物理卷·2018届河北省衡水市阜城中学高二上学期月考物理试卷（10月份） (解析版)

物理卷·2018届河北省衡水市阜城中学高二上学期月考物理试卷（10月份） (解析版)

‎2016-2017学年河北省衡水市阜城中学高二（上）月考物理试卷（10月份）‎ ‎　‎ 一.选择题（每小题5分，共70分，漏选3分，错选0分））‎ ‎1．关于磁感应强度大小下列说法正确的是（　　）‎ A．通电导线所受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向 C．放在同一磁场中两根通电导线中电流相等时受力大小一定相等 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 ‎2．如图1所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图2所示的U﹣I图线，由图可知（　　）‎ A．电池电动势的测量值为1.40 V B．电池内阻的测量值为3.50Ω C．外电路发生短路时的电流为0.40 A D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′=0.20 A ‎3．磁感应强度的单位是特斯拉（T），与它等价的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎4．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和理想电压表的示数分别为0.50A和2.0V；重新调节R并使电动机恢复正常运转时，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V．则这台电动机正常运转时输出功率为（　　）‎ A．32W B．44W C．47W D．48W ‎5．一磁感应强度B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为（　　）‎ A．0 B．2BS C．2BScosθ D．2BSsinθ ‎6．如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈（　　）‎ A．向左运动 B．向右运动 C．静止不动 D．无法确定 ‎7．一根长为0.1m的电流为1A的通电导线，在磁场中某处受到的安培力大小为0.4N，则该处的磁感应强度为（　　）‎ A．等于4 T B．大于或等于4 T C．小于或等于4 T D．可能为0‎ ‎8．如图所示，两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，通过两环的磁通量Φa、Φb比较，则（　　）‎ A．Φa＞Φb B．Φa＜Φ b C．Φa=Φb D．不能确定 ‎9．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．则以下说法正确的是（　　）‎ A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流 B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流 D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过 ‎10．弹簧测力计下挂一条形磁铁，其中条形磁铁的N极一端位于未通电的螺线管正上端，如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将减小 B．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将增大 C．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小 D．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将增大 ‎11．如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的图线，其中U0、I0、U、I已知，下列说法正确的是（　　）‎ A．阴影部分的面积UI表示电源的输出功率，电源的效率为×100%‎ B．电源电动势为U0，内阻为 C．当满足α=β时，电源的输出功率最大 D．当满足α＞β时，电源的效率大于50%‎ ‎12．下列由基本门组成的电路中，能使蜂鸣器发出声音的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎13．在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示．下列判断正确的是（　　）‎ A．不变，变小 B．变大，变大 C．变大，变大 D．|△U1|＜|△U2|，|△U2|＞|△U3|‎ ‎14．如图所示，电灯A上标有“10V，10W”的字样，电灯B上标有“8V，20W”的字样，滑动变阻器的总电阻为6Ω，当滑动触头由a端向b端滑动的过程中（不考虑电灯电阻的变化），则（　　）‎ A．电流表示数一直减小，电压表示数一直增大 B．电流表示数一直增大，电压表示数一直减小 C．电流表示数先增大后减小，电压表示数先减小后增大 D．电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小 ‎　‎ 二、解答题（共3小题，满分0分）‎ ‎15．小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为：电池组（电动势约6V，内阻r约3Ω）、电流表（量程2.0A，内阻rA=0.8Ω）、电阻箱R1（0～99.9Ω）、滑动变阻器R2（0～Rt）、开关三个及导线若干．他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值．‎ ‎（1）小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值．‎ 他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S、S2，断开S1，读出电流表的示数I；再闭合S、S1，断开S2，调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时，电流表的示数也为I．此时滑动变阻器接入电路的阻值为　　Ω．‎ ‎（2）小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻．‎ ‎①他的实验步骤为：‎ a．在闭合开关前，调节电阻R1或R2至　　（选填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S，再闭合　　（选填“S1”或“S2”）；‎ b．调节电阻　　（选填“R1”或“R2”），得到一系列电阻值R和电流I的数据；‎ c．断开开关，整理实验仪器．‎ ‎②图乙是他由实验数据绘出的﹣R图象，图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表　　，电源电动势E=　　V，内阻r=　　Ω．（计算结果均保留两位有效数字）．‎ ‎16．如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度，金属球的质量为m，它系在金属球丝下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为L的均匀电阻丝，其阻值为R，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计．电阻丝的中点C焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V（金属丝和导线电阻不计）．图中虚线OC与AB垂直，且OC=h．电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中且AB沿着车前进的方向，列车静止时金属丝呈竖直状态，当列车加速前进时，金属丝将偏离竖直方向，从电压表V的读数变化可以测出加速度的大小．‎ ‎（1）当列车向右做匀加速直线运动时，试导出加速度a与电压表读数U′的关系式（用U′、U、L、h及重力加速度g等表示）．‎ ‎（2）用导出的a与U′的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀．‎ ‎17．允许通过的最大电流为2A的电源和一个变阻器接成如图（甲）所示的电路，变阻器的总阻值为R0=22Ω．电源路端电压U随外电阻的变化规律如图（乙）所示，图中U=12V的直线为U﹣R图线的渐近线．求：‎ ‎（1）电源电动势和内阻；‎ ‎（2）AB间空载时输出电压的变化范围；‎ ‎（3）为保证无论怎样调节滑动变阻器都不毁坏电源，AB间所接负载的最小阻值R．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年河北省衡水市阜城中学高二（上）月考物理试卷（10月份）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一.选择题（每小题5分，共70分，漏选3分，错选0分））‎ ‎1．关于磁感应强度大小下列说法正确的是（　　）‎ A．通电导线所受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向 C．放在同一磁场中两根通电导线中电流相等时受力大小一定相等 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 ‎【考点】磁感应强度．‎ ‎【分析】磁感应强度的方向就是小磁针N极受磁场力方向，它与安培力的方向垂直；通电导线受磁场力F=BILsinθ（θ为B与I的夹角）由B、I、L和θ共同决定．‎ ‎【解答】解：A、由于通电导线受磁场力F=BILsinθ（θ为B与I的夹角），故安培力F的大小与通电导线的长度L，流经导线的电流I，导线所处位置的磁感应强度B，B与I的夹角θ都有关，故A错误．‎ B、安培力的方向与磁场的方向垂直，故B错误；　‎ C、由于通电导线受磁场力F=BILsinθ（θ为B与I的夹角），故虽然各处的磁感应强度B相同，但电流I的大小和方向、导线的长度L、B与I的夹角θ只要有一个物理量不同，安培力的大小或方向就不会相同，故C错误．‎ D、磁感应强度的大小和方向均由磁场本身的性质决定，跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关；故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎2．如图1所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图2所示的U﹣I图线，由图可知（　　）‎ A．电池电动势的测量值为1.40 V B．电池内阻的测量值为3.50Ω C．外电路发生短路时的电流为0.40 A D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′=0.20 A ‎【考点】测定电源的电动势和内阻；闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】由图象的纵坐标可知电源的电动势，由纵坐标的交点可知路端电压为1V时的电流，由闭合电路欧姆定律可得出内电阻．‎ ‎【解答】解：A、由图示图象可知，电源U﹣I图象与纵轴交点坐标值为1.40，则电源的电动势1.40V，故A正确； ‎ B、电源内阻r===1Ω，故B错误； ‎ C、由图示图象可知，路端电压为1.00V时，电路电流为0.4A，故C错误；‎ D、当电压表示数为1.20V时，I′===0.20A，故D正确；‎ 故选：AD．‎ ‎　‎ ‎3．磁感应强度的单位是特斯拉（T），与它等价的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】磁感应强度；力学单位制．‎ ‎【分析】根据磁感应强度与磁能量的关系和磁感应强度的定义式推导出T与其他单位的关系．‎ ‎【解答】解：由公式B=，安培力的单位是N，而电流的单位是A，长度的单位为m，则单位的换算可得，即为1T．故A正确，BCD错误；‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎4．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和理想电压表的示数分别为0.50A和2.0V；重新调节R并使电动机恢复正常运转时，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V．则这台电动机正常运转时输出功率为（　　）‎ A．32W B．44W C．47W D．48W ‎【考点】电功、电功率．‎ ‎【分析】从电路图中可以看出，电动机和滑动变阻器串联，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量电路电流，根据公式R=可求电动机停转时的电阻；‎ 利用公式P=UI可求电动机的总功率，根据公式P=I2R可求电动机克服本身阻力的功率，总功率与电动机克服自身电阻功率之差就是电动机的输出功率．‎ ‎【解答】解：电动机的电阻为：R==4Ω；‎ 电动机的总功率为：P=U1I1=24V×2A=48W；‎ 克服自身电阻的功率为：PR=I12R=（2A）2×4Ω=16W；‎ 电动机正常运转时的输出功率是：P输出=P﹣PR=48W﹣16W=32W．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎5．一磁感应强度B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为（　　）‎ A．0 B．2BS C．2BScosθ D．2BSsinθ ‎【考点】磁通量．‎ ‎【分析】在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量Φ=BS，B是磁感应强度，S是线圈的面积．当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量Φ=0，若既不垂直，也不平行，则可分解成垂直与平行，根据Φ=BSsinθ（θ是线圈平面与磁场方向的夹角）即可求解．‎ ‎【解答】解：矩形线圈abcd如图所示放置，匀强磁场方向水平向右，平面abcd与竖直方向成θ角，将此时通过线圈的磁通量为 Φ1=BScosθ．‎ 当规定此时穿过线圈为正面，则当线圈绕ad轴转180°角时，穿过线圈反面，则其的磁通量Φ2=﹣BScosθ．‎ 因此穿过线圈平面的磁通量的变化量为：△∅=∅2﹣∅1=﹣2BScosθ．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎6．如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈（　　）‎ A．向左运动 B．向右运动 C．静止不动 D．无法确定 ‎【考点】楞次定律．‎ ‎【分析】将环形电流等效为小磁针，根据同性相斥，异性相吸判断线圈的运动，从而即可求解．‎ ‎【解答】解：根据右手螺旋定则，环形电流可以等效为小磁针，小磁针的N极指向右，根据异性相吸，知线圈向左运动．故A正确，BCD错误．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎7．一根长为0.1m的电流为1A的通电导线，在磁场中某处受到的安培力大小为0.4N，则该处的磁感应强度为（　　）‎ A．等于4 T B．大于或等于4 T C．小于或等于4 T D．可能为0‎ ‎【考点】磁感应强度．‎ ‎【分析】当通电导线与磁场垂直时，导线所受的磁场力最大；当导线与磁场平行时，导线所受磁场力最小．由安培力公式求出导线所受磁场力的范围再选择 ‎【解答】解：安培力为：F=BILsinθ；‎ 当通电导线与磁场垂直时，磁场强度是最小的，为：‎ F=BIL=B×1×0.1N=0.4N ‎ 解得：B=4T，故可以说明该处的磁感应强度一定大于或等于4T；故B正确，ACD错误．‎ 故选：B ‎　‎ ‎8．如图所示，两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，通过两环的磁通量Φa、Φb比较，则（　　）‎ A．Φa＞Φb B．Φa＜Φ b C．Φa=Φb D．不能确定 ‎【考点】磁通量．‎ ‎【分析】在磁铁的外部，磁感线从N极出发进入S极，在磁铁内部，磁感线从S极指向N极．磁感线是闭合曲线，磁铁内外总条数相等．穿过环面的磁感线方向有两种，存在抵消情况，抵消后磁感线多，磁通量大．‎ ‎【解答】解：根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下．由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φa＞Φb，故A正确，BCD错误；‎ 故选：A ‎　‎ ‎9．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．则以下说法正确的是（　　）‎ A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流 B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流 D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过 ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；电容；闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】电容器与电阻R、电阻R2相并联后与R1串联，滑片移动，根据电路串并联知识和闭合电路欧姆定律得到导致电容器两端电压变化情况，最终判断油滴受力变化和运动情况．‎ ‎【解答】解：A、C、粒子原来处于平衡状态，重力和静电力平衡；电容器与电阻R、电阻R2相并联后与R1串联，滑片向上移动，电阻R变大，电路总电阻变大，电流变小，电容器两端电压为：U=E﹣I（r+R1），故电容器两端电压变大，带电量变大，电场力变大，粒子向上加速；电容器充电，故电流从b到a，故A正确，C错误；‎ B、在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程刚好与选项A相反，故B错误；‎ D、在将S断开后，电容器通过电阻R2与滑动变阻器放电，电量减为零，电流沿a至b，故D错误；‎ 故选A．‎ ‎　‎ ‎10．弹簧测力计下挂一条形磁铁，其中条形磁铁的N极一端位于未通电的螺线管正上端，如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将减小 B．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将增大 C．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小 D．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将增大 ‎【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向；楞次定律．‎ ‎【分析】当螺线管通电时，线圈中将产生磁场，根据安培定则判断磁场方向，分析螺线管与磁铁之间存在引力还是斥力，来确定弹簧秤示数的变化．‎ ‎【解答】解：AB、当螺线管将a接电源正极，b接负极时，线圈中产生磁场，由安培定则判断得知，螺线管内部磁场方向向上，上端相当于N极，对磁铁产生向上的斥力，所以弹簧秤示数减小，故A正确，B错误；‎ CD、当螺线管将a接电源负极，b接正极时，线圈中产生磁场，由安培定则判断得知，螺线管内部磁场方向向下，上端相当于S，对磁铁产生向下的引力，所以弹簧秤示数增大，故C错误，D正确；‎ 故选：AD ‎　‎ ‎11．如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的图线，其中U0、I0、U、I已知，下列说法正确的是（　　）‎ A．阴影部分的面积UI表示电源的输出功率，电源的效率为×100%‎ B．电源电动势为U0，内阻为 C．当满足α=β时，电源的输出功率最大 D．当满足α＞β时，电源的效率大于50%‎ ‎【考点】闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．‎ ‎【分析】两条图线的交点为负载电阻与电源相连后的工作状态，电压为路端电压；电流为工作电流，即干路电流．根据功率公式PUI分析电源的输出功率．根据结论：电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大，据此分析所给选项．‎ ‎【解答】解：A、两条图线的交点为负载电阻与电源相连后的工作状态，交点纵坐标U为路端电压，横坐标I为干路电流，由P=UI知，阴影部分的面积为路端电压与干路电流的乘积，即为电源的输出功率．电源的电动势为U0，电源的效率为 η=×100%=×100%，故A错误．‎ B、根据闭合电路欧姆定律得：U=E﹣Ir，当I=0时，U=E，所以由图知，电源电动势为U0，内阻为，故B错误．‎ C、当满足α=β时，电源的内、外阻相等，电源的输出功率最大，故C正确．‎ D、当满足α=β时，此时电源的效率为50%．当满足α＞β时，电源的内阻大于外电阻，内电压大于外电压，则电源的输出功率小于总功率的一半，所以电源的效率小于50%，故D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎12．下列由基本门组成的电路中，能使蜂鸣器发出声音的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】简单的逻辑电路．‎ ‎【分析】根据电路分析，当门电路输出为1时，蜂鸣器发出声音．‎ ‎【解答】解：A、由图可知，与门的输入端为1、0，则输出为0，蜂鸣器不发出声音，故A错误 ‎ B、图为或门电路，输入端为1、0，则输出为1，蜂鸣器发出声音，故B正确 ‎ C、图为非门电路，输入端为1，则输出为0，蜂鸣器不发出声音，故C错误 ‎ D、图为或门、非门的复合电路，或门的输入端为1、0，则输出为1，非门的输入为1，则输出为0，蜂鸣器不发出声音，故D错误 故选B ‎　‎ ‎13．在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示．下列判断正确的是（　　）‎ A．不变，变小 B．变大，变大 C．变大，变大 D．|△U1|＜|△U2|，|△U2|＞|△U3|‎ ‎【考点】闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】本题要分析定值电阻与可变电阻去分析．对于定值电阻，有R=；对于可变电阻，可根据闭合电路欧姆定律分析与电源内阻的关系，从而作出判断．‎ ‎【解答】解：A、R1是定值电阻，有R1=，可知都不变，故A错误．‎ B、当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，R2是可变电阻，有=R2，所以变大，根据闭合电路欧姆定律得：U2=E﹣I（R1+r），则知=R1+r，不变，故B错误．‎ C、=R1+R2，可知变大．又根据闭合电路欧姆定律得：U3=E﹣Ir，则知=r，保持不变，故C错误；‎ D、当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，总电阻变大，总电流变小，则内阻所占电压减小，外电路电压U增大，R1所占电压U1减小，R2所占电压U2增大，增大量大于减小量，所以|△U1|＜|△U2|，而|△U2|﹣|△U1|=|△U3|，则|△U2|＞|△U3|，故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎14．如图所示，电灯A上标有“10V，10W”的字样，电灯B上标有“8V，20W”的字样，滑动变阻器的总电阻为6Ω，当滑动触头由a端向b端滑动的过程中（不考虑电灯电阻的变化），则（　　）‎ A．电流表示数一直减小，电压表示数一直增大 B．电流表示数一直增大，电压表示数一直减小 C．电流表示数先增大后减小，电压表示数先减小后增大 D．电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小 ‎【考点】闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】先两灯的额定电压和功率，求出其电阻大小．再分析当滑动触头P由a端向b端滑动的过程中，变阻器总电阻的变化，根据闭合电路欧姆定律分析路端电压和总电流的变化，再据滑动变阻器的触头判断两灯的电流的变化．‎ ‎【解答】解：电灯A的电阻为RA=，电灯B的电阻为RB=═3.2Ω，则知RA＞RB 所以当滑动触头P由a端向b端滑动的过程中，变阻器两侧并联的总电阻一直减小，根据闭合电路欧姆定律电路中总电流一直增大，路端电压一直减小，则电流表的示数一直增大，电压表的示数一直减小．故B正确．‎ 故选：B ‎　‎ 二、解答题（共3小题，满分0分）‎ ‎15．小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为：电池组（电动势约6V，内阻r约3Ω）、电流表（量程2.0A，内阻rA=0.8Ω）、电阻箱R1（0～99.9Ω）、滑动变阻器R2（0～Rt）、开关三个及导线若干．他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值．‎ ‎（1）小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值．‎ 他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S、S2，断开S1，读出电流表的示数I；再闭合S、S1，断开S2，调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时，电流表的示数也为I．此时滑动变阻器接入电路的阻值为　3.6　Ω．‎ ‎（2）小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻．‎ ‎①他的实验步骤为：‎ a．在闭合开关前，调节电阻R1或R2至　最大值　（选填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S，再闭合　S1　（选填“S1”或“S2”）；‎ b．调节电阻　R1　（选填“R1”或“R2”），得到一系列电阻值R和电流I的数据；‎ c．断开开关，整理实验仪器．‎ ‎②图乙是他由实验数据绘出的﹣R图象，图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表　电源内阻和电流表的内阻之和　，电源电动势E=　6.0　V，内阻r=　2.8　Ω．（计算结果均保留两位有效数字）．‎ ‎【考点】测定电源的电动势和内阻．‎ ‎【分析】（1）由电路的结构可知测出了R2接入电路的阻值用的是等值替代法．‎ ‎（2）实验中采用的是电阻箱和电流表的方式测定电动势和内电阻；根据实验的原理可知应采用的方式；‎ ‎（3）分析电流与电阻的关系，由闭合电路欧姆定律可得出符合本实验的公式，再结合图象的性质利用函数关系即可求得电动势和内电阻．‎ ‎【解答】解：（1）用等值替代法可测出R2接入电路的阻值，电阻箱的示数等于接入电路的阻值为3.6Ω ‎　　（2）要用电阻箱与电流表结合测量电动势与内阻，则要改变电阻箱的值，则 a．在闭合开关前，调节电阻R1或R2至最大值，之后闭合开关S，再闭合 S1．‎ b．调节电阻 R1得到一系列电阻值R和电流I的数据；‎ ‎（3）由闭合电路欧姆定律可得：E=I（R+RA+r），即： =+；‎ ‎ 由上式可知：图线的斜率是电动势的倒数，图象的斜率为=，可得E=6.0V；图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表电源内阻和电流表的内阻之和；‎ 图线在纵轴上的截距是=b=0.60　　　‎ 可得；r=2.8Ω；‎ 故答案为：（1）3.6、（2）①最大值、S1、R1、②电源内阻和电流表的内阻之和、6.0 2.8‎ ‎　‎ ‎16．如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度，金属球的质量为m，它系在金属球丝下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为L的均匀电阻丝，其阻值为R，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计．电阻丝的中点C焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V（金属丝和导线电阻不计）．图中虚线OC与AB垂直，且OC=h．电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中且AB沿着车前进的方向，列车静止时金属丝呈竖直状态，当列车加速前进时，金属丝将偏离竖直方向，从电压表V的读数变化可以测出加速度的大小．‎ ‎（1）当列车向右做匀加速直线运动时，试导出加速度a与电压表读数U′的关系式（用U′、U、L、h及重力加速度g等表示）．‎ ‎（2）用导出的a与U′的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀．‎ ‎【考点】闭合电路的欧姆定律；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】（1）电压表所测的电压是部分电阻丝两端的电压．对小球进行受力分析，结合牛顿第二定律，求出a与tanθ的关系，电压表所测电压的电阻丝长度为htanθ，根据欧姆定律求出电压表所测电阻丝的电压和电源电压的关系．从而得出加速度a与电压表读数U′的关系式 ‎（2）看a与U′的关系是否是线性关系，判断刻度是否均匀．‎ ‎【解答】解：（1）对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律得a=．‎ 电压表所测电阻丝的长度L′=htanθ=．串联电路电流相等，有，所以，所以a=．‎ ‎（2）因为a=．而L、g、U、h为定量，知a与U′成正比．电压表的刻度均匀，则加速度表盘刻度也均匀．‎ ‎　‎ ‎17．允许通过的最大电流为2A的电源和一个变阻器接成如图（甲）所示的电路，变阻器的总阻值为R0=22Ω．电源路端电压U随外电阻的变化规律如图（乙）所示，图中U=12V的直线为U﹣R图线的渐近线．求：‎ ‎（1）电源电动势和内阻；‎ ‎（2）AB间空载时输出电压的变化范围；‎ ‎（3）为保证无论怎样调节滑动变阻器都不毁坏电源，AB间所接负载的最小阻值R．‎ ‎【考点】路端电压与负载的关系．‎ ‎【分析】（1）当外电阻无穷大时，路端电压等于电动势，由图象可知电源的电动势，由闭合电路欧姆定律可求得电源的内阻； ‎ ‎（2）AB输出电压为AB并联的滑动变阻器部分电阻的电压，根据滑动变阻器两端的电压范围即可求出； ‎ ‎（3）根据闭合电路欧姆定律可求得当电源达最大电流时的外电阻，分析外电路的特点可得出AB两端所接的最小电阻．‎ ‎【解答】解：（1）当外电阻无穷大时，路端电压等于电动势．由图可知，当外电阻无穷大时，路端电压接近12V，故说明电源的电动势为：E=12V； ‎ 由图象可知，当外电阻为R=2Ω时，路端电压为U=6V，由欧姆定律可得电路中电流为：I== A=3A，‎ 由Ur=E﹣U=Ir，得内电阻为：r==Ω=2Ω；‎ ‎（2）空载时，当变阻器滑片移至最下端时，输出电压最小，为：U最小=0V 当变阻器滑片移至最上端时，输出电压最大，为：U最大==×12=11V 故空载时A、B两端输出的电压范围是0～11V．‎ ‎（3）设所接负载的电阻的最小值为R′，此时滑片应移至最上端，电源电流最大为：I=2A，‎ 有：E=I（R外+r）‎ 其中R外=‎ 代入得：12=2×（+2）‎ 代入数据解得：R′=4.9Ω 答：（1）电源电动势E是12V，内电阻r为2Ω；‎ ‎（2）空载时A、B两端输出的电压范围是0～11V；‎ ‎（3）A、B两端所能接负载的电阻的最小值是4.9Ω．‎ ‎　‎ ‎2016年12月15日