江苏2018版高考物理二轮复习第二部分考前提速力争满分4策略电学综合练22018032452

电学综合练2
一、选择题(第1～3题为单项选择题,第4～5题为多项选择题)
1、如图所示是一款避雷针原理演示器,上下金属
板之间用绝缘材料固定,尖端电极和球形电极与下金
属板连接,给上下金属板接感应圈并逐渐升高电压,当
电压逐渐升高时( )
A．尖端电极先放电
B．球形电极先放电
C．两电极同时放电
D．两电极都不放电
解析:选A 由题图可知,两电极一个为尖头、一个为圆头,当上下金属板接在高压电源上,因末端越尖越容易放电,故可以观察到尖端电极先放电,这种放电现象叫做尖端放电,故A正确,B、C、D错误。

2、如图所示是“二分频”音箱内部电路,来自前
级电路的电信号,被电容和电感组成的分频电路分成
高频成分和低频成分,分别送到高、低音扬声器,下列
说法正确的是( )
A．C1让低频成分通过
B．L2让高频成分通过
C．扬声器BL1是低音扬声器
D．扬声器BL2是低音扬声器
解析:选D C 1的作用是阻碍低频成分通过BL 1扬声器,故A 错误;L 2的作用是阻碍高频成分通过BL 2扬声器,是让低频成分通过,故B 错误;高频和低频成分通入该电路,由于线圈通低频、阻高频,电容通高频、阻低频,所以低频成分通过BL 2扬声器,高频成分通过BL 1扬声器,所以BL 2扬声器是低音扬声器,故C 错误,D 正确。

3、如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水
平面的M 、N 两小孔中,O 为M 、N 连线的中点,连线上a 、
b 两点关于O 点对称。

导线中均通有大小相等、方向
向上的电流。

已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B ＝KI r
,
式中K 是常数、I 是导线中的电流、r 为点到导线的距离。

一带正电小球以初速度v 0从a 点出发沿连线运动到b 点。

关于上述过程,下列说法正确的是( )
A ．小球先做加速运动后做减速运动
B ．小球先做减速运动后做加速运动
C ．小球对桌面的压力一直在增大
D ．小球对桌面的压力先减小后增大
解析:选C 根据右手定则可知,小球从a 点出发沿连线运动到b 点,直线M 处的磁场方向垂直于MN 向里,直线N 处的磁场方向垂直于
MN 向外,所以合磁场大小先减小,过O 点后反向增大,而方向先向里,
过O 点后方向向外,根据左手定则可知,带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始时方向向上,大小在减小,过O 点后洛伦兹力的方向向下,大小在增大。

由此可知,小球在速度方向上不受力的作用,则将做匀速直线运动,而小球对桌面的压力一直在增大,故A 、B 、D 错误,C 正确。

4、如图所示,电源内阻较大,当开关S 闭合、滑
动变阻器滑片P 位于某位置时,水平放置的平行板电容器C 间一带电液滴恰好处于静止状态,灯泡L 也能正常发光,现将滑动变阻器的滑片P 由原位置向a 端滑动,则( )
A ．灯泡L 将变暗,电源效率将增大
B ．液滴带正电,将向下做加速运动
C ．电源的路端电压增大,输出功率也增大
D ．滑片P 滑动瞬间,液滴电势能将减小
解析:选AD 将滑片P 由原位置向a 端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路中总电阻增大,电路中电流减小,灯泡L 消耗的功率减小,则灯泡L 将变暗;外电路总电阻增大,路端电压增大,则电
源的效率为η＝UI EI ×100%＝U
E
×100%,U 增大,则知η增大,故A 正确;
液滴受力平衡,因电容器上极板带负电,板间场强向上,则知液滴带正电。

路端电压增大,故电容器板间电压增大,板间场强增大,液滴所受的电场力增大,因此液滴将向上做加速运动,故B 错误;由于电源的内电阻与外电阻关系未知,所以不能判断输出功率如何变化,故C 错误;因电容器两端的电压增大,故液滴所在位置相对于下极板的电势差增大,因下极板接地,故液滴所在位置的电势减小,因液滴带正电,故液滴电势能将减小,故D 正确。

5、带正电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正方向运动,其电势能E p 随位移x 变化的关系如图所示,其中
O ～x 2段是关于直线x ＝x 1对称的曲线,x 2～x 3段是直线,
则下列说法正确的是( )
A ．x 1处电场强度最小,但不为零
B ．x 2～x 3段电场强度大小恒定,方向沿x 轴负方向
C ．粒子在O ～x 2段做匀变速运动,x 2～x 3段做匀速直线运动
D ．在O 、x 1、x 2、x 3处电势φO 、φ1、φ2、φ3的关系为φ3＞φ2
＝φO ＞φ1
解析:选BD 根据电势能与电势的关系:E p ＝q φ,场强与电势的关系:E ＝ΔφΔx ,得:E ＝1q ·ΔE p
Δx ,由数学知识可知E p x 图像切线的斜
率等于ΔE p
Δx ,x 1处切线的斜率为零,则x 1处电场强度为零,因此x 1处电
场强度最小,且为零,故A 错误;x 2～x 3段斜率不变,场强不变,即电场强度大小和方向均不变,是匀强电场,带正电的粒子电势能在增大,则电场力做负功,电场力沿x 轴负方向,电场场强方向沿x 轴负方向,故B 正确;由题图可知在O ～x 1段图像切线的斜率不断减小,则场强减小,粒子所受的电场力减小,加速度减小,做非匀变速运动;x 1～x 2段图像切线的斜率不断增大,场强增大,粒子所受的电场力增大,做非匀变速运动;x 2～x 3段图像斜率不变,场强不变,即电场强度大小和方向均不变,是匀强电场,粒子做匀变速直线运动,故C 错误;根据电势能与电势的关系:E p ＝q φ,粒子带正电,q ＞0,根据正电荷的电势能越大,粒子所在处的电势越高,可知φ1＜φ2＜φ3;由于O 和x 2处粒子的电势能相等,则φ2＝φO ,可得φ3＞φ2＝φO ＞φ1,故D 正确。

二、非选择题
6．热敏电阻包括正温度系数电阻(PTC)和负温度系数电阻(NTC),正温度系数电阻的电阻随温度的升高而增大,负温度系数电阻的电阻随温度的升高而减小,某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻R x 的导电特性。

A ．电流表A 1(满偏电流10 mA,内阻r 1为10 Ω)
B ．电流表A 2(量程0、6 A,内阻r 2为0、5 Ω)
C ．滑动变阻器R 1(最大阻值10 Ω)
D．滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)
E．定值电阻R3(阻值1 490 Ω)
F．定值电阻R4(阻值140 Ω)
G．电源E(电动势15 V,内阻不计)
H．开关与导线若干
(1)实验采用的电路图如图1所示,则滑动变阻器选________,定值电阻R选________(填仪器前的字母序号)。

(2)该小组分别测出某个热敏电阻的I1I2图像如图2所示,请分析说明该曲线对应的热敏电阻是________(选填“PTC”或“NTC”)热敏电阻。

(3)若将此热敏电阻直接接到一电动势为9 V,内阻10 Ω的电源两端,则此时该热敏电阻的阻值为________Ω(结果保留三位有效数字)。

解析:(1)由题图1知滑动变阻器采用分压接法,故滑动变阻器应选择总阻值较小的C;定值电阻R与电流表串联充当电压表使用,故应选择阻值较大的E。

(2)由题图2所示图线可知,随电压(由电流表A1示数代表)增大,电流增大,电阻实际功率增大,温度升高,电压与电流比值增大,电阻阻值增大,即随温度升高,电阻阻值增大,该电阻是正温度系数(PTC)热敏电阻。

(3)根据改装原理可知,加在电阻两端的电压U＝I1(r1＋R3)＝1
500I 1;则在题图2中作出所接的电源的伏安特性曲线如图中倾斜直线所示。

由图可知,对应的电流I 1＝6、5 mA,I 2＝0、25 A,则由欧姆定律可知:R ＝1 500×6.5×10－3
0.25
Ω＝39 Ω。

答案:(1)C E (2)PTC (3)39
7．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理如图甲所示。

浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动,上下运动的速度v ＝0、4πsin πt m/s,且始终处于辐射磁场中,该线圈与阻值R ＝15 Ω的灯泡相连;浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图乙中阴影部分),其内部为产生磁场的磁体;线圈匝数N ＝200,线圈所在处磁场的磁感应强度大小B ＝0、2 T,线圈直径D ＝0、4 m,电阻r ＝1 Ω,计算时取π2的值为10。

(1)求线圈中产生感应电动势的最大值E m ; (2)求灯泡工作时消耗的电功率P ;
(3)若此灯塔的发电效率为90%,求3min 内海浪提供给发电灯塔的能量。

解析:(1)线圈在磁场中切割磁感线,产生电动势最大值为:E m ＝
NBlv max ,
其中:l ＝πD ,
联立得:E m ＝πNBDv max ＝π×200×0、2×0、4×0、4π V ＝64 V 。

(2)电动势的有效值为:E ＝E m
2＝64
2 V ＝32 2 V,
根据闭合电路欧姆定律有:I ＝E
R ＋r
,
得:I ＝322
15＋1
A ＝2 2 A,
通过灯泡电流的有效值为:I ＝2 2 A,
则灯泡的电功率为:P ＝I 2R ＝(22)2×15 W＝120 W 。

(3)此灯塔的发电效率为90%,根据能量守恒定律,有: 90%E 总＝UIt
灯泡两端电压的有效值为:
U ＝IR ＝22×15 V＝30 2 V,
解得:E 总＝UIt 90%
＝
302×22×180
0.9
J ＝2、4×104 J 。

答案:(1)64 V (2)120 W (3)2、4×104 J
8．如图所示,在xOy 直角坐标平面内－0、05 m≤x ＜0的区域有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B ＝0、4 T,0≤x ≤0、08 m 的区域有沿x 轴负方向的匀强电场。

在x 轴上坐标为(－0、05 m,0)的
S 点有一粒子源,它一次能沿纸面同时向磁场内每个方向发射一个比荷q
m
＝5×107 C/kg,速率v 0＝2×106 m/s 的带正电粒子。

若粒子源只发射一次,其中只有一个粒子Z 恰能到达电场的右边界,不计粒子的重力和粒子间的相互作用(结果可保留根号)。

求:
(1)粒子在磁场中运动的半径R ;
(2)第一次经过y 轴的所有粒子中,位置最高的粒子P 的坐标; (3)电场强度E 。

解析:(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,
则有qv 0B ＝m v 02
R
可得R ＝mv 0qB ＝2×106
5×107×0.4
m ＝0、1 m 。

(2)设在y 轴上位置最高的粒子P 的运动轨迹恰与y 轴相切于N 点,如图所示,
由几何关系知,N 点到x 轴的竖直距离L 满足:
L 2＋(R －d B )2＝R 2
解得:L ＝3
20
m
即粒子P 的位置坐标为⎝
⎛⎭
⎪⎪⎫0，320 m 。

(3)用d E 表示电场的宽度,
对粒子Z 在电场中运动,由动能定理有:
qEd E ＝1
2
mv 02
代入数据解得:E ＝5、0×105 N/C 。

答案:(1)0、1 m (2)⎝
⎛⎭
⎪⎪⎫0，320 m (3)5、0×105 N/C。