2022年高中物理 特色專題訓(xùn)練 新人教版選修3-1
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1、2022年高中物理 特色專題訓(xùn)練 新人教版選修3-1 一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分.1~7題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,8~12題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分) 1.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說法中正確的是 ( ) A.磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,跟放在該點(diǎn)的通電導(dǎo)線有關(guān) B.磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,跟放在該點(diǎn)的通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力方向一致 C.在磁場(chǎng)中某點(diǎn)的通電導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力作用時(shí),該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定為零 D.在磁場(chǎng)中磁感線越密集的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大 2.一個(gè)外半徑為
2、R、內(nèi)半徑為r的帶正電空心金屬球殼,球心在x軸上的O點(diǎn),金屬球殼在周圍空間產(chǎn)生靜電場(chǎng),則其電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E在x軸上的分布情況是( ) 圖Z-1-1 圖Z-1-2 3.如圖Z-1-2所示,在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi),兩個(gè)方向相反且都垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分別分布在以直徑A2A4為邊界的兩個(gè)半圓形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4與A1A3的夾角為60°.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子以某一速度從Ⅰ區(qū)的邊緣A1處沿與A1A3成30°角且平行于紙面的方向射入磁場(chǎng),隨后該粒子經(jīng)過圓心O進(jìn)入Ⅱ區(qū),最后再從A4處射出磁場(chǎng),則Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比B1∶B2為(忽略粒子的重力)( )
3、A.1∶2 B.1∶1 C.2∶1 D.1∶4 圖Z-1-3 4.如圖Z-1-3所示,真空中存在一點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),其中a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向如圖所示,a點(diǎn)的電場(chǎng)方向與ab連線成60°,b點(diǎn)電場(chǎng)方向與ab連線成30°,則以下關(guān)于a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度Ea、Eb及電勢(shì)φa、φb的關(guān)系正確的是( ) A.Ea=3Eb,φa>φb B.Ea=3Eb,φa<φb C.Ea=,φa>φb D.Ea=Eb,φa<φb 圖Z-1-4 5.如圖Z-1-4所示,某一真空室內(nèi)充滿豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E,在豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)系xOy,在y<0的空間內(nèi)有與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B.在y>0
4、的空間內(nèi),將一質(zhì)量為m的帶電液滴(可視為質(zhì)點(diǎn))從P點(diǎn)自由釋放,此液滴沿y軸的負(fù)方向以加速度a=2g(g為重力加速度)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí),瞬間被安置在原點(diǎn)的一個(gè)裝置改變了它的帶電性質(zhì)(液滴所帶電荷量和質(zhì)量均不變),隨后液滴進(jìn)入y<0的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng).液滴在y<0的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中( ) A.重力勢(shì)能一定不斷減小 B.電勢(shì)能一定先減小后增大 C.動(dòng)能不斷增大 D.動(dòng)能保持不變 圖Z-1-5 6.如圖Z-1-5所示,光滑的金屬軌道分為水平段和圓弧段兩部分,O點(diǎn)為圓弧的圓心,N為軌道交點(diǎn).兩軌道之間寬度為0.5 m,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上,大小為0.5 T.質(zhì)量為0
5、.05 kg的金屬細(xì)桿置于軌道上的M點(diǎn).當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以電流為2 A的恒定電流時(shí),其可以沿軌道由靜止開始向右運(yùn)動(dòng).已知MN=OP=1.0 m,金屬細(xì)桿始終垂直軌道,OP沿水平方向,則(g取10 m/s2)( ) A.金屬細(xì)桿在水平段運(yùn)動(dòng)的加速度大小為5 m/s2 B.金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小為10 m/s2 C.金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)時(shí)的速度大小為0 D.金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)時(shí)對(duì)每條軌道的作用力大小為0.75 N 圖Z-1-6 7.如圖Z-1-6所示,在絕緣的斜面上方存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),一帶電金屬塊由靜止開始沿斜面滑到底端,已知在金屬塊下滑的過程中動(dòng)能增加了0.
6、7 J,金屬塊克服摩擦力做功0.3 J,重力做功1.2 J,則以下判斷正確的是 ( ) A.金屬塊帶負(fù)電荷 B.靜電力做功0.2 J C.金屬塊的機(jī)械能減少1.2 J D.金屬塊的電勢(shì)能增加0.2 J 圖Z-1-7 8.空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于紙面向里,另有一個(gè)點(diǎn)電荷+Q產(chǎn)生的電場(chǎng),如圖Z-1-7所示.一帶電荷量為-q的粒子以初速度v0從某處垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)方向入射,初位置到點(diǎn)電荷的距離為r,則粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡可能為(忽略粒子所受的重力)( ) A.以點(diǎn)電荷+Q為圓心、r為半徑的在紙面內(nèi)的圓周 B.開始階段在紙面內(nèi)向右偏的曲線 C.開始
7、階段在紙面內(nèi)向左偏的曲線 D.沿初速度v0方向的直線 9.圖Z-1-8中甲是勻強(qiáng)電場(chǎng),乙是孤立的正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),丙是等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)(a、b位于兩點(diǎn)電荷連線上,且a位于連線的中點(diǎn)),丁是等量正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)(a, b位于兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上,且a位于連線的中點(diǎn)).有一個(gè)正試探電荷僅在靜電力作用下分別從電場(chǎng)中的a點(diǎn)由靜止釋放,其動(dòng)能Ek隨位移x變化的關(guān)系圖像如圖Z-1-9中的①②③圖線所示,其中圖線①是直線.下列說法正確的是( ) 圖Z-1-8 圖Z-1-9 A.甲對(duì)應(yīng)的圖線是① B.乙對(duì)應(yīng)的圖線是② C.丙對(duì)應(yīng)的圖線是② D.丁對(duì)應(yīng)的圖線
8、是③ 10.如圖Z-1-10所示,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電絕緣物塊位于高度略大于物塊高的水平絕緣隧道中,隧道足夠長(zhǎng),物塊上、下表面與隧道上、下表面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,整個(gè)空間存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)給物塊水平向右的初速度v0,空氣阻力忽略不計(jì),物塊電荷量不變,則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,物塊克服摩擦力做的功可能為(重力加速度為g) ( ) 圖Z-1-10 A.0 B.mv C.mv+ D.mv- 圖Z-1-11 11.如圖Z-1-11所示,在ab=bc的等腰三角形abc區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),d是ac上任意一點(diǎn),e是bc上任意一點(diǎn).大量相同
9、的帶電粒子從a點(diǎn)以相同方向垂直磁場(chǎng)射入,由于速度大小不同,粒子從ac和bc上不同點(diǎn)離開磁場(chǎng).不計(jì)粒子重力,則從c點(diǎn)離開的粒子在三角形abc磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)經(jīng)過的弧長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間與從d點(diǎn)和e點(diǎn)離開的粒子相比較( ) A.經(jīng)過的弧長(zhǎng)一定大于從d點(diǎn)離開的粒子經(jīng)過的弧長(zhǎng) B.經(jīng)過的弧長(zhǎng)一定小于從e點(diǎn)離開的粒子經(jīng)過的弧長(zhǎng) C.運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定大于從d點(diǎn)離開的粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 D.運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定大于從e點(diǎn)離開的粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 12.帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出,能夠達(dá)到的最大高度為h1;若加上垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且保持初速度仍為v0,小球上升的最大高度為h2;若加上水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),且保
10、持初速度仍為v0,小球上升的最大高度為h3,若加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),且保持初速度仍為v0,小球上升的最大高度為h4,如圖Z-1-12所示.不計(jì)空氣阻力,則( ) 圖Z-1-12 A.一定有h1=h3 B.一定有h1
11、一同學(xué)猜想可能與兩電荷的間距和帶電荷量有關(guān).他選用帶正電的小球A和B,A球放在可移動(dòng)的絕緣座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒上的C點(diǎn),如圖Z-1-13所示.實(shí)驗(yàn)時(shí),先保持兩球電荷量不變,使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近,觀察到兩球距離越小,B球懸線的偏角越大;再保持兩球距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大. 圖Z-1-13 實(shí)驗(yàn)表明:兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的________而增大,隨其所帶電荷量的________而增大. 此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是________.(選填“累積法”“等效替代法”“控制變量法”或“演繹法”) 圖Z-1-14
12、 14.某帶電粒子從速度選擇器左端由中點(diǎn)O以速度v0向右射入,從右端中心a下方的b點(diǎn)以速度v1射出,如圖Z-1-14所示.若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B,該粒子將打到a點(diǎn)上方的c點(diǎn),且有ac=ab,則該粒子帶________電;第二次射出時(shí)的速度為________. 三、計(jì)算題(本題共4小題,15、16題各9分,17、18題各11分,共40分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和主要的演算步驟) 15.如圖Z-1-15所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒OO′在豎直面內(nèi)垂直于磁場(chǎng)方向放置,細(xì)棒與水平面夾角為α.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的圓環(huán)A套在OO′棒上,圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
13、μ,且μ<tan α,現(xiàn)讓圓環(huán)A由靜止開始下滑,試問圓環(huán)下滑過程中: (1)圓環(huán)A的最大加速度為多大?獲得最大加速度時(shí)的速度為多大? (2)圓環(huán)A能夠達(dá)到的最大速度為多大? 圖Z-1-15 16.如圖Z-1-16所示,在x>0、y>0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向;在x>0、y<0的空間中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面(紙面)向外.一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子經(jīng)過y軸上y=h處的P1點(diǎn)時(shí)的速率為v0,方向沿x軸正方向,然后經(jīng)過x軸上x=2h 處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),并經(jīng)過y軸上y=-2h處的P3點(diǎn).不計(jì)粒子重力.求: (1)電場(chǎng)強(qiáng)度的
14、大??; (2)粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向; (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? 圖Z-1-16 17.如圖Z-1-17所示,一帶電粒子質(zhì)量為m=2.0×10-11 kg、電荷量為q=+1.0×10-5 C,從靜止開始經(jīng)電壓為U1=100 V的電場(chǎng)加速后,沿水平方向進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,粒子射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ=60°,并接著沿半徑方向進(jìn)入一個(gè)垂直于紙面向外的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,粒子射出磁場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角也為60°.已知偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中金屬板長(zhǎng)L=2 cm,圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的半徑R=10 cm,粒子重力忽略不計(jì).求: (1)帶電粒子經(jīng)U1=100 V的電場(chǎng)加速后的速
15、率; (2)兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??; (3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? 圖Z-1-17 18.如圖Z-1-18甲所示,兩平行金屬板的板長(zhǎng)l=0.20 m,板間距d=6.0×10-2 m,在金屬板右側(cè)有一范圍足夠大的方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其邊界為MN,與金屬板垂直.金屬板的下極板接地,上、下極板間的電壓U隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10-2 T.現(xiàn)有帶正電的粒子以v0=5.0×105 m/s的速度沿兩板間的中線OO′連續(xù)進(jìn)入電場(chǎng),經(jīng)過電場(chǎng)后射入磁場(chǎng).已知帶電粒子的比荷=108 C/kg,粒子所受的重力忽略不計(jì),假
16、設(shè)在粒子通過電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)極板間的電壓可以看作不變,不計(jì)粒子間的作用(計(jì)算時(shí)取tan 15°=). (1)求t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子經(jīng)邊界MN射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)間的距離. (2)求t=0.30 s時(shí)刻進(jìn)入的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間. (3)試證明:在以上裝置不變時(shí),以v0射入電場(chǎng)且比荷相同的帶電粒子經(jīng)邊界MN射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)間的距離都相等. 圖Z-1-18 特色專題訓(xùn)練(二) 電路與實(shí)驗(yàn)專項(xiàng) 本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,共100分,考試時(shí)間90分鐘. 第Ⅰ卷 (選擇題 共40分) 一、選擇題(本題共
17、10小題,每小題4分,共40分.1~7題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,8~10題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分) 1.如圖Z-2-1所示,R1和R2分別標(biāo)有“2 Ω 1.0 A”和“4 Ω 0.5 A”,將它們串聯(lián)后接入電路中,則此電路中允許消耗的最大功率為( ) 圖Z-2-1 A.1.5 W B.3.0 W C.5.0 W D.6.0 W 2.上海世博會(huì)中國(guó)館的所有門窗都采用LOM-E玻璃,它可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存起來.國(guó)家館頂上的觀景臺(tái)也引進(jìn)了最先進(jìn)的太陽能薄膜,它能儲(chǔ)藏陽光并利用
18、光電轉(zhuǎn)換將太陽能轉(zhuǎn)化為電能.已知太陽能電池板的開路電壓為800 mV,短路電流為40 mA.現(xiàn)將該電池板與一阻值為20 Ω的電阻連成一閉合電路,下列說法不正確的是( ) A.電池板的電動(dòng)勢(shì)為800 mV B.電池板的內(nèi)阻為20 Ω C.閉合電路的路端電壓為800 mV D.閉合電路的路端電壓為400 mV 3.某電子儀器中為了便于調(diào)節(jié)電路中的電流,在它的調(diào)節(jié)部分常將兩個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)使用.如圖Z-2-2所示,已知兩個(gè)滑動(dòng)變阻器分別用不同材料的電阻絲繞在相同的絕緣瓷管上制成,R1的電阻絲的橫截面積是R2的4倍,R2的電阻絲的電阻率是R1的6倍,兩電阻絲長(zhǎng)度相同,測(cè)得R1的最大阻值為2
19、0 Ω.開始時(shí)兩變阻器接入電路的阻值最大,下面的幾種方法中,能夠既快又準(zhǔn)確地使電流表指針指到要求位置的是( ) 圖Z-2-2 A.先調(diào)節(jié)R1,使電流表指針指到要求位置附近,再調(diào)節(jié)R2 B.先調(diào)節(jié)R2,使電流表指針指到要求位置附近,再調(diào)節(jié)R1 C.同時(shí)調(diào)節(jié)R1和R2,使電流表指針指到要求位置 D.交替、反復(fù)調(diào)節(jié)R1和R2,使電流表指針指到要求位置 4.在如圖Z-2-3所示的電路中,電源的負(fù)極接地,其電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,R1、R2為定值電阻,R3為滑動(dòng)變阻器,C為電容器,A、V為理想電流表和電壓表.在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自a端向b端滑動(dòng)的過程中,下列說法中正確的是( )
20、圖Z-2-3 A.電壓表示數(shù)變小 B.電流表示數(shù)變小 C.電容器C所帶電荷量增多 D.a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)降低 5.如圖Z-2-4所示,G是電流表,R1、R2是兩個(gè)可變電阻,調(diào)節(jié)可變電阻R1、R2可以改變電流表G的示數(shù).當(dāng)M、N間的電壓為6 V時(shí),電流表的指針剛好偏轉(zhuǎn)到最大刻度.將M、N間的電壓改為5 V時(shí),若要使電流表G的指針仍偏轉(zhuǎn)到最大刻度,下列方法中一定可行的是( ) 圖Z-2-4 A.保持R1不變,增大R2 B.增大R1,減小R2 C.減小R1,增大R2 D.保持R2不變,減小R1 6.如圖Z-2-5所示,燈泡A和燈泡B原來都是正常發(fā)光的.現(xiàn)在突然發(fā)現(xiàn)燈泡A比原來暗了
21、些,燈泡B比原來亮了些,則電路中出現(xiàn)的故障可能是( ) 圖Z-2-5 A.R3斷路 B.R1短路 C.R2斷路 D.R1、R2同時(shí)短路 7.硅光電池是一種太陽能電池,具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn).如圖Z-2-6所示,圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖線(電池內(nèi)阻不是常數(shù)),圖線b是某電阻R的U-I圖線.在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí),硅光電池的內(nèi)阻為( ) 圖Z-2-6 A.8.0 Ω B.10 Ω C.12 Ω D.12.5 Ω 8.關(guān)于多用電表表盤上的刻度線,下列說法中正確的是 ( ) A.直流電流刻度線和直流電壓刻度線都是均勻的,
22、可以共用一刻度 B.電阻刻度是不均勻的 C.電阻刻度上的零刻度線與直流電流的最大刻度線相對(duì)應(yīng) D.電阻刻度上的零刻度線與直流電流的最大刻度線不對(duì)應(yīng) 9.如圖Z-2-7所示,將兩個(gè)相同的電流計(jì)分別改裝成電流表A1(量程3 A)和電流表A2(量程0.6 A),把這兩個(gè)電流表并聯(lián)接入電路中測(cè)量電流.下列說法中正確的是( ) 圖Z-2-7 A.A1的指針還沒有滿偏時(shí),A2的指針已經(jīng)滿偏 B.A1的指針半偏時(shí),A2的指針也半偏 C.A1的讀數(shù)為1 A時(shí),A2的讀數(shù)為0.6 A D.A1的讀數(shù)為1 A時(shí),干路中的電流為1.2 A 10.如圖Z-2-8所示,直線A為電源的U-I圖線
23、,直線B和C分別為電阻R1、R2的U-I圖線,用該電源分別與R1、R2組成閉合電路時(shí),電源的輸出功率分別為P1、P2,電源的效率分別為η1、η2,則( ) 圖Z-2-8 A.P1>P2 B.P1=P2 C.η1>η2 D.η1<η2 第Ⅱ卷(非選擇題 共60分) 二、實(shí)驗(yàn)題(本題共4小題,第11、12題各8分,第13、14題各10分,共36分) 圖Z-2-9 11.在“測(cè)定一根粗細(xì)均勻的合金絲Rx的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中: (1)利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲的直徑,示數(shù)如圖Z-2-9所示,則可讀得合金絲的直徑為________mm. (2)待測(cè)合金絲Rx的電阻約為5
24、Ω.提供的儀器有: A.電壓表V(內(nèi)阻約為10 kΩ,量程為3 V) B.電流表A1(內(nèi)阻約為3 Ω,量程為0.6 A) C.電流表A2(內(nèi)阻約為0.1 Ω,量程為3 A) D.滑動(dòng)變阻器R(阻值為0~5 Ω,額定電流為2 A) E.電源E(電動(dòng)勢(shì)為5 V,內(nèi)阻為1 Ω) F.一個(gè)開關(guān)、若干導(dǎo)線 ①要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值,電流表應(yīng)選________.(填序號(hào)) ②某同學(xué)利用以上儀器,按圖Z-2-10連接實(shí)驗(yàn)線路,在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)的變化范圍較窄,現(xiàn)請(qǐng)你用筆在圖Z-2-10中畫一條線對(duì)電路進(jìn)行修改,使電流表示數(shù)的變化范圍變寬. 圖Z-2-10 ③修改后的電路其測(cè)量結(jié)果
25、比真實(shí)值偏________.(選填“大”或“小”) 12.需要組裝一個(gè)單量程的歐姆表,所給電源的電動(dòng)勢(shì)為3.0 V,內(nèi)阻可忽略不計(jì),其他可供選擇的主要器材有: A.電流表A1(量程0~300 μA,內(nèi)阻3000 Ω) B.電流表A2(量程0~3 mA,內(nèi)阻500 Ω) C.變阻器R1(阻值范圍0~300 Ω) D.變阻器R2(阻值范圍0~800 Ω) (1)在方框內(nèi)完成組裝歐姆表的電路圖(要標(biāo)明所選器材的代號(hào),如A1); 圖Z-2-11 (2)電流表的表盤刻度分為三等分大格,如圖Z-2-11所示,其中0為電流表的零刻度,則該單量程歐姆表按正確的方法組裝完成后,刻度
26、C表示的電阻值為________Ω,刻度B表示的電阻值為________Ω. 13.xx年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了赤崎勇、天野浩以及中村修二,以表彰他們發(fā)明了一種新型高效節(jié)能光源——藍(lán)色發(fā)光二極管(LED).發(fā)光二極管(LED)具有單向?qū)щ娦?,正向電阻較小,反向電阻很大.某同學(xué)想借用“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”的方法來研究發(fā)光二極管的伏安特性. (1)實(shí)驗(yàn)先判斷發(fā)光二極管的正、負(fù)極,該同學(xué)使用多用電表歐姆擋的“×1k”擋來測(cè)量二極管的電阻,紅、黑表筆分別與二極管的“長(zhǎng)腳”和“短腳”接觸,發(fā)現(xiàn)指針幾乎不動(dòng).調(diào)換接觸腳后,指針的讀數(shù)為7800 Ω.用圖Z-2-12甲所示的電路測(cè)量發(fā)光二極管的正
27、向伏安特性,則發(fā)光二極管的“長(zhǎng)腳”應(yīng)與圖乙中的________(選填“a”或“b”)端連接. 圖Z-2-12 (2)按圖甲的電路圖將圖乙中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整. (3)該同學(xué)測(cè)得發(fā)光二極管的正向U-I圖線如圖Z-2-13所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)電壓表示數(shù)U=0.95 V時(shí),發(fā)光二極管開始發(fā)光.那么請(qǐng)你判斷圖Z-2-12甲狀態(tài)下發(fā)光二極管________(選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”),并說明理由:________________________________________________________________________. 圖Z-2-13 14.在“
28、測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,待測(cè)電源為干電池a(電動(dòng)勢(shì)E1約為1.5 V,內(nèi)阻r1約為1 Ω)和水果電池b(電動(dòng)勢(shì)E2約為1 V,內(nèi)阻r2約為1000 Ω). 圖Z-2-14 (1)電路如圖Z-2-14甲所示,下列選擇正確的是________. A.測(cè)定a、b時(shí),S2均接1 B.測(cè)定a、b時(shí),S2均接2 C.測(cè)定a時(shí),S2表接1,測(cè)試b時(shí),S2表接2 D.測(cè)定a時(shí),S2表接2,測(cè)試b時(shí),S2表接1 (2)現(xiàn)有下列器材: A.電壓表V(量程0~15 V,內(nèi)阻約為3 kΩ) B.電流表A1(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約為1 Ω) C.電流表A2(量程0~1 mA
29、,內(nèi)阻為r=100 Ω) D.定值電阻R1(1900 Ω) E.滑動(dòng)變阻器R2(0~10 Ω) F.滑動(dòng)變阻器R3(0~1000 Ω) G.開關(guān)S1、S2,導(dǎo)線若干 ①甲同學(xué)用上述器材測(cè)干電池a,應(yīng)選用的器材有______.(填字母代號(hào)) ②乙同學(xué)找來一電阻箱,結(jié)合電流表用如圖乙所示電路對(duì)水果電池b進(jìn)行測(cè)量.測(cè)得多組數(shù)據(jù),作出-R圖像如圖丙所示,則水果電池b的電動(dòng)勢(shì)E2=________V,內(nèi)阻r2=________Ω. 三、計(jì)算題(本題共2小題,每小題12分,共24分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和主要的演算步驟) 15.一臺(tái)電風(fēng)扇,電動(dòng)機(jī)的線圈內(nèi)阻為20 Ω,接上2
30、20 V的電壓后正常工作,消耗的功率為66 W,問: (1)電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少? (2)電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少?轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少?電動(dòng)機(jī)的效率是多少? (3)如果接上電源后,電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住,不能轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率分別是多少? 16.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種測(cè)定風(fēng)力的裝置,其原理如圖Z-2-15所示,迎風(fēng)板與一輕彈簧的一端N相接,穿在光滑的金屬桿上.彈簧是由絕緣材料制成的,其勁度系數(shù)k=1300 N/m,自然長(zhǎng)度L0=0.5 m.均勻金屬桿用電阻率較大的合金制成,工作時(shí)迎風(fēng)板總是正對(duì)著風(fēng)吹來的方向
31、.電路中左端導(dǎo)線與金屬桿M端相連,右端導(dǎo)線接在N點(diǎn)并可隨迎風(fēng)板在金屬桿上滑動(dòng),且與金屬桿接觸良好.限流電阻的阻值R=1 Ω,電源的電動(dòng)勢(shì)E=12 V,內(nèi)阻r=0.5 Ω.合上開關(guān),沒有風(fēng)吹時(shí),彈簧處于原長(zhǎng),電壓表的示數(shù)U1=3.0 V;如果某時(shí)刻由于風(fēng)吹使迎風(fēng)板向左壓縮彈簧,電壓表的示數(shù)變?yōu)閁2=2.0 V.求: (1)金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻; (2)此時(shí)作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力. 圖Z-2-15 模塊終結(jié)測(cè)評(píng) 本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,共100分,考試時(shí)間90分鐘. 第Ⅰ卷 (選擇題 共40分) 一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共
32、40分.1~8題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,9~10題有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分) 1.下列公式中定義的物理量不是采用比值定義法得出的是( ) A.E= B.R=ρ C.B= D.C= 2.在電場(chǎng)中,把電荷量為4×10-9 C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),克服靜電力做功為6×10-8 J.以下說法正確的是( ) A.電荷在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能是6×10-8 J B.B點(diǎn)的電勢(shì)是15 V C.電荷的電勢(shì)能增加了6×10-8 J D.電荷的電勢(shì)能減少了6×10-8 J 圖M-1 3.如
33、圖M-1所示,水平光滑導(dǎo)軌接有電源,電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,其他的電阻不計(jì),導(dǎo)軌上有三根導(dǎo)體棒a、b、c,長(zhǎng)度關(guān)系為c最長(zhǎng),b最短,將c彎成一直徑與b等長(zhǎng)的半圓,整個(gè)裝置置于向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,三棒受到的安培力的關(guān)系為( ) A.Fa>Fb>Fc B.Fa=Fb=Fc C.Fb<Fa<Fc D.Fa>Fb=Fc 圖M-2 4.如圖M-2所示,水平直導(dǎo)線中通有恒定電流I,導(dǎo)線的正上方處有一初速度大小為v0、方向與電流方向相同的電子,以后電子將( ) A.沿路徑a運(yùn)動(dòng),曲率半徑變大 B.沿路徑a運(yùn)動(dòng),曲率半徑變小 C.沿路徑b運(yùn)動(dòng),曲率半徑變大 D.沿路徑b運(yùn)動(dòng),曲率半徑變
34、小 圖M-3 5.如圖M-3所示,兩平行金屬板間距為d,電勢(shì)差為U,板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng);金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子由靜止開始從正極板出發(fā),經(jīng)電場(chǎng)加速后射出,并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),最終打到P點(diǎn).下列說法正確的是( ) A.若只增大兩極板間的距離,則粒子打到P點(diǎn)左側(cè) B.若只增大兩極板間的距離,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng) C.若只增大兩極板間的電壓,則粒子打到P點(diǎn)左側(cè) D.若只增大兩極板間的電壓,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng) 圖M-4 6.一帶電粒子在如圖M-4所示的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,僅在靜電力作用下沿虛線所示軌跡從A點(diǎn)
35、運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),粒子的加速度、動(dòng)能、電勢(shì)能的變化情況是( ) A.加速度增大,動(dòng)能、電勢(shì)能都增加 B.加速度減小,動(dòng)能、電勢(shì)能都減少 C.加速度增大,動(dòng)能增加,電勢(shì)能減少 D.加速度增大,動(dòng)能減少,電勢(shì)能增加 圖M-5 7.如圖M-5所示,兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點(diǎn),且與紙面垂直,導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流.a(chǎn)、O、b在M、N的連線上,O為MN的中點(diǎn),c、d位于MN的中垂線上,且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等.關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng),下列說法正確的是( ) A.O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反 C.c、d兩點(diǎn)處
36、的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同 D.a(chǎn)、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同 8.在如圖M-6所示電路中,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P 向下滑動(dòng)時(shí), 圖M-6 四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示,各電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列判斷正確的是( ) A.|ΔU1|+|ΔU2|<|ΔU3 | B.|ΔU1|+|ΔU2| =|ΔU3 | C.||不變,||變小 D.||變大,||不變 9.電動(dòng)自行車是生活中重要的交通工具,某品牌電動(dòng)自行車的銘牌如下: 車型: 電池規(guī)格: 20寸(車輪直徑:508 mm
37、) 36 V 12 A·h(蓄電池) 整車質(zhì)量:40 kg 額定轉(zhuǎn)速:210 r/min(轉(zhuǎn)/分) 外形尺寸: L1 800 mm×W 650 mm×H1 100 mm 充電時(shí)間:2~8 h 電機(jī):后輪驅(qū)動(dòng)、直流永磁式電機(jī) 額定工作電壓/電流:36 V/5 A 當(dāng)蓄電池充滿電后,根據(jù)此銘牌中的有關(guān)數(shù)據(jù),下列說法正確的是( ) A.該車的額定功率約為4.32×102 W B.該車的額定時(shí)速約為20 km/h C.該車約能行駛2.4小時(shí) D.該車一次充滿電所儲(chǔ)存的電能約為1.56×106 J 10.圖M-7為科技館里一個(gè)趣味體驗(yàn)項(xiàng)目的照片和簡(jiǎn)化圖,核心裝置為一個(gè)金
38、屬球,在干燥的空氣里,體驗(yàn)者雙腳站在絕緣凳上,手(圖中為右手)按在金屬球上,并遠(yuǎn)離周圍其他物體.一條特殊傳送帶(圖中未畫出)給金屬球不斷地輸送電荷,過一段時(shí)間后,體驗(yàn)者的頭發(fā)便會(huì)四處散開,十分有趣,在此狀態(tài)下,下列分析正確的是( ) 圖M-7 A.若用左手也去摸金屬球,會(huì)被電擊 B.若用左手與旁邊的觀眾握手,會(huì)被電擊 C.若將右手離開金屬球,則頭發(fā)會(huì)立刻恢復(fù)常態(tài) D.若將右手離開金屬球而且走下絕緣凳,頭發(fā)會(huì)立刻恢復(fù)常態(tài) 第Ⅱ卷(非選擇題 共60分) 二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,每小題10分,共20分) 11.圖M-8中,一個(gè)是伏安法測(cè)電阻的實(shí)物連接圖,另一個(gè)是用電
39、流表和電壓表測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)物連接圖. 圖M-8 (1)測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)物連接圖是圖________. (2)下面的表一和表二是利用上面的實(shí)物圖且當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭逐漸向右移動(dòng)時(shí)依次測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表,其中與甲圖對(duì)應(yīng)的表格是表________,原因是________________________________________________________________________. 表一 V表讀數(shù)/V 0.81 1.21 1.70 1.79 2.51 A表讀數(shù)/A 0.16 0.24 0.34 0.42 0.50 表二
40、 V表讀數(shù)/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.05 A表讀數(shù)/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.57 (3)在“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中電壓表的量程為3 V,電流表的量程為0.6 A,用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲的直徑,則圖M-9中電壓表的讀數(shù)為________V,電流表的讀數(shù)為________A,被測(cè)電阻絲的直徑的測(cè)量值為________mm. 圖M-9 12.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室要測(cè)定一未知電阻Rx的阻值. (1)他首先用多用電表粗略測(cè)定該電阻阻值,步驟如下,請(qǐng)你按題目要求填寫: ①分別將紅、黑表筆插入“+”“—”插孔,將多用
41、電表選擇開關(guān)旋到電阻“1k”擋. 圖M-10 ②將________,調(diào)節(jié)________旋鈕,使指針偏到刻度盤________側(cè)“0”刻線處. ③測(cè)得結(jié)果如圖M-10所示,從表中讀出所測(cè)電阻值為________Ω. (2)該同學(xué)采用圖M-11中哪種實(shí)驗(yàn)電路(其中滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20 Ω,電流表為理想電表)可以更精確地測(cè)出該電阻的阻值( ) 圖M-11 (3)根據(jù)你選定的電路圖,在圖M-12的實(shí)物圖中將剩余的導(dǎo)線用筆連接. 圖M-12 三、計(jì)算題(本題共4小題,每小題10分,共40分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和主要的演算步驟) 13.如圖M-
42、13所示,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌相距為d,電阻忽略不計(jì).導(dǎo)軌平面與水平面成θ角,下端連接阻值為2r的定值電阻和電源,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r.勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為m、阻值為r的均勻金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.接通開關(guān)S后,金屬棒在導(dǎo)軌上保持靜止?fàn)顟B(tài). (1)判斷磁場(chǎng)的方向. (2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? (3)求金屬棒的熱功率. 圖M-13 14.如圖M-14所示,在絕緣的光滑水平面上有A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷,A帶正電,B帶負(fù)電,電荷量都是q,它們之間的距離為d.為使兩電荷在靜電力作用下都處于靜止?fàn)顟B(tài),必須在水平方
43、向加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng).已知靜電力常量為k.當(dāng)兩電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí), (1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。? (2)求A、B連線的中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度. (3)若撤去勻強(qiáng)電場(chǎng),再在A、B連線上放置另一點(diǎn)電荷,A、B仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)嗎?請(qǐng)簡(jiǎn)要討論說明. 圖M-14 15.一電路如圖M-15所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=28 V,內(nèi)阻r =2 Ω,電阻R1=12 Ω,R2=R4=4 Ω,R3=8 Ω,C為平行板電容器,其電容C=3.0 pF,虛線到兩極板距離相等,極板長(zhǎng)L=0.20 m,兩極板的間距d=1.0×10-2 m. (1)若開關(guān)S處于斷開狀態(tài),則當(dāng)將其閉合后,流過R4的總電
44、荷量為多少? (2)若開關(guān)S斷開時(shí),有一帶電微粒沿虛線方向以v0=2.0 m/s的初速度射入C的電場(chǎng)中,剛好沿虛線勻速運(yùn)動(dòng),問:當(dāng)開關(guān)S閉合后,此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入C的電場(chǎng)中,能否從C的電場(chǎng)中射出?(要求寫出計(jì)算和分析過程,g取10 m/s2) 圖M-15 16.如圖M-16所示,在xOy平面內(nèi)第二象限存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E,第一象限和第四象限存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).有一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子,從x軸上的P點(diǎn)以某一初速度垂直于x軸進(jìn)入電場(chǎng),而后經(jīng)過y軸上A點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng),軌跡交于x軸上的C點(diǎn),電子在C點(diǎn)的速度垂直于x軸
45、指向y軸負(fù)方向,繼續(xù)運(yùn)動(dòng)從y軸上的某點(diǎn)離開磁場(chǎng).已知P點(diǎn)坐標(biāo)(-L,0),A點(diǎn)坐標(biāo)(0,2L),忽略電子所受重力.求: (1)電子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度大?。? (2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。? (3)電子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)到離開磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間. 圖M-16 參考答案 特色專題訓(xùn)練(一) 1.D [解析] 磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,由磁場(chǎng)本身決定,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,跟放在該點(diǎn)的通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力方向垂直,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)某點(diǎn)的通電導(dǎo)線平行于磁場(chǎng)方向時(shí),其不受磁場(chǎng)力,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在磁場(chǎng)中磁感線越密集的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大,選項(xiàng)D正確. 2.D
46、[解析] 帶正電空心金屬球殼處于靜電平衡,內(nèi)部電場(chǎng)處處為0,外部電場(chǎng)強(qiáng)度滿足點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式,則選項(xiàng)D正確. 3.A [解析] 由幾何關(guān)系知,粒子在Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的半徑是在Ⅱ中運(yùn)動(dòng)半徑的2倍,所以Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是Ⅱ區(qū)的.選項(xiàng)A正確. 4.A [解析] 場(chǎng)源點(diǎn)電荷在Ea和Eb的反向延長(zhǎng)線交點(diǎn)處,且為正點(diǎn)電荷,由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=得=3,由正電荷的等勢(shì)線分布規(guī)律知φa>φb,選項(xiàng)A正確. 5.D [解析] 根據(jù)牛頓第二定律有F電+mg=2mg,即液滴受的靜電力F電=mg.液滴進(jìn)入y<0的空間后,液滴所帶電荷的電性改變,所受的靜電力反向,與重力平衡,故液滴在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不變
47、,重力勢(shì)能先減小后增大,電勢(shì)能先增大后減小,因此選項(xiàng)D正確. 6.D [解析] 由牛頓第二定律知,金屬細(xì)桿在水平段運(yùn)動(dòng)的加速度a==10 m/s2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;金屬桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn),由動(dòng)能定理有BIL·(MN+r)-mgr=mv,則vP=2 m/s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在P點(diǎn),有2FN-BIL=m,解得FN=0.75 N,向心加速度a′==20 m/s2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,D正確. 7.D [解析] 在金屬塊下滑的過程中動(dòng)能增加了0.7 J,金屬塊克服摩擦力做功0.3 J,重力做功1.2 J,根據(jù)動(dòng)能定理有WG+Wf+W電=ΔEk,解得W電=-0.2 J,金屬塊電勢(shì)能增加0.2 J,靜電力應(yīng)水平向右,金屬塊
48、帶正電;在金屬塊下滑的過程中重力做功1.2 J,重力勢(shì)能減少1.2 J,動(dòng)能增加0.7 J,機(jī)械能減少0.5 J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.
8.ABC [解析] 若-qv0B=m,粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng);若-qv0B
49、、C正確.
10.ABD [解析] 當(dāng)mg=qv0B時(shí),摩擦力為零,物塊做勻速運(yùn)動(dòng),則A正確;當(dāng)mg>qv0B時(shí),加速度a=逐漸增大,物塊減速到停下,克服阻力做功為mv,選項(xiàng)B正確;當(dāng)mg 50、弧長(zhǎng)先變小后變大,但都會(huì)小于從c點(diǎn)射出的弧長(zhǎng),圓心角也會(huì)變大,但小于從C點(diǎn)射出時(shí)的圓心角,所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間變小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,D正確.
12.AC [解析] 由動(dòng)能定理可得mgh1=mv、mgh2=mv-mv2、mgh3=mv、(mg±Eq)h4=mv,可見h1=h3>h2,第4個(gè)小球所受的靜電力方向不明確,無法比較h2與h4的大小,選項(xiàng)A、C正確.
13.減小 增大 控制變量法
14.正
[解析] B增大后向上偏,說明洛倫茲力向上,所以粒子帶正電.由于洛倫茲力總不做功,只有靜電力做功,第一次做正功,第二次做負(fù)功,但功的絕對(duì)值相同.由動(dòng)能定理得mv-mv=mv-mv,所以v2=.
1 51、5.(1)gsin α (2)
[解析] (1)由于μ<tan α,所以圓環(huán)將由靜止開始沿棒下滑,圓環(huán)A沿棒運(yùn)動(dòng)的速度為v1時(shí),受到如圖所示的四個(gè)力作用.
由牛頓第二定律,沿棒的方向有
mgsin α-f1=ma
又f1=μFN1
垂直于棒的方向有
FN1+Bqv1=mgcos α
所以當(dāng)f1=0(即FN1=0)時(shí),a有最大值am,且am=gsin α
此時(shí)qv1B=mgcos α
解得v1=.
(2)設(shè)當(dāng)圓環(huán)A的速度達(dá)到最大值vm時(shí),圓環(huán)受棒的彈力為FN2,摩擦力為f2=μFN2,此時(shí)應(yīng)有a=0,即mgsin α=f2,F(xiàn)N2+mgcos α=Bvmq
解得vm=.
52、
16.(1) (2)v0,與x軸正方向夾角為45°斜向下 (3)
[解析] (1)粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示.
粒子從P1到P2在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)其運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,粒子在電場(chǎng)中的加速度為a,則由牛頓第二定律得qE=ma
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,在水平方向有v0t=2h
在豎直方向有at2=h
聯(lián)立解得E=.
(2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它到達(dá)P2時(shí)速度沿x軸方向的分量仍為v0,用v1表示速度沿y軸方向分量的大小,v表示速度的大小,θ表示速度的方向和x軸正方向的夾角,有
v1=at
tan θ=
聯(lián)立得θ=45°,v=v0.
(3 53、)由幾何關(guān)系得,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為
r=h
由牛頓第二定律,有
qvB=m
聯(lián)立得B=.
17.(1)1.0×104 m/s (2)1.0×104 V/m (3)0.13 T
[解析] (1)設(shè)帶電粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后速率為v1,根據(jù)動(dòng)能定理,有
qU1=mv
解得v1==1.0×104 m/s.
(2)帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中只受靜電力作用,做類平拋運(yùn)動(dòng).在水平方向粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),有
v1=
帶電粒子在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為a,出電場(chǎng)時(shí)豎直方向速度為v2,有v2=at,a=
由幾何關(guān)系得tan θ=
聯(lián)立解得E==1.0×104 V/m. 54、
(3)設(shè)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v,則
v==2.0×104 m/s
由粒子運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,入射速度方向過磁場(chǎng)區(qū)域圓心,則出射速度反向延長(zhǎng)線過磁場(chǎng)區(qū)域圓心,粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則軌跡半徑為
r=Rtan 60°=0.3 m
由牛頓第二定律,有
qvB=m
聯(lián)立得B==0.13 T.
18.(1)1.0 m (2)2.6×10-6 s (3)略
[解析] (1)t=0時(shí),U=0,帶電粒子在極板間不偏轉(zhuǎn),水平射入磁場(chǎng),由牛頓第二定律,有
qv0B=m
解得r== m=0.5 m
射入點(diǎn)和射出點(diǎn)之間的距離s=2r=1.0 m.
(2)帶電粒子在勻強(qiáng) 55、電場(chǎng)中水平方向的速度
v0=5.0×105 m/s
豎直方向的速度為v⊥=at=·
設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度與初速度方向的夾角為α,如圖所示,則
tan α==·
代入數(shù)據(jù)得tan α==
解得α=15°
由幾何關(guān)系可知,帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓弧所對(duì)的圓心角為φ,則φ=π-2α=150°.設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,則
t=== s=×10-6 s≈2.6×10-6 s.
(3)證明:設(shè)帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,則帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=
進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)帶電粒子速度的方向與初速度的方向的夾角為α,則cos α=
帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓弧所對(duì)的 56、弦長(zhǎng)為s,由幾何關(guān)系可知
s=2rcos α=2··=
從上式可知弦長(zhǎng)s取決于磁感應(yīng)強(qiáng)度、粒子的比荷及初速度,而與電場(chǎng)無關(guān).
特色專題訓(xùn)練(二)
1.A [解析] 串聯(lián)電路各用電器電流相同,允許的最大電流等于0.5 A,由P=I2R可得,R1和R2的功率分別為0.5 W、1 W,選項(xiàng)A正確.
2.C [解析] 太陽能電池板的電動(dòng)勢(shì)等于開路電壓,即E=800 mV,選項(xiàng)A正確;內(nèi)阻r==20 Ω,選項(xiàng)B正確;將其與20 Ω的電阻連成一閉合電路,路端電壓為400 mV,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.
3.B [解析] 由電阻定律可得R2=24R1=480 Ω,R1相對(duì)R2較小,R2是粗調(diào),R 57、1是微調(diào),即先調(diào)節(jié)R2,使電流表指針指到要求位置附近,再調(diào)節(jié)R1,選項(xiàng)B正確.
4.D [解析] 在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自a端向b端滑動(dòng)的過程中,R3的有效阻值變小,可知電壓表的示數(shù)變大,電流表的示數(shù)變大,R2兩端的電壓減小,電容器帶的電荷量減少,又因R3兩端電壓等于R2兩端電壓,故a點(diǎn)電勢(shì)降低,選項(xiàng)D正確.
5.B [解析] M、N間的電壓改為5 V時(shí),R1兩端的電壓將減?。@時(shí)若想讓電流表再偏轉(zhuǎn)到最大刻度,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn),若保持R1不變,必須減小R2,或保持R2不變,必須增大R1,也可以增大R1,同時(shí)減小R2.選項(xiàng)B正確.
6.C [解析] 若R3斷路,總電阻變大,總電流減小, 58、U內(nèi)=I總r減小,故U路=E-U內(nèi)增大,燈泡A、B均變亮,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若R1短路,總電阻變小,總電流增大,路端電壓減小,故通過R3的電流減小,通過燈泡A的電流增大,燈泡A變亮,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若R1、R2同時(shí)短路,則燈泡B被短路,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤;若R2斷路,總電阻增大,總電流減小,路端電壓增大,通過R3的電流增大,故通過燈泡A的電流減小,燈泡A、R1的總電壓減小,燈泡B兩端電壓增大,故燈泡A變暗,燈泡B變亮,選項(xiàng)C正確.
7.A [解析] 由閉合電路歐姆定律得U=E-Ir,當(dāng)I=0時(shí),E=U,由a與縱軸的交點(diǎn)讀出電動(dòng)勢(shì)為E=3.6 V.根據(jù)兩圖線交點(diǎn)處的狀態(tài)可知,電阻R兩端的電壓為2 V,通過 59、電阻R的電流為0.2 A,則內(nèi)阻r= Ω=8 Ω.選項(xiàng)A正確.
8.ABC [解析] 電流表和電壓表刻度線均勻,零刻度線在左側(cè),最大刻度線在右側(cè),左側(cè)的零刻度線與歐姆表無窮大重合,右側(cè)的最大刻度線與歐姆表零刻度線重合,歐姆表從右向左讀數(shù)且刻度不均勻.選項(xiàng)A、B、C正確.
9.BD [解析] 電流計(jì)改裝成電流表,是用一小阻值的電阻與電流計(jì)并聯(lián),量程不同,并聯(lián)的電阻不同.因是兩個(gè)相同的電流計(jì)改裝成不同的電流表,且并聯(lián)接入電路,所以兩電流計(jì)兩端電壓相等,即它們的指針偏轉(zhuǎn)總是相同,所以選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.因兩電流表指針偏轉(zhuǎn)相同,但讀數(shù)不同,當(dāng)A1的讀數(shù)為1 A時(shí),即偏轉(zhuǎn),A2也偏轉(zhuǎn),所以A2的 60、讀數(shù)為0.2 A,因此選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.
10.BC [解析] 由直線A與直線B和C的交點(diǎn)可得電壓、電流的數(shù)值,則輸出功率P1=P2=UI=8 W,選項(xiàng)B正確;由直線B和C可得電阻R1>R2 ,效率η==,則η1>η2,選項(xiàng)C正確.
11.(1)0.608(0.607~0.609均對(duì)) (2)①B?、谌鐖D所示 ③小
[解析] (1)由螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則知該合金絲的直徑為0.5 mm+10.8×0.01 mm=0.608 mm.
(2)①由于被測(cè)電阻約為5 Ω,電源電動(dòng)勢(shì)為5 V,內(nèi)阻為1 Ω,則電路中出現(xiàn)的最大電流約為0.8 A,如果選擇量程為3 A的電流表,誤差太大, 61、故電流表應(yīng)選擇量程為0.6 A的.②原電路圖中滑動(dòng)變阻器是限流接法,電路的電流變化范圍小,加一條導(dǎo)線連接,讓滑動(dòng)變阻器起分壓作用,被測(cè)電路中電流變化范圍變大.③被測(cè)電阻值Rx=,由于電壓表分流,故I>I真,即電阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏?。?
12.(1)如圖所示 (2)0 500
[解析] (1)若用A1,則R1總== Ω=1×104 Ω,可知無論串聯(lián)R1還是R2,都不能滿足要求,所以A1不可選;若用A2,則R2總== Ω=1×103 Ω,可知串聯(lián)R2可滿足要求.
(2)刻度C為滿偏時(shí)的外電阻值,為0,B的電流為2 mA,此時(shí)的外電阻為RX,
由閉合電路歐姆定律得I=,其中R′2=500 62、 Ω,得RX=500 Ω.
13.(1)b (2)如圖所示
(3)發(fā)光 由U-I圖線知,阻值為7800 Ω時(shí)對(duì)應(yīng)的工作電壓約為1.20 V,超過二極管的發(fā)光電壓,故二極管發(fā)光
[解析] (1)紅、黑表筆分別與二極管兩腳(“長(zhǎng)腳”和“短腳”)接觸,發(fā)現(xiàn)指針幾乎不動(dòng),可知“長(zhǎng)腳”為正極,在“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)電路中,二極管的“長(zhǎng)腳”應(yīng)接正極,與圖甲中的b端連接.
(3)作一條過原點(diǎn)的直線,直線的斜率為7.8 V/mA,直線與U-I圖線的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為甲狀態(tài)下二極管兩端的電壓,該電壓大于0.95 V時(shí),發(fā)光二極管發(fā)光.
14.(2)(1)D (2)①BCDEG?、?.0 63、 900
[解析] (1)因電池a內(nèi)阻較小,測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)應(yīng)選用電流表內(nèi)接法,即S2接2;電池b內(nèi)阻很大,測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)應(yīng)選用電流表外接法,即S2接1.
(2)①電池a電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V,電壓表V量程15 V太大,應(yīng)選用電流表與定值電阻串聯(lián)改裝為電壓表使用,即電流表A2與定值電阻R1串聯(lián),改裝后的電壓表的量程為U0=Ig2(R1+r)=2 V;電流表選用A1(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約為1 Ω),電路中的最大電阻約為Rmax===7.5 Ω,滑動(dòng)變阻器選用R2(0~10 Ω).
②由閉合電路歐姆定律得E2=I2(R+r+r2),整理得=·R+,圖像斜率k=,縱軸截距b=,由圖像 64、知k= mA-1·Ω-1=1 V-1,b=1 mA-1,解得E2=1.0 V,r2=900 Ω.
15.(1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3% (3)2420 W 2420 W
[解析] (1)用電器總功率是輸入電壓和電流的乘積,即P=UI,所以I== A=0.3 A.
(2)由于電風(fēng)扇是非純電阻用電器,其消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,另一部分在電阻上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,即P=P機(jī)+P內(nèi)
電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是P內(nèi)=I2R=0.32×20 W=1.8 W
轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是P機(jī)=P-P內(nèi)=66 W-1.8 W=64.2 W
電動(dòng)機(jī)的效率是η==×100% 65、=97.3%.
(3)電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住后,通過電風(fēng)扇的電流為I1== A=11 A
消耗的電功率P1=I1U=11×220 W=2420 W
發(fā)熱功率P內(nèi)1=IR=112×20 W=2420 W.
16.(1)1 Ω/m (2)260 N
[解析] 設(shè)無風(fēng)時(shí)金屬桿接入電路的電阻為R1,風(fēng)吹時(shí)接入電路的電阻為R2,由題意得
(1)無風(fēng)時(shí):U1=R1
得R1== Ω=0.5 Ω
所以金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻R0== Ω/m=1 Ω/m.
(2)有風(fēng)時(shí):U2=R2
得R2== Ω=0.3 Ω
此時(shí),彈簧的長(zhǎng)度L== m=0.3 m
壓縮量x=L0-L=(0.5-0.3) m= 66、0.2 m
由平衡條件得此時(shí)風(fēng)力F=kx=1300×0.2 N=260 N.
模塊終結(jié)測(cè)評(píng)
1.B [解析] R=ρ是電阻的決定式,其他都是比值法定義式,選項(xiàng)B正確.
2.C [解析] A、B的電勢(shì)差UAB==-15 V,因零電勢(shì)點(diǎn)不確定,故B的電勢(shì)及電荷的電勢(shì)能數(shù)值也無法確定,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
3.D
4.C [解析] 由安培定則可得電子所在位置的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,再由左手定則可得安培力向上,電子沿路徑b運(yùn)動(dòng);離導(dǎo)線越遠(yuǎn),磁感應(yīng)強(qiáng)度越小,由r=知,電子的曲率半徑變大,選項(xiàng)C正確.
5.C [解析] 粒子先在電場(chǎng)中加速,由動(dòng)能定理有qU=mv2,再以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng),半徑r==,若只增大兩板間的電壓,則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增大,打到P點(diǎn)左側(cè),在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=不變,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;若只增大兩板間的距離,軌道半徑r不變,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.
6.C [解析] 帶電粒子沿虛線所示軌跡從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)線由疏到密,加速度增大,靜電力做正功,動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小,選項(xiàng)C正確.
7.
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