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物理·辽宁省葫芦岛一高2016-2017学年高二上学期期中物理试卷 Word版含解析]
全*品*高*考*网, 用后离不了!2016-2017学年辽宁省葫芦岛一高高二(上)期中物理试卷 一、选择题:本大题共13小题,每小题4分.在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项是符合题目要求,第9~13题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分.有选错的得0分. 1.在静电场中,下列说法中正确的是( ) A.电势为零的点,电场强度也一定为零 B.电场强度的方向处处与等势面垂直 C.由静止释放的正电荷,仅在电场力作用下的运动轨迹一定与电场线重合 D.电场中任一点的电场强度的方向总是指向该点电势降落的方向 2.下列关于电场强度的说法中,正确的是( ) A.公式E=只适用于真空中点电荷产生的电场 B.由公式E=可知,电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比 C.在公式F=k中,k是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小;k是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的场强大小 D.由公式E=k可知,在离点电荷非常靠近的地方(r→0),电场强度E可达无穷大 3.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知以下说法中不正确的是( ) A.三个等势面中,a的电势最高 B.带电质点通过P点时的电势能比Q点大 C.带电质点通过P点时的动能比Q点大 D.带电质点通过P点时的加速度比Q点大 4.在其空中M、N两点分别放有异种点电初+2Q和一Q,以MN连线中点O为中心作一圆形路径abcd,a、O、c三点恰好将MN四等分.b、d为MN的中垂线与圆的交点,如图所示,则下列说法正确的( ) A.a、b、c、d四点电场强度的大小关系是Ea>Ec,Eb=Ed B.a、b、c、d四点电势的关系是φa<φc,φb=φd C.在MN的连线上,O点的电场强度最小 D.将带负电的试探电荷由b沿直线移动到d的过程中,其电势能始终不变 5.在x轴上关于原点对称的 a、b两点处固定有两个电荷量相等的点电荷,如图E﹣x图象描绘了x轴上部分区域的电场强度(以x轴正方向为电场强度的正方向).对于该电场中x轴上关于原点对称的c、d两点,下列结论正确的是( ) A.两点场强相同,c点电势更高 B.两点场强相同,d点电势更高 C.两点场强不同,两点电势相等,均比O点电势高 D.两点场强不同,两点电势相等,均比O点电势低 6.三个阻值相同的灯泡,其允许消耗的最大功率都是10W,现将其中的两只灯泡串联起来,再与第三只灯泡并联在电路中,如图.则整个电路允许消耗的最大功率为( ) A.30W B.20W C.15W D.10W 7.如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图,此欧姆表已经调零,用此欧姆表测一阻值为R的电阻时,指针偏转至满刻度处,现用该表测一未知电阻,指针偏转到满刻度的处,则该电阻的阻值为( ) A.4R B.5R C.10R D.16R 8.图甲所示的电路中,电流表A1指针指满刻度,电流表A2的指针指满刻度的处;图乙中,A2指针指满刻度,A1指针指满刻度的处.已知A1的内阻为0.45Ω,则A2的电阻为( ) A.0.1Ω B.0.15Ω C.0.3Ω D.0.6Ω 9.如图所示,A、B为平行板电容器的金属板,G为静电计.开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度.下列操作可使指针张开角度增大一些的是( ) A.保持开关S闭合,将R上的滑片向右移动 B.断开开关S后,将A、B两极板分开一些 C.断开开关S后,将A、B两极板的正对面积减小一些 D.保持开关S闭合,将A、B两极板分开一些 10.关于电阻率,下列说法正确的是( ) A.电阻率是表征材料导电性的物理量,电阻率越大,导电的性能越好 B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属导体的电阻率随温度的升高而增大 C.超导体是指当温度降低到接近绝对零度的某一临界温度时,它的电阻突然变为零 D.有些的合金的电阻率几乎不受温度的影响,通常用它们制成标准的电阻 11.在如图所示的U﹣I图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,由图象可知下列说法正确的是( ) A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5Ω B.电阻R的阻值为1Ω C.电源的输出功率为4 W D.电源的效率为50% 12.在如图所示的电路中,电压表和电流表均为理想电表,电源内阻不能忽略.闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向下调节,则下列叙述正确的是( ) A.电压表和电流表的示数都增大 B.灯L2变暗,电流表的示数减小 C.灯L1变亮,电压表的示数减小 D.电源的效率减小,电容器C所带电荷量减小 13.a、b、c三个α粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中b恰好飞出电场,下列说法正确的是( ) A.在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上 B.b和c同时飞离电场 C.进入电场时,c的速度最大,a的速度最小 D.动能的增量相比,c的最小,a和b的一样大 二、实验题:(14题4分,15题10分共14分) 14.读出如图所示螺旋测微器测量的读数为 . 15.有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性图线.现有下列器材供选用: A.电压表(0~5V,内阻10kΩ) B.电压表(0~10V,内阻20kΩ) C.电流表(0~0.3A,内阻1Ω) D.电流表(0~0.6A,内阻0.4Ω) E.滑动变阻器(10Ω,2A) F.滑动变阻器(1kΩ,1A) H.学生电源(直流6V),还有电键、导线若干 ①实验中所用电压表应选 ,电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 (用序号字母表示) ②为使实验误差尽量减小,要求从零开始多取几组数据,请在方框内画出满足实验要求的电路图. ③某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图所示),若用电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是 W. 三、计算题(共3小题,第16题10分,17题10分,18题14分,要求:写出完整的解题步骤.) 16.如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,R3=6Ω,当S1闭合S2断开时,电流表示数为2A,电压表示数为6V,求:(电压表和电流表均看成理想电表) (1)R1、R2的电阻值及电源的输出功率; (2)S1、S2均闭合后,流过R1的电流. 17.如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间距离d=40cm.电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间.若小球带电荷量q=1×10﹣2 C,质量为m=2×10﹣2 kg,不考虑空气阻力.那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?此时电源输出功率是多大?(g取10m/s2) 18.如图所示,半径R=0.8m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某一水平方向的匀强电场时,带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动,它的电量q=1.00×10﹣7C.圆心O与A点的连线与竖直成一角度θ,在A点时小球对轨道的压力N=1.2N,此时小球的动能最大.若小球的最大动能比最小动能多0.32J,且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力,g取10m/s2).则: (1)小球的最小动能是多少? (2)小球受到重力和电场力的合力是多少? (3)现小球在动能最小的位置突然撤去轨道,并保持其他量都不变,若小球在0.4s后的动能与它在A点时的动能相等,求小球的质量和电场强度. 2016-2017学年辽宁省葫芦岛一高高二(上)期中物理试卷 参考答案与试题解析 一、选择题:本大题共13小题,每小题4分.在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项是符合题目要求,第9~13题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分.有选错的得0分. 1.在静电场中,下列说法中正确的是( ) A.电势为零的点,电场强度也一定为零 B.电场强度的方向处处与等势面垂直 C.由静止释放的正电荷,仅在电场力作用下的运动轨迹一定与电场线重合 D.电场中任一点的电场强度的方向总是指向该点电势降落的方向 【考点】电场强度;电势差与电场强度的关系. 【分析】在静电场中电场强度与电势无关.电场强度的方向处处与等势面垂直.只有当电场线是直线时,电荷的运动轨迹才有可能与电场线重合.顺着电场线方向,电势逐渐降低. 【解答】解:A、电势为零,是人为选择的,而电场强度是由电场决定的,此处电场强度不一定为零.故A错误; B、根据电场线和等势面的关系,可知电场强度的方向处处与等势面垂直,故B正确. C、若电场线是曲线,则电荷所受的电场力将发生方向的变化,则其运动轨迹不可能与电场线重合;故C错误. D、顺着电场线方向,电势逐渐降低.但电场强度的方向总是指向电势降落最快的方向,故D错误. 故选:B 【点评】本题考查对电场线物理意义的理解,电场强度方向的规定;注意电势与电场强度的区别、电场线与电荷运动轨迹的区别. 2.下列关于电场强度的说法中,正确的是( ) A.公式E=只适用于真空中点电荷产生的电场 B.由公式E=可知,电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比 C.在公式F=k中,k是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小;k是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的场强大小 D.由公式E=k可知,在离点电荷非常靠近的地方(r→0),电场强度E可达无穷大 【考点】电场强度. 【分析】电场强度的定义式适用于一切电场,电场强度E表示电场本身的强度和方向,与试探电荷无关.真空中点电荷Q产生的电场强度计算公式是:E=k,当r→0时,电荷已不能看成点电荷,此公式不再成立.库仑定律公式公式中,是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小;是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的场强大小. 【解答】解:A、电场强度的定义式适用于一切电场.故A错误. B、电场强度E表示电场本身的强度和方向,与试探电荷无关,不能说E与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比.故B错误. C、库仑定律公式公式中,是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小;是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的场强大小.故C正确. D、当r→0时,电荷已不能看成点电荷,公式E=k不再成立.故D错误. 故选C 【点评】本题考查对电场强度两公式的理解能力,首先要理解公式中各个量的含义,其次要理解公式的适用条件. 3.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知以下说法中不正确的是( ) A.三个等势面中,a的电势最高 B.带电质点通过P点时的电势能比Q点大 C.带电质点通过P点时的动能比Q点大 D.带电质点通过P点时的加速度比Q点大 【考点】电场线. 【分析】由于质点只受电场力作用,根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方,由于质点带正电,因此电场线方向也指向右下方;电势能变化可以通过电场力做功情况判断;电场线和等势线垂直,且等势线密的地方电场线密,电场强度大. 【解答】解:A、电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于电荷带正电,因此电场线指向右下方,沿电场线电势降低,故a等势线的电势最高,c等势线的电势最低,故A正确; B、根据质点受力情况可知,从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,故P点的电势能大于Q点的电势能,故B正确; C、从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,动能增大,故P点的动能小于Q点的动能,故C错误; D、等势线密的地方电场线密场强大,故P点位置电场强,电场力大,根据牛顿第二定律,加速度也大,故D正确. 本题选错误的,故选:C. 【点评】解决这类带电粒子在电场中运动的思路是:根据运动轨迹判断出所受电场力方向,然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化. 4.在其空中M、N两点分别放有异种点电初+2Q和一Q,以MN连线中点O为中心作一圆形路径abcd,a、O、c三点恰好将MN四等分.b、d为MN的中垂线与圆的交点,如图所示,则下列说法正确的( ) A.a、b、c、d四点电场强度的大小关系是Ea>Ec,Eb=Ed B.a、b、c、d四点电势的关系是φa<φc,φb=φd C.在MN的连线上,O点的电场强度最小 D.将带负电的试探电荷由b沿直线移动到d的过程中,其电势能始终不变 【考点】电场的叠加;电场强度. 【分析】根据电场线密场强大,分析场强的大小.由电势公式φ= 和电场的叠加原理分析电势关系.根据电势的变化,分析正电荷电势能的变化. 【解答】解:A、设Ma=aO=d.则Ea=+=, Ec=+=,故Ea>Ec,b、d两点由于对称,则有Eb=Ed.故A正确. B、沿电场线方向电势降低,故Φa>Φc,根据对称性可知Φb=Φd.故B错误. C、电场线的疏密表示电场强度的相对大小,由电场线疏密程度可知,AB连线上电场强度最小值出现在O点的右侧,故C错误. D、负点电荷沿直线由b运动到d的过程中,只是初末位置的电势能相等,过程中电势能在变化.故D错误. 故选:A. 【点评】本题是信息题,根据题中的信息分析各点的电势是解题的关键,结合电场的叠加原理和电场分布的对称性研究. 5.在x轴上关于原点对称的 a、b两点处固定有两个电荷量相等的点电荷,如图E﹣x图象描绘了x轴上部分区域的电场强度(以x轴正方向为电场强度的正方向).对于该电场中x轴上关于原点对称的c、d两点,下列结论正确的是( ) A.两点场强相同,c点电势更高 B.两点场强相同,d点电势更高 C.两点场强不同,两点电势相等,均比O点电势高 D.两点场强不同,两点电势相等,均比O点电势低 【考点】电势;电场强度. 【分析】根据根据给出的E﹣x图象判断出ab处的电性,根据点电荷产生的场强和电场的叠加即可判断cd两处的场强大小,沿电场方向电势降低 【解答】解:根据给出的E﹣x图象可知,在a处为正电荷,在b处为负电荷,根据点电荷产生的场强E=及电场的叠加可知,cd两处场强相同,电场方向由c指向d,故c点电势高,故A正确 故选:A 【点评】该题考查等量异种电荷电场的特点,解题的关键是先判断出两电荷的电性,根据点电荷的场强叠加和沿电场线方向电势的变化变化 6.三个阻值相同的灯泡,其允许消耗的最大功率都是10W,现将其中的两只灯泡串联起来,再与第三只灯泡并联在电路中,如图.则整个电路允许消耗的最大功率为( ) A.30W B.20W C.15W D.10W 【考点】电功、电功率. 【分析】根据电路连接关系及已知条件:三个电阻R1、R2、R3的阻值相同,允许消耗的最大功率为10W,分析保证电路安全的条件,然后求电路的最大功率. 【解答】解:若灯泡2和3都达到最大功率时,灯泡1两端的电压将太大,容易烧坏,所以整个电路允许消耗的最大功率应该是灯泡3达到最大功率.即W,串联部分消耗功率为=5W,所以总功率为15W. 故选:C 【点评】解本题的关键是根据题意,结合串并联电路的特点,电功率的公式,分析出保证电路安全且功率最大的条件,本题难度较大,是一道难题. 7.如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图,此欧姆表已经调零,用此欧姆表测一阻值为R的电阻时,指针偏转至满刻度处,现用该表测一未知电阻,指针偏转到满刻度的处,则该电阻的阻值为( ) A.4R B.5R C.10R D.16R 【考点】把电流表改装成电压表. 【分析】欧姆表调零即待测电阻为零,根据指针偏转位置和闭合回路欧姆定律求解. 【解答】解:设电动势为E,内阻为R内,满偏电流为Ig, 欧姆表调零时,Ig= 测一阻值为R的电阻时 Ig= 测一未知电阻时 Ig= 解这三式得: R′=16R 故选D. 【点评】考查欧姆表的改装原理,结合闭合回路欧姆定律进而求所测电阻. 8.图甲所示的电路中,电流表A1指针指满刻度,电流表A2的指针指满刻度的处;图乙中,A2指针指满刻度,A1指针指满刻度的处.已知A1的内阻为0.45Ω,则A2的电阻为( ) A.0.1Ω B.0.15Ω C.0.3Ω D.0.6Ω 【考点】把电流表改装成电压表. 【分析】根据串联电路电流相等的特点和并联电路电压相等的特点,利用欧姆定律分别列出两电流表满偏时指针的关系,再把A2的内阻代入求解方程即可求出A1的内阻. 【解答】解:设电流表A1、A2满偏电流分别为I1、I2; 由题意知,当电流表串联时:I1=I2…① 当电流表并联时:电源的电压为:U=I2R2=I1R1…② 由于R1=0.45Ω…③ 将①③式代入②解得:R2=0.1Ω. 故选:A. 【点评】本题要理解并掌握串联电路和并联电路特点,能根据两电流表示数之间的关系建立方程组. 9.如图所示,A、B为平行板电容器的金属板,G为静电计.开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度.下列操作可使指针张开角度增大一些的是( ) A.保持开关S闭合,将R上的滑片向右移动 B.断开开关S后,将A、B两极板分开一些 C.断开开关S后,将A、B两极板的正对面积减小一些 D.保持开关S闭合,将A、B两极板分开一些 【考点】闭合电路的欧姆定律;电容. 【分析】静电计测量的是电容器两端的电势差,断开电键,电容器所带的电量不变,根据电容的变化判断电势差的变化.闭合电键,电容器两端的电势差等于电源的电动势. 【解答】解:AB、保持开关闭合,电容器两端的电势差等于电源的电动势,故电容器两端的电势差不变,则指针张角不变,故AD错误; B、断开开关S后,电容器带电量不变,将AB分开一些,则d增大,电容减小,根据C=知,电势差增大,指针张角增大,故B正确; C、断开开关S后,电容器带电量Q不变,将A、B两极板的正对面积减小一些,电容C减小,根据C=知,电势差U增大,指针张角增大,故C正确; 故选:BC 【点评】本题考查电容器的动态分析,关键抓住断开电键,电容器所带的电量不变,电键闭合,电容器两端的电势差不变. 10.关于电阻率,下列说法正确的是( ) A.电阻率是表征材料导电性的物理量,电阻率越大,导电的性能越好 B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属导体的电阻率随温度的升高而增大 C.超导体是指当温度降低到接近绝对零度的某一临界温度时,它的电阻突然变为零 D.有些的合金的电阻率几乎不受温度的影响,通常用它们制成标准的电阻 【考点】电阻定律. 【分析】电阻率是描述材料导电能力的物理量,材料的电阻率由材料本身性质决定,与材料长度和横截面积无关,受温度影响. 【解答】解:A、电阻率是表征材料导电性的物理量,电阻率越小,导电性能越好.故A错误. B、各种材料的电阻率都与温度有关,金属导体的电阻率随温度的升高而增大.故B正确. C、超导体是指当温度降低到接近绝对零度的某一临界温度时,它的电阻突然变为零.故C正确. D、有些的合金的电阻率几乎不受温度的影响,通常用它们制成标准的电阻.故D正确. 故选BCD. 【点评】本题考查了影响电阻率的因素,是一道基础题,熟练掌握基础知识即可正确解题. 11.在如图所示的U﹣I图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,由图象可知下列说法正确的是( ) A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5Ω B.电阻R的阻值为1Ω C.电源的输出功率为4 W D.电源的效率为50% 【考点】电功、电功率;欧姆定律. 【分析】根据图线Ⅰ纵轴截距读出电源的电动势,斜率大小读出电源的内阻.图线Ⅱ的斜率大小等于电阻R的大小.两图线的交点表示电阻R接在该电源的电压和电流,求出电源的输出功率和电源的效率. 【解答】解: A、由图线图线Ⅰ纵轴截距读出电源的电动势E=3V,其斜率大小等于电源的内阻r==Ω=0.5Ω.故A正确. B、电阻R的阻值为R==Ω=1Ω.故B正确. C、两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时电路中电流和路端电压,则有U=2V,I=2A,电源的输出功率为P=UI=2×2W=4W.故C正确. D、电源的效率为η==≈66.7%.故D错误. 故选:ABC 【点评】本题抓住伏安特性曲线的斜率、截距和交点的数学意义来理解其物理意义,常见的题型. 12.在如图所示的电路中,电压表和电流表均为理想电表,电源内阻不能忽略.闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向下调节,则下列叙述正确的是( ) A.电压表和电流表的示数都增大 B.灯L2变暗,电流表的示数减小 C.灯L1变亮,电压表的示数减小 D.电源的效率减小,电容器C所带电荷量减小 【考点】闭合电路的欧姆定律;电容. 【分析】先分析变阻器有效电阻的变化,确定外电路总电阻的变化,分析干路电流和路端电压的变化,即可知道电压表示数的变化和灯L1亮度的变化;根据并联部分电压的变化,判断灯L2亮度的变化.根据干路电流和通过灯L2电流的变化,来分析通过电流表示数的变化.电源的效率等于输出功率与总功率之比.电容器的电压等于并联部分的电压,由电压的变化来分析其电量的变化. 【解答】解: A、B、C、当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向下时,接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,干路电流增大,路端电压减小,则灯L1变亮,电压表的示数减小.根据串联电路分压规律可知,并联部分的电压减小,则灯L2的电流减小,灯L2变暗. 根据干路电流增大,灯L2的电流减小,可知电流表的示数增大,故AB错误,C正确. D、电源的效率η==,U减小,则电源的效率减小.并联部分电压减小,则电容器的电压减小,由Q=CU,可知电容器C的带电量减小.故D正确. 故选:CD 【点评】本题是电路中动态变化分析问题,在抓住不变量的基础上,根据路端电压随外电阻增大而增大,减小而减小,分析路端电压的变化.利用串联电路的电压与电阻成正比,分析各部分电压的变化. 13.a、b、c三个α粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中b恰好飞出电场,下列说法正确的是( ) A.在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上 B.b和c同时飞离电场 C.进入电场时,c的速度最大,a的速度最小 D.动能的增量相比,c的最小,a和b的一样大 【考点】带电粒子在匀强电场中的运动. 【分析】三个粒子做类平抛运动,在垂直电场方向上做匀速直线运动,在沿电场方向上做初速度为0的匀加速直线运动.粒子的质量和电量相同,知加速度相同.比较沿电场方向上的位移,可比较出运动时间,再根据垂直电场方向的位移可知初速度的大小.通过动能定理比较动能的变化量. 【解答】解:A、粒子的质量和电量相同,知加速度相同.a、b两粒子在竖直方向上的位移相等,根据y=知,a、b运动的时间相等,c的运动时间最短.故A正确,B错误. C、因为ta=tb>tc,又xa<xb=xc,因为垂直电场方向上做匀速直线运动,所以vc>vb>va.故C正确. D、据动能定理知,a、b两电荷,电场力做功一样多,所以动能变化量相等.c电荷电场力做功最少,动能变化量最小.故D正确. 故选ACD. 【点评】解决本题的关键将类平抛运动分解为垂直电场方向和沿电场方向,在垂直电场方向上做匀速直线运动,在沿电场方向上做初速度为0的匀加速直线运动. 二、实验题:(14题4分,15题10分共14分) 14.读出如图所示螺旋测微器测量的读数为 6.490 . 【考点】螺旋测微器的使用. 【分析】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. 【解答】解:螺旋测微器的固定刻度为6mm,可动刻度为49.0×0.01mm=0.490mm,所以最终读数为6mm+0.490mm=6.490mm. 故答案为:6.490 【点评】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理,要能正确使用这些基本仪器进行有关测量. 15.有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性图线.现有下列器材供选用: A.电压表(0~5V,内阻10kΩ) B.电压表(0~10V,内阻20kΩ) C.电流表(0~0.3A,内阻1Ω) D.电流表(0~0.6A,内阻0.4Ω) E.滑动变阻器(10Ω,2A) F.滑动变阻器(1kΩ,1A) H.学生电源(直流6V),还有电键、导线若干 ①实验中所用电压表应选 A ,电流表应选用 D ,滑动变阻器应选用 E (用序号字母表示) ②为使实验误差尽量减小,要求从零开始多取几组数据,请在方框内画出满足实验要求的电路图. ③某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图所示),若用电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是 0.8 W. 【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线. 【分析】(1)仪表的选择应本着安全准确的原则;电压表要测量灯泡两端的电压,故应通过灯泡的额定电压值判断需要的电压表;由流过灯泡的电流判断需要的电流表;由题意判断需要的滑动变阻器; (2)根据滑动变阻器分压及限流接法的不同作用,结合题意选择滑动变阻器的接法;由电流表、电压表与灯泡内阻间的大小关系确定电流表的接法. (3)在U﹣I图线上做出电源的外电压和电流的关系图线,与伏安特性曲线的交点所对应的电流、电压为灯泡的实际电流和电压,根据P=UI求出灯泡的实际功率. 【解答】解:(1)因灯泡的额定电压为4V,为保证安全选用的电压表量程应稍大于4V,但不能大太多,量程太大则示数不准确;故只能选用0~5V的电压表,故选A; 由P=UI得,灯泡的额定电流A;故电流表应选择0~0.6A的量程,故电流表选D; 而由题意要求可知,电压从零开始变化,并要多测几组数据,故只能采用滑动变阻器分压接法,而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器,故选E; (2)在用伏安法描绘这个灯泡的I一U图线的实验中,电压要从零开始变化,并要多测几组数据,故只能采用滑动变阻器分压接法;由于灯泡的电阻较小,所以选择电流表外接法.所以电路图如图. (3)在U﹣I图线上做出电源的外电压和电流的关系图线,与伏安特性曲线的交点横坐标为0.4A,电压U=2.0V,则灯泡的实际功率P=UI=0.8W. 故答案为:①A、D、E②如图 ③0.8W 【点评】本题考查实验中的仪表选择及接法的选择;应注意滑动变阻器分压及限流接法的区别及应用,同时还应明确内外接法的不同及判断. 三、计算题(共3小题,第16题10分,17题10分,18题14分,要求:写出完整的解题步骤.) 16.如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,R3=6Ω,当S1闭合S2断开时,电流表示数为2A,电压表示数为6V,求:(电压表和电流表均看成理想电表) (1)R1、R2的电阻值及电源的输出功率; (2)S1、S2均闭合后,流过R1的电流. 【考点】闭合电路的欧姆定律. 【分析】(1)根据欧姆定律求R2的电阻值,由闭合电路欧姆定律求R1的电阻值.电源的输出功率由公式P=I2(R1+R2)求解. (2)S1、S2均闭合后,先求出外电路总电阻,再由闭合电路欧姆定律求流过R1的电流. 【解答】解:(1)当S1闭合S2断开时,由题可得,R2===3Ω 根据闭合电路欧姆定律得:I= 可得 R1=﹣R2﹣r=﹣3﹣1=1Ω 电源的输出功率 P=I2(R1+R2)=22×(1+3)W=16W (2)S1、S2均闭合后,外电路总电阻 R=R1+=1+=3Ω 由闭合电路欧姆定律得 流过R1的电流 I′===2.5A 答: (1)R1、R2的电阻值分别为1Ω和3Ω,电源的输出功率是16W; (2)S1、S2均闭合后,流过R1的电流是2.5A. 【点评】本题是直流电路的计算问题,要搞清电路的连接关系,运用串并联电路的电流及电压规律与闭合电路欧姆定律解答. 17.如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间距离d=40cm.电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间.若小球带电荷量q=1×10﹣2 C,质量为m=2×10﹣2 kg,不考虑空气阻力.那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?此时电源输出功率是多大?(g取10m/s2) 【考点】闭合电路的欧姆定律;电容器的动态分析. 【分析】小球恰好运动到A板,根据动能定理列式求解两板间的电压;然后根据欧姆定律求解滑动变阻器的电阻值;最后根据电功率表达式求解电源的输出功率. 【解答】解:设两板间电压为UAB,小球从B板到A板的过程,由动能定理: ﹣mgd﹣qUAB=0﹣mv02, 代入数据解得:UAB=8 V. 则滑动变阻器两端电压为:U滑=UAB=8 V. 设通过滑动变阻器电流为I,由闭合电路欧姆定律得: I==A=1 A. 滑动变阻器接入电路的电阻为:R滑==Ω=8Ω 电源输出功率为:P=I2(R+R滑)=12×(15+8)W=23 W 答:滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω;此时电源输出功率是23W. 【点评】本题关键是分析清楚电路结构和运动情况后,根据动能定理、欧姆定律联立列式求解.要力电之间的桥梁是电容器的电压. 18.如图所示,半径R=0.8m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某一水平方向的匀强电场时,带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动,它的电量q=1.00×10﹣7C.圆心O与A点的连线与竖直成一角度θ,在A点时小球对轨道的压力N=1.2N,此时小球的动能最大.若小球的最大动能比最小动能多0.32J,且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力,g取10m/s2).则: (1)小球的最小动能是多少? (2)小球受到重力和电场力的合力是多少? (3)现小球在动能最小的位置突然撤去轨道,并保持其他量都不变,若小球在0.4s后的动能与它在A点时的动能相等,求小球的质量和电场强度. 【考点】电势差与电场强度的关系;电势能. 【分析】(1)(2)带电小球沿轨道内侧做圆周运动,受到重力和电场力作用,其合力是恒力,当合力沿OA连线向下时,小球通过A点时动能最大,通过关于O点对称的B点时动能最小.根据动能定理研究小球从B运动到A点的过程,求出重力与电场力的合力大小.根据牛顿第二定律和动能的计算式求出A点的动能,再求出小球的最小动能; (3)在B点撤去轨道后,小球将做类平抛运动,由题,小球经0.02s时,其动能与在A点时的动能相等,说明小球经0.04s时偏转量等于2R,由位移公式和牛顿第二定律结合求出质量 【解答】解:(1)、(2)小球在电场和重力场的复合场中运动,因为小球在A点具有最大动能,所以复合场的方向由O指向A,在AO延长线与圆的交点B处小球具有最小动能EkB.设小球在复合场中所受的合力为F,则有: 即: 带电小球由A运动到B的过程中,重力和电场力的合力做功,根据动能定理有: ﹣F2R=EKB﹣EKA=﹣0.32 由此可得:F=0.2N,EKB=0.8J 即小球的最小动能为0.8J,重力和电场力的合力为0.2N. (3)带电小球在B处时撤去轨道后,小球做类平抛运动,即在BA方向上做初速度为零的匀加速运动,在垂直于BA方向上做匀速运动.设小球的质量为m,则: 在BA方向上做初速度为零的匀加速运动,有: 2R=t2 得:m==0.01kg 由几何关系有: 故:θ=600 在垂直于BA方向上做匀速运动,有:Eq=Fsinθ 解得:E=,方向水平向左 答:(1)小球的最小动能是0.8J; (2)小球受到重力和电场力的合力是20N; (3)小球的质量为0.01kg.电场强度为方向水平向左 【点评】本题可以运用竖直平面内绳子系住的小球运动进行类比,A相当于物理的最低点,B相当于物理的最高点 查看更多