2012计算物理复习题-1
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1.一半径为R的均匀带电球面,带电量为q,若规定该球面上的电势为零,则无限远处的电势将等于_____2.如图所示,真空中两块面积均为S的平板A和B彼此平行放置,板间距离为d,d远小于板的线度。
设A、B板都均匀带正电,电量分别为q1和q2,则A、B两板间的电势差为_____3.一质点的运动方程为:r=acos2πt i+bsin2πtj,(i,j为X、Y方向的单位向量),则质点的加速度表达式为:__________________,质点的轨迹方程是______________。
4.一质点以v=A+Bt的速率从t=0开始作半径为R的圆周运动,则质点的切向加速度大小为____________,运动一周时的速度大小为________________。
5.一质量为m的长直匀杆,长为L,如转轴通过杆的中心并与杆垂直,则杆的转动惯量为_________________________;如转轴通过杆的一端并与杆垂直,则杆的转动惯量为________________________6.半径为R、带电量为Q的圆环,其圆心处的电场强度为___________________,如无穷远处电势为0,则圆心的电势等于___________________。
7.平板电容器的面积S,极板相距d(d2远小于S),如极板的面电荷密度为σ,则电容器内的电场强度为______________,两极板间的电势差为__________________。
8.真空中半径为R的均匀金属圆环中通以电流I。
则圆环中心O点的磁感应强度大小为_________________,该圆环的磁矩为__________________。
9.在磁感应强度为B的均匀磁场中,有一半径为R的半球面S,S的边线所在平面的法线方向n与B 的夹角为θ, 则通过半球面的磁通量绝对值为___________,如果是半径为R 的球面,则通过球面的磁通量绝对值为___________。
一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分,每小题至少有一个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.(2012年淮阴模拟)关于电阻率,下列说法中正确的是()A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好B.各种材料的电阻率大都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而减小C.所谓超导体,是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为无穷大D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常都用它们制作标准电阻解析:电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,说明其导电性能越差,A错;各种材料的电阻率大都与温度有关,纯金属的电阻率随温度升高而增大,超导体是当温度降低到某个临界温度时,电阻率突然变为零,B、C 均错;某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用于制作标准电阻,D 对.答案:D2.下列说法中正确的是()A.每种金属都有确定的电阻率,电阻率不随温度变化B.导线越细越长,其电阻率也越大C.一般金属的电阻率,都随温度升高而增大D.测电阻率时,为了提高精度,通过导线的电流要足够大,而且要等到稳定一段时间后才可读数解析:金属的电阻率,随着温度的变化而改变,温度升高,电阻率增大.A 错,C对.电阻率的大小与导线的粗细和长短无关,B错.由于电阻率的大小与温度有关,测电阻率时,不应使通过导线的电流过大,或通电时间过长,因为这会使导线温度明显升高,从而导致测量不准确,故D错.答案:C3.如图所示,三个电阻R1,R2,R3的阻值相同,允许消耗的最大功率分别为10 W、10 W、4 W,此电路中允许消耗的最大功率为()A.24 W B.16 WC.12 W D.15 W解析:若按R3消耗功率为4 W,则R1消耗功率为4×4 W=16 W(P∝I2),超过其允许的最大功率.再按R1消耗的功率为其最大值,则R2,R3消耗的功率各为14P1=2.5 W,均不超过最大值,故电路允许消耗的最大功率为15 W.故正确答案为D.答案:D4.某用电器与供电电源的距离为L,线路上的电流为I,若要求线路上的电压降不超过U,已知输电导线的电阻率为ρ,那么,该输电导线的横截面积的最小值是()A.ρLU B.2ρLIUC.UρLI D.2ULIρ解析:由欧姆定律有R=UI,由电阻定律有R=ρ2LS,联立解得S=2ρILU,B正确.答案:B5.一个T形电路如图所示,电路中的电阻R 1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω.另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计.则()A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是50 ΩB.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是50 ΩC.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 VD .当cd 两端接通测试电源时,ab 两端的电压为80 V解析:本题考查的知识点是串联电路、并联电路.当cd 端短路时,电阻R 2、R 3并联后与R 1串联,ab 间的电阻为R ab =R 1+R 2R 3R 2+R 3=40 Ω,故选项A 错误;当ab 端短路时R 1、R 3并联后与R 2串联,cd 间的电阻为R cd =R 2+R 1R 3R 1+R 3=128 Ω,故选项B 错误;当ab 两端接通测试电源时,R 1、R 3串联,R 2相当于导线,cd两端电压为R 3上的电压,所以U cd =UR 3R 1+R 3=100×4010+40V =80 V ,故选项C 正确;当cd 两端接通测试电源时,R 2、R 3串联,R 1相当于导线,ab 两端电压为R 3上的电压,所以U ab =UR 3R 2+R 3=100×40120+40V =25 V ,故选项D 错误. 答案:C6.小灯泡通电后,其电流I 随所加电压U 变化的图象如图所示,P 为图象上一点,PN 为图象的切线,PQ 为U 轴的垂线,PM 为I 轴的垂线,则下列说法不正确的是( )A .随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B .对应P 点,小灯泡的电阻为R =U 1I 2C .对应P 点,小灯泡的电阻为R =U 1I 2-I 1D .对应P 点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的面积解析:在I -U 图象中,图线上的点与O 点的连线的斜率表示该点所对应的电压电流下电阻的倒数,图象中图线的斜率逐渐减小,电阻应逐渐增大,A 对;对应P 点,小灯泡的电压为U 1,电流为I 2,根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻应为R =U 1I 2,B 对;其工作功率为P =U 1I 2,即为图中矩形PQOM 所围的面积,D 对,这P 点切线的斜率反应了电流随电压变化快慢即反应的是电阻随电压电流变化快慢而不是灯泡的电阻,故C 错,因此本题应选择C 项.答案:C7.在如图所示电路中,AB 为粗细均匀、长为L 的电阻丝,以A 、B 上各点相对A 点的电压为纵坐标,各点离A 点的距离x 为横坐标,则U 随x 变化的图线应为( )解析:U =IR x =E R ·R L x =E L x ,其中E 、L 均为定值,故U 与x 成正比.A 项正确.答案:A8.(2012年聊城模拟)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗,若该车在额定状态下以最大运行速度行驶,则( )自重40 kg 额定电压 48 V 载重 75 kg 额定电流 12 A最大行驶速度 20 km/h 额定输出功率 350 WA.B .电动机的内电阻为4 ΩC .该车获得的牵引力为104 ND .该车受到的阻力为63 N解析:电动机的输入功率P 入=UI =48×12 W =576 W ,故选项A 正确.电动机正常工作时为非纯电阻电路,不能用欧姆定律求内电阻,故选项B 错误.电动车速度最大时,牵引力F 与阻力F f 大小相等,由P 出=F f v m 得F f =P 出v m=350×3.620N=63 N,故选项C错误、D正确.答案:AD9.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.当环中电子以光速的110的速度流动而形成的电流是10 mA时,环中运行的电子数目为(已知光速c=3×108 m/s,电子电荷量e=1.6×10-19 C)()A.5×1010B.5×1011C.1×102D.1×104解析:设单位长度上电子数目为n,则单位长度上电子带的电荷量q′=net秒内电子通过的距离x=110×ctt秒内通过某截面的电荷量q=xq′=nect/10由I=qt 得I=nec10故n=10Iec环中电子数目N=240n=240×10×10-21.6×10-19×3×108个=5×1011个.B项正确.答案:B10.(2012年镇江模拟)用一稳压电源给装在一个圆管内的水银通电,电流为0.1 A,若把全部水银倒在一个内径大一倍的管子里,那么通过水银的电流将是()A.1.6 A B.0.8 AC.0.4 A D.3.2 A解析:由于水银内径增大一倍,由S=πr2,则圆管的横截面积增大为原来的4倍,由水银体积不变,装水银部分管子的长度变为原来的14,由R=ρlS知,R变为原来的116,所以由I =U R 得电流变为原来的16倍,即I =1.6 A ,故A 正确.答案:A二、非选择题(本题共2小题,共30分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)11.(15分)神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类.现代生物学认为,髓鞘是由多层(几十到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻.已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2 μm 左右,而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105 Ω.(1)若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质电阻率.(2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32π cm 3,当在其两底面上加上1 000 V 的电压时,通过该圆柱体的电流为10π μA ,求该圆柱体的圆面半径和高.解析:(1)由电阻定律:R =ρl S ①所以ρ=RS l =1.6×105×1.0×10-42×10-6Ω·m =8×106 Ω·m ②(2)由欧姆定律和圆柱体体积公式R =U I ③V =πr 2h ④R =ρh πr 2⑤由③④⑤可得:U I =ρh 2V ⑥代入数据解得h =0.02 m =2 cm将h 值代入④式得r =0.04 m =4 cm.答案:(1)8×106Ω·m(2) 4 cm 2 cm12.(15分)用一个额定电压为12 V的灯泡做实验,测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示.(1)在正常发光条件下,灯泡的电功率为多大?(2)设灯丝电阻与绝对温度成正比,室温为300 K,求正常发光条件下灯丝的温度.(3)将一定值电阻与灯泡串联后接到20 V电压上,要使灯泡能正常发光,串联的电阻为多大?(4)当合上开关后,需要0.5 s灯泡才能达到正常亮度,为什么这时电流比开始时小?计算电流的最大值.解析:(1)由题图知,正常发光时R=8 Ω,P=U2R=18 W.(2)由题图知,室温时电阻R′=1 Ω,由TT′=RR′,得T=2 400 K.(3)串联电路电压分配与电阻成正比,R xR=812,得R x=5.33 Ω.(4)刚合上开关灯未正常发光,温度低,电阻小,电流大,I m=UR0=121A=12 A.答案:(1)18 W(2)2 400 K(3)5.33 Ω(4)刚合上开关灯未正常发光,温度低,电阻小,电流大12 A一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分,每小题至少有一个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.(2012年佛山模拟)在利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图中,开关闭合前滑动变阻器的接法最合理且路端电压最大的是()解析:A选项中滑动变阻器连入电路的电阻为零,D选项中连入电路的电阻总是全值电阻,都不能改变电路的电流.C选项中闭合开关前,滑片靠近下接线柱,接入电路的电阻最小,电路中电流最大,不安全.答案:B2.(2012年锦州模拟)在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变化的外电阻供电时,关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示.则()A.当R=r时,电源有最大的输出功率B.当R=r时,电源的效率η=50%C.电源的功率P′随外电阻R的增大而增大D.电源的效率η随外电阻R的增大而增大解析:由图可知,R=r时电源有最大输出功率E24r,A正确;电源的功率P′=IE,随外电阻R的增大而减小,C错误;由η=IUIE =RR+r=11+rR可知B、D正确.答案:ABD3.如图所示,电源的电动势为E,内电阻为r,R0为定值电阻,R为变阻器,已知R0>r.为使R0上消耗的电功率最大,应将变阻器阻值调整到()A.R0B.R0+rC.R0-r D.0解析:当变阻器电阻最小时,电路中的电流最大,R0上消耗的功率P=I2R0最大,D正确.答案:D4.如图所示为“热得快”热水器的电路图和示意图.现接通电源,发现该热水器没有发热,并且热水器上的指示灯也不亮.用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220 V,指示灯两端的电压为220 V.那么该热水器的故障在于()A.连接热水器和电源之间的导线断开B.连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路C.电阻丝熔断,同时指示灯烧毁D.同时发生了以上各种情况解析:由于A、B两端的电压和指示灯两端的电压均为220 V,说明热水器和电源之间的导线未断,同时电阻丝和指示灯也未发生短路而应该是电阻丝和指示灯同时发生断路,故选C.答案:C5.如图所示的两条图线分别表示同一电源的内阻发热功率P r以及电源的总功率P随干路电流I的变化图线,其中抛物线OBC为电源的内阻发热功率P r随干路电流I的变化图线,直线OAC为电源的总功率P随干路电流I的变化图线.若线段AB对应的横坐标为2 A,那么图象中线段AB所表示的功率差以及电流I=2 A时所对应的外电阻分别为()A.6 W0.5 ΩB.2 W0.5 ΩC.2 W0.1 Ω D.4 W0.3 Ω解析:两图线相交于C点,表示I=3 A时,有P=P r,即EI=I2r=9 W,解得E=3 V,r=1 Ω.当I=2 A时,由I=E得R=0.5 Ω;此时P=EI A=3×2 WR+r=6 W,P r=I2B r=4 W,所以图象中线段AB所表示的功率P AB=P-P r=2 W.选项B正确.答案:B6.(2010年高考课标全国卷)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为()A.34、14 B.13、23C.12、12 D.23、13解析:设电源的电动势为E,U为路端电压,U I图象纵轴单位电压为U0,横轴单位电流为I0,则E=6U0,a点,U a=4U0,由η=UIEI 知ηa=U aE=23,b点,U b=2U0,则ηb=U bE =1 3.答案:D7.如图所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则()A.R1接在电源上时,电源的效率高B.R2接在电源上时,电源的效率高C.R1接在电源上时,电源的输出功率大D.电源的输出功率一样大解析:电源的效率η=P出P总=UIEI=UE,由于U B>U C,故R1接在电源上时,电源的效率高,A项正确、B项错误;将电阻接在电源上,电阻的UI图象与电源两端电压与电流关系图象的交点,表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流,从图象中只可看出电流的数值,由于图线的斜率等于电阻的阻值,由图象可知,R2与电源的内阻相等,所以接在电源上时,R2比R1消耗功率大,故C、D 错.答案:A8.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.两电压表可看做是理想电表,当闭合电键,将滑动变阻器的滑动触头由左端向右端滑动时,下列说法中正确的是()A.小灯泡L2变暗,V1表的读数变小,V2表的读数变大B.小灯泡L1变亮,V1表的读数变大,V2表的读数变小C.小灯泡L2变亮,V1表的读数变大,V2表的读数变小D.小灯泡L1变暗,V1表的读数变小,V2表的读数变大解析:等效电路如图所示,L1与滑动变阻器并联,再与L2串联,V1测量路端电压,V2测量L2两端的电压.当滑动触头右移时,滑动变阻器阻值变大,与L1并联阻值变大,故闭合电路总阻值变大,I=ER+r减小,路端电压U1=E-Ir增大,U2=IR2减小,L2变暗,U并=U1-U2增大,故L1变亮.答案:B9.如图所示,将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环,接入电路中,电路与圆环的O点固定连接,P为与圆环良好接触的滑动头.闭合开关S,在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中,电容器C所带的电荷量将() A.由小变大B.由大变小C.先变小后变大D.先变大后变小解析:在题图所示位置时并联电阻最大,从m点到图示位置过程中圆环总电阻增大,从图示位置到q位置过程中圆环总电阻减小,则电阻R两端的电势差先减小后增大,即电容器上的电压先减小后增大,由C=Q,可知电容器C所U带的电荷量先减小后增大,C对.答案:C10.某同学按如图电路进行实验,电压表内阻看做无限大,电流表内阻看做零.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用电器引起的,则可能的故障原因是()A.R3短路B.R P短路C.R3断开D.R2断开解析:由电路分析可知,若R3短路,则R P、R2被短路,这时,电压表V2示数为零,A错;若R P短路,电压表V2两端电压,即为R3两端电压,和电压表V1示数应相同,B对;若R3断开,电压表V2所测量的为R2两端电压,而电压表V1所测量的为R2和R P两端电压,故C错;若R2断开,电压表V2和V1都测量R3两端电压,故D对.答案:BD二、非选择题(本题共2小题,共30分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)11.(15分)如图所示为一测速计原理图,滑动触头P与某运动物体相连,当P匀速滑动时,电流表有一定的电流通过,从电流表示数可得到运动物体的速度,已知电源电动势E=4 V.内阻r=10 Ω,AB为粗细均匀的电阻丝,阻值R=30 Ω,长度L=30 cm,电容器电容C=50 μF,现测得电流表示数为0.05 m A,方向由N流向M,试求物体速度的大小和方向.解析:估算流过电阻丝的电流为I=ER+r=430+10A=100 mA,远远大于电容器上的充放电电流.当P移动Δ x时,电容器上电压的变化为ΔU,ΔU=IΔR=ERΔx (R+r)L其充放电电流I C=ΔQt=C·ΔUt=CER(R+r)·L·Δxt又v=Δxt ,所以v=I C(R+r)LCER=0.1 m/s又因为I C由N流向M,电容器放电,P右移,物体移动方向向右.答案:0.1 m/s方向向右12.(15分)图甲是某同学在科技活动中自制的电子秤原理图,利用理想电压表的示数来指示物体的质量.托盘与金属弹簧(电阻可忽略)相连,托盘与弹簧的质量均不计.滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接,当托盘中没有放物体时,滑动触头恰好指在变阻器R最上端,此时电压表示数为零.设变阻器总电阻为R,总长度为L,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻阻值为R0,弹簧劲度系数为k,若不计一切摩擦和其他阻力.(1)求出电压表示数U x与所称物体的质量m之间的关系式;(2)由(1)的计算结果可知,电压表示数与待测物体质量不成正比,不便于进行刻度,为使电压表示数与待测物体质量成正比,请利用原有器材进行改进,在图乙上完成改进后的电路原理图,并求出电压表示数U x′与所称物体的质量m 的关系.解析:(1)设变阻器的上端到滑动端的长度为x,根据题意有mg=kx,R x=xL R,U x=R xR x+R0+rE,得U x=mgREmgR+kL(R0+r).(2)电路如图所示.根据题意有mg=kx,R x=xL R,U x′=R xR+R0+rE,得U x′=mgREkL(R+R0+r).答案:(1)U x=mgREmgR+kL(R0+r)(2)U x′=mgREkL(R+R0+r)1.如右图所示,伏安法测电阻时,为提高测量的精确度,可在连接电路时,将电压表的一端P预留出来,使P分别跟a、b两点接触一下,同时注意观察电流表、电压表的示数,则下面的决定正确的是() A.两次比较若电流表的示数变化显著,则P应接a点B.两次比较若电流表的示数变化显著,则P应接b点C.两次比较若电压表的示数变化显著,则P应接a点D.两次比较若电压表的示数变化显著,则P应接b点解析:若电流表读数有显著变化,说明电压表内阻所分电流不能忽略.由于电压表内阻是一大电阻,说明待测电阻较大,故应采用内接法,P点应接b点.所以,选项B正确;若电压表读数有显著变化,说明电流表内阻所分电压不能忽略.由于电流表内阻很小,说明待测电阻较小,故应采用外接法,P应接a点,所以选项C正确.答案:BC2.如图所示,在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,某同学已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接.解析:滑动变阻器应采用分压式接法,如图:答案:见解析图3.现要测定一额定电压为4 V、额定功率为1.6 W的小电珠(图中用⊗表示)的伏安特性曲线.要求所测电压范围0.1 V~4 V.现有器材:直流电源E(电动势4.5 V,内阻不计),电压表V(量程4.5 V,内阻约为4×104Ω),电流表A1(量程250 mA,内阻约为2 Ω),电流表A2(量程500 mA,内阻约为1 Ω),滑动变阻器R(最大值约为30 Ω),电键S,导线若干.如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的电流表是________,如图所示的两个电路应该选用的是________.解析:本题考查用伏安法测小电珠电阻的实验方法,并考查学生分析实验,根据实验要求确定电流表的内、外接法及滑动变阻器的两种接法.(1)电流表选A2,由P=U2R得R灯=421.6Ω=10 ΩI m=4.510A=0.45 A=450 mA,所以选A2.(2)根据电流表、电压表内阻及小电珠、电阻之间的关系,R珠=10 Ω<R V·R A =200 Ω,应选用电流表外接法,故选甲电路.答案:A2甲4.(2012年金华模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,除标有“6 V,1.5 W”字样的小电珠、导线和开头外,还有下列器材:A.直流电源(6 V,内阻不计);B.直流电流表(量程为3 A,内阻0.1 Ω以下):C.直流电流表(量程为300 mA,内阻约为5 Ω);D.直流电压表(量程为10 V,内阻约为15 kΩ);E.滑动变阻器(10 Ω,2 A);F.滑动变阻器(1 kΩ,0.5 A).实验要求小电珠两端的电压从零开始变化并能进行多次测量.(1)实验中电流表应选用________,滑动变阻器应选用________.(均用序号表示)(2)在虚线框内画出实验电路图.(3)试将如图所示的器材连成实物电路.解析:由于I额=PU=250 mA,故电流表应选C;因要求小电珠两端的电压从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,应选小阻值的E.(1)实验中电流表应选C,滑动变阻器应选用E.(2)实验电路图如图甲所示.(3)实物连接图如图乙所示.答案:(1)C E(2)见解析图甲(3)见解析图乙5.(2011年高考广东理综)在“描绘小电珠的伏安特曲线”实验中,所用器材有:小电珠(2.5 V,0.6 W),滑动变阻器,多用电表,电流表,学生电源,开关,导线若干.(1)粗测小电珠的电阻,应选择多用电表________倍率的电阻挡(请填写“×1”、“×10”或“×100”);调零后,将表笔分别与小电珠的两极连接,示数如图甲,结果为________Ω.(2)实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理图乙完成实物图丙中的连线.(3)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于________端,为使小电珠亮度增加,P应由中点向________端滑动.(4)下表为电压等间隔变化测得的数据,为了获得更准确的实验图象,必须在相邻数据点________间多测几组数据(请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”).数据点 a b c d e fU/V0.000.50 1.00 1.50 2.00 2.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244解析:(1)小电珠(2.5 V,0.6 W)对应电阻为2.520.6Ω=10.4 Ω,电阻十几欧,所以选“×1”挡.(2)电流表的电阻也就几欧,与电压表几千欧相比,小电珠的电阻算小电阻,所以电流表必须外接,伏安特性曲线要求电压从0开始逐渐变大,所以滑动变阻器必须采用分压接法.(3)从a端开始,电压为零,向b端移动,对小电珠所加电压逐渐变大.(4)ab之间电流增加了0.122 A,其他段电流增加了0.03 A左右.所以需要在ab之间将电流分为0.030 A、0.060 A、0.090 A,分别测出相应的电压值.答案:(1)×17.3-7.7(2)如图所示(3)a b(4)ab6.(2012年海淀模拟)现在要测量一只额定电压为U=3 V的小灯泡L的额定功率P(约为0.3 W).实验室备有如下器材:电流表(量程200 mA,内阻r1=10 Ω)电流表(量程300 mA,内阻约为几欧姆)定值电阻R(10 Ω)滑动变阻器R1(0~100 Ω,0.5 A)电源E(E=5 V,r≈1 Ω)单刀开关一个、导线若干(1)设计出实验电路,画在下面的虚线框内.(2)按(1)中设计的电路图把上图中仪器连接起来;(3)写出主要的操作步骤:①____________________________________②_____________________________________③_____________________________________.(4)实验中计算灯泡额定功率的表达式为________.(必须用题中给定的符号及你在(3)中设计的记录符号来表示)答案:(1)如图(a)所示(2)如图(b)所示(3)①按设计好的电路图连接好电路,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P 应移至阻值最大的位置.②闭合开关S,移动滑片P,使电流表的示数I1=UR+r1=310+10A=150mA,使小灯泡正常发光,同时记下此时电流表的示数I2.③断开开关S,拆除电路、整理仪器.(4)P=U(I2-I1)1.在测电源电动势和内阻实验中,下列说法正确的是()A.用新电池较好B.用旧电池好C.新、旧电池一样D.以上说法都不对解析:旧电池内阻较大,实验时,电压表读数变化较大,误差较小.答案:B2.为了测量两节串联干电池的电动势,某同学设计了如图甲所示的实验电路,其中E是待测电池组,内阻不能忽略;V1、V2是两只量程合适的相同的电表,内阻不是很大,且未知;S1、S2是单刀单掷开关;导线若干.(1)请根据电路图甲,在图乙中将器材连成实物图.(2)实验需要测量的物理量是________.(3)用测出的物理量,导出串联电池组电动势的表达式是________.解析:连接实物图如图所示.先闭合S1、断开S2,记下V1、V2的示数U,由闭合电路欧姆定律可得:E=2U+UR r再闭合S2,记下V1的示数U′,则有:E=U′+U′R r,联立解得:E=UU′U′-U.答案:(1)见解析图(2)S1闭合,S2断开时V1、V2的示数U;S1、S2闭合后V1的示数U′(3)E=UU′U′-U3.用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻提供的器材如图(a)所示.(1)用实线代表导线把图(a)中的实物连接成测量电路.(两节干电池串联作为电源,图中有部分线路已连好)(2)图(b)中的6个点表示实验测得的6组电流I、电压U的值,按照这些实验值作出U I图线,由此图线求得的每节电池电动势E=________ V,每节电池的内阻r=________ Ω.(取3位有效数字)解析:(1)测量电路的实物连接图如图甲所示.(2)按照实验值作出的U I图线如图乙所示.从图象可以得出,图线在U轴上的截距为2.96 V,则每节电池的电动势为:E=12×2.96 V=1.48 V.图线斜率的绝对值为:k=2.96-2.01.32≈0.727,即电源的内阻为:r电=0.727 Ω,每节电池的内阻为:r=1=0.364 Ω.2r电答案:(1)见解析图(2)U I图线见解析 1.480.3644.(2012年上海闸北区模拟)用电流传感器和电压传感器可测干电池的电动势和内电阻. 改变电路的外电阻,通过电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的路端电压和电流,输入计算机,自动生成U I图线,由图线得出电动势和内电阻.(1)记录数据后,打开“坐标绘图”界面,设x轴为“I”,y轴为“U”,点击直接拟合,就可以画出U I图象,得实验结果如图甲所示.根据图线显示,拟合直线方程为:________,测得干电池的电动势为________ V,干电池的内电阻为________ Ω.(2)现有一小灯泡,其U I特性曲线如图乙所示,若将此小灯泡接在上述干电池两端,小灯泡的实际功率是多少?(简要写出求解过程;若需作图,可直接画在方格图中).解析:(1)设直线方程为U=aI+b,把坐标(0,1.5)和(0.75,0)代入方程解得:a =-2,b=1.5,得出直线方程为U=-2I+1.5;由闭合电路的欧姆定律得:E =IR+Ir=U+Ir,对比图象可得:E=1.5 V,r=2 Ω.(2)在小灯泡的U I特性曲线坐标纸上作出电源的U I图线,如图所示,两图线的交点即为小灯泡接在该电源上工作时的电压与电流,由图象知,U=0.90 V,I=0 .30 A,所以小灯泡工作时的功率为P=UI=0.90×0.30 W=0.27 W.答案:(1)U=-2I+1.5 1.52(2)见解析5.(2011年高考四川理综)为测量一电源的电动势及内阻①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V 的电压表A .量程为1 V 、内阻大约为1 kΩ的电压表B .量程为2 V 、内阻大约为2 kΩ的电压表C .量程为3 V 、内阻为3 kΩ的电压表 选择电压表________串联________ kΩ的电阻可以改装成量程为9 V 的电压表.②利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号或与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图.③根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50 V 时,电阻箱的阻值为15.0 Ω;电压表示数为2.00 V 时,电阻箱的阻值为40.0 Ω,则电源的电动势4E =________V 、内阻r =________Ω.解析:①的内阻不确定,故应选择进行改装,串联电阻R =⎝ ⎛⎭⎪⎫U U 0-1R V3=⎝ ⎛⎭⎪⎫93×3 kΩ=6 kΩ. ②本实验的原理为U =E -Ir ,利用变阻箱和电压表可获取电流I ,故电路应为图示结构.③设U 0为改装电压表的示数则R 两端的电压为3U 0,E 0为电源电动势.把两组实验数据分别代入3U 0=E 0-3U 0R r 有4.5=E 0-4.515r 和6=E 0 -640r ,联立解。
电学计算一、知识梳理:1、电功率:(1)电功率定义:____________与___________的比值;表示电流做功________的物理量。
电功率在数值等于_____________内电流所做的____。
某灯泡标有“220V 60W”表示:灯泡的亮度取决于它的_________功率(2)电功率的计算公式:①P= _________ ,单位:P-- ,U-- ,I--或定义式:②P= _________,单位:P-- / ,W-- / ,t-- /对纯电阻电路:③ P= __________,其中单位;④P= ,其中单位。
2、电功:(1)电功概念是:电流做功的过程就是转化为其他形式能的过程。
电功的计算公式:①W= _________ ,单位;②W= _________ ,单位;对纯电阻电路:③ W= ___________单位;_④W= 单位电功单位:______ 、。
1千瓦时(kwh)=焦耳(J)一:基本串并联计算;1-1.有一只灯泡的电阻为20欧姆,正常工作时,通过它的电流强度为0.5安培。
求:(1)把这个灯泡接到12伏的电源上时,通过它的电流强度多大? 试分析这时灯泡能否正常工作?(2)如果接在12伏特的电源上,要使它正常工作需要串联一个多大的电阻?1-2.如图所示,将一个标有“6V 3W”的灯泡与一阻值为6Ω的R2串联接入一电源上,灯泡恰好正常发光,求:(1)灯泡电阻R1 (2)灯泡的额定电流I额(3)电源电压U (4)R2的电功率.1-3.如图所示,电阻R1=10Ω.当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A,电压表的示数为4V.求:(1)R2的阻值;(2)电源电压;(3)电阻R1的电功率1-4.在如图所示电路中,已知电阻R1=5Ω,电流表A1的读数为1A,电流表A的读数为1.5A。
求:(1)电源电压U;(2)R2的阻值1-5.图示电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20Ω.当开关S1闭合、S2断开时,电流表示数为0.3A;当开关S1、S2均闭合时,电流表示数变为0.5A。
AB C D八年级第一学期物理科期末总复习训练(一)一、选择题:(下列各题所列选项中,只有一项是符合) 1、下列各种现象形成的过程中,液化吸收热量的是:A .冬天,紧闭的玻璃窗内壁出现冰花B .冰箱内取出的西红柿“冒汗”C .衣柜内的卫生球逐渐变小D .用铁水浇铸工件2、下面的实例连线不正确的是: ( ) A 、能使荧光物质发光---用紫外线验钞 B 、海市蜃楼---光的反射 C 、猫头鹰夜视能力强---对红外线敏感 D 、雨后彩虹---光的折射3、下列的估测,最接近实际的是A .普通课桌的高度约为10cmB .物理课本的长度约为2.6mC .一位普通中学生的质量约为50kgD .一袋普通方便面的质量约为0.5g 4、下列是小明使用天平的几点做法,其中正确的是A .测量前将天平放在水平桌面上B .调节横梁平衡时,游码可不在零刻度处C .用手直接加减砝码D .所测物体质量可以超过天平最大测量值 5、下列关于生活中常见热现象的解释,错误的是( )A 、在高山上烧水,水温低于100℃就沸腾了,这是因为高山上气压低,水的沸点低B 、天热时,狗常把舌头伸出口,这实际上是利用蒸发致冷C 、衣柜里防蛀虫的樟脑丸越来越小,这是因为樟脑丸汽化了D 、夏天,室外的自来水管外会有湿润现象,这是空气中水蒸气液化形成的 6、图是晓丽同学从生活中收集到一些光现象的实例,以下说法正确的是:甲 乙 图3 丙 丁A .图甲凸透镜使平行于主光轴的光会聚B 图乙电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光组成的C .图丙隔着放大镜看物体,物体总是放大的.D .图丁有经验的渔民叉鱼时对着看到的鱼叉去 7、已知ρ水=1.0×103㎏/m 3,ρ冰=0.9×103㎏/m 3。
体积为l m 3的水全部凝固成冰后,则冰的A .质量为1.0×103㎏, 密度变大 体积变大B .质量为1.0×103㎏, 密度变小 体积变大C .质量为0.9×103㎏, 密度变大 体积变小D .质量为0.9×103㎏, 密度不变 体积变大 8、一只空瓶装满水时的总质量是400g ,装满酒精时的总质量是350g ,则该空瓶的容积是 (ρ水=1g /cm 3,ρ酒精=0.8g /cm 3)A .400cm 3B .350cm 3C .250cm 3D .200cm 3二、填空题 (每空1分,不要求写出计算过程.)9、云是这样形成的:空气中的大量水蒸汽遇到冷空气 成极小的水珠或 成极小的冰晶, 大量的小水珠和小冰晶浮在高空中,就形成了云.前者 后者 。
初二物理期末复习题一、选择题(12分)1、下列对生活中物理量的估测接近事实的是 ( )A .人步行的速度约3.6km/hB .人体的密度约为1.0kg/m 3C .单人课桌高度约为1.8mD .一枚鸡蛋的质量是60g2.下列关于不可见光的说法中,正确的是 ( )A 、靠近光谱中红光的不可见光是紫外线;B 、紫外线可以诊断疾病;C 、可以用红外线来遥控电视D 、红外线可以帮助人体合成维生素 D3、下列现象属于光的折射的是( )4、凸透镜焦距为15cm ,当物体放在离焦点5cm 主轴上,成的像一定是 ( )A. 放大的倒立实像B. 放大的倒立虚像C. 放大的像D. 缩小的像 5、.物态变化现象一年四季随处可见,下列说法正确的是 ( )A.春天的早晨经常出现大雾,这是汽化现象,要吸收热量B.夏天用干冰给运输中的食品降温,这是应用干冰熔化吸热C.秋天的早晨花草上出现的小露珠,是液化现象,要吸收热量D.初冬的早晨地面上会出现白白的一层霜,这是凝华现象6、小猫在平静的池塘边欣赏自己在水中的像,下图中正确的是( )A B C D二、填空题(18分)7、验钞机能检验人民币的真伪,它的原理是利用了 使荧光物质,在森林里游客如果随地丢弃装水的透明饮料瓶,可能会引起森林火灾,这是因为饮料瓶相当于 镜,它能使太阳光 。
8、已知凸透镜焦距为10cm ,点燃蜡烛放在距透镜25cm处,移动光屏,可以在光A.小孔成像B.树在水中的倒影C.熟练的渔夫叉鱼D.通过汽车的后视镜 观察路况屏上成一个像,蜡烛向凸透镜靠近时,应将光屏凸透镜,光屏上的像变。
9鸡尾酒是由几种不同颜色的酒调配而成的,经调配后不同颜色的酒界面非常清晰,这是因为不同的酒有不同的。
10、一只0.5㎏的瓶子装满酒精时,总质量是2.5㎏,若用它装满水,水的=0.8Х103kg/m3)质量是。
(ρ酒11、有一种能反映空气中水蒸气含量的装置叫“干湿温度计”,它是由两个相同的温度计并列制成的,其中一个温度计被湿布包起来了,这是由于湿布中的水在______吸热,在一定温度下,两个温度计读数的差别越小,表示空气湿度越.12、利用干冰(固态的二氧化碳)使运输中的食品降温,防止腐烂变质,这是应用了干冰.13、把一支蜡烛点然一会儿后,这支蜡烛的质量将,密度将三、计算题(10分)17一块体积为100 cm3的冰全部融化成水,水的质量?体积?18、最多能装1360克水银的瓶中,最多可装水多少克?ρ水银=13.6×103kg/ m四简答题(6分)19 、有两只干净的玻璃瓶,一只盛满不含气泡的纯净水,另一只是空的,上面都都盖着盖子,你怎样用眼睛判断那只杯中有水?20、夏天吃冰棒感觉凉快,扇扇子也感觉凉快,分别说出为什么?当老师用湿布擦完黑板后,某位置的同学觉得黑板反光看不清黑板上的字,请解释其中的物理道理。
题汇总(计算专题1)班级: 姓名:1.一个体积为3L 的瓶子,装满水,求水的质量是多少?若瓶子重1kg ,瓶子的底面积为4×10-4m 2,求装满水时瓶子对桌面的压强是多少?(1L=1dm 3)2.一正方体重为50N,完全浸没在水中后弹簧测力计的示数是40N ,求:(1)该正方体在水中受到的浮力是多少?它排开水的重力是多少?(2)若这个正方体的边长是10cm, 把它从水中拿出来放在桌面上,对桌面产生的压强是多大?3.V 甲=54 km/h= m/s ; V 乙=20 m/s= km/h ; V 丙=600m/min= m/s 4.汽车在行驶中,司机看到如图1所示的标志牌,在不违反交通法规的前提下,从标志牌到西大桥最快需要多少时间?若汽车的牵引力为9000N ,求汽车牵引力做的功是多少?功率是多少?图15.解放牌卡车在平直的公路上匀速行驶8s ,通过的路程是120m ,若此时卡车发动机的牵引力大约4000N ,则在这段时间内:(1)卡车行驶的速度是多少?(2)发动机牵引力所做的功是多少?(3)发动机牵引力的功率是多少?6.一辆汽车不慎陷入泥坑,司机用图10所示的滑轮组将汽车拖出。
已知整个过程中,水平拉力F 是1×104N ,汽车沿水平方向匀速移动了4m ,滑轮组的机械效率为80%。
求:(1)拉力F 做的总功?(2)有用功为多大? (3)摩擦力为多少?7.小明健身用的拉力器结构如图所示.他用250N 的拉力向下拉动拉杆,使20kg 的配重块在 2s 内匀速升高40cm .不计拉杆和绳的重力,g 取10N/kg .求:(1)所拉配重块的重力;(2)2s 内配重块运动的速度;(3)此过程中拉力器的机械效率.8.如图15所示,一只“3V 1.5W ”的小灯泡L 串联一个0.6Ω的电阻R 后,小灯泡正常发光(灯泡的灯丝电阻值不随温度而变化) 求:(1) 小灯泡的电阻R L(2)电阻R 两端的电压.(3)若把小灯泡直接接在电源上,小灯泡不会被烧坏,此时小灯泡的实际功率多大?9.在如图所示的电路中,电阻R 1的阻值为10欧。
八年级物理下学期期末复习计算专题1.随着共享单车在全国各大城市迅速铺开,“共享经济”的概念迅速普及,“共享汽车”也随之悄然进入了人们的视野。
如图所示是某品牌“共享汽车”,其总质量 1.2t,该车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.1倍,g取10N/kg,求:(1)汽车所受的重力;(2)该车以54km/h的速度匀速行驶30min,求通过的路程;(3)汽车在行驶过程中受到的阻力。
2.电动汽车是正在大力推广的新型交通工具,它具有节能、环保的特点,如图,是一辆停放在水平地面上的电动汽车,质量为1.6×103kg,每个轮胎和地面的接触面积为2×10﹣2m2,g取10N/kg,求:(1)车对地面的压力;(2)车对地面的压强。
3.在水平地面上,有一质量为5kg的容器内装有35kg的水,如图所示,水面到水底的深度为1.2m,容器的底面积为0.02m2,求:(1)容器底面所受到水的压强和压力;(2)地面受到的压力和压强。
(g=10N/kg)4.图甲是修建造码头时用刚缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景。
图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(取水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求:(1)长方体A的高度。
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力。
(3)长方体A的密度。
5.如图所示,将边长为5cm的实心正方体木块轻轻地放入装满水的溢水杯中,木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.1kg(g取10N/kg).求:(1)木块受到的浮力;(2)木块的密度;(3)木块下底面受到水的压强。
6.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。
从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。
物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。
g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3.求:(1)物块受到的重力;(2)物块完全浸没在水中受到的浮力;(3)物块的密度。
第一章 计算物理导论
1.1 计算物理的性质是什么?试举例说明计算物理在哪些学科中有重要应用?
1.2 试阐述计算机模拟方法与理论、实验方法相比有什么特殊的优点和局限性。
1.3 试阐述计算物理学和实验物理及理论物理的关系?
1.4 计算物理在物理学中主要用于什么方面?
1.5并行计算有什么优点?
第二章 蒙特卡洛方法
2.1 简要叙述蒙特卡洛方法的基本思想。
2.2 蒙特卡洛方法对随机数有较高的要求,然而实际应用的随机数通常都是通过某些数学公式计算而产生的伪随机 数,但是,只要伪随机数能够通过随机数的一系列的统计检验,我们就可以把它当作真随机数放心使用。
在产生伪随机数的方法中,有比较经典的冯·诺曼平方取中法和线性同余法,请分别写出它们的递推关系式?对于伪随机数一般需要做哪些统计检验(至少写出四个)?
2.3 蒙特卡洛方法计算中减少方差的技术有哪些?
2.4 若用蒙特卡罗算法计算定积分
,请给 出其求解原理与计算步骤。
2.5 简要叙述变分蒙特卡洛方法求解基态本征能量E0和 基态本征态波函数
基本原 理,并以一维情况为例说明蒙特卡洛计算步骤。
第三、四章 有限差分法和有限元法
3.1 方程求根有哪些基本的方法?
3.2 试简述Runge-Kutta 法方法的基本步骤。
3.3二阶显式Runge-Kutta法有几种常用的格式?它们和其他方法有什么联系?
3.4 设有初值问题
写出显式和隐式Euler求解公式。
3.5 有限元法的基本思想是什么?试比较有限元方法和有限差分法。
第五章 经典分子动力学方法
5.1 分子动力学模拟的时间步长如何选择?
5.2 Verlet 算法中分子动力学计算的简单步骤是 什么?
5.3 简述分子动力学模拟步骤。
5.4 EAM模型是一种半经验多体势模型,其中心思 想是什么?
第六章 第一原理方法
6.1 简述绝热近似的基本内容。
6.2 简述局域密度近似的基本内容。
6.3 什么是单电子近似?
6.4 什么是赝势?
6.5 简述Kohn-Sham方法的特点。
如何用Kohn-Sham方程求解多电子体系的基态密度函数。
6.6 密度泛函理论的基本思想及基本定理。
6.7 你是怎样理解第一性原理中的自洽计算的这一过程的,讨论一下其整个的流程图?
第八章 多尺度计算模拟和高性能计算
8.1简述搭建机群系统的过程。
第七章 Matlab 应用
画出四种本征函数系sin(nπx/l), cos(nπx/l), sin((n+1/2)πx/l), cos((n+1/2)πx/l)的图形, 其中n取1,2,3,4。
再.画这四种本征函数系乘以时间因子cos(nπat/l)所得的驻波图形。
要求打印出语句和图形。