2）研究表明，地球是一个表面带有大量负电荷的导体，晴天时大气中有很多带正电的离子，低空中正离子多，高空中正离子少。

这使得大气中的电场分布有如下特点：电势随着高度的增加而升高，在低层大气中升高得最快。

由此可知大气中的电场线分布可能是（
）
A ．
B ．
C ．
D ．
（3）如图所示，虚线a 、b 、c 是某电场的一组等势线，实线是电荷仅在电场力作用下的运动轨迹，P 、Q 是轨迹上的两点。

电荷在P 、Q 两点速率分别为
P
v 、
Q
v ，加速度大小分别为
P
a 、
Q
a ，则（）
A ．P Q v v >，P Q a a >
B ．P Q v v >，P Q a a <
C ．
P Q
v v <，
P Q
a a <D ．
P Q
v v <，
P Q
a a >12.如图所示，O 为直角坐标系的原点，电荷量为9Q +的点电荷固定在x r =-处，电荷量为Q -的点电荷固定在
x r =处。

y 轴上a 、b 两点的纵坐标分别为a y r =和b y r =-，d 点在x 轴上，其横坐标为2d x r =。

（1）O 点电场强度的方向为________，d 点电场强度
d
E 的大小为________。

（2）沿y 轴方向将一负电荷从a 点移动到b 的过程中，该负电荷的电势能将____A ．逐渐增大B ．先增大后减小C ．保持不变
D ．逐渐减小
E ．先减小后增大
13.如图（a ）所示，O 为圆心，半径0.1m R =的圆处在平行于纸面的匀强电场中。

A 、B 、C 、D 、P 为圆周上的点。

PO 连线逆时针转动，θ为PO 连线从AO 位置开始旋转的角度。

P 点的电势随角度θ的变化关系如图（b ）所示。

该匀强电场的场强大小E =________V/m 。

将电子沿圆弧从C 移动到A 的过程中，电场力对电子所做的功
W =________eV 。

14.示波器的原理示意图如图所示，电子经电压为
0U 的加速电场加速后，进入电压为U 的偏转电场，离开偏转电
场后打在荧光屏上的P 点。

P 点与O 点的距离叫偏转距离。

单位偏转电压引起的偏转距离称为示波器的灵敏度。

分析说明影响示波器灵敏度的因素。

四、实验
物理学是一门实验科学，实验是科学研究的基本方法之一。

它是根据科学研究的目的，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，而控制或模拟研究对象，使某一些事物（或过程）发生或再现，从而去认识自然现象和自然规律。

15.某同学用DIS“测电源电动势和内电阻”实验电路如图（a ）所示，某次实验电压传感器示数U 与电流传感器示数
I 的U I -关系如图（b ）所示。

（1）图（a ）中，定值电阻
R 在电路中的作用是________。

（2）由图（b ）的可得，该电源电动势E =________V ，内阻r =________Ω。

（3）根据实验测得的U 、I 数据，若令y UI =，/x U I =，则由计算机拟合得出的y x -图线如图（c ）所示，则图线最高点A 点的纵坐标y =________W （结果保留3位有效数字）。

16.“观察电容器的充、放电现象”的实验电路如图甲所示。

电路中，电源的电动势8V E =（电源内阻忽略不计）。

实验前，电容器C 不带电；实验时，先使S 与“1”端相连给电容器充电，充电结束后再使S 与“2”端相连，直至放电完毕。

电流传感器与计算机相连，计算机记录了电路中电流随时间变化的I t -关系，如图乙所示。

（1）图乙中阴影部分的面积1
S ________2S （选填“>”、“<”或“=”）。

若计算机测得
11200mA s
S =⋅，则电容器C
的电容为________F 。

（2）由甲、乙两图可判断阻值1R ________2R （选填“>”、“<”或“=”）。

17.如图所示，密立根油滴实验装置主要是由两块完全相同的金属板A 、B 正对水平放置，板间距离为d 。

当质量为m 的微小油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。

忽略空气浮力，重力加速度大小为g 。

（1）某次实验：两板间不加电压时，可观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为1t
；两板间加电压U 时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间2
t 内运动的距离与不加电压时油滴在1t
时间内运
动的距离相等。

该油滴所带电荷量为多少？
（2）通过X 射线照射在A 、B 板间改变油滴所带电荷量，重复操作，多次测量油滴的电荷量，测量得到油滴的电荷
量1Q 如表所示。

如果存在元电荷，根据表中数据求出元电荷e 。

（保留3位有效数字）
实验次序（i ）12345电荷量1Q （1810C -⨯）
0.95
1.10
1.41
1.57
2.02
高二年级物理（等级）试卷
一、振动与波
自然界中有各式各样的振动、波动现象，人们将对振动与波的认识应用在生活中。

1.如图所示，水平弹簧振子在BC之间做简谐运动，以平衡位置O为原点，建立Ox轴。

已知弹簧的劲度系数为k，
==，振子从B运动到C用时为T。

BO OC d
0=t时，振子位于B点，在坐标系内画出其振动图像_______。

（1）若
BO中点时，其所受回复力的大小为________，振子从B运动BO中点所用时间（2）振子从B向O运动，运动到
为________。

2.如图所示，两个弹簧振子悬挂在同一支架上。

弹簧振子甲的固有频率为9Hz，弹簧振子乙的固有频率为72Hz。

支架在竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动，经过一段时间，弹簧振子甲、乙的振动情况是（）
A.甲的振幅较小，且振动频率9Hz
B.甲的振幅较大，且振动频率9Hz
C.乙的振幅较小，且振动频率72Hz
D.乙的振幅较大，且振动频率为9Hz
3.运动员手持细棒抖动彩带一端，彩带像波浪般翻卷起来。

运动员某次比赛时的照片，如图所示。

图中质点P的振动方向________（选填“向上”或“向下”）。

若要使彩带产生更加密集的波浪状起伏，运动员上下抖动彩带的频率应________（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。

4.波的反射、折射、干涉、衍射，以及多普勒效应，在生活中有着广泛的应用。

（1）医学上采用“彩超”的方式测血流流速，是利用了超声波的________________。

（2）如图所示，主动降噪耳机工作原理是由麦克风拾取噪声信号，由内置扬声器产生与噪声振幅、频率相同，相位相反的降噪信号来实现降噪，这是利用了声波的________现象。

人耳可以接收20Hz 到20000Hz 的声音信号，声音在空气中的传播速度340m/s ，则内置扬声器产生声波的最长波长为________m 。

5.如图所示，实线表示0=t 时某简谐横波的波形图，虚线表示2s =t 时该波的波形图。

已知该波的波速是8m/s ，则该波的周期是________s ，波的传播方向为________。

【答案】1.①.
②.2
d k
③.
3
T 2.B 3.①.向上②.增大4.①.多普勒效应②.波的干涉
③.17
5.
①.1.5
②.x 轴负向
【1题详解】
（1）[1]由题可知，若振子位于B 点时开始计时，则振子运动的起点位于负方向的最大位移处，且为正弦规律。

周期为2T ，故图象如图
（2）[2]回复力大小为2
d k
[3]由简谐振动位移关系式有
2cos cos
cos 2x A t A t A t T T
ππω=-=-=-当2
A
x =-
时3
T t =【2题详解】
因为甲的固有频率等于驱动力的频率，根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大；做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，可知乙振动频率为9Hz ；故选B 。

【3题详解】
[1]根据上下坡法可知P 振动方向向上。

[2]如果要使绸带产生更加密集的波浪状起伏，需要将该波的波长变小，因波速不变，根据
v f
λ=可知运动员上下抖动的频率应增大。

【4题详解】
（1）[1]医学上采用“彩超”的方式测血流流速，是利用了超声波的多普勒效应。

[2]降噪耳机利用了波的干涉。

[3]波长公式
v f
λ=
可知当频率为20Hz 波长最长，解得为17m 。

【5题详解】[1]由题意可知
8m/s v =，12m
λ=则该波的周期为
1.5s T v
λ
=
=[2]当
2s
=t 时，波传播的距离为
16m
x vt ==即波传播了43
个波长，所以该波沿x 轴负向传播。

二、电路
电路可以实现电能的传输、分配和转换，以及实现信号的传输与处理。

电路通常由电源、负载和中间环节三部分组成。

电流的存在可以通过一些仪器测试出来，如电压表或电流表偏转、灯泡发光等。

6.如图所示，在a 、b 两点间加恒定电压，已知123::1:2:3R R R =。

（1）理想电流表1A 、2A 的示数之比为____
A ．3：5
B ．5：9
C ．5：3
D ．9：5
（2）若将1A 、2A 换成理想电压表1V 、2V ，则两电压表的示数之比为____
A ．1：3
B ．1：2
C ．3：5
D ．2：3
7.表中为一些金属材料的电阻率（20℃）。

某同学用一根长1.22m 、横截面积为20.10mm 的导体进行实验，测得当导体两端电压为0.60V 时，通过导体的电流是0.10A 。

此导线的电阻为________Ω，是由________制成的。

材料（20℃）
铜镍铜合金铝电阻率（Ω·m ）81.710-⨯75.010-⨯8
2.910-⨯8.如图所示，电源E 的内阻为r ，L 为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），1R 、2R 为定值电阻，1
R r >，3R 为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。

闭合开关S 后，若照射3R 的光照强度减弱，则（）
A.1R 两端的电压变大
B.通过2R 的电流变大
C.电源的输出功率变小
D.小灯泡消耗的功率变大9.如图所示，电源电动势3V E =，小灯泡L 的规格为“2V 0.4W ”，开关S 接1，当滑动变阻器接入电路的阻值
4ΩR =时，小灯泡L 正常发光；现将开关S 接2，小灯泡L 和电动机M 均正常工作。

电源内阻大小为________Ω；开关S 接2时，电动机的输入功率为________W。

【答案】6.
①.B ②.C 7.
①.6.0②.镍铜合金8.B 9.①.1②.0.16
【6题详解】
（1）[1]
简化电路图如图所示并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和
231212
59U U R R I U U I R R +==+故选B 。

（2）[2]将A 1、A 2换成理想电压表，电阻串联
U R1：U R2：U R3=1：2：3则
11222335
R R R R U U U U U U +==+故选C 。

【7题详解】
[1][2]根据公式可得电阻
R ＝ 6.0U I
=Ω根据R ＝ρl S
得ρ＝US Il ＝6
0.60.1100.11.22
-⨯⨯⨯Ω·m ＝4.9×10－7Ω·m 所以导线是由镍铜合金制成的。

【8题详解】
A ．光照强度减弱，光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中干路电流减小，故R 1两端的电压减小，故A 错误；
BD ．因干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，同时R 1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过R 2的电流增大，由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流减小，由P L ＝I 2R L 可知，小灯泡消耗的功率变小，故B 正确，D 错误；
C ．因R 1>r ，外电路总电阻R 外>r ，又R 外增大，故电源的输出功率变小，故C 错误。

故选B 。

【9题详解】
[1]开关S 接1时，当变阻器调到R =4Ω时，小灯泡L 正常发光，可得灯泡两端电压为
2V
L U =电功率为
0.4W
=L P 则电路中电流为
L L L
0.2A P I U =
=根据闭合电路欧姆定律有()
L L E U I r R =++代入数据解得电源内阻
1Ω
r =[2]开关S 接2时，电路中电流仍为0.2A ，根据闭合电路欧姆定律有
L M L E U U I r
=++代入数据解得电动机的工作电压
M 0.8V
U =电动机的输入功率
M L 0.16W
P U I ==入三、静电场
电场是一种看不见摸不着的物质，然而却无处不在，几乎弥漫于整个宇宙。

我们把相对于观察者静止的电荷产生的场电场称为静电场。

10.带电体周围存在电场，两带电体通过电场发生相互作用。

（静电力常量922910N m /C k =⨯⋅）
（1）真空中，两个电荷量均为2C 的点电荷，相距1m ，它们间的库仑力为____
A ．94.510N ⨯
B ．9910N ⨯
C ．101.810N ⨯
D ．103.610N
⨯（2）两个相同的金属小球A 、B 所带电荷量的比:5:1A B Q Q =。

A 、B 两球相距一定距离（A 、B 可视为点电荷），它们间的相互作用力为1F 。

若将两球互相接触后，再放回各自原来的位置，其作用力变为2F ，则1F 与2F 之比可能为____
A ．5：4
B ．5：6
C ．5：7
D ．5：9
11.人们通过电场线、等势线来描绘电场。

（1）某电场的电场线分布如图所示，P 、Q 两点的场强大小为P E 、Q E ，P 、Q 两点的电势为P ϕ、Q ϕ，则（）
A ．P Q E E >，P Q ϕϕ>，
B ．P Q E E >，P Q ϕϕ<
C ．P Q E E <，P Q ϕϕ<
D ．P Q
E E <，P Q
ϕϕ>（2）研究表明，地球是一个表面带有大量负电荷的导体，晴天时大气中有很多带正电的离子，低空中正离子多，高空中正离子少。

这使得大气中的电场分布有如下特点：电势随着高度的增加而升高，在低层大气中升高得最快。

由此可知大气中的电场线分布可能是（）
A ．
B ．
C ．
D ．
（3）如图所示，虚线a 、b 、c 是某电场的一组等势线，实线是电荷仅在电场力作用下的运动轨迹，P 、Q 是轨迹上
的两点。

电荷在P 、Q 两点速率分别为P v 、Q v ，加速度大小分别为P a 、Q a ，则（）
A ．P Q v v >，P Q
a a >B ．P Q v v >，P Q a a <C ．P Q v v <，P Q a a <D ．P Q v v <，P Q
a a >12.如图所示，O 为直角坐标系的原点，电荷量为9Q +的点电荷固定在x r =-处，电荷量为Q -的点电荷固定在x r =处。

y 轴上a 、
b 两点的纵坐标分别为a y r =和b y r =-，d 点在x 轴上，其横坐标为2d x r =。

（1）O 点电场强度的方向为________，d 点电场强度d E 的大小为________。

（2）沿y 轴方向将一负电荷从a 点移动到b 的过程中，该负电荷的电势能将____
A ．逐渐增大
B ．先增大后减小
C ．保持不变
D ．逐渐减小
E ．先减小后增大13.如图（a ）所示，O 为圆心，半径0.1m R =的圆处在平行于纸面的匀强电场中。

A 、B 、C 、D 、P 为圆周上的点。

PO 连线逆时针转动，θ为PO 连线从AO 位置开始旋转的角度。

P 点的电势随角度θ的变化关系如图（b ）所示。

该匀强电场的场强大小E =________V/m 。

将电子沿圆弧从C 移动到A 的过程中，电场力对电子所做的功W =________eV 。

14.示波器的原理示意图如图所示，电子经电压为0U 的加速电场加速后，进入电压为U 的偏转电场，离开偏转电场后打在荧光屏上的P 点。

P 点与O 点的距离叫偏转距离。

单位偏转电压引起的偏转距离称为示波器的灵敏度。

分
析说明影响示波器灵敏度的因素。

【答案】10.
①.D ②.AD 11.
①.A ②.A ③.D 12.
①.x 轴正方向②.0③.B 13.
①.20②.-214.见解析
【10题详解】
（1）[1]由库仑定律可知
2102 3.610N Q F k r
==⨯故选D 。

（2）[2]若带异种电荷，两个完全相同的金属小球相互接触后，电荷先中和后均分，相互接触前相互接触后，带电量
2q q q
''==根据库仑定律可得，相互作用力之比
212255224q q k
F r q q F k r ⨯==⨯若带同种电荷，两个完全相同的金属小球相互接触后，电荷均分，相互接触后，带电量
1
13q q q ''==根据库仑定律可得，相互作用力之比
212255339q q
k
F r q q F k r ⨯==⨯故选AD 。

【11题详解】
（1）[1]根据电场线疏密程度表示电场强度大小，沿电场线方向电势降低可知P Q E E >，P Q ϕϕ>。

故选A 。

（2）[2]根据沿着电场线电势逐渐降低，可知电场线方向竖直向下，在低层大气中升高得最快，根据
U E d
=
可知越靠近地面电场强度越大，电场线越密。

故选A 。

（3）[3]由于点电荷做曲线运动，电场力必然指向轨迹弯曲的内侧，若电荷从P 到Q ，则电场力与电荷运动方向成锐角，速度增大。

若电荷从Q 到P ，则电场力与电荷运动方向成钝角，速度减小。

则在P 点的速率一定比它在Q 点的小；
电场线密集的区域电场强度大，电场力就大，加速度大小也大，故点电荷在P 点的加速度大小一定比它在Q 点的大。

故选D 。

【12题详解】
（1）[1][2]根据电场强度叠加原理可得，O 点电场强度的方向沿x 轴正方向。

2290(3)d k Q kQ E r r
=-=（2）[3]沿y 轴方向将一负电荷从a 点移动到b 的过程中电场力先做正功后做负功，因此电势能先增加后减小。

故选B 。

【13题详解】
[1]根据图像可知，当13θπ=时，P 点位于P 1的电势为1V ，当56θπ=时，P 点位于P 2的电势为3V ，当43
θπ=时，P 点位于P 3的电势为5V ，根据夹角关系，可知13POP 位于同一条直线上，则有
1V 5V
O O ϕϕ-=-解得
3V
O ϕ=可知，2P O 连线为一条等势线，根据夹角关系可知，13POP 与2P O 垂直，即13POP 为一条电场线，方向由3P 指向1P ，与水平向右的方向成夹角3π，匀强电场的场强大小为
313151V /m 20V /m 2220.1
U E R R ϕϕ--=
===⨯[2]电子从C 点沿圆弧运动到A 点，有2cos 2eV 3
CA W eE R π=-⋅=-【14题详解】
在加速电场中
20012
U e mv =
在偏转电场中设板长为1L ，水平方向10L v t
=竖直方向
2210
124Ue y UL U t dm d ==电子飞出偏转电场时偏转角的正切
101000
tan 2y L Ue v dm v UL v v dU θ⋅===设电子打在荧光屏上的位置与O 点的竖直距离Y ，板右端到荧光屏的水平距离为L 2，由比例关系
1211212
L L Y y L +=则
212121110
224L L L L UL Y y L L dU ++==⋅则灵敏度
21210
24L L L Y U dU +=则加速电场电压U 0、偏转电场板长、板间距、板右侧到荧光屏距离影响示波器灵敏度。

四、实验
物理学是一门实验科学，实验是科学研究的基本方法之一。

它是根据科学研究的目的，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，而控制或模拟研究对象，使某一些事物（或过程）发生或再现，从而去认识自然现象和自然规律。

15.某同学用DIS“测电源电动势和内电阻”实验电路如图（a ）所示，某次实验电压传感器示数U 与电流传感器示数I 的U I -关系如图（b
）所示。

（1）图（a ）中，定值电阻0R 在电路中的作用是________。

（2）由图（b ）的可得，该电源电动势E =________V ，内阻r =________Ω。

（3）根据实验测得的U 、I 数据，若令y UI =，/x U I =，则由计算机拟合得出的y x -图线如图（c ）所示，则图线最高点A 点的纵坐标y =________W （结果保留3位有效数字）。

16.“观察电容器的充、放电现象”的实验电路如图甲所示。

电路中，电源的电动势8V E =（电源内阻忽略不计）。

实验前，电容器C 不带电；实验时，先使S 与“1”端相连给电容器充电，充电结束后再使S 与“2”端相连，直至放电完毕。

电流传感器与计算机相连，计算机记录了电路中电流随时间变化的I t -关系，如图乙所示。

（1）图乙中阴影部分的面积1S ________2S （选填“>”、“<”或“=”）。

若计算机测得11200mA s S =⋅，则电容器C 的电容为________F 。

（2）由甲、乙两图可判断阻值1R ________2R （选填“>”、“<”或“=”）。

17.如图所示，密立根油滴实验装置主要是由两块完全相同的金属板A 、B 正对水平放置，板间距离为d 。

当质量为m 的微小油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。

忽略空气浮力，重力加速度大小为g 。

（1）某次实验：两板间不加电压时，可观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为1t ；两板间加电压U 时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间2t 内运动的距离与不加电压时油滴在1t 时间内运动的距离相等。

该油滴所带电荷量为多少？
（2）通过X 射线照射在A 、B 板间改变油滴所带电荷量，重复操作，多次测量油滴的电荷量，测量得到油滴的电荷量1Q 如表所示。

如果存在元电荷，根据表中数据求出元电荷e 。

（保留3位有效数字）实验次序（i ）12
345电荷量1Q （1810C -⨯）0.95
1.10 1.41 1.57
2.02
【答案】15
.①.保护电源②.2.83③.1.03④.1.9416.①.=
②.0.15③.<17.（1）122
()mgd t t Q Ut +=
；（2）191.5410C e -=⨯【15题详解】（1）[1]为防止滑动变阻器接入电路的阻值为零导致电路电流太大损坏电源，要在电路中接入保护电阻，因此定值电阻0R 在电路中的作用是保护电源；（2）[2]根据闭合电路欧姆定律
U E Ir
=-结合图像U I -可知，电动势为：
2.83V
E =[3]内阻为：
1.03ΩU r k I
∆==
=∆（3）[4]由题意可知y IU P ==出
U x R I
=
=功率222
222()((4)E E E P I R R r R R r R r r R R ====+-++)因此当 1.03ΩR r ==时，电源的输出功率最大
22max
2.83W 1.94W 441.03
E P r ===⨯所以图线最高点A 点的纵坐标 1.94W
y =【16题详解】
（1）[5]根据公式
Q it
=可知面积表示电荷量。

充电前，电容器的电荷量为零，放电完成后，电容器的电荷量仍为零。

所以充电完成和放电完成后，电荷量相等，故S 1=S 2。

[6]由于电源内阻不计，可知电容器两端电压等于电源电动势，则电容值为
1.200==F 0.15F 8
Q C U =（2）[7]由图乙可知，充电时的最大电流大于放电时的最大电流，则可知
R 1＜R 2
【17题详解】（1）设油滴运动时所受空气阻力f 与速度大小v 满足关系：
f kv
=当不加电场时，设油滴以速率v 1匀速下降，受重力和阻力而平衡，即
1
mg kv =当极板加电压U 时，设油滴以速率v 2匀速上升，受电场力、重力和阻力，即
2
QE mg kv =+U E d
=
根据题意：1122
v t v t =解得
122
()
mgd t t Q Ut +=（2）如果存在基本电荷，那么油滴所带的电荷量Q 应为某一最小单位的整数倍，即油滴电荷量的最大公约数（或油滴带电量之差的最大公约数）为基本电荷e 。

由于
181821320.1510C,0.3110C
Q Q Q Q ---=⨯-=⨯181843540.1610C,0.4510C
Q Q Q Q ---=⨯-=⨯可以看出，油滴带电量之差都近似为某个数的整数倍，即
211322
,2Q Q e Q Q e -=-=433544
,3Q Q e Q Q e -=-=所以
191234 1.5410C 4e e e e e -+++==⨯。