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模块综合试卷
(满分：100分)
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．在物理学的研究中科学家使用了许多研究方法，如控制变量法、等效法、类比法、理想模型法、微元法等等，这些方法对我们学好物理有很大帮助。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是(　　)
A．为研究磁场强弱而引入了电流元，应用了等效法
B．在研究磁场时，用假设的磁感线来描述真实的磁场，应用的是类比法
C．在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时应用了控制变量法
D．在电路中，可以用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这应用了类比法
2.某区域的电场线分布如图所示，M、N、P是电场中的三个点，则下列说法正确的是(　　)
A．P、N两点电场强度不相等，但方向相同
B．同一检验电荷在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力
C．同一检验电荷在P点的电势能一定小于在N点的电势能
D．带正电的粒子仅在电场力作用下，一定沿电场线PN运动
3.(2024·成都市第七中学模拟)如图所示为一边长为d的正方体，在FE、ND两边放置足够长直导线，通有大小相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中C点处的磁感应强度大小为(　　)
A．0 B．2B C．B D.B
4.(2024·南充市阆中东风中学高二月考)如图所示的U－I图像中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知(　　)
A．R的阻值为2.5 Ω
B．电源内阻为0.5 Ω
C．电阻R功率为1.5 W
D．电源内阻消耗功率为22 W
5.(2023·山东费县第一中学高二期中)如图所示，通有电流I的直导线MN固定在竖直位置上，且与导线框abcd在同一平面内，则下列过程中导线框中不能产生感应电流的是(　　)
A．导线框平移到位置Ⅱ
B．导线框以MN为转轴转到位置Ⅲ
C．导线框以bc为转轴转到位置Ⅱ
D．导线框平移到以MN为对称轴的位置Ⅲ
6．有一场强方向与x轴平行的静电场，电势φ随坐标x变化的关系图线如图所示，若规定x轴正方向为场强的正方向，则该静电场的场强E随x变化的图线应是(　　)
7.如图所示，匀强电场的方向平行于O、P、Q三点所在的平面，三点的连线构成一个直角三角形，∠P是直角，∠O＝30°，PQ＝2 cm，三点的电势分别是φO＝5 V，φP＝11 V，φQ＝13 V。下列叙述正确的是(　　)
A．电场的方向沿QO方向，电场强度大小为2 V/m
B．OQ连线中点的电势为6.5 V
C．电子在P点的电势能比在Q点低2 eV
D．沿O→P→Q路径将电子从O点移动到Q点，电场力做的功为8 eV
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，所带电荷量绝对值为q，静电力常量为k，下列说法正确的是(　　)
A．油滴带负电
B．油滴受到的静电力大小为
C．若仅将上极板平移到图中虚线位置，则静电计指针张角减小
D．若仅将上极板平移到图中虚线位置，则油滴将加速向上运动
9.(2024·四川凉山州民族中学高二月考)如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。则小球a(　　)
A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力一直减小
B．从N到P的过程中，存在一个位置小球所受的合力为零
C．从P到Q的过程中，库仑力一直做负功
D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量
10．(2023·河北武强中学高二期中)某种小灯泡的U－I曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为1.0 Ω，现闭合开关S，理想电压表的示数为4.0 V，则(　　)
A．外电路的总电阻约为8.3 Ω
B．电源电动势为5.6 V
C．电源内阻消耗的热功率为3.0 W
D．电源的效率约为50%
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．(8分)某同学用图(a)所示的电路测量电源的电动势E和内阻r，R1是滑动变阻器，定值电阻R2＝3 Ω。
(1)(2分)图(a)中A、B分别是________传感器、________传感器。(均选填“电压”或“电流”)
(2)(2分)请根据图(a)，用笔画线代替导线将图(b)中实物图补充完整；
(3)(2分)该实验中，设A传感器的示数为a，B传感器的示数为b，则a关于b的函数关系式为a＝______；(用b、E、r、R2表示)
(4)(2分)若实验中得到的两电表的示数关系图像如图(c)所示，则该电源的电动势E＝__________ V，内阻r＝__________ Ω。
12.(8分)用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。给定电压表(内阻约为50 kΩ)、电流表(内阻约为40 Ω)、滑动变阻器(最大阻值20 Ω)、电源、开关、待测电阻(约为250 Ω)及导线若干。
(1)(2分)在图甲中完成测量的电路图。
(2)(4分)图乙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，要求在图中画出 U－I图像。并根据图像求出电阻阻值R＝________ Ω。(保留3位有效数字)
(3)(1分)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，长度L已知。用50分度的游标卡尺测量其直径，如图丙所示。由图可知其直径为________ cm。
(4)(1分)由于实验误差，实验测量出的ρ________(选填“大于”“等于”或“小于”)材料真实的ρ0。
13.(10分)(2023·凤城市第一中学高二期中)一提升重物用的直流电动机工作时的电路图如图所示。电动机内阻r0＝0.4 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，电源电动势E＝180 V，内阻r＝2 Ω，电压表的示数U＝120 V。
(1)(3分)求通过电动机的电流；
(2)(3分)求输入电动机的电功率；
(3)(4分)若电动机以v＝1 m/s的速度匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g取10 m/s2)
14．(14分)科技在我国的“蓝天保卫战”中发挥了重要作用，某科研团队设计了一款用于收集工业生产中产生的固体颗粒的装置，其原理简图如图所示。固体颗粒通过带电室时带上正电荷，颗粒从A点无初速度地进入加速区，经B点进入径向电场区，沿圆弧BC运动，再经C点竖直向下进入偏转电场区，最终打在竖直收集挡板上的G点。建立如图所示坐标系，带电室、加速区、径向电场区在第二象限，偏转电场区和挡板在第四象限。已知固体颗粒的比荷为1×10－3 C/kg，加速区板间电压为U＝2×103 V，圆弧BC上各点的电场强度大小相同且为E1＝2.5×104 V/m，方向都指向圆弧BC的圆心D点，偏转电场区电场强度大小为E2＝4×104 V/m，方向水平向右，挡板距离y轴0.2 m。不计重力、空气阻力及颗粒间的作用力，求：
(1)(7分)带电固体颗粒离开加速区的速度大小及圆弧BC的半径；
(2)(7分)G点与x轴之间的距离。
15．(14分)(2024·成都市石室中学高二月考)如图，圆弧轨道AB的圆心为O，半径为R＝2.5 m，圆弧轨道AB的B点与水平地面BE相切，B点在O点的正下方，在B点的右侧有一竖直虚线CD，B点到竖直虚线CD的距离为L1＝2.5 m，竖直虚线CD的左侧有一水平向左的匀强电场，场强大小为E1(大小未知)，竖直虚线CD的右侧有场强大小为E2(大小未知)、竖直向上的匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF，墙壁EF到竖直虚线CD的距离为L2＝1 m，墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接，墙壁EF的高度也为L2＝1 m。现将一电荷量为q＝＋4×10－2 C、质量为m＝1 kg的完全绝缘的滑块从A点由静止释放沿圆弧轨道AB下滑，过B点时的速度大小为4 m/s，最后进入竖直虚线CD右侧。已知滑块可视为质点，圆弧轨道AB光滑，水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为μ＝0.2，g＝10 m/s2，∠AOB＝53°，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求：
(1)(4分)场强E1的大小；
(2)(4分)滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间；
(3)(6分)要使滑块与竖直墙壁EF碰撞，求E2的取值范围。
模块综合试卷
1．C　2.B
3．D　[根据右手螺旋定则，放置在FE边直导线中的电流在C点产生的磁感应强度大小为B、方向沿CM；放置在ND边直导线中的电流在C点产生的磁感应强度大小为B、方向沿FC；故C点处的磁感应强度大小为BC＝＝B，故选D。]
4．C　[R的阻值为R＝＝ Ω＝1.5 Ω，故A错误；根据闭合电路的欧姆定律有E＝U＋Ir，整理得U＝－Ir＋E，电源内阻为r＝|k|＝ Ω＝1.5 Ω，故B错误；电阻R功率为PR＝UI＝1.5×1.0 W＝1.5 W，故C正确；电源内阻消耗功率为Pr＝I2r＝1.02×1.5 W＝1.5 W，故D错误。]
5．B　[线框平移到位置Ⅱ的过程中，穿过导线框的磁通量减小，会产生感应电流，A错误；以MN为转轴转到位置Ⅲ的过程中，线框经过的位置磁感应强度大小不变，磁场方向始终与线框垂直，穿过导线框的磁通量不变，不会产生感应电流，B正确；以bc为转轴到位置Ⅱ过程中，穿过导线框的磁通量发生改变，会产生感应电流，C错误；平移到以MN为对称轴的位置Ⅲ过程中，穿过导线框的磁通量发生改变，会产生感应电流，D错误。]
6．B　[0～2 mm，电势φ升高，则知电场线方向沿x轴负方向，E为负，2～10 mm，电势φ降低，顺着电场线，则知电场线方向沿x轴正方向，E为正，故A、C、D不符合题意；0～2 mm，E＝＝－ V/m＝－2×104 V/m,2～10 mm，E＝＝ V/m＝1×104 V/m，10～12 mm，E＝＝－2×104 V/m，故B符合题意。]
7．D　[QO间的电势差为8 V，将QO分成4等份，每份的电势差为2 V，如图所示，由几何关系知OQ＝4 cm，若A点的电势为11 V，则OA的长度为3 cm。AQ的长度为1 cm。根据几何关系可知，PA⊥OQ，故PA所在的直线为等势线，电场线沿QO方向从Q指向O。电场强度的大小为E＝＝＝2 V/cm，故A错误；根据匀强电场等差等势面的特点，OQ连线中点的电势为φ＝＝ V＝9 V，B错误；将电子从P移动到Q点，电场力做功WPQ＝－eUPQ＝－e×(－2 V)＝2 eV，电场力做正功，电势能减小，故电子在P点的电势能比在Q点高2 eV，故C错误；电场力做功与路径无关，只与始、末位置有关，故WOPQ＝WOQ＝－e×(－8 V)＝8 eV，D正确。
]
8．AC　[根据题意知，油滴所受静电力与重力平衡，电场强度方向竖直向下，故油滴带负电，A正确；两极板间的电场为匀强电场，库仑定律不适用，B错误；上极板下移，板间距d减小，根据C＝，U＝＝，则E＝＝，故电场强度E不变，F＝qE，可知油滴所受静电力不变，油滴静止不动，根据U＝Ed可知两极板间电压变小，静电计指针张角减小，故C正确，D错误。]
9．BC　[a球从N点静止释放后，受重力mg、b球的库仑斥力F和槽的弹力N作用，a球在从N到Q的过程中，mg与F的夹角θ由直角逐渐减小，F增大，因此重力与库仑力的合力F合一直增大，故A错误；从N到P的过程中，在其中间某个位置存在一个三力平衡的位置，此位置小球所受的合力为零，故B正确；在a球从P到Q的过程中，a、b两小球距离逐渐变小，库仑斥力一直做负功，故C正确；在从P到Q的过程中，根据能量守恒可知，其动能的减少量等于电势能增加量与重力势能增加量之和，动能减少量大于电势能增加量，故D错误。]
10．AB　[理想电压表的示数为4.0 V，根据U－I图像得流过L1的电流为I1＝0.6 A，灯泡L1的电阻为R1＝ Ω＝ Ω，另外两个完全相同的小灯泡并联，则流过L2的电流为0.3 A，根据U－I图像得它们的电压为1.0 V，灯泡L2、灯泡L3的电阻为R2＝R3＝ Ω＝ Ω，则外电路的总电阻约为R＝R1＋≈8.3 Ω，故A正确；根据闭合电路欧姆定律，电源电动势为E＝U1＋U2＋I1r＝4.0 V＋1.0 V＋0.6×1.0 V＝5.6 V，故B正确；电源内阻消耗的热功率为Pr＝I12r＝0.62×1.0 W＝0.36 W，故C错误；电源的效率约为η＝×100%＝×100%≈89.3%，故D错误。]
11．(1)电压　电流　(2)见解析图
(3)E－b(R2＋r)　(4)2.8　1
解析　(1)A传感器与电路并联，是电压传感器，B传感器与电路串联，是电流传感器；
(2)实物图如图所示
(3)由闭合电路欧姆定律得U＝E－I(R2＋r)，U＝a，I＝b，解得a＝E－b(R2＋r)
(4)由题图(c)知，电源的电动势E＝2.8 V
该电源的内阻为
r＝||－R2＝ Ω－3 Ω＝1 Ω。
12．(1)如图所示
(2)如图所示　223(208～230内的整数均正确)
(3)0.800　(4)小于
13．(1)5 A　(2)600 W　(3)59 kg
解析　(1)根据闭合电路欧姆定律有
E＝Ur＋UR＋U
解得Ur＋UR＝60 V
电动机、电源和电阻R串联，通过的电流相等
I＝＝ A＝5 A
(2)输入电动机的电功率为P＝UI＝120×5 W＝600 W
(3)电动机的输出功率为P出＝UI－I2r0＝(120×5－52×0.4) W＝590 W
若电动机以v＝1 m/s的速度匀速竖直向上提升重物，拉力为F＝＝ N＝590 N
由平衡条件得G＝F＝590 N
该重物的质量为m＝＝59 kg。
14．(1)2 m/s　0.16 m　(2)0.2 m
解析　(1)从A到B的加速过程有qU＝mv2
解得v＝2 m/s
从B到C的过程，固体颗粒受到的径向电场力提供向心力，有qE1＝m
解得R＝0.16 m
(2)C到G过程，固体颗粒做类平抛运动，设从O点落到G点的时间为t，则x＝at2，qE2＝ma，y＝vt，解得y＝0.2 m。
15．(1)25 N/C　(2)1 m/s　1 s
(3)187.5 N/C≤E2≤300 N/C
解析　(1)滑块从A点运动到B点的过程中，由动能定理有WAB＋mgR(1－cos 53°)＝mvB2，滑块从A点运动到B点的过程中WAB＝－qE1Rsin 53°，联立解得E1＝25 N/C。
(2)滑块从B点运动到竖直虚线CD的过程中，以向右为正方向，由牛顿第二定律有－qE1－μmg＝ma，得a＝－3 m/s2，根据运动学公式有v2－vB2＝2aL1，v＝vB＋at，解得v＝1 m/s，t＝1 s。
(3)当E2较小时，滑块刚好与竖直墙壁底端E点碰撞，有－μ(mg－qE2)L2＝0－mv2，解得E2＝187.5 N/C；当E2较大且滑块刚好与竖直墙壁顶端F点碰撞时，从C点到F点滑块做类平抛运动，在水平方向有L2＝vt1，解得t1＝1 s，竖直方向有L2＝ayt12，解得ay＝2 m/s2，又qE2－mg＝may，解得E2＝300 N/C，综上，E2的取值范围为187.5 N/C≤E2≤300 N/C。(共47张PPT)
模块综合试卷
一、单项选择题
1.在物理学的研究中科学家使用了许多研究方法，如控制变量法、等效法、类比法、理想模型法、微元法等等，这些方法对我们学好物理有很大帮助。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是
A.为研究磁场强弱而引入了电流元，应用了等效法
B.在研究磁场时，用假设的磁感线来描述真实的磁场，应用的是类比法
C.在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时应用了控制变量法
D.在电路中，可以用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这应用了类
　比法
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2.某区域的电场线分布如图所示，M、N、P是电场中的三个点，则下列说法正确的是
A.P、N两点电场强度不相等，但方向相同
B.同一检验电荷在M点受到的电场力小于在N点
　受到的电场力
C.同一检验电荷在P点的电势能一定小于在N点的电势能
D.带正电的粒子仅在电场力作用下，一定沿电场线PN运动
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3.(2024·成都市第七中学模拟)如图所示为一边长为d的正方体，在FE、ND两边放置足够长直导线，通有大小相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中C点处的磁感应强度大小为
A.0 B.2B
C.B D.
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4.(2024·南充市阆中东风中学高二月考)如图所示的U－I图像中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知
A.R的阻值为2.5 Ω
B.电源内阻为0.5 Ω
C.电阻R功率为1.5 W
D.电源内阻消耗功率为22 W
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电阻R功率为PR＝UI＝1.5×1.0 W＝1.5 W，故C正确；
电源内阻消耗功率为Pr＝I2r＝1.02×1.5 W＝1.5 W，故D错误。
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5.(2023·山东费县第一中学高二期中)如图所示，通有电流I的直导线MN固定在竖直位置上，且与导线框abcd在同一平面内，则下列过程中导线框中不能产生感应电流的是
A.导线框平移到位置Ⅱ
B.导线框以MN为转轴转到位置Ⅲ
C.导线框以bc为转轴转到位置Ⅱ
D.导线框平移到以MN为对称轴的位置Ⅲ
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线框平移到位置Ⅱ的过程中，穿过导线框的磁通量减小，会产生感应电流，A错误；
以MN为转轴转到位置Ⅲ的过程中，线框经过的位置磁感应强度大小不变，磁场方向始终与线框垂
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直，穿过导线框的磁通量不变，不会产生感应电流，B正确；
以bc为转轴到位置Ⅱ过程中，穿过导线框的磁通量发生改变，会产生感应电流，C错误；
平移到以MN为对称轴的位置Ⅲ过程中，穿过导线框的磁通量发生改变，会产生感应电流，D错误。
6.有一场强方向与x轴平行的静电场，电势φ随坐标x变化的关系图线如图所示，若规定x轴正方向为场强的正方向，则该静电场的场强E随x变化的图线应是
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0～2 mm，电势φ升高，则知电场线方向沿x轴负方向，E为负，2～10 mm，电势φ降低，顺着电场线，则知电场线方向沿x轴正方向，E为正，故A、C、D不符合题意；
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7.如图所示，匀强电场的方向平行于O、P、Q三点所在的平面，三点的连线构成一个直角三角形，∠P是直角，∠O＝30°，PQ＝2 cm，三点的电势分别是φO＝5 V，φP＝11 V，φQ＝13 V。下列叙述正确的是
A.电场的方向沿QO方向，电场强度大小为2 V/m
B.OQ连线中点的电势为6.5 V
C.电子在P点的电势能比在Q点低2 eV
D.沿O→P→Q路径将电子从O点移动到Q点，电场力做的功为8 eV
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QO间的电势差为8 V，将QO分成4等份，每份的电
势差为2 V，如图所示，由几何关系知OQ＝4 cm，
若A点的电势为11 V，则OA的长度为3 cm。AQ的长
度为1 cm。根据几何关系可知，PA⊥OQ，故PA所在的直线为等势线，电场线沿QO方向从Q指向O。电场强度的大小为E＝ 　　　　＝
2 V/cm，故A错误；
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将电子从P移动到Q点，电场力做功WPQ＝－eUPQ＝－e×(－2 V)＝2 eV，电场力做正功，电势能减小，故电子在P点的电势能比在Q点高2 eV，故C错误；
电场力做功与路径无关，只与始、末位置有关，故WOPQ＝WOQ＝－e×(－8 V)＝8 eV，D正确。
二、多项选择题
8.如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，所带电荷量绝对值为q，静电力常量为k，下列说法正确的是
A.油滴带负电
B.油滴受到的静电力大小为
C.若仅将上极板平移到图中虚线位置，则静电计指针张角减小
D.若仅将上极板平移到图中虚线位置，则油滴将加速向上运动
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根据题意知，油滴所受静电力与重力平衡，电场强度方向竖直向下，故油滴带负电，A正确；
两极板间的电场为匀强电场，库仑定律不适用，B错误；
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9.(2024·四川凉山州民族中学高二月考)如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。则小球a
A.从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力一直减小
B.从N到P的过程中，存在一个位置小球所受的合力
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a球从N点静止释放后，受重力mg、b球的库仑斥力F和槽的弹力N作用，a球在从N到Q的过程中，mg与F的夹角θ由直角逐渐减小，F增大，因此重力与库仑力的合力F合一直增大，故A错误；
从N到P的过程中，在其中间某个位置存在一个三力平衡的位置，此位置小球所受的合力为零，故B正确；
在a球从P到Q的过程中，a、b两小球距离逐渐变小，库仑斥力一直做负功，故C正确；
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在从P到Q的过程中，根据能量守恒可知，其动能的减少量等于电势能增加量与重力势能增加量之和，动能减少量大于电势能增加量，故D错误。
10.(2023·河北武强中学高二期中)某种小灯泡的U－I曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为1.0 Ω，现闭合开关S，理想电压表的示数为4.0 V，则
A.外电路的总电阻约为8.3 Ω
B.电源电动势为5.6 V
C.电源内阻消耗的热功率为3.0 W
D.电源的效率约为50%
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根据闭合电路欧姆定律，电源电动势为E＝U1＋U2＋I1r＝4.0 V＋1.0 V＋0.6×1.0 V＝5.6 V，故B正确；
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三、非选择题
11.某同学用图(a)所示的电路测量电源的电动势E和内阻r，R1是滑动变阻器，定值电阻R2＝3 Ω。
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(1)图(a)中A、B分别是______传感器、______传感器。(均选填“电压”或“电流”)
电压
电流
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A传感器与电路并联，是电压传感器，B传感器与电路串联，是电流传感器；
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(2)请根据图(a)，用笔画线代替导线将图(b)中实物图补充完整；
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答案　见解析图
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实物图如图所示
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(3)该实验中，设A传感器的示数为a，B传感器的示数为b，则a关于b的函数关系式为a＝____________；(用b、E、r、R2表示)
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E－b(R2＋r)
由闭合电路欧姆定律得U＝E－I(R2＋r)，U＝a，I＝b，解得a＝E－b(R2＋r)
(4)若实验中得到的两电表的示数关系图像如图(c)所示，则该电源的电动势E＝_____ V，内阻r＝___ Ω。
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2.8
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由题图(c)知，电源的电动势E＝2.8 V
该电源的内阻为
12.用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。给定电压表(内阻约为50 kΩ)、电流表(内阻约为40 Ω)、滑动变阻器(最大阻值20 Ω)、电源、开关、待测电阻(约为250 Ω)及导线若干。
(1)在图甲中完成测量的电路图。
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答案　如图所示
(2)图乙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，要求在图中画出U－I图像。并根据图像求出电阻阻值R＝______________________
_________ Ω。(保留3位有效数字)
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答案　如图所示
223(208～230内的整数
均正确)
(3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，长度L已知。用50分度的游标卡尺测量其直径，如图丙所示。由图可知其直径为_______ cm。
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0.800
(4)由于实验误差，实验测量出的ρ_______(选填“大于”“等于”或“小于”)材料真实的ρ0。
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小于
13.(2023·凤城市第一中学高二期中)一提升重物用的直流电动机工作时的电路图如图所示。电动机内阻r0＝0.4 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，电源电动势E＝180 V，内阻r＝2 Ω，电压表的示数U＝120 V。
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(1)求通过电动机的电流；
答案　5 A
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根据闭合电路欧姆定律有
E＝Ur＋UR＋U
解得Ur＋UR＝60 V
电动机、电源和电阻R串联，通过的电流相等
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(2)求输入电动机的电功率；
答案　600 W
输入电动机的电功率为P＝UI＝120×5 W＝600 W
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(3)若电动机以v＝1 m/s的速度匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g取10 m/s2)
答案　59 kg
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电动机的输出功率为P出＝UI－I2r0＝(120×5－52×0.4) W＝590 W
由平衡条件得G＝F＝590 N
14.科技在我国的“蓝天保卫战”中发挥了重要作用，某科研团队设计了一款用于收集工业生产中产生的固体颗粒的装置，其原理简图如图所示。固体颗粒通过带电室时带上正电荷，颗粒从A点无初速度地进入加速区，经B点进入径向电场区，沿 圆弧BC运动，再经C点竖直向下进入偏转电场区，最终打在竖直收集挡板上的G点。建立如图所示坐标系，带电室、加速区、径向电场区在第二象限，偏转电场区和挡板在第四象限。已知固体颗粒的比荷为1×10－3 C/kg，加速区板间电压为U＝2×103 V，
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圆弧BC上各点的电场强度大小相同且为E1＝2.5×104 V/m，方向都指向圆弧BC的圆心D点，偏转电场区电场强度大小为E2＝4×104 V/m，方向水平向右，挡板距离y轴0.2 m。不计重力、空气阻力及颗粒间的作用力，求：
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(1)带电固体颗粒离开加速区的速度大小及圆弧BC的半径；
答案　2 m/s　0.16 m
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解得v＝2 m/s
解得R＝0.16 m
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(2)G点与x轴之间的距离。
答案　0.2 m
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qE2＝ma
y＝vt
解得y＝0.2 m。
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15.(2024·成都市石室中学高二月考)如图，圆弧轨道AB的圆心为O，半径为R＝2.5 m，圆弧轨道AB的B点与水平地面BE相切，B点在O点的正下方，在B点的右侧有一竖直虚线CD，B点到竖直虚线CD的距离为L1＝2.5 m，竖直虚线CD的左侧有一水平向左的匀强电场，场强大小为E1(大小未知)，竖直虚线CD的右侧有场强大小为E2(大小未知)、竖直向上的匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF，墙壁EF到竖直虚线CD的距离为L2＝1 m，墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接，墙壁EF的高度也为L2＝1 m。
现将一电荷量为q＝＋4×10－2 C、质量为m＝1 kg的完全绝缘的滑块从A点由静止释放沿圆弧轨道AB下滑，过B点时的速度大小为4 m/s，最后进入竖直虚线CD右侧。已知滑块可视为质点，圆弧轨道AB光滑，水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为μ＝0.2，g＝10 m/s2，∠AOB＝53°，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求：
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(1)场强E1的大小；
答案　25 N/C
滑块从A点运动到B点的过程中，由动能定理有WAB＋mgR(1－cos 53°)＝ mvB2，滑块从A点运动到B点的过程中WAB＝－qE1Rsin 53°，联立解得E1＝25 N/C。
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(2)滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间；
答案　1 m/s　1 s
滑块从B点运动到竖直虚线CD的过程中，以向右为正方向，由牛顿第二定律有－qE1－μmg＝ma，得a＝－3 m/s2，根据运动学公式有v2－vB2＝2aL1，v＝vB＋at，解得v＝1 m/s，t＝1 s。
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(3)要使滑块与竖直墙壁EF碰撞，求E2的取值范围。
答案　187.5 N/C≤E2≤300 N/C
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当E2较小时，滑块刚好与竖直墙壁底端E点碰撞，有－μ(mg－qE2)L2＝0－ mv2，解得E2＝187.5 N/C；

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