题目列表(包括答案和解析)
在做“用电流表和电压表测电池的电动势E(约3 V)和内电阻r”的实验时,部分器材参数如下:电压表(量程3 V),电流表(量程0.6 A),定值电阻R0(阻值为3 Ω),滑动变阻器R(阻值约30 Ω).
①小玲同学设计的实验电路如图甲所示.请你按电路图在图乙上完成实物连接.
②电路连接正确的情况下,当她闭合开关时发现电压表有示数,电流表没有示数.反复检查后发现电路连接完好,电压表也完好,估计是某一元件断路,因此她用多用电表检查故障.她的操作如下:
a .选用多用表直流5V档,在开关闭合的情况下测量各元件两端的电压
b .测得结果是电流表两端有明显的电压值,而滑动变阻器两端电压为零
由以上操作可判断发生断路故障的元件是 (填元件名称)
③在更换规格相同的元件后,她改变滑动变阻器的阻值,测出了6组对应的数据并在图象上描点如图所示,请继续完成图象;根据图象可得该电池的电动势E=________ V,电池内阻r=________ Ω(均保留三位有效数字).
④她设计的实验电路中定值电阻R0的作用是__________________________________(说出理由之一即可).
某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻,进行了如下实验。
(1)他先用多用表进行了正确的测量,测量时指针位置如图1所示,得到电压表的内阻为3.00×103Ω,此时电压表的指针也偏转了。已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”,表内电池电动势为1.5V,则电压表的示数应为 V(结果保留两位有效数字)。
(2)为了更准确地测量该电压表的内阻Rv,该同学设计了图2所示的电路图,实验步骤如下:
A.断开开关S,按图2连接好电路; |
B.把滑动变阻器R的滑片P滑到b端; |
C.将电阻箱R0的阻值调到零; |
D.闭合开关S; |
A.断开开关S,按图2连接好电路; |
B.把滑动变阻器R的滑片P滑到b端; |
C.将电阻箱R0的阻值调到零; |
D.闭合开关S; |
一、本题共10小题.每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中。有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错的或不答的得0分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
D
A
B
D
B
BC
CD
ABD
二、实验题:本题共三小题,共计18分
11.(4分)、1.25V 11.2(11.3)V 12 (4分)、BC
13.参考解答:(1)A2 ;R1 (2分)(2)滑动变阻器分压接法;电流表外接(4分)
(3)由图可知:U1=1.00 V时,I1=0.155A U2=2.00V时,I2=0.250A
得
由于小灯珠两端的电压升高时,灯丝的温度升高,导致灯丝电阻变大,所以有:>(2分)
(4) 刚开始通过小灯珠的电流很小时,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,灯丝发出的热量还不能使它的温度上升得足够高,因此它不亮. (2分)
三、计算题:本题共4小题,52分,解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值与单位。
14.解:(10分)设灯泡的额定电压为U,额定电流为I。
则当K闭合时,根据全电路的欧姆定律可得:E=U+2I(R1+r+R2)
当K断开后,要灯泡仍正常发光,必有:E=U+I(R1+r+R/2)
由以上二式联立可得:(R1+r+R/2)=2(R1+r+R2) 求得R/2=50Ω.
15.(12分)(1).宇航员所受到地球的引力全部提供绕地球作圆周运动所需的向心力,宇航员处于完全失重状态. 2分
(2). 飞船绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,则有:
GMm/(R+h)2=m(2π/T)2(R+h) 2分
地表物体的重力等于物体受到的万有引力,则有:m/g=GMm//R2 2分
解得: 2分
(3).设空气阻力为f,由题设可知 f=kv2 ,匀速下降时 f=m , 1分
由此可解得匀速下降的速度为 , 1分
单位时间内转化为内能的机械能为: 2分
16(14分)解:(1) 由小球运动到最高点可知,小球带正电. (2分)
(2)设小球运动到最高点时的速度为v, 对该过程中,由动能定理有:
(qE-mg)L= ① (2分)
在最高点小球在细线断裂前瞬间,设细线拉力为T,则根据牛顿第二定律有:
T+mg-qE= ② (2分)
由①②式及题中数据可得:T=15N (1分)
(3)小球在细线断裂后,在竖直方向的加速度设为a,得:
a=, ③ (2分)
设C在水平方向运动L过程中历时为t,则水平方向上有:
L=vt ④ (1分)
设竖直方向的位移为s,则有: ⑤ (2分)
由①③④⑤式及题中数据解得: 0.125m (1分)
所以当小球运动到与O点水平方向相距L时,小球距O的高度为
m (1分)
17.(16分) (1)设粒子经PT直线上的点R由E0电场进入E1电场,由Q到R及R到M点的时间分别为t1与t2,到达R时竖直速度为vy,则:
由、及得:
①
②
③
④
上述三式联立解得:, 即(8分)。
(2)由E1=2E0及③式可得t1=2t2。
因沿PT方向粒子做匀速运动,故P、R两点间的距离是R、T两点间距离的两倍。即粒子在E0电场做类平抛运动在PT方向的位移是在E1电场中的两倍。
设PQ间到P点距离为△y的F处射出的粒子通过电场后也沿水平方向,若粒子第一次达PT直线用时△t,水平位移为△x,则
(1分)
粒子在电场E1中可能做类平抛运动后垂直CD边射出电场,也可能做类斜抛运动后返回E0电场,在E0电场中做类平抛运动垂直CD水平射出,或在E0电场中做类斜抛运动再返回E1电场。
若从E1电场垂直CD射出,则 (n=0、1、2、3、……)
解得:
(n=0、1、2、3、……)
若粒子从E0电场垂直CD射出电场,则
(k=1、2、3、……)
(k=1、2、3、……)(8分)
即PF间的距离为其中n=0、1、2、3、……,k=1、2、3、……
解得: (n=1、2、3、……)
即PF间的距离为 (n = 1,2,3,……)
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