浙江省嘉兴市桐乡市茅盾中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题
一、单选题(18题×3分=54分)
1.(2024高二上·桐乡市月考)在电场中某点放入电量为的试探电荷,测得该点的场强为E;若在同一点放入电量为的试探电荷,该位置的场强( )
A.大小为E,方向不变 B.大小为E,方向相反
C.大小为2E,方向不变 D.大小为2E,方向相反
【答案】A
【知识点】电场强度
【解析】【解答】电场强度是由电场本身决定的,与试探电荷无关,故电场中的同一位置电场强度的大小和方向不变,所以不管放入的是还是的试探电荷,该点场强大小始终为,方向也保持不变。
故答案为:A。
【分析】明确电场强度的本质——由电场本身决定,与试探电荷的电荷量、电性均无关,只要电场源不变,同一位置的电场强度就不会因试探电荷改变而改变,据此直接判断场强大小和方向,得出答案。
2.(2024高二上·桐乡市月考)下列仪器中,属于验电器的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】A:外观呈现为柱状、有极性标识,是用于储存电荷的电容器 。
B:有金属球、金属杆、可张开金属箔结构,符合验电器利用同种电荷排斥检验带电的特征 。
C:表盘标有“A”(电流单位),是测量电路电流的电流表 。
D:表盘标有“V”(电压单位),是测量电路电压的电压表 。
故答案为:B。
【分析】牢记不同电学仪器的结构与功能特征。验电器依靠金属箔片因同种电荷排斥张开工作,通过对比电容器(储电)、电流表(测电流)、电压表(测电压)的外观和功能,匹配出验电器的结构。
3.(2024高二上·桐乡市月考)两个完全相同的金属球A和B(可视为点电荷)带异种电荷,带电荷量之比为1:7,相距为r,现将两者接触一下放回原来的位置,则后来两小球之间的库仑力大小与原来之比是( )
A.7:4 B.4:7 C.7:9 D.9:7
【答案】D
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】两个完全相同的金属小球,将它们相互接触再分开,带电量先中和后平分,设金属球 和 带电量为 ,所以 、 所带的电荷相等都为 ,根据库仑定律得
解得
则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是 ,
故答案为:D。
【分析】利用库仑定律结合电荷等分原则可以求出静电力大小之比。
4.(2024高二上·桐乡市月考)如图所示为电场中的三条电场线,A、B、C是其中一条电场线上的三个点.现用EA、EB、EC表示这三点的电场强度,φA、φB、φC表示这三点的电势,则必有:
A.EA>EB>EC B.φA>φB>φC
C.EA=EB=EC D.φA=φB=φC
【答案】B
【知识点】电场强度;电场线;电势
【解析】【解答】AC、根据电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线越密电场强度越大,所以
EC>EB>EA
故AC错误;
BD、顺着电场线方向,电势必定降低,可知
φA>φB>φC
故B正确,D错误。
故答案为:B
【分析】用电场线疏密判断场强:线越密,场强越大,据此对比A、B、C三点场强 ;用电场线方向判断电势:沿电场线方向电势降低,依此确定三点电势高低 。
5.(2024高二上·桐乡市月考)如图所示,负电荷仅受电场力作用沿虚线从 A 点运动到 B 点,则运动过程中电场力对其做功和电势能变化情况分别是
A.做负功、电势能增加 B.做正功、电势能增加
C.做负功、电势能减小 D.做正功、电势能减小
【答案】D
【知识点】电势能
【解析】【解答】负电荷仅受电场力作用沿虚线从 A 点运动到 B 点的过程中,电场力的方向大致向左,则电场力做正功,电势能减小;故ABC错误,D正确。
故选D.
【分析】1、电场力做功:取决于电荷的正负和运动方向。
2、电势能变化:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。
3、负电荷的运动:沿电场方向运动,电势能增加;逆电场方向运动,电势能减小。
6.(2024高二上·桐乡市月考)下列四个电学器材中,电容器是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】电容器及其应用;电磁学
【解析】【解答】A.有正负极标识,是提供电能的电源 ,并非电容器,A错误;
B.有滑片、电阻丝结构,可改变接入电路电阻,是滑动变阻器,B错误;
C.表盘标有“A”(电流单位),用于测量电流,是电流表,C错误;
D.呈现为典型的电容器外观(通常有两极、绝缘介质相关结构示意 ),符合电容器储存电荷的器件特征,D正确。
故答案为:D。
【分析】电源提供电能、滑动变阻器改变电阻、电流表测电流,电容器有其特定外观,通过对比这些器材的结构和功能,匹配出电容器对应的选项,从而得出答案 。
7.(2024高二上·桐乡市月考)下列说法不正确的是( )
A.摩擦过的琥珀能吸引小物体,说明小物体一定带电
B.在加油站给车加油前手要触摸一下静电释放器,是防止静电危害
C.静电喷漆时让工件表面与油漆微粒带上异种电荷,使喷涂更均匀
D.避雷针是利用尖端放电将云层中积聚的电荷导入大地,使建筑物避免雷击
【答案】A
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】A.摩擦过的琥珀能吸引小物体,是因为琥珀带电,可吸引轻小物体,A错误,符合题意;
B.在加油站给车加油前手要触摸一下静电释放器,是让静电通过人体导走,以防止静电危害,B正确,不符合题意;
C.静电喷漆时让工件表面与油漆微粒带上异种电荷,可通过异种电荷相互吸引的特性,让喷涂更均匀,C正确,不符合题意;
D.避雷针是利用尖端放电将云层中积聚的电荷导入大地,使建筑物避免雷击,D正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】带电物体可以吸引轻小物体,说明琥珀带电;手触摸其静电释放器是防止静电的危害;避雷针是利用尖端放电的原理。
8.(2024高二上·桐乡市月考)心室纤颤是一种可能危及生命的疾病,很多学校都配备心脏除颤器(如图),其是一种通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电,让一部分电荷通过心脏,使心脏除颤后瞬间静止,再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。以下是一次心脏除颤器的模拟治疗,该心脏除颤器的电容器电容为40μF,充电电压为4.0kV,除颤过程在10ms时间内完成放电,以下说法正确的是( )
A.本次除颤通过人体组织的电量为0.16C
B.如果充电电压变为2.0kV,则电容器的电容变为20μF
C.电容器的带电量是两块极板带电量绝对值之和
D.放电过程中电流大小保持不变
【答案】A
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A.电容定义式 ,变形得 ,代入数据
,
则
放电时通过人体的电量为0.16C(电容器放电,电量通过人体 ),A正确;
B.电容器的电容与所加电压没有关系,只由电容器自身构造决定,如果充电电压变为2.0kV,电容器的电容仍为40μF,B错误;
C.电容器的带电量是指一个极板带电量的绝对值,C错误;
D.根据,可知放电过程中,电荷量逐渐减小,极板间电压逐渐减小,放电电流逐渐减小,D错误。
故答案为:A。
【分析】A:,电量 与 、 成正比,用于计算放电电量。
B:固有属性(与电压、电量无关 ),由电容器自身结构决定。
C:单极板带电量的绝对值(两极板等量异号 )。
D:电压随电量减小而减小,电流减小(非恒定 )。
9.(2024高二上·桐乡市月考)关于能量转化与守恒的理解,下列说法中正确的是( )
A.能量是守恒的,不可能消失,所以不会发生能源危机
B.能量既会凭空产生,也会凭空消失
C.能量可以从一种形式转化为另一种形式
D.能量在转化的过程中,能量在数量上会减少
【答案】C
【知识点】能量守恒定律;能源的分类与应用
【解析】【解答】A.能量是守恒的,不可能消失,但是能量的品质会降低,可以利用的能源会减小,所以会发生能源危机,A错误;
BCD.能量守恒定律表述为,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变,BD错误,C正确。
故答案为:C。
【分析】1. 能量守恒本质:总量不变,形式可转化、物体间可转移。
2. 能源危机原因:能量品质降低(可利用的能量减少 ),而非总量减少。
3. 选项判断:紧扣“不凭空产生/消失、形式可转化、总量不变”,区分“总量守恒”与“可利用能源减少”。
10.(2024高二上·桐乡市月考)下列说法正确的是( )
A.库仑通过油滴实验测得元电荷e的数值
B.由电场强度的定义式可知,E与F成正比,与q成反比
C.电容器的电容C由电容器自身结构决定,与所加的电压无关
D.选择不同的位置作为零电势点,电场中某两点间的电势差会不同
【答案】C
【知识点】电容器及其应用;元电荷;电场强度;电势
【解析】【解答】A.密立根通过油滴实验测得元电荷e的数值,选项A错误;
B.电场中某点的场强是由电场本身决定的物理量,与试探电荷的带电量以及所受的电场力均无关,选项B错误;
C.电容器的电容C由电容器自身结构决定,与所加的电压无关,选项C正确;
D.电场中某两点间的电势差与零电势点的选择无关,选项D错误。
故答案为:C。
【分析】A:元电荷测量是密立根油滴实验,库仑研究静电力定律。
B:比值定义(E 由电场本身决定,与试探电荷无关 )。
C:固有属性(结构决定,与电压、电量无关 )。
D:两点电势的差值,与零电势点选择无关(差值不变 )。
11.(2024高二上·桐乡市月考)在一个等边三角形ABC顶点B、C处各放一个电荷量相等的点电荷时,测得A处的电场强度大小为E,方向与BC边平行沿B指向C。如图所示,拿走C处的电荷后,A处电场强度的情况将是( )
A.大小仍为E,方向由A指向B B.大小变为0.5E,方向不变
C.大小仍为E,方向沿BA方向 D.无法确定
【答案】C
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】设两个电荷在A点的电场强度分别为EA、EB
方向沿BA方向,C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】点电荷场强叠加:矢量合成(平行四边形定则 ),需明确每个点电荷在 A 点的场强方向和大小。
几何关系:等边三角形内角 60°,场强夹角与三角形角关联,利用 “夹角 120° 时合场强与分场强大小相等” 简化计算。
电荷性质推导:根据合场强方向,反推单个点电荷的场强方向(沿 BA ),确定拿走 C 后仅 B 产生的场强。
12.(2024高二上·桐乡市月考)关于电场,下列说法正确的是( )
A.电场和电场线都是客观存在的
B.没有画电场线的地方不存在电场
C.电场线的方向即为带电粒子的运动方向
D.等差等势面越密的地方,电场线越密,电场强度越大
【答案】D
【知识点】电场及电场力;电场强度;电场线
【解析】【解答】A.电场是客观存在的,电场线不是客观存在的,A不符合题意.
B.没有画电场线的地方不一定不存在电场,有可能存在,B不符合题意.
C.电场线的方向不一定是带电粒子运动的方向,是正电荷受力的方向,C不符合题意.
D.电场线的疏密程度描述场强大小,电场线越密的地方电场强度越大,而等差等势面越密的地方电场线也越密,D符合题意.
故答案为:D
【分析】等差等势面密集的地方,电场强度比较大,电场线密集的区域电场强度大,沿电场线方向电势减小,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加。
13.(2024高二上·桐乡市月考)如图是某款扫地机器人的照片,下表是它的一些重要参数。
根据以上信息,下列说法正确的是
额定电压/频率 100-240V/50-60Hz 额定功率 40W
电池输入电压 20V 电池容量 3000mAh
充电时间 约4h 工作时间 100- 120min
A.工作时电池把电能转化为化学能
B.电池充电时的充电电流约为0.75A
C.电池充满电时储存的能量大约为2.16×108J
D.在100-120min工作时间内,机器人一直以40W的额定功率工作
【答案】B
【知识点】焦耳定律;电流、电源的概念
【解析】【解答】A.扫地机器人对电池的重量没有特别高的要求,所以基本使用镍氢电池,工作时,电池把化学能转化为电能,故A错误;
B.电池充电时
故B正确;
C.电池充满电具有的能量为
W=qU=3×3600×20J=2.16×105J
故C错误;
D.若一直以40W工作,则工作时间为
而且机器人也并不是一直处于扫地工作状态,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A:放电(化学能→电能 )、充电(电能→化学能 ),区分充放电过程。
B:利用 (容量=电流×时间 ),注意单位转换(mAh转Ah )。
C:(电压×电荷量 ),明确电荷量与容量的关系。
D:恒定功率下计算理论时间,结合实际工况(非恒定功率 )判断。
14.(2024高二上·桐乡市月考)如图所示,两个质量均为m、电荷量均为Q的带电小球用绝缘细线悬挂在O点,平衡时它们相距为r,则两球之间的库仑力F大小( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】根据库仑定律可知,两球之间的库仑力F大小
故答案为:C。
【分析】两带电小球可视为点电荷(因间距 远大于小球半径,满足点电荷条件 ),直接代入公式 。
15.(2024高二上·桐乡市月考)如图所示,匀强电场水平向右绝缘细线一端固定在O点一端连着带电小球将小球从与O点等高的A点由静止释放结果小球在竖直面内做圆周运动,B为运动的最低点,不计空气阻力,则下列判断不正确的是( )
A.小球可能带负电
B.从A到B过程细线的张力先增大后减小
C.从A到B过程,小球减少的机械能等于增加的电势能
D.从A到B过程,小球电势能和重力势能之和先减小后增大
【答案】A
【知识点】电势能;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A.若小球带负电,则由静止释放小球,小球在电场力与重力的作用下应先做直线运动,因此小球一定带正电, A正确;
B.由于小球受到的电场力与重力的合力斜向右下,A到B过程,小球在斜向右下的等效场中运动,运动过程速度先增大后减小,细线的张力先增大后减小, B错误;
C.小球的机械能与电势能之和为一定值,因此小球减少的机械能等于增加的电势能,C错误;
D.小球的速度先增大后减小,动能先增大后减小,因此小球电势能与重力势能之和先减小后增大,D错误。
故答案为:A。
【分析】受力与运动判断:通过电场力方向分析合力,判断是否能做圆周运动,确定电荷正负。
等效场思想:将重力与电场力的合力视为 “等效重力”,分析速度、张力变化(类似单摆运动 )。
能量守恒:机械能变化 = 电场力做功;能量守恒,电势能与重力势能之和随动能变化。
16.(2024高二上·桐乡市月考)在一次科学晚会上。一位老师表演了一个“魔术”:一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐(金属)片。把它们分别跟静电起电机的两极相连,在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香。很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇。顿时塑料瓶清澈透明。停止摇动。又是烟雾缭绕。关于以上实验说法正确的是( )
A.室内的空气湿度越大.实验效果越好
B.若锯条接电源负极.金属片接正极.则这些烟尘附着在金属片上面
C.起电机摇动前.需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功
D.起电机摇动时.塑料瓶内易拉罐(金属)片边电场强度最大
【答案】B
【知识点】静电的防止与利用;电场强度
【解析】【解答】A.加大空气湿度,由于潮湿的空气易于导电,则起电机产生的静电不容易在铁锯条和易拉罐(金属)片上积累,则该实验不易成功,A错误;
B.若锯条接电源负极,金属片接正极,则俘获电子的烟尘带负电,这些烟尘附着在金属片上面,B正确;
C.锯条和金属片间的电场让空气电离,电离的电子让烟尘颗粒带电,不需先让烟尘颗粒带上电荷,C错误;
D.起电机摇动时,锯条聚集的电荷最多,因此锯条边的电场强度最大,D错误。
故答案为:B。
【分析】A:利用电场电离空气,使烟尘带电后被异性电极吸附,需强电场维持电离与吸附。
B:潮湿空气导电,削弱静电积累,降低电场强度,破坏实验条件。
C:带电烟尘(负电 )向正极(金属片 )移动,实现吸附。
D:尖端(锯条 )电荷密度大,电场更强(尖端效应 ),决定电场强度分布。
17.(2024高二上·桐乡市月考)如图所示a、b两个带电的同种粒子,以不同的速率先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场,a粒子打在下极板的a'点,b粒子打在下极板的b'点,若不计重力,则( )
A.该粒子带负电 B.a在电场中运动的时间和b相等
C.a在电场中运动的时间比b长 D.打到极板时a的速率比b的速率大
【答案】B
【知识点】运动的合成与分解;带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A.粒子向下偏转,电场力方向向下。已知电场方向向下(电场线方向 ),正电荷受力与电场方向相同,粒子带正电,故A错误;
BC.因为粒子竖直方向满足
,
由图可得,两粒子的竖直位移相等,则它们运动时间相等,故B正确,C错误;
D.因为粒子水平方向做匀速直线运动,则满足
由图可知
又因为竖直方向速度满足
子竖直速度相等,则由速度的合成规律可得,打到极板时a的速率比b的速率小,故D错误。
故答案为:B。
【分析】A:电场力方向与偏转方向、电场方向对比,判断粒子电性(正电荷受力与电场同向 )。
B:类平抛运动拆分为水平匀速( )和竖直匀加速( )。
C:竖直位移、加速度均相等→ 运动时间相等。
D:水平初速率由水平位移决定( 大则 大 ),合速率由水平初速率与竖直末速率合成( )。
18.(2024高二上·桐乡市月考)图示是某款理发用的电吹风机的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关S1、S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出。已知电吹风机的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W,吹热风时的功率为1000W。关于该电吹风。下列说法正确的是( )
A.电热丝的电阻为
B.电动机的电阻为
C.当电吹风机吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为
D.当电吹风机吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为
【答案】A
【知识点】焦耳定律;电功率和电功
【解析】【解答】A.吹热风时,电动机与电热丝并联,总功率
吹冷风时仅电动机工作,功率
电热丝功率
电热丝为纯电阻,由 得
故A正确;
B.电机为非纯电阻电路
故B错误;
C.当电吹风吹冷风时,电热丝处于断路状态,没有电流通过,电热丝每秒钟消耗的电能为0,故C错误;
D.当电吹风吹热风时,电动机M和电热丝R并联,电动机的功率为120W,所以每秒钟消耗的电能
故D错误。
故答案为:A。
【分析】1. 功率拆分:热风总功率=冷风功率(电动机 )+电热丝功率,分离出电热丝功率。
2. 纯电阻与非纯电阻:电热丝是纯电阻( 适用 );电动机是非纯电阻(不能用纯电阻公式求电阻 )。
3. 电能消耗判断:支路断开时,该支路电能消耗为0;并联时各支路功率独立(电动机功率不变 )。
二、实验题(每空3分,共15分)
19.(2024高二上·桐乡市月考)某人用多用电表测量电阻。
①用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×100”位置的多用电表测某电阻阻值,根据如左图所示的表盘,被测电阻阻值为 Ω。
②现用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×100”位置的多用电表继续测量另一个电阻的阻值,将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,如右图所示,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 。
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置。
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置。
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,完成读数测量。
D.将两表笔短接,对电表进行欧姆调零。
【答案】2200;ADC
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】①被测电阻阻值为22×100Ω=2200Ω;
故答案为:2200
②因指针的偏转角度过小,故应该选择大倍率挡;故合理的操作步骤是:
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置;
D.将两表笔短接,对电表进行欧姆调零;
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,完成读数测量。
故答案为:ADC
【分析】 ① 明确测量值是表盘示数与倍率的乘积。
② 指针偏转角度小,说明被测电阻阻值大,应选用更高倍率;指针偏转角度大,则被测电阻阻值小,应选用更低倍率,目的是让指针尽量指在表盘中间区域,保证测量准确,每次更换倍率后,都必须重新进行欧姆调零,因为不同倍率下,欧姆表内部的等效电路发生变化,调零能确保测量的基准正确,之后才能进行正常测量。
20.(2024高二上·桐乡市月考)(1)某无人机电池的电动势约为4V 左右,为精确测出该电池的电动势和内阻(内阻比较小)。除待测电池外,实验室可供选用的器材有:
A.电流表 A1(量程0.6A 、内阻 )
B.电流表 A2(量程3.0A、内阻 )
C. 电压表V2 (量程3V、内阻约3000Ω )
D.滑动变阻器,最大阻值为
E. 定值电阻
F.一个开关及导线若干
①为了能精确测量电池的电动势和内阻,设计电路如图1所示,其中电流表选择
②根据设计的电路完成实验,根据实验数据得到如图2所示的 图像,则电池的电动势 V,内阻 Ω 。(计算结果保留2位有效数字)
【答案】A;4.0;0.4
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】①电池的电动势约为4V左右,根据
电流的最大值大约在1A左右,为了精确测量电流表应该选择A。
故答案为:A
②根据
可得
由图像可知电源的电动势为
;
图像的斜率为
解得
故答案为:4.0;0.4
【分析】 ① 根据电路最大电流(估算+图像),选精度高的小量程表( 比 更精确 )。
② 将公式变形为线性关系 串,利用 图像的截距(电动势 )和斜率(串联总电阻 )求解;电路中电流表内阻、、电池内阻串联,总电阻为 ,需计入图像斜率。
三、计算题(共31分)
21.(2024高二上·桐乡市月考)(1)一平行板电容器电压是100V时,所带的电荷量为2×10-8C,则该电容器的电容大小是多少?
(2)如图所示的电路中,已知电源的电动势E=1.5V,内电阻r=1.0Ω,电阻R=2.0Ω,闭合开关S后,电路中的电流I是多大?
【答案】(1)(1)解:根据电容的定义式可得
。
(2)(2)解:根据闭合电路欧姆定律得
【知识点】电容器及其应用;闭合电路的欧姆定律
【解析】 【分析】(1)直接应用定义式 ,代入电荷量和电压求解。
(2)直接应用闭合电路欧姆定律 ,代入电动势、内外阻求解。
(1)根据电容的定义式可得
(2)根据闭合电路欧姆定律得
22.(2024高二上·桐乡市月考)我国大部分电器的额定电压是220V。
(1)一台电动机的线圈电阻R1=0.2Ω,正常工作时通过的电流I1=20A,求每秒电流所做的功以及线圈上每秒内产生的热量。
(2)电饭煲正常工作时的电流I2=5A,其发热盘的电阻R2=40Ω,求电饭煲每秒产生的热量和消耗的电能。
【答案】(1)(1)解:电流所做的功
线圈电阻产生的热量
(2)(2)解:电阻产生的热量
消耗的电能
【知识点】焦耳定律;电功率和电功
【解析】【分析】(1)电功 (电能=机械能+电热 ),电热 (仅电阻发热部分 ),。
(2)电功=电热( ),电能全部转化为热能。
(1)电流所做的功
线圈电阻产生的热量
(2)电阻产生的热量
消耗的电能
23.(2024高二上·桐乡市月考)我国某农村用潜水泵抽取地下水进行农田灌溉,潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成。勘测得知当地地下水源距离地表8m深,因此安装潜水泵时需要将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通。水泵出水口离水平地面高度为0.8m,水流由出水口水平喷出时的速度为5m/s,每秒出水量为4kg。水泵由电动机带动,电动机正常工作时,功率为550W,输入电压为220V。不计电动机的摩擦损耗,电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率,已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为80%,(取重力加速度g=10m/s2)忽略其他能量损失,求:
(1)每秒钟水泵对水做的功;
(2)水泵的输入功率;
(3)电动机线圈的电阻。
【答案】(1)(1)解:以每秒出水量为研究对象,每秒钟水泵对水做功为
解得
(2)(2)解:由每秒钟水泵对水做功为402J,则泵的输出功率为402W,输入功率为
。
(3)(3)解:由题意对电动机可得
电动机额定电压为220V,则有额定电流为
解得电动机线圈的电阻为
。
【知识点】焦耳定律;功的计算;功率及其计算
【解析】【分析】(1)水泵对水做功转化为水的重力势能和动能,需同时计算两部分能量变化。
(2)水泵效率关联输入、输出功率,通过输出功率反推输入功率。
(3)总功率 = 输出功率(水泵输入 )+ 热功率(线圈发热 ),利用热功率公式求电阻。
(1)以每秒出水量为研究对象,每秒钟水泵对水做功为
解得
(2)由每秒钟水泵对水做功为402J,则泵的输出功率为402W,输入功率为
(3)由题意对电动机可得
电动机额定电压为220V,则有额定电流为
解得电动机线圈的电阻为
1 / 1浙江省嘉兴市桐乡市茅盾中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题
一、单选题(18题×3分=54分)
1.(2024高二上·桐乡市月考)在电场中某点放入电量为的试探电荷,测得该点的场强为E;若在同一点放入电量为的试探电荷,该位置的场强( )
A.大小为E,方向不变 B.大小为E,方向相反
C.大小为2E,方向不变 D.大小为2E,方向相反
2.(2024高二上·桐乡市月考)下列仪器中,属于验电器的是( )
A. B.
C. D.
3.(2024高二上·桐乡市月考)两个完全相同的金属球A和B(可视为点电荷)带异种电荷,带电荷量之比为1:7,相距为r,现将两者接触一下放回原来的位置,则后来两小球之间的库仑力大小与原来之比是( )
A.7:4 B.4:7 C.7:9 D.9:7
4.(2024高二上·桐乡市月考)如图所示为电场中的三条电场线,A、B、C是其中一条电场线上的三个点.现用EA、EB、EC表示这三点的电场强度,φA、φB、φC表示这三点的电势,则必有:
A.EA>EB>EC B.φA>φB>φC
C.EA=EB=EC D.φA=φB=φC
5.(2024高二上·桐乡市月考)如图所示,负电荷仅受电场力作用沿虚线从 A 点运动到 B 点,则运动过程中电场力对其做功和电势能变化情况分别是
A.做负功、电势能增加 B.做正功、电势能增加
C.做负功、电势能减小 D.做正功、电势能减小
6.(2024高二上·桐乡市月考)下列四个电学器材中,电容器是( )
A. B.
C. D.
7.(2024高二上·桐乡市月考)下列说法不正确的是( )
A.摩擦过的琥珀能吸引小物体,说明小物体一定带电
B.在加油站给车加油前手要触摸一下静电释放器,是防止静电危害
C.静电喷漆时让工件表面与油漆微粒带上异种电荷,使喷涂更均匀
D.避雷针是利用尖端放电将云层中积聚的电荷导入大地,使建筑物避免雷击
8.(2024高二上·桐乡市月考)心室纤颤是一种可能危及生命的疾病,很多学校都配备心脏除颤器(如图),其是一种通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电,让一部分电荷通过心脏,使心脏除颤后瞬间静止,再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。以下是一次心脏除颤器的模拟治疗,该心脏除颤器的电容器电容为40μF,充电电压为4.0kV,除颤过程在10ms时间内完成放电,以下说法正确的是( )
A.本次除颤通过人体组织的电量为0.16C
B.如果充电电压变为2.0kV,则电容器的电容变为20μF
C.电容器的带电量是两块极板带电量绝对值之和
D.放电过程中电流大小保持不变
9.(2024高二上·桐乡市月考)关于能量转化与守恒的理解,下列说法中正确的是( )
A.能量是守恒的,不可能消失,所以不会发生能源危机
B.能量既会凭空产生,也会凭空消失
C.能量可以从一种形式转化为另一种形式
D.能量在转化的过程中,能量在数量上会减少
10.(2024高二上·桐乡市月考)下列说法正确的是( )
A.库仑通过油滴实验测得元电荷e的数值
B.由电场强度的定义式可知,E与F成正比,与q成反比
C.电容器的电容C由电容器自身结构决定,与所加的电压无关
D.选择不同的位置作为零电势点,电场中某两点间的电势差会不同
11.(2024高二上·桐乡市月考)在一个等边三角形ABC顶点B、C处各放一个电荷量相等的点电荷时,测得A处的电场强度大小为E,方向与BC边平行沿B指向C。如图所示,拿走C处的电荷后,A处电场强度的情况将是( )
A.大小仍为E,方向由A指向B B.大小变为0.5E,方向不变
C.大小仍为E,方向沿BA方向 D.无法确定
12.(2024高二上·桐乡市月考)关于电场,下列说法正确的是( )
A.电场和电场线都是客观存在的
B.没有画电场线的地方不存在电场
C.电场线的方向即为带电粒子的运动方向
D.等差等势面越密的地方,电场线越密,电场强度越大
13.(2024高二上·桐乡市月考)如图是某款扫地机器人的照片,下表是它的一些重要参数。
根据以上信息,下列说法正确的是
额定电压/频率 100-240V/50-60Hz 额定功率 40W
电池输入电压 20V 电池容量 3000mAh
充电时间 约4h 工作时间 100- 120min
A.工作时电池把电能转化为化学能
B.电池充电时的充电电流约为0.75A
C.电池充满电时储存的能量大约为2.16×108J
D.在100-120min工作时间内,机器人一直以40W的额定功率工作
14.(2024高二上·桐乡市月考)如图所示,两个质量均为m、电荷量均为Q的带电小球用绝缘细线悬挂在O点,平衡时它们相距为r,则两球之间的库仑力F大小( )
A. B. C. D.
15.(2024高二上·桐乡市月考)如图所示,匀强电场水平向右绝缘细线一端固定在O点一端连着带电小球将小球从与O点等高的A点由静止释放结果小球在竖直面内做圆周运动,B为运动的最低点,不计空气阻力,则下列判断不正确的是( )
A.小球可能带负电
B.从A到B过程细线的张力先增大后减小
C.从A到B过程,小球减少的机械能等于增加的电势能
D.从A到B过程,小球电势能和重力势能之和先减小后增大
16.(2024高二上·桐乡市月考)在一次科学晚会上。一位老师表演了一个“魔术”:一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐(金属)片。把它们分别跟静电起电机的两极相连,在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香。很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇。顿时塑料瓶清澈透明。停止摇动。又是烟雾缭绕。关于以上实验说法正确的是( )
A.室内的空气湿度越大.实验效果越好
B.若锯条接电源负极.金属片接正极.则这些烟尘附着在金属片上面
C.起电机摇动前.需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功
D.起电机摇动时.塑料瓶内易拉罐(金属)片边电场强度最大
17.(2024高二上·桐乡市月考)如图所示a、b两个带电的同种粒子,以不同的速率先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场,a粒子打在下极板的a'点,b粒子打在下极板的b'点,若不计重力,则( )
A.该粒子带负电 B.a在电场中运动的时间和b相等
C.a在电场中运动的时间比b长 D.打到极板时a的速率比b的速率大
18.(2024高二上·桐乡市月考)图示是某款理发用的电吹风机的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关S1、S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出。已知电吹风机的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W,吹热风时的功率为1000W。关于该电吹风。下列说法正确的是( )
A.电热丝的电阻为
B.电动机的电阻为
C.当电吹风机吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为
D.当电吹风机吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为
二、实验题(每空3分,共15分)
19.(2024高二上·桐乡市月考)某人用多用电表测量电阻。
①用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×100”位置的多用电表测某电阻阻值,根据如左图所示的表盘,被测电阻阻值为 Ω。
②现用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×100”位置的多用电表继续测量另一个电阻的阻值,将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,如右图所示,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 。
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置。
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置。
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,完成读数测量。
D.将两表笔短接,对电表进行欧姆调零。
20.(2024高二上·桐乡市月考)(1)某无人机电池的电动势约为4V 左右,为精确测出该电池的电动势和内阻(内阻比较小)。除待测电池外,实验室可供选用的器材有:
A.电流表 A1(量程0.6A 、内阻 )
B.电流表 A2(量程3.0A、内阻 )
C. 电压表V2 (量程3V、内阻约3000Ω )
D.滑动变阻器,最大阻值为
E. 定值电阻
F.一个开关及导线若干
①为了能精确测量电池的电动势和内阻,设计电路如图1所示,其中电流表选择
②根据设计的电路完成实验,根据实验数据得到如图2所示的 图像,则电池的电动势 V,内阻 Ω 。(计算结果保留2位有效数字)
三、计算题(共31分)
21.(2024高二上·桐乡市月考)(1)一平行板电容器电压是100V时,所带的电荷量为2×10-8C,则该电容器的电容大小是多少?
(2)如图所示的电路中,已知电源的电动势E=1.5V,内电阻r=1.0Ω,电阻R=2.0Ω,闭合开关S后,电路中的电流I是多大?
22.(2024高二上·桐乡市月考)我国大部分电器的额定电压是220V。
(1)一台电动机的线圈电阻R1=0.2Ω,正常工作时通过的电流I1=20A,求每秒电流所做的功以及线圈上每秒内产生的热量。
(2)电饭煲正常工作时的电流I2=5A,其发热盘的电阻R2=40Ω,求电饭煲每秒产生的热量和消耗的电能。
23.(2024高二上·桐乡市月考)我国某农村用潜水泵抽取地下水进行农田灌溉,潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成。勘测得知当地地下水源距离地表8m深,因此安装潜水泵时需要将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通。水泵出水口离水平地面高度为0.8m,水流由出水口水平喷出时的速度为5m/s,每秒出水量为4kg。水泵由电动机带动,电动机正常工作时,功率为550W,输入电压为220V。不计电动机的摩擦损耗,电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率,已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为80%,(取重力加速度g=10m/s2)忽略其他能量损失,求:
(1)每秒钟水泵对水做的功;
(2)水泵的输入功率;
(3)电动机线圈的电阻。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】电场强度
【解析】【解答】电场强度是由电场本身决定的,与试探电荷无关,故电场中的同一位置电场强度的大小和方向不变,所以不管放入的是还是的试探电荷,该点场强大小始终为,方向也保持不变。
故答案为:A。
【分析】明确电场强度的本质——由电场本身决定,与试探电荷的电荷量、电性均无关,只要电场源不变,同一位置的电场强度就不会因试探电荷改变而改变,据此直接判断场强大小和方向,得出答案。
2.【答案】B
【知识点】电荷守恒定律
【解析】【解答】A:外观呈现为柱状、有极性标识,是用于储存电荷的电容器 。
B:有金属球、金属杆、可张开金属箔结构,符合验电器利用同种电荷排斥检验带电的特征 。
C:表盘标有“A”(电流单位),是测量电路电流的电流表 。
D:表盘标有“V”(电压单位),是测量电路电压的电压表 。
故答案为:B。
【分析】牢记不同电学仪器的结构与功能特征。验电器依靠金属箔片因同种电荷排斥张开工作,通过对比电容器(储电)、电流表(测电流)、电压表(测电压)的外观和功能,匹配出验电器的结构。
3.【答案】D
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】两个完全相同的金属小球,将它们相互接触再分开,带电量先中和后平分,设金属球 和 带电量为 ,所以 、 所带的电荷相等都为 ,根据库仑定律得
解得
则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是 ,
故答案为:D。
【分析】利用库仑定律结合电荷等分原则可以求出静电力大小之比。
4.【答案】B
【知识点】电场强度;电场线;电势
【解析】【解答】AC、根据电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线越密电场强度越大,所以
EC>EB>EA
故AC错误;
BD、顺着电场线方向,电势必定降低,可知
φA>φB>φC
故B正确,D错误。
故答案为:B
【分析】用电场线疏密判断场强:线越密,场强越大,据此对比A、B、C三点场强 ;用电场线方向判断电势:沿电场线方向电势降低,依此确定三点电势高低 。
5.【答案】D
【知识点】电势能
【解析】【解答】负电荷仅受电场力作用沿虚线从 A 点运动到 B 点的过程中,电场力的方向大致向左,则电场力做正功,电势能减小;故ABC错误,D正确。
故选D.
【分析】1、电场力做功:取决于电荷的正负和运动方向。
2、电势能变化:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。
3、负电荷的运动:沿电场方向运动,电势能增加;逆电场方向运动,电势能减小。
6.【答案】D
【知识点】电容器及其应用;电磁学
【解析】【解答】A.有正负极标识,是提供电能的电源 ,并非电容器,A错误;
B.有滑片、电阻丝结构,可改变接入电路电阻,是滑动变阻器,B错误;
C.表盘标有“A”(电流单位),用于测量电流,是电流表,C错误;
D.呈现为典型的电容器外观(通常有两极、绝缘介质相关结构示意 ),符合电容器储存电荷的器件特征,D正确。
故答案为:D。
【分析】电源提供电能、滑动变阻器改变电阻、电流表测电流,电容器有其特定外观,通过对比这些器材的结构和功能,匹配出电容器对应的选项,从而得出答案 。
7.【答案】A
【知识点】电荷及三种起电方式
【解析】【解答】A.摩擦过的琥珀能吸引小物体,是因为琥珀带电,可吸引轻小物体,A错误,符合题意;
B.在加油站给车加油前手要触摸一下静电释放器,是让静电通过人体导走,以防止静电危害,B正确,不符合题意;
C.静电喷漆时让工件表面与油漆微粒带上异种电荷,可通过异种电荷相互吸引的特性,让喷涂更均匀,C正确,不符合题意;
D.避雷针是利用尖端放电将云层中积聚的电荷导入大地,使建筑物避免雷击,D正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】带电物体可以吸引轻小物体,说明琥珀带电;手触摸其静电释放器是防止静电的危害;避雷针是利用尖端放电的原理。
8.【答案】A
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A.电容定义式 ,变形得 ,代入数据
,
则
放电时通过人体的电量为0.16C(电容器放电,电量通过人体 ),A正确;
B.电容器的电容与所加电压没有关系,只由电容器自身构造决定,如果充电电压变为2.0kV,电容器的电容仍为40μF,B错误;
C.电容器的带电量是指一个极板带电量的绝对值,C错误;
D.根据,可知放电过程中,电荷量逐渐减小,极板间电压逐渐减小,放电电流逐渐减小,D错误。
故答案为:A。
【分析】A:,电量 与 、 成正比,用于计算放电电量。
B:固有属性(与电压、电量无关 ),由电容器自身结构决定。
C:单极板带电量的绝对值(两极板等量异号 )。
D:电压随电量减小而减小,电流减小(非恒定 )。
9.【答案】C
【知识点】能量守恒定律;能源的分类与应用
【解析】【解答】A.能量是守恒的,不可能消失,但是能量的品质会降低,可以利用的能源会减小,所以会发生能源危机,A错误;
BCD.能量守恒定律表述为,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变,BD错误,C正确。
故答案为:C。
【分析】1. 能量守恒本质:总量不变,形式可转化、物体间可转移。
2. 能源危机原因:能量品质降低(可利用的能量减少 ),而非总量减少。
3. 选项判断:紧扣“不凭空产生/消失、形式可转化、总量不变”,区分“总量守恒”与“可利用能源减少”。
10.【答案】C
【知识点】电容器及其应用;元电荷;电场强度;电势
【解析】【解答】A.密立根通过油滴实验测得元电荷e的数值,选项A错误;
B.电场中某点的场强是由电场本身决定的物理量,与试探电荷的带电量以及所受的电场力均无关,选项B错误;
C.电容器的电容C由电容器自身结构决定,与所加的电压无关,选项C正确;
D.电场中某两点间的电势差与零电势点的选择无关,选项D错误。
故答案为:C。
【分析】A:元电荷测量是密立根油滴实验,库仑研究静电力定律。
B:比值定义(E 由电场本身决定,与试探电荷无关 )。
C:固有属性(结构决定,与电压、电量无关 )。
D:两点电势的差值,与零电势点选择无关(差值不变 )。
11.【答案】C
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】设两个电荷在A点的电场强度分别为EA、EB
方向沿BA方向,C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】点电荷场强叠加:矢量合成(平行四边形定则 ),需明确每个点电荷在 A 点的场强方向和大小。
几何关系:等边三角形内角 60°,场强夹角与三角形角关联,利用 “夹角 120° 时合场强与分场强大小相等” 简化计算。
电荷性质推导:根据合场强方向,反推单个点电荷的场强方向(沿 BA ),确定拿走 C 后仅 B 产生的场强。
12.【答案】D
【知识点】电场及电场力;电场强度;电场线
【解析】【解答】A.电场是客观存在的,电场线不是客观存在的,A不符合题意.
B.没有画电场线的地方不一定不存在电场,有可能存在,B不符合题意.
C.电场线的方向不一定是带电粒子运动的方向,是正电荷受力的方向,C不符合题意.
D.电场线的疏密程度描述场强大小,电场线越密的地方电场强度越大,而等差等势面越密的地方电场线也越密,D符合题意.
故答案为:D
【分析】等差等势面密集的地方,电场强度比较大,电场线密集的区域电场强度大,沿电场线方向电势减小,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加。
13.【答案】B
【知识点】焦耳定律;电流、电源的概念
【解析】【解答】A.扫地机器人对电池的重量没有特别高的要求,所以基本使用镍氢电池,工作时,电池把化学能转化为电能,故A错误;
B.电池充电时
故B正确;
C.电池充满电具有的能量为
W=qU=3×3600×20J=2.16×105J
故C错误;
D.若一直以40W工作,则工作时间为
而且机器人也并不是一直处于扫地工作状态,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A:放电(化学能→电能 )、充电(电能→化学能 ),区分充放电过程。
B:利用 (容量=电流×时间 ),注意单位转换(mAh转Ah )。
C:(电压×电荷量 ),明确电荷量与容量的关系。
D:恒定功率下计算理论时间,结合实际工况(非恒定功率 )判断。
14.【答案】C
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】根据库仑定律可知,两球之间的库仑力F大小
故答案为:C。
【分析】两带电小球可视为点电荷(因间距 远大于小球半径,满足点电荷条件 ),直接代入公式 。
15.【答案】A
【知识点】电势能;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】A.若小球带负电,则由静止释放小球,小球在电场力与重力的作用下应先做直线运动,因此小球一定带正电, A正确;
B.由于小球受到的电场力与重力的合力斜向右下,A到B过程,小球在斜向右下的等效场中运动,运动过程速度先增大后减小,细线的张力先增大后减小, B错误;
C.小球的机械能与电势能之和为一定值,因此小球减少的机械能等于增加的电势能,C错误;
D.小球的速度先增大后减小,动能先增大后减小,因此小球电势能与重力势能之和先减小后增大,D错误。
故答案为:A。
【分析】受力与运动判断:通过电场力方向分析合力,判断是否能做圆周运动,确定电荷正负。
等效场思想:将重力与电场力的合力视为 “等效重力”,分析速度、张力变化(类似单摆运动 )。
能量守恒:机械能变化 = 电场力做功;能量守恒,电势能与重力势能之和随动能变化。
16.【答案】B
【知识点】静电的防止与利用;电场强度
【解析】【解答】A.加大空气湿度,由于潮湿的空气易于导电,则起电机产生的静电不容易在铁锯条和易拉罐(金属)片上积累,则该实验不易成功,A错误;
B.若锯条接电源负极,金属片接正极,则俘获电子的烟尘带负电,这些烟尘附着在金属片上面,B正确;
C.锯条和金属片间的电场让空气电离,电离的电子让烟尘颗粒带电,不需先让烟尘颗粒带上电荷,C错误;
D.起电机摇动时,锯条聚集的电荷最多,因此锯条边的电场强度最大,D错误。
故答案为:B。
【分析】A:利用电场电离空气,使烟尘带电后被异性电极吸附,需强电场维持电离与吸附。
B:潮湿空气导电,削弱静电积累,降低电场强度,破坏实验条件。
C:带电烟尘(负电 )向正极(金属片 )移动,实现吸附。
D:尖端(锯条 )电荷密度大,电场更强(尖端效应 ),决定电场强度分布。
17.【答案】B
【知识点】运动的合成与分解;带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A.粒子向下偏转,电场力方向向下。已知电场方向向下(电场线方向 ),正电荷受力与电场方向相同,粒子带正电,故A错误;
BC.因为粒子竖直方向满足
,
由图可得,两粒子的竖直位移相等,则它们运动时间相等,故B正确,C错误;
D.因为粒子水平方向做匀速直线运动,则满足
由图可知
又因为竖直方向速度满足
子竖直速度相等,则由速度的合成规律可得,打到极板时a的速率比b的速率小,故D错误。
故答案为:B。
【分析】A:电场力方向与偏转方向、电场方向对比,判断粒子电性(正电荷受力与电场同向 )。
B:类平抛运动拆分为水平匀速( )和竖直匀加速( )。
C:竖直位移、加速度均相等→ 运动时间相等。
D:水平初速率由水平位移决定( 大则 大 ),合速率由水平初速率与竖直末速率合成( )。
18.【答案】A
【知识点】焦耳定律;电功率和电功
【解析】【解答】A.吹热风时,电动机与电热丝并联,总功率
吹冷风时仅电动机工作,功率
电热丝功率
电热丝为纯电阻,由 得
故A正确;
B.电机为非纯电阻电路
故B错误;
C.当电吹风吹冷风时,电热丝处于断路状态,没有电流通过,电热丝每秒钟消耗的电能为0,故C错误;
D.当电吹风吹热风时,电动机M和电热丝R并联,电动机的功率为120W,所以每秒钟消耗的电能
故D错误。
故答案为:A。
【分析】1. 功率拆分:热风总功率=冷风功率(电动机 )+电热丝功率,分离出电热丝功率。
2. 纯电阻与非纯电阻:电热丝是纯电阻( 适用 );电动机是非纯电阻(不能用纯电阻公式求电阻 )。
3. 电能消耗判断:支路断开时,该支路电能消耗为0;并联时各支路功率独立(电动机功率不变 )。
19.【答案】2200;ADC
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】①被测电阻阻值为22×100Ω=2200Ω;
故答案为:2200
②因指针的偏转角度过小,故应该选择大倍率挡;故合理的操作步骤是:
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置;
D.将两表笔短接,对电表进行欧姆调零;
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,完成读数测量。
故答案为:ADC
【分析】 ① 明确测量值是表盘示数与倍率的乘积。
② 指针偏转角度小,说明被测电阻阻值大,应选用更高倍率;指针偏转角度大,则被测电阻阻值小,应选用更低倍率,目的是让指针尽量指在表盘中间区域,保证测量准确,每次更换倍率后,都必须重新进行欧姆调零,因为不同倍率下,欧姆表内部的等效电路发生变化,调零能确保测量的基准正确,之后才能进行正常测量。
20.【答案】A;4.0;0.4
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】①电池的电动势约为4V左右,根据
电流的最大值大约在1A左右,为了精确测量电流表应该选择A。
故答案为:A
②根据
可得
由图像可知电源的电动势为
;
图像的斜率为
解得
故答案为:4.0;0.4
【分析】 ① 根据电路最大电流(估算+图像),选精度高的小量程表( 比 更精确 )。
② 将公式变形为线性关系 串,利用 图像的截距(电动势 )和斜率(串联总电阻 )求解;电路中电流表内阻、、电池内阻串联,总电阻为 ,需计入图像斜率。
21.【答案】(1)(1)解:根据电容的定义式可得
。
(2)(2)解:根据闭合电路欧姆定律得
【知识点】电容器及其应用;闭合电路的欧姆定律
【解析】 【分析】(1)直接应用定义式 ,代入电荷量和电压求解。
(2)直接应用闭合电路欧姆定律 ,代入电动势、内外阻求解。
(1)根据电容的定义式可得
(2)根据闭合电路欧姆定律得
22.【答案】(1)(1)解:电流所做的功
线圈电阻产生的热量
(2)(2)解:电阻产生的热量
消耗的电能
【知识点】焦耳定律;电功率和电功
【解析】【分析】(1)电功 (电能=机械能+电热 ),电热 (仅电阻发热部分 ),。
(2)电功=电热( ),电能全部转化为热能。
(1)电流所做的功
线圈电阻产生的热量
(2)电阻产生的热量
消耗的电能
23.【答案】(1)(1)解:以每秒出水量为研究对象,每秒钟水泵对水做功为
解得
(2)(2)解:由每秒钟水泵对水做功为402J,则泵的输出功率为402W,输入功率为
。
(3)(3)解:由题意对电动机可得
电动机额定电压为220V,则有额定电流为
解得电动机线圈的电阻为
。
【知识点】焦耳定律;功的计算;功率及其计算
【解析】【分析】(1)水泵对水做功转化为水的重力势能和动能,需同时计算两部分能量变化。
(2)水泵效率关联输入、输出功率,通过输出功率反推输入功率。
(3)总功率 = 输出功率(水泵输入 )+ 热功率(线圈发热 ),利用热功率公式求电阻。
(1)以每秒出水量为研究对象,每秒钟水泵对水做功为
解得
(2)由每秒钟水泵对水做功为402J,则泵的输出功率为402W,输入功率为
(3)由题意对电动机可得
电动机额定电压为220V,则有额定电流为
解得电动机线圈的电阻为
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