精品解析：湖北省荆州市部分名校2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题

2024年湖北部分名校高二10月联考 高二物理试卷 （试卷满分：100分） 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 1. 下列关于静电场说法中正确的是（　　） A. 库仑通过扭秤实验得出库仑定律 B. 卡文迪什通过实验测量了元电荷数值为 C. 元电荷实际上是指电子和质子本身 D. 电场是一种为研究物理问题而假想的物质 2. 如图所示，实线为电场中方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子以不同速度从M点射入电场，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则（　　） A. a一定带正电，b一定带负电 B. 两个粒子的电势能均减小 C. a的加速度逐渐增大，b的加速度逐渐减小 D. a的动能逐渐减小，b的动能逐渐增加 3. 如图所示，用高压水枪清洗汽车时，设水枪出水口的直径为d1，水柱射出出水口的速度大小为v1，水柱垂直射到汽车表面时的直径为d2，水柱垂直射到汽车表面时水的速度大小为v2，冲击汽车后水的速度为零。已知水的密度为ρ，液体在流动过程中单位时间流过任一横截面的质量相等。下列说法正确的是（　　） A. 若d1 < d2，则v1 < v2 B. 高压水枪单位时间喷出的水的体积为 C. 高压水枪单位时间喷出的水的质量为 D. 水柱对汽车的平均冲力为 4. 如图是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是（　　） A. 作电流表时2比1量程大，作电压表时6比5量程大 B. 测量某导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则测量值偏小 C. 测量某二极管的正向电阻时，应使表笔A接二极管的正极 D. 用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，则应换倍率更小的挡测量 5. 在x轴上有两个固定的点电荷Q1、Q2，其电场中的电势φ在x轴正半轴上的分布如图所示，下列说法正确的是（　　） A. Q1为负电荷，Q2为正电荷 B. x1处的电场强度为零 C. x2处的电势最低、电场强度为零 D. 带电量为q的正检验电荷从x2位置移到无穷远的过程中，电场力做功为qφ0 6. 如图所示，让一价氢离子和二价氦离子的混合物从O点由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，最后都从偏转电场右侧离开，图中画出了其中一种粒子的运动轨迹，不计粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 在加速电场中运动时间较长的是 B. 经加速电场加速度后，的动能较小 C. 在加速过程中两种离子轨迹重合，偏转过程中两种离子的轨迹不重合 D. 在偏转电场中两种离子的加速度之比为2：1 7. 如图所示，A、B是水平放置的平行板电容器的两块极板，下极板B接地，直流电源电动势E恒定，内阻不计。将开关S闭合，电路稳定后，一带电油滴位于两板中央的M点且恰好处于静止状态，现将B板向上平移一小段距离，则（　　） A. 电容器的电容将减小 B. 在B板上移过程中，电阻R中有向右的电流 C. M点电势将降低 D. 带电油滴将沿竖直方向向下运动 8. 半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为L的极小圆弧后，O点的电场强度大小为E。将一点电荷q置于OC延长线上距C点为2R的D点，O点的电场强度大小刚好为3E。圆环上剩余电荷分布不变，则q为（　　） A. 正电荷， B. 正电荷， C 负电荷， D. 负电荷， 9. 如图是苹果自动分拣装置的示意图，该装置能够按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在电阻R1上，R1的阻值随压力的变化而变化。小苹果通过托盘秤时，R2两端的电压较小，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道；当大苹果通过托盘秤时，R2两端能够获得较大电压，电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道。设定进入下面通道的大苹果最小质量m0为该装置的分拣标准，下列说法正确的是（　　） A. 压力越小，R1越小 B. 调节R2的大小可以改变筛选苹果的标准 C. 若电源内阻变小，会提高分拣标准m0 D. 若电源电动势变大，会降低分拣标准m0 10. 如图所示，质量M=2kg、半径R=2m、内壁光滑的半圆槽静置于光滑水平地面上。现将质量m=1kg的小球（可视为质点）自左侧槽口A点的正上方h=2m处由静止释放，小球下落后刚好自A点进入槽内，B点为半圆槽内壁的最低点。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 小球从A到B的过程中，小球对半圆槽做正功 B. 小球运动到B时，小球速度大小为 C. 小球从A到C的过程中，半圆槽的位移为 D. 小球从C点飞出后做斜抛运动 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 如图a是第四次天宫课堂中的实验，为了验证碰撞实验中动量是否守恒，利用仿真物理实验室软件模拟航天员的数据，结合频闪照相和留下质心轨迹的技术得到结论。 受此启发，某同学使用如图b所示的装置进行了碰撞实验，木板两端分别安装a、b两个位移传感器，传感器a测量滑块甲与它的距离xA，传感器b测量滑块乙与它的距离xB。部分实验步骤如下： ①实验测得滑块甲的质量为0.50kg； ②在长木板的两端各固定一位移传感器（与计算机连接），并利用垫木将长木板的左端垫高，将滑块甲和质量为m的滑块乙放置在木板上； ③调整好垫木位置后，拨动两滑块，使甲、乙均向下运动； ④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间t变化的图像，分别如图c、d所示。 回答以下问题： （1）利用垫木将长木板的左端垫高的目的是________ （2）从图像可知两滑块在t=________s时发生碰撞； （3）若滑块甲、乙碰撞过程中满足动量守恒定律，可得滑块乙的质量为m=________kg（计算结果保留2位有效数字）。 12. 为了测量干电池组的电动势和内阻，某同学在实验室选择了合适的器材并设计了如图甲所示的实验电路图。图中定值电阻，电流表A1的量程为0.60A，内阻可忽略；电流表A2的量程为200mA，内阻； （1）请画线代替导线补全实物图乙。_______; （2）电路中将R与电流表A₂串联，将电流表A₂改装成量程为3V的电压表，则=_______； （3）闭合开关K前，将图甲中滑动变阻器的滑片移到a端，闭合开关K后，调节滑动变阻器的滑片，得到多组电流表A₁、A₂的示数I₁、I₂，以I₂为纵轴、I₁为横轴，作图像，得到图像与纵轴的截距为113mA，图像斜率绝对值为0.17，则电池组的电动势E=________V，内阻r=________Ω。（计算结果均保留三位有效数字） （4）若考虑电流表A₁内阻影响，上述测量方法会导致电池组内阻的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 13. 如图，电源电动势为10V，内阻为2Ω，电阻R1为0.5Ω，R2为5Ω。已知电动机额定电压U为5V，线圈电阻RM为0.5Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。问： （1）通过R1的电流是多少? （2）电动机正常工作时产生的机械功率是多大? （3）若R1、R2电阻可调，在确保电动机正常工作的前提下，当R1的阻值多大时，R1消耗的电功率最大？此时R2的阻值多大? 14. 某游戏公司的设计人员，构想通过电场来控制带电小球的运动轨迹。如图1所示，绝缘光滑圆轨道竖直放在水平方向的匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球位于轨道内侧的最高点A处。小球由静止释放后沿直线打到图示的B点；当给小球一个水平方向的初速度，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动。小球可视为质点，已知圆轨道的半径为R，重力加速度为g，α = 60°。 （1）求匀强电场的电场强度E1大小； （2）求小球做圆周运动时，通过A点的动能Ek； （3）撤掉圆轨道，保留圆形轨道的痕迹，将原电场更换为如图2所示的交变电场（正、负号分别表示与原电场强度方向相同或相反），t = 0时刻小球在A点由静止释放，欲使小球经过一个周期（图中周期T未知）恰好能运动到最低点C，已知时刻小球的位置在圆周上，求所加电场强度E2大小。 15. 如图所示，“L”型平板B静置在地面上，物块A处于平板B上的O'点，O'点左侧粗糙、右侧光滑，光滑部分的长度d=2.0m。用不可伸长的长度为L=3.2m的轻绳将质量为m=0.1kg的小球悬挂在O'点正上方的O点。轻绳处于水平拉直状态，小球可视为质点，将小球由静止释放，下摆至最低点时轻绳拉断、小球与小物块A碰撞后瞬间结合成一个物体C，之后C沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。已知A的质量，B的质量mB=0.6kg，C与B间的动摩擦因数μ₁=0.4，B与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，整个过程中C始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求： （1）轻绳被拉断前瞬间绳对小球的拉力大小； （2）C与B的挡板碰撞后，二者的速度vc与vB； （3）C与B都停止运动时C与B右侧挡板的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年湖北部分名校高二10月联考 高二物理试卷 （试卷满分：100分） 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 1. 下列关于静电场的说法中正确的是（　　） A. 库仑通过扭秤实验得出库仑定律 B. 卡文迪什通过实验测量了元电荷的数值为 C. 元电荷实际上是指电子和质子本身 D. 电场是一种为研究物理问题而假想的物质 【答案】A 【解析】 【详解】A．库仑通过扭秤实验得出库仑定律，选项A正确； B．密立根通过油滴实验测量了元电荷的数值为，选项B错误； C．元电荷是最小的电量单位，不是指电子和质子本身，选项C错误； D．电场是一种客观存在的物质，选项D错误。 故选A。 2. 如图所示，实线为电场中方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子以不同速度从M点射入电场，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则（　　） A. a一定带正电，b一定带负电 B. 两个粒子的电势能均减小 C. a的加速度逐渐增大，b的加速度逐渐减小 D. a的动能逐渐减小，b的动能逐渐增加 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由题意可知，静电力方向沿电场线指向轨迹凹侧，又有正（负）电荷所受电场力的方向与电场强度方向相同（相反），但不知道电场线方向，则无法判断粒子电性，a、b粒子速度方向与a、b粒子所受静电力方向的夹角均为锐角，电场力均做正功，则两个粒子的电势能均减小，故A错误，B正确； C．a、b两带电粒子仅在电场力作用下，则其加速度 a粒子运动过程中电场线逐渐变疏，即场强逐渐减小，则加速度逐渐减小，b粒子运动过程中电场线逐渐变密，即场强逐渐增大，则加速度逐渐增大，故C错误； D．由于电场力对a、b粒子均做正功，两个粒子的电势能均减小，则两个粒子的动能均增加，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，用高压水枪清洗汽车时，设水枪出水口的直径为d1，水柱射出出水口的速度大小为v1，水柱垂直射到汽车表面时的直径为d2，水柱垂直射到汽车表面时水的速度大小为v2，冲击汽车后水的速度为零。已知水的密度为ρ，液体在流动过程中单位时间流过任一横截面的质量相等。下列说法正确的是（　　） A. 若d1 < d2，则v1 < v2 B. 高压水枪单位时间喷出的水的体积为 C. 高压水枪单位时间喷出的水的质量为 D. 水柱对汽车的平均冲力为 【答案】C 【解析】 【详解】A．因液体在流动过程中单位时间流过任一横截面的质量相等，则 若 则 选项A错误； B．高压水枪单位时间喷出的水的体积为 选项B错误； C．高压水枪单位时间喷出的水的质量为 选项C正确； D．根据动量定理 可得水柱对汽车的平均冲力为 选项D错误。 故选C。 4. 如图是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是（　　） A. 作电流表时2比1量程大，作电压表时6比5量程大 B. 测量某导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则测量值偏小 C. 测量某二极管的正向电阻时，应使表笔A接二极管的正极 D. 用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，则应换倍率更小的挡测量 【答案】B 【解析】 【详解】A．作电流表时分流电阻越小量程越大，则2比1量程小，作电压表时分压电阻越大量程越大，则6比5量程大，故A错误； B．用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，测量的是导体和人体并联后的电阻，则测量值偏小，故B正确； C．由多用电表内部结构图中，电源的正极与电笔B相连，故电流由B表笔流出，测量某二极管的正向电阻时，应使B表笔接二极管的正极，故C错误； D．用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，说明待测电阻阻值较大，则应换倍率更大的挡进行测量，故D错误。 故选B。 5. 在x轴上有两个固定的点电荷Q1、Q2，其电场中的电势φ在x轴正半轴上的分布如图所示，下列说法正确的是（　　） A. Q1为负电荷，Q2为正电荷 B. x1处电场强度为零 C. x2处的电势最低、电场强度为零 D. 带电量为q的正检验电荷从x2位置移到无穷远的过程中，电场力做功为qφ0 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，在0 − x2段电势逐渐降低，可知该段电场强度的方向沿x轴正方向，在x > x2段，电势逐渐增大，可知该段电场强度方向沿x轴负方向，所以两点电荷为异种电荷；由于靠近Q1位置的电场强度方向沿x轴正方向，可知Q1为正电荷，Q2为负电荷，故A错误； BC．φ − x图线的切线斜率表示电场强度，由图可知，在x1处电场强度不为零；在x2处电场强度为零，而且电势最低，故B错误，C正确； D．带电量为q的正检验电荷从x2移到无穷远的过程中，电场力做功为 故D错误。 故选C。 6. 如图所示，让一价氢离子和二价氦离子的混合物从O点由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，最后都从偏转电场右侧离开，图中画出了其中一种粒子的运动轨迹，不计粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 在加速电场中运动时间较长是 B. 经加速电场加速度后，的动能较小 C. 在加速过程中两种离子的轨迹重合，偏转过程中两种离子的轨迹不重合 D. 在偏转电场中两种离子的加速度之比为2：1 【答案】D 【解析】 【详解】A．设加速电压为，加速过程，根据动能定理有 解得 设加速电板间距离为L，在加速电场中有 解得 根据比荷可知，加速时间最短的的是，故A错误； B．加速后的动能为 知加速后动能最小的离子是，故B错误； D．设偏转电板间距离为d，偏转电压为，在偏转过程做平抛运动，则有 解得加速度为 可知加速度之比等于比荷之比，为2：1，故D正确； C．在加速电场中，受力方向相同，做直线运动，轨迹相同；在偏转电场中，当水平位移为x时则有 ，， 联立解得 可知偏转轨迹与q、m无关，两种离子轨迹重合，故C错误。 故选D 7. 如图所示，A、B是水平放置的平行板电容器的两块极板，下极板B接地，直流电源电动势E恒定，内阻不计。将开关S闭合，电路稳定后，一带电油滴位于两板中央的M点且恰好处于静止状态，现将B板向上平移一小段距离，则（　　） A. 电容器的电容将减小 B. 在B板上移过程中，电阻R中有向右的电流 C. M点电势将降低 D. 带电油滴将沿竖直方向向下运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据平行极板电容器的决定式可知，将B板向上平移一小段距离，d减小，则电容增大，故A错误； B．电容器两端电势差不变，根据可知，电量Q增大，电容器充电，A板为正极板，则电阻R中有向左的电流，故B错误； C．下极板B接地，M点电势为 B板向上平移，则减小。故C正确。 D．初始时刻油滴静止，则重力等于电场力，结合U=Ed可知电场强度增大，则油滴向上运动，故D错误。 故选C。 8. 半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为L的极小圆弧后，O点的电场强度大小为E。将一点电荷q置于OC延长线上距C点为2R的D点，O点的电场强度大小刚好为3E。圆环上剩余电荷分布不变，则q为（　　） A. 正电荷， B. 正电荷， C. 负电荷， D. 负电荷， 【答案】BD 【解析】 【详解】取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷，根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和，如图所示 因为两段弧长非常小，故可看成点电荷，则有 由图可知，两场强的夹角为120°，则两者的合场强为 若点电荷q为正电荷，则有 又 联立，解得 若点电荷q为负电荷，则有 联立，解得 故选BD。 9. 如图是苹果自动分拣装置的示意图，该装置能够按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在电阻R1上，R1的阻值随压力的变化而变化。小苹果通过托盘秤时，R2两端的电压较小，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道；当大苹果通过托盘秤时，R2两端能够获得较大电压，电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道。设定进入下面通道的大苹果最小质量m0为该装置的分拣标准，下列说法正确的是（　　） A. 压力越小，R1越小 B. 调节R2的大小可以改变筛选苹果的标准 C. 若电源内阻变小，会提高分拣标准m0 D. 若电源电动势变大，会降低分拣标准m0 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小苹果通过托盘秤时，R1压力较小，此时R2两端的电压较小，根据串联分压规律可知，此时R1电阻值较大，即压力越小，R1越大，故A错误； B，根据题意可知，当R2两端获得较大电压，电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道，可知，当苹果质量一定，R1压力一定，R1电阻一定，此时如果R2电阻越大，R2两端获得电压越大，电磁铁将吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，即调节R2的大小可以改变筛选苹果的标准，故B正确； C．若电源内阻变小，当苹果质量一定且较小时，R1压力一定，R1电阻一定，此时回路电流增大，R2两端获得电压越大，电磁铁将吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，即若电源内阻变小，会降低分拣标准m0，故C错误； D．若电源电动势变大，当苹果质量一定且较小时，R1压力一定，R1电阻一定，此时回路电流增大，R2两端获得电压越大，电磁铁将吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，即若电源电动势变大，会降低分拣标准m0，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，质量M=2kg、半径R=2m、内壁光滑的半圆槽静置于光滑水平地面上。现将质量m=1kg的小球（可视为质点）自左侧槽口A点的正上方h=2m处由静止释放，小球下落后刚好自A点进入槽内，B点为半圆槽内壁的最低点。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 小球从A到B的过程中，小球对半圆槽做正功 B. 小球运动到B时，小球速度大小为 C. 小球从A到C的过程中，半圆槽的位移为 D. 小球从C点飞出后做斜抛运动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由于小球从A到B的过程中对槽有斜向左下的压力，同时半圆槽向左运动，位移方向向左，所以小球对半圆槽做正功，故A正确； B．小球在半圆槽内滑动的过程中，系统水平方向合力为0，所以水平方向动量守恒，根据水平动量守恒得 解得 ， 故B错误； C．小球从A点运动到C点这一过程，水平方向类似于人船模型，则有 解得 ， 故C正确； D．根据水平方向动量守恒可知小球从C点飞出瞬间，小球和半圆槽的水平速度都为0，小球做竖直上抛运动，故D错误。 故选AC。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 如图a是第四次天宫课堂中的实验，为了验证碰撞实验中动量是否守恒，利用仿真物理实验室软件模拟航天员的数据，结合频闪照相和留下质心轨迹的技术得到结论。 受此启发，某同学使用如图b所示的装置进行了碰撞实验，木板两端分别安装a、b两个位移传感器，传感器a测量滑块甲与它的距离xA，传感器b测量滑块乙与它的距离xB。部分实验步骤如下： ①实验测得滑块甲的质量为0.50kg； ②在长木板的两端各固定一位移传感器（与计算机连接），并利用垫木将长木板的左端垫高，将滑块甲和质量为m的滑块乙放置在木板上； ③调整好垫木位置后，拨动两滑块，使甲、乙均向下运动； ④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间t变化的图像，分别如图c、d所示。 回答以下问题： （1）利用垫木将长木板的左端垫高的目的是________ （2）从图像可知两滑块在t=________s时发生碰撞； （3）若滑块甲、乙碰撞过程中满足动量守恒定律，可得滑块乙的质量为m=________kg（计算结果保留2位有效数字）。 【答案】 ①. 平衡滑块受到的摩擦力 ②. 2.0 ③. 0.23 【解析】 【详解】（1）[1]利用垫木将长木板的左端垫高的目的是：平衡滑块受到的摩擦力。 （2）[2]图像的斜率表示速度，从题图c、d可知时两物块的速度发生突变，即两滑块在时发生碰撞； （3）[3]根据图c知滑块甲碰撞前、后的速度大小分别为 滑块乙碰撞前、后的速度大小分别为 由图c、d可知两滑块碰撞前后速度方向均不变，即方向沿沿斜面向下，根据动量守恒定律可得 解得 12. 为了测量干电池组的电动势和内阻，某同学在实验室选择了合适的器材并设计了如图甲所示的实验电路图。图中定值电阻，电流表A1的量程为0.60A，内阻可忽略；电流表A2的量程为200mA，内阻； （1）请画线代替导线补全实物图乙。_______; （2）电路中将R与电流表A₂串联，将电流表A₂改装成量程为3V的电压表，则=_______； （3）闭合开关K前，将图甲中滑动变阻器的滑片移到a端，闭合开关K后，调节滑动变阻器的滑片，得到多组电流表A₁、A₂的示数I₁、I₂，以I₂为纵轴、I₁为横轴，作图像，得到图像与纵轴的截距为113mA，图像斜率绝对值为0.17，则电池组的电动势E=________V，内阻r=________Ω。（计算结果均保留三位有效数字） （4）若考虑电流表A₁的内阻影响，上述测量方法会导致电池组内阻的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1） （2）11 （3） ①. 1.70 ②. 0.550 （4）大于 【解析】 【小问1详解】 电路连线如图所示。 【小问2详解】 将电流表改装成量程为3V的电压表，则 【小问3详解】 [1][2]由电路可知 可得 则 解得 E=1.70V r=0.550Ω 【小问4详解】 若考虑电流表的内阻影响，则 上述测量方法内阻的测量值为 即会导致电池组内阻的测量值偏大。 13. 如图，电源电动势为10V，内阻为2Ω，电阻R1为0.5Ω，R2为5Ω。已知电动机额定电压U为5V，线圈电阻RM为0.5Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。问： （1）通过R1的电流是多少? （2）电动机正常工作时产生的机械功率是多大? （3）若R1、R2电阻可调，在确保电动机正常工作的前提下，当R1的阻值多大时，R1消耗的电功率最大？此时R2的阻值多大? 【答案】（1）2A （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电动机恰好正常工作，所以电动机两端的电压恰好等于额定电压U，电源内阻r和电阻R1的总电压为 则R1的电流为 解得 【小问2详解】 根据并联关系 通过R2的电流 流过电动机的电流为 电动机的输入功率为 电动机的热功率为 所以，电动机正常工作时产生的机械功率为 【小问3详解】 在确保电动机正常工作的前提下，则电源内阻和电阻R1的总电压为5V不变，设此电压为E1，则R1的功率为 由数学关系可知，当时，R1的功率最大。此时电路中的总电流为 则此时通过R2的电流为 则此时R2的阻值为 14. 某游戏公司的设计人员，构想通过电场来控制带电小球的运动轨迹。如图1所示，绝缘光滑圆轨道竖直放在水平方向的匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球位于轨道内侧的最高点A处。小球由静止释放后沿直线打到图示的B点；当给小球一个水平方向的初速度，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动。小球可视为质点，已知圆轨道的半径为R，重力加速度为g，α = 60°。 （1）求匀强电场的电场强度E1大小； （2）求小球做圆周运动时，通过A点的动能Ek； （3）撤掉圆轨道，保留圆形轨道的痕迹，将原电场更换为如图2所示的交变电场（正、负号分别表示与原电场强度方向相同或相反），t = 0时刻小球在A点由静止释放，欲使小球经过一个周期（图中周期T未知）恰好能运动到最低点C，已知时刻小球的位置在圆周上，求所加电场强度E2大小。 【答案】（1） （2）2mgR （3） 【解析】 【小问1详解】 根据小球由静止沿直线打到B点，可知重力和电场力合力的方向沿AB方向，则有 可得 【小问2详解】 根据重力和电场力合力方向可知，小球能通过圆轨道等效最高点D点（位于O点左上侧60°处），如图所示，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动，重力和电场力的合力大小为 小球在D点，有 小球从D到A过程，由动能定理可得 解得小球通过A点的动能为 【小问3详解】 由题意可知，小球在周期内做直线运动，在水平方向上，向右运动的位移 周期内电场方向反向，则小球做曲线运动，水平方向上，因为加速度大小相等方向相反，所以向右运动位移仍为x1；周期内返回；竖直方向上做自由落体运动，有 由运动的分析可知，要使小球由A点运动到最低处C点，且小球速度竖直向下时均在圆周上，需时刻到达最大水平位移处，如图所示 则此时竖直方向下降的距离为 根据几何关系可知，向右运动的最大水平位移为 解得 15. 如图所示，“L”型平板B静置在地面上，物块A处于平板B上的O'点，O'点左侧粗糙、右侧光滑，光滑部分的长度d=2.0m。用不可伸长的长度为L=3.2m的轻绳将质量为m=0.1kg的小球悬挂在O'点正上方的O点。轻绳处于水平拉直状态，小球可视为质点，将小球由静止释放，下摆至最低点时轻绳拉断、小球与小物块A碰撞后瞬间结合成一个物体C，之后C沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。已知A的质量，B的质量mB=0.6kg，C与B间的动摩擦因数μ₁=0.4，B与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，整个过程中C始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求： （1）轻绳被拉断前瞬间绳对小球的拉力大小； （2）C与B的挡板碰撞后，二者的速度vc与vB； （3）C与B都停止运动时C与B右侧挡板的距离。 【答案】（1）3N （2）-2m/s；2m/s （3）2.5m 【解析】 【小问1详解】 小球摆到最低点的过程中 在最低点时 解得 T=3mg=3N 【小问2详解】 小球与小物块A碰撞后瞬间结合成一个物体C，则 小球与A相碰后由动量守恒 解得 v1=4m/s C与B碰撞时动量守恒，则 解得 vC=-2m/s vB=2m/s 【小问3详解】 C与B碰撞后，C先在B的光滑表面上向左匀速运动，B向右做匀减速运动，设B经时间t减速到零，且假设C还没有滑入B的粗糙表面，根据动量定理有 -μ2（mC+mB）gt=0-mBvB 代入数据解得 t=0.5s 在此过程中设B、C的位移分别为xB和xC，则两个物体的位移： C相对于B的位移大小为 Δx=|xC+xB|=1.5m>d=2.0m 可知假设成立。 当C滑到B的粗糙表面时，假设B静止不动 由于地面对B的静摩擦力大小为 f=μ1mCg=04×0.2×10N=0.8N B与地面的最大静摩擦力为 fmax=μ2（mC+mB）g=0.3×（0.2+0.6）×10N=2.4N 比较可知 f＜fmax 假设成立，B静止不动。 设C在B的粗糙表面上能滑过的距离为xC，则由动能定理得： 代入数据解得 xC=0.5m C与B都停止运动时C与B右端的距离为 LCB=d+xC=2.5m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$