内容正文:
川师附中书院分校12月月考物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 以下说法正确的是( )
A. 由E=上可知电场中某点的电场强度E与F成正比
B. 由公式φ=可知电场中某点的电势φ与q成反比
C. 公式C=,电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关
D. 由Uab=Ed可知,匀强电场中任意两点a、b间的距离越大,则两点间电势差一定越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场强度
是采用比值定义的,E和F以及检验电荷q无关,E是由电场本身决定的, A错误;
B.电场中某点的电势φ与检验电荷q无关,是由电场本身和零电势点决定的,B错误;
C.公式
是电容的定义式,采用比值法定义,电容器的电容大小C由电容器本身决定,与电容器两极板间电势差U无关,C正确;
D.公式
中的d是匀强电场中的任意两点a、b沿着电场线方向的距离,D错误。
故选C。
2. 静电植绒技术,于3000多年前在中国首先起步,现代静电植绒于50、60年代在德国首先研制出并使用,如图所示为植绒流程示意图,将绒毛放在带负电荷的容器中,使绒毛带负电,容器与带电极板之间加恒定的电压,绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的物体表面上。下列判断正确的是( )
A. 带电极板带负电
B. 绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中,电势能不断增大
C. 若增大容器与带电极板之间的距离,植绒效果会更好
D. 质量相同的绒毛,带电荷量越多,到达需要植绒的物体表面时速率越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.带电极板吸引带负电的绒毛,则其带正电。故A错误;
B.绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中,绒毛在加速运动,电场力做正功,电势能不断减小。故B错误;
C.植绒效果主要由容器和极板间的电势差决定。若增大容器与带电极板之间的距离,而电势差不变,则植绒效果不变。故C错误;
D.由动能定理得
可知,质量相同的绒毛,带电荷量越多,到达需要植绒的物体表面时速率越大。故D正确。
故选D。
3. 2022年2月,中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程,首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分,其中的一种电子透镜的电场分布如图所示(截取其中一部分),虚线为等势面,相邻等势面间的电势差相等,一电子仅在电场力作用下运动的轨迹如图中实线所示,a、b是轨迹上的两点,则( )
A. a点的电场强度大于b点的电场强度 B. 电子在a点的动能大于在b点的动能
C. 电子在a点的电势能大于在b点的电势能 D. a点的电势高于b点的电势
【答案】C
【解析】
【详解】A.b点所处位置等势面比a点所处位置等势面密集,又相邻等势面间的电势差相等,根据可知,a点的电场强度小于b点的电场强度,A错误;
BCD.根据电场方向与等势面垂直,电场力方向位于运动轨迹的凹侧,电子在电场中的受力和电场方向如图所示
根据沿电场方向电势降低,可知a点的电势低于b点的电势;由于电子带负电,电子在a点的电势能大于在b点的电势能;由于只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变,故电子在a点的动能小于在b点的动能,C正确,BD错误。
故选C。
4. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为、的点电荷,一带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能随x变化关系如图所示,其中A、B两点电势能为零,BD段中C点电势能最大,则( )
A. 和都是正电荷且
B. BC间场强方向沿x轴负方向
C. C点的电场强度大于A点的电场强度
D. 将一负点电荷从B点移到D点,电场力先做负功后做正功
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由图知A点的电势为零,由于沿着电场线电势降低,所以O点的电荷带正电,P点电荷带负电.故A错误
B.由图可知:从B到C,电势升高,根据顺着电场线电势降低可知,BC间电场强度方向沿x轴负方向,故B正确;
C.点C为电势的拐点,若正点电荷从D到B点,电势能先增大后减小,则C点电场强度为零,故C错误
D.因为BC间电场强度方向沿x轴负方向,CD间电场强度方向沿x轴正方向,则将一负点电荷从B点移到D点,电场力先做正功后负功,故D错误;
故选B。
5. 如图甲所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为,定值电阻的阻值为,电流表的量程为,电压表的量程为,湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图像如图丙所示,其阻值最大为(图中未画出)。则在电路安全工作的前提下,下列说法正确的是( )
A. 湿敏电阻R的电流最小值为 B. 定值电阻R0的电功率范围为
C. 电路消耗的总功率最大值为 D. 此装置能监测的湿度范围为
【答案】B
【解析】
【详解】电路允许R的阻值最大时,电路中的电流最小,R两端的最大电压为
两端的电压为
电路中的最小电流为
的最小电功率为
R允许的最大阻值为
由乙可知,此装置可监测的最大温度为
电路允许的阻值最小时,电路中的电流最大为
两端的电压为
的最大电功率为
电路消耗的最大总功率为
R两端的电压为
R允许的最小阻值为
由乙可知,此装置可监测的最小温度为
综上可知
A.湿敏电阻的电流最小值为100mA,故A错误;
B.定值电阻的电功率范围为,故B正确;
C.电路消耗的总功率最大值为2.4W,故C错误;
D.此装置能监测的湿度范围为,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,两位同学分别拉一根长为的绳两端A、B,时刻,两同学同时抖动绳子两端,使A、B开始在竖直方向做简谐振动,产生沿绳传播的两列波、振源为A的波波速为,振源为B的波波速为。时,两列波恰好传播到P,Q两点,波形如图所示,则( )
A. 两列波起振方向相反
B.
C. 到两列波相遇时,质点A经过的路程为
D. 时,处的质点偏离平衡位置的位移为
【答案】C
【解析】
【详解】A.图示时刻两列波恰好传播到P,Q两点,根据上下坡法可得P,Q两点起振方向竖直向上。因此两列波起振方向相同,A错误;
B.机械波的传播速度与介质有关,因在同一种介质传播,故传播速度相同,B错误;
C.两列波传播速度相同均为
从图示时刻开始经
两列波相遇,质点A振动周期
开始至相遇共经历了1.2s,故A的路程
C正确;
D.经
左侧波源振动传播到质点,时质点振动了0.3s。左侧波源引起质点振动方程
代入时间可得左侧波源引起质点振动产生位移
经
右侧波源振动传播到质点,时质点振动了0.1s。右侧波源周期为0.4s,故右侧波源引起质点振动得位移刚好为
根据波得叠加原理可得位移为,D错误。
故选C。
7. 如图所示电路,所有电表均为理想电表,。当闭合开关S,触片P向左滑动过程中,四块电表的读数均发生变化,设在滑动过程中A1、A2、V1、V2在同一时刻的读数分别是I1、I2、U1、U2;电表示数的变化量的绝对值分别是、、、,那么下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 为定值,增大
D. 电源的输出功率在减小,效率在降低
【答案】B
【解析】
【详解】A.当触片P向左滑动过程中,导致电阻变大,则总电阻变大,总电流变小,即A2减小,V2示数减小;因内电压变小,则外电压增大,则V1的示数增大,因此通过电阻R0的电流在增大,则流过A1的电流减小,根据
可知总电流减小,故分电流的减少量要大于分电流的增加量,则电流的减少量要大于电流的减少量,故,故A错误;
B.由上可知,总电流减小,则V2示数和内电压都减小,而V1的示数增大,故电压表V1的增大量要大于电压V2的减少量,则有,故B正确;
C.根据闭合电路的欧姆定律有
则有
根据欧姆定律有
则有, 由此可知两个表达式都为定值,故C错误;
D.根据推论:外电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大,由题意,可知外电阻大于电源内阻,则知当变阻器的滑动触头P向左移动时,外电路总电阻增大,电源输出的电功率减小,而电源的供电效率
外电阻增大,路端电压U增大,电源的供电效率提高,故D错误。
故选B。
二、多选题:本大题共3小题,共12分。
8. 图中虚线、、、为电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子、质量相等,电量的绝对值均等于元电荷。现将两粒子、从同一虚线上的点均以的初动能射出,两粒子、在电场中运动的轨迹分别如图中、实线所示,其中轨迹刚好与相切。点、分别为轨迹、与的交点。已知点电势高于点,设相邻虚线间的电势差为,两粒子、在点、的动能分别为、。若不计重力,则下列说法可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.O点电势高于P点,电场方向水平向左,由轨迹可知,粒子1从O到Q的过程,电场力方向水平向左,电场力对粒子1做正功,动能增大;粒子2从O到P的过程,电场力方向水平向右,电场力对粒子2做的总功为负,动能减小,两粒子的初动能相等,则两粒子1、2在点Q、P的动能满足,故A正确,B错误;
CD.粒子2由O到切点的过程中,根据动能定理有
其中初动能,
则,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 智能手机耗电量大,移动充电宝应运而生,它是能直接为移动设备充电的储能装置;充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值,一般在0.6~0.7;某一款移动充电宝的参数见下表;下列说法正确的是( )
容量
20000mA·h
兼容性
所有智能手机
边充边放
否
保护电器
是
输入
DC5V2AMAX
输出
DC5V0.1A~2.5A
尺寸
156*82*22mm
转换率
0.6
产品名称
×××
重量
约430g
A. 充电宝充电时将电能转化为化学能
B. 该充电宝最多能储存的能量为J
C. 该充电宝电荷量从零到完全充满所用时间约为2h
D. 用该充满电的充电宝给电荷量为零、容量为3000mA·h的手机充电,理论上能充满4次
【答案】AD
【解析】
【详解】A.充电宝充电时将电能转化为电池的化学能,选项A正确;
B.电池容量为
电池的电动势为,所以最多能储存的能量为
选项B错误;
C.充电时以的电流充电到充满所需时间为
选项C错误;
D.转化率为0.6,所以给容量为3000mAh的手机充电次数为
选项D正确。
故选AD。
10. 如图所示,真空中有一匀强电场(图中未画出)电场方向与圆周在同一平面内,是圆的内接直角三角形, ,为圆心,半径 。位于处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为、电荷量的粒子,有些粒子会经过圆周上不同的点,其中到达点的粒子动能为,到达点的粒子电势能为(取点电势为零)。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用, 下列说法正确的是( )
A. 当某个粒子经过圆周上的某一位置时,可能具有 的动能
B. 圆周上两点的电势差可能为
C. 匀强电场的场强大小为
D. 当某个粒子经过圆周上某一位置时,可以具有的电势能,且同时具有的动能
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由电势能与电势的关系,点电势为。由于为中点,匀强电场中电势沿任意直线均匀变化,所以
由此,粒子在点的初始电势能为。由机械能守恒,粒子总能量为
到达点时,粒子电势能为
所以,与相等,为等势线,电场方向垂直于。由圆周角定理得,等势线与电场线方向如图所示。
所以,点到等势线沿电场方向的距离为
由匀强电场中电势差与场强的关系,场强为
圆周上各点相对点的电势在至之间连续变化,相应的电势能在至之间连续变化。设最低电势点为,粒子到达点时动能为
从到沿电场方向的位移为,垂直电场方向的位移为。设粒子初速度大小为、加速度大小为,由动能定义
由牛顿第二定律
两式相除得
设沿电场方向和垂直电场方向的初速度分量分别为和,运动时间为。由匀变速运动规律得
垂直电场方向做匀速直线运动,有
由初速度分解得
联立以上各式,消去两个初速度分量得
把视为未知量,方程判别式为
方程两根之和为20,积为14.4,故两根均为正,存在正的运动时间和相应初速度方向使粒子到达点,故A正确;
BC.由前述计算得,圆周上电势连续覆盖至,两点间电势差可连续取至,故可能为;场强为,故B正确,C错误;
D.由前述计算得,粒子在圆周上的电势能最大为,不可能达到,故D错误。
故选AB。
第II卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中,这些电器都要用到锂电池.某同学利用下列器材测定一节锂电池的电动势和内阻,锂电池的电动势约为3V.
A.量程是0.6A,内阻约为0.5Ω的电流表
B.量程是3V,内阻是6kΩ的电压表
C.量程是15V,内阻是30kΩ的电压表
D.阻值为0~1kΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器
E.阻值为0~10Ω,额定电流为2A的滑动变阻器
F.定值电阻4Ω,额定功率4W
G.开关S一个,导线若干
(1)这位同学设计的电路图中的导线应连接到__________处;(填“①”或“②”)
(2)为了减小实验误差,电压表应选择__________;(填器材前的序号)
(3)为了使电压表和电流表的读数变化比较明显,滑动变阻器应选择__________;(填器材前的序号)
(4)用上图中的实验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的U-I图线如图所示,由图线可得该锂电池的电动势E=__________V,内阻r=__________Ω.(计算结果都保留两位有效数字)
【答案】 ①. ① ②. B ③. E ④. 3.2 ⑤. 1.3
【解析】
【详解】(1)本实验测量的是电池的电动势和内阻,如果采用②的连接方式的话,会使路端电压的测量偏小,同时内阻的测量偏大,所以应采用①的连接方式;(2)电动势约为3V,所以为了减小测量误差,应选用电压表B;(3)本实验采用的是滑动变阻器限流式接法且定值电阻的阻值只有4Ω,所以滑动变阻器选择E;(4)根据闭合电路的欧姆定律可得,,所以可知U-I图线的纵轴截距表示E,斜率表示(4+r),因此可得电动势E=3.2V,内阻r=1.3Ω
12. 多用电表是实验室中常用的测量仪器,如图甲所示为多量程多用电表示意图。
(1)通过一个单刀多掷开关S,接线柱B可以分别与触点1、2、3、4、5接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。图中的E是电池,R3是电池内阻,R6是欧姆调零电阻,AB分别与黑、红表笔相接。R1、R2、R4、R5都是定值电阻,表头G的满偏电流为20 mA,内阻为Rg。已知R1+R2=4Rg,R4=360 Ω,R5=1600 Ω。 关于此多用电表,下列说法正确的是___________;
A.图中B是红表笔
B.当S接触点1或2时,多用电表处于测量电流的挡位,且接1时的量程比接2时大
C.当S接触点3时,多用电表处于测量电阻的挡位,倍率越大,滑动变阻器接入阻值越大
D.当S接触点4、5时,多用电表处于测量电压的挡位,且接4比接5时量程大
(2)该学习小组将“B”端与“3”相接,将A、B表笔短接,调节R6.进行欧姆调零后测量未知电阻。得到通过表头G的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示,由此可知多用电表中电池的电动势E=___________V(计算结果保留三位有效数字)。通过分析可知该小组使用多用电表的___________(填“×1”“×10”或“×1K”)倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
(3)实验小组用多用电表测量电源的电动势和内阻。器材有:待测电源(电动势约为8V), 定值电阻R0=8.0 Ω,多用表一只,电阻箱一只,连接实物如图丁所示,测得并记录多组数据后,得到对应的图,如图丙所示,则内阻r= ___________Ω(结果保留三位有效数字)。
【答案】 ①. ABC ②. 3.75V ③. ④. 1.00
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]A.图中B接3接线柱时,由于B连接的是电源负极,根据电流从红表笔流入,从黑表笔流出,因此B为红表笔,故A正确;
B.当S接触点1或2时,且电路中没有电源,由于表头和电阻并联,故改装成了电流表,且接1时左边的电阻为分流电阻,即一个电阻为分流电阻;接2时两个电阻串联后为分流电阻,所以S接1时分流电阻小,故接1时的量程更大,故B正确;
C.当S接点3时,电表内部有电源,故多用表为欧姆表,倍率越大时,同样的待测电阻时表头指针偏转越小,欧姆表的内阻越大,接入的滑动变阻器阻值越大,故C正确;
D.当开关S接4或5时,多用表为电压挡,但接4时分压电阻为一个电阻,即左边的电阻;接5时两个电阻串联后的总电阻为分压电阻,所以接5时分压电阻的阻值要大,故接5时量程更大,故D错误。
故选ABC;
(2)[2]由I-R图线知,当满偏时
,
当电阻为R1=150Ω时,电流值等于满偏电流的一半,此时
解得
E=3.75V
[3]通过分析可知欧姆表中值电阻为150Ω,则该小组使用多用电表的“×10”倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
(3)[3]根据丙图和闭合电路欧姆定律可知
整理可得
结合图像的截距和斜率可知
解得
E=8.33V
r=1.00Ω
四、计算题:本大题共3小题,共30分。
13. 如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点。现有一质量为m电荷量为-q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为。求:
(1)小球滑至C点时的速度大小;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)若以C点作为参考点(零电势点),试确定A点的电势。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据点电荷的电场特征可知,BC所在的圆是一个等势面,所以小球从B到C电场力做的总功为零,由几何关系可得BC的竖直高度为
根据动能定理有
解得
(2)小球从A到B,重力和电场力均做正功,所以由动能定理有
得
又因为
则
(3)以点为零电势点,则
解得
14. 用一个电动势E=120V的电源给发动机供电,用来提升重物,发动机的线圈电阻为,重物的质量,当发动机以的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流,求:(取)
(1)电源的内阻r等于多少?
(2)若因故障发动机不能转动,这时通过发动机的电流是多大?发动机消耗的电功率又为多大?
(3)发动机对该重物的最大提升速度是多少?
【答案】(1)4;(2)576;(3)0.45m/s
【解析】
【分析】(1)电源的电功率,电源的热功率,电动机的发热功率,输出的机械功率,根据能量守恒求解内阻;
(2)若因故障电动机不能转动,电动机电路是纯电阻电路,欧姆定律成立,由欧姆定律求出电流,再求电功率;
(3)根据,结合数学知识求出的最大值,再根据求得最大速度.
【详解】(1)电源的总功率为:
电动机的机械功率为:
电动机的热功率为:
内阻消耗功率为:
解得:
(2)电动机不转时为纯电阻,可用闭合电路欧姆定律计算通过电动机的电流
即:
电动机消耗的功率为:=576W.
(3)电动机机械功率最大时,提升重物的速度最大,由可知
当时,机械功率最大;
此时,根据可知,速度最大值.
【点睛】电动机在正常工作时电路是非纯电阻电路,欧姆定律不成立,不能直接根据电压与电流求电阻R;电动机不转动时,其电路是纯电阻电路,欧姆定律成立,能根据电压和电阻求电流,要注意区分.
15. 如图甲所示,电子加速器的加速电压为(未知),偏转电场的板长为。大量电子由静止加速后,不断地从两板正中间沿水平方向射入偏转电场。两板不带电时,电子通过两板的时间为,当在两板间加如图乙所示的周期为、最大值为的变化电压时(时刻,上极板带正电),偏移量最大的电子恰从两极板右边缘射出。电子的电荷量为e,质量为m,不计电子重力和它们之间相互作用力,求:
(1)加速电场的电压;
(2)偏转电场的板间距离d;
(3)若电子进入偏转电场时的速度不变,但考虑在偏转电场中电子所受重力,且,求时射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设电子经过加速电场加速后获得的速度为,根据动能定理,可得
由于电子进入偏转电场后水平方向不受力的作用做匀速直线运动,则有
解得
【小问2详解】
由分析可知,电子在偏转电场中分段做类平抛运动和类斜抛运动,其中水平方向始终是匀速直线运动,速度为
竖直方向的运动为分段的匀变速直线运动,其图像如图所示
从图中可以看出,在(,,)时刻进入偏转电场的电子出偏转电场时偏移量最大。设电子刚进入偏转电场时的加速度为,根据牛顿第二定律有
偏移量最大的电子就是在0、、…时刻进入偏转电场的电子,恰好从两极板的右边缘射出,根据对称性可得
联立解得
【小问3详解】
若电子进入偏转电场时的速度不变,但考虑在偏转电场中电子所受重力,且;对于时射入偏转电场的电子,从内对电子由牛顿第二定律有
解得
这段时间竖直方向上的位移为
这段时间末竖直方向的速度为
从内对电子由牛顿第二定律有
解得
这段时间竖直方向上的位移为
这段时间末竖直方向的速度为
同理内电子竖直方向上的位移也为
则时射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离为
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川师附中书院分校12月月考物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 以下说法正确的是( )
A. 由E=上可知电场中某点的电场强度E与F成正比
B. 由公式φ=可知电场中某点的电势φ与q成反比
C. 公式C=,电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关
D. 由Uab=Ed可知,匀强电场中任意两点a、b间的距离越大,则两点间电势差一定越大
2. 静电植绒技术,于3000多年前在中国首先起步,现代静电植绒于50、60年代在德国首先研制出并使用,如图所示为植绒流程示意图,将绒毛放在带负电荷的容器中,使绒毛带负电,容器与带电极板之间加恒定的电压,绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的物体表面上。下列判断正确的是( )
A. 带电极板带负电
B. 绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中,电势能不断增大
C. 若增大容器与带电极板之间的距离,植绒效果会更好
D. 质量相同的绒毛,带电荷量越多,到达需要植绒的物体表面时速率越大
3. 2022年2月,中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程,首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分,其中的一种电子透镜的电场分布如图所示(截取其中一部分),虚线为等势面,相邻等势面间的电势差相等,一电子仅在电场力作用下运动的轨迹如图中实线所示,a、b是轨迹上的两点,则( )
A. a点的电场强度大于b点的电场强度 B. 电子在a点的动能大于在b点的动能
C. 电子在a点的电势能大于在b点的电势能 D. a点的电势高于b点的电势
4. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为、的点电荷,一带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能随x变化关系如图所示,其中A、B两点电势能为零,BD段中C点电势能最大,则( )
A. 和都是正电荷且
B. BC间场强方向沿x轴负方向
C. C点的电场强度大于A点的电场强度
D. 将一负点电荷从B点移到D点,电场力先做负功后做正功
5. 如图甲所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为,定值电阻的阻值为,电流表的量程为,电压表的量程为,湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图像如图丙所示,其阻值最大为(图中未画出)。则在电路安全工作的前提下,下列说法正确的是( )
A. 湿敏电阻R的电流最小值为 B. 定值电阻R0的电功率范围为
C. 电路消耗的总功率最大值为 D. 此装置能监测的湿度范围为
6. 如图所示,两位同学分别拉一根长为的绳两端A、B,时刻,两同学同时抖动绳子两端,使A、B开始在竖直方向做简谐振动,产生沿绳传播的两列波、振源为A的波波速为,振源为B的波波速为。时,两列波恰好传播到P,Q两点,波形如图所示,则( )
A. 两列波起振方向相反
B.
C. 到两列波相遇时,质点A经过的路程为
D. 时,处的质点偏离平衡位置的位移为
7. 如图所示电路,所有电表均为理想电表,。当闭合开关S,触片P向左滑动过程中,四块电表的读数均发生变化,设在滑动过程中A1、A2、V1、V2在同一时刻的读数分别是I1、I2、U1、U2;电表示数的变化量的绝对值分别是、、、,那么下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 为定值,增大
D. 电源的输出功率在减小,效率在降低
二、多选题:本大题共3小题,共12分。
8. 图中虚线、、、为电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子、质量相等,电量的绝对值均等于元电荷。现将两粒子、从同一虚线上的点均以的初动能射出,两粒子、在电场中运动的轨迹分别如图中、实线所示,其中轨迹刚好与相切。点、分别为轨迹、与的交点。已知点电势高于点,设相邻虚线间的电势差为,两粒子、在点、的动能分别为、。若不计重力,则下列说法可能正确的是( )
A. B. C. D.
9. 智能手机耗电量大,移动充电宝应运而生,它是能直接为移动设备充电的储能装置;充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值,一般在0.6~0.7;某一款移动充电宝的参数见下表;下列说法正确的是( )
容量
20000mA·h
兼容性
所有智能手机
边充边放
否
保护电器
是
输入
DC5V2AMAX
输出
DC5V0.1A~2.5A
尺寸
156*82*22mm
转换率
0.6
产品名称
×××
重量
约430g
A. 充电宝充电时将电能转化为化学能
B. 该充电宝最多能储存的能量为J
C. 该充电宝电荷量从零到完全充满所用时间约为2h
D. 用该充满电的充电宝给电荷量为零、容量为3000mA·h的手机充电,理论上能充满4次
10. 如图所示,真空中有一匀强电场(图中未画出)电场方向与圆周在同一平面内,是圆的内接直角三角形, ,为圆心,半径 。位于处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为、电荷量的粒子,有些粒子会经过圆周上不同的点,其中到达点的粒子动能为,到达点的粒子电势能为(取点电势为零)。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用, 下列说法正确的是( )
A. 当某个粒子经过圆周上的某一位置时,可能具有 的动能
B. 圆周上两点的电势差可能为
C. 匀强电场的场强大小为
D. 当某个粒子经过圆周上某一位置时,可以具有的电势能,且同时具有的动能
第II卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中,这些电器都要用到锂电池.某同学利用下列器材测定一节锂电池的电动势和内阻,锂电池的电动势约为3V.
A.量程是0.6A,内阻约为0.5Ω的电流表
B.量程是3V,内阻是6kΩ的电压表
C.量程是15V,内阻是30kΩ的电压表
D.阻值为0~1kΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器
E.阻值为0~10Ω,额定电流为2A的滑动变阻器
F.定值电阻4Ω,额定功率4W
G.开关S一个,导线若干
(1)这位同学设计的电路图中的导线应连接到__________处;(填“①”或“②”)
(2)为了减小实验误差,电压表应选择__________;(填器材前的序号)
(3)为了使电压表和电流表的读数变化比较明显,滑动变阻器应选择__________;(填器材前的序号)
(4)用上图中的实验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的U-I图线如图所示,由图线可得该锂电池的电动势E=__________V,内阻r=__________Ω.(计算结果都保留两位有效数字)
12. 多用电表是实验室中常用的测量仪器,如图甲所示为多量程多用电表示意图。
(1)通过一个单刀多掷开关S,接线柱B可以分别与触点1、2、3、4、5接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。图中的E是电池,R3是电池内阻,R6是欧姆调零电阻,AB分别与黑、红表笔相接。R1、R2、R4、R5都是定值电阻,表头G的满偏电流为20 mA,内阻为Rg。已知R1+R2=4Rg,R4=360 Ω,R5=1600 Ω。 关于此多用电表,下列说法正确的是___________;
A.图中B是红表笔
B.当S接触点1或2时,多用电表处于测量电流的挡位,且接1时的量程比接2时大
C.当S接触点3时,多用电表处于测量电阻的挡位,倍率越大,滑动变阻器接入阻值越大
D.当S接触点4、5时,多用电表处于测量电压的挡位,且接4比接5时量程大
(2)该学习小组将“B”端与“3”相接,将A、B表笔短接,调节R6.进行欧姆调零后测量未知电阻。得到通过表头G的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示,由此可知多用电表中电池的电动势E=___________V(计算结果保留三位有效数字)。通过分析可知该小组使用多用电表的___________(填“×1”“×10”或“×1K”)倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
(3)实验小组用多用电表测量电源的电动势和内阻。器材有:待测电源(电动势约为8V), 定值电阻R0=8.0 Ω,多用表一只,电阻箱一只,连接实物如图丁所示,测得并记录多组数据后,得到对应的图,如图丙所示,则内阻r= ___________Ω(结果保留三位有效数字)。
四、计算题:本大题共3小题,共30分。
13. 如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点。现有一质量为m电荷量为-q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为。求:
(1)小球滑至C点时的速度大小;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)若以C点作为参考点(零电势点),试确定A点的电势。
14. 用一个电动势E=120V的电源给发动机供电,用来提升重物,发动机的线圈电阻为,重物的质量,当发动机以的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流,求:(取)
(1)电源的内阻r等于多少?
(2)若因故障发动机不能转动,这时通过发动机的电流是多大?发动机消耗的电功率又为多大?
(3)发动机对该重物的最大提升速度是多少?
15. 如图甲所示,电子加速器的加速电压为(未知),偏转电场的板长为。大量电子由静止加速后,不断地从两板正中间沿水平方向射入偏转电场。两板不带电时,电子通过两板的时间为,当在两板间加如图乙所示的周期为、最大值为的变化电压时(时刻,上极板带正电),偏移量最大的电子恰从两极板右边缘射出。电子的电荷量为e,质量为m,不计电子重力和它们之间相互作用力,求:
(1)加速电场的电压;
(2)偏转电场的板间距离d;
(3)若电子进入偏转电场时的速度不变,但考虑在偏转电场中电子所受重力,且,求时射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离。
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