【知识点】
1. 物理学中的库仑定律:题目中的第一道选择题涉及库仑定律,该定律描述了两个静止点电荷之间的相互作用力。根据库仑定律,力与电荷量的乘积成正比,与两电荷间距离的平方成反比。如果电荷量增大为原来的2倍,而距离减小为原来的1/2,作用力将会变为原来的16倍。
2. 电容器的基本性质:第二道选择题提到了电容器的电容,这是衡量电容器存储电荷能力的物理量,与电容器的几何形状、介质材料以及极板间的距离有关,但并不直接与电荷量或电压成比例。
3. 电场力的影响:第三道题中,正电荷在电场力作用下加速且加速度增大,表明电荷所处的电场强度在增加,因此电场线应该是向上的,即选择项中的斜向上方向。
4. 电阻的伏安特性曲线:第四题展示了两个电阻的伏安特性,曲线的斜率代表电阻。从图中可以看出,Ra的曲线更陡峭,意味着Ra的电阻值更大。
5. 电势差与电势:第五题通过给出的电势点,可以推算出电势差。由于电场线与矩形平面平行,可以判断电势沿着电场线的方向是增大的,所以c点的电势应该在a和b之间,且高于d点的电势,选项B最符合。
6. 火警报警器的工作原理:第六题涉及到半导体热敏电阻R2,其电阻随温度上升而减小。在火警情况下,R2温度升高,电阻减小,导致电路中的电流I增大,根据欧姆定律,电压U会降低,因为电阻减小,电流增大,保持功率不变。
7. 带电粒子在磁场中的运动:第七题中,粒子在匀强磁场中因阻力动能减小,表明粒子沿磁场方向做减速圆周运动。由于动能减小,粒子的速度减小,轨迹由外向内收缩,因此粒子应带正电,沿a→b→c的方向运动。
8. 饮水机电路分析:第九题中的饮水机电路,S是温度控制开关。当开关S闭合时,饮水机处于加热状态。根据表格数据,加热状态时总功率等于加热管功率加上附加电阻的功率,当开关S闭合时,R0与R串联,总电阻为R0+R。为达到加热状态,总电阻应较小,因此R0的阻值应为88Ω。
9. 电磁感应现象:第十题涉及电磁感应,当滑动变阻器的电阻减小时,螺线管产生的磁场变化,导致金属环M和N中的感应电流,根据楞次定律,两环会相互靠近以反抗磁场的变化。
10. 质谱仪的工作原理:第十一题描述了质谱仪的结构,用于测量离子的质量。离子在经过加速电压后进入磁场,根据半径公式,离子的半径与其质量和电量的比值(比荷)有关,而非质量本身。因此,相同x对应的是相同比荷的离子,而不是相同质量。
11. 测量电池电动势和内阻的实验:最后一题是实验题,通过测量不同电阻下的电压和电流,绘制U-I图,从而求解电池的电动势E和内阻r。通过图象的斜率得到内阻r,截距得到电动势E。
以上是对高二物理期末考试题的解析,涵盖了电场力、电容器、电阻特性、电势、电磁感应、粒子在磁场中的运动、电路分析、质谱仪原理以及实验测量等多个知识点。