上海2016高三物理一模电学汇编教师版

上海2016高三物理一模电学汇编教师版10．如图所示为汽车发动机的冷却风扇设计的一个控制电路．要求发动机的点火开关开启，并且温度过高时，风扇才自动闭合．其中K为点火开关，R′为热敏电阻（温度升高电阻减小）．关于该电路的自动控制工作过程，以下判断正确的是() A．虚线框内的门电路是“非”门 B．虚线框内的门电路是“或”门 C．增加R2的阻值可以使风扇启动的温度降低 D．减小R2的阻值可以使风扇启动的温度降低考点：串联电路和并联电路．专题：恒定电流专题．分析：与门的特点：当事件的条件全部满足，事件才能发生．要使冷却扇的启动温度降低，可将热敏电阻相对变小，使得分担的电压小，输入门电路的电势高，可以将R2阻值增大．解答： 解：A、由电路图可知闭合开关K，门电路一个输入端输入高电势，刚闭合K时，温度较低，R′阻值较大，门电路的另一个输入端输入低电势，风扇不启动，说明门电路输出低电势；当温度升高时R′电阻减小，门电路的另一个输入端输入高电势，此时风扇启动，门电路输出高电势，即门电路的两个输入端都输入高电势时，门电路输变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，分析接入电路的电阻的变化，即可分析电流和路端电压的变化，将R1看成电源的内阻，分析滑动变阻器消耗功率的变化．R1是定值电阻，根据电流的变化，分析其功率的变化．解答： 解：A、将R1看成电源的内阻，则新电源的内阻为，开关闭合后，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，接入电路的电阻渐渐增大，根据外电阻等于内电阻时，电源消耗的功率达到最大，则电源消耗的功率先增大后减小，那么电阻R2的功率先增大后减小，故A正确；B、同理，只有当电源内阻R1在R1与R2并联的电阻阻值之间时，才会出现电源的输出功率先增大后减小，而R1与R2并联的电阻最大阻值为，因此不在此范围之内，故B错误；C、将R1看成电源的内阻时，则电压表示数和电流表示数之比，即为滑动变阻器的阻值，随着R2的滑动臂P从a滑向b的过程中，比值在增大，故C正确；D、当将R1看成电源的内阻，对于新电源来说，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比，即为新电源的内阻，则比值不变，故D正确．故选：ACD．点评：对于功率问题，要分定值电阻还是可变电阻，定值电阻功率的变化只看电流或电压的变化，而可变电阻可采用等效法进行分析，是解题的突破口．3．关于基元电荷，正确的说法是（）A．基元电荷就是点电荷B．1C电量叫基元电荷C．基元电荷就是质子D．基元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元【考点】元电荷、点电荷．【分析】电子的带电量最小，质子的带电量与电子相等，但电性相反，故物体的带电量只能是电子电量的整数倍，人们把这个最小的带电量叫做叫做元电荷．带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系．【解答】解：A、元电荷是指最小的电荷量，带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系．故A错误B、元电荷是指电子或质子所带的电荷量，数值为e=1.60×10﹣19C，故B错误C、元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，故C错误D、基元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元，故D正确．15．在闭合电路中，以下说法中正确的是（）A．在外电路和电源内部，电荷都受非静电力作用B．在电源内部电荷从负极到正极过程中只受非静电力而不存在静电力C．静电力与非静电力对电荷做功都使电荷的电势能减少D．静电力对电荷做功电势能减少，非静电力对电荷做功电势能增加【考点】闭合电路的欧姆定律．【分析】在电源的内部电荷既受非静电力作用，也受静电力作用．在电源的外部只受静电力作用．静电力做功，电势能减小．非静电力做功电势能增大．根据功能关系分析即可．【解答】解：A、在外电路中，电荷只受静电力作用，不受非静电力作用，故A错误．B、在电源的内部电荷既受非静电力作用，也受静电力作用．故B错误．CD、静电力对电荷做功使电荷的电势能减少，非静电力对电荷做功，其他能转化为电势能，使电荷的电势能增加，故C错误，D正确．20．如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，电流表和电压表均为理想电表，下述正确的是（）A．若R2短路，电流表示数变小，电压表示数变大B．若R2短路，电流表示数变大，电压表示数变小C．若R4断路，电流表示数变大，电压表示数变小D．若R4断路，电流表示数变大，电压表示数变大【考点】闭合电路的欧姆定律．【分析】若R2短路，外电阻减小．若R4断路，外电阻增大．根据闭合电路欧姆定律分析路端电压和总电流的变化，再分析两个电表读数的变化．【解答】解：AB、若R2短路，外电阻减小，则总电流增大，内电压增大，路端电压减小，通过R3的电流减小，则电流表示数变小．设电阻R1和R3的总电流为I13，总电流增大，通过R4的电流减小，则I13增大，而通过R3的电流减小，故通过R1的电流增大，电压表示数变大．故A正确，B错误．CD、若R4断路，外电阻增大，路端电压增大，则电流表和电压表读数均增大．故C错误，D正确．故选：AD25．如图电路中，电源的内电阻为r，R2、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表．闭合开关S，当滑动变阻器R1的滑动触头P向右滑动时，电压表示数变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），若电流表和电压表的示数变化量的大小分别为△I、△U则小于r（选填“大于”、“小于”或“等于”）．【考点】闭合电路的欧姆定律．【分析】本题电路的结构是：图中R1、R2并联后再与R4串联，与R3并联，电压表测量路端电压，其读数等于R3电压．根据R1接入电路的电阻变化，根据欧姆定律及串并关系，分析电流表和电压表示数变化量的大小．根据闭合电路欧姆定律分析与r的大小关系．【解答】解：当滑动变阻器R1的滑动触头P向右滑动时，其接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，则总电流变小，内电压变小，因此路端电压变大，而电压表测量路端电压，所以电压表示数变大．设R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4，电压分别为U1、U2、U3、U4．干路电流为I干．路端电压U变大，则I3变大，I干变小，由I4=I干﹣I3变小，U4变小，而U2=U﹣U4，U变大，则U2变大，I2变大，I4=I+I2，I变小．由闭合电路欧姆定律U=E﹣I干r，得=r．由I干=I+I2+I3，I变小，I2变大，I3变大，I干变小，则△I＞△I干，即有＜．故＜r故答案为：变大，小于．5．一个门电路的两个输入端A、B与输出端Z的波形如图所示，则可知该门电路是() A．与门 B．或门 C．非门 D．与非门考点：简单的逻辑电路．分析：与门的特点：事件的所有条件满足，事件才能发生．或门的特点：只要有一个条件满足，事件就能发生．非门的特点：输入状态和输出状态完全相反．解答： 解：将A、B、C、D四个门电路分别代入，与门输入端全为“1”，输出端才为“1”，或门输入端只要有“1”，输出端就为“1”．非门输入端为“1”，输出端为“0”．故可知，该门电路应为与非门；[来源:学|科|网Z|X|X|K]故选：D点评：解决本题的关键掌握门电路的特点，与门的特点：事件的所有条件满足，事件才能发生．或门的特点：只要有一个条件满足，事件就能发生．非门的特点：输入状态和输出状态完全相反．8．一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U的关系图象如图（a）所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率相同，现将它们连接成如图（b）所示的电路，仍接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的大小关系是() A．P1=4P2 B．P1＞4P2 C．PD＞P2 D．PD＜P2考点：闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：根据半导体材料的伏安特性曲线可知，随着电压增大，电阻器D的电阻减小，电压减小，电阻增大．电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，此时三个电阻的阻值相等；当将它们连接成如图（b）所示的电路，接在该电源的两端时，电阻器D的电压小于电源的电压，电阻增大，根据并联电路的特点分析其电流与R1、R2电流的关系，再研究功率关系．解答： 解：由题，电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，此时三个电阻的阻值相等；当将它们连接成如图（b）所示的电路，接在该电源的两端时，电阻器D的电压小于电源的电压，由（a）图象可知，电阻器D的电阻增大，则有RD＞R1=R2．而RD与R2并联，电压相等，根据欧姆定律得知，电流ID＜I2，又I1=I2+ID，得到I1＜2I2，I1＞2ID．P1=R1，PD=RD，P2=，所以得到P1＜4P2，PD＜P2．故ABC错误，D正确．故选D点评：本题首先要读懂半导体材料的伏安特性曲线，其次要抓住串并联电路的特点进行分析．15．如图所示电路中，电源的内电阻为r，R2、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表．闭合电键S，当滑动变阻器R1的滑动触头P向右滑动时，电流表、和电压表的示数变化量的大小分别为△I1、△I2和△U，下列说法不正确的是() A．△I1＞△I2 B．电流表示数变大 C．电流表示数变大 D．＜r考点：闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：图中R1、R2并联后与R4串联，再与R3并联，电压表测量路端电压，等于R3电压．当滑动变阻器R1的滑动触头P向右滑动时，由R1接入电路的电阻变化，根据欧姆定律及串并关系，分析电流表示数的变化，由闭合电路欧姆定律分析两电表示数变化量的比值．解答： 解：设R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4，电压分别为U1、U2、U3、U4．干路电流为I干，路端电压为U．ABC、当滑动变阻器R1的滑动触头P向右滑动时，R1变大，外电路总电阻变大，I干变小，由U=E﹣I干r知，U变大，U3变大，则I3变大．因I干变小，则由I4=I干﹣I3知I4变小，U4变小，而U2=U﹣U4，U变大，则U2变大，I2变大，根据I4=I1+I2，知I1变小，即电流表A1示数变小．电流表A2示数变大．根据I4=I1+I2，I1变小，I2变大，而I4变小，则有△I1＞△I2．故B错误，AC正确．D、由欧姆定律U=E﹣I干r，得=r．由I干=I1+I2+I3，I1变小，I2变大，I3变大，I干变小，则△I1＞△I干，=r．故＜r故D正确．故选：B．点评：本题是电路的动态变化分析问题，首先要搞清电路的结构，其次要按局部到整体，再回到局部的思路分析．在确定电流表示数变化量与干路电流变化的大小，采用总量法，这是常用方法要学会．13．某一导体的伏安特性曲线如图中AB段所示，关于导体的电阻，下列说法正确的是（）A．电阻变化了5Ω B．电阻变化了15ΩC．电阻变化了20Ω D．电阻变化了30Ω【考点】欧姆定律．【专题】定性思想；方程法；恒定电流专题．【分析】由于伏安特性曲线为曲线时不能用斜率来表示电阻，故在求各点电阻时应采用欧姆定律求解．【解答】解：两点的电阻为：RA=Ω；RB==Ω；故两点间的电阻改变了20﹣15=5Ω；故A正确，BCD错误故选：A【点评】本题考查对伏安特性曲线的了解，要注意明确各点的电阻应通过欧姆定律求解，同时要注意各点的电阻值是该点与坐标原点连线的斜率，不能用曲线的斜率来表示电阻．4．在如图所示的逻辑电路中，其真值表的“输出”这一列数据从上到下依次为（）

输入输出00011011A．0，0，0，1 B．1，0，0，0 C．0，1，0，1 D．1，0，1，0【考点】简单的逻辑电路．【分析】图示电路为或非门，当AB输入经或门输出再经非门输出．【解答】解：当AB输入00经或门输出0再经非门输出1，当AB输入01经或门输出1再经非门输出0；当AB输入10经或门输出1再经非门输出0；当AB输入11经或门输出1再经非门输出0；故输出1，0，0，0，故B正确【点评】考查了基本门电路的基本逻辑输入输出关系，理解组合门的输入输出．20．如图所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r．闭合电键后，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2、△U3，理想电流表A示数变化量的绝对值为△I，则（）A．△U1大于△U2 B．=R+rC．V2的示数增大 D．+保持不变【考点】闭合电路的欧姆定律．【专题】比较思想；方程法；恒定电流专题．【分析】理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路．分析电路的连接关系，根据欧姆定律和闭合电路欧姆定律进行分析．【解答】解：A、根据闭合电路欧姆定律得：U2=E﹣Ir，则得：=r；=R，据题：R＞r，则得△U1＞△U2．故A正确．B、根据闭合电路欧姆定律得：U3=E﹣I（R+r），则得：=R+r，故B正确．C、理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路，所以R与变阻器串联，电压表V1、V2、V3分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压．当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则A的示数增大，电路中电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，所以V2的示数减小，故C错误；D、由上知，+=R+r，保持不变，故D正确．故选：ABD【点评】本题是电路的动态分析问题，关键要理解理想电表的作用，搞清电路的结构，明确电表各测量哪部分电路的电压或电流，根据闭合电路欧姆定律进行分析．19．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R1是滑动变阻器，R2=0.5r，当滑片P处于中点时，电源的效率是50%．当滑片由a端向b端移动的过程中（）A．电源效率增大B．电源输出功率增大C．电压表V1和V的示数比值增大D．电压表V1和V示数变化量△U1、△U的比值始终等于【考点】闭合电路的欧姆定律．【分析】由图可知R2与R1串联，电压表V测路端电压，电压表V1测R1的电压，滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则由闭合电路的欧姆定律可知电路中干路电流的变化及路端电压的变化，根据=判断电源效率，当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，根据闭合电路欧姆定律分析电压表示数变化量的比值．【解答】解：A、滑片由a端向b端移动的过程中，R1是逐渐增大，总电阻增大，总电流减小，内阻所占电压减小，路端电压增大，电源的效率=增大，故A正确；B、当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，滑片处于a端时，外电路电阻为R2=0.5r＜r，当滑片P处于中点时，电源的效率是50%，此时路端电压等于内电压，即外电路电阻等于内阻，此时输出功率最大，所以当滑片由a端向b端移动的过程中，电源输出功率先增大后减小，故B错误；C、串联电路电流相等，则=，当滑片由a端向b端移动的过程中，R1增大，增大，故C正确；D、根据闭合电路欧姆定律得：U1=E﹣I（R2+r），U=E﹣Ir，则有：，，则，故D正确．故选：ACD26．如图甲所示电路图中，R是滑动变阻器，电键闭合后，将滑片从A端滑到B端，电源的输出功率和电流表读数作出的图象如图乙所示，则该电源的电动势为16V，滑动变阻器总阻值为224Ω．【考点】路端电压与负载的关系；电功、电功率．【分析】当电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由P=I2R列式．当P=0时外电路短路，有E=Ir．联立可求得电源的电动势和内阻．再根据电路中最小电流求滑动变阻器总阻值．【解答】解：当电源的内外电阻相等时，电源的输出功率最大，最大的输出功率为：Pm=I2R=r=由图知，Pm=8W，即有：8=由图看出：P=0时I=2A，有：E=Ir=2r联立解得：E=16V，r=8Ω当滑片滑至AB的中点时电路中电阻最大，电流最小，设变阻器总电阻为R，则有：0.25=解得：R=224Ω故答案为：16，224．33．如图所示金属小球A和B固定在弯成直角的绝缘轻杆两端，A球质量为2m，不带电，B球质量为m，带正电，电量为q．OA=2L，OB=L，轻杆可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动，在过O点的竖直虚线右侧区域存在着水平向左的匀强电场，此时轻杆处于静止状态，且OA与竖直方向夹角为37°．重力加速度为g．（1）求匀强电场的电场强度大小E；（2）若不改变场强大小，将方向变为竖直向上，则由图示位置无初速释放轻杆后，求A球刚进入电场时的速度大小v．【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；动能定理的应用；电势差与电场强度的关系．【分析】（1）对A、B组成的系统，根据力矩平衡求出匀强电场的场强；（2）对系统运用动能定理，即可求出A球刚进入电场的速度；【解答】解：（1）轻杆处于静止状态时，根据力矩平衡M逆=M顺mAg2Lsin37°=qELcos53°+mBgLsin53°mA=2m，mB=mE=（2）A、B球角速度相等，根据v=ωr，A球线速度是B球线速度的2倍，A球线速度为v，B球线速度为无初速释放轻杆后，直至A球刚进入电场过程中，根据系统动能定理．W合=△EKWGA+WGB+W电B=△EKmAg2L（1﹣cos37°）+（qE﹣mBg）Lsin37°=+mA=2m，mB=m；vA=v，vB=v=答：（1）匀强电场的电场强度大小E为；（2）若不改变场强大小，将方向变为竖直向上，则由图示位置无初速释放轻杆后，A球刚进入电场时的速度大小v为34．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的局部匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Ω的直流电源．现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上