成都七中高二物理复习强化题

成都七中高二物理复习强化题1．A 、B 、C 是三个不同规格的灯泡，按图2-34所示方式连接恰好能正常发光，已知电源的电动势为E ，内电阻为r ，将滑动变阻器的滑片P 向左移动，则三个灯亮度变化是（ ）A ．都比原来亮B ．都比原来暗C ．A 、B 灯比原来亮，C 灯变暗D ．A 、B 灯比原来暗，C 灯变亮2．如图2-35所示电路中，电源电动势为E ，内阻为r ，电路中O 点接地，当滑动变阻器的滑片P 向右滑动时，M 、N 两点电势变化情况是（ ）A ．都升高B ．都降低C ．M 点电势升高，N 点电势降低D ．M 点电势降低，N 点电势升高E ．M 点电势的改变量大于N 点电势的改变量3．如图2-36所示的电路中，电键S 1、S 2、S 3、S 4均闭合，C 是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴P ，欲使P 向下运动，应断开电键( )A ．S 1B ．S 2C ．S 3D ．S 44.两只额定电压均为110V 的灯泡A 和B ，额定功率分别为100W 和40W ，为了使它们接到220V 电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图2-24所示电路中最合理的是图( ).5.如图2-40所示，电源的电动势和内阻分别为E 、r ，在滑动变阻器的滑片P 由a 向b 移动的过程中，电流表、电压表的示数变化情况为A ．电流表先减小后增大，电压表先增大后减小B ．电流表先增大后减小，电压表先减小后增大C ．电流表一直减小，电压表一直增大D ．电流表一直增大，电压表一直减小图2-24图2-35图2-36图2-40图2-346．(2010年高考天津理综卷)要测量电压表V 1的内阻R V ，其量程为2 V ，内阻约2 kΩ.实验室提供的器材有：电流表A ，量程0.6 A ，内阻约0.1 Ω； 电压表V 2，量程5 V ，内阻约5 kΩ； 定值电阻R 1，阻值30 Ω； 定值电阻R 2，阻值3 kΩ；滑动变阻器R 3，阻值100 Ω，额定电流1.5 A ； 电源E ，电动势6 V ，内阻约0.5 Ω；开关S 一个，导线若干． 图7－3－16(1)有人拟将待测电压表V 1和电流表A 串联接入电压合适的测量电路中，测出V 1的电压和电流，再计算出R V .该方案实际上不可行，其最主要的原因是________；(2)请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V 1内阻R V 的实验电路．要求测量尽量准确，实验须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成．试画出符合要求的实验电路图(图7－3－16中电源与开关已连好)，并标出所选元件的相应字母代号； (3)由上问写出V 1内阻R V 的表达式，说明式中各测量量的物理意义．答案：(1)电流表A 不能准确测量出流过电压表V 1的电流 (2)测量电压表V1内阻R V 的实验电路如图所示 (3)R V ＝U 1R 2U 2－U 1U 1表示V 1的电压 U 2表示V 1和R 2串联的总电压7．(2011年安徽六校联考)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡标有“6 V 3 W ”，其他可供选择的器材有：A ．电压表V1(量程6 V ，内阻20 kΩ) B ．电压表V 2(量程20 V ，内阻60 kΩ) C ．电流表A 1(量程3 A ，内阻0.2 Ω) D ．电流表A 2(量程0.6 A ，内阻1 Ω) E ．滑动变阻器R 1(0～1000 Ω，0.5 A) F ．滑动变阻器R 2(0～20 Ω，2 A) G ．学生电源E (6 V ～8 V) H ．开关S 及导线若干图7－4－13某同学通过实验测得小灯泡两端的电压U 和通过它的电流I ，绘成U －I 关系曲线如图7－4－13甲所示．(1)实验中电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________；(2)在虚线框乙中画出实验所用的电路图； (3)若将该小灯泡接在电动势为6 V ，内阻为4 Ω的电源两端，则灯泡实际消耗的功率为________W.解析：(1)小灯泡的额定电压为6 V ，所以电压表选A ；算得小灯泡的额定电流为0.5 A ，所以电流表选D ；根据调节方便的原则可知滑动变阻器选F ；(3)在小灯泡的U －I 关系曲线中，作出电源的U －I 图线，两图线的交点即为小灯泡的实际工作状态，坐标的乘积即为小灯泡的实际功率．答案：(1)A D F (2)电路图如图所示(滑动变阻器分压法、电流表外接) (3)1.9(1.9±0.2均对)8．(2009年高考安徽卷)用如图7－5－14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R 0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：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________________________________________． 答案：(1)3 0.6 1 0～10 (2)电压表的分流9．(2010年高考广东理综卷)某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R 0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图7－5－16甲． (1)在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接． (2)请完成下列主要实验步骤A ．检查并调节电压表指针指零，调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是________；B ．将开关S 1闭合，开关S 2断开，电压表的示数是1.49 V ；图7－5－14C ．将开关S 2________，电压表的示数是1.16 V ；断开开关S 1.(3)使用测得的数据，计算出干电池的内阻是________(计算结果保留两位有效数字)．(4)由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________(填“大”或“小”)． 图7－5－16解析：(1)见答案图．(2)由题图丙读得电阻箱阻值为R ＝20 Ω；将S 1闭合S 2断开，电压表示数为电源电动势E ＝1.49 V ，再将S 2闭合，电压表示数为R 两端电压．将电压表视为理想电表，则干路电流I ＝U V R ＝1.1620 A ＝0.058A.(3)因为I ＝E R 0＋R ＋r ，所以r ＝E I －R 0－R ＝(1.490.058－5－20) Ω＝0.69 Ω.(4)若考虑电压表的内阻，则S 1闭合S 2断开时，电压表示数为该表两端电压，小于电源电动势．答案：(1)如图所示 (2)A.20 Ω C ．闭合 (3)0.69 Ω (4)小10．(2009年高考北京理综卷)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r ，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程I g ＝0.6 A ，内阻r g ＝0.1 Ω)和若干导线．(1)请根据测定电动势E 和内电阻r 的要求，设计图7－5－17甲中器件的连接方式，画线把它们连接起来． (2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R ，读出与R 对应的电流表的示数I ，并作记录．当电阻箱的阻值R ＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图乙所示．处理实验数据时，首先计算出每个电流值I 的倒数1I ；再制作R －1I 坐标图，如图7－5－18所示，图中已标注出了(R ，1I )的几个与测量对应的坐标点．请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图7－5－18上．(3)在图7－5－18上把描绘出的坐标点连成图线．(4)根据图7－5－18描绘出的图线可得出这个电池的电动势E ＝________V ，内电阻r ＝________Ω.7-5-18解析：(1)本实验是采用电流表和电阻箱组合测定电池电动势和内阻，只需将它们串联起来即可，实物连接如图． (2)如图(3)图中坐标为(1.2,2.8)的点不合理舍去，过其他的点作直线，如(2)中图． (4)由E ＝IR ＋Ir 得R ＝EI－r ，图线的斜率等于电源电动势，在纵轴上的截距等于电源内阻的负值， 由图可知E ＝1.5 V ，r ＝0.3 Ω. 答案：(1)、(2)、(3)见解析 (4)1.5(1.46～1.54) 0.3(0.25～0.35)11．(2009年高考安徽卷)用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a 和b 的位置，如图7－6－8所示．若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a 和b 的相应读数是多少？请填在表格中．图7－6－8答案：23.0 0.57 32012．(2010年高考山东理综卷)在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图7－6－12所示．闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E )：(1)若电流表示数为零、电压表示数为E ，则发生故障的是________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)．(2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至________挡(填“欧姆×100”“直流电压10 V ”或“直流电流2.5 mA ”)，再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a 接线柱，把另一支表笔依次接b 、c 、d 接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是________、________、________.解析：(1)电流表示数为零，说明电路断路，由于电压表示数为E ，说明电压表两端与电源相连，因而待测金属丝断路．(2)判断电路故障问题，应利用多用电表的直流电压挡，电流应从多用电表的红表笔流入多用电表，因而红表笔应与a 接线柱相连，当只有滑动变阻器断路时，黑表笔接b 时，多用电表不能与电源形成闭合回路，示数为零，黑表笔接c 、d 时，多用电表与电源两极相连，示数为电源电动势．答案：(1)待测金属丝 (2)直流电压10 V 红 0 E E 13．(2009年高考全国卷Ⅰ)如图7－6－9所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点． (1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明__________________________________可能有故障．(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：(1)小灯泡不亮，即发生了断路故障．在1、2两点接好的情况下，应当选用多用电表的电压挡，在1、2同时断开，即与电源断开的情况下，应当选用欧姆挡．(2)由“外电路断开时，路端电压等于电动势”可知，5、6两点可能有故障． 答案：(1)电压 欧姆 (2)开关或连接点5、6(3)①将多用电表挡位调至欧姆挡；②将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；③测量小灯泡的电阻，若电阻为无穷大，表明小灯泡有故障．7-6-127-6-914．如图2-25所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r =0.6 Ω, R =10 Ω,U =160 V ，电压表的读数为110 V ，求：（1）通过电动机的电流是多少？ （2）输入到电动机的电功率是多少？ （3）在电动机中发热的功率是多少？ （4）电动机工作1 h 所产生的热量是多少？二、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v ∥B ，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做 运动．2．若v ⊥B ，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感 线的平面内以入射速度v 做 运动．1.圆心的确定(1)基本思路：过轨迹上某点作与速度方向垂直的直线和 弦的中垂线一定过圆心． (2)两种情形①已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如11－2－7甲所示，图中P 为入射点，M 为出射点)．图2-25②已知入射方向、入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图11－2－7乙所示，P 为入射点，M 为出射点)． 2．带电粒子在不同边界磁场中的运动(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图11－2－8所示)(2)平行边界(存在临界条件，如图11－2－9所示)(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图11－2－10所示)3．半径的确定用几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小． 4．运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T ，当粒子运动的圆弧所 对应的圆心角为α时，其运动时间由下式表示：t ＝α360°T (或t ＝α2πT )． 5．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法——三步法[关键一点](1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹和边界相切．(2)当速度一定时，弧长越长，圆心角越大，则带电粒子在磁 场中运动的时间越长，可由t ＝α2πT 或t ＝sv (s 为弧长)来计算t .(3)在同一磁场中，同一带电粒子的速率v 变化时，T 不变，其运动轨迹对应的圆心角越大，运动时间越长．1.如图11－2－18所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E ，方向与y 轴平行；在x 轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直．一质量为m 、电荷量为－q (q ＞0)的粒子以平行于x 轴的速度从y 轴上的P 点处射入电场，在x 轴 上的Q 点处进入磁场，并从坐标原点O 离开磁场．粒子在 磁场中的运动轨迹与y 轴交于M 点．已知OP ＝l ，OQ ＝23l .不计重力．求：(1)M 点与坐标原点O 间的距离；(2)粒子从P 点运动到M 点所用的时间．解析：(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，在y 轴负方向上做初速度为零的匀加速运动，设加速度的大小为a ；在x 轴正方向上做匀速直线运动，设速度为v 0；粒子从P 点运动到Q 点所用的时间为t 1，进入磁场时速度方向与x 轴正方向的夹角为θ，则a ＝qE m ① t 1＝2y 0a ②v 0＝x 0t 1③其中x 0＝23l ，y 0＝l ，又有tan θ＝at 1v 0④联立②③④式，得θ＝30° ⑤因为M 、O 、Q 点在圆周上，∠MOQ ＝90°，所以MQ 为直径．从图中的几何关系可知， R ＝23l⑥MO ＝6l ⑦(2)设粒子在磁场中运动的速度为v ，从Q 到M 点运动的 时间为t 2，则有 v ＝v 0cos θ⑧t 2＝πR v ⑨带电粒子自P 点出发到M 点所用的时间t 为t ＝t 1＋t 2⑩联立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式，并代入数据得 t ＝(32π＋1)2ml qE .2．(2010·宁波模拟)如图11－2－26所示， 一个质量为m 、电荷量为q 的正离子， 从A 点正对着圆心O 以一定的速度射 入半径为R 的绝缘圆筒中．圆筒中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B .若离子与圆筒内壁碰撞2次后仍从A 点射出．设粒子与圆筒内壁碰撞时无能量和电荷量损失，不计粒子的重力．求： (1)离子速度需要满足的条件．(2)离子在磁场中运动的时间．解析：(1)由于离子与圆筒内壁碰撞时无能量损失和电荷量损失，每次碰撞后离子的速度方向都沿半径方向指向圆心，并且轨迹是对称的，如图所示．离子与圆筒内壁碰撞2次，则磁场边界圆弧所对的圆心角为2π3，轨迹圆弧所对的圆心角为θ＝π3 r ＝R cot θ2＝3R 由Bq v ＝m v 2r ，得 v ＝3RqB m .(2)离子运动的周期为 T ＝2πmqB离子每次偏转运动的圆心角为θ＝π3， 则离子在磁场中运动的时间为t ＝T 2＝πm qB.11-2-263、（2010全国卷）如图11－2－11，在0≤x ≤3a 区域内存在与xy 平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B .在t ＝0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xy 平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y 轴正方向的夹角分布在0°～180°范围内．已知沿y 轴正方向发射的粒子在t ＝t 0时刻刚好从磁场边界上P (3a ，a )点离开磁场．求：(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R 及粒子的比荷q /m ；(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y 轴正方向夹角的取值范围；(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间．[思路点拨] 解答本题应把握以下三点：(1)所有粒子运动的轨迹半径相同．(2)粒子在磁场中的运动时间与圆孤的长度成正比．(3)把粒子运动的各种情形画出来进行比较分析．[解析] (1)初速度与y 轴正方向平行的粒子在磁场中的运动轨迹如图中的弧OP 所示，其圆心为C .由题给条件可以得出∠OCP ＝2π3 ①此粒子飞出磁场所用的时间为t 0＝T 3②式中T 为粒子做圆周运动的周期． 设粒子运动速度的大小为v ，半径为R ，由几何关系可得R ＝233 a ③由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有q v B ＝m v 2R ④T ＝2πR v⑤ 联立②③④⑤式，得q m ＝2π3Bt 0⑥ (2)依题意，同一时刻仍在磁场内的粒子到O 点距离相同．在t 0时刻仍在磁场中的粒子应位于以O 点为圆心、OP 为半径的弧MN 上，如图所示．设此时位于P 、M 、N 三点的粒子的初速度分别为v P 、v M 、v N .由对称性可知v P 与OP 、v M 与OM 、v N 与ON 的夹角均为π/3.设v M 、v N 与y 轴正向的夹角分别为θM 、θN ，由几何关系有θM ＝π3 ⑦θN ＝2π3 ⑧对于所有此时仍在磁场中的粒子，其初速度与y 轴正方向所成的夹角θ应满足π3≤θ≤2π3 ⑨(3)在磁场中飞行时间最长的粒子的运动轨迹应与磁场右边界相切，其轨迹如图所示．由几何关系可知，OM ＝OP⑩ 由对称性可知， ME ＝OP ⑪从粒子发射到全部粒子飞出磁场所用的时间t m ＝2t 0. ⑫[答案] (1)233 a 2π3Bt 0(2)π3≤θ≤2π3 (3)2t 0 4、在如图11－2－17所示宽度范围内，用场强为E 的匀强电场可使初速度是v 0的某种正粒子偏转θ角．在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场，使该粒子穿过该区域，并使偏转角也为θ(不计粒子的重力)，问：(1)匀强磁场的磁感应强度是多大？(2)粒子穿过电场和磁场的时间之比是多大？[审题指导] 解答本题应注意把握以下三点： (1)带电粒子在电场中做类平抛运动，应用运动的合成与分解求解．(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，应用圆周运动规律分析．(3)两段运动的连接点处的速度是求解问题的关键．11-2-17[解析] (1)设宽度为L .当只有电场存在时，带电粒子做类平抛运动水平方向上：L ＝v 0t 竖直方向上：v y ＝at ＝EqL m v 0tan θ＝v y v 0＝EqL m v 02 当只有磁场存在时，带电粒子做匀速圆周运动，如图所示，由几何关系可知sin θ＝L R ，R ＝m v 0qB联立解得B ＝E cos θv 0. (2)粒子在电场中运动时间t 1＝L v 0＝R sin θv 0在磁场中运动时间t 2＝θ2π·T ＝θ2π·2πm qB ＝θm qB所以t 1t 2＝RqB m v 0·sin θθ＝sin θθ. 解决这类问题的关键是：确定出带电粒子运动到边界处的速度大小和方向．。