1.“化風(fēng)為電，御風(fēng)而行”。2023年6月28日，全球首臺16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組在三峽集團(tuán)福建海上風(fēng)電場順利完成吊裝，并于7月19日成功并網(wǎng)發(fā)電。下列關(guān)于能源知識的說法正確的是( )
A. “兆瓦”是能量單位
B. 風(fēng)能屬于不可再生能源
C. 風(fēng)力發(fā)電實現(xiàn)了空氣動能與電能的轉(zhuǎn)化
D. 各種不同形式的能量在相互轉(zhuǎn)化的過程中不需要做功
2.下列說法中正確的是( )
A. 根據(jù)E=Fq可知，電場中某點的電場強(qiáng)度與試探電荷在該點所受的靜電力成正比
B. 電場中某點的電場強(qiáng)度E=Fq，與試探電荷的受力大小及帶電荷量無關(guān)
C. 電場中某點的電場強(qiáng)度方向即試探電荷在該點的受力方向
D. 公式E=Fq和E=kQr2只適用點電荷形成的電場
3.如圖所示，實線表示某靜電場中的電場線，過M點的電場線是水平直線，虛線表示該電場中的一條豎直等勢線，M、N、P是電場線上的點，Q是等勢線上的點。一帶正電的點電荷在M點由靜止釋放，僅在電場力作用下水平向右運動，則：( )
A. 點電荷一定向右做勻加速運動
B. 點電荷在N點釋放時的加速度比在P點釋放時的加速度小
C. 將一負(fù)點電荷從P點移到N點，電場力做正功
D. 將一負(fù)點電荷從Q點沿等勢線豎直向上射出，點電荷將沿等勢線做直線運動
4.兩個半徑均為r的相同金屬球，兩球相距r，分別帶有電荷量2Q和?4Q，它們之間庫侖力的大小為F，現(xiàn)將兩球接觸后再放回原處，則( )
A. 兩球均帶正電B. 兩球電荷量均為Q
C. 兩小球間庫侖力為18FD. 兩小球間庫侖力小于18F
5.一質(zhì)量分布均勻的圓柱形金屬棒的電阻為R1、電阻率為ρ1；將該金屬棒的長度拉伸至原來的2倍后，仍為圓柱形，其電阻為R2、電阻率為ρ2，下列關(guān)系式正確的是( )
A. ρ1=2ρ2B. ρ2=4ρ1C. R2=2R1D. R2=4R1
6.蠟燭火焰是一種含有電子、正離子、中性粒子的氣體狀物質(zhì)，將其置于電壓恒定的兩平行金屬板間，板間電場視為勻強(qiáng)電場，如圖所示。若兩金屬板間距增大，關(guān)于火焰中電子所受的電場力，下列說法正確的是( )
A. 電場力增大，方向向左
B. 電場力增大，方向向右
C. 電場力減小，方向向左
D. 電場力減小，方向向右
7.如圖所示，某同學(xué)測量未知電阻R時，讓電壓表的一端接在A點，另一端先后接到B點和C點，他發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)有明顯變化，而電壓表示數(shù)無明顯變化，則下列說法中正確的是( )
A. 實驗中應(yīng)選擇電流表內(nèi)接電路，測量值小于真實值
B. 實驗中應(yīng)選擇電流表內(nèi)接電路，測量值大于真實值
C. 實驗中應(yīng)選擇電流表外接電路，測量值大于真實值
D. 實驗中應(yīng)選擇電流表外接電路，測量值小于真實值
8.如圖甲所示電路中，閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片從左端逐漸滑至右端時，電壓表V1和V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像如圖乙所示，圖線中ab、cd段均為直線。已知電動機(jī)兩端電壓達(dá)到某一值時才能開始轉(zhuǎn)動，各電表均為理想電表，下列說法正確的是( )
A. 電源的內(nèi)阻為2.0Ω
B. 電動機(jī)內(nèi)部線圈的電阻值為1.0Ω
C. 滑動變阻器的可調(diào)范圍是0～9.0Ω
D. 電流表示數(shù)最大時，電動機(jī)的輸出功率為6.75W
二、多選題：本大題共4小題，共16分。
9.圖中的甲、乙兩個電路，都是由一個靈敏電流表G和一個變阻器R組成的，它們之中的一個是測電壓的電壓表，另一個是測電流的電流表，那么以下結(jié)論中正確的是( )
A. 甲表是電流表，R增大時量程增大B. 甲表是電流表，R增大時量程減小
C. 乙表是電壓表，R增大時量程減小D. 乙表是電壓表，R增大時量程增大
10.心臟驟?；颊咧挥性谧罴褤尵葧r間的“黃金4分鐘”內(nèi)，利用AED自動除顫機(jī)進(jìn)行除顫和心肺復(fù)蘇，才是最有效制止猝死的辦法。電容器是AED自動除顫機(jī)的核心部件之一，利用AED自動除顫機(jī)進(jìn)行模擬治療的情形，某次治療中，電容器充電后的電壓為6kV，電容器的電容為15μF，如果電容器在2ms時間內(nèi)完成放電，下列說法正確的是( )
A. 電容器放電完成后電容仍為15μFB. 電容器的擊穿電壓為6kV
C. 電容器充電后的電荷量為0.09CD. 電容器放電過程的平均電流強(qiáng)度為18A
11.如圖，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，閉合開關(guān)S，小燈泡L1、L2的電阻分別為R1、R2。不考慮燈絲電阻隨溫度的變化，電流表、電壓表均為理想電表，當(dāng)滑動變阻器的滑片由右端向左滑動時，下列說法正確的是( )
A. 電流表A1示數(shù)變小，電流表A示數(shù)變大，小燈泡L1變亮
B. 電流表A示數(shù)變大，電壓表V示數(shù)變小，小燈泡L2變暗
C. 電壓表示數(shù)變化ΔU，電流表A示數(shù)變化ΔI，ΔUΔI=r
D. 電壓表示數(shù)變化ΔU，電流表A示數(shù)變化ΔI，ΔUΔI=R
12.近日，街頭有一種新型游戲，參與者借助游戲工具給一帶電小球瞬時沖量，使其獲得某一初速度進(jìn)入暗盒，暗盒中加以電場，小球最后從暗盒頂部水平拋出，然后落地，落地小球越近者獲勝。現(xiàn)將上述情景，簡化成如圖模型，一半徑為R的光滑絕緣半圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，其下端與光滑絕緣水平面相切于B點，整個空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場。一質(zhì)量為m的帶電小球從A點以某一初速度向左運動，恰好能經(jīng)過P點且此時對圓弧軌道沒有壓力。已知軌道上的M點與圓心O等高，OP與豎直方向夾角為37°，取sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度大小為g，則小球( )
A. 帶電小球經(jīng)過P點的速度大小為 gR
B. 帶電小球所受電場力大小為3mg4
C. 帶電小球經(jīng)過C點的速度為 7gR2
D. 帶電小球經(jīng)過M點時對圓弧軌道的壓力大小為3mg2
三、實驗題：本大題共2小題，共19分。
13.實驗器材的使用是進(jìn)行物理實驗探究的基礎(chǔ)，請完成以下讀數(shù)或操作。
(1)某實驗小組做“測定某金屬絲的電阻率”的實驗過程中，正確操作用游標(biāo)卡尺測得金屬絲的長度L為____cm，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d為____mm。
(2)如圖所示，請讀出電流表：(量程0.6A)示數(shù)____，電壓表(量程3V)示數(shù)____。
(3)用歐姆表測電阻時，如發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太小，為了使讀數(shù)的精度提高，應(yīng)使選擇開關(guān)撥到較____(選填“大”或“小”)的倍率擋，重新測量。如圖所示，若選擇開關(guān)旋鈕在“×100”位置，則所測量的電阻值為____Ω。若選擇旋鈕在“50mA”位置，則所測量電流的值為____mA。
14.某實驗小組測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，他們在實驗室找到了如下器材：
A.電壓表(0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)
B.靈敏電流計(0～50mA，內(nèi)阻為33.0Ω)
C.滑動變阻器(0～30Ω)
D.電阻箱(0～99.9Ω)
E.開關(guān)和導(dǎo)線若干
(1)他們首先將靈敏電流計改裝成量程為0～0.6A的電流表，他們需要將電阻箱調(diào)為____Ω后與靈敏電流計____(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)，改裝后電流表的電阻RA=____Ω。
(2)他們設(shè)計了甲、乙兩個實驗電路，為了減小誤差實驗時應(yīng)該選擇____(填“甲”或“乙”)。
(3)他們正確的電路完成實驗，記錄了6組數(shù)據(jù)，并畫出了U?I圖線如圖丙所示，根據(jù)此圖可得出于電池的電動勢E=____V，內(nèi)阻r=____Ω(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。
四、計算題：本大題共3小題，共41分。
15.如圖電路，電動機(jī)M與電阻R串聯(lián)，電動機(jī)的電阻r=2 Ω，電阻R=10 Ω。當(dāng)外加電壓U=200 V時，理想電壓表示數(shù)為UV=150 V。試求：
(1)通過R的電流；
(2)電動機(jī)輸出的機(jī)械功率。
16.如圖所示，半徑為R的光滑絕緣圓環(huán)豎直置于場強(qiáng)大小為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的空心小球穿在環(huán)上，當(dāng)小球從頂點A由靜止開始下滑到與圓心O等高的位置B時，求：(重力加速度為g)
(1)小球的速率；
(2)小球?qū)Νh(huán)的作用力。
17.按要求回答。
工業(yè)生產(chǎn)中0.3μm～3μm的油霧顆粒會進(jìn)入人體的內(nèi)循環(huán)，對健康構(gòu)成危害，因此油污凈化在工業(yè)生產(chǎn)中必不可少。某種靜電油霧凈化器原理如圖所示，由空氣和帶負(fù)電的油霧顆粒組成的混合氣流以平行于金屬板方向的速度v0進(jìn)入由一對平行金屬板構(gòu)成的油霧收集器中，在電場力的作用下，顆粒打到金屬板上被收集。已知金屬板的長度為L，間距為d，不考慮油霧顆粒的重力和顆粒間的相互作用。
(1)若不計空氣阻力，質(zhì)量為m、電荷量為?q的顆粒恰好全部被收集，求兩金屬板間的電壓U1；
(2)若顆粒所受空氣阻力的方向與其相對于氣流的速度v方向相反，大小為f=krv(其中r為顆粒的半徑，k為常量)，且顆粒在金屬板間經(jīng)極短時間加速達(dá)到最大速度。
①半徑為R、電荷量為?q的顆粒恰好全部被收集，求兩金屬板間的電壓U2；
②已知顆粒的電荷量與其半徑的平方成正比，進(jìn)入收集器的均勻混合氣流包含了直徑為3μm和0.3μm的兩種顆粒，若3μm的顆粒恰好100%被收集，求0.3μm的顆粒被收集的百分比。
參考答案
1.C
2.B
3.C
4.D
5.D
6.D
7.B
8.C
9.BD
10.AC
11.BC
12.BCD
13.(1) 1.050 1.120##1.121##1.119
(2) 0.50A 2.60V
(3) 大 3200 22.0

14.(1) 3.0 并聯(lián) 2.75
(2)乙
(3) 1.50 1.25

15.解：(1)根據(jù)歐姆定律可得通過R的電流I=URR=U?UVR，
I=5A。
(2)電動機(jī)是非純電阻，電功率減去熱功率即為輸出的機(jī)械功率，即P機(jī)=UVI?I2r，
P機(jī)=700W
16.解：(1)設(shè)小球到達(dá)B點時的速度為vB，從A到B點的過程中由動能定理可得：
12mvB2?0=mgR+EqR，解得vB=v= 2R(mg+qE)m;
(2)B點時小球受到重力mg、靜電力qE和圓環(huán)對小球的彈力F1三個力的作用，靜電力和彈力沿半徑方向指向圓心的合力提供向心力，
則F1?Eq=mv2R
聯(lián)立解得F1=2mg+3Eq
小球?qū)Νh(huán)的壓力與環(huán)對小球的彈力為作用力與反作用力，兩者等大反向，即小球?qū)Νh(huán)的壓力大小F1′=F1=2mg+3Eq，方向水平向右．
答：在B點小球?qū)Νh(huán)的壓力為：大小等于2mg+3Eq，方向水平向右。
17.(1)只要緊靠上金屬板的顆粒能夠落到收集下極板最右側(cè)，顆粒就能夠全部收集，水平方向有
L=v0t
豎直方向有
d=12at2
根據(jù)牛頓第二定律可得
qE=ma
E=U1d
解得
U1=2md2v02qL2
(2)①顆粒在金屬板間經(jīng)極短時間加速達(dá)到最大速度，豎直方向有
F電=f
即
qU2d=kRv
dv=Lv0
解得
U2=kRv0d2qL
②3μm的顆粒恰好100%被收集，顆粒在金屬板間經(jīng)極短時間加速達(dá)到最大速度，所受阻力等于電場力，有
f=kRvmax
解得
f=qU2d
在豎直方向顆粒勻速下落
d=vmaxt
0.3μm的顆粒的電荷量為
q′=q100
顆粒在金屬板間經(jīng)極短時間加速達(dá)到最大速度，所受阻力等于電場力，有
f′=110kRv′max
解得
f′=q′U2d
設(shè)距下金屬板為d?的顆粒恰好被收集，在豎直方向顆粒勻速下落，有
d′=v′maxt
解得
d′=d10
0.3μm的顆粒被收集的百分比為
d′d×100%=10%

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