人教版高中物理选修3-1练习:章末质量评估(二) Word版含答案
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最新人教版高中物理选修3-1测试题全套带答案解析章末检测第一章(时间:90分钟满分:100分)-、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分)1.关于电场强度与电势的关系,下面各种说法中正确的是()A.电场强度大的地方,电势一定高B.电场强度不变,电势也不变C.电场强度为零时,电势一定为零D.电场强度的方向是电势降低最快的方向答案D解析电场强度是描述静电力的性质的物理量,电势是描述电场能的性质的物理量,电场强度的大小和电势高低没有必然关系,电场线的方向,即电场强度的方向是电势降低最快的方向,选项A、B、C错误,选项D正确.2.如图1所示,空间有一电场,电场屮有两个点a和b.下列表述正确的是()A.该电场是匀强电场B.Q点的电场强度比b点的人C.Q点的电势比〃点的尚D.正电荷在°、b两点受力方向相同答案C解析由电场线的分布可以看出,此电场不是匀强电场,选项A错误;b点电场线比G点电场线密,故Q 点的电场强度比b点的小,B不正确;根据电场线的方向知Q点的电势比b点的大,故C正确.正电荷在a、方两点受力方向分别沿a、b两点的切线方向,选项D错误.A3.空屮有两个等量的正电荷如和的,分别固定于力、B两点,DC为连线的中垂线,C为4、3两点连线的中点,将一正电荷^rtic点沿着中垂线移至无穷远处的过程中,下列结论正确的有()A.电势能逐渐减小B.电势能逐渐增大C.?3受到的电场力逐渐减小D.$受到的电场力逐渐增大答案A解析中垂线CD段上的电场强度方向处处都是竖直向上,故正电荷①由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中,电场力做正功,电势能减小,A对,B错;中垂线上由C到D,电场强度先变大后变小,©受到的电场力先变大后变小,C、D错.%=5V 伟=3V~a c图34.如图3所示,a、b、c为电场屮同一条水平方向电场线上的三点,c为“的屮点,a、b电势分别为%= 5V、(p h=3 V.下列叙述正确的是()A.该电场在c点处的电势一定为4VB.Q点处的场强&一定大于b点处的场强C.一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少D.一正电荷运动到c点时受到的静电力rhe指向G答案c解析因不知该电场是否是匀强电场,所以£=乡不一定成立,c点电势不一定是4V,所以A、B两项错误.因(p a >(p h,电场线方向向右,正电荷从高电势点移到低电势点电场力做正功,电势能减少,受到的电场力指向b,所以C项正确、D项错误.5.空间存在甲、乙两相邻的金属球,甲球带正电,乙球原来不带电,由于静电感应,两球在空间形成了如图4所示稳定的静电场.实线为其电场线,虚线为其等势线,A. B两点与两球球心连线位于同一直线上,C、D两点关于直线对称,贝9()A./点和B点的电势相同B.C点和D点的电场强度相同C.正电荷从力点移至B点,静电力做正功D.负电荷从C点沿直线CD移至D点,电势能先增大后减小答案C解析由题图可知生>伽,所以正电荷从力移至静电力做正功,故A错误,C正确.C、D两点场强方向不同,故B错误.负电荷从C点沿直线CD移至D点,电势能先减小后增大,所以D错误,故选C.6.如图5所示,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为0的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、〃三个点,d和/>、〃和c、c和〃间的距离均为在a点处有一电荷量为q (q>0)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,则〃点处场强的大小为伙为静电力常量)().A•谱B.牖C.障D.普詳答案B解析由于b点处的场强为零,根据电场叠加原理知,带电圆盘和a点处点电荷在b处产生的场强大小相等,方向相反.在d点处带电圆盘和°点处点电荷产生的场强方向相同,所以£=佑和+燼=^|器,所以B选项正确.二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分)7.下列各量中,与检验电荷无关的物理量是()A.电场力FB.电场强度EC.电势差UD.电场力做的功W答案BC解析电场力F=qE,与检验电荷有关,故A项错;电场强度£、电势差U与检验电荷无关,故B、C对; 电场力做功W=qU,与检验电荷有关,故D项错.8.带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到0点,在此过程中克服电场力做了2.6X107 J的功,那么()A.M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能B.戶点的场强一定小于0点的场强C.戶点的电势一定高于0点的电势D.M在P点的动能一定大于它在0点的动能答案AD解析因克服电场力做功,电势能增加,动能减小,所以A、D项正确;P、Q两点的场强大小不能确定, B项错;粒子电性未知,所以P、0两点的电势高低不能判定,C项错.图69. 如图6所示的电路中,是两金属板构成的平行板电容器.先将电键K 闭合,等电路稳定后再将K 断开,然后将B 板向下平移一小段距离,并且保持两板间的某点P 与/板的距离不变.则下列说法正确的 是()A. 电容器的电容变小B. 电容器内部电场强度大小变大C. 电容器内部电场强度大小不变D. P 点电势升高答案ACD10・带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图7所示,如果带电粒子只受电场力作用从a 到b 运动,下列说 法正确的是()A. 粒子带正电B. 粒子在。
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综合质量评估
第一~三章
(90分钟 100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分。
每小题至少一个答案正确)
1.下列说法正确的是( )
A.放在匀强磁场中的通电导线一定受到恒定的磁场力作用
B.沿磁感线方向磁场逐渐减弱
C.磁场的方向就是通电导线所受磁场力的方向
D.安培力的方向一定垂直于磁感应强度和通电直导线所决定的平面
2.如图所示,在电场中,将一个负电荷从C点分别沿直线移到A点和B点,克服静电力做功相同。
该电场可能是( )
A.沿y轴正向的匀强电场
B.沿x轴正向的匀强电场
C.第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场
D.第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场
3.如图所示,a、b、c为电场中同一条电场线上的三点,c为ab的中点,a、b。
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单元质量评估(二)第二章(90分钟 100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分。
每小题至少一个答案正确)1.关于电流,下列说法中正确的是( )A.通过导体横截面的电荷量越多,电流越大B.电子运动速率越大,电流越大C.单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,导体中的电流就越大D.因为电流有方向,所以电流是矢量2.今有甲、乙两个电阻,在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍,甲、乙两端的电压之比为1∶2,则甲、乙两个电阻阻值的比值为( )A.1∶2B.1∶3C.1∶4D.1∶53.(2012·聊城高二检测) 某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为( )A.4ρ 4RB.ρ 4RC.16ρ 16RD.ρ 16R4.非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物,它放电的电压可达100 V,电流50 A,每秒钟放电150次,其放电情况可近似看做如图所示规律放电。
则放电1秒钟非洲电鳐放出的电量为( )A.25 CB.50 CC.150 CD.250 C5.(2012·瑞安高二检测)粗细均匀的金属圆环上A、B、C、D四点把其周长分成四等份,如图所示。
当A、B点接入电路中时,圆环消耗的电功率为P;当A、D点接入电路中时,圆环消耗的电功率为(电源两端电压保持不变)( )A.P4 B.4P3C.PD.3P6.如图所示是某电源的路端电压随电流变化的特性曲线,则下列结论正确的是( )A.电源的电动势为6.0 VB.电源的内阻为12 ΩC.电流为0.5 A时的外电阻是0D.电源的短路电流为0.5 A7.(2012·上海高考)当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3 C,消耗的电能为0.9 J。
最新人教版高中物理选修3-1综合测试题全套及答案综合评估检测卷(一)静电场一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.每小题至少一个答案正确)1.图中,实线和虚线分别表示等量杲种点电荷的电场线和等势线,则下列冇关P、Q两点的相关说法屮正确的是()A.两点的场强等大、反向B・P点电场更强C•两点电势一样高D. 0点的电势较低答案:C2.如图所示,让平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定角度,若不改变/、〃两极板帶的电荷量而减小两极板间的距离,同时在两极板间插入电介质,那么静电计指针的偏转角度()A.—定增大B. 一定减小C. 一•定不变D.可能不变解析:极板带的电荷虽0不变,当减小两极板间距离,同时插入电介质,则电容C一定增大•由可知两极板间电压U—定减小,静电计指针的偏转角也一定减小,选项B正确・答案:B3.~* b E如图所示屮带箭头的直线是某一电场屮的一•条电场线,在该直线上有Q、〃两点,用位、Q,分別衣示a、b 两点的场强大小,贝”)A.a、b两点场强方向相同B.电场线从a指向b,所以E a>E hC.电场线是直线,所以E a=E hD.不知a、b附近的电场线分布,E。
、E/,大小不能确定解析:由于电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致,而该电场线是直线,故A正确.电场线的疏密表示电场的强弱,只有一条电场线时,则应讨论如下:若此电场线为正点电荷电场中的,则有E a>E h;若此电场线为负点电荷电场中的,则有E(,<E b;若此电场线是匀强电场中的,则有E产Eb;若此电场线是等量异种点电荷电场中那一条直的电场线,则位和价的关系不能确定・故正确选项为A、D.答案:AD4.如图所示,三个等势面上有°、b、C、d四点,若将一止电荷由C经G移到d,电场力做止功忆,若由C经方移到〃,电场力做止功“2,贝|J()A.IV\>IV2 (Pi>(p2B.W}<W2(P\<(P2C.W. = W2D.W\ — W2(p\>(p2解析:由W二Uq可知= W2.由”cd= Uc&q >哄〃>0 , q>0 ,可知U c J>0. 故0>02>03 , D正确・答案:D5.,一B E右图为一匀强电场,某带电粒子从〃点运动到B点,在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J,静电力做的功为1.5 J.下列说法止确的是()A.粒子带负电B.粒了在/点的电势能比在B点少1.5 JC.粒子在/点的动能比在〃点少0.5 JD.粒子在/点的机械能比在B点少1.5 J解析:本题考查电荷在电场中的运动,从粒子运动的轨迹判断粒子带正电,A项错误;因为静电力做正功,电势能减小,所以B项错误;根据动能定理得"+ "(产二・0.5 J , B点的动能小于A点的动能,C项错误;静电力做正功,机械能增加,所以A点的机械能比B点的机械能要小1.5 J , D项正确・答案:D6.如图所示,在某一点电荷0产生的电场中有a 、b 两点,莫中。
高中物理学习材料桑水制作章末综合测评(二)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8个小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求) 1.(2015·浙江高考)下列说法正确的是( )A.电流通过导体的热功率与电流大小成正比B.力对物体所做的功与力的作用时间成正比C.电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比D.弹性限度内,弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比【解析】在导体电阻一定的条件下,由P=I2R知热功率与电流的二次方成正比,选项A错误.根据功的公式可知其大小与力的作用时间无关,选项B 错误.由电容的定义式可得Q=CU,即电荷量与两极间的电势差成正比,选项C 正确.弹簧的劲度系数只跟弹簧本身有关,与弹簧伸长量无关,选项D错误.【答案】 C2.如图1所示为将不同电压加在一段金属导体两端,在温度不变的情况下所测得的IU图线.试根据图线回答:若将这段金属导体在保持长度不变的前提下增大其横截面积,则这段导体的电阻( )图1A.等于4.0 ΩB.大于2.0 ΩC.小于2.0 ΩD.等于2.0 Ω【解析】由图象知R=2 Ω,若保持长度不变,增大横截面积,则电阻要变小,故选项C正确.【答案】 C3.(2016·德阳高二检测)我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道,当环中的电流是10 mA时(设电子的速度是3×107m/s),在整个环中运行的电子数目为(电子电荷量e=1.6×10-19 C)( )A.5×1011B.5×1010C.1×102D.1×104【解析】电子转一圈的时间t=sv=2403×107s=8×10-6 s.整个环中电子的电荷量Q=It=10×10-3×8×10-6 C=8×10-8 C.所以电子的数目n=Qe=5×1011.故A正确,B、C、D错误.【答案】 A4. (2015·北京高考)如图2所示,其中电流表A的量程为0.6 A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的12;R2的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )图2A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A【解析】设电流表A的内阻为R A,用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时,若将接线柱1、2接入电路,根据并联电路的特点,(I1一I A)R1=I A R A,解得I1=3I A=0.06 A,则每一小格表示0.06 A;若将接线柱1、3接入电路,则(I2-I A)R1=I A R A,解得I2=3I A=0.06 A,则每一小格表示0.06 A.选项C正确.【答案】 C5.(2015·安徽高考)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为( ) 【导学号:08160142】图3A.mv22eLB.mv2SneC.ρnev D.ρev SL【解析】由电流定义可知:I=qt=nvtSet=neSv,由欧姆定律可得:U=IR=neSv·ρLS=ρneLv,又E=UL,故E=ρnev,选项C正确.【答案】 C6.已知如图4所示,电源内阻不计.为使电容器的带电量增大,可采取以下那些方法( )图4A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R1【解析】由于稳定后电容器相当于断路,因此R3上无电流,电容器相当于和R2并联.只有增大R2或减小R1才能增大电容器C两端的电压,从而增大其带电量.改变R3不能改变电容器的带电量.【答案】BD7.如图5所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光,如果变阻器的滑片向b端滑动,则( )图5A.电灯L更亮,电流表的示数减小B.定值电阻R2消耗的功率减小C.电灯L变暗,电源的总功率减小D.电灯L变暗,电流表的示数增大【解析】滑片向b端滑动,R1变大,电路中总电阻变大,根据I=ER总+r知I减小,电流表示数减小,根据E=U外+Ir,U外变大,灯泡两端电压变大,故电灯L更亮.再根据P2=I22R2,I减小,I L变大,故I2变小,R2功率变小,故C、D 错误,A、B正确.【答案】AB8.如图6所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,串联的固定电阻为R2,滑动变阻器的总阻值是R1,电阻大小关系为R1+R2=r,则在滑动触头从a端滑到b端过程中,下列描述正确的是( ) 【导学号:08160143】图6A.电路的总电流先减小后增大B.电路的路端电压先增大后减小C.电源的输出功率先增大后减小D.滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大【解析】由并联的知识可知,当滑动变阻器触头处于中央位置时,变阻器的总电阻和电路的总电阻最大,故滑动触头从a端滑到b端过程中,总电阻先增大后减小,总电流先减小后增大,由U外=E-Ir,电路的路端电压先增大后减小,A、B正确;因为外电路的电阻一直小于电源内阻.由P出-R图象可以看出(如图所示),在虚线左侧,电源的输出功率先增大(箭头向右)后减小(箭头向左),故C正确;对于D选项,可把R2拉到电源内部去,看成内部的一部分,此时R外小于电源内阻(r+R2),由图看出在虚线左侧,R1消耗功率先增大后减小,D错.【答案】ABC二、非选择题(本题共4小题,共52分,按要求作答)9.(8分)在“测定电池的电动势和内阻”的实验中,已连接好部分实验电路.甲乙图7(1)按图7甲所示的实验电路,把图乙中剩余的电路连接起来.(2)在图乙的电路中,为避免烧坏电表,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”).(3)如图8是根据实验数据作出的U-I图象,由图可知,电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω.图8【解析】(1)电路连接如图所示.(2)闭合开关前,滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大,故滑片应置于B 端.(3)由题图图象可知,电源电动势为1.5 V,内阻r=1.5-1.00.5Ω=1.0 Ω.【答案】(1)见解析图(2)B(3)1.5 1.010.(10分)(2016·烟台高二检测)在“测定金属导体的电阻率”的实验中,待测金属丝的电阻R x约为5 Ω,实验室备有下列实验器材A.电压表V1(量程0~3 V,内阻约为15 kΩ)B.电压表V2(量程0~15 V,内阻约为75 kΩ)C.电流表A1(量程0~3 A,内阻约为0.2 Ω)D.电流表A2(量程0~0.6 A,内阻约为11 Ω)E.变阻器R1(0~100 Ω,0.6 A)F.变阻器R2(0~2 000 Ω,0.1 A)G.电池组E(电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω)H.开关S,导线若干(1)为减小实验误差,应选用的实验器材有(填代号)________.(2)为减小实验误差,应选用图9中________(填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图,并按所选择的电路原理图把图10中的实物图用线接连起来.甲乙图9图10图11(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径(如图甲)及两电表的示数如图乙所示,则金属丝的直径为________mm,电阻值为________Ω.【解析】(1)由于电源的电动势为3 V,所以电压表应选A,被测电阻阻值约为5 Ω,电路中的最大电流约为I=ERx=35A=0.6 A,电流表应选D,根据变阻器允许通过的最大电流可知,变阻器应选E,还要选用电池和开关,导线若干.故应选用的实验器材有:ADEGH.(2)由于RVRx>RxRA,应采用电流表外接法,应选乙图所示电路,实物连接如图所示.(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.635 mm,从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V,从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A,被测电阻的阻值为:R x =UxIx=1.200.50Ω=2.4 Ω.【答案】(1)ADEGH (2)乙,如解析图所示(3)0.635 2.411.(14分)一个允许通过最大电流为2 A的电源和一个滑动变阻器,接成如图12甲所示的电路.滑动变阻器最大阻值为R0=22 Ω,电源路端电压U随外电阻R变化的规律如图乙所示,图中U=12 V的直线为图线的渐近线,试求:甲乙图12(1)电源电动势E和内阻r;(2)A、B空载时输出电压的范围;(3)若要保证滑动变阻器的滑片任意滑动时,干路电流不能超过 2 A,A、B 两端所接负载电阻至少多大.【解析】(1)由乙图可知,当R→∞时,E=12 V,而当U=6 V时,应有r =R=2 Ω.(2)当滑片滑至上端时,U AB最大,U max=RR+rE=11 V当滑片滑至下端时,U AB为零,因此,A、B空载时输出电压范围为0~11 V.(3)A、B两端接某一负载电阻后,滑动变阻器滑片移至上端时,干路电流最大.此时I=ERRxR+R x+r为了电源不过载,应保证I≤2 A代入数据得R x≥4.9 Ω,即所接负载电阻最小值为4.9 Ω.【答案】(1)12 V 2 Ω(2)0~11 V (3)4.912.(20分)(2016·聊城高二检测)某课外小组设计了一种测定风力的装置,其原理如图13所示,一个由不导电的材料制成的、劲度系数k=1200 N/m、自然长度L0=0.5 m的弹簧,一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,弹簧穿在水平放置的光滑金属杆上,金属杆单位长度的电阻为ρ=6 Ω/m;电路的一端与迎风板相连,另一端在M点与金属杆相连,定值电阻R=1.0 Ω,电源的电动势E=12 V,内阻r=1 Ω;迎风板可在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好,工作时,迎风板总是正对着风吹来的方向.闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,理想电压表的示数为U1;某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为U2=4.0 V,求:【导学号:08160144】(1)无风时电压表的示数U1;(2)U2=4.0 V时,作用在迎风板上的风力;(3)风力多大时,金属杆上消耗的功率最大,最大功率为多少?图13【解析】(1)无风时金属杆接入电路的电阻为R0=ρL=6×0.5 Ω=3 Ω则I1=ER+R+r=123+1+1A=2.4 A电压表的示数U1=I1R0=2.4×3 V=7.2 V. (2)U2=4.0 V时,金属杆接入电路的电阻为R2.则I2=E-U2R+r=4 A由U2=I2R2,得R2=1 Ω则L=R2ρ=16m弹簧压缩量x1=L0-L=0.5 m-16m=13m故风力F1=kx1=13×1200 N=400 N.(3)将R看成电源的内阻,当金属杆的电阻R3=R+r=2 Ω时,金属杆上消耗的功率最大.此时L′=R3ρ=13m弹簧压缩量x2=L0-L′=0.5 m-13m=16m故风力F2=kx2=200 N电路中电流I2=ER3+R+r=3 A金属杆上消耗的最大功率P=I23R3=18 W. 【答案】(1)7.2 V (2)400 N (3)18 W。
《选修3—1》综合评估限时:90分钟 总分:100分一、选择题☎每小题 分,共 分✆.在一个等边三角形✌顶点 、 处各放一个点电荷时,测得✌处的电场强度大小为☜,方向与 边平行沿 指向 如图 所示,拿走 处的电荷后,✌处电场强度的情况将是☎ ✆图✌.大小仍为☜,方向由✌指向.大小变为☜ ,方向不变.大小仍为☜,方向沿 ✌向外.无法确定解析:根据矢量合成法则可推理知,在 、 两处同时存在场电荷时,合电场场强方向沿平行 的方向,说明 、 两处电荷在✌处独立产生的场强大小相等,方向均与合电场场强成 当撤去 处场电荷时,只剩下 处场电荷,此时✌处场强大小为☜,方向沿 ✌方向向外.答案:.如图 所示,✌是某个点电荷电场中的一条电场线,在线上 点放一个自由的负电荷,它将沿电场线向 点运动.下列判断中正确的是☎✆图✌.电场线由 指向✌,该电荷做加速运动,加速度越来越小.电场线由 指向✌,该电荷做加速运动,加速度越来越大.电场线由 指向✌,该电荷做加速运动,加速度变化不能确定 .电场线由✌指向 ,该电荷做匀加速运动解析:电场线是直线型,负电荷由静止开始做加速运动,它的运动方向与电场线方向相反.而电荷运动所在处的电场线疏密程度不确定,故它的加速度大小变化情况也不确定.答案:图.如图 所示,电荷量为+❑和-❑的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强度为零的点有☎✆✌.体中心、各面中心和各边中点.体中心和各边中点.各面中心和各边中心.体中心和各面中心解析:对于每个侧面,分别连接两正点电荷与两负点电荷,即两条对角线,可以看到两条对角线的交点处电场强度都为零,所以各侧面的电场强度都为零.分析每个边的中点的电场强度都不可能为零.所以 正确.答案:图.如图 所示是一只利用电容器电容☎ ✆测量角度☎→✆的电容式传感器的示意图.当动片和定片之间的角度☎→✆发生变化时,电容☎ ✆便发生变化,于是通过知道电容☎ ✆的变化情况就可以知道角度☎→✆的变化情况.下图的图像中,最能正确反映角度☎→✆与电容☎ ✆之间关系的是☎✆解析:由题中介绍的电容器构造可知: =↙⇨ ♎=☎⇨-→✆ 所以 =⇨ ↙⇨ ♎-↙⇨ ♎ →电容 随→增大而减小,且为线性关系.答案:.空间存在匀强电场,有一电荷量❑☎❑ ✆,质量❍的粒子从点以速率❖ 射入电场,运动到✌点时速率为 ❖ 现有另一电荷量-❑、质量❍的粒子以速率 ❖ 仍从 点射入该电场,运动到 点时速率为 ❖ 若忽略重力的影响,则☎✆✌.在 、✌、 三点中, 点电势最高.在 、✌、 三点中,✌点电势最高. ✌间的电势差比 间的电势差大. ✌间的电势差比 间的电势差小解析:本题考查电场力做功和动能定理,意在考查考生掌握电场力做功与电势能的变化关系.由动能定理有❑✞ ✌=❍☎❖ ✆ -❍❖ =❍❖ ;-❑✞ =❍☎❖ ✆ -❍☎❖ ✆ =❍❖ ,故在三点中, 点的电势最高,✌点的电势最低, ✌间的电势差比 间的电势差小,所以选✌答案:✌.一辆电瓶车,质量为 ♑,由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供 ✞的电压,当电瓶车在水平地面上以 ❍♦的速度匀速行驶时,通过电动机的电流为 ✌,设车所受的阻力是车重的 倍☎♑= ❍♦ ✆,则此电动机的内阻是☎✆✌. . . . 解析:由能量守恒得:✞✋♦=☞❖♦+✋ ❒♦,又☞=♐= ☝,所以✞✋= ☝ ❖+✋ ❒,所以❒= 答案:图.如图 所示,在正交的匀强电场和匀强磁场区域内☎磁场垂直纸面向里✆,有一离子☎不计重力✆从匀强电场左边飞入,恰能沿直线飞过此区域,则☎✆✌.若离子带正电,☜方向应向下.若离子带负电,☜方向应向上.若离子带正电,☜方向应向上.不管离子带何种电荷,☜的方向都向下解析:离子要能沿直线飞过此区域,则需要满足电场力与洛伦兹力等大反向.答案:✌图.如图 所示的电路,当闭合开关时,灯☹、☹正常发光.由于电路出现故障,突然发现灯☹ 变亮,灯☹ 变暗,电流表的读数变小.试根据上述现象判断,发生的故障可能是☎✆✌. 断路. 断路. 短路. 短路图解析:画出电路的等效电路如图 所示.再根据闭合电路欧姆定律可判断✌正确.答案:✌图.当放在同一平面内的长直导线 ☠和金属框通以如图 所示电流时, ☠固定不动,金属框的运动情况是☎✆✌.金属框将靠近 ☠.金属框将远离 ☠.金属框将以✠✠ 为轴转动.金属框将以✡✡ 为轴转动解析:金属框左边受到吸引力,右边受到排斥力,上、下两边各受到向外的力,相互抵消,但左边的吸引力大于右边排斥力,故✌对.答案:✌.如下图 所示,回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置.其核心部分是两个 型金属盒,置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连.则带电粒子加速所获得的最大动能与下列因素有关的是☎✆图✌.加速的次数.加速电压的大小.金属盒的半径.匀强磁场的磁感应强度解析:粒子飞出时有: =❍❖❑,所以此时动能☜ =❍❖ =❍=❑❍,所以最大动能与半径 和磁感应强度 有关.答案: 二、填空题☎每小题 分,共 分✆图 .如图 所示,✌、 两带电小球可视为点电荷,✈✌= - 、✈ =- - ,✌相距 ♍❍在水平外电场的作用下,✌保持静止,悬线却处于竖直方向,由此可知水平外电场的场强♉♉♉♉♉♉,方向♉♉♉♉♉♉.解析:✌在水平方向上不受力,∴外电场方向向左,☜=☞❑=☞ ✌✈✌=✈✌✈❒ ✌✈✌=✈❒ ✌= ☠答案: ☠向左图 .如图 所示,真空中有一电子束,以初速度❖ 沿着垂直场强方向从 点进入电场,以 点为坐标原点,沿⌧轴取 ✌=✌= ,再自✌、 、 作⍓轴的平行线与电子轨迹分别交于 、☠、 点,则✌∶ ☠∶ =♉♉♉♉♉♉♉♉,电子流经 、☠、 三点时沿⌧轴的分速度之比为♉♉♉♉♉♉♉♉.解析:类平抛运动.答案: ∶ ∶ ∶ ∶.为了测量❽ ✞ ❾的灯泡在不同电压下的电功率,现有器材如下:直流电源 电动势 ✞,内阻不计;直流电流表✌ 量程 ❍✌,内阻约 ;直流电流表✌ 量程 ~ ✌,内阻约 ;直流电压表✞ 量程 ~ ✞,内阻约 ;直流电压表✞ 量程 ~ ✞,内阻约 ;滑动变阻器电阻值 ~ ,额定电流 ✌;开关一个、导线若干根.测量时要求电灯两端电压从 开始连续调节,尽量减小误差,测多组数据.☎✆应选择电流表♉♉♉♉♉♉♉♉和电压表♉♉♉♉♉♉♉♉☎用序号表示✆;☎✆在下面方框中画出电路图.答案:☎✆✌ ;✞ ☎✆如图 所示.图 .用图 所示电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻 起保护作用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:图 ☎♋✆电流表☎量程 ✌、 ✌✆;☎♌✆电压表☎量程 ✞、 ✞✆;☎♍✆定值电阻☎阻值 、额定功率 ✆;☎♎✆定值电阻☎阻值 、额定功率 ✆;☎♏✆滑动变阻器☎阻值范围 ~ 、额定电流 ✌✆;☎♐✆滑动变阻器☎阻值范围 ~ 、额定电流 ✌✆.那么☎✆要正确完成实验,电压表的量程应选择♉♉♉♉♉♉♉♉ ✞,电流表的量程应选择♉♉♉♉♉♉♉♉ ✌; 应选择♉♉♉♉♉♉♉♉ 的定值电阻, 应选择阻值范围是♉♉♉♉♉♉♉♉ 的滑动变阻器.☎✆引起该实验系统误差的主要原因是♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉♉.解析:考查对电路原理的理解和实践能力,由图示电路可知本电路采用限流式,故滑动变阻器选择的量程不宜较大.而一节干电池的电动势约为 ✞,故电压表的量程为 ✞.✋❍= ✞ = ✌故电流表的量程为 ✌.由于电压表的分流作用引起该实验系统误差.答案:☎✆; ; ; ~ ☎✆电压表的分流.三、论述计算题☎共 分✆图 .☎分✆如图 所示,电子以速度❖ 沿与电场垂直的方向从✌点飞入匀强电场,并且从另一侧的 点沿与电场成 角的方向飞出,已知电子的质量为❍,电荷量为♏,求✌、 两点的电势差.解:电子在电场里做类平抛运动.由几何关系❖=❖ ♍☐♦= ❖ ,由动能定理:♏✞= ❍❖ - ❍❖ ,即♏✞= ❍❖ ,所以✞=❍❖♏图 .☎分✆如图 所示,电源的电动势☜= ✞,电阻 = ,电动机绕线的电阻 = ,开关 始终闭合.当开关 断开时,电阻 的电功率是 ;当开关 闭合时,电阻 的电功率是 ,求:☎✆电源的内电阻;☎✆开关 闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率.解:☎✆ 断开时:☜=✋☎ +❒✆且 =✋ ,所以❒= ☎✆ 闭合时: =✋ ,所以✋ = ✌,所以✞并=✋= ✞,所以✞内=☜-✞并= ✞,所以✋总=✞内❒= ✌所以✋ =✋总-✋ = ✌,所以 出=✞并✋ -✋ = .如图 所示,电源电动势☜ = ✞,内阻❒ = ,电阻 = , = 。
高中物理选修3-1复习试题及答案全套章末综合测评(一)(时间:90分钟分值:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题5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8~12题有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错的得零分.)1.下列说法正确的是()A.电荷放在电势高的地方,电势能就大B.正电荷在电场中某点的电势能,一定大于负电荷在该点具有的电势能C.无论是正电荷还是负电荷,克服电场力做功它的电势能都增大D.电场强度为零的点,电势一定为零C[电势能的大小与电荷的电性有关,正电荷放在电势高的地方,电势能大,而负电荷放在电势高的地方,电势能小,故A错误;正电荷在电场中电势大于零的点,其电势能一定大于负电荷在该点具有的电势能;而正电荷在电场中电势小于零的点,其电势能一定小于负电荷在该点具有的电势能,故B错误;只要克服电场力做功,电荷的电势能一定增大,与电荷的电性无关,故C正确;电场强度与电势无关,可知电场强度为零的点,电势不一定为零,故D错误.] 2.如图1所示,在真空中,把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近.关于绝缘导体两端的电荷,下列说法中不正确的是()图1A.两端的感应电荷越来越多B.两端的感应电荷是同种电荷C.两端的感应电荷是异种电荷D.两端的感应电荷的电荷量相等B[由于导体内有大量可以自由移动的电子,当它慢慢靠近带负电的球P 时,由于同种电荷相互排斥,导体上靠近P的一端的电子被排斥到远端,靠近P 的一端带上了正电荷,远离P的一端带上了等量的负电荷.导体离球P距离越近,电子被排斥得越多,感应电荷越多.]3.如图2所示,曲线为电荷在匀强电场中的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,则下列说法正确的是()图2A.电荷在b点的电势能大于在a点的电势能B.电荷在a、b两点的电势能相等C.该电场的方向水平向左D.b点的电势高于a点的电势A[由电荷运动轨迹可以确定电荷所受电场力水平向左,a到b过程中,电场力与速度所成的角度为钝角,则电场力做负功,电势能增大,则电荷在b点的电势能大于在a点的电势能,故A正确,B错误;由于不知道电荷的电性,所以不能确定电场线的方向,同时也就不能确定电势的高低,故C、D错误.]4.在匀强电场中,有一质量为m ,带电量为q 的带电小球静止在O 点,然后从O 点自由释放,其运动轨迹为一直线,直线与竖直方向的夹角为θ,如图3所示,那么关于匀强电场的场强大小的下列说法中正确的是( )图3A .唯一值是mg tan θq B .最大值是mg tan θq C .最小值是mg sin θq D .不可能是mg q C [带电小球受到电场力与重力作用,小球沿合力方向做加速直线运动,根据图示位置可确定电场力的方向,小球在重力和电场力的共同作用下做加速直线运动,当电场力的大小与重力沿合力的垂直方向分力相等时,电场力最小,即qE =mg sin θ,故E =mg sin θq ;故选C.]5.某带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到B 点,电场线、粒子在A 点的初速度及运动轨迹如图4所示,可以判定( )图4A.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D.A点的电势低于B点的电势B[由电场线分布可知,E A<E B, 故带电粒子在B点的加速度较大,A错.由粒子的运动轨迹可知,静电力做正功,粒子的电势能减少,动能增加,B对,C 错.由于沿电场线方向电势降低,所以φA>φB,D错.]6.在真空中,上、下两个区域均有竖直向下的匀强电场,其电场线分布如图5所示,有一带负电的粒子从上边区域沿一条电场线以速度v0匀速下落,并进入下边区域(该区域的电场范围足够广),在下列速度—时间图象中,符合粒子在电场内运动情况的是(以v0方向为正方向)()图5A B C DC[电场线在下边区域密,即下边区域场强大,故粒子在上边区域向下匀速运动,进入下边区域后,先做匀减速运动至速度减为零,接着向上做匀加速运动,越过边界后以速度-v0在上边区域再次做匀速运动.]7.如图6所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点.由O点静止释放的电子恰好能运动到P点.现将C 板向右平移到P′点,则由O点静止释放的电子()图6A.运动到P点返回B.运动到P和P′点之间返回C.运动到P′点返回D.穿过P′点A[设AB、BC间的电场强度分别为E1、E2,间距分别为d1和d2,电子由O点运动到P点的过程中,据动能定理得:eE1d1-eE2d2=0①当C板向右平移后,BC板间的电场强度E′2=U′d′2=QC′d′2=QεS4πkd′2·d′2=4πkQεS,BC板间的电场强度与板间距无关,大小不变.第二次释放后,设电子在BC间移动的距离为x,则eE1d1-eE2x=0-0②比较①②两式知,x=d2,即电子运动到P点时返回,选项A正确.]8.如图7所示的Ux图象表示三对平行金属板间电场的电势差与场强方向上距离的关系.若三对金属板的负极板接地,图中x均表示到正极板的距离,则下述结论中正确的是()图7A .三对金属板正极电势的关系φ1>φ2>φ3B .三对金属板间场强大小有E 1>E 2>E 3C .若沿电场方向每隔相等的电势差值作一等势面,则三个电场等势面分布的关系是1最密,3最疏D .若沿电场方向每隔相等距离作一等势面,则三个电场中相邻等势面差值最大的是1,最小的是3BCD [通过U x 图象分析可得,三对金属板的板间电势差相同,又因为金属板的负极板都接地,所以三个正极板的电势相等,A 错误.又因为板间距离不同,由E =U AB d 可得E 1>E 2>E 3,B 正确.每隔相等的电势差值作一等势面,由d =U AB E 可得,场强越大,等势面间距越小,分析得等势面分布的关系是1最密,3最疏,C 正确.沿电场方向每隔相等距离作一等势面,由U AB =Ed 可得,场强越大,电势差越大,分析得相邻等势面差值最大的是1,最小的是3,D 正确.]9.如图8所示是两个等量异种点电荷,周围有1、2、3、4、5、6各点,其中1、2之间距离与2、3之间距离相等,2、5之间距离与2、6之间距离相等.两条虚线互相垂直且平分,那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是( )图8A.1、3两点电场强度相同B.5、6两点电场强度相同C.4、5两点电势相同D.1、3两点电势相同ABC[两个等量异种点电荷的中垂线是等势线,所以2、4、5、6的电势相等,C正确;顺着电场线的方向电势降低,1、3电势不相等,D错误;1、2之间距离与2、3之间距离相等,由场强的矢量合成可以知道1、3两点电场强度相同,A正确;2、5之间距离与2、6之间距离相等,由场强的矢量合成得5、6两点电场强度相同,B正确.]10.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图9所示,x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是E Bx、E Cx,下列说法中正确的有()图9A.E Bx的大小大于E Cx的大小B.E Bx的方向沿x轴正方向C.电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做正功,后做负功AD[在φx图中,图象斜率的绝对值表示场强大小.结合题中图象特点可知E Bx>E Cx,E Ox=0,故A对,C错.根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知E Bx沿x轴负方向,B项错.负电荷在正x轴上受电场力沿x轴负向,在负x轴上受电场力沿x轴正向,故可判断负电荷从B移到C的过程中,电场力先做正功后做负功,D项正确.]11.如图10所示,在两等量异种点电荷产生的电场中,abcd是以两点电荷连线中点O为对称中心的菱形,a、c在两电荷的连线上,下列判断正确的是()图10A.a、b、c、d四点的电场强度的方向相同B.a、b、c、d四点的电势相同C.a、b两点间的电势差等于c、d两点间的电势差D.将正试探电荷由b沿ba及ad移到d点的过程中,试探电荷的电势能先增大后减小AD[根据等量异种电荷电场线的特点可知,a、b、c、d四点的电场强度方向都向右,A正确;沿着电场线方向电势逐渐降低,中垂线上各点电势为零,连线上的a点电势高于c点电势,B错误;a、b两点间的电势差等于a、O两点间的电势差,c、d两点间的电势差等于c、O两点间的电势差,所以U aO =-U cO,C错误;将正试探电荷由b沿ba及ad移到d点的过程中,电场力先做负功,后做正功,所以电势能先增大后减小,D正确.]12.如图11所示,三个质量相同,带电荷量分别为+q、-q和0的小液滴a、b、c,从竖直放置的两板中间上方由静止释放,最后从两板间穿过,轨迹如图所示,则在穿过极板的过程中()图11A .电场力对液滴a 、b 做的功相同B .三者动能的增量相同C .液滴a 电势能的增加量等于液滴b 电势能的减小量D .重力对三者做的功相同AD [此题考查带电粒子在电场中的受力运动及能量变化规律,因a 、b 带电荷量相等,所以穿过两板时电场力做功相同,电势能增加量相同,A 对,C 错;c 不带电,不受电场力作用,由动能定理,三者动能增量不同,B 错;a 、b 、c 三者穿出电场时,由W G =mgh 知,重力对三者做功相同,D 对.]二、非选择题(本题共4小题,共40分)13.(8分) 将一个电量为-2×10-9 C 的点电荷从电场中的N 点移动到M 点, 需克服电场力做功1.4 × 10-8 J ,求:(1)N 、M 两点间的电势差U NM 为多少?(2)若将该电荷从M 移到N ,电场力做什么功?U MN 为多少?【解析】 (1)由题意可知,将点电荷从N 移动到M 点,电场力做负功,即W NM =-1.4×10-8 J ,根据公式U NM =W NM q =-1.4×10-8-2×10-9=7 V . (2)当点电荷从M 移到N 点时,电场力做正功.根据电势差之间的关系有: U MN =-U NM =-7 V .【答案】(1)7 V(2)正功-7 V14. (10分)在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m.已知放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系如图12所示中的直线A、B所示,放在A点的电荷带正电,放在B 点的电荷带负电.求:图12(1)B点的电场强度的大小和方向;(2)试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q的位置坐标.【解析】(1)由题图可得B点电场强度的大小E B=Fq=2.5 N/C.因B点的试探电荷带负电,而受力指向x轴的正方向,故B点场强的方向沿x轴的负方向.(2)因A点的正电荷受力和B点的负电荷受力均指向x轴的正方向,故点电荷Q位于A、B两点之间,带负电.设点电荷Q的坐标为x,则E A=k Q(x-2)2,E B=k Q(5-x)2.由题图可得E A =40 N/C ,解得x =2.6 m.【答案】 (1)2.5 N/C 沿x 轴的负方向 (2)负电2.6 m15. (10分)如图13所示,固定于同一条竖直线上的A 、B 是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q 和-Q ,A 、B 相距为2d .MN 是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球P ,质量为m 、电荷量为+q (可视为点电荷,不影响电场的分布.),现将小球P 从与点电荷A 等高的C 处由静止开始释放,小球P 向下运动到距C 点距离为d 的O 点时,速度为v .已知MN 与AB 之间的距离为d ,静电力常量为k ,重力加速度为g .求:图13(1)C 、O 间的电势差U CO ;(2)O 点处的电场强度E 的大小;(3)小球P 经过与点电荷B 等高的D 点时的速度.【解析】 (1)根据动能定理则,从C 到Omgd +qU CO =12m v 2则U CO =m v 2-2mgd 2q. (2)A 点和B 点在O 点的电场强度均为E =k Q r 2,其中r =AO =BO =2d ,所以E =k Q 2d 2,根据对称性可知,两点电荷场强在水平方向的分场强抵消,合场强为:E 合=2E ·cos 45°=2kQ 2d 2.(3)从C 到D 点,由于电场线的对称性,U CD =2U CO ,则根据动能定理有:mg 2d +2qU CO =12m v 2D ,所以v D =2v .【答案】 (1)m v 2-2mgd 2q (2)2kQ 2d 2 (3)2v16. (12分)如图14所示,在绝缘水平面上,相距为L 的A 、B 两处分别固定着两个带电量相等的正电荷,a 、b 是AB 连线上的两点,其中Aa =Bb =L /4,O 为AB 连线的中点,一质量为m 、带电荷量为+q 的小滑块(可以看作质点)以初动能E 0从a 点出发,沿直线AB 向b 点运动,其中小滑块第一次经过O 点的动能为初动能的n 倍(n >1),到达b 点时动能恰好为零,小滑块最终停在O 点,求:图14(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数;(2)O 、b 两点间的电势差U O b ;(3) 小滑块运动的总路程.【解析】 (1)因为+q A =+q B ,a 、b 以中点O 对称,所以U ab =0.滑块由a 到b 的过程,根据动能定理: qU ab -μmg L 2=-E 0,所以μ=2E 0mgL .(2)对小滑块由O 到b 的过程,根据动能定理:qU Ob -μmg L 4=-nE 0,U Ob =14μmgL -nE 0q =(1-2n )E 02q. (3)U aO =-U Ob =(2n -1)E 02q, 小滑块从a 点开始,最终停在O 点,根据动能定理qU aO -μmgs =-E 0,s =qU aO +E 0μmg =(2n +1)L 4. 【答案】 (1)2E 0mgL (2) (1-2n )E 02q (3)(2n +1)L 4章末综合检测(二)(时间:90分钟 分值:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分.在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求.第6~10题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的2分,有选错的得零分.)1.某同学用伏安法测小灯泡的电阻时,误将电流表和电压表接成如图1所示的电路,接通电源后,可能出现的情况是( )图1A.电流表被烧坏B.电压表被烧坏C.小灯泡被烧坏D.小灯泡不亮D[由于电压表的内阻很大,所以电路中的电流很小,电压表、电流表、灯泡都不会被烧坏,但灯泡不亮,D正确.]2.两个相同的电阻R,当它们串联后接在电动势为E的电源上,通过一个电阻的电流为I;若将它们并联后仍接在该电源上,通过一个电阻的电流仍为I,则电源的内阻为()A.4R B.RC.R2D.无法计算B[当两电阻串联接入电路中时I=E2R+r,当两电阻并联接入电路中时I=E R2+r ×12,由以上两式可得r=R,B正确.]3.两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中,A的长度为L,直径为d;B的长度为2L,直径为2d,那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为()A.Q A∶Q B=1∶1 B.Q A∶Q B=2∶1C.Q A∶Q B=1∶2 D.Q A∶Q B=4∶1B[直径比为1∶2,则横截面积比为1∶4,根据电阻定律R=ρlS,知电阻之比为2∶1,根据Q=I2Rt,电流相等,则热量之比为2∶1.故选B.]4.如图2所示,A灯与B灯电阻相同,当滑动变阻器R的滑动片向下滑动时,两灯的变化是()图2A.A灯变亮,B灯变亮B.A灯变暗,B灯变亮C.A灯变暗,B灯变暗D.A灯变亮,B灯变暗C[当变阻器的滑片向下滑动时,接入电路的电阻减小,根据串、并联电路特点可知电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可得干路电流I增大,内电压增大,路端电压U减小,A灯两端电压减小,亮度变暗;另一支路电流I′=I -I A增大,R1两端电压U1=I′R1增大,故R与B灯的并联支路电压U B=U-U1减小,B灯变暗,C正确.]5.某一网络电路中的部分电路如图3所示,已知I=3 A,I1=2 A,R1=10 Ω,R2=5 Ω,R3=30 Ω,则下列结论正确的是()图3A.通过R3的电流为0.5 A,方向从a→bB.通过R3的电流为0.5 A,方向从b→aC.通过电流表的电流为0.5 A,电流表“+”接线柱在右边D.通过电流表的电流为1.5 A,电流表“+”接线柱在左边B[R1两端的电压U1=I1R1=2×10 V=20 V;R2两端的电压U2=I2R2=(3-2×5) V=5 V,所以R3两端的电势差U ab=U2-U1=5 V-20 V=-15 V,b点电势高,电流由b→a,I3=|U ab|R3=0.5 A,A错误,B正确;电流表中的电流方向应该向右,大小I A=I2-I3=0.5 A,C、D均错误.]6.如图4所示,UI图线上,a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态,b点α=β,则下列说法中正确的是()图4A.在b点时,电源有最大输出功率B.在b点时,电源的总功率最大C.从a到b时,β角增大,电源的总功率和输出功率都将增大D.从b到c时,β角增大,电源的总功率和输出功率都将减小AD[在b点α=β说明此时外电阻R等于内阻,电源有最大输出功率,A=IE,则电流越大,总功率越大,B、C错,D正确.]对;电源总功率P总7.在如图5甲所示的电路中,电源的电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关闭合后,下列说法中正确的是()甲乙图5A.L1中的电流为L2中的电流的2倍B.L1的电阻为12 ΩC.L1消耗的电功率为0.75 WD.L2消耗的电功率为0.375 WBC[L1两端电压为3 V时,由题图乙可知L1中的电流为0.25 A,L1的电阻R=UI=12 Ω,B正确;L1消耗的电功率P=UI=0.75 W.L2、L3串联分压,分到的电压为1.5 V,由题图乙可知L2和L3中的电流为0.20 A,L2消耗的电功率P=UI=0.30 W,D错误;L1中的电流为L2中的电流的1.25倍,A错误.]8.如图6所示的电路中,当滑动变阻器的触头向上滑动时,则()图6A.电源的功率变小B.电容器贮存的电荷量变小C.电源内部消耗的功率变大D.电阻R消耗的电功率变小BC[由闭合电路欧姆定律可知,当滑动触头向上滑动时,R总变小,I总增大,U端减小,而R1分压U1增大,所以电容器上的电压减小.电源功率P总=I总E增大,A错误;Q=CU减小,B正确;电源内部消耗功率P内=I2总r增大,C正确;电阻R1消耗的功率增大,R上消耗的功率无法确定.]9.将分压电阻串联在表头上,改装成电压表,下列说法中正确的是()A.接上分压电阻后,增大了表头的满偏电压B.接上分压电阻后,电压按一定比例分别降在表头和分压电阻上,表头的满偏电压不变C.如果分压电阻是表头内阻的n倍,则电压表量程扩大为表头满偏电压的n倍D.通电时,表头和分压电阻中通过的电流一定相等BD[接上分压电阻后,电压按一定比例分别降在表头和分压电阻上,表头的满偏电压不变,A错误,B正确;分压电阻是表头内阻的n倍,则表头满偏时分压电阻两端的电压为nU g,则电压表的量程为(n+1)U g,C错误;通电时,表头和分压电阻串联,故通过它们的电流一定相等,D正确.]10.在如图7所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定,闭合开关S后灯泡能够发光,经过一段时间后灯泡突然变亮,则出现这种现象的原因可能是()图7A.电阻R1短路B.电阻R2断路C.电阻R2短路D.电容器C断路AB[若R1短路,则R总变小,I总变大,通过灯泡L的电流变大,灯泡变亮,A正确;若R2断路,R总变大,I总变小,U内=I总r变小,U外变大,U1=I总R1变小,因U L=U外-U1,所以U L变大,灯泡变亮,B正确;若R2短路,电流不经过灯泡,灯泡不亮,C错误;若电容器断路,总电阻不影响,故灯泡亮度不变,D错误.]二、非选择题(本题共6小题,共60分)11.(8分)(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图8所示,校零时的读数为________mm,合金丝的直径为______________mm.甲乙图8(2)为了精确测量合金丝的电阻R x,设计出如图9甲所示的实验电路图,按照该电路图完成图乙中的实物电路连接.甲乙图9【解析】(1)由于螺旋测微器开始起点有误差,估读为0.007 mm,测量后要去掉开始误差,即合金丝直径为0.5 mm+14.5×0.01 mm-0.007 mm=0.638 mm.(2)将电表连入电路时注意电流要从正接线柱流入,该实验要求电压表示数从零开始,滑动变阻器采用分压接法.【答案】(1)0.0070.638(0.636~0.640均正确)(2)见解析图12.(10分)某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻,可选用的器材如下:A.待测电压表V1:量程3 V,内阻约3 kΩB.电压表V2:量程15 V,内阻约20 kΩC.电流表A:量程3 A,内阻约0.1 ΩD.定值电阻R0:9.0 kΩE.滑动变阻器R1:0~200 ΩF.滑动变阻器R2:0~2 kΩG.电源E:电动势约为12 V,内阻忽略不计H.开关、导线若干(1)现用多用电表测电压表V1的内阻,选择倍率“×100”挡,其它操作无误,多用电表表盘示数如图10所示,则电压表V1的内阻约为________Ω.图10(2)为了准确测量电压表V1的内阻,两位同学根据上述实验器材分别设计了如图11甲和乙两个测量电路,你认为________(选填“甲”或“乙”)更合理,并在实物图中用笔画线代替导线将电路图补充完整.甲乙图11(3)该实验中滑动变阻器应该选用________(选填“R1”或“R2”).(4)用已知量R0和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻R V1=________.【解析】(1)用多用电表测得的电压表的内阻为34×100 Ω=3 400 Ω;(2)甲图中,因为电压表V2的电阻与R0阻值相当,通过电压表V2的电流不能忽略,故用通过R0的电流作为通过V1的电流,则误差较大;故用乙电路较合理;电路连接如图:(3)实验中滑动变阻器要用分压电路,故用选取阻值较小的R1;(4)根据欧姆定律可知:R V1=U1U2-U1R0=U1R0U2-U1.【答案】(1)3 400(2)乙连图如解析图(3)R1(4)U1R0U2-U1 13.(10分) 如图12所示的电路中,各电阻的阻值已标出.当输入电压U AB =110 V时,输出电压U CD是多少?图12【解析】 并联部分的等效电阻为: R 并=(9R +R )×109R (9R +R )+109R=R ,则电路的总电阻为:R 总=10R +R =11R . 由串联分压得并联部分R 并上的电压为: U 并=R 并R 总·U AB =R11R ×110 V =10 V . 而输出电压U CD 即电阻R 上分到的电压,再由串联分压得, U CD =U R =R 9R +RU 并=110×10 V =1 V . 【答案】 1 V14.(10分)有一只量程为1 mA 的电流表,刻度盘共有50格,若给它并联一个10-2 Ω的电阻,则可将它改装成一个量程为1 A 的电流表,若要把这个量程为1 mA 的电流表改装成一个量程为10 V 的电压表, 应在电流表上串联一个多大的电阻?用这个电压表测量电压时,表盘上指针偏转40格,则所测电压为多少伏?【解析】 将电流表改装成大量程电流表时,并联一分流电阻,则有I =I g +I g R g R 1即R g =(I -I g )R 1I g =(1-0.001)×10-20.001 Ω=9.99 Ω≈10 Ω将电流表改装成大量程电压表时,串联一分压电阻,则有 I g (R g +R 2)=UR 2=U I g-R g =100.001 Ω-10 Ω=9 990 Ω当指针偏转40格时,通过电流表的电流为 I ′=0.001×4050 A所测电压U ′=I ′(R g +R 2)=8 V . 【答案】 9 990 Ω 8 V15.(10分)一根长为l =3.2 m 、横截面积S =1.6×10-3m 2的铜棒,两端加电压U=7.0×10-2 V.铜的电阻率ρ=1.75×10-8 Ω·m,铜内自由电子的体密度为n=8.5×1029 m-3.求:(1)通过铜棒的电流;(2)铜棒内的电场强度;(3)自由电子定向移动的平均速度.【解析】(1)由R=ρlS和I=UR得I=USρl=7.0×10-2×1.6×10-31.75×10-8×3.2A=2×103A.(2)E=Ud=7.0×10-23.2V/m=2.19×10-2 V/m.(3)由I=neS v得v=IneS=2×1038.5×1029×1.6×10-19×1.6×10-3m/s=9.19×10-6 m/s.【答案】(1)2×103 A(2)2.19×10-2 V/m(3)9.19×10-6 m/s16. (12分)如图13所示,直流电动机和电炉并联后接在直流电源上,电源的内阻r=1 Ω,电炉的电阻R1=19 Ω,电动机线圈的电阻R2=2 Ω,当开关S断开时,电源内电路消耗的热功率P=25 W;当S闭合时,干路中的电流I=12.6 A.求:图13(1)电源的电动势E;(2)S闭合后电动机的机械功率.【解析】(1)开关S断开时,由P=I20·r得I0=Pr=251A=5 A由闭合电路欧姆定律得E=I0(R1+r)=5×(19+1) V=100 V.(2)开关S闭合后,内电压U内=Ir=12.6 V路端电压U=E-U内=(100-12.6) V=87.4 V通过电炉的电流I1=UR1=87.419A=4.6 A通过电动机的电流I2=I-I1=8.0 A电动机消耗的热功率P1=I22R2=8.02×2 W=128 W电动机工作时,消耗的电功率P2=UI2=87.4×8 W=699.2 W电动机输出的机械功率P3=P2-P1=(699.2-128) W=571.2 W.【答案】(1)100 V(2)571.2 W章末综合检测(三)(时间:90分钟分值:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4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8~12题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的2分,有选错的得零分.)1.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是()A.磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关B.磁场中某点B的方向,跟该点处试探电流元所受磁场力的方向一致C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方,B值越大D[磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定,与试探电流元无关.而磁感线可以描述磁感应强度,疏密程度表示大小.]2.如图1所示,A为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图.当圆盘高速绕中心轴OO′顺时针转动时,通电直导线所受磁场力的方向是()图1A.竖直向上B.竖直向下C.水平向里D.水平向外C[由于带负电的圆环顺时针方向旋转,形成的等效电流为逆时针方向,所产生的磁场方向竖直向上.由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里.]3.图2中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示.一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是()图2A.向上B.向下C.向左D.向右B[由右手定则可以判断出a、b、c、d四根长直导线在正方形中心O处产生的磁感应强度如图所示,四个磁感应强度按矢量的平行四边形定则合成,可得合磁场为水平向左.利用左手定则判断洛伦兹力的方向,可得洛伦兹力的方向竖直向下,B正确.]4.如图3所示的虚线框为一长方形区域,该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场,一束电子以不同的速率从O点垂直于磁场、沿图中方向射入磁场后,分别从a、b、c、d四点射出磁场,比较它们在磁场中的运动时间t a、t b、t c、t d,其大小关系是()图3A.t a<t b<t c<t d B.t a=t b=t c=t dC.t a=t b<t c<t d D.t a=t b>t c>t dD[电子的运动轨迹如图所示,由图可知,从a、b、c、d四点飞出的电子对应的圆心角θa=θb>θc>θd,而电子的周期T=2πmqB相同,其在磁场中运动的时间t=θ2πT,故t a=t b>t c>t d.。
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第1页,共1页第2页,共17页物理模拟3—1考试时间:100分钟;命题人:柳开文一、单选题(本大题共7小题,共28.0分)1. 在电场中的某点放入电荷量为-q 的试探电荷时,测得该点的电场强度为E ;若在该点放入电荷量为+2q 的试探电荷,其它条件不变,此时测得该点的电场强度为( )A 。
大小为2E ,方向和E 相反 B. 大小为E ,方向和E 相同C. 大小为2E ,方向和E 相同D 。
大小为E ,方向和E 相反2. 下列关于电场线和磁感线的说法中,正确的是( )A. 电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B. 磁场中两条磁感线一定不相交,但在复杂电场中的电场线是可以相交的 C 。
电场线是一条不闭合曲线,而磁感线是一条闭合曲线D. 电场线越密的地方,同一试探电荷所受的电场力越大;磁感线分布较密的地方,同一试探电荷所受的磁场力也越大3. 如图1AB 是某电场中的一条电场线,若将正点电荷从A 点自由释放,沿电场线从A 到B 运动过程中的速度图线如图2所示,则A 、B 两点场强大小和电势高低关系是( )A 。
E A <EB ;ϕA <ϕB B 。
E A <E B ;ϕA >ϕB C. E A >E B ;ϕA <ϕBD 。
第二章 学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(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1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.(深圳市2018~2018学年高二下学期期中)关于家庭安全用电,下列说法正确的是导学号 50232533( B )A .将移动插座远离水池B .用湿抹布擦去工作中电器上的灰尘C .使用洗衣机时,电器外壳不用接地D .消毒碗柜、电饭煲和电冰箱可以同时使用一个移动插座解析:插座外表是绝缘体,一旦受潮就不绝缘,故要远离水,故A 正确;当用湿抹布擦去工作中电器上的灰尘时,此时电器正在工作,能导致电路短路烧毁,故B 不正确;使用洗衣机时,电器外壳容易有静电出现,所以必须接地,将多余电荷导走,故C 不正确;消毒碗柜、电饭煲和电冰箱不能同时使用同一移动插座,原因是负载太大,会导致插座烧毁,故D 不正确。
2.(山西大学附中2018~2018学年高二上学期月考)一根长为L 、横截面积为S 的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n ,电子的质量为m ,电荷量为e 。
在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v ,则金属棒内的电场强度大小为导学号 50232534( C )A .m v 22eLB .m v 2Sn eC .ρne vD .ρe v SL解析:电场强度可表示为E =UL ①,其中L 为金属棒长度,U 为金属棒两端所加的电动势,而U =IR ②,其中I =Q t =n ·v t ·S ·e t =n v Se ③,R =L ·ρS ④,联立①②③④,可得E =ne v ρ,故C项正确。
3.某居民家中的电路如图所示,开始时各部分工作正常,将电饭煲的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热壶突然不能工作,但电灯仍能正常发光。
《选修3—1》综合评估限时:90分钟总分:100分一、选择题(每小题4分,共40分)1.在一个等边三角形ABC 顶点B 、C 处各放一个点电荷时,测得A 处的电场强度大小为E ,方向与BC 边平行沿B 指向C.如图1所示,拿走C 处的电荷后,A 处电场强度的情况将是( )图1A .大小仍为E ,方向由A 指向B B .大小变为E2,方向不变C .大小仍为E ,方向沿BA 向外D .无法确定解析:根据矢量合成法则可推理知,在B 、C 两处同时存在场电荷时,合电场场强方向沿平行BC 的方向,说明B 、C 两处电荷在A 处独立产生的场强大小相等,方向均与合电场场强成60°.当撤去C 处场电荷时,只剩下B 处场电荷,此时A 处场强大小为E ,方向沿BA 方向向外.答案:C2.如图2所示,AB 是某个点电荷电场中的一条电场线,在线上O 点放一个自由的负电荷,它将沿电场线向B 点运动.下列判断中正确的是( )图2A .电场线由B 指向A ,该电荷做加速运动,加速度越来越小B.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度越来越大C.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度变化不能确定D.电场线由A指向B,该电荷做匀加速运动解析:电场线是直线型,负电荷由静止开始做加速运动,它的运动方向与电场线方向相反.而电荷运动所在处的电场线疏密程度不确定,故它的加速度大小变化情况也不确定.答案:C图33.如图3所示,电荷量为+q和-q的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强度为零的点有( )A.体中心、各面中心和各边中点B.体中心和各边中点C.各面中心和各边中心D.体中心和各面中心解析:对于每个侧面,分别连接两正点电荷与两负点电荷,即两条对角线,可以看到两条对角线的交点处电场强度都为零,所以各侧面的电场强度都为零.分析每个边的中点的电场强度都不可能为零.所以D正确.答案:D图44.如图4所示是一只利用电容器电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图.当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时,电容(C)便发生变化,于是通过知道电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况.下图的图像中,最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是( )解析:由题中介绍的电容器构造可知:C=εS4πkdS=12(π-θ)R2所以C=πR2ε8πkd-εR28πkd·θ电容C随θ增大而减小,且为线性关系.答案:B5.空间存在匀强电场,有一电荷量q(q>0),质量m的粒子从O点以速率v0射入电场,运动到A点时速率为2v0.现有另一电荷量-q、质量m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场,运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响,则( )A.在O、A、B三点中,B点电势最高B.在O、A、B三点中,A点电势最高C.OA间的电势差比BO间的电势差大D.OA间的电势差比BO间的电势差小解析:本题考查电场力做功和动能定理,意在考查考生掌握电场力做功与电势能的变化关系.由动能定理有qU OA=12m(2v0)2-12mv20=32mv20;-qU OB=12m(3v0)2-12m(2v0)2=52mv20,故在三点中,B点的电势最高,A点的电势最低,OA间的电势差比BO间的电势差小,所以选AD.答案:AD6.一辆电瓶车,质量为500 kg,由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24 V的电压,当电瓶车在水平地面上以0.8 m/s的速度匀速行驶时,通过电动机的电流为5 A,设车所受的阻力是车重的0.02倍(g=10 m/s2),则此电动机的内阻是( )A.4.8 ΩB.3.2 ΩC.1.6 ΩD.0.4 Ω解析:由能量守恒得:UIt=Fvt+I2rt,又F=f=k·G,所以UI=kG·v+I2r,所以r=1.6 Ω.答案:C图57.如图5所示,在正交的匀强电场和匀强磁场区域内(磁场垂直纸面向里),有一离子(不计重力)从匀强电场左边飞入,恰能沿直线飞过此区域,则( )A.若离子带正电,E方向应向下B.若离子带负电,E方向应向上C.若离子带正电,E方向应向上D.不管离子带何种电荷,E的方向都向下解析:离子要能沿直线飞过此区域,则需要满足电场力与洛伦兹力等大反向.答案:AD图68.如图6所示的电路,当闭合开关时,灯L1、L2正常发光.由于电路出现故障,突然发现灯L1变亮,灯L2变暗,电流表的读数变小.试根据上述现象判断,发生的故障可能是( )A.R1断路B.R2断路C.R3短路D.R4短路图7解析:画出电路的等效电路如图7所示.再根据闭合电路欧姆定律可判断A正确.答案:A图89.当放在同一平面内的长直导线MN和金属框通以如图8所示电流时,MN固定不动,金属框的运动情况是( )A.金属框将靠近MNB.金属框将远离MNC.金属框将以XX′为轴转动D.金属框将以YY′为轴转动解析:金属框左边受到吸引力,右边受到排斥力,上、下两边各受到向外的力,相互抵消,但左边的吸引力大于右边排斥力,故A对.答案:A10.如下图9所示,回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置.其核心部分是两个D型金属盒,置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连.则带电粒子加速所获得的最大动能与下列因素有关的是( )图9A.加速的次数B.加速电压的大小C.金属盒的半径D.匀强磁场的磁感应强度解析:粒子飞出时有:R =mv qB ,所以此时动能E k =12mv 2=P 22m =q 2B 2R22m ,所以最大动能与半径R 和磁感应强度B 有关.答案:CD二、填空题(每小题5分,共20分)图1011.如图10所示,A 、B 两带电小球可视为点电荷,Q A =2×10-8C 、Q B =-2×10-8C ,AB 相距3 cm.在水平外电场的作用下,AB 保持静止,悬线却处于竖直方向,由此可知水平外电场的场强______,方向______.解析:AB 在水平方向上不受力,∴外电场方向向左,E =F q =F BA Q A =kQ A Q Br 2AB Q A =kQ B r 2AB =2×105N/C答案:2×105N/C 向左图1112.如图11所示,真空中有一电子束,以初速度v 0沿着垂直场强方向从O 点进入电场,以O 点为坐标原点,沿x 轴取OA =AB =BC ,再自A 、B 、C 作y 轴的平行线与电子轨迹分别交于M 、N 、P 点,则AM ∶BN ∶CP =________,电子流经M 、N 、P 三点时沿x 轴的分速度之比为________.解析:类平抛运动. 答案:1∶4∶9 1∶1∶113.为了测量“6 V 1 W”的灯泡在不同电压下的电功率,现有器材如下: 直流电源 电动势6 V ,内阻不计; 直流电流表A 1 量程200 mA ,内阻约2 Ω; 直流电流表A 2 量程0~0.6 A ,内阻约0.5 Ω;直流电压表V1量程0~3 V,内阻约5×103Ω;直流电压表V2量程0~15 V,内阻约1.5×104Ω;滑动变阻器电阻值0~15 Ω,额定电流1 A;开关一个、导线若干根.测量时要求电灯两端电压从0开始连续调节,尽量减小误差,测多组数据.(1)应选择电流表________和电压表________(用序号表示);(2)在下面方框中画出电路图.答案:(1)A1;V2(2)如图12所示.图1214.用图13所示电路,测定一节干电池的电动势和内阻.电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用.除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:图13(a)电流表(量程0.6 A、3 A);(b)电压表(量程3 V、15 V);(c)定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W);(d)定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W);(e)滑动变阻器(阻值范围0~10 Ω、额定电流2 A);(f)滑动变阻器(阻值范围0~100 Ω、额定电流1 A).那么(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择________ V ,电流表的量程应选择________ A ;R 0应选择________ Ω的定值电阻,R 应选择阻值范围是________ Ω的滑动变阻器.(2)引起该实验系统误差的主要原因是________________________.解析:考查对电路原理的理解和实践能力,由图示电路可知本电路采用限流式,故滑动变阻器选择的量程不宜较大.而一节干电池的电动势约为1.5 V ,故电压表的量程为3 V .I m =3 V 10 Ω=0.3 A 故电流表的量程为0.6A .由于电压表的分流作用引起该实验系统误差.答案:(1)3;0.6;1;0~10 (2)电压表的分流. 三、论述计算题(共40分)图1415.(10分)如图14所示,电子以速度v 0沿与电场垂直的方向从A 点飞入匀强电场,并且从另一侧的B 点沿与电场成150°角的方向飞出,已知电子的质量为m ,电荷量为e ,求A 、B 两点的电势差.解:电子在电场里做类平抛运动.由几何关系v =v 0/cos60°=2v 0,由动能定理:eU =12mv 2-12mv 20,即eU=32mv 20,所以U =3mv 22e.图1516.(10分)如图15所示,电源的电动势E =110 V ,电阻R 1=21 Ω,电动机绕线的电阻R 0=0.5 Ω,开关S 1始终闭合.当开关S 2断开时,电阻R 1的电功率是525 W ;当开关S 2闭合时,电阻R 1的电功率是336 W ,求:(1)电源的内电阻;(2)开关S 2闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率. 解:(1)S 2断开时:E =I(R 1+r)且P 1=I 2·R 1,所以r =1 Ω.(2)S 2闭合时:P 2=I 21R 1,所以I 1=4 A ,所以U 并=I 1R 1=84 V ,所以U 内=E -U 并=26 V ,所以I 总=U 内r =26A.所以I 2=I 总-I 1=22 A ,所以P 出=U 并I 2-I 22·R 0=1 606 W.17.如图16所示,电源电动势E 0=15 V ,内阻r 0=1Ω,电阻R 1=30 Ω,R 2=60Ω。
章末质量评估(二)(时间:90分钟 分值:100分)一、单项选择题(每题3分,共10个小题,共30分.每小题中只有一个选项是正确的,选对得3分,错误、不选或多选均不得分)1.导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是( )A .横截面积一定,电阻与导体的长度成正比B .长度一定,电阻与导体的横截面积成正比C .电压一定,电阻与通过导体的电流成反比 .电流一定,电阻与导体两端的电压成正比对于同种材料的导体,电阻率可以认为是个定值,根据电可知横截面积一定,电阻与导体的长度成正比,A 正确;长度一定,电阻与导体的横截面积成反比,B 错误;由欧姆定律知R =U I,此式是电阻的定义式,电阻R 与电压U 、电流I 无正反比关系,故C 、D 错误.答案:A2.一根粗细均匀的导线,当其两端电压为U 时,通过的电流是I ,若将此导线均匀拉长到原来的2倍时,电流仍为I ,导线两端所加的电压变为( )A.U 2B .UC .2UD .4U解析:由电阻定律R =ρl S,可知当导线拉长到原来的2倍时,横截面积为原来的12,则电阻为原来的4倍,由欧姆定律I=UR,可知D选项正确.答案:D3.两个小灯泡,分别标有“1 A 4 W”和“2 A 1 W”的字样,则它们均正常发光时的电阻阻值之比为()A.2∶1 B.16∶1C.4∶1 D.1∶16解析:由P=I2R知:R=PI2,所以R1∶R2=41∶14=16∶1.答案:B4.如图所示为将不同电压加在一段金属导体两端,在温度不变的情况下所测得的I-U图线.试根据图线回答:若将这段金属导体在保持长度不变的前提下增大其横截面积,则这段导体的电阻()A.等于4.0 ΩB.大于2.0 ΩC.小于2.0 ΩD.等于2.0 Ω解析:由图象知R=2 Ω,若保持长度不变,增大横截面积,则电阻要变小,故选项C正确.答案:C5.为了保障行驶安全,一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置:只要有一扇门没有关紧,汽车就不能启动.如果规定,车门关紧时为“1”,未关紧时为“0”;当输出信号为“1”时,汽车可以正常启动行驶,当输出信号为“0”时,汽车不能启动.能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是()A.“与”门B.“或”门C.“非”门D.“与非”门解析:根据汽车双门都关紧汽车才能启动的情况可知,即两个条件都满足事件才能发生,故能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门应该是“与”门.答案:A6.如图所示,A灯与B灯电阻相同,当滑动变阻器R的滑动片向下滑动时,两灯的变化是()A.A灯变亮,B灯变亮B.A灯变暗,B灯变亮C.A灯变暗,B灯变暗D.A灯变亮,B灯变暗解析:当变阻器的滑片向下滑动时,接入电路的电阻减小,根据串、并联电路特点可知电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可得干路电流I增大,内电压增大,路端电压U减小,A灯两端电压减小,亮度变暗;另一支路电流I′=I-I A增大,R1两端电压U1=I′ R1增大,故R与B灯的并联支路电压U B=U-U1减小,B灯变暗,C正确.答案:C7.如图所示,R4是半导体材料制成的热敏电阻,电阻率随温度的升高而减小,这就是一个火警报警器的电路,电流表是安放在值班室的显示器,电源两极之间接一个报警器,当R4所在处出现火情时,显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是()A.I变大,U变小B.I变大,U变大C.I变小,U变大D.I变小,U变小解析:当R4处出现火情时,R4变小→R总变小→I总变大→U外变小→U并变小→I3R3变小→I变大,故A项正确.答案:A8.如图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线.用此电源与三个阻值均为 3 Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为 4.8 V.则该电路可能为()解析:根据U-I图象可知E=6 V,r=0.5 Ω,A图U为改外=4 V,B图中U外=4.8 V,C图中U外=5.7 V,D图中U外=5.4 V.答案:B9.如图所示,一个电源在外电阻不断变化时,内、外电阻消耗的电功率随电流变化的关系分别用抛物线C1、C2表示.由该图可知()A.电源的电动势为8 VB.电源的内电阻为2 ΩC.电源输出功率的最大值为16 WD.电源消耗的最大功率为16 W解析:图中交点表示内、外电路消耗功率相等,此时的功率和电流分别为4 W和2 A,由P内=I2r,代入数据得r=1 Ω,故B错误;由P外=I2R知R=1 Ω,内电阻等于外电阻,电动势为E=I(R+r)=4 V,A错误,外电阻和内电阻相等时电源输出功率的最大值为4 W,C错误.电源消耗的功率为P=EI,当R=0时电流最大为4 A,P max=16 W,故D正确.答案:D10.如图所示电路中,R0为定值电阻,当滑片P向右移动过程中,下列判断正确的是()A.电压表V1、电流表A的读数都增大B.电压表V1与电流表A读数的比值保持不变C.电压表V2与电流表A读数的比值变大D.电压表V1、电流表A读数变化量的比值保持不变解析:滑片P向右移动,R接入电路中的电阻增大,总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知干路电流I减小,内电压U内=Ir减小,外电压U外=E-U内增大,R0的电压V2减小,R的电压V1增大,故选项A错误;R0为定值电阻,电压表V2与电流表A读数的比值保持不变,R接入电路中的电阻增大,电压表V1与电流表A读数变化量的比值增大,故选项B错误,C错误;电压表V1、电流表A读数变化量的比值为内阻与R0之和,选项D正确.答案:D二、多项选择题(本题共4小题,每题4分,共16分,每小题有多个选项是正确的,全选对得4分,少选得2分,选错、多选或不选得0分)11.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是() A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的热量一定越多B.公式W=UIt适用于任何电路,Q=I2Rt适用于任何电路C.热功率P热=I2R=U2R适用于任何电路D.焦耳定律Q=I2Rt适用于任何电路解析:电功率P=UI越大,电流做功越快,但热量Q=I2Rt由I、R、t三者决定,选项A错误;电功W=UIt适用于任何电路,电热Q=I2Rt适用于任何电路,而P热=U2R只适用于纯电阻电路,选项C错误,选项B、D正确.答案:BD12.在如图所示的电路中,由于某一电阻发生短路或断路,使A 灯变暗,B灯变亮,则故障可能是()A.R1短路B.R2断路C.R3断路D.R4短路解析:由于A串联于干路中,且故障发生后,A灯变暗,故知电路中总电流变小,即电路总电阻变大,由此推知,故障应为某一电阻断路,排除选项A、D.若假设R2断路,则其断路后,电路总电阻变大,总电流变小,A灯变暗,同时R2断路必引起与之并联的灯B 中电流的变化,使B灯变亮,推理结果与现象相符,故选项B对.若假设R3断路,则也引起总电阻变大,总电流变小,使A灯变暗,同时R3断路后也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大,灯B中分得电流也变大,B灯变亮,故选项C正确.答案:BC13.如图所示,已知电源电动势E=12 V,内阻r=1 Ω,定值电阻R=2 Ω,通过小灯泡的电流为1 A,已知小灯泡的电阻为3 Ω,小型直流电动机的线圈电阻=1 Ω,则()A.电动机两端的电压为1 VB.电动机两端的电压为6 VC.电动机的输入功率为6 WD.电动机的输出功率为5 W解析:电动机两端的电压U M=E-I(R+R L+r)=12 V-1×(2+3+1) V=6 V,故选项A错误,选项B正确;电动机的输入功率P =U M I=6×1 W=6 W,P出=P-I2r=6 W-1 W=5 W,故选项C、D正确.答案:BCD14.如图所示的两种电路中,电源相同,各电阻阻值相等,各电流表的内阻相等且不可忽略不计.电流表A1、A2、A3、A4的示数分别为I1、I2、I3、I4.下列关系式中正确的是()A.I1=I2B.I1<I4C.I2=2I1D.I2<I3+I4解析:左图中,通过下面电阻的电流大于I1,所以I2>2I1,选项A、C错误;左图电路的总电阻大于右图电路的总电阻,所以左图的干路电流较小,即I2<I3+I4,又由于I3=I4,故2I4>I2,因I2>2I1,故I1<I4,选项B、D正确.答案:BD三、实验题(共21分)15.[(1)每空1分,(2)每空2分,画图2分,共9分]某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r,所给的器材有:A.电压表V:0~3 V,0~15 V B.电流表A:0~0.6 A,0~3 AC.滑动变阻器R1:(20 Ω,1 A) D.滑动变阻器R2:(1 000 Ω,0.1 A)E.开关S和导线若干(1)实验中电压表应选用的量程为__________(选填“0~3 V”或“0~15 V”);电流表应选用的量程为______(选填“0~0.6 A”或“0~3 A”);滑动变阻器应选用________.(2)实验测得的6组数据已在U-I图象中标出,如图所示.请你根据数据点位置完成U-I图线,并由图线求出该电池的电动势E=________ V,内阻r=________ Ω.解析:(1)由图象的数据可知电压在1.5 V以内,电流在0.6 A以内,则实验中电压表应选用的量程为0~3 V,电流表应选用的量程为0~0.6 A;滑动变阻器采用限流连接,应选用R1.(2)连线如图,由U-I图线得该电池的电动势E=1.5 V,内阻r =0.5 Ω.答案:(1)0~3 V0~0.6 A R1(2)1.50.516.(每空3分,共12分)(1)一位同学在实验中分别用游标卡尺和螺旋测微器测量物体长度,得到结果如图所示,游标卡尺示数______ mm,螺旋测微器示数________ mm.(2)现用伏安法研究某电子器件R1(6 V,2.5 W)的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整(直接测量的变化范围尽可能大一些),备有下列器材:A.直流电(6 V,内阻不计);B.电流表G(满偏电流I g=3 mA,内阻R g=10 Ω);C.电流表A(0~0.6 A,内阻未知);D.滑动变阻器(0~20 Ω,5 A);E.滑动变阻器(0~200 Ω,1 A);F.定值电阻R0(阻值1 990 Ω);G.开关与导线若干.①根据题目提供的实验器材,请你在方框中设计出测量电子器件R1伏安特性曲线的电路原理图(R1可用“”表示).②在实验中,为了操作方便且能够准确地进行测量,测动变阻器应选用________(填写器材序号).解析:(1)①游标卡尺的主尺读数为14 mm,游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为10×0.05 mm=0.50 mm,所以最终读数为:14 mm+0.50 mm=14.50 mm.②螺旋测微器的固定刻度为5.5 mm,可动刻度为16.3×0.01 mm =0.163 mm,所以最终读数为5.5 mm+0.163 mm=5.663 mm.(2)①由题意要求可知,电压从零开始变化,并要多测几组数据,故只能采用滑动变阻器分压接法;灯泡的电阻约为R=U2P=622.5=14.4 Ω,灯泡的电阻值比较小,属于小电阻,所以用电流表外接法,电路图如答案图所示.②因要求电压从零开始变化,变阻器用分压接法,应选小阻值的D.答案:(1)14.50 5.663(2)①如图所示:②D三、计算题(共33分)17.(10分)如图所示电路中,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω.D 为直流电动机,其电枢线圈电阻R=2 Ω,限流电阻R′=3 Ω.当电动机正常工作时,电压表示数为0.3 V.求:(1)通过电动机的电流大小;(2)电动机输入的电功率、转变为热量的功率和输出机械功率.解析:(1)通过电动机的电流I与流过限流电阻R′的电流相同,由I=UR′得:I=0.33A=0.1 A.(2)由E=Ir+U+U D可得电动机两端电压U D=E-Ir-U=6 V-0.1×1 V-0.3 V=5.6 V.所以电动机输入的电功率P入=U D I=0.56 W.电动机的发热功率P热=I2R=0.02 W.电动机的输出功率P出=P入-P热=0.54 W.18.(12分)如图所示的电路中,电源电动势E=6.0 V,内阻r=0.6 Ω,电阻R2=0.5 Ω,当开关S断开时;电流表的示数为1.5 A,电压表的示数为3.0 V,试求:(1)电阻R1和R3的阻值;(2)当S闭合后,电压表的示数以及R2上消耗的电功率.解析:(1)R3=U3I3=3.01.5Ω=2.0 Ω.由于E=I3(R1+R3+r),代入数据有6.0=1.5 (R1+2.0+0.6),解得:R1=1.4 Ω.(2)S闭合后,R总=R1+r+R2·R3R2+R3=2.4 Ω.电压表的示数U=ER总×R2·R3R2+R3=62.4×0.4 V=1.0 V.R2上消耗的功率P2=U2R2=120.5W=2.0 W.19.(11分)如图所示,E=10 V,r=1 Ω,R1=R3=5 Ω,R2=4 Ω,C=100 μF,当S断开时,电容器中带电粒子恰好处于静止状态,求:(1)S 闭合后,带电粒子加速度的大小和方向;(2)S 闭合后流过R 3的总电荷量.解析:(1)S 断开,带电粒子恰好处于静止状态,设电容器两极板间距离为d ,有:U C =E R 1+R 2+rR 2=4 V , q U C d=mg . S 闭合后,有:U ′C =E R 2+rR 2=8 V . 设带电粒子加速度为a ,则根据牛顿第二定律,有:q U ′C d-mg =ma . 解得:a =g ,方向竖直向上.(2)S 闭合后,流过R 3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量,所以ΔQ =C (U ′C -U C ),即ΔQ =4×10-4C.。