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北京市临川学校2022届高三物理上学期期中试题含解析

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2022-2022学年北京市临川学校高三(上)期中物理试卷 一.选择题(本题12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确、全部选对的得4分,选不全的得2分,选错或不答的得0分.)1.有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积中有n个自由电子,电子的电量为q,此时电子的定向移动速率为v,在t时间内,通过导体横截面的自由电子数可表示为(  )A.nvStB.nvtC.D. 2.关于电源电动势的说法错误的是(  )A.电源电动势等于内外电路电势降落之和B.电源电动势等于外电路的路端电压C.电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压D.电源电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领 3.两根材料相同的均匀导线x和y,x长为l,y长为2l,串联在电路中时,沿长度方向电势变化如图所示,则x、y导线的横截面积之比为(  )A.2:3B.1:3C.1:2D.3:1 4.如图所示,a、b、c、d是某电场中的四个等势面,它们是互相平行的平面,并且间距相等,下列判断中正确的是(  )A.该电场一定是匀强电场B.这四个等势面的电势一定满足Ua﹣Ub=Ub﹣Uc=Uc﹣UdC.如果Ua>Ub,则电场强度Ea>EbD.如果Ua<Ub,则电场方向垂直于等势面由b指向a 5.如图所示电路中,C2=2C1,R2=2R1,下列说法正确的是(  )17\nA.开关处于断开状态,电容C2的电量大于C1的电荷量B.开关处于断开状态,电容C1的电量大于C2的电荷量C.开关处于接通状态,电容C2的电量大于C1的电荷量D.开关处于接通状态,电容C1的电量等于C2的电荷量 6.对于点电荷的电场,我们取无限远处作零电势点,无限远处电场强度也为零,那么(  )A.电势为零的点,电场强度一定为零,反之亦然B.电势为零的点,电场强度不一定为零,但电场强度为零的点,电势一定为零C.电场强度为零的点,电势不一定为零;电势为零的点,场强不一定为零D.场强为零的点,电势不一定为零,电势为零的一点,电场强度一定为零 7.如图,虚线a.b和c是某静电场中的等势面,它们的电势分别为Ua、Ub和Uc.Ua>Ub>Uc一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示,由图可知(  )A.粒子从K到L的过程中,电场力做负功B.粒子从L到M的过程中,电场力做负功C.粒子从K到L的过程中,静电势能增加D.粒子从L到M的过程中,动能减少 8.有两个完全相同的金属球A、B,B球固定在绝缘地板上,A球在离B球为H的正上方由静止释放下落,与B球发生对心正碰后回跳的高度为h.设碰撞中无动能损失,空气阻力不计,若(  )A.A、B球带等量同种电荷,则h>HB.A、B球带等量同种电荷,则h=HC.A、B球带等量异种电荷,则h>HD.A、B球带等量异种电荷,则h=H 9.如图所示,电路两端的电压保持不变,当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时,三个灯泡亮度的变化情况是(  )17\nA.L1变亮,L2和L3皆变暗B.L1变暗,L2不能确定,L3变暗C.L1变暗,L2变亮,L3变亮D.L1变亮,L2变亮,L3变暗 10.加在某台电动机上的电压是U(V),电动机消耗的电功率为P(W),电动机线圈的电阻为R(Ω),则电动机线圈上消耗的热功率为(  )A.PB.C.D. 11.理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,直到热风将头发吹干.设电动机线圈电阻为R1,它与电热丝的电阻R2串联后接到直流电源上,电吹风机两端电压为U,电流为I,消耗的电功率为P,则有(  )①P=IU ②P=I2(R1+R2)③P>IU ④P>I2(R1+R2)A.①②B.①④C.②③D.③④ 12.一个初动能为Ek的带电粒子,以速度V垂直电场线方向飞入两块平行金属板间,飞出时动能为3Ek.如果这个带电粒子的初速度增加到原来的2倍,不计重力,那么该粒子飞出时动能为(  )A.4.5EkB.4EkC.6EkD.9.5Ek  二.填空题(本题3小题,共20分)13.如图所示,用伏安法测电阻时,如果不知道待测电阻的大概值时,为了选择正确的电路以减少误差,可将电压表一个接头分别在a、b两点接触一下,如果安培表读数没有显著变化,则P应接在      处,如果伏特表读数没有显著变化,则P应接在      处. 14.测量干电池的电动势和内电阻.下列器材可供选用:A.干电池一节B.直流电流表(0.6A,0.15Ω;3A,0.025Ω)17\nC.直流电压表(3V,5kΩ;15V,25kΩ)D.滑动变阻器(0~15Ω,lA)E.滑动变阻器(0~1kΩ,0.5A)F.电键G.导线若干(1)应选用的滑动变阻器是      (填序号),选用电流表的量程是      ,选用电压表的量程是      ;(2)将选用的器材在实物图上连线.要求实验误差最小. 15.(1)如图1所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分,它们的读数依次为      mm,      mm,      mm.(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图2所示,则金属丝的直径是      mm.  三、计算题(3小题,共32分,要求写出解题过程,没有解题过程直接给出结果不得分)16.(10分)(2022秋•尖山区校级期末)如图所示,电路中电源内阻不计,水平放置的平行金属板A、B间的距离为d,金属板长为L.在两金属板左端正中间位置M,有一个小液滴以初速度v0水平向右射入两板间,已知小液滴的质量为m,小液滴带负电,电荷量为q.要使液滴从B板右侧上边缘射出电场,电动势E是多大?重力加速度用g表示.17\n 17.(10分)(2022秋•延吉市校级期末)在如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3是一滑动变阻器,当其滑片从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电流的变化图线如图所示,其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的.求:(1)电源的电动势和内阻;(2)定值电阻R2的阻值;(3)滑动变阻器的最大阻值. 18.(12分)(2022•南京一模)如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机绕组的电阻R0=0.5Ω,电键S1始终闭合.当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525W;当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336W,求:(1)电源的内电阻;(2)当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率.  2022-2022学年北京市临川学校高三(上)期中物理试卷参考答案与试题解析 一.选择题(本题12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确、全部选对的得4分,选不全的得2分,选错或不答的得0分.)17\n1.有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积中有n个自由电子,电子的电量为q,此时电子的定向移动速率为v,在t时间内,通过导体横截面的自由电子数可表示为(  )A.nvStB.nvtC.D.【考点】电流、电压概念.【专题】恒定电流专题.【分析】根据电流的微观表达式I=nevS,求出在△t时间内通过导体横截面的自由电子的电量,每个电子的电量为e,再确定通过导体横截面的自由电子的数目.【解答】解:根据电流的微观表达式I=nevS,在△t时间内通过导体横截面的自由电子的电量Q=I△t,则在△t时间内,通过导体横截面的自由电子的数目为N=,将I=nevS代入得N==nvSt,故AC正确.故选:AC.【点评】本题考查电流的微观表达式和定义式综合应用的能力,电流的微观表达式I=nqvS,是联系宏观与微观的桥梁,常常用到. 2.关于电源电动势的说法错误的是(  )A.电源电动势等于内外电路电势降落之和B.电源电动势等于外电路的路端电压C.电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压D.电源电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领【考点】电源的电动势和内阻.【专题】恒定电流专题.【分析】电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量,电动势由电源本身的特性决定,与外电路的结构无关.电动势大小等于内外电路电势降落之和.【解答】解:A、根据闭合电路欧姆定律得知,电源电动势等于内外电路电势降落之和,故A正确.B、当外电路断开时,电源电动势才等于外电路的路端电压,而当外电路接通时,电源有内电压,电源电动势大于外电路的路端电压,故B错误.C、根据闭合电路欧姆定律可知,当电源没有接入电路时I=0,电源没有内电压,则电动势等于此时两极间的电压,故C正确.D、电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量,故D正确.本题选错误的,故选B【点评】本题考查对电动势的理解.关键抓住电动势的物理意义和闭合电路欧姆定律进行分析. 3.两根材料相同的均匀导线x和y,x长为l,y长为2l,串联在电路中时,沿长度方向电势变化如图所示,则x、y导线的横截面积之比为(  )17\nA.2:3B.1:3C.1:2D.3:1【考点】路端电压与负载的关系.【专题】定性思想;方程法;恒定电流专题.【分析】串联电路中电流相等,根据电势差的大小,通过欧姆定律得出电阻的大小关系,再根据电阻定律得出A和B导线的横截面积之比.【解答】解:由图可知,A、B两端的电势差分别为6V,4V,电流相等,根据欧姆定律得:.根据电阻定律得,R=,则s=.则横截面积之比.故B正确,A、C、D错误.故选:B.【点评】本题考查了欧姆定律、电阻定律以及串并联电路的特点,难度不大,将相关的数据代入公式即可. 4.如图所示,a、b、c、d是某电场中的四个等势面,它们是互相平行的平面,并且间距相等,下列判断中正确的是(  )A.该电场一定是匀强电场B.这四个等势面的电势一定满足Ua﹣Ub=Ub﹣Uc=Uc﹣UdC.如果Ua>Ub,则电场强度Ea>EbD.如果Ua<Ub,则电场方向垂直于等势面由b指向a【考点】等势面.【分析】等势面是平行平面而且均匀分布,该电场一定是匀强电场.电根据公式U=Ed,匀强电场中,沿着电场线方向,相同距离电势差相同.电场线总和等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.【解答】解:A、等势面是平行平面而且均匀分布,则电场线平行同向,均匀分布,该电场一定是匀强电场.故A正确.B、由图判断出电场方向垂直于等势面,由公式U=Ed可知,沿着电场线方向,相同距离电势差相同.故B正确.17\nC、匀强电场,电场强度处处相同.故C错误.D、根据电场线总和等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面可知,如果Ua<Ub,电场方向垂直于等势面由b指向a.故D正确.故选:ABD【点评】本题考查对等势面和电场线关系的理解能力.本题也可以采用作电场线的方法,分析判断.常规题,比较容易. 5.如图所示电路中,C2=2C1,R2=2R1,下列说法正确的是(  )A.开关处于断开状态,电容C2的电量大于C1的电荷量B.开关处于断开状态,电容C1的电量大于C2的电荷量C.开关处于接通状态,电容C2的电量大于C1的电荷量D.开关处于接通状态,电容C1的电量等于C2的电荷量【考点】电容;闭合电路的欧姆定律.【专题】电容器专题.【分析】当开关处于断开状态时,电容器C1、C2并联,两端的电压等于电源的电动势.当开关处于闭合状态时,两电阻串联,C1与R2并联,C2与R1并联.【解答】解:A、当开关处于断开状态时,电容器C1、C2并联,两端的电压等于电源的电动势,因为C2=2C1,根据Q=CU,知电容C2的电量大于C1的电荷量.故A正确,B错误.C、当开关处于闭合状态时,两电阻串联,C1与R2并联,C2与R1并联,因为R2=2R1,所以U2=2U1,因为C2=2C1,根据Q=CU知,电容C1的电量等于C2的电荷量.故C错误,D正确.故选AD.【点评】解决本题的关键搞清电键断开时、闭合时,该电路是什么样的电路,通过欧姆定律和Q=CU进行分析. 6.对于点电荷的电场,我们取无限远处作零电势点,无限远处电场强度也为零,那么(  )A.电势为零的点,电场强度一定为零,反之亦然B.电势为零的点,电场强度不一定为零,但电场强度为零的点,电势一定为零C.电场强度为零的点,电势不一定为零;电势为零的点,场强不一定为零D.场强为零的点,电势不一定为零,电势为零的一点,电场强度一定为零【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系.【专题】电场力与电势的性质专题.【分析】沿电场线方向电势逐渐降低,根据电场线的指向判断正电荷和负电荷形成电场中的电势.而零电势是人为规定,与电场强度是否为零没有关系.【解答】解:对于点电荷的电场,我们通常取无限远处作零电势点,根据点电荷电场强度可知,,在无限远处电场强度也为零,而当靠近点电荷时,电场强度越来越大,对于电势则由根据电场线方向来确定增加与否.因此电场强度为零,电势并不一定为零.而电势为零时,电场强度不一定为零.故C正确,ABD错误;17\n故选:C【点评】解决本题的关键知道电场线和电势的联系,以及知道电势能和电势的关系. 7.如图,虚线a.b和c是某静电场中的等势面,它们的电势分别为Ua、Ub和Uc.Ua>Ub>Uc一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示,由图可知(  )A.粒子从K到L的过程中,电场力做负功B.粒子从L到M的过程中,电场力做负功C.粒子从K到L的过程中,静电势能增加D.粒子从L到M的过程中,动能减少【考点】等势面;电势能.【专题】定性思想.【分析】电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加;电场力做功的正负还可以直接根据电场力的方向判断.【解答】解:A、根据Ep=qφ,粒子从K到L的过程中,电势能增加,故电场力做负功,故A正确;B、根据Ep=qφ,粒子从L到M的过程中,电势能减小,故电场力做正功,故B错误;C、根据Ep=qφ,粒子从K到L的过程中,电势能增加,故C正确;D、粒子从L到M的过程中,电场力做正功,故动能增加,故D错误;故选AC.【点评】本题关键是根据Ep=qφ得到电势能的变化情况,最后确定电场力的做功情况. 8.有两个完全相同的金属球A、B,B球固定在绝缘地板上,A球在离B球为H的正上方由静止释放下落,与B球发生对心正碰后回跳的高度为h.设碰撞中无动能损失,空气阻力不计,若(  )A.A、B球带等量同种电荷,则h>HB.A、B球带等量同种电荷,则h=HC.A、B球带等量异种电荷,则h>HD.A、B球带等量异种电荷,则h=H【考点】电势差与电场强度的关系.【专题】电场力与电势的性质专题.【分析】带电小球要分同种还是异种电荷,同种等量电荷相碰后,电荷量不变,电场力整体不做功,相当于只有重力作用;而异种电荷相碰后,电荷量中和,则没有库仑力作用,则上升电场力不做功.【解答】解:A.B、若两球带等量同种电荷,碰撞前后两球电荷量不变,根据能量守恒,整个过程中,电场力对A球做功为0,所以H=h;故A错误,B正确.17\nC.D、若两球带等量异种电荷,碰撞后两球电荷中和,均不带电,碰撞前电场力做正功,碰撞后没有电场力做功,整个过程电场力做正功,电势能减小转化为机械能,根据能量守恒,所以h>H;故C正确,D错误.故选:BC.【点评】考查重力做功与电场力做功,及相碰后电量平分,同时分同种与异种电荷.并要掌握能量守恒的应用. 9.如图所示,电路两端的电压保持不变,当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时,三个灯泡亮度的变化情况是(  )A.L1变亮,L2和L3皆变暗B.L1变暗,L2不能确定,L3变暗C.L1变暗,L2变亮,L3变亮D.L1变亮,L2变亮,L3变暗【考点】串联电路和并联电路;闭合电路的欧姆定律.【专题】恒定电流专题.【分析】电灯L2与变阻器串联后与灯泡L3并联,最后再与L1串联;当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时,变阻器电阻R减小,故总电阻减小,根据欧姆定律判断干路电流的变化情况,然后逐步判断各个各个部分的电流和电压情况.【解答】解:当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时,变阻器电阻R减小,故总电阻减小,根据欧姆定律干路电流增加,故灯泡L1变亮;并联电路的电压U并=U﹣IRL1,故并联电路电压变小,灯泡L3变暗;干路电流增加,而通过灯泡L3的电流变小,故通过灯泡L2的电流增加,灯泡L2变亮;故选D.【点评】对于动态分析问题,通常按照局部→整体→局部的思路进行分析,不难. 10.加在某台电动机上的电压是U(V),电动机消耗的电功率为P(W),电动机线圈的电阻为R(Ω),则电动机线圈上消耗的热功率为(  )A.PB.C.D.【考点】电功、电功率.【专题】恒定电流专题.【分析】电动机是非纯电阻电路,电功率P=UI,热功率P热=I2R,输出功率P出=P﹣P热.【解答】解:电动机是非纯电阻电路,电功率为P=UI,故电流为I=,故热功率P热=I2R=()2R=;故选C.【点评】本题关键明确电动机是非纯电阻电路,电功率等于热功率与输出功率之和.17\n 11.理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,直到热风将头发吹干.设电动机线圈电阻为R1,它与电热丝的电阻R2串联后接到直流电源上,电吹风机两端电压为U,电流为I,消耗的电功率为P,则有(  )①P=IU ②P=I2(R1+R2)③P>IU ④P>I2(R1+R2)A.①②B.①④C.②③D.③④【考点】电功、电功率.【专题】恒定电流专题.【分析】在计算电功率的公式中,总功率用P=IU来计算,发热的功率用P=I2R来计算,如果是计算纯电阻的功率,这两个公式的计算结果是一样的,但对于电动机等非纯电阻,第一个计算的是总功率,第二个只是计算发热的功率,这两个的计算结果是不一样的.【解答】解:①③、电吹风机消耗的电功率P是总的功率,总功率的大小应该是用P=IU来计算,所以总功率P=IU,所以①正确,而③错误.②④、电吹风机中发热的功率要用I2R来计算,所以总的发热功率为I2(R1+R2),吹风机的总功率P=IU要大于发热部分的功率,所以②错误,④正确.故选:B.【点评】对于电功率的计算,一定要分析清楚是不是纯电阻电路,对于非纯电阻电路,总功率和发热功率的计算公式是不一样的. 12.一个初动能为Ek的带电粒子,以速度V垂直电场线方向飞入两块平行金属板间,飞出时动能为3Ek.如果这个带电粒子的初速度增加到原来的2倍,不计重力,那么该粒子飞出时动能为(  )A.4.5EkB.4EkC.6EkD.9.5Ek【考点】带电粒子在匀强电场中的运动.【专题】带电粒子在电场中的运动专题.【分析】带电粒子垂直飞入匀强电场中,做类平抛运动,运用运动的分解法,得出偏转距离与初速度和初动能的关系,由动能定理得到电场力做功与初动能的关系式,再用同样的方法得到初速度增加到原来2倍时电场力做功与初动能的关系,由动能定理求解该粒子飞出时的动能.【解答】解:设平行金属板的长度为L,板间距离为d,场强为E.当初速度为v时,则有:y=at2=()2=…①根据动能定理得,qEy=3Ek﹣Ek,得:2Ek=…②当初速度为2V时,同理可得:y′==…③电场力做功为W′=qEy′=…④由②④比较得:W′=0.5Ek17\n根据动能定理得:W′=Ek′﹣4Ek,得:Ek′=4.5Ek故选:A【点评】本题是动能定理和类平抛运动知识的综合应用,用相同的物理量表示电场力做功是解题的关键. 二.填空题(本题3小题,共20分)13.如图所示,用伏安法测电阻时,如果不知道待测电阻的大概值时,为了选择正确的电路以减少误差,可将电压表一个接头分别在a、b两点接触一下,如果安培表读数没有显著变化,则P应接在 a 处,如果伏特表读数没有显著变化,则P应接在 b 处.【考点】伏安法测电阻.【专题】实验题;恒定电流专题.【分析】本题的关键是对欧姆定律和串并联规律的理解和应用,当电流表采用外接法即P接在a处时,造成误差的原因是电压表的分流作用,所以当电压表内阻越大时,电压表的分流作用越小,电流表示数变化越不明显,所以若电流表读数变化不明显时,电流表应采用外接法.同理,若电压表读数变化不明显,说明电流表分压作用较小,即电流表内阻较小,应采用内接法.【解答】解:根据欧姆定律和串并联规律可知,若电流表示数没有显著变化,说明电压表的分流作用较小,即电压表的内阻很大,由于电压表内阻越大时采用电流表外接法误差较小,所以电流表应采用外接法,即P应接在a处;如果电压表读数变化不明显,说明电流表的分压作用较小,即电流表内阻较小,由于电流表内阻越小时,电流表采用内接法时误差较小,所以P应接在b处.故答案为:a,b【点评】应明确电流表采用外接法和内接法的条件和选择方法:当满足时,电流表应用外接法;当满足时,电流表应用内接法. 14.测量干电池的电动势和内电阻.下列器材可供选用:A.干电池一节B.直流电流表(0.6A,0.15Ω;3A,0.025Ω)C.直流电压表(3V,5kΩ;15V,25kΩ)D.滑动变阻器(0~15Ω,lA)E.滑动变阻器(0~1kΩ,0.5A)17\nF.电键G.导线若干(1)应选用的滑动变阻器是 D (填序号),选用电流表的量程是 0.6A ,选用电压表的量程是 3V ;(2)将选用的器材在实物图上连线.要求实验误差最小.【考点】测定电源的电动势和内阻.【专题】实验题.【分析】(1)为方便实验操作应选最大阻值较小的滑动变阻器;根据电路最大电流选择电流表量程,根据电源电动势选择电压表量程.(2)根据实验原理连接实物电路图.【解答】解:(1)为方便实验操作,滑动变阻器应选D;一节干电池电动势约为1.5V,电压表应选3V量程;电路电流较小,约为零点几安培,电流表应选0.6A量程.(2)伏安法测电源电动势与内阻,电压表测路端电压,电流表测电路电流,由于电源内阻较小,为减小实验误差,相对于电源,电流表应采用外接法,实物电路图如图所示:故答案为:(1)D,0.6A,3V;(2)实物电路图如图所示.【点评】本题考查了实验器材的选择,连接实物电路图,掌握实验器材的选择原则、知道实验原理即可正确解题. 15.(1)如图1所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分,它们的读数依次为 7.7 mm, 7.35 mm, 3.18 mm.(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图2所示,则金属丝的直径是 2.150 mm.17\n【考点】刻度尺、游标卡尺的使用;螺旋测微器的使用.【专题】实验题;定量思想;推理法;直线运动规律专题.【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法,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.【解答】解:(1)9mm长10等分,精确度为0.1mm,游标卡尺的主尺读数为7mm,游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为7×0.1mm=0.7mm,所以最终读数为:7mm+0.7mm=7.7mm.19mm长20等分,精确度为0.05mm,游标卡尺的主尺读数为23mm,游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为7×0.05mm=0.35mm,所以最终读数为:7mm+0.35mm=7.35mm.49mm长50等分,精确度为0.02mm,游标卡尺的主尺读数为3mm,游标尺上第9个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为9×0.02mm=0.18mm,所以最终读数为:3mm+0.18mm=3.18mm.(2)螺旋测微器的固定刻度为2mm,可动刻度为15.0×0.01mm=0.150mm,所以最终读数为2mm+0.150mm=2.150mm.故答案为:(1)7.7,7.35,3.18;(2)2.150;【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. 三、计算题(3小题,共32分,要求写出解题过程,没有解题过程直接给出结果不得分)16.(10分)(2022秋•尖山区校级期末)如图所示,电路中电源内阻不计,水平放置的平行金属板A、B间的距离为d,金属板长为L.在两金属板左端正中间位置M,有一个小液滴以初速度v0水平向右射入两板间,已知小液滴的质量为m,小液滴带负电,电荷量为q.要使液滴从B板右侧上边缘射出电场,电动势E是多大?重力加速度用g表示.【考点】带电粒子在混合场中的运动;牛顿第二定律;欧姆定律.【专题】带电粒子在复合场中的运动专题.17\n【分析】通过闭合电路的欧姆定律求出平行板两端的电压,而离子在平行板中做类平抛运动,由此解得电源电动势.【解答】解:平行板间电压为:U=×R=…①负离子做类平抛运动:=at2…②l=v0t…③负离子在平行板间的加速度为:a=﹣g…④联立①②③④解得电动势为:E=2×;答:电源电动势应为2.【点评】本题是电路与电场两部分知识的综合,关键是确定电容器的电压与电动势的关系,掌握处理类平抛运动的分析方法与处理规律. 17.(10分)(2022秋•延吉市校级期末)在如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3是一滑动变阻器,当其滑片从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电流的变化图线如图所示,其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的.求:(1)电源的电动势和内阻;(2)定值电阻R2的阻值;(3)滑动变阻器的最大阻值.【考点】闭合电路的欧姆定律.【专题】恒定电流专题.【分析】(1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻,由闭合电路欧姆定律求出电动势.(2)当滑片滑到最右端时,R1被短路,外电路的电阻最小,电流最大,读出电流和电压,由欧姆定律求出R2的阻值;(3)滑动变阻器阻值最大时,外电阻最大,电流最小,由图读出电压和电流,由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值.17\n【解答】解:(1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻,则有内阻r=||=Ω=20Ω电源的电动势为E=U+Ir,取电压U=16V,电流I=0.2A,代入解得,E=20V.(2)当滑片滑到最右端时,R1被短路,外电路的电阻最小,电流最大,此时电压U=4V,电流I=0.8A,则定值电阻R2==5Ω(3)滑动变阻器阻值最大时,外电阻最大,电流最小,此时电压U=16V,电流I=0.2A,外电路总电阻为R==80Ω又R=R2+,R1=100Ω,R2=5Ω代入解得,R3=300Ω答:(1)电源的电动势和内阻分别为E=20V和r=20Ω;(2)定值电阻R2的阻值为5Ω;(3)滑动变阻器的最大阻值为300Ω.【点评】本题要理解电源的伏安特性曲线的意义,可由图线上两点的坐标建立方程组求解电源的电动势和内阻. 18.(12分)(2022•南京一模)如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机绕组的电阻R0=0.5Ω,电键S1始终闭合.当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525W;当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336W,求:(1)电源的内电阻;(2)当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率.【考点】电功、电功率;闭合电路的欧姆定律.【专题】恒定电流专题.【分析】(1)根据S2断开时R1消耗的功率为,求出内阻r.(2)当电键S2闭合时,根据电阻R1的电功率求出R1两端的电压和通过R1的电流,再根据E=U+Ir,求出总电流.从而求出通过电动机的电流,根据,求出电动机的输出功率.17\n【解答】解:(1)设S2断开时R1消耗的功率为P1,则,代入数据可以解得r=1Ω.(2)设S2闭合时R1两端的电压为U,消耗的功率为P2,则,解得U=84V由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir,代入数据,得I=26A流过R1的电流为I1,流过电动机的电流为I2,A,而I1+I2=I,所以I2=22A,由UI2=P出+I22R0,代入数据得P出=1606W.【点评】解决本题的关键能够灵活运用闭合电路欧姆定律,以及知道电动机输入功率、输出功率、热功率的关系. 17

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所属: 高中 - 物理
发布时间:2022-08-25 12:29:26 页数:17
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文章作者:U-336598

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