辽宁省沈阳市辽宁省实验中学2023-2024学年高二上学期10月月考物理题 Word版含解析.docx

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2023—2024学年度高二上学期十月月考物理试卷一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。1.一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　）A.B.C.ρnevD.【答案】C【解析】【分析】考查电路和电场知识【详解】，I=neSv，，，联立得E=ρnev，故选C。2.如图所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，在两灯突然熄灭后，用电压表测得c、d间电压比灯泡正常发光时的电压高，故障的原因可能是(假设电路中仅有一处故障)(　　)A.a、c间断路B.c、d间断路C.b、d间断路D.b、d间短路【答案】B【解析】【详解】D．因电路中L1、L2、R及电源串联，电路中只有一处故障且两灯不亮，电路中必是断路，故D错误． ABC．电路中无电流，但c、d间电压升高，是因为c、d间断路，c、d两点分别与电源正、负极等电势．故B正确，AC错误；故选B.3.在图所示的四个电路中，电源内阻不计，两灯泡的阻值相等并小于滑动变阻器的最大阻值，当分别闭合开关S，移动滑动变阻器触头从最左端移至最右端时，能使其中一个灯一直由暗变亮同时，另一个灯一直由亮变暗，则符合要求的电路是（　　）A.B.CD.【答案】C【解析】【详解】A．对电路A，在变阻器由左向右滑动时，分得的电压越来越大，灯泡逐渐变亮，对来说，当P在最左端时，它与L1并联的电阻会小于当P在最右端时的电阻，分得的电压也越来越大，故它也会变亮，A错误；B．对电路B，当P在最左端时，不发光，它会随P向右移动而发亮，当P在最右端时电路中的总电阻与P在最左端时要小，故电流变大，也会变亮，B错误；C．对电路C，当P在最左端时，不亮，亮，当P在最右端时，亮，而不亮，移动滑动变阻器触头从最左端移至最右端时，能使一直由暗变亮同时，一直由亮变暗，故C正确；D．对电路D，当P在最左端时，被短路，不亮，当P向右滑动时，始终被短路，故始终不亮，D错误。故选C。4.如图所示为一玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，电阻R=2.5Ω，当电动机以0.5m/s的速度匀速向上提升一质量为320g的物体时(不计一切摩擦阻力，g=10m/s2)，标有“3V0.6W”的灯泡恰好正常发光，则电动机的内阻为(　　) A.1.25ΩB.3.75ΩC.5.625ΩD.1Ω【答案】A【解析】【详解】由电路图可知，灯泡与电动机并联，灯泡正常发光，电压为3V，电流为：故电动机两端的电压为3V；R及r两端的电压为3V，由欧姆定律可得，总电流为电动机的电流为：；电动机的输出功率为：代入数据解得故选A。5.在生活中经常用电池作直流电源，探究电源的功率和内阻消耗功率如何随电流变化是一个重要课题。如图所示，直线OMQ为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线，抛物线ONQ为该直流电源内部的热功率Pr随电流I变化的图线，M、N两点对应的横坐标均为2A。随着外电路电阻的增大（　　）A.电源输出功率一直增大B.电源输出功率一直减小 C.电源内阻消耗的功率一直增大D.MN表示的功率为4W【答案】D【解析】【详解】AB．Q点表示电源的总功率全部转化为热功率，即Q点表示外电路短路，外电阻为零，电源的总功率P=EI可知电源的电动势E=6V。在Q点，I=3A、U=E=6V，根据欧姆定律可知内阻r=2Ω。根据电源内外电阻相等时输出功率最大知，当外电路电阻r=2Ω时电源输出功率最大，则电源输出功率先增大后减小，A、B两项错误；C．电源内阻为定值电阻，其功率随外电路电阻增大而减小，C项错误；D．MN段对应电流I0=2A，此段表示功率P0=EI0-r=4WD项正确。故选D。6.如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻，电阻随光强的增大而减小。当R2的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U。以下说法正确的是（　　）A.若仅将R2的滑动触头P向b端移动，则I不变，U增大B.若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量增大C.若仅用更强的光照射R1，则I增大，U增大，电容器所带电荷量增加D.若仅用更强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变【答案】D【解析】 【详解】A．若仅将R2的滑动触头P向b端移动，R2所在支路有电容器，是被断路的，则I、U均保持不变；故A错误；B．根据因电容器两端电压U不变，若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量减少，故B错误；C．若仅用更强的光照射R1，电阻随光照强度的增大而减小，总电阻减小，总电流变大，则I增大，U应当减小；R3的电压变大，电容器两端的电压减小，根据Q=CU可知，电容器电荷量减小，故C错误；D．根据全电路的欧姆定律有E=U+Ur则外电路电压变化量的绝对值等于内电压变化量绝对值，即∆U=∆Ur故有即U的变化量的绝对值与I的变化量的绝对值的比值表示电源的内电阻，是不变的；故D正确。故选D7.如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡电阻均为R，D为理想二极管（具有单向导电性），电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表示数变化量绝对值分别为，电流表示数变化量为，则下列说法中错误的是（　　）A.两灯泡逐渐变亮B.油滴将向下运动C.D.【答案】B 【解析】【分析】【详解】A．滑片向上滑动，其阻值减小，总电阻减小，回路中电流变大，两灯变亮，选项A正确；B．总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V1的示数减小，而L1的电压变大，所以并联部分L2的电压减小，所以V2的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，由于Q不变，则由得可知E不变，油滴静止不动，选项B错误；C．把电阻R看作电源内阻一部分，就是两端电压的增加量，也是电容器两板间电压减少量，则选项C正确；D．由闭合电路欧姆定律可得所以选项D正确。本题选错误的，故选B。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.为了探究变化电阻消耗的功率随其电阻值的变化规律，设计电路如图1所示，电源电动势恒定，定值电阻R0=2Ω。测得电阻箱所消耗的功率P随电阻箱读数R变化的曲线如图2所示，随着电阻箱电阻值R的增大，下列判断正确的是（　　） A.电源电动势为45V，内阻为3ΩB.电源的输出功率一直增大C.电源输出功率最大值为75WD.电阻箱所消耗的功率P最大时，电源效率大于50%【答案】CD【解析】【详解】A．把R0等效成内阻(r+R0)，电阻箱所消耗的功率P等于电源的输出功率，由图2可知，当R=5Ω时，R消耗的功率最大为45W，可知r+R0=5Ω解得r=3Ω根据R消耗的最大功率P=I2R解得I=3A则电源电动势E=I(R+r+R0)=30V故A错误；BC．当电源内外电阻相等时电源输出功率最大，此时电路总电阻为2r，电路中电流I2==5A最大输出功率Pm=r=75W可知电源输出功率先增大后减小，最大功率为75W，故B错误，C正确； D．电阻箱所消耗的功率P最大时，电源效率η=×100%=70%，故D正确。故选CD。9.为了打击酒驾行为，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，如图甲是一款酒精浓度检测仪的简化电路，其电源电动势与内阻保持不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻，其阻值随酒精浓度c成反比关系如图乙所示。当驾驶员呼出气体中酒精浓度c1=20mg/mL时，刚好达到酒驾标准；当驾驶员呼出气体酒精浓度为c2=80mg/mL时，则刚好达到醉驾标准。根据以上信息，下列判断正确的是（　　）A.当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电压表示数与电流表示数比值越大B.当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电源的输出功率越大C.呼出气体中酒精的浓度为c2时电路中电流等于呼出气体中酒精的浓度为c1时电路中电流的4倍D.呼出气体中酒精的浓度为c2时电路中电流小于呼出气体中酒精的浓度为c1时电路中电流的4倍【答案】AD【解析】【详解】A.由图线得，测试者呼出的气体中酒精浓度越低，气敏电阻的阻值越大，根据欧姆定律，电阻的阻值越大，电压表示数与电流表示数比值越大，A正确；B.因为电源的内阻未知，无法确定电源的输出功率的变化情况，B错误；CD.因为气敏电阻的阻值随酒精浓度c成反比根据闭合电路欧姆定律得解得 D正确，C错误。故选AD。10.在如图所示的电路中，闭合开关，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用、、和表示，电表示数变化量的大小分别用、、和表示。下列比值正确的是（　　）A.不变，不变B.变大，变大C.变大，不变D.变大，不变【答案】ACD【解析】【详解】A．R1是定值电阻，有都不变，故A正确；BC．当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，R2是可变电阻，有所以变大，根据闭合电路欧姆定律得则不变，故B错误，C正确；D．根据欧姆定律得 R1不变，R2变大，可知变大，又根据闭合电路欧姆定律得则知保持不变，故D正确。故选ACD。三、非选择题：本题共5小题，共57分。11、12、13题每空各3分。14题5分，15题7分。考生根据要求做答。11.实验中的各种量程的电流表和电压表都是通过将灵敏电流计（表头）与电阻串并联改装而来的。对电表改装时必须知道表头的内阻，一般可采用半偏法测量表头电阻。某同学将一灵敏电流计（量程250µA，标记的内阻为600Ω）改装成量程6V的电压表，并利用标准电压表进行校准。图甲是校准电表的电路图。虚线框内的部分是改装后的电压表，V0是标准电压表（量程6V）。已知电阻箱R1、R2调节范围为0~9999.99Ω。（1）若将图甲中电阻箱R1的阻值调为200Ω，则R2＝__________Ω。（2）对比校准正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当标准电压表的示数如图乙所示时，微安表（改装后电压表）的示数如图丙所示，由此可以推测出改装电压表量程的真实值____________（选填“大于”或“小于”）6V。（3）重新调整：通过检测发现电阻箱R1、R2阻值是准确的，而微安表标记的内阻不准确，这是改装电压表量程的真实值不是6V的原因。为了精确测量灵敏电流计的电阻，该同学设计的如下电路并进行测量：A.先将R1的阻值调到最大，闭合S1，调节R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度； B．闭合S2，调节R1和R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半；C．记下R2的阻值。指出上述步骤中的错误：________________________________________________________。【答案】①.5850②.小于③.闭合S2后不应该再调节R1的阻值【解析】【分析】【详解】（1）[1]由欧姆定律得代入数据可得（2）[2]由图乙可得标准电压表示数为3.2V，由图丙可以看出微安表的示数为改装电压表两端电压即改装后电压表的示数大于实际值，所以改装后电压表量程的真实值小于6V；（3）[3]题中是使用半偏法测电表内阻，故调节的阻值，先使电流表的指针偏转到满刻度，然后闭合S2，保持不变，调节的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半，并记下的阻值，所以闭合S2后，不应该再调节R1的阻值。12.某实验小组做“测量某一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。（1）先用螺旋测微器测量电阻丝的直径，示数如图甲所示，其直径_______；用图乙的毫米刻度尺测出电阻丝的长度_______；（2）再用多用电表粗测的电阻，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用________（选填“”或“”）挡，进行正确操作后，指针静止时位置如图丙所示，其读数为________； （3）为了能比较精确地测量的阻值，实验小组设计电路图如图丁所示，实验室提供了如下的实验器材，电流表应选用_______，定值电阻应选用________；为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应选用_______；（均填仪器前的字母代号）A.直流电源（电动势，内阻可忽略不计）；B.电流表（量程，内阻）；C.电流表（量程为，内阻）；D.电压表（量程为，内阻）；E.定值电阻（）；F.定值电阻（）；G.滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）；H.滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）；I.开关一个，导线若干。【答案】①.0.399##0.400##0.401②.9.14##9.15##9.16③.“”④.10.0⑤.B⑥.E⑦.G【解析】【详解】（1）[1]电阻丝直径为[2]电阻丝的长度（2）[3]用“”挡时发现指针偏转角度过大，可知电阻丝的电阻较小，应该换用“”挡。[4]图丙的读数为 （3）[5][6][7]由电压表的量程值6V、待测电阻粗测值可知，待测电流的最大值约为0.6A，因此两个电流表均不能直接选用，可将量程为30mA的电流表与定值电阻并联，改装成量程为0.6A的电流表，此时接入定值电阻阻值为故电流表选B，定值电阻选E。待测电阻阻值较小，为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应采用分压式接法，选用阻值较小的G。13.一实验小组要测量某电源的电动势和内阻。所用器材为：电压表（量程1V；内阻未知），电阻箱（最大阻值9999.9Ω），定值电阻R01=300Ω，定值电阻R02=3000Ω。先利用图甲所示电路测量电压表的内阻，再利用图乙所示电路测量电源的电动势和内阻（甲、乙两图中使用的是同一电源）。（1）按图甲连接好电路，将电阻箱的阻值调到最大，闭合S。调节电阻箱的阻值，当电压表示数为0.5V时，电阻箱接入电路的阻值为7470Ω；继续调节，当电压表示数为1V时，电阻箱接入电路的阻值为2985Ω。若忽略电源内阻的影响，则电压表的内阻为___________Ω，此值__________（填“大于”、“小于”或“等于”）实际值。（2）图乙电路中，用定值电阻R0扩大电压表的量程，使其接近电源电动势，则应选取___________（填“R01”或“R02”）。（3）将图乙电路中S闭合，调节电阻箱阻值R，读取电压表对应示数U（原刻度盘没变），利用R、U数据绘制图像如图丙，所得图线为直线，其纵截距为a，直线上某点的坐标为（c，b）。原电压表内阻用RV、定值电阻的阻值用R0表示，忽略改装后电压表对电路的影响，则电源电动势的测量值可表示为_________，内阻的测量值可表示为__________。【答案】①.1500②.大于③.④.⑤.【解析】【详解】（1）[1][2]忽略电源内阻的情况下，电压表与电阻箱的电压之和为定值，即 代入数据解得考虑电源内阻情况下得测量值大于实际值。（2）[3]由（1）可知，电源电动势约为2.99V，选取阻值为3000Ω的定值电阻可以将电压表量程扩大为3V。（3）[4][5]根据闭合电路欧姆定律即结合图像有，所以，14.如图所示，电源电动势，电源内阻，电阻，，，电容器的电容，。电路中均断开，当合上，求该过程通过的电量。 【答案】【解析】【详解】电路中均断开，当合上，R3相对于导线，则电路中电阻R1、R2串联，电容器C1的电压等于电阻R2的电压，即为电容器C2的电压等于路端电压，为根据Q=CU得电容器C1的电量Q1=C1U1=4×10-6×4C=1.6×10-5C电容器C2电量Q2=C2U=1×10-6×10C=1.0×10-5C电容器C1右侧与电容器C2下侧都带负电，电流都通过电阻R3，因此通过R3的电量为15.如图所示，电源电动势E＝27V，内阻r＝2Ω，固定电阻R2＝4Ω，R1为光敏电阻．C为平行板电容器，其电容C＝3pF，虚线到两极板距离相等，极板长L＝0.2m，间距d＝1.0×10－2m．P为一圆盘，由形状相同透光率不同的二个扇形a、b构成，它可绕AA′轴转动．当细光束通过扇形a、b照射光敏电阻R1时，R1的阻值分别为12Ω、3Ω.有带电量为q＝－1.0×10－4C微粒沿图中虚线以速度v0＝10m/s连续射入C的电场中．假设照在R1上的光强发生变化时R1阻值立即有相应的改变．重力加速度为g＝10m/s2.(1)求细光束通过a照射到R1上时，电容器所带的电量；(2)细光束通过a照射到R1上时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，求细光束通过b照射到R1上时带电微粒能否从C的电场中射出．【答案】（1）（2）带电粒子能从C的电场中射出 【解析】【分析】由闭合电路欧姆定律求出电路中电流，再由欧姆定律求出电容器的电压，即可由Q=CU求其电量；细光束通过a照射到R1上时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，电场力与重力二力平衡．细光束通过b照射到R1上时，根据牛顿第二定律求粒子的加速度，由类平抛运动分位移规律分析微粒能否从C的电场中射出．【详解】（1）由闭合电路欧姆定律，得又电容器板间电压，得UC=6V设电容器的电量为Q，则Q=CUC解得（2）细光束通过a照射时，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，则有解得细光束通过b照射时，同理可得由牛顿第二定律，得解得微粒做类平抛运动，得，解得，所以带电粒子能从C的电场中射出．