广东省八校联盟2024-2025学年高二上学期教学质量检测(二)物理试题
1.(2024高二上·广东期末)如图所示,图线1表示的导体电阻为R1,图线2表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是( )
A.R1:R2 =1:3
B.R1:R2 =3:1
C.将R1与R2串联后接于电源上,则电流比I1:I2=1:3
D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1:I2=1:3
【答案】A
【知识点】欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】熟悉串并联电路的特点,认清I—U图像的斜率表达的含义是解决此类问题的关键。AB.根据I-U图象知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1:R2=1:3,故A正确,故B错误;
C.将R1与R2串联,通过的电流相同,所以电流比I1:I2=1:1,故C错误;
D.将R1与R2并联后接于电源上,则R1与R2两端加上相同电压,则电流之比等于电阻的反比,电流比I1:I2=3:1,故D错误;
故选A。
【分析】根据I—U图像斜率表示电阻的倒数求出电阻之比,再根据电阻定律结合串并联电路分析。
2.(2024高二上·广东期末)塑料板甲和有机玻璃板乙都有绝缘手柄,相互摩擦之后能够带上等量的异种电荷。验电器最上边是空心金属球,甲和乙能够被放进空心金属球内。某同学把互相摩擦过的甲和乙伸入球内,甲、乙不接触且都不与金属球接触,若该同学希望验电器箔片出现张开、闭合、再张开的现象,以下哪种操作能够帮他把希望变成现实( )
A.仅甲或者乙伸入球内
B.甲、乙先后伸入球内
C.甲、乙同时伸入球内,然后甲或乙撤出
D.甲、乙先后伸入球内,然后甲或乙撤出
【答案】D
【知识点】电荷及三种起电方式;电荷守恒定律
【解析】【解答】 静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异种电荷,电荷,远离带电体的一端带带同种电荷。这种现象叫作静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电。
A.仅甲或者乙伸入球内后,由于静电感应,验电器箔片一直张开,故A错误;
B.甲、乙先后伸入球内,验电器箔片先张开、后闭合,故B错误;
C.甲、乙同时伸入球内,感应电荷为零,验电器箔片不动,甲撤出后箔片张开,故C错误;
D.甲、乙先后伸入球内,验电器箔片先张开再闭合,乙撤出后箔片又张开,故D正确。
故选D。
【分析】同时伸入总电荷量为零,不发生静电感应现象,箔片才不会张开,单独一个伸入,发生静电感应现象,箔片会张开。
3.(2024高二上·广东期末)如图甲所示,直线AB是某电场中的一条电场线。若有一质子仅在电场力的作用下以某一初速度沿直线AB由A运动到B,其速度图象如图乙所示,下列关于A、B两点的电场强度、和电势、,以及质子在A、B两点所具有的电势能、和动能、,判断错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A.V-t图象的斜率可用来表示点电荷的加速度的大小,由于斜率减小,则知从A运动到B过程中带电粒子的加速度减小,由牛顿第二定律可知电场力减小,由,可知由A运动到B,场强E减小,所以故A错误;
B.质子带正电,在电场力的作用下做加速运动,故电场方向从A指向B,所以B点的电势低,即故B正确;
CD.由题:电场力对质子做正功,电势能减小,则,动能增大,则故CD正确。
本题选非题,故选A。
【分析】根据图像的斜率判断加速度的大小,进一步得到电场力大小,进一步得到场强的变化,通过粒子的电性与受力方向的关系以及电场线的特点可判断电势的高低,根据电场力做功与电势能的关系判断电势能的大小,通过能量转化判断动能大小。
4.(2024高二上·广东期末)关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A.甲图是用多用电表直流电压档测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.乙图是用多用电表直流电流档测量电路中的电流,表笔接法正确
C.丙图中用的是多用电表电阻档测量二极管的反向电阻
D.丁图中用的是多用电表电阻档测量二极管的正向电阻
【答案】B
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】 多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程.表盘上半部分为表头,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目的标识和量程.另外,还有欧姆表的调零旋钮、机械调零旋钮和表笔的插孔。A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔的红黑表笔接错,电流应从红表笔流进,黑表笔流出,故A错误;
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,电流从红表笔流入,从黑表笔流出,表笔接法正确,故B正确;
CD.欧姆表内置电源正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连,由图丙所示电路图可知,黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极,多用电表测二极管正向电阻,由图丁所示电路图可知,黑表笔接二极管负极,红表笔接二极管正极,多用电表测二极管反向电阻,故CD错误。
故选B。
【分析】根据多用电表接入电路的方式和表笔的连接情况进行分析判断;根据多用电表红、黑表笔的连接特点分析。
5.(2024高二上·广东期末)物理老师在课堂上做了一个演示实验,电路如图所示,当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时,已点亮的电灯亮度却逐渐变暗。对这一现象的解释,下列说法正确的是( )
A.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压保持不变
B.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小
C.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小
D.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变大
【答案】B
【知识点】闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】本题考查欧姆定律中的动态分析,解题方法一般是先分析总电阻的变化、再分析总电流的变化、内电压的变化、路端电压的变化。当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时,根据并联电阻的规律可知,电路中总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律
可知干路电流增大,根据
可知路端电压减小,所以加在灯泡两端的电压减小,根据
可知灯泡的功率减小,所以亮度变暗,故选B。
【分析】当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时,电路中总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析路端电压的变化情况,由此分析灯泡亮度变暗的原因。
6.(2024高二上·广东期末)计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片,与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定金属片,这两块金属片组成一个小电容器。其内电路简化如图所示,G表为电流计。当键被按下时,下列说法正确的是( )
A.小电容器的电容变小
B.稳定后两金属片之间的电压变小
C.按下过程中电流方向从a流向到b
D.小电容的电荷量增大
【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】对于电容器,要掌握电容的决定式和定义式。解决本题的关键要知道电容器与电源保持相连,其电压不变。A.当键被按下时,小电容器两极板间距减小,根据
则电容器的电容变大,选项A错误;
B.电容器与电源连接,则两金属片之间的电压不变,选项B错误;
CD.按下过程中,电容变大,根据
两板电压不变,则电容器带电量变大,电容器充电,则电流方向从b流向到a,选项C错误,D正确。
故选D。
【分析】当键被按下时,电容器板间距离减小,根据电容的决定式判断电容的变化,电容与电源连接,电压不变,根据Q=CU判断电量的变化,再判断电流方向。
7.(2024高二上·广东期末)在匀强电场中建立一直角坐标系,如图所示。从坐标原点沿y轴正方向前进0.2m到A点,电势升高了,从坐标原点沿x轴正方向前进0.2m到B点,电势降低了。已知电场方向与坐标平面平行,则匀强电场的电场强度大小和方向为( )
A.200V/m;B→A B.200V/m;A→B
C.100V/m;B→A D.100V/m;A→B
【答案】D
【知识点】电场强度的叠加;电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】解决本题的关键要知道电场线与等势线垂直,掌握匀强电场的电场强度大小与电势差的关系, 求出电场强度大小,注意d是两点沿电场线方向上的距离。根据
可得
方向沿y轴负方向。
方向沿x轴正方向。根据电场强度的叠加原理可得
设电场强度与x轴夹角为,则有
又因为坐标系中AB连线与x轴夹角的正切值
可知
电场强度方向A→B。
故选D。
【分析】匀强电场中任意平行且相等的线段两端的电势差相等;确定等势线,判断电场线方向, 计算某一点的电场强度也可以利用它的变形F=qE求解电荷在某一点受到的电场力。
8.(2024高二上·广东期末)如图所示是一个示波管工作的原理图,电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场,离开电场时偏转量是h,两个平行板间距离为d,电势差为U,板长为l,每单位电压引起的偏转量()叫示波管的灵敏度,若要提高其灵敏度。可采用下列哪种办法( )
A.增大两极板间的电压 B.尽可能使板长l做得短些
C.尽可能使板间距离d减小些 D.使电子入射速度v0大些
【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】带电粒子垂直射入匀强电场的运动类似于物体的平抛运动,可以利用运动的合成与分解知识分析。设电子的电量为q,质量为m,加速度为a,运动的时间为t,则加速度
运动时间
偏转量
所以示波管的灵敏度
通过公式可以看出,提高灵敏度可以采用的方法是:加长板长l,减小两板间距离d和减小入射速v0。故C正确,ABD错误。
故选C。
【分析】电子在匀强电场中发生偏转,根据已知的条件,写出偏转量的表达式,进而确定灵敏度的影响因素,根据公式进行分析。
9.(2024高二上·广东期末)在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变化的外电阻供电时,关于电源的输出功率Р随外电阻R变化的规律如图所示。则下列判断正确的是( )
A.当R=r时,电源有最大的输出功率
B.当R=r时,电源的效率η=50%
C.电源的输出功率Р随外电阻R的增大而增大
D.电源的效率η随外电阻R的增大而增大
【答案】A,B,D
【知识点】电功率和电功;闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】本题要求能根据图象读出有效信息,关键知道电源效率如何计算,明确电源的功率公式P=EI和电源内阻消耗的功率为P内=I2r。AC.该图像反映了电源的输出功率P随外电阻R变化的规律,由图看出,电源的输出功率随着外电阻的增大先增大后减小,当R=r时,电源有最大的输出功率,故A正确,C错误;
B.当R=r时,路端电压与电源的内电压相等,则
电源的效率为
故B正确;
D.电源的效率为
可知,R增大时,电源的效率增大,故D正确。
故选ABD。
【分析】根据图象可知,电源的输出功率随着外电阻的增大先增大后减小,当R=r时,功率最大, 电源内阻消耗的功率为P内=I2r,电源的功率为P=EI.结合这些知识分析。
10.(2024高二上·广东期末)电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,电键接通后,电动机正常工作,设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有( )
A.U1C.W1=W2,Q1>Q2 D.W1【答案】A,D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】本题把握纯电阻电路与非纯电阻电路区别的能力,抓住欧姆定律适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路,而焦耳定律对两种电路均适用。
电阻R和电动机M串联接到电路中,则通过它们的电流I相同,对于电阻R,由欧姆定律得
U1=IR
对于电动机
U2>IR
则可得
U1根据焦耳定律得
Q1=I2Rt=Q2
电流通过电阻R做功为
W1= U1It
电流通过电动机做功为
W2= U2It
则
W2> W1
故选AD。
【分析】开关接通后,电动机正常工作,其电路非纯电阻电路,电动机两端的电压大于线圈电阻与电流的乘积。而电阻R是纯电阻,其两端电压等于电阻与电流的乘积。根据焦耳定律研究热量关系。
11.(2024高二上·广东期末)小振同学在实验室练习使用多用电表测电阻:
(1)他找来一段电阻丝,先使用螺旋测微器饶有兴致地测了其直径,读数如图(a)所示,则该电阻丝的直径为 mm
(2)接着他找来多用表来测量该段电阻丝的电阻,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动 ,使指针对准电流的“0”刻线。(填图b中的“S”、“K”或“T”)
②将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置。
③将红、黑表笔短接,旋动 (填图b中的“S”、“K”或“T”),使指针对准电流的 刻线(填“0”或“满偏电流”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
B.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表欧姆调零
C.将K旋转到电阻挡“×100”的位置
D.将K旋转到电阻挡“×1”的位置
(3)正确操作后,读数如图c所示,则阻值为 Ω(保留3位有效数字)
【答案】0.641(0.640~0.643均可);S;T;满偏电流;DBA;12.0
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数;练习使用多用电表
【解析】【解答】本题主要考查欧姆表使用与读数,解题关键要掌握欧姆表的正确使用方法:先进行机械调零,再选挡进行欧姆调零,最后测量读数。通过做题要理解闭合电路欧姆定律是欧姆表的原理。
(1)螺旋测微器读数为
d=0.5mm+14.1×0.01mm=0.641mm
(2)①使用电表前应先进行机械调零,即调节S,使指针对准电流的“0”刻线。
③将多用电表调节到欧姆挡后,进行欧姆调零,当两表笔短接时,电路处于通路状态,此时,相当于待测电阻为0,电流应为满偏状态,即调节T,使指针对准电流的满偏电流。
④指针偏转角度过大,则待测阻值较小,说明挑选量程较大,应尽量使指针位于表盘中央左右位置,则应选用更小的量程,即将K旋转到电阻挡“×1”的位置,然后再次进行欧姆调零,最后进行测量,故挑选后的顺序为DBA。
(3)如图c,挡位为“×1”,则读数为12.0Ω。
【分析】(1)螺旋测微器读数为固定刻度示数与可动刻度示数之和;
(2)根据欧姆表使用方法作答;
(3)欧姆表读数为表盘示数与倍率乘积。
12.(2024高二上·广东期末)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表1:量程0~3A,内阻约为
C.电流表2:量程0~0.6A,内阻约为
D.电压表1:量程0~3V,内阻未知
E.电压表2:量程0~15V,内阻未知
F.滑动变阻器:,2A
G.开关、导线若干
在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.
(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母):电流表选择 ,电压表选择 .
(2)实验电路图应选择如图中的 (填“甲”或“乙”).
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图象,则干电池的电动势 V,内电阻 .
【答案】C;D;乙;1.5;1.0
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】在测定电源电动势和内阻实验中作图处理数据时,由于干电池内阻较小使得路端电压U的变化也较小,即不会比电动势小很多,由此描点绘图,如图甲所示,这样图线未布满整个坐标纸,斜率的计算误差大.为作图方便,在画U-I图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)。
(1)本实验测量一节干电池的电动势和内阻,一节干电池的电动势约为,故电压表选择D;根据滑动变阻器的阻值可知,电路中的电流表应选择C。
(2)图甲电路由于电源内阻较小,电流表的内阻对电源内阻的测量影响较大,则实验电路图应选择图乙。
(3)根据图像以及闭合电路欧姆定律可知
故干电池的电动势为
干电池的内阻为
【分析】(1)根据干电池的电动势选择电压表;根据电路最大电流选择电流表;
(2)根据实验原理,相对于电源电流表采用外接法,据此选择电路图;
(3)求出图象的函数表达式,根据图示图象求出电池的电动势与内阻。
13.(2024高二上·广东期末)如图所示,把一带电荷量为的小球A用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向成45°角,取,,且A、B两小球均可视为点电荷,求:
(1)A、B两球间的库仑力大小;
(2)细绳拉力的大小。
【答案】(1)A、B间的库仑力大小
(2)小球A受力如图所示
由平衡条件
解得A球所受拉力
【知识点】库仑定律
【解析】【分析】(1)根据库仑定律列式,求解库仑力大小;
(2)对A受力分析,根据共点力的平衡条件列式求解。
14.(2024高二上·广东期末)一灵敏电流计G的内阻Rg=1Ω,满偏电流Ig=600mA,现把它改装成如图所示的多量程电表。开关S1、S2都闭合时为电流表,量程为0~3A;开关S1、S2都断开时为电压表,量程为0~3V。求:
(1)定值电阻R1、R2分别为多少?
(2)开关S1闭合、S2断开时为什么表(“电流表”或“电压表”),量程是多少?
【答案】(1)解:由题意知电流表G的满偏电压为
开关S1、S2都断开时为电压表,原理示意图如图所示
当达到满偏时有
所以
开关S1、S2都闭合时为电流表,原理示意图如图所示
当达到满偏时有
所以
(2)解:开关S1闭合,S2断开时为电压表,原理示意图如图所示
当达到满偏时有
【知识点】表头的改装
【解析】【分析】(1)表头改装成电压表要串联一个电阻,改装前后通过表头的满偏电流不变,根据欧姆定律求解定值电阻R1;表头改装成电流表要并联一个电阻,改装前后表头的满偏电压不变,根据欧姆定律求解定值电阻R2;
(2)开关S1闭合、S2断开时,是在电流表的基础上串联了一个电阻,因此为电压表;根据串联、并联电路的特点结合欧姆定律求量程。
(1)由题意知电流表G的满偏电压为
开关S1、S2都断开时为电压表,原理示意图如图所示
当达到满偏时有
所以
开关S1、S2都闭合时为电流表,原理示意图如图所示
当达到满偏时有
所以
(2)开关S1闭合,S2断开时为电压表,原理示意图如图所示
当达到满偏时有
15.(2024高二上·广东期末)如图所示,BC是半径为R的圆弧形光滑绝缘轨道,轨道位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E。现有一质量为m的带电小滑块(体积很小可视为质点),在BC轨道的D点释放后可以静止不动。已知OD与竖直方向的夹角为,随后把它从A点由静止释放,小滑块恰能滑过C点。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为,重力加速度为g且。求:
(1)滑块的带电量q;
(2)水平轨道上A、B两点之间的距离L;
(3)从A滑至C的过程,何处动能最大,并求出该最大值。
【答案】(1)滑块在BC轨道的D点释放后可以静止不动,有
滑块的带电量为
(2)滑块从A点由静止释放,小滑块恰能滑过C点,根据动能定理有
水平轨道上A、B两点之间的距离为
(3)等效重力的方向为
可得
故从A滑至C的过程,D点动能最大,从A滑至D的过程,根据动能定理有
动能最大值为
【知识点】动能定理的综合应用;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】(1)滑块在D点受重力、支持力、电场力三个力处于平衡,根据共点力平衡求解。
(2)重力和电场力做功都与路径无关,对C到A运用动能定理,求出水平轨道上A、B两点之间的距离L.
(3)物块在D点的速度最大,为等效最低点,根据动能定理求解。
1 / 1广东省八校联盟2024-2025学年高二上学期教学质量检测(二)物理试题
1.(2024高二上·广东期末)如图所示,图线1表示的导体电阻为R1,图线2表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是( )
A.R1:R2 =1:3
B.R1:R2 =3:1
C.将R1与R2串联后接于电源上,则电流比I1:I2=1:3
D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1:I2=1:3
2.(2024高二上·广东期末)塑料板甲和有机玻璃板乙都有绝缘手柄,相互摩擦之后能够带上等量的异种电荷。验电器最上边是空心金属球,甲和乙能够被放进空心金属球内。某同学把互相摩擦过的甲和乙伸入球内,甲、乙不接触且都不与金属球接触,若该同学希望验电器箔片出现张开、闭合、再张开的现象,以下哪种操作能够帮他把希望变成现实( )
A.仅甲或者乙伸入球内
B.甲、乙先后伸入球内
C.甲、乙同时伸入球内,然后甲或乙撤出
D.甲、乙先后伸入球内,然后甲或乙撤出
3.(2024高二上·广东期末)如图甲所示,直线AB是某电场中的一条电场线。若有一质子仅在电场力的作用下以某一初速度沿直线AB由A运动到B,其速度图象如图乙所示,下列关于A、B两点的电场强度、和电势、,以及质子在A、B两点所具有的电势能、和动能、,判断错误的是( )
A. B. C. D.
4.(2024高二上·广东期末)关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A.甲图是用多用电表直流电压档测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.乙图是用多用电表直流电流档测量电路中的电流,表笔接法正确
C.丙图中用的是多用电表电阻档测量二极管的反向电阻
D.丁图中用的是多用电表电阻档测量二极管的正向电阻
5.(2024高二上·广东期末)物理老师在课堂上做了一个演示实验,电路如图所示,当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时,已点亮的电灯亮度却逐渐变暗。对这一现象的解释,下列说法正确的是( )
A.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压保持不变
B.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小
C.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小
D.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变大
6.(2024高二上·广东期末)计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片,与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定金属片,这两块金属片组成一个小电容器。其内电路简化如图所示,G表为电流计。当键被按下时,下列说法正确的是( )
A.小电容器的电容变小
B.稳定后两金属片之间的电压变小
C.按下过程中电流方向从a流向到b
D.小电容的电荷量增大
7.(2024高二上·广东期末)在匀强电场中建立一直角坐标系,如图所示。从坐标原点沿y轴正方向前进0.2m到A点,电势升高了,从坐标原点沿x轴正方向前进0.2m到B点,电势降低了。已知电场方向与坐标平面平行,则匀强电场的电场强度大小和方向为( )
A.200V/m;B→A B.200V/m;A→B
C.100V/m;B→A D.100V/m;A→B
8.(2024高二上·广东期末)如图所示是一个示波管工作的原理图,电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场,离开电场时偏转量是h,两个平行板间距离为d,电势差为U,板长为l,每单位电压引起的偏转量()叫示波管的灵敏度,若要提高其灵敏度。可采用下列哪种办法( )
A.增大两极板间的电压 B.尽可能使板长l做得短些
C.尽可能使板间距离d减小些 D.使电子入射速度v0大些
9.(2024高二上·广东期末)在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变化的外电阻供电时,关于电源的输出功率Р随外电阻R变化的规律如图所示。则下列判断正确的是( )
A.当R=r时,电源有最大的输出功率
B.当R=r时,电源的效率η=50%
C.电源的输出功率Р随外电阻R的增大而增大
D.电源的效率η随外电阻R的增大而增大
10.(2024高二上·广东期末)电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,电键接通后,电动机正常工作,设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有( )
A.U1C.W1=W2,Q1>Q2 D.W111.(2024高二上·广东期末)小振同学在实验室练习使用多用电表测电阻:
(1)他找来一段电阻丝,先使用螺旋测微器饶有兴致地测了其直径,读数如图(a)所示,则该电阻丝的直径为 mm
(2)接着他找来多用表来测量该段电阻丝的电阻,请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动 ,使指针对准电流的“0”刻线。(填图b中的“S”、“K”或“T”)
②将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置。
③将红、黑表笔短接,旋动 (填图b中的“S”、“K”或“T”),使指针对准电流的 刻线(填“0”或“满偏电流”)。
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按 的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
B.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表欧姆调零
C.将K旋转到电阻挡“×100”的位置
D.将K旋转到电阻挡“×1”的位置
(3)正确操作后,读数如图c所示,则阻值为 Ω(保留3位有效数字)
12.(2024高二上·广东期末)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表1:量程0~3A,内阻约为
C.电流表2:量程0~0.6A,内阻约为
D.电压表1:量程0~3V,内阻未知
E.电压表2:量程0~15V,内阻未知
F.滑动变阻器:,2A
G.开关、导线若干
在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.
(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母):电流表选择 ,电压表选择 .
(2)实验电路图应选择如图中的 (填“甲”或“乙”).
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图象,则干电池的电动势 V,内电阻 .
13.(2024高二上·广东期末)如图所示,把一带电荷量为的小球A用绝缘细绳悬起,若将带电荷量为的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,绳与竖直方向成45°角,取,,且A、B两小球均可视为点电荷,求:
(1)A、B两球间的库仑力大小;
(2)细绳拉力的大小。
14.(2024高二上·广东期末)一灵敏电流计G的内阻Rg=1Ω,满偏电流Ig=600mA,现把它改装成如图所示的多量程电表。开关S1、S2都闭合时为电流表,量程为0~3A;开关S1、S2都断开时为电压表,量程为0~3V。求:
(1)定值电阻R1、R2分别为多少?
(2)开关S1闭合、S2断开时为什么表(“电流表”或“电压表”),量程是多少?
15.(2024高二上·广东期末)如图所示,BC是半径为R的圆弧形光滑绝缘轨道,轨道位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E。现有一质量为m的带电小滑块(体积很小可视为质点),在BC轨道的D点释放后可以静止不动。已知OD与竖直方向的夹角为,随后把它从A点由静止释放,小滑块恰能滑过C点。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为,重力加速度为g且。求:
(1)滑块的带电量q;
(2)水平轨道上A、B两点之间的距离L;
(3)从A滑至C的过程,何处动能最大,并求出该最大值。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】熟悉串并联电路的特点,认清I—U图像的斜率表达的含义是解决此类问题的关键。AB.根据I-U图象知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1:R2=1:3,故A正确,故B错误;
C.将R1与R2串联,通过的电流相同,所以电流比I1:I2=1:1,故C错误;
D.将R1与R2并联后接于电源上,则R1与R2两端加上相同电压,则电流之比等于电阻的反比,电流比I1:I2=3:1,故D错误;
故选A。
【分析】根据I—U图像斜率表示电阻的倒数求出电阻之比,再根据电阻定律结合串并联电路分析。
2.【答案】D
【知识点】电荷及三种起电方式;电荷守恒定律
【解析】【解答】 静电感应:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异种电荷,电荷,远离带电体的一端带带同种电荷。这种现象叫作静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电。
A.仅甲或者乙伸入球内后,由于静电感应,验电器箔片一直张开,故A错误;
B.甲、乙先后伸入球内,验电器箔片先张开、后闭合,故B错误;
C.甲、乙同时伸入球内,感应电荷为零,验电器箔片不动,甲撤出后箔片张开,故C错误;
D.甲、乙先后伸入球内,验电器箔片先张开再闭合,乙撤出后箔片又张开,故D正确。
故选D。
【分析】同时伸入总电荷量为零,不发生静电感应现象,箔片才不会张开,单独一个伸入,发生静电感应现象,箔片会张开。
3.【答案】A
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A.V-t图象的斜率可用来表示点电荷的加速度的大小,由于斜率减小,则知从A运动到B过程中带电粒子的加速度减小,由牛顿第二定律可知电场力减小,由,可知由A运动到B,场强E减小,所以故A错误;
B.质子带正电,在电场力的作用下做加速运动,故电场方向从A指向B,所以B点的电势低,即故B正确;
CD.由题:电场力对质子做正功,电势能减小,则,动能增大,则故CD正确。
本题选非题,故选A。
【分析】根据图像的斜率判断加速度的大小,进一步得到电场力大小,进一步得到场强的变化,通过粒子的电性与受力方向的关系以及电场线的特点可判断电势的高低,根据电场力做功与电势能的关系判断电势能的大小,通过能量转化判断动能大小。
4.【答案】B
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】 多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程.表盘上半部分为表头,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部分为选择开关,它的四周刻有各种测量项目的标识和量程.另外,还有欧姆表的调零旋钮、机械调零旋钮和表笔的插孔。A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔的红黑表笔接错,电流应从红表笔流进,黑表笔流出,故A错误;
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,电流从红表笔流入,从黑表笔流出,表笔接法正确,故B正确;
CD.欧姆表内置电源正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连,由图丙所示电路图可知,黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极,多用电表测二极管正向电阻,由图丁所示电路图可知,黑表笔接二极管负极,红表笔接二极管正极,多用电表测二极管反向电阻,故CD错误。
故选B。
【分析】根据多用电表接入电路的方式和表笔的连接情况进行分析判断;根据多用电表红、黑表笔的连接特点分析。
5.【答案】B
【知识点】闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】本题考查欧姆定律中的动态分析,解题方法一般是先分析总电阻的变化、再分析总电流的变化、内电压的变化、路端电压的变化。当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时,根据并联电阻的规律可知,电路中总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律
可知干路电流增大,根据
可知路端电压减小,所以加在灯泡两端的电压减小,根据
可知灯泡的功率减小,所以亮度变暗,故选B。
【分析】当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时,电路中总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析路端电压的变化情况,由此分析灯泡亮度变暗的原因。
6.【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】对于电容器,要掌握电容的决定式和定义式。解决本题的关键要知道电容器与电源保持相连,其电压不变。A.当键被按下时,小电容器两极板间距减小,根据
则电容器的电容变大,选项A错误;
B.电容器与电源连接,则两金属片之间的电压不变,选项B错误;
CD.按下过程中,电容变大,根据
两板电压不变,则电容器带电量变大,电容器充电,则电流方向从b流向到a,选项C错误,D正确。
故选D。
【分析】当键被按下时,电容器板间距离减小,根据电容的决定式判断电容的变化,电容与电源连接,电压不变,根据Q=CU判断电量的变化,再判断电流方向。
7.【答案】D
【知识点】电场强度的叠加;电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】解决本题的关键要知道电场线与等势线垂直,掌握匀强电场的电场强度大小与电势差的关系, 求出电场强度大小,注意d是两点沿电场线方向上的距离。根据
可得
方向沿y轴负方向。
方向沿x轴正方向。根据电场强度的叠加原理可得
设电场强度与x轴夹角为,则有
又因为坐标系中AB连线与x轴夹角的正切值
可知
电场强度方向A→B。
故选D。
【分析】匀强电场中任意平行且相等的线段两端的电势差相等;确定等势线,判断电场线方向, 计算某一点的电场强度也可以利用它的变形F=qE求解电荷在某一点受到的电场力。
8.【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】带电粒子垂直射入匀强电场的运动类似于物体的平抛运动,可以利用运动的合成与分解知识分析。设电子的电量为q,质量为m,加速度为a,运动的时间为t,则加速度
运动时间
偏转量
所以示波管的灵敏度
通过公式可以看出,提高灵敏度可以采用的方法是:加长板长l,减小两板间距离d和减小入射速v0。故C正确,ABD错误。
故选C。
【分析】电子在匀强电场中发生偏转,根据已知的条件,写出偏转量的表达式,进而确定灵敏度的影响因素,根据公式进行分析。
9.【答案】A,B,D
【知识点】电功率和电功;闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】本题要求能根据图象读出有效信息,关键知道电源效率如何计算,明确电源的功率公式P=EI和电源内阻消耗的功率为P内=I2r。AC.该图像反映了电源的输出功率P随外电阻R变化的规律,由图看出,电源的输出功率随着外电阻的增大先增大后减小,当R=r时,电源有最大的输出功率,故A正确,C错误;
B.当R=r时,路端电压与电源的内电压相等,则
电源的效率为
故B正确;
D.电源的效率为
可知,R增大时,电源的效率增大,故D正确。
故选ABD。
【分析】根据图象可知,电源的输出功率随着外电阻的增大先增大后减小,当R=r时,功率最大, 电源内阻消耗的功率为P内=I2r,电源的功率为P=EI.结合这些知识分析。
10.【答案】A,D
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】本题把握纯电阻电路与非纯电阻电路区别的能力,抓住欧姆定律适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路,而焦耳定律对两种电路均适用。
电阻R和电动机M串联接到电路中,则通过它们的电流I相同,对于电阻R,由欧姆定律得
U1=IR
对于电动机
U2>IR
则可得
U1根据焦耳定律得
Q1=I2Rt=Q2
电流通过电阻R做功为
W1= U1It
电流通过电动机做功为
W2= U2It
则
W2> W1
故选AD。
【分析】开关接通后,电动机正常工作,其电路非纯电阻电路,电动机两端的电压大于线圈电阻与电流的乘积。而电阻R是纯电阻,其两端电压等于电阻与电流的乘积。根据焦耳定律研究热量关系。
11.【答案】0.641(0.640~0.643均可);S;T;满偏电流;DBA;12.0
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数;练习使用多用电表
【解析】【解答】本题主要考查欧姆表使用与读数,解题关键要掌握欧姆表的正确使用方法:先进行机械调零,再选挡进行欧姆调零,最后测量读数。通过做题要理解闭合电路欧姆定律是欧姆表的原理。
(1)螺旋测微器读数为
d=0.5mm+14.1×0.01mm=0.641mm
(2)①使用电表前应先进行机械调零,即调节S,使指针对准电流的“0”刻线。
③将多用电表调节到欧姆挡后,进行欧姆调零,当两表笔短接时,电路处于通路状态,此时,相当于待测电阻为0,电流应为满偏状态,即调节T,使指针对准电流的满偏电流。
④指针偏转角度过大,则待测阻值较小,说明挑选量程较大,应尽量使指针位于表盘中央左右位置,则应选用更小的量程,即将K旋转到电阻挡“×1”的位置,然后再次进行欧姆调零,最后进行测量,故挑选后的顺序为DBA。
(3)如图c,挡位为“×1”,则读数为12.0Ω。
【分析】(1)螺旋测微器读数为固定刻度示数与可动刻度示数之和;
(2)根据欧姆表使用方法作答;
(3)欧姆表读数为表盘示数与倍率乘积。
12.【答案】C;D;乙;1.5;1.0
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】在测定电源电动势和内阻实验中作图处理数据时,由于干电池内阻较小使得路端电压U的变化也较小,即不会比电动势小很多,由此描点绘图,如图甲所示,这样图线未布满整个坐标纸,斜率的计算误差大.为作图方便,在画U-I图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)。
(1)本实验测量一节干电池的电动势和内阻,一节干电池的电动势约为,故电压表选择D;根据滑动变阻器的阻值可知,电路中的电流表应选择C。
(2)图甲电路由于电源内阻较小,电流表的内阻对电源内阻的测量影响较大,则实验电路图应选择图乙。
(3)根据图像以及闭合电路欧姆定律可知
故干电池的电动势为
干电池的内阻为
【分析】(1)根据干电池的电动势选择电压表;根据电路最大电流选择电流表;
(2)根据实验原理,相对于电源电流表采用外接法,据此选择电路图;
(3)求出图象的函数表达式,根据图示图象求出电池的电动势与内阻。
13.【答案】(1)A、B间的库仑力大小
(2)小球A受力如图所示
由平衡条件
解得A球所受拉力
【知识点】库仑定律
【解析】【分析】(1)根据库仑定律列式,求解库仑力大小;
(2)对A受力分析,根据共点力的平衡条件列式求解。
14.【答案】(1)解:由题意知电流表G的满偏电压为
开关S1、S2都断开时为电压表,原理示意图如图所示
当达到满偏时有
所以
开关S1、S2都闭合时为电流表,原理示意图如图所示
当达到满偏时有
所以
(2)解:开关S1闭合,S2断开时为电压表,原理示意图如图所示
当达到满偏时有
【知识点】表头的改装
【解析】【分析】(1)表头改装成电压表要串联一个电阻,改装前后通过表头的满偏电流不变,根据欧姆定律求解定值电阻R1;表头改装成电流表要并联一个电阻,改装前后表头的满偏电压不变,根据欧姆定律求解定值电阻R2;
(2)开关S1闭合、S2断开时,是在电流表的基础上串联了一个电阻,因此为电压表;根据串联、并联电路的特点结合欧姆定律求量程。
(1)由题意知电流表G的满偏电压为
开关S1、S2都断开时为电压表,原理示意图如图所示
当达到满偏时有
所以
开关S1、S2都闭合时为电流表,原理示意图如图所示
当达到满偏时有
所以
(2)开关S1闭合,S2断开时为电压表,原理示意图如图所示
当达到满偏时有
15.【答案】(1)滑块在BC轨道的D点释放后可以静止不动,有
滑块的带电量为
(2)滑块从A点由静止释放,小滑块恰能滑过C点,根据动能定理有
水平轨道上A、B两点之间的距离为
(3)等效重力的方向为
可得
故从A滑至C的过程,D点动能最大,从A滑至D的过程,根据动能定理有
动能最大值为
【知识点】动能定理的综合应用;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】(1)滑块在D点受重力、支持力、电场力三个力处于平衡,根据共点力平衡求解。
(2)重力和电场力做功都与路径无关,对C到A运用动能定理,求出水平轨道上A、B两点之间的距离L.
(3)物块在D点的速度最大,为等效最低点,根据动能定理求解。
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