高考物理测试-电学实验含解析+功和能+牛顿运动定律含解析+电场试题

高考物理测试-电学实验含解析+功和能+牛顿运动定律含解析+电场试题

高考物理测试-电学实验 含解析+功和能+牛顿运动定律含解析+电场试题 高考物理二轮复习专题测试： 电学实验(附参考答案) 1.(2014·新课标全国卷Ⅰ)利用如图甲所示电路,可以测量电源的电动势和内阻, 所用的实验器材有: 待测电源,电阻箱 R(最大阻值 999.9Ω),电阻 R0(阻值为 3.0Ω),电阻 R1(阻值为 3.0Ω),电流表 (量程为 200 mA,内阻为 RA=6.0Ω),开关 S。 实验步骤如下: ①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关 S; ②多次调节电阻箱,记下电流表的示数 I 和电阻箱相应的阻值 R; ③以 I 1 为纵坐标,R 为横坐标,作 RI 1 图线(用直线拟合); ④求出直线的斜率 k 和在纵轴上的截距 b。 回答下列问题: (1)分别用 E 和 r 表示电源的电动势和内阻,则 I 1 与 R 的关系式为 。 (2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻 R =3.0Ω时电流表的示数如图乙 所示,读出数据,完成下表。 答:① ,② 。 R/Ω 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 I/A 0.143 0.125 ① 0.100 0.091 0.084 0.077 I-1/A-1 6.99 8.00 ② 10.0 11.0 11.9 13.0 (3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率 k= A-1Ω-1,截距 b= A-1。 (4)根据图线求得电源电动势 E= V,内阻 r= Ω。 【解题指南】本题要首先利用闭合电路欧姆定律得出 I 与 R 的函数关系,然后变 形成 y=kx+b 这样的一次函数。 【解析】本题考查了测量电源电动势和内电阻。(1)电流表电阻是 R1 的 2 倍,所 以干路电流为 3I,根据闭合电路欧姆定律 AIRRRrIE  )(3 0 代入数据,化简得 E rREI 15331  。 (2)电流表每小格表示 2 mA,因此电流表读数是 0.110 A,倒数是 9.09 A-1。 (3)根据坐标纸上给出的点,画出一条直线,得出斜率 k=1.0A-1Ω-1,截距 b=6.0A-1。 (4)斜率 Ek 3 ,因此 0.33  kE V,截距 E rb 153  ,  0.153 bEr 。 答案:(1) E rREI 15331  (2)0.110 9.09 (3)1.0(或在 0.96～1.04 之间) 6.0(或在 5.9～6.1 之间) (4)3.0(或在 2.7～3.3 之间) 1.0(或在 0.6～1.4 之间) 2.(2014·北京高考)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。 要求尽量减小实验误差。 (1)应该选择的实验电路是图 1 中的 (选填“甲”或“乙”)。 (2)现有电流表(0～0.6A)、开关和导线若干以及以下器材: A.电压表(0～15 V) B.电压表 (0～3 V) C.滑动变阻器(0～50Ω) D.滑动变阻器(0～500Ω) 实验中电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(选填相应器材前 的字母) (3)某位同学记录的 6 组数据如下表所示,其中 5 组数据的对应点已经标在图 2 的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出 U-I 图线。 序号 1 2 3 4 5 6 电压 U/V 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 电流 I/A 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480 (4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势 E= V,内电阻 r= Ω。 (5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数 U 及干电池的输出功率 P 都会发生变化。图 3 的各示意图中正确反映 P-U 关系的是 。 【解析】(1)干电池的内阻较小,电压表的分流作用可以忽略,所以选甲图电路。 (2)依据安全、精确、方便的原则:电源电压为一节干电池,大约为 1.5 V,所以电 压表应选 B;滑动变阻器串联在电路中,其阻值应选与待测电阻阻值(大约几欧) 相当的,应该选 C。 (3)先描点,再作图,第四个点误差较大,应该舍去,如图所示。 (4)U 轴的截距为电动势,为 1.50V,直线的斜率为内阻 r= I U   = 6.0 0.15.1  Ω≈ 0.83Ω。 (5)随着 U 的增大,外电阻是不断增大的,当滑动变阻器的阻值等于电源内阻时, 电源的输出功率最大;当 U 与 E 相等时,则意味着外电阻为无穷大,处于断路状态, 电路中电流为零,此时电源输出功率 P 为零,C 正确。 答案:(1)甲 (2)B C (3)见解析 (4)1.50 0.83 (5)C 【误区警示】本题计算斜率时容易写成 r= I U = 6.0 5.1 Ω而出错,原因是没有看清 U 轴起点并不是 0,应该写成 r= I U   = 6.0 0.15.1  Ω才可;判断 P-U 关系时容易错选 D,原因 是没有考虑到 U=E 时外电路已断路,输出功率 P 一定为零。 3. (2014·安徽高考)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甲所示,得出电压表 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 1.5 V,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,该同学设计了图乙所示的电路图,实验 步骤如下: A.断开开关 S,按图乙连接好电路; 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; E.移动滑动变阻器 R 的滑片 P 的位置,使电压表的指针指到 3V 的位置; F.保持滑动变阻器 R 的滑片 P 位置不变,调节电阻箱 R0 的阻值使电压表指针指到 1.5V 位置,读出此时电阻箱 R0 的阻值,此值即为电压表内阻 RV 的测量值; G.断开开关 S。 实验中可供选择的实验器材有: a.待测电压表 b.滑动变阻器:最大阻值 2 000Ω c.滑动变阻器:最大阻值 10Ω d.电阻箱:最大阻值 9 999.9Ω,阻值最小改变量为 0.1Ω e.电阻箱:最大阻值 999.9Ω,阻值最小改变量为 0.1Ω f.电池组:电动势约 6 V,内阻可忽略 g.开关,导线若干 按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题: ①要使测量更精确,除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外,还应从提供 的滑动变阻器中选用 (选填“b”或“c”),电阻箱中选用 (选 填“d”或“e”)。 ②电压表内阻的测量值 R 测和真实值 R 真相比,R 测 R 真(选填“>”或“<”); 若 RV 越大,则 真 真测 ｜ R RR | 越 (选填“大”或“小”)。 【解析】(1)电压表的示数即为等效电路的外电压,由表盘读数可知,现在的欧姆 表用的是“×100”挡,故现在的多用表内阻为 1500Ω,由闭合电路欧姆定律可得 U=IR= R=1.0V。 (2)①滑动变阻器选用分压式接法,为了便于调节,滑动变阻器应该选用阻值较 小的 c;电压表半偏时,所串联的电阻箱的阻值约为 3 000Ω,故电阻箱应选用 d。 ②根据闭合电路欧姆定律可知,随着电阻箱阻值变大,电源的外电压随之变大, 当电阻箱调至电压表半偏时,此时电压表与电阻箱两端的总电压比电阻箱阻值 为零时要大,故此时电阻箱的实际分压是大于电压表的示数的,故 R 测>R 真。 RV 越大,外电阻越大,干路电流越小,外电阻变化时,外电压的变化量越小,故 R 测 误差越小,从而 真 真测 ｜ R RR | 越小。 答案:(1)1.0 (2)①c d ②> 小 【误区警示】本题中电压表半偏时,电阻箱的电压与电压表电压大小关系不清楚, 导致答案错误。 4.(2014·浙江高考)小明对 2B 铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其 电阻值。 (1)图甲是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图甲中画 出。 (2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段 2B 铅笔芯的伏安特性,并将得 到的电流、电压数据描到 U-I 图上,如图乙所示。在图中,由电流表外接法得到 的数据点是用 (选填“○”或“×”)表示的。 (3)请你选择一组数据点,在图乙上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为 Ω。 【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析: (1)知道内接法和外接法的连接方式; (2)知道物理作图方式。 【解析】(1)根据外接法的连接方式连接实物图。 (2)用“×”表示的数据点是由电流表外接法得到的,R=(1.1～1.3)Ω。 (3)用“○”数据点连线,R=(1.5～1.7)Ω。 答案:见解析 5.(2014·福建高考)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和 内阻,实验原理如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计 改装的电流表 , 为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0 是标称值为4.0Ω的 定值电阻。 ①已知灵敏电流计 的满偏电流 Ig=100μA、内阻 rg=2.0kΩ,若要改装后的电流 表满偏电流为 200mA,应并联一只 Ω(保留一位小数)的定值电阻 R1; ②根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路; ③某次实验的数据如下表所示: 测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压表 读数 U/V 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46 改装表 读数 I/mA 20 40 60 80 100 120 140 160 该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出 电池组的内阻 r= Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据 处理方面体现出的主要优点是 。 ④该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量 结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发 现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。若测量过程 无误,则内阻测量值总是偏大的原因是 。(填选项前的字母) A.电压表内阻的影响 B.滑动变阻器的最大阻值偏小 C.R1 的实际阻值比计算值偏小 D.R0 的实际阻值比标称值偏大 【解题指南】解答本题时应明确以下三点: (1)电表的改装原理; (2)“逐差法”的理解与迁移; (3)等效内阻与误差分析。 【解析】①据(I-Ig)R1=Igrg 可得 R1=1.0Ω。 ②依电路图连接实物图如图所示 ③借鉴逐差法有 r 内+R0= 5 1 6 2 7 3 8 4 5 1 6 2 7 3 8 4 U U U U U U U U 5.656I I I I I I I I                ,电池组的内阻 r 内=r-R0=5.66Ω- 4.0Ω=1.66Ω,逐差法的优点是充分利用已测得的数据,减小偶然误差。 ④若考虑电压表内阻的影响,则内阻的测量值比真实值小,滑动变阻器的最大值 对测量结果无影响,A、B 错误;据 r 内=r-R0 可知 R0 的实际阻值比标称值大,则内阻 的测量值总是偏大,D 正确;R1 的实际阻值比计算值小,则实际通过电流表的电流 大于示数,据 I Ur   可知内阻的测量值偏大,C 正确。 答案:①1.0 ②见解析图 ③1.66 充分利用已测得的数据,减小偶然误差 ④C、D 6.(2014·四川高考)如图是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx 的原理图,图中 R0 是保护电阻(10Ω),R1 是电阻箱(0～99.9Ω),R 是滑动变阻器,A1 和 A2 是电流表,E 是电源(电动势 10V,内阻很小)。 在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下: (ⅰ)连接好电路,将滑动变阻器 R 调到最大; (ⅱ)闭合 S,从最大值开始调节电阻箱 R1,先调 R1 为适当值,再调节滑动变阻器 R, 使 A1 示数 I1=0.15A,记下此时电阻箱的阻值 R1 和 A2 的示数 I2; (ⅲ)重复步骤(ⅱ),再测量 6 组 R1 和 I2 值; (ⅳ)将实验测得的 7 组数据在坐标纸上描点。 根据实验回答以下问题: ①现有四只供选用的电流表: A.电流表(0～3mA,内阻为 2.0Ω) B.电流表(0～3mA,内阻未知) C.电流表(0～0.3A,内阻为 5.0Ω) D.电流表(0～0.3A,内阻未知) A1 应选用 ,A2 应选用 。 ②测得一组 R1 和 I2 值后,调整电阻箱 R1,使其阻值变小,要使 A1 示数 I1=0.15A,应 让滑动变阻器 R 接入电路的阻值 (选填“不变”“变大”或“变小”)。 ③在坐标纸上画出 R1 与 I2 的关系图。 ④根据以上实验得出 Rx= Ω。 【解析】①假设 Rx 约为 20Ω,则流过 A2 的电流约为 AA 5.020 10  ,则电流表的量程 应选 0～0.3A,若已知 A2 的内阻,R1 与 I2 可组成一次函数图像,便于求出 Rx。 ②R1 阻值变小,并联部分电阻变小,不计电源内阻,若保持 I1 不变,应使 R 接入电 路的阻值变大。 ③如图所示 ④由题意知 )()( 110122 AAx RRRIRRI  ,即 10 1 22 1 )( A Ax RRI IRRR  ,由图像的斜率 可求得 x A2 1 (R R ) I  =240,代入数据解得 Rx=31Ω。 答案:①D C ②变大 ③见解析图 ④31 7.(2014·广东高考)某同学设计的可调电源电路如图甲所示,R0 为保护电阻,P 为 滑动变阻器的滑片,闭合电键 S。 ①用电压表测量 A、B 两端的电压:将电压表调零,选择 0～3V 挡,示数如图乙,电 压值为 V。 ②在接通外电路之前,为了保证外电路的安全,滑片 P 应先置于 端。 ③要使输出电压 U 变大,滑片 P 应向 端滑动。 ④若电源电路中不接入 R0,则在使用过程中,存在 (选填“断路”或“短 路”)的风险。 【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析: (1)电压表如何进行读数。 (2)如何保证外电路的安全,即让外电路的初始电压最小。 (3)滑动变阻器分压式接法的特点。 【解析】①选择 0～3V 挡,则读下面的数据,再估读一位,电压值为 1.30V;②为了 保证外电路的安全,接通电路后应让输出电压为最小,当滑片 P 置于 A 端时,接通 外电路之后输出电压为 0,这样能保证外电路的安全;③要增大外电路电压,需要 使滑片滑向 B 端;④保护电阻的作用是防止电流过大,如果电路中不接入保护电 阻,可能会存在短路的风险。 答案:①1.30 ②A ③B ④短路 8.(2014·山东高考)实验室购买了一捆标称长度为 100m 的铜导线,某同学想通 过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为 1.0mm2,查得铜的电阻 率为 1.7×10-8Ω·m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻 Rx,从而确定导线的 实际长度。 可供使用的器材有: 电流表:量程 0.6A,内阻约 0.2Ω; 电压表:量程 3V,内阻约 9kΩ; 滑动变阻器 R1:最大阻值 5Ω; 滑动变阻器 R2:最大阻值 20Ω; 定值电阻:R0=3Ω 电源:电动势 6V,内阻可不计;开关、导线若干。 回答下列问题: (1)实验中滑动变阻器应选 (选填“R1”或“R2”),闭合开关 S 前应将滑片 移至 (选填“a”或“b”)端。 (2)在实物图丙中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连 接。 (3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为 0.50A 时,电压表示数如图乙所示,读数 为 V。 (4)导线实际长度为 m(保留 2 位有效数字)。 【解析】(1)被测电阻的阻值约为 8 6 1001.7 10 1.71.0 10x lR s          ,而电路中最 大电流为 Im=0.6A,所以电路中总电阻的最小值为 6 100.6m ER I      ,则滑动变阻 器的阻值最小为 R 动=R-Rx-R0=5.3Ω,故滑动变阻器应选择 R2;在电路中滑动变阻 器为限流接法,闭合开关之前,其阻值应置于最大值处,即 a 处。 (2)电路连接如图所示 (3)电压表的读数为 2.30V。 (4)被测电阻的测量值为 0x UR RI   , x lR s  ,代入数据,解得导线的实际长度为 l=94m。 答案:(1)R2 a (2)见解析 (3)2.30 (4)94 【误区警示】本题中滑动变阻器容易误选阻值较小的 R1,原因在于没有考虑电路 中电表的安全问题,如果选择 R1,则电路中的最小电流就会大于电流表的量程,电 表将被烧坏。 9.(2014·江苏高考)某同学通过实验测量一种合金的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前 应先旋紧如图所示的部件 (选填“A”“B”“C”或“D”)。从图中的示数可读 出合金丝的直径 mm。 (2)如图所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出。合上开 关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在 图示位置发生很小的变化。由此可以推断:电路中 (选填图中表示接线 柱的数字)之间出现了 (选填“短路”或“断路”)。 (3)在电路故障被排除后,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数分别为 2.23V 和 38mA,由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为 58.7Ω。为了 更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应做怎样的改 进?请写出两条建议。 。 【解析】(1)为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧部件 B。图中螺旋 测微器的读数为 0.410mm。 (2)图示位置发生很小的变化即电压表读数 3V 左右,电流表读数几乎为 0。7、9 间断路会出现这个情况。 (3)根据电压表和电流表的内阻,计算电阻值  303.03000AV RRR ,因为 Rx>30Ω,所以要用电流表内接。故改进方面为改用电流表内接;测量多组电流和 电压值,计算出电阻的平均值。(或测量多组电流和电压值,用图像法求电阻) 答案:(1)B 0.410 (2)7、9 断路 (3)见解析 【误区警示】螺旋测微器一般考查读数,但是第(1)问考查了旋钮的功能,很多同 学可能选择 D 导致错误;另外估读部分漏掉致错。第(2)问中的问题是判断 8、9 断路致错,第(3)问主要是不能根据数据回答完整。 10.(2014·重庆高考)某照明电路出现故障,其电路如图甲所示,该电路用标称值 12V 的蓄电池为电源,导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流 50V 挡检测故障。他将黑表笔接在 c 点,用红表笔分别探测电路的 a、b 点。 ①断开开关,红表笔接 a 点时多用表指示如图乙所示,读数为 V,说明 正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。 ②红表笔接 b 点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍然和图乙 相同,可判定发生故障的器件是 (选填“蓄电池”“保险丝”“开 关”或“小灯”)。 【解题指南】解答本题需注意以下三点: (1)多用电表直流 50V 的刻度值为 1V,读数时需估读到 0.1V。 (2)电压表有示数,则电压表与电源组成的电路为通路,该部分电路无故障。 (3)电压表无示数,则电压表与电源组成的电路为断路,该部分电路有故障。 【解析】①多用电表直流 50V 的量程读中间均匀部分,共 50 格,每格 1V,应该估 读到 0.1V,指针在 11～12 之间,读数为 11.5V。开关断开,相当于电压表并联在 蓄电池两端,读出了蓄电池的电压,故蓄电池是正常的。 ②两表笔接 b、c 之间并闭合开关,测得相同电压,说明 a、b 之间是通路,b、c 之 间是断路,故障器件是小灯。 答案:①11.5(11.2～11.8) 蓄电池 ②小灯 11.(2014·新课标全国卷Ⅱ)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻 Rx 约为 200Ω, 电压表 的内阻约为 2kΩ,电流表 的内阻约为 10Ω,测量电路中电流表的连接 方式如图甲或图乙所示,结果由公式 Rx= U I 计算得出,式中 U 与 I 分别为电压表和 电流表的示数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为 Rx1 和 Rx2,则 (选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值 Rx1 (选 填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值 Rx2 (选填“大于”“等于” 或“小于”)真实值。 【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点: (1)当 VAx RRR  时采用内接法,当 VAx RRR  时采用外接法; (2)内接法测量值大于电阻的真实值,外接法测量值小于电阻的真实值。 【解析】由于 VAx RRR  ,所以采取电流表内接法测量更准确,即题图甲电路测 量,Rx1 更接近待测电阻真实值;题图甲电路测量由于电流表的分压使测量值大于 真实值;题图乙电路测量由于电压表的分流使测量值小于真实值。 答案:Rx1 大于 小于 12.(2014·天津高考)现要测量一个未知电阻 Rx 的阻值,除 Rx 外可用的器材有: 多用电表(仅可使用欧姆挡); 一个电池组 E(电动势 6 V); 一个滑动变阻器 R(0～20Ω,额定电流 1 A); 两个相同的电流表 G(内阻 Rg=1000Ω,满偏电流 Ig=100μA); 两个标准电阻(R1=29000Ω,R2=0.1Ω); 一个电键 S、导线若干。 ①为了设计电路,先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“×10”挡,调零后 测量该电阻,发现指针偏转非常大,最后几乎紧挨满偏刻度停下来,下列判断和 做法正确的是 (填字母代号)。 A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆 B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆 C.如需进一步测量可换“×1”挡,调零后测量 D.如需进一步测量可换“×1 k”挡,调零后测量 ②根据粗测的判断,设计一个测量电路,要求测量尽量准确并使电路能耗较小, 画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。 【解析】①因为多用电表指针几乎满偏,故可知所测电阻很小,只有几欧姆,A 对,B 错;根据欧姆表的特点,若要进一步精确测量,应换用小倍率,并进行欧姆调 零,C 对,D 错。 ②根据伏安法测电阻原理和串、并联电路规律,可将一个电流表串联电阻 R1 后测 量电压,另一个电流表并联 R2 后测量电流,题目要求能耗较小,故滑动变阻器采 用限流式,所以电路设计如图所示: 答案:①A、C ②见解析 13.(2014·上海高考)在“用 DIS 测电源的电动势和内阻”的实验中(1)将待测 电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线 连接成电路如图甲所示。图中未接导线的 A 端应接在 点(选填“B”“C” “D”或“E”)。 (2)实验得到的 U-I 关系如图乙中的直线Ⅰ所示,则电池组的电动势为 V,内电阻阻值为 Ω。 (3)为了测量定值电阻的阻值,应在图甲中将“A”端重新连接到 点(选 填“B”“C”“D”或“E”),所得到的 U-I 关系如图乙中的直线Ⅱ所示,则定值电 阻的阻值为 Ω。 【解题指南】解答本题注意以下两点: (1)在路端电压的 U-I 关系图像中,纵截距为电池组的电动势,斜率的绝对值为内 电阻阻值; (2)图乙中的直线Ⅱ的斜率的绝对值为内电阻阻值与定值电阻阻值之和。 【解析】(1)电压传感器测的是路端电压,且开关打开,电压传感器示数应为零, 故导线的 A 端应接在 C 点。 (2)由图乙中的直线Ⅰ可知U-I关系图线的纵截距为2.8V,即为电池组的电动势, 斜率的绝对值为 2.8 1.4 Ω=2Ω,即内电阻阻值为 2Ω。 (3)为了测量定值电阻的阻值,应将 A 端接到 D 点,由图乙中的直线Ⅱ可知,斜率 的绝对值为 2.8 0.56 Ω=5Ω,即内电阻阻值与定值电阻阻值之和为 5Ω,所以定值电阻 的阻值为 5Ω-2Ω=3Ω。 答案:(1)C (2)2.8 2 (3)D 3 14.(2014·海南高考)现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率,现用 伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标 卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和图乙所示。 (1)由图读得圆柱体的直径为 mm,长度为 cm。 (2)若流经圆柱体的电流为 I,圆柱体两端之间的电压为 U,圆柱体的直径和长度 分别用 D、L 表示,则用 D、L、I、U 表示的电阻率的关系式为ρ= 。 【解题指南】解答此题应明确以下两点: (1)掌握游标卡尺、螺旋测微器的读数规则,特别是有效数字的位数; (2)理解欧姆定律和电阻定律。 【解析】(1)圆柱体的直径为 1.5mm+34.5×0.01 mm=1.845 mm;长度为 42mm+8× 0.05 mm=42.40 mm=4.240 cm; (2)由欧姆定律 UR I  和电阻定律 LR S  联立得 2 4 RS US D U L IL IL     。 答案:(1)1.845(1.842～1.846 均可) 4.240 (2) 2 4 D U IL  15.(2014·海南高考)用伏安法测量一电池的内阻。已知该待测电池的电动势 E 约为 9V,内阻约数十欧,允许输出的最大电流为 50mA。可选用的实验器材有: 电压表 (量程 5 V);电压表 (量程 10 V); 电流表 (量程 50 mA);电流表 (量程 100 mA); 滑动变阻器 R(最大电阻 300Ω); 定值电阻 R1(阻值为 200Ω,额定功率为 1 8 W); 定值电阻 R2(阻值为 200Ω,额定功率为 1 W); 开关 S;导线若干。 测量数据如坐标纸上 U-I 图线所示。 (1)在虚线方框内画出合理的电路原理图,并标明所选器材的符号。 (2)在设计的电路中,选择定值电阻的根据是 。 (3)由 U-I 图线求得待测电池的内阻为 Ω。 (4)在你设计的实验电路中,产生系统误差的主要原因是__________________ 。 【解题指南】解答此题可按以下思路进行: (1)明确伏安法测电阻的实验原理和实验电路; (2)根据题目中的限制条件选择合适的器材; (3)弄清 U-I 图像斜率的意义; (4)根据实验电路分析误差产生的原因。 【解析】(1)由于题目中电流表和电压表的电阻未知,所以电路设计为图甲或图 乙均可。 (2)由于电池允许通过的最大电流为 50mA,所以电路中需串联定值电阻 R1 或 R2 作 为保护电阻,且最大功率应满足 P=I2R=0.052×200W=0.5 W,故定值电阻应选 R2。 (3)U-I 图像的斜率即为电池的内阻。 (4)图甲中电压表会造成分流而引起误差;图乙中电流表会造成分压而引起误 差。 答案:(1)见解析 (2)定值电阻在电路中消耗的功率会超过 1 8 W,R2 的功率满足实验要求 (3)51.0(49.0～53.0 均可) (4)见解析 16.(2014·大纲版全国卷)现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有: 电流表 ,内阻为 1.00Ω;电压表 ;阻值未知的定值电阻 R1、R2、R3、R4、R5;开关 S;一端连有鳄鱼夹 P 的导线 1,其他导线若干。某同学设计的测量电路如图甲所 示。 (1)按图甲在实物图乙中画出连线,并标出导线 1 和其 P 端。 (2)测量时,改变鳄鱼夹 P 所夹的位置,使 R1、R2、R3、R4、R5 依次串入电路,记录 对应的电压表的示数 U 和电流表的示数 I。数据如下表所示。根据表中数据,在 图丙中的坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出 U-I 图线。 I/mA 193 153 111 69 30 U/V 2.51 2.59 2.68 2.76 2.84 (3)根据 U-I 图线求出电源的电动势 E= V。内阻 r= Ω。(保留 2 位小数) 【解析】(1)实物连接如图所示 (2)将表中数据进行描点连线,结果如图所示。 (3)设电流表的内阻为 rg=1.00Ω,由闭合电路欧姆定律和电路图甲可得 E=U+I(r+rg) 根据 U-I 图像可知,I=0 时,E=U=2.90V; 将 U=2.5V,I=196mA 代入上式可得 r=1.04Ω。 答案:(1)(2)见解析 (3)2.90(2.89～2.91 之间均正确) 1.04(0.93～1.13 之间均正确) 高考物理二轮复习专题测试： 功和能(附参考答案) 一、选择题 1. (2014·安徽高考)如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面 内,MN 是通过椭圆中心 O 点的水平线。已知一小球从 M 点出发,初速率为 v0,沿管 道 MPN 运动,到 N 点的速率为 v1,所需时间为 t1;若该小球仍由 M 点以初速率 v0 出发,而沿管道 MQN 运动,到 N 点的速率为 v2,所需时间为 t2。则( ) A.v1=v2,t1>t2 B.v1t2 C.v1=v2,t1t2,故选项 A 正确。 2.(2014·福建高考)如图,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端 固定在斜面底部挡板上,斜面固定不动。质量不同、形状相同的两物块分别置于 两弹簧上端。现用外力作用在物块上,使两弹簧具有相同的压缩量,若撤去外力 后,两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧,则从撤去外力到物块速度第一次 减为零的过程,两物块( ) A.最大速度相同 B.最大加速度相同 C.上升的最大高度不同 D.重力势能的变化量不同 【解析】选 C。弹簧具有相同压缩量,则弹性势能相同,两物块离开弹簧第一次速 度减为零的过程中,物块重力势能变化相同,D 错误;物块质量不同,上升最大高 度不同,C 正确;物块合力为零时,质量大的物块,弹簧压缩量大,弹性势能大,则 动能小,最大速度小,A 错误;刚撤去外力瞬间质量小的物块加速度大于质量大的 物块加速度,B 错误。 【误区警示】本题审题时未能明确两物块质量不同,最大速度所处位置不同,误 选 A;不能进行过程的加速度变化的分析,将物块离开弹簧后进行分析得到加速 度,误选 B。 3.(2014·广东高考)如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和 ②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦。在车厢相互撞击使 弹簧压缩的过程中( ) A.缓冲器的机械能守恒 B.摩擦力做功消耗机械能 C.垫板的动能全部转化为内能 D.弹簧的弹性势能全部转化为动能 【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析: (1)机械能守恒的条件:只有机械能内部的相互转化,没有摩擦力做功。 (2)功是能量转化的量度,特定的力做功与特定的能量转化对应。 【解析】选 B。在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中,有摩擦力做功,消耗机械能, 缓冲器的机械能不守恒,A 项错误、B 项正确;在弹簧压缩的过程中,有部分动能 转化成了弹簧的弹性势能,并没有全部转化为内能,C 项错误;在弹簧压缩的过程 中,是部分动能转化成了弹簧的弹性势能,而不是弹簧的弹性势能全部转化为动 能,D 项错误。 4.(2014·重庆高考)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻 力分别为车重的 k1 和 k2 倍,最大速率分别为 v1 和 v2,则( ) A.v2=k1v1 B. 1 2 1 2 vk kv  C.v2= 1 2 k k v1 D.v2=k2v1 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)机车的功率为其牵引力的功率。 (2)当机车达到最大速率时,牵引力和阻力等大反向。 【解析】选 B。汽车的阻力分别为 f1=k1mg,f2=k2mg,当汽车以相同功率启动达到 最大速度时,有 F=f,故由 P=Fv 可知最大速度 f P F Pv  ,则 1 2 1 2 2 1 k k f f v v  ,有 1 2 1 2 vk kv  , 故选 B。 5.(2014·新课标全国卷Ⅱ)一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为 F1 的水 平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为 v,若将水平拉力的大小改为 F2,物 体从静止开始经过同样的时间后速度变为 2v,对于上述两个过程,用 WF1、WF2 分别 表示拉力 F1、F2 所做的功,Wf1、Wf2 分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则 ( ) A.WF2>4WF1,Wf2>2Wf1 B.WF2>4WF1,Wf2=2Wf1 C.WF2<4WF1,Wf2=2Wf1 D.WF2<4WF1,Wf2<2Wf1 【解题指南】解答本题时应注意以下三点: (1)两个过程都做匀变速直线运动; (2)两个过程摩擦力均为 f=μmg; (3)求拉力做功要应用动能定理 WF-Wf=ΔEk。 【解析】选 C。根据 x=错误！未找到引用源。t 和 Wf=μmgx 可判断,两次克服摩 擦力所做的功 Wf2=2Wf1。由动能定理得 WF1-Wf1=错误！未找到引用源。mv2 和 WF2-Wf2= 错误！未找到引用源。m(2v)2,整理可判断 WF2<4WF1,故选项 C 正确。 【误区警示】本题的易错点在于运用动能定理时漏掉摩擦力做的功,另外有的学 生列出动能定理关系式后比较不出 WF2 和 WF1 的大小关系。 6.(2014·上海高考)静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一 高度撤去恒力。不计空气阻力,在整个上升过程中,物体机械能随时间变化关系 是( ) 【解题指南】解答本题注意以下两点: (1)物体机械能的增量等于恒力做的功; (2)撤去恒力后,物体机械能不变。 【解析】选 C。物体机械能的增量等于恒力做的功,恒力做功 WF=Fh,h= 1 2 at2,则有 外力作用时,物体机械能随时间关系为 E=错误！未找到引用源。Fat2。撤去恒力 后,物体机械能不变,故选项 C 正确。 7.(2014·上海高考)如图,竖直平面内的轨道Ⅰ和Ⅱ都由两段细直杆连接而成, 两轨道长度相等。用相同的水平恒力将穿在轨道最低点 B 的静止小球,分别沿Ⅰ 和Ⅱ推至最高点 A,所需时间分别为 t1、t2;动能增量分别为ΔEk1、ΔEk2。假定球 在经过轨道转折点前后速度的大小不变,且球与Ⅰ、Ⅱ轨道间的动摩擦因数相等, 则( ) A.ΔEk1>ΔEk2;t1>t2 B.ΔEk1=ΔEk2;t1>t2 C.ΔEk1>ΔEk2;t1t2。 8.(2014·海南高考)如图,质量相同的两物体 a、b,用不可伸长的轻绳跨接在一 光滑的轻质定滑轮两侧,a 在水平桌面的上方,b 在水平粗糙桌面上。初始时用力 压住 b 使 a、b 静止,撤去此压力后,a 开始运动。在 a 下降的过程中,b 始终未离 开桌面。在此过程中( ) A.a 的动能小于 b 的动能 B.两物体机械能的变化量相等 C.a 的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量 D.绳的拉力对 a 所做的功与对 b 所做的功的代数和为零 【解析】选 A、D。由运动的合成与分解知识可知,va=vbcosθ,θ为拉 b 的绳与水 平面的夹角,因此物体 a 的速度小于物体 b 的速度,而两物体的质量又相同,所以 a 的动能小于 b 的动能,A 正确;a 物体下降时,a 的机械能的减少量等于 b 物体的 动能增加量和 b 克服摩擦力做功之和,B 错误;a 的重力势能减小量等于两物体总 动能的增加量与 b 克服摩擦力所做的功之和,C 错误;绳的拉力对 a 所做的功等于 a 的机械能的减少量,绳的拉力对 b 所做的功等于 b 的动能增加量和克服摩擦力 做功之和,D 正确。 【误区警示】认为物体 a、b 的速度、位移大小相等是解答本题的误区,其实物 体 a 的速度和位移等于物体 b 速度、位移沿绳方向的分量。 9.(2014·大纲版全国卷)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度 为 v 时,上升的最大高度为 H,如图所示;当物块的初速度为错误！未找到引用源。 2 v 时,上升的最大高度记为 h。重力加速度大小为 g。物块与斜坡间的动摩擦因数 和 h 分别为( ) A.tanθ和错误！未找到引用源。 B. )12( 2  gH v tanθ和错误！未找 到引用源。 C.tanθ和错误！未找到引用源。 D. )12( 2  gH v tanθ和错误！未找 到引用源。 【解题指南】解答本题应分析以下三点: (1)物块沿斜坡向上滑动时物块所受的各个力做功的情况。 (2)动能改变量与各个力所做的功的代数和的关系。 (3)位移与物块运动的高度和斜坡倾角的关系。 【解析】选 D。设物块与斜坡之间的动摩擦因数为μ,由动能定理可得 2 2 1 sincos mvHmgmgH   和 2)2(2 1 sincos vmhmgmgh   , 解得 4 Hh  ,  tan)12( 2  gH v ,所以选项 D 正确。 二、计算题 1.(2014·江苏高考)如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲 和乙,甲的速度为 v0。小工件离开甲前与甲的速度相同,并平稳地传到乙上,工件 与乙之间的动摩擦因数为μ。乙的宽度足够大,重力加速度为 g。 (1)若乙的速度为 v0,求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离 s; (2)若乙的速度为 2v0,求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小 v; (3)保持乙的速度 2v0 不变,当工件在乙上刚停止滑动时,下一只工件恰好传到乙 上,如此反复。若每个工件的质量均为 m,除工件与传送带之间摩擦外,其他能量 损耗均不计,求驱动乙的电动机的平均输出功率错误！未找到引用源。。 【解题指南】本题主要的问题还是摩擦力。滑动摩擦力与相对运动的速度方向 相反,所以小工件滑上乙传送带后,由于小工件有沿甲和乙的速度,所以将摩擦 力分解到这两个方向解答。第(1)问解决后,第(2)问顺其自然,第(3)问主要利用 能量守恒定律解决。 【解析】(1)由题意可得,摩擦力与侧向的夹角为 45°, 侧向加速度大小 ax=μgcos45° 由于工件在乙上侧向做匀减速直线运动,则有 2 x 02a s 0 v   解得 2 02vs 2 g   (2)设 t=0 时刻摩擦力与侧向的夹角为θ,侧向、纵向加速度的大小分别为 ax、 ay, 则 y x a tana   研究工件相对传送带的运动,取 vy、vx 为工件相对传送带的纵向、侧向分速度。 很小的Δt 时间内,侧向、纵向的速度增量Δvx=axΔt,Δvy=ayΔt 解得 y x v tanv    ,且由题意知 y x vtan v   则 y y y x x x v v v tanv v v        所以摩擦力方向保持不变 则当 v′x=0 时,v′y=0,也就是说,当工件相对传送带侧向分速度 v′x=0 时,其相 对传送带的纵向分速度 v′y=0,工件相对传送带静止,即 v=2v0 (3)工件在乙上滑动时侧向位移为 x,沿乙方向的位移为 y, 由题意知 ax=μgcosθ,ay=μgsinθ 在侧向上 2 x 02a x 0 v   在纵向上 2ayy=(2v0)2-0 工件滑动时间 0 y 2vt a  乙前进的距离 y1=2v0t 工件相对乙的位移 2 2 1L x (y y)   则系统摩擦生热 Q=μmgL 电动机做功 2 2 0 0 1 1W m(2v ) mv Q2 2    由 WP t  ,解得 04 5 mgvP 5  答案:(1)错误！未找到引用源。 2 02v 2 g (2)2v0 (3)错误！未找到引用源。 04 5 mgv 5  高考物理二轮复习专题测试： 牛顿运动定律(附参考答案) 一、选择题 1.(2014·新课标全国卷Ⅰ)如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统 处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一 值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。 与稳定在竖直位置时相比,小球的高度( ) A.一定升高 B.一定降低 C.保持不变 D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 【解题指南】小球只有水平方向上的加速度,竖直方向仍是平衡状态,弹力的竖 直方向分力等于重力。以此为突破口就能得出正确结论。 【解析】选 A。本题考查了牛顿第二定律与受力分析。设橡皮筋原长为 0l ,静止 时 mgkx 1 ,小球距离悬点高度 k mglxl  010 ,加速时,设橡皮筋与水平方向夹角 为θ,此时 mgkx sin2 ,小球距离悬点高度 k mglxl   sinsin)( 020 ,因此小球高 度升高了。 2.(2014·北京高考)应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加 有趣和深入。例如,平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛 出。对此现象分析正确的是( ) A.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态 B.手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态 C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度 D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度 【解析】选 D。手托物体向上运动,一定先向上加速,处于超重状态,但后面的运 动可以是减速的,也可以是匀速的,不能确定,A、B 错误;物体和手具有共同的速 度和加速度时,二者不会分离,故物体离开手的瞬间,物体向上运动,物体只受重 力,物体的加速度等于重力加速度,但手的加速度应大于重力加速度,并且方向 竖直向下,手与物体才能分离,所以 C 错误,D 正确。 【误区警示】物体处于超重或失重状态取决于加速度的方向,若加速度方向向上, 则物体处于超重状态;若加速度方向向下,则物体处于失重状态。超重或失重跟 物体运动的速度方向无关。 3. (2014·北京高考)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法, 有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验:小球从左 侧斜面上的 O 点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后 铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次 为 1、2、3。根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( ) A.如果斜面光滑,小球将上升到与 O 点等高的位置 B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态 C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变 D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小 【解析】选 A。从实验可以得到,斜面的阻力越小,小球上升的位置越高,如果不 受阻力,就会上升到相等的高度,其他选项都不是由实验直接得到的,A 正确,B、 C、D 错误。 【误区警示】解答本题一定要紧密联系本题的实验情景:控制小球质量一定,研 究小球上升高度与所受阻力的关系;跟力与运动的关系没有直接联系。 4.(2014·四川高考)如图所示,水平传送带以速度 v1 匀速运动,小物体 P、Q 由通 过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0 时刻 P 在传送带左端具有速度 v2,P 与定滑 轮间的绳水平,t=t0 时刻 P 离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦,绳足够长。正确 描述小物体 P 速度随时间变化的图像可能是( ) 【解题指南】解答本题应从以下两点进行分析: (1)物体 P 相对于传送带的相对运动方向; (2)由物体 P 受到的合外力与速度的方向关系判断 P 加速还是减速。 【解析】选 B、C。当 v1>v2 时,P 相对于传送带向左滑动,受到的滑动摩擦力向右, 当 Ff>FT 时,合外力向右,P 向右做加速运动,当达到与传送带速度一样时,一起做 匀速运动,受力分析如图甲,则 B 正确;当 Ff3μmg 时,A 相对 B 滑动 D.无论 F 为何值,B 的加速度不会超过错误！未找到引用源。μg 【解题指南】板块模型的解题思路是抓住临界状态,如本题中假设 A、B 之间摩 擦力为最大静摩擦力,计算 A、B 整体对应的拉力和加速度,若物块实际的拉力和 加速度大于临界的拉力和加速度,则 A、B 物块发生相对运动。 【解析】选 B、C、D。A、B 之间的最大静摩擦力为 2μmg,B 物块与地面间的最 大静摩擦力为 3 2 mg ,当 3 2 μmg3μmg 时,A 相对 B 滑动,C 项正确。 二、非选择题 1.(2014·上海高考)牛顿第一定律表明,力是物体 发生变化的原因; 该定律引出的一个重要概念是 。 【解题指南】解答本题注意以下两点: (1)力不是维持物体运动的原因,而是物体运动状态发生变化的原因; (2)惯性是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 【解析】牛顿第一定律表明,力不是维持物体运动的原因,而是物体运动状态发 生变化的原因;物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫作惯 性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。 答案:运动状态 惯性 2.(2014·山东高考)研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程” 所用时间)t0=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中,志愿者少量饮酒 后驾车以 v0=72km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车 停止,行驶距离 L=39m。减速过程中汽车位移 s 与速度 v 的关系曲线如图乙所示, 此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小 g=10m/s2。求: (1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间; (2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少; (3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。 【解析】(1)设减速过程中汽车加速度的大小为 a,所用时间为 t,由题图可得 v0=72km/h=20m/s,末速度 v=0,位移 s=25m,由运动学公式得 2 0 2v as 0vt a  联立以上两式,代入数据得 a=8m/s2 t=2.5s (2)设志愿者反应时间为 t′,反应时间的增加量为Δt,由运动学公式得: L=v0t′+s Δt=t′-t0 联立以上两式,代入数据得Δt=0.3s (3)设志愿者所受合外力的大小为 F,汽车对志愿者作用力的大小为 F0,志愿者的 质量为 m,由牛顿第二定律得:F=ma 由平行四边形定则得: 2 2 0 ( )F F mg  代入相关数据解得: 0 41 5 F mg  答案:(1)8m/s2 2.5s (2)0.3s (3)错误！未找到引用源。 41 5 【误区警示】(1)本题学生分析图乙时,不能正确地读出刹车初速度和刹车位移, 其原因是在图像中刹车速度应从右向左逐渐减小,而刹车位移则从下到上逐渐 增大。 (2)本题易将汽车对志愿者的作用力误当作志愿者受到的水平作用力 ma,原因是 没有对志愿者进行正确的受力分析。 3.(2014·新课标全国卷Ⅰ)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。 当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不 会与前车相碰。通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为 1s。当 汽车在晴天干燥沥青路面上以 108 km/h 的速度匀速行驶时,安全距离为 120 m。 设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的错误！未找到引用源。 2 5 ,若要求安全距离仍为 120 m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。 【解析】设沥青路面干燥时,汽车与沥青路面的动摩擦因数为μ0,刹车时汽车的 加速度大小为 a0,安全距离为 s,反应时间为 t0,由牛顿第二定律和运动学公式得 μ0mg=ma0 ① 0 2 0 00 2a vtvs  ② 式中,m 和 v0 分别为汽车的质量和刹车前的速度。 设在雨天行驶时,汽车与沥青路面间的动摩擦因数为μ,依题意有 05 2   ③ 设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为 a,安全行驶的最大速度为 v,由牛顿第 二定律和运动学公式得 μmg=ma ④ a vvts 2 2 0  ⑤ 联立①②③④⑤式并代入题给数据得 v=20m/s(72km/h) 答案:20m/s(72 km/h) 【误区警示】在反应时间内,汽车仍然按照原来的速度匀速运动,因此,反应时间 不是汽车减速运动的时间。 4.(2014·上海高考)如图,水平地面上的矩形箱子内有一倾角为θ的固定斜面, 斜面上放一质量为 m 的光滑球。静止时,箱子顶部与球接触但无压力。箱子由静 止开始向右做匀加速运动,然后改做加速度大小为 a 的匀减速运动直至静止,经 过的总路程为 s,运动过程中的最大速度为 v。 (1)求箱子加速阶段的加速度大小 a′。 (2)若 a>gtanθ,求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力。 【解题指南】解答本题注意以下两点: (1)利用匀变速直线运动公式求箱子加速阶段的加速度 a′; (2)先判断球受箱子作用力的情况,再列方程求解。 【解析】(1)由匀变速直线运动公式有:v2=2a′s1、v2=2as2, 且 s=s1+s2, 解得: 2 2 2 vas ava   。 (2)假设球不受箱子作用,应满足:Nsinθ=ma,Ncosθ=mg, 解得:a=gtanθ。 减速时加速度向左,此加速度由斜面支持力 N 与左壁支持力 F 左共同决定,当 a>gtanθ,F 左=0, 球受力如图所示,在水平方向上根据牛顿第二定律有 Nsinθ=ma, 在竖直方向有 Ncosθ-F 上=mg, 解得:F 上=m(acotθ-g)。 答案:(1)错误！未找到引用源。 2 2 av 2as v (2)0 m(acotθ-g) 高考物理二轮复习专题试卷----电场试题(附参考答案) 学号: 姓名: 一、选择题 1．某电场的分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面.A、B、C 三点的电场强度分别为 EA、 EB、EC，电势分别为 A 、 B 、 C ，关于这三点的电场强度和电势的关系，以下判断正确的是（ ） A．EAEB， A > B C．EA>EB， A < B D．EA=EC， B = C 2．[2011·海南物理卷] 关于静电场，下列说法正确的是( ) A．电势等于零的物体一定不带电 B．电场强度为零的点，电势一定为零 C．同一电场线上的各点，电势一定相等 D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 3.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示.如果在荧光屏上 P 点出现 亮斑，那么示波管中的( ) A.极板 X 应带正电 B.极板 X  应带正电 C.极板Y 应带负电 D.极板Y 应带正电 4．如图 1 所示，从 F 处释放一个无初速的电子向 B 板方向运动，指出下列对电子运动的描述中错误的是(设 电源电动势为 E) ( ) A．电子到达 B 板时的动能是 E eV B．电子从 B 板到达 C 板动能变化量为零 C．电子到达 D 板时动能是 3E eV D．电子在 A 板和 D 板之间做往复运动 5．如图 2 所示，静止的电子在加速电压 U1 的作用下从 O 经 P 板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电 压 U2 的作用下偏转一段距离．现使 U1 加倍，要想使电子的 运动轨迹不发生变化，应该 ( ) A．使 U2 加倍 B．使 U2 变为原来的 4 倍 C．使 U2 变为原来的 2倍 D．使 U2 变为原来的 1/2 6．如图 10 所示，D 是一只理想二极管，电流只能从 a 流向 b，而不能从 b 流向 a.平行板电容器的 A、B 两极板间有一电荷，在 P 点处于静止状态．以 E 表示两极板间的电场强度，U 表示两极板间的电压，Ep 表示电荷在 P 点的电势能．若保持极板 B 不动，将极板 A 稍向上 平 移，则下列说法中正确的是 ( ) A．E 变小 B．U 变大 C．Ep 变大 D．电荷仍保持静止 7．(2010·泰安质检)传感器是一种采集信息的重要器件，图 6 所示是一种测定压力的电容式传感器．当 待测压力 F 作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是 ( ) A．若 F 向上压膜片电极，电路中有从 a 到 b 的电流 B．若 F 向上压膜片电极，电路中有从 b 到 a 的电流 C．若 F 向上压膜片电极，电路中不会出现电流 D．若电流表有示数，则说明压力 F 发生变化 8.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素 (如图).设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指 针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若( ) A.保持 S 不变,增大 d,则θ变大 B.保持 S 不变,增大 d,则θ变小 C.保持 d 不变,减小 S,则θ变小 D.保持 d 不变,减小 S,则θ不变 9.如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心 O 处固定一点电荷，将质量为 m，带电量为+q 的小球从圆弧管的水平直径端点 A 由静止释放，小球沿细管滑到最低点 B 时，对管壁恰好无压力，则固定 于圆心处的点电荷在 A B 弧中点处的电场强度大小为（ ） A．mg/q B．2mg/q C．3mg/q D．4mg/q 10. （18 分）如图所示，光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”型滑板，其质量为 M，平面部分的上 表面光滑且足够长.在距滑板 A 端为 L 的 B 处放置一个质量为 m、带电荷量为+q 的物体 C（可视为质点）， 在水平的匀强电场作用下，由静止开始运动.已知：M=3m，电场强度为 E.假设物体 C 在运动及与滑板 A 端 相碰过程中电荷量不变. ⑴求物体 C 第一次与滑板 A 端相碰前瞬间的速度大小. ⑵若物体 C 与滑板 A 端相碰的时间极短，而且碰后弹回的速度大小是碰前速度大小的 1/5，求滑板被 碰后的速度大小. ⑶求物体 C 从开始运动到与滑板 A 第二次碰撞这段时间内，电场力对小物体 C 做的功. A B C O E A BC l 11．（18 分）如图所示为一真空示波管，电子从灯丝 K 发出（初速度不计），经灯丝与 A 板间的加速电压 U1 加速，从 A 板中心孔沿中心线 KO 射出，然后进入两块平行金属板 M、N 形成的偏转电场中（偏转 电场可视为匀强电场），电子进入 M、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光 屏上的 P 点。已知加速电压为 U1，M、N 两板间的电压为 U2，两板间的距离为 d，板长为 L1，板右端 到荧光屏的距离为 L2，电子的质量为 m，电荷量为 e。求： （1）电子穿过 A 板时的速度大小； （2）电子从偏转电场射出时的侧移量； （3）P 点到 O 点的距离。 d U1 L1 L2 P M N OK A