2015九年级上学期期末模拟物理试题（下）
专题五：综合计算（ 本专题满分9分，共2个小题，第10小题4分，第11小题5分）
10．如图所示电路中，rl=20ω，r2=30ω。当开关s1闭合，s2、s3断开时，电流表的示数为0.6a；当开关s1、s2、s3都闭合时，电流表示数为1.
5a，且灯泡正常发光．设电源电压不变．求：（画出等效电路图）（1）电源电压；
2）灯泡的额定功率。
11．如右图，电源电压不变，滑动变阻器的最大阻值是10ω。开关s闭合，滑动变阻器的滑片p滑到a端，再分别只闭合开关s1、s2时，电流表先后的示数之比为1:2.
（请画出每个小题的等效电路图）求：（1）灯泡的电阻之比；
2）当闭合开关s、变阻器的滑片p滑到b端，再分别只闭合s1 、s2时，滑动变阻器先后消耗的功率分别是0.4w和0.9w。求当只闭合s 、s1时，整个电路消耗的最小电功率是多少？
附加：10．如图所示电路，电源电压不变，r1=12ω，小灯泡r3上标有“6v12w”（电阻不变）．求：（画出下列每小题的等效电路图）
1）只闭合s1时，电流表示数为0.8a，则电源电压为多大？
2）只闭合s2时，移动滑片p至b点时，使滑动变阻器所消耗的功率为9w；当s1、s2、s3都闭合时，移动滑片移至距a点1/4处，滑动变阻器消耗的功率为多大？
11．如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，小灯泡r1标有“4v，1.6w”字样，r2=20，滑动变阻器r3允许通过的最大电流为1a，电流表的量程为0-0.6a，电压表的量程为0-3v。
请画出每个小题的等效电路图。（1）只闭合开关s2时，电压表的示数为2v，则r2消耗的电功率是多少？（0.
8 w）
2）在不损坏各电路元件的情况下，若闭合所有开关，滑动变阻器r3消耗的最大功率和最小功率之比为3：1，若只闭合开关s3，小灯泡r1消耗的电功率变化范围是多少？（0.
225 w—0.9 w）
专题六：创造与** 12．归纳式**——研究带电粒子在电场和磁场中的运动：物理学中，磁场的强弱用磁感应强度表示，符号是b，单位是t。
磁感应强度的大小和方向都相同的磁场叫做匀强磁场，磁场中某点的b越大，该点磁感应强度越
如图所示，初速度可视为零的带电粒子，从容器a下方的小孔s1经过加速电场加速，然后经过小孔s2垂直于磁场方向进入匀强磁场中，做匀速圆周运动。
若带电粒子的质量为m，电荷量为q，加速电场的电压为u，匀强磁场的磁感应强度为b，粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积为s，经研究不同粒子在不同情况下得到数据如下：
1）s＝k其中k填上数值和单位）。
2）对同一个粒子，进入不同的电场和磁场中，要使粒子在磁场中的圆周运动扫过的半圆面积相等，则电压u和磁感应强度b的关系可以用图象中的图线表示。
两个质量相等、带电量之比为1:2的粒子，经过电压相同的电场加速后进入磁感应强度分别为5t和6t的匀强磁场中，它做圆周运动扫过的半圆面积之比为 。
附加：12. 归纳式**﹣研究带电粒子在回旋加速器中的运动：
（1）磁体周围存在磁场，磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号b表示，单位是特斯拉，符号是t．我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小．磁感应强度大的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线疏．条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示，则a、b两点磁感应强度较大的是 __磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．
2）回旋加速器的原理如图乙所示，d1和d2是两个中空的半径为r的半圆金属盒，被置于与盒面垂直的磁感应强度为b的匀强磁场中，它们接在电压一定的交流电源上，从d1的圆心o处释放不同的带电粒子（加速度可以忽略，重力不计），粒子在两金属盒之间被不断加速，最终离开回旋加速器时，获得一定的最大动能．改变带电粒子质量为m，电荷量为q，磁感应强度b，金属盒半径r，带电粒子的最大动能e1随之改变．得到数据如表：
ek=k其中k填上数值和单位）．
对于同一带电粒子．在不同的同旋加速器中，要获得相同的最大动能，则金属盒半径r与磁感应强度b的关系可以用图象中的图线表示．
13. 演绎式**——**带电小球间的作用力。经科学家研究发现，两个带电小球所带电量分别为，当它们之间的距离为（远大于小球的直径）时，它们之间的作用力，其中常量。
（1）如图，将甲、乙两个带电小球放在光滑的绝缘水平面上，若甲球带正电荷、乙球带负电荷，则它们之间的作用力为___力（“引”或“斥”），此时两球将相互___靠近”或“远离”）。
2）如图，为了使这两个小球在原来的位置静止，沿着甲、乙两球的球心连线方向，在乙球某位置放上一个电荷量为的小球丙，此时恰好使得三球均保持静止。则丙球应该带___电荷（“正”或“负”）。请你证明，此时有关系成立。
附加：13（1）.演绎式**：
电荷的周围存在着电场。电荷之间的相互作用是通过电场发生的。只要有电荷存在，电荷的周围就存在着电场，电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用，这种力就叫做电场力。
科学家经过研究发现，把电量分别为q1q2的两个点电荷a、b相互靠近，它们之间电场力f的大小与它们的电量成正比，与两电荷之间的距离r之间的关系如图所示，k为比例常数，则两电荷间的电场力大小的关系表达式为___
其中比例系数k=5×1012n/(c2m2)，当真空中两个点电荷的电量分别为c,4×10-10c，它们之间的距离为10cm时，它们之间的电场力大小为n.
13（2）.演绎式**——研究宇宙中的双星问题 （1）宇宙中任何两个物体之间都存在万有引力，万有引力的大小，其中k为常量，m1,m2分别为两个物体的质量，r为两个物体间的距离。
物体做圆周运动的快慢可以用它与圆心连线扫过角度的快慢来描述，用角速度ш来表示，做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间叫做周期，用t表示，t与ω的关系为：。
物体做匀速圆周运动需要受到指向圆心的力叫做向心力，质量为m的物体以角速度ω做半径为r的匀速圆周运动，向心力的大小f向=mω2r,则在m与ω一定时，f向与r的关系可以用图甲的图线表示。
2）被相互引力系在一起，互相绕转的两颗星叫物理双星，双星是绕公共圆心转动的一对恒星各自需要的向心力由彼此的万有引力提供，转动的周期和角速度相同，如图乙所示，质量为m1,m2的双星，运动半径分别为r1和r2，它们之间的距离l= r1+r2，请推理证明：
15. 问题解决——测量电阻：小雨想要知道未知电阻rx的阻值，既有一个电压恒定的电源（电压值未知），一个单刀双掷开关、一个量程较小的电流表、两个阻值分别为r1和r2的定值电阻与若干导线，其中r1和r2的阻值都较小，均不能单独与电流表串联在电源两端，否则会损坏电流表。
1）请在方框内画出实验电路图（电路连接好后实验中不能拆卸），并完成测量步骤：
按照电路图连接实物电路。
2）推导出测量电阻rx的数学表达式。
附加：15（1）.测量小灯泡的功率px，已知灯泡额定电压u额。
给你一个电压恒定的电源（电压值未知且高于灯泡正常工作的电压）、一个滑动变阻器、一个已知阻值为r0的定值电阻、一个量程足够大的电流表、三个单刀开关和若干导线。（电路图、步骤、表达式）
15（2）.测量电阻：现有一个电压恒定的电源（电压值未知）、一个电压表（量程大于电源电压值）、一个阻值为r1的定值电阻、一个单刀双掷开关和若干导线，要利用以上器材测量的待测电阻r2的阻值．请在方框内设计出实验电路图（电路连接好后实验中不能拆卸）并完成下列步骤．①根据电路图连接实物电路。
利用上述测量值算出待测电阻的阻值r2
15（3）叶子同学实验时发现电压表损坏了，现在实验室有：电流表、滑动变阻器(阻值0～r0)、导线若干、未知电阻rx。请设计实验完成测量未知电阻rx的实验。
设计电路图（电路连接好后实验中不能拆卸），并进行以下是实验操作步骤：①按电路图连接好实物电路。
未知电阻rx的数学表达式：rx
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