精品解析：河南省郑州市中牟县2024-2025学年高二上学期11月期中考试物理试题

2024-2025学年上期期中试卷 高二年级 物理 本试卷共6页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 2．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列各图中能产生感应电流的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别2r或r球面上的三点。电荷量为q的试探电荷在c点受到的库仑力方向指向Q，则（　　） A. Q带正电 B. a、b两点电场强度相同 C. a、c两点的电场强度大小之比为1:4 D. 将c处试探电荷电量变为2q，该处电场强度变为原来的2倍 3. 如图所示，在直角三角形的角A、B处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中的电流大小相等，方向相反，，已知通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为（k为常数，I为导线中的电流，r为到通电导线的距离），若B在C点产生的磁感应强度大小为，则C点的磁感应强度大小为（　　） A. 0 B. C. D. 4. 研究发现电解液导电时也满足欧姆定律。图甲为一测量电解液的电阻率的长方体容器，X、Y为电极，边长，，，当里面注满待测电解液，在X、Y间加上不同电压后，X、Y间电压与通过电解液的电流的关系图线如图乙所示。忽略电解液的热膨胀，则下列说法正确的是（　　） A. 电压时，电解液的电阻是 B. 电压时，电解液的电阻是 C. 电压时，电解液的电阻率是 D. 电压U增大时，电解液的电阻率将增大 5. 如图所示，M、N两点固定两个等量的正点电荷（场源电荷），其连线的中垂线上A、B两点关于O点对称，在A点由静止释放一个带负电的粒子，不计粒子的重力，粒子的电量远小于场源电荷的电量，下列说法中正确的是（　　） A. 中垂线上从A到O到B电场强度的大小一定先减小后增大 B. 粒子运动到O点时加速度为零，速度达最大值 C. 粒子从A到O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 D. 粒子越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到速度减小为零 6. 如图所示，电路中开关闭合时，灯泡A、B均能正常发光。、、为定值电阻，为滑动变阻器，若滑动变阻器滑片P向下滑动，其余元件正常，则（　　） A. 灯泡A变亮 B. 电容器带电荷量增大 C. 灯泡A电压变化量小于灯泡B电压变化量 D. 电源的总功率变大 7. 如图所示，水平线a、b、c、d为匀强电场中的等差等势线，一个质量为m、电荷量绝对值为q的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两个点。已知该粒子在A点的速度大小为，在B点的速度大小为、且方向与等势线平行。A、B连线长为L，连线与竖直方向的夹角为，不计粒子的重力，则（　　） A. 粒子从A到B的时间为 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 粒子在B点的电势能一定大于在A点的电势能 D. 等势线b的电势比等势线c的电势高 8. 如图甲，高大建筑物上通常都装有避雷针，雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象，达到避免雷击的目的。图乙所示是某次避雷针放电前的电场线分布，电场线关于直线ac对称，且。以下说法正确的是（　　） A. B. 接近建筑物的雷雨云带负电 C. 电子在c点的加速度大于在a点的加速度 D. 将质子从图中d点由静止释放，质子可能沿电场线运动 9. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电 B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变大 C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 10. 如图是酒精浓度测试仪及其原理图。它可以看成是由电源（内阻为r）、酒精气敏传感器、定值电阻和一个理想电压表组成。其中的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，闭合开关后，若驾驶员呼出的酒精气体浓度增大，则下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数变小 B. 消耗的功率变大 C. 电源的输出功率变大 D. 电源的效率增大 二、实验题：本题共2题，共18分。 11. 多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能，还可以探究故障电路。 （1）关于多用电表的使用，下列操作正确的是______。 A．测电压时，图甲连接方式红、黑表笔接法正确 B．测电流时，应按图乙连接方式测量 C．测电阻时，可以按图丙连接方式测量 D．测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量 （2）某同学发现如下左图所示的实验电路不能正常工作。某同学为排查电路故障，他将滑动变阻器滑片滑到最右端，闭合开关S，用多用电表测量各点间的电压，则应将如下右图所示的选择开关旋至______（填“A”“B”“C”或“D”），用正确的测量方法得到，，已知只有一处故障，则下列说法正确的是______。 A．可能是断路　　B．可能是短路 C．可能是R断路　　D．可能是R短路 （3）为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的×1挡，分别将红黑表笔接端时，指针指在如下图所示的位置，则该电阻为__________，他将红黑表笔接端时，指针__________（填“几乎不偏转”或“偏转很大”），因此电路故障为__________。 12. 学习小组探究小灯泡L在不同电压下的电阻，并测量电池的电动势E和内阻r。现有实验器材：电池、电压表（量程大于电池的电动势，内阻非常大）、电流表（内阻）、电阻箱R、小灯泡L、开关S，导线若干。图甲是某同学设计的实验电路原理图。请完成下列问题： （1）实验时先将电阻箱阻值调到______（填“最小”或“最大”），闭合开关S。 （2）适当调节电阻箱阻值，记录电压表示数U、电流表示数I及电阻箱阻值R，此时小灯泡两端的电压______（用U、I、R表示）。 （3）改变电阻箱阻值，获得多组数据并填在表格中。 （4）利用测量的数据，在坐标纸上画出的图线如图乙所示、图线如图丙所示。 （5）根据图线可得，电池的电动势______V，内阻______。根据图线可得，灯丝电阻随灯泡两端电压增加而______（填“增加”或“减小”），原因是______。（计算结果均保留2位小数） （6）把两个规格一样的题述小灯泡直接与该电池串联，如图丁所示，单个灯泡消耗的电功率为______W。（保留2位小数） 三、计算题：本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. “祝融号”火星车，其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的动力供电电路简化如图，其中电热丝（定值电阻，太阳能电池电动势E=150V，内阻r未知，电动机线圈电阻，当火星车正常行驶时，电动机两端的电压，电热丝上消耗的功率为125W。求： （1）太阳能电池的内电阻r。 （2）电动机的热功率和机械功率。 14. 如图，为竖直平面内的绝缘轨道，其中段是长为的粗糙水平面，其动摩擦因数为，段为半径的光滑半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小。一带负电小球以初速度从A点沿水平轨道向右运动，接着进入半圆轨道后，恰能通过最高点D点。已知小球的质量为，所带电荷量，g取。（水平轨道足够长，小球可视为质点，整个运动过程无电荷转移）求： （1）带电小球在从D点飞出后，首次落到水平轨道上时的位移大小； （2）小球的初速度。 15. 中科院高能物理研究所利用电场约束带电粒子的运动，其简化模型如图1所示，在平面内的第一象限和第四象限加一沿y轴正方向的匀强电场（未知），一粒子发射源固定在坐标原点O，该装置可以沿x轴正方向发射质量为m、电荷量为的粒子P，粒子的初速度均为，刚好能过第一象限内的M点，已知M点的横坐标为L，不计粒子的重力及粒子间相互作用。 （1）已知粒子P过M点时速度为，求匀强电场的场强大小和M点的纵坐标； （2）若将原来的匀强电场替换为另一交变电场，如图2所示，场强为正值时表示电场方向沿y轴正方向，题干中其他条件均不变，时刻从坐标原点射出的粒子P仍能过M点，求图2中与的比值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年上期期中试卷 高二年级 物理 本试卷共6页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 2．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列各图中能产生感应电流的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．线圈绕垂直磁场方向的转轴转动，磁通量一直发生变化，所以能产生感应电流，故A正确； B．由于圆环不闭合，所以没有感应电流，故B错误； C．根据安培定则可知，穿过虚线直径两侧的磁通量大小相等，方向相反，所以穿过线圈的磁通量等于零，导电导线中电流增大时，线圈的磁通量仍然是零，没有变化，所以线圈中不能产生感应电流，故C错误； D．由于两导体棒的速度相等，运动过程中穿过线框的磁通量不变，不能产生感应电流，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，Q是真空中固定的点电荷，a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别2r或r球面上的三点。电荷量为q的试探电荷在c点受到的库仑力方向指向Q，则（　　） A. Q带正电 B. a、b两点电场强度相同 C. a、c两点的电场强度大小之比为1:4 D. 将c处试探电荷电量变为2q，该处电场强度变为原来的2倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，试探电荷和固定的点电荷相互吸引，试探电荷为正，所以Q带负电，A错误； B．根据公式知 a、b两点电场强度大小相同，但方向不同， B错误； C．根据公式 可知，a、c两点的电场强度大小之比为1:4，C正确； D．电场强度由场源电荷有关，与试探电荷无关，D错误。 故选C。 3. 如图所示，在直角三角形的角A、B处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中的电流大小相等，方向相反，，已知通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为（k为常数，I为导线中的电流，r为到通电导线的距离），若B在C点产生的磁感应强度大小为，则C点的磁感应强度大小为（　　） A. 0 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由图可知若AC的长度为r，则BC长度为 由题意可知，两处通电导线的电流大小相等，方向相反，若B处导线电流方向向里，则A处导线电流方向向外，根据右手螺旋定则，B处导线在C处的磁感应强度方向竖直向上，A处导线在C处的磁感应强度方向水平向右，两处通电导线的电流大小相等，结合几何关系，可得到B处、A处的通电导线分别在C点的磁感应强度的表达式分别为 ， 由矢量合成规律可知C处的磁感应强度大小为 联立以上整理得 故选D。 4. 研究发现电解液导电时也满足欧姆定律。图甲为一测量电解液的电阻率的长方体容器，X、Y为电极，边长，，，当里面注满待测电解液，在X、Y间加上不同电压后，X、Y间电压与通过电解液的电流的关系图线如图乙所示。忽略电解液的热膨胀，则下列说法正确的是（　　） A. 电压时，电解液的电阻是 B. 电压时，电解液的电阻是 C. 电压时，电解液的电阻率是 D. 电压U增大时，电解液的电阻率将增大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，在U＝12V时，I＝5×10﹣3A，由欧姆定律推导式可知，此时电阻为 故A错误，B正确； C．电压U＝12V时，此时电阻为R＝2400Ω，结合图甲，由电阻决定式 代入数据解得电阻率为 故C错误； D．根据U﹣I图像中与坐标原点连线的斜率表示电阻，由图乙可知斜率越来越小，电阻越来越小，由公式，可知电阻率越来越小，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，M、N两点固定两个等量的正点电荷（场源电荷），其连线的中垂线上A、B两点关于O点对称，在A点由静止释放一个带负电的粒子，不计粒子的重力，粒子的电量远小于场源电荷的电量，下列说法中正确的是（　　） A. 中垂线上从A到O到B电场强度的大小一定先减小后增大 B. 粒子运动到O点时加速度为零，速度达最大值 C. 粒子从A到O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 D. 粒子越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到速度减小为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．如图，为等量正点电荷电场： 则O点场强为零，从O点沿着中垂线向无穷远处延伸，场强先增大后减小，故中垂线上从A到O，电场强度的大小可能先增大再减小，此时中垂线上从A到O到B电场强度先增大再减小，再增大再减小，故A错误； B．由以上分析可知，带负电的粒子，从A到O过程，电场强度向上，则电场力向下，电场力做正功，由动能定理知，动能增加，则速度增大，同理可得，粒子由O到B的过程，速度减小，则带负电的粒子，到O点速度最大；又因为O点场强为零，则该粒子在O点的电场力为0，加速度为0。故B正确； C．由以上分析可知，中垂线上从A到O，速度增大，电场强度的大小可能先增大再减小，则电场力的大小可能先增大再减小，则加速度可能先增大后减小，故C错误； D．由以上分析可知从O到B过程，速度减小，电场强度的大小可能先增大再减小，则电场力的大小可能先增大再减小，则加速度可能先增大后减小。故D错误。 故选B。 6. 如图所示，电路中开关闭合时，灯泡A、B均能正常发光。、、为定值电阻，为滑动变阻器，若滑动变阻器滑片P向下滑动，其余元件正常，则（　　） A. 灯泡A变亮 B. 电容器带电荷量增大 C. 灯泡A电压变化量小于灯泡B电压变化量 D. 电源的总功率变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．当滑动变阻器滑片P向下滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，整个回路总的外电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，回路电流I减小，路端电压 电流I减小，路端电压增大，电阻R4两端电压U4减小，则并联部分电压U1增大，则电阻R1中的电流I1增大，通过灯泡A和电阻R3的总电流减小，则灯泡A和电阻R3并联电压减小，故灯泡A变暗，故A错误； B．回路电流I减小，电阻R4两端电压减小，电容器两端电压等于R4两端电压，电压减小，由Q＝CU得，电容器所带电荷量减小，故B错误； C．灯泡A电压变化量 灯泡B电压变化 故，故C正确； D．当滑动变阻器滑片P向下滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，整个回路总的外电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，回路电流I减小，电源的总功率P＝EI减小，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，水平线a、b、c、d为匀强电场中的等差等势线，一个质量为m、电荷量绝对值为q的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两个点。已知该粒子在A点的速度大小为，在B点的速度大小为、且方向与等势线平行。A、B连线长为L，连线与竖直方向的夹角为，不计粒子的重力，则（　　） A. 粒子从A到B的时间为 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 粒子在B点的电势能一定大于在A点的电势能 D. 等势线b的电势比等势线c的电势高 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场线与等势面垂直，则电场方向沿竖直方向，粒子受力的方向向上，在粒子竖直向下方向做匀减速运动的位移 粒子从A到B的时间为 故A错误； B．在沿电场线的方向的位移 设电场强度大小为E，从A到B由动能定理可得 联立解得 故B错误； C．电场为匀强电场，等势面沿水平方向，则电场线的方向沿竖直方向，粒子弯曲的方向向上，所以粒子受力的方向向上，从A到B的过程中电场力做负功，所以粒子的电势能增加，即在B点的电势能一定大于在A点的电势能，故C正确； D．粒子受力的方向向上，若粒子带正电，则电场的方向向上，c的电势高于b的电势；若粒子带负电，则电场的方向向下，c的电势低于b的电势，故D错误。 故选C。 8. 如图甲，高大建筑物上通常都装有避雷针，雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象，达到避免雷击的目的。图乙所示是某次避雷针放电前的电场线分布，电场线关于直线ac对称，且。以下说法正确的是（　　） A. B. 接近建筑物的雷雨云带负电 C. 电子在c点的加速度大于在a点的加速度 D. 将质子从图中d点由静止释放，质子可能沿电场线运动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据电场线的疏密程度可知ab之间的电场强度小于bc之间的电场强度，根据U＝Ed可知，ab之间的电势差小于bc之间的电势差，即Uab＜Ubc，故A正确； B．电场线方向是从正电荷出发到负电荷中止，由此可知接近建筑物的雷雨云带正电，故B错误； C．由上面的分析可知c点的电场强度大于a点的电场强度，根据F＝qE可知，电子在c点受到的电场力大于在a点受到的电场力，根据F＝ma可知，电子在c点的加速度大于在a点的加速度，故C正确； D．电场线是直线，质子仅受电场力作用，质子从静止出发，或者初速度方向与电场线共线，同时满足这三个条件的情况下，质子的运动轨迹与电场线重合，而图中的电场线是曲线，所以质子的运动轨迹不可能与电场线重合，故D错误。 故选AC。 9. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电 B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变大 C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，则a带上电荷，由于静电感应使b板也带上电，故可以使电容器带电，故A正确； B．实验中，只将电容器b板向上平移，S变小，根据 电容C变小，又 可知，极板间电压U增加，静电计指针的张角变大，故B正确； C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，根据上述公式可知，电容C变大，电压U减小，静电计指针的张角变小，C错误； D．实验中，只增加极板带电量，电容不变，则极板间电压U增加，静电计指针的张角变大，D错误。 故选AB。 10. 如图是酒精浓度测试仪及其原理图。它可以看成是由电源（内阻为r）、酒精气敏传感器、定值电阻和一个理想电压表组成。其中的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，闭合开关后，若驾驶员呼出的酒精气体浓度增大，则下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数变小 B. 消耗的功率变大 C. 电源的输出功率变大 D. 电源的效率增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．因为R1的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当驾驶员呼出的酒精气体浓度增大，则R1减小，根据闭合电路的欧姆定律可知电路中的电流为 则电流表示数变大，故A错误； B．由上面的分析可知，通过R2电流增大，根据 R2消耗的功率将变大，故B正确； C．电源的输出功率为 整理可得 当 电源的输出功率最大，因为，所以当R1变小时，电源的输出功率变大，故C正确； D．电源的效率为 因为R1变小，所以电源的效率减小，故D错误。 故选BC。 二、实验题：本题共2题，共18分。 11. 多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能，还可以探究故障电路。 （1）关于多用电表的使用，下列操作正确的是______。 A．测电压时，图甲连接方式红、黑表笔接法正确 B．测电流时，应按图乙连接方式测量 C．测电阻时，可以按图丙连接方式测量 D．测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量 （2）某同学发现如下左图所示的实验电路不能正常工作。某同学为排查电路故障，他将滑动变阻器滑片滑到最右端，闭合开关S，用多用电表测量各点间的电压，则应将如下右图所示的选择开关旋至______（填“A”“B”“C”或“D”），用正确的测量方法得到，，已知只有一处故障，则下列说法正确的是______。 A．可能是断路　　B．可能是短路 C．可能是R断路　　D．可能是R短路 （3）为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的×1挡，分别将红黑表笔接端时，指针指在如下图所示的位置，则该电阻为__________，他将红黑表笔接端时，指针__________（填“几乎不偏转”或“偏转很大”），因此电路故障为__________。 【答案】 ①. AB##BA ②. C ③. BC##CB ④. 18 ⑤. 几乎不偏转 ⑥. R断路 【解析】 【详解】（1）[1]A．根据多用电表的使用方法，测电压时，红表笔应接电势较高的点，故A正确； B．测电流时，电流从红表笔进入，且串联在电路中，故B正确； C．测电阻时，应将待测电阻与电源断开，故C错误； D．测二极管的反向电阻时，红表笔应接二极管正极，黑表笔应接二极管负极，故D错误。 故选AB。 （2）[2]选择开关应置于直流电压挡测电压，故选择开关应置于C； [3]A．若断路，则，故A错误； B．若短路，，电压全加在间，故B正确； C．若R断路，则电压全加在间，故C正确； D．若R短路，则，故D错误。 故选BC。 （3）[4][5][6]指针读数为，没有短路，因此是R断路，多用电表几乎不偏转。 12. 学习小组探究小灯泡L在不同电压下的电阻，并测量电池的电动势E和内阻r。现有实验器材：电池、电压表（量程大于电池的电动势，内阻非常大）、电流表（内阻）、电阻箱R、小灯泡L、开关S，导线若干。图甲是某同学设计的实验电路原理图。请完成下列问题： （1）实验时先将电阻箱阻值调到______（填“最小”或“最大”），闭合开关S。 （2）适当调节电阻箱阻值，记录电压表示数U、电流表示数I及电阻箱阻值R，此时小灯泡两端的电压______（用U、I、R表示）。 （3）改变电阻箱阻值，获得多组数据并填在表格中。 （4）利用测量的数据，在坐标纸上画出的图线如图乙所示、图线如图丙所示。 （5）根据图线可得，电池的电动势______V，内阻______。根据图线可得，灯丝电阻随灯泡两端电压增加而______（填“增加”或“减小”），原因是______。（计算结果均保留2位小数） （6）把两个规格一样的题述小灯泡直接与该电池串联，如图丁所示，单个灯泡消耗的电功率为______W。（保留2位小数） 【答案】 ①. 最大 ②. ③. 1.44 ④. 0.60 ⑤. 增加 ⑥. 温度升高，电阻率增大 ⑦. 0.24##0.23##0.25 【解析】 【详解】（1）[1]实验开始前，为保护电路，应将电阻箱接入电阻调至最大值。 （2）[2]根据欧姆定律和串联分压规律有 （5）[3][4]根据闭合回路欧姆定律可知 对应图乙，当时，，解得 当时，，解得 [5][6]根据图线可得，灯丝电阻随灯泡两端电压增加而增加，原因是随着电压升高，流经小灯泡的电流增大，电阻生热，温度越高，灯丝电阻率越大，电阻越大。 （6）[7]把两个规格一样的题述小灯泡直接与该电池串联，由闭合回路欧姆定律得 整理得 代入数据得 在图丙中作出该函数图像如图 读出交点坐标即为实际灯泡两端的电压和电流，则实际功率为 三、计算题：本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. “祝融号”火星车，其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的动力供电电路简化如图，其中电热丝（定值电阻，太阳能电池电动势E=150V，内阻r未知，电动机线圈电阻，当火星车正常行驶时，电动机两端的电压，电热丝上消耗的功率为125W。求： （1）太阳能电池的内电阻r。 （2）电动机的热功率和机械功率。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）设电路中的电流为I，则电热丝上消耗的功率为 解得 由欧姆定律及串联电路的规律可得 解得 （2）电动机产生的热功率为 解得 电动机的机械功率为 解得 【点睛】掌握欧姆定律及串并联电路的规律，注意电动机的机械功率与热功率之间的关系和区别。 14. 如图，为竖直平面内的绝缘轨道，其中段是长为的粗糙水平面，其动摩擦因数为，段为半径的光滑半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小。一带负电小球以初速度从A点沿水平轨道向右运动，接着进入半圆轨道后，恰能通过最高点D点。已知小球的质量为，所带电荷量，g取。（水平轨道足够长，小球可视为质点，整个运动过程无电荷转移）求： （1）带电小球在从D点飞出后，首次落到水平轨道上时的位移大小； （2）小球的初速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题意得，小球恰能通过轨道最高点D，根据牛顿第二定律有 解得 小球从D点飞出后做类平抛运动，有 则从D点到落地点的位移大小为 解得 【小问2详解】 从A点运动到D点，由动能定理得 解得 15. 中科院高能物理研究所利用电场约束带电粒子的运动，其简化模型如图1所示，在平面内的第一象限和第四象限加一沿y轴正方向的匀强电场（未知），一粒子发射源固定在坐标原点O，该装置可以沿x轴正方向发射质量为m、电荷量为的粒子P，粒子的初速度均为，刚好能过第一象限内的M点，已知M点的横坐标为L，不计粒子的重力及粒子间相互作用。 （1）已知粒子P过M点时速度为，求匀强电场的场强大小和M点的纵坐标； （2）若将原来的匀强电场替换为另一交变电场，如图2所示，场强为正值时表示电场方向沿y轴正方向，题干中其他条件均不变，时刻从坐标原点射出的粒子P仍能过M点，求图2中与的比值。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做类平抛运动，粒子到达M点时的速度大小为2v0，可知其竖直分速度大小为 水平方向 竖直方向 ， 解得 ， 【小问2详解】 粒子到达M用的时间为 由图2可知，交变电场的周期为，即粒子从释放到M点用的时间恰好为交变电场的周期的2倍，粒子在竖直方向上受到的电场力先恒定向上，再恒定向下，再恒定向上，再恒定向下，其加速度大小的情况与受力情况相同，即先向上加速、再向上减速，再向上加速、再向上减速，故其竖直方向的运动满足 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $