51讲 电学专有讲义（习题解析） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共69 页 初中物理自主招生讲义51 习题答与解析 一．电荷间的相互作用规律（共2 小题） 1．理想模型是物理学研究问题的重要方法之一，目的是略去所研究问题的次要和无关因 素，明确问题的主要因素。关于电的认识，物理学家库仑建立点电荷理想化模型（物理 学上把物体自身大小比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷），并通过实验得出 库仑定律：真空中两个带电量为Q、q 的点电荷间相互作用力的关系为 ．如图 所示，在真空中有两个相距较近的带电金属小球，半径为R 且两球心距离为r（r 略大于 2R），所带电荷量的绝对值分别为10q、q ，则以下说法正确的是（ ） ．根据库仑定律 ，当两个点电荷间的距离趋近于零时，则它们间的相互作用力 趋近于无穷大 B．若两球为异种电荷，电荷间的相互作用力大小可能是 ．电荷间的相互作用力大小始终有 ，与两球带何种电荷无关 D．若将两电荷接触后放回原位置，此时它们间必为斥力，且一定是 答与解析：．库仑定律只适用于真空中的点电荷间的相互作用，当两个点电荷间的距离 趋近于零时，不能当作点电荷，因此库仑定律不适用，它们间的相互作用力无法确定， 故错误； B．若两球为异种电荷，电荷间相互吸引，导致电荷间距比r 还小，因此电荷间的相互 第1 页/ 共69 页 作用力一定是F＞k ； 若两球为同种电荷，电荷间相互排斥，导致电荷间距比r 还大，此时电荷间的相互作用 力一定是F＜k ；故B 错误； D．由题知，两带电金属小球，所带电荷量的绝对值分别为10q、q， ①若是同种电荷，将两电荷接触后分别带有55q 的电荷量，此时它们间必为斥力， 电荷间的相互作用力：F＝k ＝k ＞k ， ②若是异种电荷，将两电荷接触后分别带有45q 的电荷量（发生电中和，中和后为同种 电荷），此时它们间必为斥力， 此时电荷间的相互作用力：F′＝k ＝k ＞k ，故D 正确。 故选：D。 2．在晴朗干燥的冬日里，如果用塑料梳子梳干燥的头发，会发现头发越梳越蓬松，其主要 原因是头发和梳子摩擦后，头发带 同种 “ ” “ ” 电荷相互排斥。（选填同种或异种） 答与解析：当用塑料梳子梳干燥的头发时，由于摩擦起电使梳子带上了一种电荷，而头 发带上了另一种电荷，因为头发之间带的是同种电荷，同种电荷互相排斥而张开，所以 头发会越梳越松。故答为：同种。 二．物体带电情况的判断（共2 小题） 3．餐巾纸摩擦过的塑料吸管放在支架上，吸管能在水平面自由转动，如图所示，手持带负 电的橡胶棒，靠近吸管端，端会远离橡胶棒。实验中（ ） ．与吸管摩擦的餐巾纸不带电 B．吸管带正电 ．摩擦时，吸管得到电子 D．吸管不带电 答与解析：（1）把带负电的橡胶棒靠近吸管端时，吸管端远离橡胶棒（即被排斥）， 第1 页/ 共69 页 说明吸管端与橡胶棒带的是同种电荷，橡胶棒带负电，吸管端也带负电，故BD 错误； （2）吸管与餐巾纸摩擦，吸管带负电，说明吸管得到了电子，同时餐巾纸失去电子而 带正电，故正确，错误。故选：。 4．、B 泡沫小球静止时如图所示，已知球带正电，则： （1）B 球 不一定 “ ” “ ” （选填一定或不一定）带负电； （2）在图中画出球所受力的示意图。 答与解析：已知球带正电，由图可知：吸引B，说明B 与带异种电荷，即带负电，也可 能不带电。 球受到重力G、绳子的拉力F 拉和B 球的吸引力F 作用，力的作用点在球的几何中心， 作图如下： 故答为：（1）不一定；（2）见上图。 三．导体与绝缘体的概念（共3 小题） 5 ．下列物品中，通常情况下属于导体的是（ ） ．塑料安全帽 B．布手套 ．橡胶鞋 D．钢尺 答与解析：、塑料安全帽的材料是塑料，不容易导电，属于绝缘体；故错误； B、布手套不易导电，不容易导电，属于绝缘体；故B 错误； 、橡胶鞋的材料是橡胶，不容易导电，属于绝缘体；故错误； D、钢尺的材料是金属，容易导电，是导体；故D 正确；故选：D。 6 ．图中所示的物品中，通常情况下属于导体的是（ ） ． 陶瓷盘 B． 不锈钢锅 第1 页/ 共69 页 ． 玻璃杯 D． 木铲 答与解析：、陶瓷盘是制品陶瓷，是绝缘体。不符合题意。 B、不锈钢锅是金属制品，是导体。符合题意。 、玻璃杯是玻璃制品，是绝缘体。不符合题意。 D、木铲是木制品，是绝缘体。不符合题意。故选：B。 7 ．下列物体中属于绝缘体的是（ ） ．食盐水 B．大地 ．橡胶 D．人体 答与解析：食盐水、大地、人体都属于导体；橡胶属于绝缘体。故选：。 四．电流的形成（共2 小题） 8．每种金属导体中单位体积内的自由电子数有确定的值。若两段长度之比为2：1、横截 面积之比为1：3 的镍铬合金丝并联在某电路中使用时，则这两根电阻丝内电子定向移 动的平均速度之比为（ ） ．1：2 B．3：1 ．2：1 D．1：1 答与解析：因为R1和R2材料相同，长度之比为L1：L2＝2：1，横截面积之比为S1：S2 ＝1：3，所以电阻之比R1：R2＝6：1， 两电阻并联电压相等，则1：2＝1：6， 根据＝Qsv 得1＝1Q1s1v1，2＝2Q2s2v2，因为1：2＝1：6，S1：S2＝1：3，所以v1：v2＝ 1：2。故选：。 （多选）9 ．下列说法中正确的是（ ） ．同种电荷相互排斥 B．光是电磁波 ．电荷的移动形成电流 D．负电荷定向移动的方向就是电流的方向 答与解析：、同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故正确； B、光是电磁波，可以在真空中传播，故B 正确； 、电流是由电荷定向移动形成的，故错误； D、把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，故D 错误。故选：B。 五．电流的方向（共2 小题） 第1 页/ 共69 页 10．两个相同的验电器和B，带正电，B 不带电，用金属棒把、B 连接起来后如图，则（ ） ．中正电荷通过金属棒流向B，、B 均带正电荷 B．B 中负电荷通过金属棒流向，、B 均带正电荷 ．金属棒中有电流从流向B，张角增大，B 张角增大 D．金属棒中有电流从B 流向，张角减小，B 张角增大 答与解析：、B、带正电，B 不带电，用金属棒把和B 连接起来，B 上的部分负电荷会 转移到上，因此验电器B 的金属箔由于带正电会张开。故错误、B 正确； 、D、电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，因此电流方向是由到B．负电荷从B 到，部分正电荷被中和，所以张角减小；B 由于缺少负电荷带正电，张角增大。故、D 错误。故选：B。 11 ．当电流从右向左通过食盐（氯化钠）溶液时，溶液中（ ） ．钠离子向左移动，氯离子向右移动 B．钠离子向右移动，氯离子向左移动 ．钠离子和氯离子都向右移动 D．钠离子和氯离子都向左移动 答与解析：我们规定电流方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向 相反。 食盐（氯化钠）溶液中有钠离子和氯离子。钠离子带正电，氯离子带负电。电流从右向 左，所以钠离子向左做定向移动，氯离子向右做定向移动。故选：。 六．电路的组成（共2 小题） 12．恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹，其引爆装置如图所示，起爆前定时开关S 是闭 合的，当设定起爆时间一到，定时开关S 会自动断开。为使引爆装置停止工作，拆弹专 家应在图中哪处剪断导线。拆除前起爆器上有没有电流通过？（ ） 第1 页/ 共69 页 ．；没有 B．b；没有 ．；有 D．b；有 答与解析：由题意知当S 断开时，起爆器中将通以电流，引爆炸弹，故为了使引爆装置 停止工作，应将起爆器与电流断开，故应剪断处； 拆除前由于起爆器被短路，故起爆器上没有电流。故选：。 13．汽车转向时通过转向杆控制转向灯工作从而起到警示的作用。当驾驶员拨动转向杆 时，左侧前部、尾部转向灯和左侧后视镜的LED 指示灯同时闪烁，再次扭动转向杆， 这三个指示灯同时熄灭，则转向杆相当于电路元件中的 开关 ，这三个灯通常并联， 好处是 一个灯泡损坏时，其它灯泡仍能正常工作 。 答与解析：当驾驶员拨动转向杆时，指示灯才会工作，所以这根杆子起到了开关的作 用；这三个灯通常并联，好处是一个灯泡损坏时，其它灯泡仍能正常工作。 故答为：开关；一个灯泡损坏时，其它灯泡仍能正常工作。 七．电路的三种状态（共3 小题） 14．已知L1和L2额定电压相同，将它们如图所示接入电路，闭合开关S 后，发现L1亮、 L2 不亮，这可能是因为（ ） ．L2灯丝烧断 B．开关接触不良 ．L2的额定功率远大于L1 的额定功率 D．L2灯丝的电阻远大于L1的电阻 答与解析：、若L2灯丝烧断，两灯都不亮，故错误； B、若开关接触不良，即断路，两灯都不亮，故B 错误； D、两灯串联，电流相同；因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，且L1亮、L2不亮，说 明L1的实际功率较大，由P＝2R 可知，L1的电阻较大，即R1＞R2，故D 错误； 第1 页/ 共69 页 两灯的额定电压相同，且R1＞R2，根据P＝ 可知，L2 的额定功率大于L1 的额定功 率，故正确。故选：。 15．如图，若S1、S2闭合时，会亮的灯是 L 3 ，若再闭合S3，会亮的灯是 L 1、 L 2、 L 3 。 答与解析：（1）只闭合S1、S2 时，L1、L2 被短路，L1、L2 不发光；此时只有灯L3 连 入，所以会发光的灯是L3； （2）若再闭合S3，电流从正极出发分三支，分别经L1、L2、L3回负极，所以S1、S2、 S3都闭合时，三只灯泡都亮，此时三盏灯并联。故答为：L3 ；L1、L2、L3。 16．如图甲所示，在一根横跨河流两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的导线。为了辨别 “ ” 哪两个线头为同一根导线的两端，工人师傅用图乙所示的测通器来进行测试。他首先 将和B “ ” 连接起来，然后将测通器的m 连接在D 上，将连接在F 上，发现此时小灯泡 … 发光 ．工人师傅据此可以做出什么判断？下一步他将如何操作才能最终搞清每根导线 的两端？ 答与解析：（1）因为连接和B，将测通器的m 连接在D 上。当连接F 时小灯泡发光， 说明DBF 连通，E 为另外的一根导线； （2）现在知道E 为一根导线，下一步将连在一起，先把m 连接在E 上，若连接F 时小 灯泡发光，则F 为一根导线，若灯不亮说明D 为一根导线，BF 为同一根导线。 八．串、并联电路的概念与辨别（共3 小题） 17．如图所示，某移动电源（俗称充电宝）有两个输出端，通过电源线可以单独或同时为 移动设备充电，这两个输出端的连接方式是 并联 “ ” “ ” （选填串联或并联）；通常情 第1 页/ 共69 页 况下，家庭电路中控制用电器的开关要连接在 火线 “ ” “ ” （选填火线或零线）和用电 器之间。 答与解析：（1）移动电源给手机充电过程中，各手机间互不影响，所以输出端的连接 方式是并联。 （2）为了用电的安全，开关应控制火线，即开关要接在火线和用电器之间。 故答为：并联；火线。 18．路灯总是同时亮，同时灭，它们的连接方式一定是 并 联的。 答与解析：街上的路灯总是同时亮，同时熄灭，有时损坏了一盏，其它路灯也会亮，由 此可见路灯可以独立工作，互不影响，因此路灯之间是并联的。故答为：并。 19．在图中，若组成两个灯泡的并联电路，则甲是 电压表 ，乙是 电流表 （填电路 元件名称）．请将此实物图在答题纸的方框内转化成电路图。 答与解析：（1）根据所给实物图分析，甲表与灯泡L2并联，所以是电压表；乙表与两 个灯泡串联，所以是电流表。 （2）根据对电路的分析画出电路图如下： 故答为：（1）电压表；电流表；（2）见解答。 第1 页/ 共69 页 九．串、并联电路的设计与应用（共12 小题） 20．2020 年新春之际，我国出现了罕见的新型冠状病毒疫情。小雨设计了一种输液提示 器，帮助武汉金银潭医院护士在护士站就能观察到药液量的变化，当袋中药液量减少时 电压表示数随之减小，下列符合要求的电路图是（ ） ． B． ． D． 答与解析：当袋中药液量减少时，整个药液袋的重力减小，对弹簧的拉力减小，弹簧的 伸长量减小，所以滑片会向上移动。 、由图可知，变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压； 当袋中药液量减少时，滑片的上移不会改变变阻器连入电路的电阻，则电路中的电流不 变，变阻器两端的电压不变，即电压表的示数也不变，故不符合要求； B、由图可知，变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压； 当袋中药液量减少时，滑片向上移动，变阻器连入电路的电阻变大，根据串联电路的分 压特点可知，变阻器两端的电压变大，即电压表的示数变大，故B 不符合要求； 、由图可知，变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压； 当袋中药液量减少时，滑片向上移动，变阻器连入电路的电阻变小，根据串联电路的分 压特点可知，变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，故符合要求； D、由图可知，变阻器与灯泡并联，电压表测量电源电压， 由于电源电压不变，所以，当袋中药液量减少时，电压表的示数不变，故D 不符合要 求。 故选：。 21．如图是新一代代步工具电动独轮车，依靠电力驱动低碳环保。当电源开关S1闭合时指 第1 页/ 共69 页 示灯亮起，独轮车处于待机状态，再当人站在独轮车上时开关S2自动闭合，电动机才能 启动，开始运动。下列电路设计符合上述要求的是（ ） ． B． ． D． 答与解析：由题知，当电源开关S1闭合时指示灯亮起，人站在独轮车上开关S2自动闭 合，电动机才能启动， 所以，指示灯和电动机并联，S1控制干路，开关S2控制电动机； 、图中开关S2闭合后，会发生电源短路现象，故不符合题意； B、图中指示灯和电动机串联，故B 不符合题意； 、图中指示灯和电动机并联，S1控制干路，开关S2控制电动机，故符合题意； D、图中S1控制电动机，开关S2控制指示灯，故D 不符合题意。故选：。 22．家用电吹风可单独吹冷风，也可吹热风，但不可只发热而不吹风；吹热风状态下，即 使发热体烧坏了，吹风机也能工作。下列电路设计符合要求的是（ ） 第1 页/ 共69 页 ． B． ． D． 答与解析：家用电吹风可单独吹冷风，也可吹热风，但不可只发热而不吹风，这说明电 动机和电吹风是并联的，发热电阻有独立的开关，故正确。 故选：。 23 “ ．阳光动力2 ” 号飞机上装有平衡警示电路，其中S 为正对驾驶员的重力开关，金属片 M 可绕点自由转动。当机翼水平时，M 在、b 中间。当飞机严重左倾时，绿灯亮、电铃 响；当飞机严重右倾时，红灯亮、电铃响。图中符合这一要求的电路是（ ） ． B． ． D． 答与解析：由题可知，当飞机严重左倾时，绿灯亮、电铃响，开关接，绿灯与电铃接入 电路；当飞机严重右倾时，红灯亮、电铃响，开关接b，红灯与电铃接入电路；红灯与 绿灯互不影响，能独立工作，它们是并联的，不论开关接还是接b，电铃都接入电路， 因此电铃串联在干路中。故D 选项符合要求。故选：D。 24．为避免超高车辆闯入隧道造成事故，小明设计了警示电路，使用时闭合开关S．导线 EF 横置于隧道口上沿前方，一旦被驶来的车辆撞断，红灯L 亮且电动机转动放下栏 第1 页/ 共69 页 杆。灯和电动机中，即使其中之一断路，另一个也能正常工作。下列电路中符合要求的 是（ ） ． B． ． D． 答与解析：由题知，导线EF 横置于隧道口上沿前方，一旦被驶来的车辆撞断，红灯L 亮且电动机转动放下栏杆，这说明EF 断开之后，电动机与指示灯是通路；在EF 断开之 前，电动机与指示灯被短路，则导线EF 与电动机和指示灯并联； 由题知，灯和电动机中，即使其中之一断路，另一个也能正常工作，这说明指示灯与电 动机互不影响，能独立工作，所以电动机与指示灯是并联的； 为防止EF 断开之前电源被短路，干路中还应串联一个保护电阻，由图示电路图可知， 只有D 符合要求。故选：D。 25．小明一家搬进刚装修完的新家的这天晚上，小明闭合床头灯的开关准备坐在床头看 书，可是发现房间的日光灯也亮了，他断开床头灯的开关，两盏灯都熄灭了；他过去闭 合日光灯的开关，床头灯不亮，但日光灯更亮了。小明很想知道他的床头灯为什么会出 “ ” 现这种奇怪现象？关于小明家的日光灯与床头灯此时的连接电路图是（ ） ． B． 第1 页/ 共69 页 ． D． 答与解析：由题意可知；床头灯开关应同时控制床头灯和日光灯即串联； 日光灯的开关只能控制日关灯，即此时床头灯和日光灯并联； 日光灯更亮，根据P＝ 可知，日光灯的开关使床头灯短路， 综合以上，结合选项可知B 选项符合题意。故选：B。 26 ．如图所示电路中，闭合开关后小灯泡熄灭的是（ ） ． B． ． D． 答与解析：、由图知，开关断开时，灯与定值电阻串联，灯发光；开关闭合，电路中只 有定值电阻连入电路中，灯泡被短路熄灭，故符合题意； B、由图知，开关断开时，灯与定值电阻串联，灯发光；开关闭合，电路中只有灯泡连 入电路中，定值电阻被短路，所以灯仍发光，故B 不合题意； 、由图知，开关断开时，只有灯连入电路中，灯发光；开关闭合，灯与定值电阻并联， 所以灯仍发光，故不合题意； D、由图知，开关断开时，只有定值电阻连入电路中，灯不发光；开关闭合，灯与定值 电阻并联，灯发光，故D 不合题意。故选：。 27．如图所示，为保证司乘人员的安全，轿车上设有安全带未系提示系统，当乘客坐在座 椅上时，座椅下的开关S1闭合，若未系安全带，则开关S2断开，仪表盘上的指示灯亮 起；若系上安全带，则开关S2 闭合，指示灯熄灭，下列设计比较合理的电路图是 （ ） ． B． ． D． 第1 页/ 共69 页 答与解析：、两开关串联，只有乘客坐下，系上安全带时指示灯才会发光，不符合题 意； B、指示灯与S1串联，与S2并联，乘客坐下时指示灯亮，系上安全带时，指示灯被短路 熄灭，并且不会出现电源短路，符合题意； 、指示灯与S1串联，与S2并联，乘客坐下时指示灯亮，系上安全带时，指示灯被短路 熄灭，但出现电源短路，不符合题意； D、两开关并联，无论乘客坐下，还是系上安全带，指示灯都会发光，不符合题意； 故选：B。 28．轿车的仪表盘上有一个显示汽车车门关闭状况的指示灯。只要四个车门中有一个没有 关好（即此时装在未关好车门上的开关处于断开状态），指示灯就会发光从而提醒驾驶 员。在下图所示的四个电路中，设计正确的是（ ） ． B． ． D． 答与解析：根据题意可知，只要四个车门中有一个没有关好（即此时装在未关好车门上 的开关处于断开状态），指示灯就会发光， 、无论闭合几个开关，灯泡都亮，不符合题意； B、无论闭合哪个