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广西河池高中2015-2016学年高二上学期第二次月考物理试卷


2015-2016 学年广西河池高中高二(上)第二次月考物理试卷
一、选择题(本题包括 10 小题,共 40 分.每小题给出的四个选项中,1 至 6 小题只有一个 选项正确,7 至 10 小题有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,选择 有错或不选的得 0 分) 1.关于物理学家和他们的贡献,下列说法中正确的是( ) A.奥斯特发现了电流的磁效应

B.库仑提出了库仑定律,并最早实验测得元电荷 e 的数值 C.开普勒发现了行星运动的规律,并通过实验测出了万有引力常量 D.牛顿不仅发现了万有引力定律,而且提出了场的概念 2.如图为一逻辑电路,根据电路图完成它的真值表.其输出端从上到下排列的结果正确的 是( ) 输入 输出 A B C 0 0 0 1 1 0 1 1

A.0 0 1 0

B.0 0 1 1

C.1 0 1 0

D.0 0 0 1

3.如图所示,通电螺线管水平固定,OO′为其轴线,a、b、c 三点在该轴线上,在这三点处 各放一个完全相同的小圆环,且各圆环平面垂直于 OO′轴.则关于这三点的磁感应强度 Ba、 Bb、Bc 的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量 Φa、Φb、Φc 的大小关系,下列判断正确的 是( )

A.Ba=Bb=Bc,Φa=Φb=Φc B.Ba>Bb>Bc,Φa<Φb<Φc C.Ba>Bb>Bc,Φa>Φb>Φc D.Ba>Bb>Bc,Φa=Φb=Φc 4.下列有关电学的说法中不正确的是( ) A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B.导体中没有电流时,说明导体内部的电荷没有移动 C.电动势公式 与电压 中的 W 是一样的,都是电场力做的功 D.电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量

5.如图,真空存在一点电荷产生的电场,其中 a、b 两点的电场强度方向如图,a 点的电场 方向与 ab 连线成 60°,b 点电场方向与 ab 连线成 30°,则以下关于 a、b 两点电场强度 Ea、 Eb 及电势 φa、φb 的关系正确的是( )

A.Ea=3Eb,φa>φb C.Ea= Eb,φa>φb

B.Ea=3Eb,φa<φb D.Ea= Eb,φa<φb

6.如图所示,电压表和电流表的读数分别为 10V 和 0.1A,电流表的内阻为 0.2Ω,那么有 关待测电阻 Rx 的说法正确的是( )

A.Rx 的测量值比真实值小 B.Rx 的真实值为 100Ω C.Rx 的真实值为 100.2Ω D.Rx 的真实值为 99.8Ω 7.通常一次闪电过程历时约 0.2~0.3s,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时 间仅 40~80 μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前云地之间的电势 9 差约为 1.0×10 V,云地间距离约为 1km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为 6C, 闪击持续时间约为 60μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的.根据以上数据,下列判断错 误的是( ) A.闪电电流的瞬时值可达到 1×10 A 14 B.整个闪电过程的平均功率约为 1×10 W 6 C.闪电前云地间的电场强度约为 1×10 V/m 6 D.整个闪电过程向外释放的能量约为 6×10 J 8.两个相同的金属小球(均可视为点电荷) ,带电荷量大小之比为 1:3,固定在相距为 r 的两处,它们间库仑力的大小为 F.两小球相互接触后将其固定在距离为 的两处,则两球 间库仑力的大小可能为( ) A. F B. F C. FD.4F
5

9.在如图所示的电路中,灯泡 L 的电阻大于电源的内阻 r,闭合电键 S,将滑动变阻器滑片 P 向右移动一段距离后,下列结论正确的是( )

A.灯泡 L 变亮 B.电源的输出功率变小 C.电容器 C 上电荷量减少 D.电流表读数变小,电压表读数变大 10.甲、乙两根保险丝均为同种材料制成,直径分别是 d1=0.5mm 和 d2=1mm,熔断电流分 别为 2.0A 和 6.0A,把以上两根保险丝各取等长一段, ( ) A.将它们串联后再接入电路中,允许通过的最大电流是 2A B.将它们串联后再接入电路中,允许通过的最大电流是 6A C.将它们并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是 8.0A D.将它们并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是 7.5A

二、填空题(本题包括 2 小题,共 16 分) 11.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率 ρ.步骤如下: (1) 用游标为 20 分度的卡尺测量其长度如图甲所示, 由图可知其长度为

mm;

(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径为 mm; (3)在实验室,该同学想测出某种材料的电阻率.由于不知是何种材料,也不知其大约阻 值,于是他用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻,经正确操作后,用“×100”挡时发现指 针偏转情况如图丙所示,则他应该换用 挡(选填“×10”或“×1k”)重新测量.换 挡后,在测量前先要 . 12. (1)用 DIS 测电源电动势和内电阻电路如图(a)所示,R0 为定值电阻.调节电阻箱 R, 记录电阻箱的阻值 R 和相应的电流值 I,通过变换坐标,经计算机拟合得到如图(b)所示 图线, 则该图线选取了 为纵坐标, 由图线可得该电源电动势为 V.

(2)现有三个标有“2.5V,0.6A”相同规格的小灯泡,其 I﹣U 特性曲线如图(c)所示,将 它们与图(a)中电源按图(d)所示电路相连,A 灯恰好正常发光,则电源内阻 r= Ω,图(a)中定值电阻 R0= Ω.

(3)若将图(a)中定值电阻 R0 换成图(d)中小灯泡 A,调节电阻箱 R 的阻值,使电阻 箱 R 消耗的电功率是小灯泡 A 的两倍,则此时电阻箱阻值应调到 Ω.调节电 阻箱 R 的阻值,能否使小灯泡 A、电阻箱 R 和电源内阻 r 上消耗的电功率相同?答 (选填“能”、“不能”或“不能确定”)

三、计算题(本题包括 4 个小题,共 44 分.要求解答过程要有必要的文字说明和重要的演 算步骤,否则扣分或不给分) 13.如图所示,倾角为 θ 的光滑斜面上有一根水平方向的通电直导线恰好静止.已知直导线 长为 l, 质量为 m, 电流方向垂直于纸面向外, 电流强度为 I, 整个装置处在匀强磁场中. 则: (1)匀强磁场的磁感强度的最小值 B1 的大小和方向是怎样的? (2) 要使静止在斜面上的通电直导线对斜面无压力, 匀强磁场的磁感强度的最小值 B2 的大 小和方向是怎样的?

14.如图所示,电源电动势 E=10V,内电阻 r=0.5Ω,R1=5.5Ω,R2=4Ω,水平放置的平行板 ﹣5 电容器的电容 C=5×10 F,当开关 S 闭合后,求: (1)流过 R1 的电流 I 和路端电压 U; (2)电源消耗的总功率 P 和 R2 上消耗的功率 P2; (3)电容器所带的电量 Q.

15. 表是一辆电动自行车的部分技术指标, 其中额定车速是指电动自行车满载情况下在水平 平直道路上以额定功率匀速行驶的速度. 额定车速 整车质量 载重 额定输出功率 电动机额定工作电压和电 流

18km/h

40kg

80kg

180W

36V/6A
2

请参考表中数据,完成下列问题 (g 取 10m/s ) : (1)此电动机的电阻是多少?正常工作时,电动机的效率是多少? (2)在水平平直道路上行驶过程中电动自行车受阻力是车重(包括载重)的 k 倍,试计算 k 的大小. (3)仍在上述道路上行驶,若电动自行车满载时以额定功率行驶,当车速为 2m/s 时的加速 度为多少? 16.如图,一半径为 R 的圆表示一柱形区域的横截面(纸面) ,O 为圆心.在柱形区域内加 一方向垂直于纸面向外的匀强磁场,一质量为 m、电荷量为+q 的粒子沿图中直径从圆上的 A 点射入柱形区域,在圆上的 D 点离开该区域,已知图中 θ=120°,现将磁场换为竖直向下 的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直径从 A 点射入柱形区域,也在 D 点离开该区域.若 磁感应强度大小为 B,不计重力,试求: (1)电场强度 E 的大小; (2)经磁场从 A 到 D 的时间与经电场从 A 到 D 的时间之比.

2015-2016 学年广西河池高中高二(上)第二次月考物理 试卷
参考答案与试题解析

一、选择题(本题包括 10 小题,共 40 分.每小题给出的四个选项中,1 至 6 小题只有一个 选项正确,7 至 10 小题有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,选择 有错或不选的得 0 分) 1.关于物理学家和他们的贡献,下列说法中正确的是( ) A.奥斯特发现了电流的磁效应 B.库仑提出了库仑定律,并最早实验测得元电荷 e 的数值 C.开普勒发现了行星运动的规律,并通过实验测出了万有引力常量 D.牛顿不仅发现了万有引力定律,而且提出了场的概念 【考点】物理学史. 【分析】根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可. 【解答】解:A、奥斯特发现了电流的磁效应,故 A 正确; B、库仑提出了库仑定律,密立根最早实验测得元电荷 e 的数值,故 B 错误; C、开普勒发现了行星运动的规律,卡文迪许通过实验测出了万有引力常量,故 C 错误; D、牛顿不仅发现了万有引力定律,法拉第提出了场的概念,故 D 错误; 故选:A. 【点评】本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加 强记忆,这也是考试内容之一. 2.如图为一逻辑电路,根据电路图完成它的真值表.其输出端从上到下排列的结果正确的 是( ) 输入 输出 A B C 0 0 0 1 1 0 1 1

A.0 0 1 0 B.0 0 1 1 C.1 0 1 0 D.0 0 0 1 【考点】简单的逻辑电路. 【专题】恒定电流专题. 【分析】 非门的特点是: 输入状态和输出状态完全相反, 与门的特点是: 当所有条件都满足, 事件才能发生. 【解答】解:当 A 输入为 0,B 输入为 0 时,从非门输出为 1,从与门输出为 0. 当 A 输入为 0,B 输入为 1 时,从非门输出为 0,从与门输出为 0. 当 A 输入为 1,B 输入为 0 时,从非门输出为 1,从与门输出为 1.

当 A 输入为 1,B 输入为 1 时,从非门输出为 0,从与门输出为 0.故 A 正确,B、C、D 错 误. 故选:A. 【点评】解决本题的关键知道非门和与门的特点,牢记各简单逻辑门功能与特点,便可很容 易的解答此题. 3.如图所示,通电螺线管水平固定,OO′为其轴线,a、b、c 三点在该轴线上,在这三点处 各放一个完全相同的小圆环,且各圆环平面垂直于 OO′轴.则关于这三点的磁感应强度 Ba、 Bb、Bc 的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量 Φa、Φb、Φc 的大小关系,下列判断正确的 是( )

A.Ba=Bb=Bc,Φa=Φb=Φc B.Ba>Bb>Bc,Φa<Φb<Φc C.Ba>Bb>Bc,Φa>Φb>Φc D.Ba>Bb>Bc,Φa=Φb=Φc 【考点】磁通量. 【分析】根据磁感线的疏密来确定磁感应强度的大小,由磁通量的概念,穿过线圈磁感线的 条件,来确定磁通量的大小,从而即可求解. 【解答】解:由题意可知,a 线圈所处的磁场最强,而 c 线圈所处的磁场最弱,则三点的磁 感应强度 Ba、Bb、Bc 的大小是:Ba>Bb>Bc, 而根据磁通量?=BS 可知, 则有穿过三个小圆环的磁通量 Φa、 Φb、 Φc 的大小: Φa>Φb>Φc 故选:C. 【点评】 考查磁感线的疏密表示磁场强弱, 理解磁通量的概念, 掌握比较磁通量的大小方法. 4.下列有关电学的说法中不正确的是( ) A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B.导体中没有电流时,说明导体内部的电荷没有移动 C.电动势公式 与电压 中的 W 是一样的,都是电场力做的功 D.电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量 【考点】电源的电动势和内阻;静电场中的导体. 【专题】恒定电流专题. 【分析】 电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量; 其大小可以由非静电力 所做的功与移动电荷量的比值求出; 导体中没有电流时,电荷也在做无规则运动; 电工穿金属衣可以起到静电屏蔽的作用. 【解答】解:A、电工穿金属衣可以起到静电屏蔽的作用,以保证自身安全,故 A 错误; B、导体中没有电流时,导体内部的电荷也在做无规则运动,故 B 错误; C、公式 中的 W 为非静电力所做的功; 中 W 是电场力所做的功;故二者不相同; 故 C 错误; D、电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量;故 D 正确; 本题选错误的,故选:ABC.

【点评】 本题考查电学中的常见物理现象及物理量的认识; 要注意明确电动势是根据非静电 力做功来定义的,公式中的 W 不是电场力所做的功. 5.如图,真空存在一点电荷产生的电场,其中 a、b 两点的电场强度方向如图,a 点的电场 方向与 ab 连线成 60°,b 点电场方向与 ab 连线成 30°,则以下关于 a、b 两点电场强度 Ea、 Eb 及电势 φa、φb 的关系正确的是( )

A.Ea=3Eb,φa>φb

B.Ea=3Eb,φa<φb

C.Ea= Eb,φa>φb D.Ea= Eb,φa<φb 【考点】电场强度;电势. 【专题】电场力与电势的性质专题.

【分析】要比较两点的场强的大小,必需求出两点各自的场强 E,根据 E=

可知必需知道

ab 两点到 O 的距离大小关系 a 点到 O 点的距离 Ra=Labcos60°= Lab,b 点到 O 点距离 Rb=Lbcos30°= Lab.再根据沿电场线方向电势降低确定两点电势的高低. Lab,

【解答】解:a 点到 O 点的距离 Ra=Labcos60°= Lab,b 点到 O 点距离 Rb=Lbcos30°=

根据点电荷的场强公式 E=E=

可得:

=

=

= ;故 Ea=3Eb

在正电荷的周围越靠近场源电势越高,故有 φa>φb, 故 A 正确,BCD 错误. 故选:A. 【点评】理解场强的决定式,把握沿电场线方向电势降低的特点即可顺利解决此类题目. 6.如图所示,电压表和电流表的读数分别为 10V 和 0.1A,电流表的内阻为 0.2Ω,那么有 关待测电阻 Rx 的说法正确的是( )

A.Rx 的测量值比真实值小 B.Rx 的真实值为 100Ω C.Rx 的真实值为 100.2Ω D.Rx 的真实值为 99.8Ω 【考点】伏安法测电阻.

【专题】恒定电流专题. 【分析】由电路图可知,实验电路采用的是电流表的内接法,由于电流表的分压,电阻测量 值大于真实值; 由欧姆定律求出电阻的测量值,然后由串联电路特点求出电阻的真实值. 【解答】解:由电路图可知,实验采用了电流表的内接法,电阻的测量值: R= = =100Ω; 由电路图可知, 电压表所测的是电流表与待测电阻的电压, 因此电阻测量值是待测电阻阻值 与电流表内阻之和,则电阻的真实值: Rx=R﹣RA=100Ω﹣0.2Ω=99.8Ω, 电阻的测量值大于电阻真实值,故 ABC 错误,D 正确; 故选:D. 【点评】本题考查了实验误差分析、求待测电阻的真实值等问题,分析清楚电路结构、熟练 应用欧姆定律及串联电路特点即可正确解题. 7.通常一次闪电过程历时约 0.2~0.3s,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时 间仅 40~80 μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前云地之间的电势 差约为 1.0×10 V,云地间距离约为 1km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为 6C, 闪击持续时间约为 60μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的.根据以上数据,下列判断错 误的是( ) A.闪电电流的瞬时值可达到 1×10 A 14 B.整个闪电过程的平均功率约为 1×10 W 6 C.闪电前云地间的电场强度约为 1×10 V/m 6 D.整个闪电过程向外释放的能量约为 6×10 J 【考点】电势差与电场强度的关系;电场强度. 【专题】电场力与电势的性质专题. 【分析】 (1)由于云地间的电场是匀强电场,根据场强的公式可以求得电场强度的大小; (2)根据电流强度的定义式可以求得电流的平均值的大小; (3)根据电场做功的公式,可以直接计算出释放的能量.
5 9

【解答】解:A、根据电流强度的定义式可得,电流为:I= 单位的正确换算) ,所以 A 正确. 9 9 B、释放的能量等于电场力做功为:W=QU=6×1.0×10 =6×10 J;

(注意

所以第一次闪电的平均功率为为:P=

=1×10 W,故 B 正确,D 错误

14

C、由于电荷转移主要发生在第一个闪击过程中,所以整个闪电过程的平均功率小于第一次 的闪电功率,所以 B 错误. 电场强度的大小为为:E= =1×10 V/m,所以 C 正确. 因选错误的,故选:D. 【点评】本题是对电场强度的公式的直接考查,在电场这一部分中公式比较多,这就要求同 学们在学习的过程中要掌握住每个公式.
6

8.两个相同的金属小球(均可视为点电荷) ,带电荷量大小之比为 1:3,固定在相距为 r 的两处,它们间库仑力的大小为 F.两小球相互接触后将其固定在距离为 的两处,则两球 间库仑力的大小可能为( ) A . F B. F C. FD.4F 【考点】库仑定律. 【专题】电场力与电势的性质专题. 【分析】清楚两小球相互接触后,其所带电量先中和后均分. 根据库仑定律的内容,根据变化量和不变量求出问题.

【解答】解:接触前两个点电荷之间的库仑力大小为 F=k



两个相同的金属球各自带电,接触后再分开,其所带电量先中和后均分,

所以两球分开后各自带点为+Q,距离又变为原来的 ,库仑力为 F′=k 所以两球间库仑力的大小为 F. 两个相同的金属球各自带电,接触后再分开,其所带电量先中和后均分,



所以两球分开后各自带点为+2Q,距离又变为原来的 ,库仑力为 F′=4k



所以两球间库仑力的大小为 F,故 BC 正确,AD 错误; 故选:BC. 【点评】本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题,注意电量的正负性,及理解中和与平 分的含义. 9.在如图所示的电路中,灯泡 L 的电阻大于电源的内阻 r,闭合电键 S,将滑动变阻器滑片 P 向右移动一段距离后,下列结论正确的是( )

A.灯泡 L 变亮 B.电源的输出功率变小 C.电容器 C 上电荷量减少 D.电流表读数变小,电压表读数变大 【考点】电容器;电功、电功率. 【专题】电容器专题.

【分析】含电容的支路相当于断路,根据滑动变阻器阻值的变化,判断总电阻的变化,从而 得出总电流的变化, 结合内电压的变化得出外电压的变化, 从而得出电表示数的变化和灯泡 明暗程度的变化. 根据滑动变阻器两端电压的变化, 得出电容器两端电压的变化, 结合 Q=CU 判断电荷量的变化.根据外电阻与内电阻的大小关系,判断输出功率的变化. 【解答】解:A、滑动变阻器滑片 P 向右移动一段距离后,总电阻减小,则总电流增大,内 电压增大,外电压减小,所以灯泡 L 的电流增大,灯泡变亮,电流表示数增大,电压表示 数减小.故 A 正确,D 错误. B、因为当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率变大,外电阻大于内电阻,外电阻减小, 则输出功率变大.故 B 错误. C、灯泡两端的电压变大,外电压变小,则滑动变阻器两端的定义减小,根据 Q=CU 知,电 容器 C 上的电荷量减小.故 C 正确. 故选:AC. 【点评】本题的难点在于确定电源的输出功率如何变化,可以用数学证明,当内外电阻相等 时,电源的输出功率最大,这是很重要的结论.对于电容器,关键确定电压,记住这个结论 很有必要:电容器与与它并联的电路电压相等. 10.甲、乙两根保险丝均为同种材料制成,直径分别是 d1=0.5mm 和 d2=1mm,熔断电流分 别为 2.0A 和 6.0A,把以上两根保险丝各取等长一段, ( ) A.将它们串联后再接入电路中,允许通过的最大电流是 2A B.将它们串联后再接入电路中,允许通过的最大电流是 6A C.将它们并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是 8.0A D.将它们并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是 7.5A 【考点】测定金属的电阻率. 【专题】实验题;恒定电流专题. 【分析】 串联电路电流处处相等, 两保险丝串联, 电路允许的最大电流应为额定电流较小者; 根据保险丝的直径,求出两保险丝的电阻关系,并联电路电压相等,两保险丝并联, 两端电压应为较小的额定电压,然后由欧姆定律与并联电路特点求出电路最大电流. 【解答】解:A、两保险丝串联,电路最大电流为额定电流较小保险丝的电流,即最大电流 为 2.0A,故 A 正确,B 错误;

C、 两保险丝材料与长度相同, 由电阻定律可知,

=

=

= , R1=4R2=4R,

保险丝允许的最大电压 U1=I1R1=2×4R=8R,U2=I2R2=6×R=6R,

两保险丝并联,两端电压相等,并联电压应为 U=6R,则 I2=6A,I1=

=

=1.5A,并联电

路允许的最大电流为 6A+1.5A=7.5A,故 C 错误,D 正确; 故选 AD. 【点评】本题考查了电路允许的最大电流,应用串并联电路特点、欧姆定律、电阻定律即可 正确解题.

二、填空题(本题包括 2 小题,共 16 分) 11.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率 ρ.步骤如下: (1)用游标为 20 分度的卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度为 50.15

mm;

(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径为 4.700 mm; (3)在实验室,该同学想测出某种材料的电阻率.由于不知是何种材料,也不知其大约阻 值,于是他用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻,经正确操作后,用“×100”挡时发现指 针偏转情况如图丙所示,则他应该换用 ×1k 挡(选填“×10”或“×1k”)重新测量.换挡后, 在测量前先要 欧姆调零 . 【考点】测定金属的电阻率. 【专题】实验题;恒定电流专题. 【分析】 (1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读; (2)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; (3)欧姆表中值电阻附近刻度相对比较均匀,读数误差小;欧姆表各个档位共用一个刻度 盘,每次换档后都应该校准刻度,即重新调零. 【解答】解: (1)游标卡尺的固定刻度读数为 50mm,游标尺上第 8 个刻度游标读数为 0.05×3m=0.15mm,所以最终读数为:50mm+0.15mm=50.15mm; (2)螺旋测微器的固定刻度读数为 4.5mm,可动刻度读数为 0.01×20.0mm=0.200mm,所以 最终读数为:4.5mm+0.200mm=4.700mm. (3)由于指针太偏左,所选挡位太小,应该换用×1k 挡,换挡后,在测量前先要进行欧姆 调零. 故答案为: (1)50.15 (2)4.700 (3)×1 k、欧姆调零 【点评】 解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法, 游标卡尺读数的方法是主 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. 12. (1)用 DIS 测电源电动势和内电阻电路如图(a)所示,R0 为定值电阻.调节电阻箱 R, 记录电阻箱的阻值 R 和相应的电流值 I,通过变换坐标,经计算机拟合得到如图(b)所示 图线,则该图线选取了 为纵坐标,由图线可得该电源电动势为 4.5 V.

(2)现有三个标有“2.5V,0.6A”相同规格的小灯泡,其 I﹣U 特性曲线如图(c)所示,将 它们与图(a)中电源按图(d)所示电路相连,A 灯恰好正常发光,则电源内阻 r= 2.5 Ω, 图(a)中定值电阻 R0= 2 Ω.

(3)若将图(a)中定值电阻 R0 换成图(d)中小灯泡 A,调节电阻箱 R 的阻值,使电阻 箱 R 消耗的电功率是小灯泡 A 的两倍,则此时电阻箱阻值应调到 4.80 Ω.调节电阻箱 R 的阻值,能否使小灯泡 A、电阻箱 R 和电源内阻 r 上消耗的电功率相同?答 不能 (选填 “能”、“不能”或“不能确定”) 【考点】测定电源的电动势和内阻. 【专题】实验题. 【分析】 (1)由闭合电路欧姆定律可得出 I 与 R 的关系,结合图象可知纵坐标的意义; (2)由 A 灯可知流过电源的电流,由串并联电路的规律可得出路端电压;再由闭合电路欧 姆定律可求得内阻;再由(1)中数据可求出定值电阻的阻值; (3)由功率公式可明确电阻箱的阻值;并由内外电阻功率关系可知能否使电功率相同.

【解答】解: (1)由闭合电路欧姆定律可知:I= 则纵坐标只能取 ;

;要形成与电阻成一次函数关系,

则有:

= +

; ;

则图象的斜率为:k= = 则有:E=4.5V;

=1, 则有:R0+r=4.5 (2)A 灯正常发光的电流为:I=0.6A; 则 BC 两灯的电流为 0.3A,由图象可知,BC 两灯的电压为 0.5V; 路端电压为:U=2.5V+0.5V=3V; 则内压为:U 内=4.5﹣3=1.5V; 则内阻为:r= =2.5Ω;

则定值电阻为:R0=4.5﹣2.5=2Ω; (3)灯泡与滑动变阻器串联,故灯泡与电阻中流过的电流相等,而滑动变阻器阻值约为灯 泡电阻的两倍;则滑动变阻器两端的电压为灯泡两端电压的两倍, 设灯泡两端电压为 U,则滑动变阻器两端电压为 2U,则由闭合电路欧姆定律可知: 3U+2.5I=4.5 变形得 I=1.8﹣1.2U;在上图中作出对应的 I﹣U 图象,则与原图象的交点为符合条件点;由 图可知,I=0.48A,U=1.15V; 则滑动变阻器阻值为:R= = =4.80Ω(4.6﹣4.9 均可) ; 当内外电阻相等时,内外电阻上消耗的功率才能相等,因灯泡内阻大于内阻,则不可能出现 内外电阻相同的情况; 故答案为: (1) ,4.5; (2)2; (3)4.80;不能.

【点评】 本题考查电源的电动势和内电阻的测量方法及数据处理; 解题的难点在于第三问中 的数据处理; 要注意图象法的应用, 此题对学生数学知识的应用能力要求较高, 应注意训练. 三、计算题(本题包括 4 个小题,共 44 分.要求解答过程要有必要的文字说明和重要的演 算步骤,否则扣分或不给分) 13.如图所示,倾角为 θ 的光滑斜面上有一根水平方向的通电直导线恰好静止.已知直导线 长为 l, 质量为 m, 电流方向垂直于纸面向外, 电流强度为 I, 整个装置处在匀强磁场中. 则: (1)匀强磁场的磁感强度的最小值 B1 的大小和方向是怎样的? (2) 要使静止在斜面上的通电直导线对斜面无压力, 匀强磁场的磁感强度的最小值 B2 的大 小和方向是怎样的?

【考点】磁感应强度. 【分析】 (1)根据三角形定则,分析安培力的最小值,从而得出磁感应强度的最小值,根据 安培力的方向运用左手定则得出磁感应强度的方向. (2)当通电导线对斜面无压力时,重力和安培力平衡,根据平衡求出安培力的大小和方向, 从而求出磁感应强度的大小和方向. 【解答】解: (1)导线受重力、支持力和安培力处于平衡,当安培力方向沿斜面向上时,安 培力最小,有: mgsinθ=B1IL. 则:B1= . 根据左手定则知,磁感应强度的方向垂直斜面向下. (2)当通电导线对斜面无压力时,重力和安培力平衡,有: mg=B2IL 解得:B2= 根据左手定则,磁感应强度的方向水平向右. 答: (1)匀强磁场的磁感强度的最小值为 ,方向垂直于斜面向下. ,磁

(2)静止在斜面上的通电直导线对斜面无压力,则匀强磁场的磁感强度的最小值为 场方向水平向右.

【点评】解决本题的关键正确地进行受力分析,运用共点力平衡进行求解. 14.如图所示,电源电动势 E=10V,内电阻 r=0.5Ω,R1=5.5Ω,R2=4Ω,水平放置的平行板 ﹣5 电容器的电容 C=5×10 F,当开关 S 闭合后,求: (1)流过 R1 的电流 I 和路端电压 U; (2)电源消耗的总功率 P 和 R2 上消耗的功率 P2; (3)电容器所带的电量 Q.

【考点】闭合电路的欧姆定律;电容;电功、电功率. 【专题】恒定电流专题. 【分析】 (1)电容器相当于断路,根据闭合电路欧姆定律列式求解电流,根据 U=E﹣Ir 求 解路端电压; 2 (2)根据 P=EI 求解电源的总功率,根据 P=I R 求解电阻 R2 的功率; (3)开关 S 闭合后,电容器与电阻 R2 并联,根据 Q=CU 求解电量. 【解答】解: (1)电容器相当于断路,根据闭合电路欧姆定律,电流:

I= 路端电压为:U=E﹣Ir=10﹣1×0.5=9.5V (2)电源的总功率为:P=EI=10×1=10W 电阻 R2 上消耗的功率 P2=I R2=1 ×4=4W (3)开关 S 闭合后,电容器与电阻 R2 并联,电压为 U2=IR2=1×4=4V ﹣5 ﹣4 电量 Q=CU=5×10 ×4=2×10 C 答: (1)流过 R1 的电流 I 为 1A,路端电压 U 为 9.5V; (2)电源消耗的总功率 P 为 10W,R2 上消耗的功率 P2 为 4W; ﹣4 (3)电容器所带的电量 Q 为 2×10 C. 【点评】 本题关键是明确明确电路的结构, 会利用闭合电路欧姆定律求解电流并进一步分析 电路中各个部分的电流、电压和电功率情况. 15. 表是一辆电动自行车的部分技术指标, 其中额定车速是指电动自行车满载情况下在水平 平直道路上以额定功率匀速行驶的速度. 额定车速 整车质量 载重 额定输出功率 电动机额定工作电压和电 流 18km/h 40kg 80kg 180W 36V/6A 请参考表中数据,完成下列问题 (g 取 10m/s ) : (1)此电动机的电阻是多少?正常工作时,电动机的效率是多少? (2)在水平平直道路上行驶过程中电动自行车受阻力是车重(包括载重)的 k 倍,试计算 k 的大小. (3)仍在上述道路上行驶,若电动自行车满载时以额定功率行驶,当车速为 2m/s 时的加速 度为多少? 【考点】功率、平均功率和瞬时功率. 【专题】功率的计算专题. 【分析】 (1)从表中可知,输出功率和输入功率,进而求得额外功率,得到内阻和效率. (2)当牵引力等于阻力时,速度达到最大,根据输出功率通过 P 额=fvm=k(M+m)gvm 求 出 k 的大小. (3)根据输出功率和速度求出牵引力的大小,通过牛顿第二定律求出电动车的加速度. 【解答】解: (1)从表中可知,输出功率 P 出=180W,输入功率 P 入=UI=36×6W=216W P 损=P 入﹣P 出=36W r=1Ω
2 2 2

(2)P 额=fυm=k(M+m)gυm k= (3)由功率公式得:P 额=Fυ 由牛顿第二定律得: F﹣k(M+m)g=(M+m)a 解得:a=0.45 m/s 答: (1)此电动机的电阻是 1Ω,正常工作时电动机的效率,83.3%. (2)k 的大小为 0.03. 2 (3)当车速为 2m/s 时的加速度为 0.45m/s . 【点评】解决本题的关键知道电动机输入功率、输出功率和内部损坏的功率的关系,以及知 道输出功率与牵引力和速度的关系. 16.如图,一半径为 R 的圆表示一柱形区域的横截面(纸面) ,O 为圆心.在柱形区域内加 一方向垂直于纸面向外的匀强磁场,一质量为 m、电荷量为+q 的粒子沿图中直径从圆上的 A 点射入柱形区域,在圆上的 D 点离开该区域,已知图中 θ=120°,现将磁场换为竖直向下 的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直径从 A 点射入柱形区域,也在 D 点离开该区域.若 磁感应强度大小为 B,不计重力,试求: (1)电场强度 E 的大小; (2)经磁场从 A 到 D 的时间与经电场从 A 到 D 的时间之比.
2

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动. 【专题】带电粒子在复合场中的运动专题. 【分析】 (1)加磁场时,粒子做匀速圆周运动,画出粒子在磁场中的运动轨迹图象,由几何 关系可以得到轨道半径,进而由洛伦兹力提供向心力可得粒子初速度 v0 的大小; 粒子在匀强电场中粒子做类平抛运动,由平抛规律可得电场强度大小. (2)粒子在磁场中运动时,根据轨迹的圆心角求解时间,由类平抛的规律得到电场运动的 时间,即可解答.

【解答】解: (1)加磁场时,粒子从 A 到 D 有:qBv0=m 由几何关系有:r=Rtan = R …② 加电场时,粒子从 A 到 D 有: R+Rcos60°=v0t …③

…①

Rsin60°=

…④

由①~④得:E=

…⑤

(2)粒子在磁场中运动,由几何关系可知:圆心角 α=60°

圆运动周期:T=

=

…⑦

经磁场的运动时间:t′= T=

…⑧

由①~④得粒子经电场的运动时间:t=

…⑨

即: 答:

=

…⑩

(1)电场强度 E 的大小是

; π:9.

(2)经磁场从 A 到 D 的时间与经电场从 A 到 D 的时间之比是 2

【点评】 本题的关键问题是做出粒子的运动轨迹, 再加上熟练应用几何关系才能解决这个题, 带点粒子在磁场中的运动,一定要掌握好几何工具.

2016 年 1 月 26 日


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