精品解析:四川省眉山市东坡区冠城实验学校2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题
2025-01-10
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 眉山市 |
| 地区(区县) | 东坡区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.47 MB |
| 发布时间 | 2025-01-10 |
| 更新时间 | 2026-08-11 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-01-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49914386.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2023级高二上期半期考试
物理试题
(考试时间:75分钟试卷满分:100分)
第1卷(选择题,共43分)
一、本大题7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示的电路中,电阻R=2Ω。断开S后,电压表的读数为3V;闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻r为( )
A. 1Ω B. 2Ω
C. 3Ω D. 4Ω
【答案】A
【解析】
【详解】开关S断开时有
E=3V
开关S闭合时有
结合上述解得
故选A。
2. 如图,在光滑绝缘斜面上有带电小球a与b,两球同时释放瞬间,a球的加速度刚好为零,则下列关于a、b的电性及初始位置,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】带电小球a在光滑绝缘斜面上,对其受力分析,受重力支持力和带电小球b对它的库仑力。两球同时释放瞬间,a球的加速度刚好为零,即带电小球b对它的库仑力与重力和支持力的合力平衡,故带电小球b对小球a的库仑力沿斜面向上。综上所述只有B图符合题意。
故选B。
3. 如图所示,当AB间加上电压时,R1、R2、R3三个电阻上消耗的功率相等,则三电阻的阻值之比R1:R2:R3为( )
A. 1:1:4 B. 1:1:1 C. 1:1:2 D. 2:2:1
【答案】A
【解析】
【详解】因R1和R2串联,电流相等,且消耗的功率相等,根据P=I2R可知R1=R2;因并联支路电压相等,上面支路的功率等于R3功率的2倍,根据可知,R3=2R12=4R1,即
R1:R2:R3=1:1:4
A.1:1:4,与结论相符,选项A正确;
B.1:1:1,与结论不相符,选项B错误;
C.1:1:2,与结论不相符,选项C错误;
D.2:2:1,与结论不相符,选项D错误;
故选A.
4. 如图所示,边长l=5cm的正方形abcd区域处于匀强电场(图中未画出)中,其中ab边恰与电场线平行,O为abcd的中心。将一电子自b点移到O的过程中,克服电场力做功3eV。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的方向由a指向b
B. a、b两点的电势差Uab=6V
C. 匀强电场的电场强度大小为E=1.2102V/m
D. 电子在c点的电势能比a点的电势能大6eV
【答案】C
【解析】
【详解】AB.电子自b点移到O,电场力做功
由匀强电场特点U=Ed有
可得
由于ab边恰与电场线平行,所以a、d在同一条等势线上,根据几何关系以及匀强电场中电势差与电场强度的关系可得
说明b点电势高于a点电势,电场方向应该是由b指向a,故A、B都错误;
C.匀强电场的电场强度大小为
故C正确;
D.c、b在同一条等势线上,有
根据电势能决定式可知
将,Uca为6V带入可得
即电子在c点的电势能比a点的电势能小6eV,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,实线为方向未知的三条电场线,虚线1、2、3分别为三条等势线,三条等势线与其中一条电场线的交点依次为M、N、Q点,已知MN=NQ,电荷量相等的a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出,仅在静电力作用下,两粒子的运动轨迹如图中虚线a'、b'所示,则( )
A. a粒子一定带正电,b粒子一定带负电
B. MN两点电势差大小|UMN|等于NQ两点电势差大小|UNQ|
C. a粒子的加速度逐渐增大,b粒子的加速度逐渐减小
D. a粒子从出发到等势线3过程的动能变化量比b粒子从出发到等势线1过程的动能变化量小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题图可知,a粒子的轨迹方向向右弯曲,a粒子所受静电力方向向右,b粒子的轨迹向左弯曲,b粒子所受静电力方向向左,由于电场线方向未知,无法判断粒子的电性,故A错误;
C.由题可知,a所受静电力逐渐减小,加速度减小,b所受静电力逐渐增大,加速度增大,故C错误;
B.已知MN=NQ,由于MN段场强大于NQ段场强,所以MN两点电势差大小|UMN|大于NQ两点电势差大小|UNQ|,故B错误;
D.根据静电力做功公式
W=Uq
a粒子从等势线2到3静电力做的功小于b粒子从等势线2到1静电力做的功,所以a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小,故D正确。
故选D。
6. 某同学按如图电路进行实验,电压表内阻看作无限大,电流表内阻看作零。实验中由于电路发生故障,发现两电压表示数相同了(但不为零),若这种情况的发生是由于某一用电器引起的,则可能的故障是( )
A. RP断路 B. R2断路
C. R1短路 D. R3短路
【答案】B
【解析】
【详解】若短路则电压表示数为零,若断开则测两端电压,测滑动变阻器和串联总电压,两表示数不同;若Rp断路,则电压表示数为零,电压表示数不相同,R1短路,测滑动变阻器和串联总电压,测两端电压,R2断开,两电压表均测R3电压,电压表示数相同,ACD错误,B正确。
故选B。
7. 如图1所示,在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力),当两板间的电压分别如图2中甲、乙、丙、丁所示时,电子在板间运动(假设不与板相碰),下列说法正确的是( )
A. 电压是甲图时,在0~T时间内,电子的电势能一直减少
B. 电压是乙图时,在0~时间内,电子的电势能先增加后减少
C. 电压是丙图时,电子在板间做往复运动
D. 电压是丁图时,电子在板间做往复运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.若电压是甲图,0~T时间内,电场力先向左后向右,则电子先向左做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,即电场力先做正功后做负功,电势能先减少后增加,故A错误;
B.电压是乙图时,在0~时间内,电子向右先加速后减速,即电场力先做正功后做负功,电势能先减少后增加,故B错误;
C.电压是丙图时,电子先向左做加速度先增大后减小的加速运动,过了后做加速度先增大后减小的减速运动,到T时速度减为0,之后重复前面的运动,故电子一直朝同一方向运动,故C错误;
D.电压是丁图时,电子先向左加速,到后向左减速,后向右加速,后向右减速,T时速度减为零,之后重复前面的运动,故电子做往复运动,故D正确。
故选D。
二、本大题3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题目要求,全对得5分,选对但不全得3分,有错的得0分。
8. 电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线,图乙是电场中的一些点;O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点。则( )
A. E、F两点电场强度相同
B. A、D两点电场强度不同
C. B、O、C三点中,O点电场强度最小
D. 从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线,电场强度方向与等势线垂直,因此E、F两点电场强度方向相同,由于E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,则其电场强度大小也相等,故A正确;
B.根据对称性可知,A、D两点处电场线疏密程度相同,则A、D两点电场强度大小相等,由题图甲看出,A、D两点电场强度方向相同,故B错误;
C.由题图甲看出,B、O、C三点比较,O点处的电场线最稀疏,电场强度最小,故C正确;
D.由题图可知,电子从C点向O点运动过程中,电场强度逐渐减小,则静电力逐渐减小,由牛顿第二定律可知电子的加速度逐渐减小,故D错误。
故选AC。
9. 某同学将一直流电源的总功率PE、电源内部的发热功率Pr和输出功率PR随电流I变化的关系图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是( )
A. 在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,这三点的纵坐标一定满足关系
B. b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2,纵坐标之比一定为1∶4
C. 电源的最大输出功率Pm=9W
D. 电源的电动势E=3V,内电阻r=1Ω
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.根据能量守恒,电源总功率应该等于电源内部的发热功率和电源输出功率之和,即当电流相等时对应的三点的纵坐标一定满足关系
故A正确;
BCD.b、c图线的交点表示电源内部发热功率与电源输出功率相等,根据
可知电源内部发热功率与电源输出功率相等,电流相等则内阻等于外阻,此时电流为
a、b图线的交点表示电源内部发热功率等于电源总功率,外电阻为零,此时电流为
则电流之比,即两交点横坐标之比为
根据
代入图线数据可知电动势
短路电流为,则
电源输出功率为
可知当时电源输出功率最大,此时对应数据即为b、c图线的交点,则电源最大输出功率
又因为a、b图线的交点纵坐标为,可知b、c图线的交点与a、b图线的交点的纵坐标之比为。故BD正确,C错误。
故选ABD。
10. 如图所示,电源电动势为E,内阻为r。电路中的R2、R3均为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是( )
A. 只逐渐增大R1的光照强度,电阻R0消耗的电功率变大,电阻R3中有向上的电流
B. 只将滑动变阻器R3的滑动端P2向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻R3中有向上的电流
C. 只将滑动变阻器R2的滑动端P1向下端移动时,电压表示数变大,带电微粒向下运动
D. 若断开开关S,带电微粒向下运动
【答案】AD
【解析】
【详解】A.只逐渐增大R1的光照强度,R1的阻值减小,外电路总电阻减小,总电流增大,电阻R0消耗的电功率变大,滑动变阻器R2两端的电压变大,电容器两端的电压增大,电容器下极板的带电荷量变大,所以电阻R3中有向上的电流,故A正确;
B.电路稳定时,电容器所在支路相当于断路,只将滑动变阻器R3的滑动端P2向上端移动时,对电路没有影响,故B错误;
C.只将滑动变阻器R2的滑动端P1向下端移动时,电容器并联部分的电阻变大,所以电容器两端的电压变大,分析可知带电微粒受到向上的电场力,由可知电场强度变大,带电微粒将向上运动,故C错误;
D.若断开开关S,电容器处于放电状态,电荷量变小,板间电场强度减小,带电微粒所受的电场力减小,带电微粒将向下运动,故D正确。
故选AD。
第II卷(非选择题,共57分)
三、实验题,本大题2小题,共18分。
11. 在“金属丝电阻率的测量”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图甲所示,其读数应为________mm。(该值接近多次测量的平均值)
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx,实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约为1Ω)、电流表(内阻约为0.1Ω)、电压表(内阻约为3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流为2A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图中的________(选填“乙”或“丙”)图。
(3)图丁是测量Rx的实物图,图丁中已连接了部分导线。请根据(2)中所选的电路图,补充完整图中实物间的连线。
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立坐标系,如图戊所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出图线________。由图线得到金属丝的阻值Rx=________Ω。(保留两位有效数字)
(5)任何实验测量都存在误差,本实验所用测量仪器均已校准。下列关于误差的说法中正确的是( )
A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D. 用图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
【答案】(1)0.396##0.395##0.397##0.398
(2)乙 (3)
(4) ①. ②. 4.4##4.3##4.5##4.6
(5)CD
【解析】
【小问1详解】
根据螺旋测微器读数规则,可读出图甲示数为
【小问2详解】
由实验记录的数据可知Rx的阻值大约为5Ω,则
故电流表采用外接法;若滑动变阻器采用限流式接法,电路中最小电流约为
其中R1为Rx与RV的并联电阻值。实验数据中第一组的电流为0.020A,小于限流式接法的最小电流,所以滑动变阻器采用的不是限流式接法,而是分压式接法,则采用的是乙图。
【小问3详解】
根据电路图乙,连接实物图如图所示
【小问4详解】
[1]在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,作一条直线,使尽可能多的点在这条直线上,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,明显偏离的点应舍去,如图所示
[2]由图像斜率可求出金属丝的电阻值为
【小问5详解】
根据实验误差的性质及产生的原因,可将误差分为系统误差和偶然误差;由于实验原理、仪器结构上不够完善等原因会产生系统误差;在相同条件下,对同一物理量进行多次测量,由于各种偶然因素,会出现测量值时而偏大,时而偏小的误差现象,这种类型的误差叫做偶然误差。
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由读数引起的误差属于偶然误差,故A错误;
B.由电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差,故B错误;
C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差,故C正确;
D.用图像求金属丝电阻,可以减小偶然误差,故D正确。
故选CD。
12. 一实验小组欲测量一电源的电动势(约为12V)和内阻。所用的器材:电流表(量程100mA,内阻未知)、电阻箱R1(最大阻值999.9Ω)、电阻箱R2(最大阻值999.9Ω),利用图1所示的电路先测量电流表内阻,再测量电源的电动势和内阻。
(1)按图1所示的电路,将电阻箱的电阻R2调到最大,只闭合开关S,调节电阻箱R2的阻值,使电流表的示数为90mA;保持R2的阻值不变,闭合开关S1调节R1,当电流表示数为60mA时,电阻箱R1接入电路的阻值为10.0Ω。则电流表的内阻为___________Ω,此值___________(选填“大于”“等于”或“小于”)电流表实际内阻值。
(2)将电阻箱R1接入电路的阻值固定为不变,不断调节电阻箱R2的阻值R,读取电流表对应的示数I,利用多组I、R数据绘制图像如图2所示,所得图线为直线,其纵截距为a,直线上某点的坐标为(c,b)。结合(1)问电流表内阻的测量值,则电源的电动势可表示为___________,电源的内阻可表示为___________。(用含a、b、c的代数式表示)
【答案】 ①. 5.0##5 ②. 小于 ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]由图1电路图可知,当闭合开关时, 电阻箱与电流表并联,根据欧姆定律有
代入数据解得
[2]由于闭合开关之后,电路中的总电阻减小,根据闭合回路欧姆定律可知,电路中的总电流增大,则分得的电流应该大于,而计算时认为分得的电流等于,则测得的电流表内阻小于真实值。
(2)[3][4]根据题意可知,电阻和电流表并联后的电阻为
根据欧姆定律可知,当流过电流表的电流为时,流过电阻的电流为,则回路中的总电流为,设电源的电动势为,内阻为,根据闭合回路欧姆定律有
整理得
结合图2可得
,
解得
,
四、本大题3小题,共39分。要求写出必要的文字说明,主要方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,结果必须有明确的数值和单位。
13. 一台小型电动机在3V电压下工作,用此电动机提升重力为4N的物体时,通过它的电流是0.2A,在30s内可使该物体被匀速提升3m。若不计一切摩擦和阻力,求:
(1)电动机的输入功率;
(2)在提升重物的30s内,电动机线圈所产生的热量;
(3)电动机线圈的电阻。
【答案】(1)0.6W
(2)6J (3)
【解析】
【小问1详解】
电动机的输入功率为
【小问2详解】
在提升重物的30s内,电动机消耗的电能为
根据能量守恒可得
可得电动机线圈所产生的热量为
【小问3详解】
根据焦耳定律可得
可得电动机线圈的电阻为
14. 如图,长度为L的轻质绝缘细杆两端连接两个质量均为m的绝缘带电小球A和B,两小球均可看作质点,带电量为,。将小球由图示位置静止释放,下落一段时间后B进入位于下方的匀强电场区域。匀强电场方向竖直向上,场强,重力加速度为g。求:
(1)小球A刚进入电场时的速度大小;
(2)要使小球B第一次下落时不穿出电场下边界,电场区域的最小高度H。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设小球A刚进入电场时的速度大小为,由动能定理可得
解得
(2)由动能定理可得
解得
15. 如图所示,光滑水平面和竖直面内的光滑圆弧导轨在B点平滑连接,导轨半径为R。质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放,脱离弹簧后经过B点时的速度大小为,之后沿轨道运动。以O为坐标原点建立直角坐标系,在区域有方向与x轴夹角为的匀强电场,进入电场后小球受到的电场力大小为。小球在运动过程中电荷量保持不变,重力加速度为g。求:
(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能;
(2)小球经过O点时的速度大小;
(3)小球过O点后运动的轨迹方程。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小球从A到B,根据能量守恒定律得
(2)小球从B到O,根据动能定理有
解得
(3)小球运动至O点时速度竖直向上,受电场力和重力作用,将电场力分解到x轴和y轴,则x轴方向有
竖直方向有
解得
,
说明小球从O点开始以后的运动为x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动,y轴方向做匀速直线运动,即做类平抛运动,则有
,
联立解得小球过O点后运动的轨迹方程
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2023级高二上期半期考试
物理试题
(考试时间:75分钟试卷满分:100分)
第1卷(选择题,共43分)
一、本大题7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示的电路中,电阻R=2Ω。断开S后,电压表的读数为3V;闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻r为( )
A. 1Ω B. 2Ω
C. 3Ω D. 4Ω
2. 如图,在光滑绝缘斜面上有带电小球a与b,两球同时释放瞬间,a球的加速度刚好为零,则下列关于a、b的电性及初始位置,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,当AB间加上电压时,R1、R2、R3三个电阻上消耗的功率相等,则三电阻的阻值之比R1:R2:R3为( )
A. 1:1:4 B. 1:1:1 C. 1:1:2 D. 2:2:1
4. 如图所示,边长l=5cm的正方形abcd区域处于匀强电场(图中未画出)中,其中ab边恰与电场线平行,O为abcd的中心。将一电子自b点移到O的过程中,克服电场力做功3eV。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的方向由a指向b
B. a、b两点的电势差Uab=6V
C. 匀强电场的电场强度大小为E=1.2102V/m
D. 电子在c点的电势能比a点的电势能大6eV
5. 如图所示,实线为方向未知的三条电场线,虚线1、2、3分别为三条等势线,三条等势线与其中一条电场线的交点依次为M、N、Q点,已知MN=NQ,电荷量相等的a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出,仅在静电力作用下,两粒子的运动轨迹如图中虚线a'、b'所示,则( )
A. a粒子一定带正电,b粒子一定带负电
B. MN两点电势差大小|UMN|等于NQ两点电势差大小|UNQ|
C. a粒子的加速度逐渐增大,b粒子的加速度逐渐减小
D. a粒子从出发到等势线3过程的动能变化量比b粒子从出发到等势线1过程的动能变化量小
6. 某同学按如图电路进行实验,电压表内阻看作无限大,电流表内阻看作零。实验中由于电路发生故障,发现两电压表示数相同了(但不为零),若这种情况的发生是由于某一用电器引起的,则可能的故障是( )
A. RP断路 B. R2断路
C. R1短路 D. R3短路
7. 如图1所示,在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力),当两板间的电压分别如图2中甲、乙、丙、丁所示时,电子在板间运动(假设不与板相碰),下列说法正确的是( )
A. 电压是甲图时,在0~T时间内,电子的电势能一直减少
B. 电压是乙图时,在0~时间内,电子的电势能先增加后减少
C. 电压是丙图时,电子在板间做往复运动
D. 电压是丁图时,电子在板间做往复运动
二、本大题3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题目要求,全对得5分,选对但不全得3分,有错的得0分。
8. 电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线,图乙是电场中的一些点;O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点。则( )
A. E、F两点电场强度相同
B. A、D两点电场强度不同
C. B、O、C三点中,O点电场强度最小
D. 从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大
9. 某同学将一直流电源的总功率PE、电源内部的发热功率Pr和输出功率PR随电流I变化的关系图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是( )
A. 在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,这三点的纵坐标一定满足关系
B. b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2,纵坐标之比一定为1∶4
C. 电源的最大输出功率Pm=9W
D. 电源的电动势E=3V,内电阻r=1Ω
10. 如图所示,电源电动势为E,内阻为r。电路中的R2、R3均为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是( )
A. 只逐渐增大R1的光照强度,电阻R0消耗的电功率变大,电阻R3中有向上的电流
B. 只将滑动变阻器R3的滑动端P2向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻R3中有向上的电流
C. 只将滑动变阻器R2的滑动端P1向下端移动时,电压表示数变大,带电微粒向下运动
D. 若断开开关S,带电微粒向下运动
第II卷(非选择题,共57分)
三、实验题,本大题2小题,共18分。
11. 在“金属丝电阻率的测量”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图甲所示,其读数应为________mm。(该值接近多次测量的平均值)
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx,实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约为1Ω)、电流表(内阻约为0.1Ω)、电压表(内阻约为3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流为2A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图中的________(选填“乙”或“丙”)图。
(3)图丁是测量Rx的实物图,图丁中已连接了部分导线。请根据(2)中所选的电路图,补充完整图中实物间的连线。
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立坐标系,如图戊所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出图线________。由图线得到金属丝的阻值Rx=________Ω。(保留两位有效数字)
(5)任何实验测量都存在误差,本实验所用测量仪器均已校准。下列关于误差的说法中正确的是( )
A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D. 用图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
12. 一实验小组欲测量一电源的电动势(约为12V)和内阻。所用的器材:电流表(量程100mA,内阻未知)、电阻箱R1(最大阻值999.9Ω)、电阻箱R2(最大阻值999.9Ω),利用图1所示的电路先测量电流表内阻,再测量电源的电动势和内阻。
(1)按图1所示的电路,将电阻箱的电阻R2调到最大,只闭合开关S,调节电阻箱R2的阻值,使电流表的示数为90mA;保持R2的阻值不变,闭合开关S1调节R1,当电流表示数为60mA时,电阻箱R1接入电路的阻值为10.0Ω。则电流表的内阻为___________Ω,此值___________(选填“大于”“等于”或“小于”)电流表实际内阻值。
(2)将电阻箱R1接入电路的阻值固定为不变,不断调节电阻箱R2的阻值R,读取电流表对应的示数I,利用多组I、R数据绘制图像如图2所示,所得图线为直线,其纵截距为a,直线上某点的坐标为(c,b)。结合(1)问电流表内阻的测量值,则电源的电动势可表示为___________,电源的内阻可表示为___________。(用含a、b、c的代数式表示)
四、本大题3小题,共39分。要求写出必要的文字说明,主要方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,结果必须有明确的数值和单位。
13. 一台小型电动机在3V电压下工作,用此电动机提升重力为4N的物体时,通过它的电流是0.2A,在30s内可使该物体被匀速提升3m。若不计一切摩擦和阻力,求:
(1)电动机的输入功率;
(2)在提升重物的30s内,电动机线圈所产生的热量;
(3)电动机线圈的电阻。
14. 如图,长度为L的轻质绝缘细杆两端连接两个质量均为m的绝缘带电小球A和B,两小球均可看作质点,带电量为,。将小球由图示位置静止释放,下落一段时间后B进入位于下方的匀强电场区域。匀强电场方向竖直向上,场强,重力加速度为g。求:
(1)小球A刚进入电场时的速度大小;
(2)要使小球B第一次下落时不穿出电场下边界,电场区域的最小高度H。
15. 如图所示,光滑水平面和竖直面内的光滑圆弧导轨在B点平滑连接,导轨半径为R。质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放,脱离弹簧后经过B点时的速度大小为,之后沿轨道运动。以O为坐标原点建立直角坐标系,在区域有方向与x轴夹角为的匀强电场,进入电场后小球受到的电场力大小为。小球在运动过程中电荷量保持不变,重力加速度为g。求:
(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能;
(2)小球经过O点时的速度大小;
(3)小球过O点后运动的轨迹方程。
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