1、模块素养评价一、选择题一、选择题(本题共本题共9 9小题小题,每小题每小题3 3分分,共共2727分分)1.1.下列关于能量转化的说法中下列关于能量转化的说法中,不正确的是不正确的是()A.A.能量在转化过程中能量在转化过程中,有一部分能量转化为内能有一部分能量转化为内能,我们无法把这些内能收集起来我们无法把这些内能收集起来重新利用重新利用B.B.各种形式的能量在转化中各种形式的能量在转化中,总能量是不变的总能量是不变的C.C.在能源的利用过程中在能源的利用过程中,能量的总量并未减少能量的总量并未减少,但在可利用的品质上降低了但在可利用的品质上降低了,从从便于利用的变成了不便于利用的便于利用的
2、变成了不便于利用的D.D.各种能量在不转化时是守恒的各种能量在不转化时是守恒的,但在转化时是不守恒的但在转化时是不守恒的【解析【解析】选选D D。根据能量守恒定律可知。根据能量守恒定律可知,不论在能量的转化还是在能量的转移过不论在能量的转化还是在能量的转移过程中程中,能量的总量都是不变的。由能量耗散知能量的总量都是不变的。由能量耗散知,在能量转化的过程中在能量转化的过程中,有一部分有一部分能量转化为周围环境的内能能量转化为周围环境的内能,而我们无法把这些内能收集起来重新利用而我们无法把这些内能收集起来重新利用,这表明这表明,在能源的利用过程中在能源的利用过程中,能量的总量并未减少能量的总量并未
3、减少,但是在可利用的品质上降低了但是在可利用的品质上降低了,从从便于利用的变成不便于利用的了便于利用的变成不便于利用的了,而自然界的能量仍是守恒的。故选项而自然界的能量仍是守恒的。故选项A A、B B、C C正确正确,D,D错误。错误。2.2.有关光的本性有关光的本性,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.光既具有波动性光既具有波动性,又具有粒子性又具有粒子性,这是互相矛盾和对立的这是互相矛盾和对立的B.B.光的波动性类似于机械波光的波动性类似于机械波,光的粒子性类似于质点光的粒子性类似于质点C.C.大量光子才具有波动性大量光子才具有波动性,个别光子只具有粒子性个别光子只具有粒子性D.D
4、.由于光既有波动性由于光既有波动性,又有粒子性又有粒子性,无法只用其中一种去说明光的一切行为无法只用其中一种去说明光的一切行为,只只能认为光具有波粒二象性能认为光具有波粒二象性【解析【解析】选选D D。1919世纪初世纪初,人们成功地在实验中观察到了光的干涉、衍射现象人们成功地在实验中观察到了光的干涉、衍射现象,这属于波的特性这属于波的特性,微粒说无法解释微粒说无法解释;但到了但到了1919世纪末又发现了光的新现象世纪末又发现了光的新现象光光电效应电效应,这种现象波动说不能解释这种现象波动说不能解释,证实光具有粒子性。因此证实光具有粒子性。因此,光既具有波动性光既具有波动性,又具有粒子性又具有
5、粒子性,但不同于宏观的机械波和机械粒子但不同于宏观的机械波和机械粒子,波动性和粒子性是光在不同波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现的情况下的不同表现,是同一客体的两个不同侧面、不同属性是同一客体的两个不同侧面、不同属性,只能认为光具有只能认为光具有波粒二象性波粒二象性,故故D D正确正确,A,A、B B、C C错误。错误。【加固训练【加固训练】关于电磁波关于电磁波,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.雷达是用雷达是用X X光来测定物体位置的设备光来测定物体位置的设备B.B.电磁波不能发生干涉、衍射现象电磁波不能发生干涉、衍射现象C.C.电磁波的传播速度小于光速电磁波的传播速度小于
6、光速D.D.变化的电场可以产生磁场变化的电场可以产生磁场【解析【解析】选选D D。雷达不是利用。雷达不是利用X X光定位的光定位的,X,X光波长极短常用于医疗光波长极短常用于医疗,A,A错误错误;电磁电磁波能发生干涉、衍射现象波能发生干涉、衍射现象,B,B错误错误;电磁波的传播速度等于光速电磁波的传播速度等于光速,C,C错误错误;变化的电变化的电场可以产生磁场场可以产生磁场,D,D正确。正确。3.3.如图所示如图所示,以以O O点为圆心的圆周上有六个等分点点为圆心的圆周上有六个等分点a a、b b、c c、d d、e e、f f。等量正、。等量正、负点电荷分别放置在负点电荷分别放置在a a、d
7、 d两点时两点时,在圆心在圆心O O产生的电场强度大小为产生的电场强度大小为E E。现仅将放。现仅将放于于a a点的正点电荷改放于其他等分点上点的正点电荷改放于其他等分点上,使使O O点的电场强度改变点的电场强度改变,则下列判断正确则下列判断正确的是的是()A.A.移至移至c c点时点时,O,O点的电场强度大小仍为点的电场强度大小仍为E,E,沿沿OeOe方向方向B.B.移至移至b b点时点时,O,O点的电场强度大小为点的电场强度大小为 E,E,沿沿OcOc方向方向C.C.移至移至e e点时点时,O,O点的电场强度大小为点的电场强度大小为 ,沿沿OcOc方向方向D.D.移至移至f f点时点时,O
8、,O点的电场强度大小为点的电场强度大小为 E,E,沿沿OeOe方向方向32E232【解析【解析】选选C C。由题意可知。由题意可知,等量正、负点电荷在等量正、负点电荷在O O处的电场强度大小均为处的电场强度大小均为 ,方方向水平向右。当将放于向水平向右。当将放于a a点的正点电荷移至点的正点电荷移至c c点时点时,两点电荷在两点电荷在O O处的电场强度方处的电场强度方向夹角为向夹角为120120,则则O O处的合电场强度大小为处的合电场强度大小为 ,沿沿OeOe方向方向,选项选项A A错误错误;同理同理,移至移至b b点时点时,O,O点的合电场强度大小为点的合电场强度大小为E=cos30E=c
9、os302=E,2=E,沿沿OdOd与与OeOe的角平分线的角平分线方向方向,选项选项B B错误错误;移至移至e e点时点时,两点电荷在两点电荷在O O处的电场强度方向夹角为处的电场强度方向夹角为120120,则则O O处的合电场强度大小为处的合电场强度大小为 ,沿沿OcOc方向方向,选项选项C C正确正确;当将放于当将放于a a点的正点电荷移至点的正点电荷移至f f点时点时,O,O点的电场强度大小为点的电场强度大小为 E,E,沿沿OcOc和和OdOd的角平分线方向的角平分线方向,选项选项D D错误。错误。E2E2E23232E2【加固训练【加固训练】如图所示如图所示,A,A、B B、C C、
10、D D、E E是半径为是半径为r r的圆周上等间距的五个点的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固在这些点上各固定一个点电荷定一个点电荷,除除A A点处的电荷量为点处的电荷量为-q-q外外,其余各点处的电荷量均为其余各点处的电荷量均为+q,+q,则圆心则圆心O O处处()A.A.场强大小为场强大小为 ,方向沿方向沿OAOA方向方向B.B.场强大小为场强大小为 ,方向沿方向沿AOAO方向方向C.C.场强大小为场强大小为 ,方向沿方向沿OAOA方向方向D.D.场强大小为场强大小为 ,方向沿方向沿AOAO方向方向2kqr2kqr22kqr22kqr【解析【解析】选选C C。在。在A A处放一个处放一个
11、-q-q的点电荷与在的点电荷与在A A处同时放一个处同时放一个+q+q和和-2q-2q的点电荷的的点电荷的效果相当效果相当,因此可以认为因此可以认为O O处的场强是五个处的场强是五个+q+q和一个和一个-2q-2q的点电荷的合场强的点电荷的合场强,五个五个+q+q处于对称位置上处于对称位置上,在圆心在圆心O O处产生的合场强为处产生的合场强为0,0,所以所以O O点的场强相当于点的场强相当于-2q-2q在在O O处产生的场强。则处产生的场强。则C C正确正确,A,A、B B、D D错误。错误。4.4.两平行金属板相距为两平行金属板相距为d,d,电势差为电势差为U,U,一电子质量为一电子质量为m
12、 m、电荷量为、电荷量为e,e,从从O O点沿垂直点沿垂直于极板的方向射入电场于极板的方向射入电场,最远到达最远到达A A点点,然后返回然后返回,如图所示如图所示,OA,OA间距为间距为h,h,则此电则此电子的初动能为子的初动能为()A.A.B.B.C.C.D.D.eUhdedhUdUeheUdh【解析【解析】选选D D。电子从。电子从O O点到达点到达A A点的过程中点的过程中,仅在电场力作用下速度逐渐减小仅在电场力作用下速度逐渐减小,根据动能定理可得根据动能定理可得-eU-eUOAOA=0-E=0-Ek k,因为因为U UOAOA=h,=h,所以所以E Ek k=,=,故故D D正确正确,
13、A,A、B B、C C错错误。误。eUhdUd5.5.如图所示如图所示,C,C1 1=6 F,C=6 F,C2 2=3 F,R=3 F,R1 1=3,R=3,R2 2=6,=6,电源电动势电源电动势E=18 V,E=18 V,内阻不内阻不计。下列说法正确的是计。下列说法正确的是()A.A.开关开关S S断开时断开时,a,a、b b两点电势相等两点电势相等B.B.开关开关S S闭合后闭合后,a,a、b b两点间的电流是两点间的电流是1 A1 AC.C.开关开关S S断开时断开时C C1 1带的电荷量比开关带的电荷量比开关S S闭合后闭合后C C1 1带的电荷量大带的电荷量大D.D.不论开关不论开
14、关S S断开还是闭合断开还是闭合,C,C1 1带的电荷量总比带的电荷量总比C C2 2带的电荷量大带的电荷量大【解析【解析】选选C C。S S断开时外电路处于断路状态断开时外电路处于断路状态,两电阻中无电流通过两电阻中无电流通过,电阻两端电电阻两端电势相等势相等,由图知由图知a a点电势与电源负极电势相等点电势与电源负极电势相等,而而b b点电势与电源正极电势相等点电势与电源正极电势相等,故选项故选项A A错误错误;S;S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势断开时两电容器两端电压都等于电源电动势,而而C C1 1CC2 2,由由Q=CUQ=CU知知此时此时Q Q1 1QQ2 2,当当S S闭
15、合时闭合时,稳定状态下稳定状态下C C1 1与与R R1 1并联并联,C,C2 2与与R R2 2并联并联,电路中电流电路中电流I=I=2 A,=2 A,此时两电阻两端电压分别为此时两电阻两端电压分别为U U1 1=IR=IR1 1=6 V,U=6 V,U2 2=IR=IR2 2=12 V,=12 V,则此时两电容器所带则此时两电容器所带电荷量分别为电荷量分别为Q Q1 1=C=C1 1U U1 1=3.6=3.61010-5-5 C,Q C,Q2 2=C=C2 2U U2 2=3.6=3.61010-5-5 C,C,对电容器对电容器C C1 1来说来说,S,S闭合后其两端电压减小闭合后其两端
16、电压减小,所带电荷量也减小所带电荷量也减小,故故C C正确正确,B,B、D D错误。错误。12ERR6.6.一匀强电场的方向竖直向上。一匀强电场的方向竖直向上。t=0t=0时刻时刻,一带电粒子以一定初速度水平射入该一带电粒子以一定初速度水平射入该电场电场,电场力对粒子做功的功率为电场力对粒子做功的功率为P,P,不计粒子重力不计粒子重力,则则P-tP-t关系图像是关系图像是()【解析【解析】选选A A。设粒子带正电。设粒子带正电,运动轨迹如图所示运动轨迹如图所示,水平方向水平方向:粒子不受力粒子不受力,v vx x=v=v0 0。沿电场方向沿电场方向:受力受力F F电电=qE=qE,则加速度则加
17、速度a=,a=,经时间经时间t,t,粒子沿电场方向的速度粒子沿电场方向的速度v vy y=at=at=电场力做功的功率电场力做功的功率P=FP=F电电v vy y=qE=qE =ktt =ktt,故故A A正确正确,B,B、C C、D D错误。错误。FqEmm电qEtm2qEt(qE)tmm7.7.电动公交车主要是指纯电动公交车电动公交车主要是指纯电动公交车,全部使用电能行驶全部使用电能行驶,该类产品噪音小该类产品噪音小,行驶稳定性高行驶稳定性高,并且实现零排放。假设某并且实现零排放。假设某电动公交车的质量电动公交车的质量(含乘客含乘客)m=15 t,)m=15 t,电动公交车电能转化为电动公
18、交车电能转化为机械能的效率为机械能的效率为75%,75%,以速度以速度20 m/s20 m/s在平直公路上匀速行驶在平直公路上匀速行驶时时,一次充满电可持续行驶一次充满电可持续行驶100 km,100 km,假定电动公交车受到的假定电动公交车受到的平均阻力为车重的平均阻力为车重的0.020.02倍倍,则则()A.A.该车匀速行驶时发动机输出功率约该车匀速行驶时发动机输出功率约3 310104 4 W WB.B.该车从几乎没电到充满电需充电约该车从几乎没电到充满电需充电约3 310108 8 J JC.C.按电价按电价0.720.72元元/(kW/(kWh h)来计算来计算,从几乎没电到充满电需
19、电费约从几乎没电到充满电需电费约8080元元D.D.若该车充电的功率为若该车充电的功率为60 kW,60 kW,从几乎没电到充满电需时间约从几乎没电到充满电需时间约5 000 s5 000 s【解析【解析】选选C C。P=fvP=fv=0.02=0.02151510104 420 W=620 W=610104 4 W,W,选项选项A A错误错误;E=6;E=610104 4 J=4 J=410108 8 J,J,选项选项B B错误错误;度度,若若0.720.72元元/度度,则则为为8080元元,选项选项C C正确正确;E=Pt,t;E=Pt,t=10104 4 s5 000 s,s5 000
20、s,选项选项D D错误。错误。Pt3100 104203864 10 J4 0003.6 10 J/36度83F4 102 sP60 1038.8.咸阳市区某学校创建绿色校园咸阳市区某学校创建绿色校园,如图中甲为新装的一批节能灯如图中甲为新装的一批节能灯,该路灯通过光该路灯通过光控开关实现自动控制控开关实现自动控制:电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图中乙为其内部电路简化原理图中乙为其内部电路简化原理图,电源电动势为电源电动势为E,E,内阻为内阻为r,Rr,Rt t为光敏电阻为光敏电阻(光照强光照强度增加时度增加时,其电阻值减小其电阻
21、值减小)。现增加光照强度。现增加光照强度,则下列判断正确的是则下列判断正确的是()A.A.电源路端电压不变电源路端电压不变B.RB.R0 0两端电压变大两端电压变大C.BC.B灯变暗灯变暗,A,A灯变亮灯变亮D.D.电源总功率不变电源总功率不变【解析【解析】选选B B。由题意。由题意,增加光照强度增加光照强度,R,Rt t减小减小,外电路总电阻减小外电路总电阻减小,根据闭合电路根据闭合电路欧姆定律得知欧姆定律得知,干路电流干路电流I I增大增大,电源的内电压增大电源的内电压增大,路端电压路端电压U U减小减小,则则A A灯变暗灯变暗,通过通过R R0 0电流电流I I0 0=I-I=I-IA
22、A,I,I增大增大,而而I IA A减小减小,则则I I0 0增大增大,R,R0 0两端电压两端电压U U0 0增大增大,则则B B灯两端的灯两端的电压减小电压减小,B,B灯变暗灯变暗;电源的总功率电源的总功率P=EI,IP=EI,I增大增大,则则P P增大增大,故故B B项正确项正确,A,A、C C、D D项项错误。错误。【加固训练【加固训练】在某控制电路中在某控制电路中,需要连成如图所示的电路需要连成如图所示的电路,主要由电动势为主要由电动势为E E、内阻为、内阻为r r的电源的电源与定值电阻与定值电阻R R1 1、R R2 2及电位器及电位器(滑动变阻器滑动变阻器)R)R连接而成连接而成
23、,L,L1 1、L L2 2是红、绿两个指示灯是红、绿两个指示灯,当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a a端时端时,下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ()A.LA.L1 1、L L2 2两个指示灯都变亮两个指示灯都变亮B.LB.L1 1、L L2 2两个指示灯都变暗两个指示灯都变暗C.LC.L1 1变亮变亮,L,L2 2变暗变暗D.LD.L1 1变暗变暗,L,L2 2变亮变亮【解析【解析】选选B B。当电位器向。当电位器向a a端滑动时端滑动时,电路的总电阻减小电路的总电阻减小,干路电流增大干路电流增大,所以所以内电压增大内电压增大,路端电压减
24、小路端电压减小,所以灯所以灯L L1 1变暗变暗;通过电阻通过电阻R R1 1的电流变大的电流变大,所以电位器所以电位器两端的电压减小两端的电压减小,即灯即灯L L2 2两端的电压减小两端的电压减小,所以灯所以灯L L2 2变暗变暗,则则B B正确正确,A,A、C C、D D错误。错误。9.9.电场中某三条等势线如图中实线电场中某三条等势线如图中实线a a、b b、c c所示。一电子仅在电场力作用下沿所示。一电子仅在电场力作用下沿直线从直线从P P运动到运动到Q,Q,已知电势已知电势a ab bc c,这一过程电子运动的这一过程电子运动的v-tv-t 图像可能是图像可能是图中的图中的()【解析
25、【解析】选选A A。结合。结合a ab bc c,由题图等势线的特点可确定此电场为非匀强由题图等势线的特点可确定此电场为非匀强电场电场,且且Q Q点处电场强度小于点处电场强度小于P P点处电场强度点处电场强度,电子仅在电场力作用下沿直线从电子仅在电场力作用下沿直线从P P运动到运动到Q,Q,做加速度越来越小的加速运动做加速度越来越小的加速运动,故故A A正确正确,B,B、C C、D D错误。错误。二、实验题二、实验题(8(8分分)10.10.有一根均匀的管线状导体有一根均匀的管线状导体,横截面如图甲所示横截面如图甲所示,长约为长约为5.0 cm,5.0 cm,电阻值约为电阻值约为6 6。可供选
26、择的器材有可供选择的器材有:A.A.电流表电流表(量程量程0.6 A,0.6 A,内阻约为内阻约为0.1)0.1)B.B.电流表电流表(量程量程3 A,3 A,内阻约为内阻约为0.03)0.03)C.C.电压表电压表(量程量程3 V,3 V,内阻约为内阻约为3 k3 k)D.D.滑动变阻器滑动变阻器(1 750,0.3 A)(1 750,0.3 A)E.E.滑动变阻器滑动变阻器(15,3 A)(15,3 A)F.F.蓄电池蓄电池(6 V,(6 V,内阻很小内阻很小)G.G.开关一个开关一个,带夹子的导线若干带夹子的导线若干(1)(1)使用游标卡尺测量管线状导体的长度如图乙所示使用游标卡尺测量管
27、线状导体的长度如图乙所示,则管线状导体的长度则管线状导体的长度L=L=cmcm。(2)(2)要精确测量管线状导体的阻值要精确测量管线状导体的阻值,电流表应选电流表应选,滑动变阻器应选滑动变阻器应选。(填选项字母填选项字母)(3)(3)请将如图所示的实际测量电路补充完整。请将如图所示的实际测量电路补充完整。(4)(4)已知管线状导体材料的电阻率为已知管线状导体材料的电阻率为,通过多次测量得出管线状导体的电阻通过多次测量得出管线状导体的电阻为为R,R,外径为外径为d,d,要想求得管线状导体内形状不规则的中空部分的横截面积要想求得管线状导体内形状不规则的中空部分的横截面积S,S,计计算中空部分横截面
28、积的表达式为算中空部分横截面积的表达式为S=S=。【解析【解析】(1)(1)游标卡尺的精度为游标卡尺的精度为0.1 mm,0.1 mm,所以管线状导体的长度所以管线状导体的长度L=L=(50+1(50+10.1)mm=5.01 cm0.1)mm=5.01 cm。(2)(2)因管线状导体的阻值约为因管线状导体的阻值约为6,6,电压表的量程为电压表的量程为3 V,3 V,则电流最大约为则电流最大约为0.5 A,0.5 A,故电流表应选故电流表应选A A。为调节方便。为调节方便,应选用总阻值与样品相差不大的滑动变阻器应选用总阻值与样品相差不大的滑动变阻器E E。(3)(3)因因R Rx x6,6,故
29、测量电路应为电流表外接法电路。因滑动故测量电路应为电流表外接法电路。因滑动变阻器的总阻值大于样品阻值变阻器的总阻值大于样品阻值,且实验中不需从零调节且实验中不需从零调节,故控制电路为限流接故控制电路为限流接法法,如图所示。如图所示。AVR R300(4)(4)管线状导体的长度为管线状导体的长度为L,L,由导体电阻公式得由导体电阻公式得,R=R=。可得可得S=S=。答案答案:(1)5.01(1)5.01(2)A(2)AE E(3)(3)见解析图见解析图(4)(4)2Ld()S22dL4R2dL4R三、计算题三、计算题(本题共本题共3 3小题小题,共共2525分。要有必要的文字说明和解题步骤分。要
30、有必要的文字说明和解题步骤,有数值有数值计算的要注明单位计算的要注明单位)11.(611.(6分分)如图所示如图所示,在匀强电场中在匀强电场中,电荷量电荷量q=5.0q=5.01010-10-10 C C的正电荷由的正电荷由a a点移到点移到b b点和由点和由a a点移到点移到c c点点,电场力做功都是电场力做功都是3.03.01010-8-8 J J。已知。已知a a、b b、c c三点的连线组三点的连线组成直角三角形成直角三角形,ab=20 cm,a,ab=20 cm,a=37=37,c=90,c=90,求求:(1)a(1)a、b b两点的电势差两点的电势差U Uabab。(sin 37(
31、sin 37=0.6,cos 37=0.6,cos 37=0.8)=0.8)(2)(2)匀强电场的场强大小和方向。匀强电场的场强大小和方向。【解析【解析】(1)(1)在匀强电场中在匀强电场中,电荷量电荷量q=5.0q=5.01010-10-10 C C的正电荷的正电荷,由由a a点移到点移到b b点点,静静电力做功是电力做功是3.03.01010-8-8 J,J,故故a a、b b两点的电势差两点的电势差U Uabab为为:U:Uabab=V=60 V=V=60 V(2(2分分)(2)(2)正电荷由正电荷由a a点移到点移到b b点和由点和由a a点移到点移到c c点静电力做功相同点静电力做功
32、相同,故故b b、c c在等势面上在等势面上,故电场强度方向垂直故电场强度方向垂直bcbc向右向右;根据公式根据公式U=Ed,U=Ed,电场强度为电场强度为:E=V/m=375 V/mE=V/m=375 V/m(2(2分分)方向沿方向沿acac垂直指向垂直指向bcbc(2(2分分)答案答案:(1)60 V(1)60 V(2)375 V/m(2)375 V/m沿沿acac垂直指向垂直指向bcbc 8ab10W3 10q5 10U60d0.16【加固训练【加固训练】一匀强电场一匀强电场,场强方向是水平的场强方向是水平的(如图如图)。一个质量为。一个质量为m m的带正电的小球的带正电的小球,从从O
33、O点点出发出发,初速度的大小为初速度的大小为v v0 0,在电场力与重力的作用下在电场力与重力的作用下,恰能沿与场强的反方向成恰能沿与场强的反方向成角的直线运动。求小球运动到最高点时其电势能与在角的直线运动。求小球运动到最高点时其电势能与在O O点的电势能之差。点的电势能之差。【解析【解析】小球做直线运动小球做直线运动,电场力和重力的合力沿此直线电场力和重力的合力沿此直线,如图所示如图所示:根据力的平行四边形定则可知根据力的平行四边形定则可知,mg=qEtan,mg=qEtan,小球做匀减速运动的加速度大小小球做匀减速运动的加速度大小a=;a=;从从O O到最高点的过程中到最高点的过程中,根据
34、速度和位移的关系得根据速度和位移的关系得 =2as;=2as;gsin20v小球运动的水平距离小球运动的水平距离l=scos=scos;两点的电势能之差两点的电势能之差EEp p=qE=qEl,联立解得联立解得EEp p=cos=cos2 2;最高点的电势能与在最高点的电势能与在O O点的电势能之差为点的电势能之差为 coscos2 2。答案答案:cos cos2 2 201mv2201mv2201mv212.(812.(8分分)如图所示如图所示,一带电微粒质量为一带电微粒质量为m m、电荷量为、电荷量为q,q,从静止开始经电压为从静止开始经电压为U U1 1的的电场加速后电场加速后,水平进入
35、两平行金属板间的偏转电场中水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转微粒射出电场时的偏转角为角为。已知偏转电场中金属板长为。已知偏转电场中金属板长为L,L,两板间距为两板间距为d,d,带电微粒重力忽略不带电微粒重力忽略不计。求计。求:(1)(1)带电微粒进入偏转电场时的速率带电微粒进入偏转电场时的速率v v1 1。(2)(2)偏转电场中两金属板间的电压偏转电场中两金属板间的电压U U2 2。【解析【解析】(1)(1)由动能定理得由动能定理得qUqU1 1=(1(1分分)所以所以v v1 1=。(1(1分分)(2)(2)偏转电场的场强偏转电场的场强:E=:E=(1(1分分)微粒的加
36、速度微粒的加速度:a=:a=(1(1分分)在电场中运动的时间在电场中运动的时间:t=:t=(1(1分分)沿电场方向的分速度沿电场方向的分速度:v:vy y=at=at(1(1分分)偏转角偏转角满足满足:tan:tan=(1(1分分)解得解得:U:U2 2=(1(1分分)211mv212qUm2UdqEm1Lvy1vv12U dtanL答案答案:(1)(1)(2)(2)12qUm12U dtanL13.(1113.(11分分)一台电风扇一台电风扇,内阻为内阻为20,20,接上接上220 V220 V的电压后正常工作的电压后正常工作,消耗的功消耗的功率为率为66 W66 W。求。求:(1)(1)电
37、风扇正常工作时通过风扇电动机的电流电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流;(2)(2)电风扇工作时电风扇工作时,电动机发热功率电动机发热功率,转化为机械能的功率及电机的效率转化为机械能的功率及电机的效率;(3)(3)若接上电源后若接上电源后,扇叶被卡住扇叶被卡住,不能转动不能转动,此时通过电动机的电流多大此时通过电动机的电流多大?电动机电动机消耗的电功率和发热功率各是多大消耗的电功率和发热功率各是多大?【解析【解析】(1)(1)由由P=UIP=UI可得可得,电流电流I=0.3 A;I=0.3 A;(2(2分分)(2)(2)线圈电阻发热功率线圈电阻发热功率P PQ Q=I=I2 2r=1.8 W;
38、r=1.8 W;(2(2分分)机械功率机械功率P P机机=P-P=P-PQ Q=64.2 W;=64.2 W;(2(2分分)效率为机械功率与总功率之比为效率为机械功率与总功率之比为=97.3%=97.3%。(1(1分分)P66 WU220 VPP机(3)(3)当叶片不转动时当叶片不转动时,作纯电阻作纯电阻,I=11 A;I=11 A;(2(2分分)P=UI=IP=UI=I2 2r=2 420 Wr=2 420 W。(2(2分分)答案答案:(1)0.3 A(1)0.3 A(2)1.8 W(2)1.8 W64.2 W64.2 W97.3%97.3%(3)11 A(3)11 A2 420 W2 42
39、0 W2 420 W 2 420 W Ur【加固训练【加固训练】如图所示是利用电动机提升重物的示意图如图所示是利用电动机提升重物的示意图,其中其中D D是直流电动机。是直流电动机。P P是一个质量是一个质量为为m m的重物的重物,它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S,S,重物重物P P以速度以速度v v匀速上升匀速上升,这时电流表和电压表的示数分别是这时电流表和电压表的示数分别是I=5.0 AI=5.0 A和和U=110 V,U=110 V,重物重物P P上升的速度上升的速度v=0.70 m/sv=0.70 m/s。已知重物的质量。已知重物的质量m=45 kg
40、(gm=45 kg(g取取10 m/s10 m/s2 2)。求。求:(1)(1)电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率P P电电。(2)(2)细绳对重物做功的机械功率细绳对重物做功的机械功率P P机机。(3)(3)电动机线圈的电阻电动机线圈的电阻R R。【解析【解析】(1)(1)根据电功率关系式有根据电功率关系式有:P:P电电=UI=5=UI=5110 W=550 W,110 W=550 W,故电动机消耗的功故电动机消耗的功率为率为550 W550 W。(2)(2)以重物为研究对象以重物为研究对象,由于重物匀速上升由于重物匀速上升,有有:F-mg=0F-mg=0P P机机=Fv=Fv联立联立,代
41、入数据得代入数据得:P:P机机=315 W;=315 W;故细绳对重物做功的机械功率为故细绳对重物做功的机械功率为315 W315 W。(3)(3)根据功能关系有根据功能关系有:P:P电电=P=P机机+P+P热热P P热热=I=I2 2R R联立联立,代入数据得代入数据得:R=9.4:R=9.4。答案答案:(1)550 W(1)550 W(2)315 W(2)315 W(3)9.4 (3)9.4 【选择性考试【选择性考试】(30(30分钟分钟4040分分)14.(614.(6分分)()(多选多选)下列选项中是用导线做成的圆形或正方形回路下列选项中是用导线做成的圆形或正方形回路,这些回路与一这些
42、回路与一直导线构成的几种位置组合直导线构成的几种位置组合(彼此绝缘彼此绝缘),),下列组合中下列组合中,切断直导线中的电流时切断直导线中的电流时,闭合回路中会有感应电流产生的是闭合回路中会有感应电流产生的是()【解析【解析】选选C C、D D。利用安培定则判断直线电流产生的磁场。利用安培定则判断直线电流产生的磁场,其磁感线是以直导其磁感线是以直导线为轴的无数组同心圆线为轴的无数组同心圆,即磁感线所在平面均垂直于导线即磁感线所在平面均垂直于导线,且直线电流产生的且直线电流产生的磁场分布情况是磁场分布情况是:靠近直导线处磁场强靠近直导线处磁场强,远离直导线处磁场弱。所以远离直导线处磁场弱。所以,A
43、,A中穿过中穿过圆形线圈的磁场如图甲所示圆形线圈的磁场如图甲所示,其有效磁通量为其有效磁通量为A A=出出-进进=0,=0,且始终为且始终为0,0,即使即使切断导线中的电流切断导线中的电流,A A也始终为也始终为0,A0,A中不可能产生感应电流中不可能产生感应电流;B;B中线圈平面与导中线圈平面与导线的磁场平行线的磁场平行,穿过线圈的磁通量始终为穿过线圈的磁通量始终为0,B0,B中不可能产生感应电流中不可能产生感应电流;C;C中穿过中穿过线圈的磁通量如图乙所示线圈的磁通量如图乙所示,进进出出,即即C C0,0,当切断导线中电流后当切断导线中电流后,经过一段经过一段时间时间,穿过线圈的磁通量穿过
44、线圈的磁通量C C减小为减小为0,0,所以所以C C中有感应电流产生中有感应电流产生;D;D中线圈的中线圈的 磁通量磁通量D D不为不为0,0,当电流切断后当电流切断后,D D最终也减小为最终也减小为0,0,所以所以D D中也有感应电流产生。中也有感应电流产生。【加固训练【加固训练】(多选多选)如图所示如图所示,正方形线圈处在电流恒定的长直导线形成的磁场中正方形线圈处在电流恒定的长直导线形成的磁场中:A:A向右平向右平动动,B,B向下平动向下平动,C,C绕轴转动绕轴转动(ad(ad边向外边向外),D),D向上平动向上平动(D(D线圈有个缺口线圈有个缺口)。则线圈中。则线圈中能产生感应电流的是能
45、产生感应电流的是()【解析【解析】选选B B、C C。在通电长直导线的磁场中。在通电长直导线的磁场中,四个线圈所处位置的磁通量都是四个线圈所处位置的磁通量都是垂直于纸面向里的垂直于纸面向里的,离导线越远离导线越远,磁场就越弱磁场就越弱,A,A向右平动向右平动,穿过线圈的磁通量没穿过线圈的磁通量没有变化有变化,故故A A线圈中没有产生感应电流线圈中没有产生感应电流;B;B向下平动向下平动,穿过线圈的磁通量减少穿过线圈的磁通量减少,必必产生感应电流产生感应电流;C;C绕轴转动绕轴转动,穿过线圈的磁通量不断变化穿过线圈的磁通量不断变化,必产生感应电流必产生感应电流;D;D向向上平动上平动,穿过线圈的
46、磁通量增加穿过线圈的磁通量增加,但由于线圈不闭合但由于线圈不闭合,因此无感应电流产生。因此无感应电流产生。15.(615.(6分分)如图所示如图所示,直线直线、分别是电源分别是电源1 1与电源与电源2 2的路端电压随输出电流变的路端电压随输出电流变化的特性图线化的特性图线,曲线曲线是一个小灯泡的伏安特性曲线是一个小灯泡的伏安特性曲线,曲线曲线与直线与直线、相相交点的坐标分别为交点的坐标分别为P(5.2,3.5)P(5.2,3.5)、Q(6,5)Q(6,5)。如果把该小灯泡分别与电源。如果把该小灯泡分别与电源1 1、电源、电源2 2单独连接单独连接,则下列说法正确的是则下列说法正确的是()A.A
47、.电源电源1 1与电源与电源2 2的内阻之比是的内阻之比是2323B.B.电源电源1 1与电源与电源2 2的电动势之比是的电动势之比是1111C.C.在这两种连接状态下在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是小灯泡的电阻之比是1212D.D.在这两种连接状态下在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是小灯泡消耗的功率之比是710710【解析【解析】选选B B。根据图像可知。根据图像可知,E,E1 1=E=E2 2=10 V,r=10 V,r1 1=,r=,r2 2=,=,所以所以r r1 1rr2 2=32,=32,E E1 1EE2 2=11,=11,选项选项A A错误错误,B,B正确正确;曲
48、线曲线与其他两条直线的交点坐标表示该小灯与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流,根据坐标值可求出此时小灯泡根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为消耗的功率分别为P P1 1=18.2 W=18.2 W和和P P2 2=30 W,=30 W,小灯泡的电阻分别为小灯泡的电阻分别为R R1 1=,R=,R2 2=,=,所以选项所以选项C C、D D错误。错误。545635525616.(616.(6分分)()(多选多选)某静电场中某静电场中x x轴上电场强度轴上电场强度E E随随x x变化的关系如图所示变化的关系如图所示
49、,设设x x轴正轴正方向为电场强度的正方向。一带电荷量大小为方向为电场强度的正方向。一带电荷量大小为q q的粒子从坐标原点的粒子从坐标原点O O沿沿x x轴正方轴正方向运动向运动,结果粒子刚好能运动到结果粒子刚好能运动到x=3xx=3x0 0处处,假设粒子仅受电场力作用假设粒子仅受电场力作用,E,E0 0和和x x0 0已知已知,则则()A.A.粒子一定带负电粒子一定带负电B.B.粒子的初动能大小为粒子的初动能大小为 qEqE0 0 x x0 0C.C.粒子沿粒子沿x x轴正方向运动过程中电势能先增大后减小轴正方向运动过程中电势能先增大后减小D.D.粒子沿粒子沿x x轴正方向运动过程中最大动能
50、为轴正方向运动过程中最大动能为2qE2qE0 0 x x0 0 32【解析【解析】选选B B、D D。如果粒子带负电。如果粒子带负电,粒子在电场中一定先做减速运动后做加速粒子在电场中一定先做减速运动后做加速运动运动,因此粒子在因此粒子在x=3xx=3x0 0处的速度不可能为零处的速度不可能为零,故粒子一定带正电故粒子一定带正电,A,A错误错误;根据动根据动能定理能定理 qEqE0 0 x x0 0-2qE2qE0 02x2x0 0=0-E=0-Ek0k0,可得可得E Ek0k0=qE=qE0 0 x x0 0,B,B正确正确;粒子向右运动的粒子向右运动的过程中过程中,电场力先做正功后做负功电场
