精品解析：上海市向明中学2020-2021学年高二上学期期中物理试卷

2020学年第一学期向明中学期中考 高二年级物理试卷 一、单项选择题。本大题有10小题，每小题给出的四个答案中只有一个是正确的，每小题2分。 1. 下列用电器中，利用静电的吸附作用进行工作的是（ ） A. 电话机 B. 电冰箱 C. 复印机 D. 电饭煲 2. 计算几个电阻的总电阻、电路的简化、引入平均速度、合力与分力等概念，这些处理物理问题的方法，都属于（ ） A. 类比的方法 B. 控制变量的方法 C. 等效替代的方法 D. 观察、实验的方法 3. 关于电场和电场线，下列说法中正确的是（　　） A. 电场是人们建立的一种理想模型 B. 电场是电荷周围空间实际存在的物质 C. 电荷周围分布的电场线就是电场 D. 电场线是客观存在的直线或曲线 4. 气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的 A. 压强和温度 B. 体积和压强 C. 温度和压强 D. 温度和体积 5. 两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　） A. B. C. D. 6. 下列说法中正确的有（　　） A. 电势差与电场对检验电荷所做的功成正比，与检验电荷的电量成反比 B. 把电荷从高电势处移到低电势处，其电势能必减少 C. 顺着电场线不论是移动正电荷还是负电荷，其电势能都减少 D. 电场强度越大的地方，相邻等势面的间距越小 7. 如图所示为电阻R1、R2的I-U图线，把R1、R2并联接入电路中，通过它们的电流强度分别是I1、I2，则下列说法正确的是（　　） A. R1>R2，I1=I2 B. R1<R2，I1=I2 C. R1<R2，I1>I2 D. R1>R2，I1<I2 8. 规格不同的三只小灯泡L1、L2 、L3 与定值电阻R如图连接，当在ab两端加上一定电压时，三灯泡的实际功率正好相等，若将三灯泡并联接入电路，三个灯泡的实际功率分别P1、P2 和P3，则（　　） A. P1> P2> P3 B. P3 > P1 > P2 C. P2 > P1 > P3 D. P1 > P3 > P2 9. 将规格为“110V，60W”和“110V，40W”的A灯和B灯接到电路中去，既要使灯正常发光，又要使电路消耗的功率最小，如图所示四种电路中接法最合理的是 A. B. C. D. 10. 如图所示电路中，电源的内电阻为r，R1、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表。闭合电键S，当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时，电表的示数都发生变化，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为I、U，下列说法正确的是（　　） A. ＜r B. ＞r C. =r D. 条件不足，无法判断 二、多项选择题。  本大题有4小题，每小题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的，选对的得4分；选对但不全，得2分；有选错或不答的，得0分。 11. 关于能及其转化，下列说法中正确的是（　　） A. 摩擦生热的过程是自发不可逆过程 B. 每种形式的能都对应于某种形式的运动，各种形式的能是可以相互转化的 C. 根据能的转化和守恒定律，可断定永动机是永远不可能被造出来的 D. 随着人类对能源的不断开发和使用，地球上的总能量越来越少，造成了能源危机。 12. 下列涉及能量变化的过程中，属于单向性过程的是（　　） A. 启动中的小汽车 B. 简谐振动 C. 热传递 D. 气体自由膨胀 13. 如图所示的电路中，R1=4Ω，R2=20Ω，电池组的电动势为E=12V，内阻r=1Ω，接通开关S后，电流表示数为0.45A，由此可知（　　） A. 通过电阻R1的电流为0.6A B. 电阻R2消耗的电功率为4.05W C. 电阻R3的阻值为60Ω D. 电池组提供的总功率为6.84W 14. 如图，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，图中AC＝h，当B静止在与竖直方向夹角＝30方向时，A对B的静电力为B所受重力的倍，则丝线BC长度为（　　） A B. h C. D. 三、填空题。本大题有6小题，每小题4分。 15. 划火柴，使火柴燃烧是通过____改变物体的内能；把火柴放在太阳光下，通过凸透镜聚焦使火柴燃烧是通过______改变物体的内能。（均选填“热传递”或“做功”） 16. 医用酒精、天然气、食用植物、太阳能中属于常规能源的是_______，属于新能源的是________。 17. 如图所示，电量为2×10-6C的负点电荷在电场中A点受到的电场力大小为4×10-4N，则A点的场强为__________N/C；若将此电荷移至B点，则电荷的电势能将_________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 18. 如图所示的电路，A、C间电压U=24V保持不变，R3=36Ω，要使电键S闭合和断开时，B、C间的电压分别为6V和8V，则电阻R1=________Ω，R2=________Ω。 19. 某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为p，每个分子的质量和体积分别为m和V．则阿伏加德罗常数NA可表示为________或_____． 20. 如图，质量分别为mA和mB的两个球带有同种电荷，电荷量分别为qA和qB，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两个球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为与（大于）。两个球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为vA和vB，最大动能分别为EkA和EkB。则vA一定_________vB；EkA一定__________EkB（均选填“等于”、“大于”或“小于”）。 四、实验题。 21. 在“测定小灯泡电功率”的实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接电路。 （1）请根据实物图在方框中画出相应电路图_______； （2）电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零。闭合电键后： ①若电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为_________； ②若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，则断路的导线为_________； ③若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数无法调到零，则断路的导线为_________。 22. 在DIS描绘电场等势线实验中。 （1）电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由二个_______________产生的_________，用____________探测等势点。 （2）在安装实验装置时，不正确的做法是（　　） A. 在一块平整木板上依次铺放复写纸、白纸、导电纸 B. 导电纸有导电物质的一面应该向上 C. 连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘 D. 连接电极a、b的电源电压为交流4-6V 五、计算题。 23. 如图所示，两个平行金属板相距d=3cm，M板带正电，N板带负电且接地。两个板间电势差为U=300 V。A点距M板1cm，B板距N板1cm。求： （1）该匀强电场的场强大小。 （2）A、B两点的电势差UAB。 （3）将 q=-2×10-6C的点电荷从A移到B，电场力做了多少功。 （4）将q=-2×10-6C的点电荷放在B点所具有的电势能。 24. 在如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想电表。已知电源电压U恒为8V，R1为10Ω，开始时滑动变阻器的滑片P处于某一位置。电键S断开时电流表的示数为0.4A，电键S闭合后电压表的示数为5V，求： （1）定值电阻R2的阻值。 （2）电键S闭合后电流表的示数。 （3）滑动变阻器R3接入电路部分的阻值。 （4）电键S闭合后，整个电路消耗的最大功率。 25. 粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，且沿x轴方向的电势与坐标值x的关系如表所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 φ/105v 9.00 450 3.00 2.25 1.80 1.50 1.29 1.13 1.00 根据上述表格中的数据可作出如图的图像，现有一质量为0.10kg，电荷量为1.0×10-7C带正电荷的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因数为0.20，问： （1）由数据表格和图像给出的信息，写出沿x轴的电势与x的函数关系表达式。 （2）若将滑块无初速地放在x=0.10m处，则滑块最终停止在何处？ （3）在上述第（2）问的整个运动过程中，它的加速度如何变化？当它位于x=0.15m时它的加速度多大？ （4）若滑块从x=0.60m处以初速度v0沿﹣x方向运动，要使滑块恰能回到出发点，其初速度v0应多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2020学年第一学期向明中学期中考 高二年级物理试卷 一、单项选择题。本大题有10小题，每小题给出的四个答案中只有一个是正确的，每小题2分。 1. 下列用电器中，利用静电的吸附作用进行工作的是（ ） A. 电话机 B. 电冰箱 C. 复印机 D. 电饭煲 【答案】C 【解析】 【分析】本题考查各种电器的工作原理，从各种实例的原理出发可以得出结论． 【详解】A、电话是利用电磁波传递信息，利用了电流的磁效应工作的，故A 错误； B、电冰箱是利用物态变化时的吸热和放热原理制冷的，故B错误； C、复印机复印文件资料，就是利用静电墨粉吸附在鼓上．故C正确； D、电饭煲是利用了电流的热效应，来加热的．故D错误； 2. 计算几个电阻的总电阻、电路的简化、引入平均速度、合力与分力等概念，这些处理物理问题的方法，都属于（ ） A. 类比的方法 B. 控制变量的方法 C. 等效替代的方法 D. 观察、实验的方法 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：中学物理中经常用的研究方法有：控制变量法，微小变量放大法，等效替代法等，要明确这些方法在具体实验中的应用． 解：求几个电阻的总电阻、把一个复杂的电路简化，都用到了等效替代的方法，合力与分力的作用效果是等效的，故C正确，A、B、D错误． 故选C． 【点评】理解各种物理方法的应用，提高学科思想，为将来独立研究问题打下基础． 3. 关于电场和电场线，下列说法中正确的是（　　） A. 电场是人们建立的一种理想模型 B. 电场是电荷周围空间实际存在的物质 C. 电荷周围分布的电场线就是电场 D. 电场线是客观存在的直线或曲线 【答案】B 【解析】 【详解】AB．电场是电荷周围空间实际存在的客观物质，电场线是人们为描述电场建立的一种理想模型，选项A错误，B正确； CD．电场线是电荷周围假想的曲线，电场线不是电场，选项CD错误； 故选B。 4. 气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的 A. 压强和温度 B. 体积和压强 C. 温度和压强 D. 温度和体积 【答案】D 【解析】 【详解】由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积。故D正确，ABC错误。 故选D． 5. 两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为 两球分开后各自带电量为+Q，距离又变为原来的，库仑力为 所以两球间库仑力的大小为。 故选C。 6. 下列说法中正确的有（　　） A. 电势差与电场对检验电荷所做的功成正比，与检验电荷的电量成反比 B. 把电荷从高电势处移到低电势处，其电势能必减少 C. 顺着电场线不论是移动正电荷还是负电荷，其电势能都减少 D. 电场强度越大的地方，相邻等势面的间距越小 【答案】D 【解析】 【详解】A．电势差由电场本身决定，与电场对检验电荷所做的功、检验电荷无关，故A错误； B．把负电荷从高电势处移到低电势处，其电势能增加，故B错误； C．顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，其电势能减少，负电荷相反，故C错误； D．根据 可知，电场强度越大的地方，相邻等势面的间距越小，故D正确； 故选D。 7. 如图所示为电阻R1、R2的I-U图线，把R1、R2并联接入电路中，通过它们的电流强度分别是I1、I2，则下列说法正确的是（　　） A. R1>R2，I1=I2 B. R1<R2，I1=I2 C. R1<R2，I1>I2 D. R1>R2，I1<I2 【答案】D 【解析】 【详解】把R1、R2并联接入电路中，则电压相等，由图像可知 I1<I2 根据 可知 R1>R2 故选D。 8. 规格不同的三只小灯泡L1、L2 、L3 与定值电阻R如图连接，当在ab两端加上一定电压时，三灯泡的实际功率正好相等，若将三灯泡并联接入电路，三个灯泡的实际功率分别P1、P2 和P3，则（　　） A. P1> P2> P3 B. P3 > P1 > P2 C. P2 > P1 > P3 D. P1 > P3 > P2 【答案】B 【解析】 【详解】如图中电路结构可知L1、L2支路并联，两支路电压相等，功率相等，根据 由于 则 根据并联电路干路电流等于支路电流之和可知 根据 可知 将三灯泡并联接入电路，则电压相等，根据 可知 P3 > P1 > P2 故选B。 9. 将规格为“110V，60W”和“110V，40W”的A灯和B灯接到电路中去，既要使灯正常发光，又要使电路消耗的功率最小，如图所示四种电路中接法最合理的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由于额定电压都是110V，额定功率、，由可知： 在图电路中接法中，把、并联之后与电阻串连接入电路的话，当电阻的阻值与、并联的总的电阻相等时，、就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为、灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为： 在图电路中接法中，由于电路中的电压220V大于灯的额定电压110V，灯将被烧毁； 在图电路中接法中，由于，把灯泡与电阻并联，可以使并联部分电阻减小，可能使与并联部分的电阻相同，所以、能同时正常发光，并且电路消耗的功率与灯泡的功率相同，所以总功率的大小为： 在图电路中接法中，此电路通过分压器可使、两灯的电压为110V，两灯能正常发光，由于变阻器也消耗电功率，变阻器在干路中的部分消耗的功率大于100W，电路的总功率大于200W； 由上可知，两灯能正常发光并且消耗的功率最小的为图电路中接法； A．与分析不符，故A错误； B．与分析不符，故B错误； C．与分析相符，故C正确； D．与分析不符，故D错误； 故选C。 10. 如图所示电路中，电源的内电阻为r，R1、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表。闭合电键S，当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时，电表的示数都发生变化，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为I、U，下列说法正确的是（　　） A. ＜r B. ＞r C. =r D. 条件不足，无法判断 【答案】A 【解析】 【详解】设通过电源的电流为I总，根据闭合电路欧姆定律 U=E-I总r 则有 根据电路串并联结构可得 I总=I+I1 (I为电流表的示数，I1为通过R1的电流)，当滑动变阻器 R2的滑动触头P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据串反并同规律，I总变小，且电流表的示数I变小，则与滑动变阻器并联的R1的电流I1变大，所以此时满足 ΔI＞ΔI总 所以此时满足 故选A。 二、多项选择题。  本大题有4小题，每小题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的，选对的得4分；选对但不全，得2分；有选错或不答的，得0分。 11. 关于能及其转化，下列说法中正确的是（　　） A. 摩擦生热的过程是自发不可逆过程 B. 每种形式的能都对应于某种形式的运动，各种形式的能是可以相互转化的 C. 根据能的转化和守恒定律，可断定永动机是永远不可能被造出来的 D. 随着人类对能源的不断开发和使用，地球上的总能量越来越少，造成了能源危机。 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．自然界中与热现象有关的过程都是自发不可逆的，则摩擦生热的过程是自发不可逆过程，选项A正确； B．每种形式的能都对应于某种形式的运动，各种形式的能是可以相互转化的，选项B正确； C．根据能的转化和守恒定律，可断定永动机是永远不可能被造出来的，选项C正确； D．地球上的总能量是守恒的，但是随着人类对能源的不断开发和使用，可利用的能源越来越少，从而造成了能源危机，选项D错误。 故选ABC。 12. 下列涉及能量变化的过程中，属于单向性过程的是（　　） A. 启动中的小汽车 B. 简谐振动 C. 热传递 D. 气体自由膨胀 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．启动中的小汽车摩擦生热的过程属于单向性，故A正确； B．简谐运动是理想化的模型，一般做简谐运动的物体的机械能是守恒的，没有损失，动能势能可相互转化，故B错误； C．热传递只能从高温物体传递到低温物体，故C正确； D．气体自由膨胀不对外做功，根据热力学第二定律，气体不可能自发地恢复原来的状态，所以这个过程是不可逆的，故D正确。 故选ACD。 13. 如图所示的电路中，R1=4Ω，R2=20Ω，电池组的电动势为E=12V，内阻r=1Ω，接通开关S后，电流表示数为0.45A，由此可知（　　） A. 通过电阻R1的电流为0.6A B. 电阻R2消耗的电功率为4.05W C. 电阻R3的阻值为60Ω D. 电池组提供的总功率为6.84W 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．电阻R2两端的电压为 根据闭合电路的欧姆定律 解得通过电阻R1的电流为 故A正确； B．电阻R2消耗的电功率为 故B正确； C．通过电阻R3的电流为 电阻R3的阻值为 故C正确； D．电池组提供的总功率为 故D错误。 故选ABC。 14. 如图，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，图中AC＝h，当B静止在与竖直方向夹角＝30方向时，A对B的静电力为B所受重力的倍，则丝线BC长度为（　　） A. B. h C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】当B静止在与竖直方向夹角方向时，A对B的静电力为B所受重力的倍 对B受力分析，G、F与T，根据相似性有 解得 根据余弦定理，可得 解得 或 故选BD。 三、填空题。本大题有6小题，每小题4分。 15. 划火柴，使火柴燃烧是通过____改变物体的内能；把火柴放在太阳光下，通过凸透镜聚焦使火柴燃烧是通过______改变物体的内能。（均选填“热传递”或“做功”） 【答案】 ①. 做功 ②. 热传递 【解析】 【详解】[1][2] 划火柴，使火柴燃烧是通过做功改变物体的内能；把火柴放在太阳光下，通过凸透镜聚焦使火柴燃烧是通过热传递改变物体的内能。 16. 医用酒精、天然气、食用植物、太阳能中属于常规能源的是_______，属于新能源的是________。 【答案】 ①. 天然气 ②. 太阳能 【解析】 【详解】[1][2]医用酒精、天然气、食用植物、太阳能中属于常规能源的是天然气，属于新能源的是太阳能。 17. 如图所示，电量为2×10-6C的负点电荷在电场中A点受到的电场力大小为4×10-4N，则A点的场强为__________N/C；若将此电荷移至B点，则电荷的电势能将_________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 【答案】 ①. 200 ②. 增大 【解析】 【详解】[1]A点的场强为 [2]若将此电荷移至B点，则电场力做负功，则电荷的电势能将增大。 18. 如图所示的电路，A、C间电压U=24V保持不变，R3=36Ω，要使电键S闭合和断开时，B、C间的电压分别为6V和8V，则电阻R1=________Ω，R2=________Ω。 【答案】 ①. 36 ②. 18 【解析】 【详解】[1][2]电键S断开时B、C间的电压为8V 电键S闭合时B、C间的电压为6V 联立解得 19. 某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为p，每个分子的质量和体积分别为m和V．则阿伏加德罗常数NA可表示为________或_____． 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】阿伏加德罗常数NA； ρV为气体的摩尔质量M，再除以每个分子的质量m为NA，即 20. 如图，质量分别为mA和mB的两个球带有同种电荷，电荷量分别为qA和qB，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两个球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为与（大于）。两个球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为vA和vB，最大动能分别为EkA和EkB。则vA一定_________vB；EkA一定__________EkB（均选填“等于”、“大于”或“小于”）。 【答案】 ①. 大于 ②. 大于 【解析】 详解】[1]小球摆动过程机械能守恒，有 解得 由于A球摆到最低点过程，下降的高度较大，故A球的速度较大； [2]对小球受力分析有 小球摆动过程机械能守恒，有 故 根据数学中的半角公式，得到 其中 故EkA一定大于EkB。 四、实验题。 21. 在“测定小灯泡电功率”的实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接电路。 （1）请根据实物图在方框中画出相应的电路图_______； （2）电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零。闭合电键后： ①若电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为_________； ②若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A，小灯泡亮，则断路的导线为_________； ③若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数无法调到零，则断路的导线为_________。 【答案】（1） （2） ①. g ②. h ③. c 【解析】 【小问1详解】 根据实物图画出电路图如图 【小问2详解】 [1] 电压表有示数，说明电压表与电源是连通的，但灯泡不亮说明电路中有断路，且断路只能是g导线； [2] 电流表有示数说明电路是导通的，电压表无示数说明电压表与电源断开，故只能是h断路； [3] 调节滑动变阻器能控制电路说明电路是完好的，但电压表及电流表无法调到零说明接成了限流接法，故应该是c导线断路。 22. 在DIS描绘电场等势线的实验中。 （1）电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由二个_______________产生的_________，用____________探测等势点。 （2）在安装实验装置时，不正确的做法是（　　） A. 在一块平整木板上依次铺放复写纸、白纸、导电纸 B. 导电纸有导电物质的一面应该向上 C. 连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘 D. 连接电极a、b的电源电压为交流4-6V 【答案】（1） ①. 等量异种点电荷 ②. 静电场 ③. 电压传感器 （2）ACD 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由二个等量异种点电荷产生的静电场，用电压传感器探测等势点。 【小问2详解】 AB．在一块平整木板上依次铺放导电纸、复写纸、白纸，导电纸有导电物质的一面应该向上，选项A错误，B正确； C．连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质接通，选项C错误； D．连接电极a、b的电源电压为直流4-6V，选项D错误。 此题选择错误的，故选ACD。 五、计算题。 23. 如图所示，两个平行金属板相距d=3cm，M板带正电，N板带负电且接地。两个板间电势差为U=300 V。A点距M板1cm，B板距N板1cm。求： （1）该匀强电场的场强大小。 （2）A、B两点的电势差UAB。 （3）将 q=-2×10-6C的点电荷从A移到B，电场力做了多少功。 （4）将q=-2×10-6C的点电荷放在B点所具有的电势能。 【答案】（1）104V/m；（2）100V；（3）J；（4）J 【解析】 【详解】（1）根据匀强电场电势差与电场强度的关系有 V/m=104V/m （2）根据公式有 V=100V （3）根据电场力做功的公式有 J （4）由图可知N板接地，电势为0，则B点的电势为 V 根据电势能的计算公式有 J 24. 在如图所示电路中，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想电表。已知电源电压U恒为8V，R1为10Ω，开始时滑动变阻器的滑片P处于某一位置。电键S断开时电流表的示数为0.4A，电键S闭合后电压表的示数为5V，求： （1）定值电阻R2的阻值。 （2）电键S闭合后电流表的示数。 （3）滑动变阻器R3接入电路部分的阻值。 （4）电键S闭合后，整个电路消耗的最大功率。 【答案】（1）R2 = 10Ω；（2）IA=0.3A；（3）R3= 15Ω；（4）P总= 6.4W 【解析】 【详解】（1）电键S断开时电流表的示数为0.4A，则 即 （2）电键S闭合后电压表的示数为5V，则电流表示数 （3）通过R3电流 则 （4）电路两端电压恒定为U=8V，则当电路电流最大时，功率最大，此时电路中电阻最小，即当R3=0时电路电阻最小为 Rmin=R1=10Ω 则最大功率 25. 粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，且沿x轴方向的电势与坐标值x的关系如表所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 035 0.40 0.45 φ/105v 9.00 4.50 3.00 2.25 1.80 1.50 1.29 1.13 1.00 根据上述表格中的数据可作出如图的图像，现有一质量为0.10kg，电荷量为1.0×10-7C带正电荷的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因数为0.20，问： （1）由数据表格和图像给出的信息，写出沿x轴的电势与x的函数关系表达式。 （2）若将滑块无初速地放在x=0.10m处，则滑块最终停止在何处？ （3）在上述第（2）问的整个运动过程中，它的加速度如何变化？当它位于x=0.15m时它的加速度多大？ （4）若滑块从x=0.60m处以初速度v0沿﹣x方向运动，要使滑块恰能回到出发点，其初速度v0应为多大？ 【答案】（1）；（2）0.225m；（3）它的加速度先变小后变大，0；（4）2.12m/s 【解析】 【分析】（1）电势φ与坐标x图像是一条曲线，则φ与x关系可能是反比关系，即φ∝x﹣1；也可能φ与x2关系可能是反比关系，即φ∝x﹣2；…，依此类推，直到找到关系为止； （2）滑块运动过程中，只有电场力和滑动摩擦力做功，根据动能定理列式求解即可； （3）由于图像的切线的斜率表示电场强度，故场强逐渐变小，电场力逐渐变小； 电场力大于摩擦力时，物体加速，当电场力减小到等于摩擦力时，速度最大，此后电场力小于摩擦力，故物体开始减速，即滑块先由静到动，后由动到静，故先加速后减速； （4）滑块运动到最左端位置时速度为零；滑块向左运动过程中，电场力做负功，摩擦力做负功；滑块向右运动过程中，电场力做正功，摩擦力做负功；对滑块运动的全部过程和向右运动的过程分别运用动能定理列式求解即可。 【详解】（1）由数据表格和图像可得，电势与x成反比关系，即 当 时，电势 代入上述公式，得到 故沿x轴的电势与x的函数关系表达式 （2）滑块运动的全部过程中，只有电场力和摩擦力做功，由动能定理得 设滑块停止的位置为x2，有 即 代入数据有 可解得 （舍去x2=0.1m），故滑块最终停止在坐标为0.225m的位置。 （3）先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，即加速度先减小后增大，当它位于 时，图像上该点的切线斜率表示场强大小 滑块在该点的水平合力 故滑块的加速度 故在上述第（2）问的整个运动过程中，它的加速度先变小后变大；当它位于 时它的加速度为零。 （4）设滑块到达的最左侧位置为x1，则滑块由该位置返回到出发点的过程中，由动能定理 有 代入数据有 可解得 （舍去x1=0.6m），再对滑块从开始运动到返回出发点的整个过程，由动能定理 代入数据有 可解得 即滑块从x=0.60m处以初速度v0沿﹣x方向运动，要使滑块恰能回到出发点，其初速度v0应为2.12m/s。 【点睛】本题首先要明确φ﹣x图象中任意一点的切线的斜率表示电场强度的大小，由于是变加速运动，然后对各个过程分别运用动能定理列式求解。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$