山东省菏泽市单县单县第二中学2023-2024学年高二物理上学期10月月考试题（Word版附解析）

单县二中2023—2024学年度高二年级慧光部国庆考试物理学科试题分值：100分时间：90分钟一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题目要求。1.以下说法正确的是（　　）A.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率B.用电压表直接测量电源两极间电压得到的数值，实际上总略大于电源电动势的准确值C.电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大D.在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了【答案】C【解析】【详解】A．电源电动势等于电源没有接入电路时正、负两极间的电势差，故A错误；B．当用电压表直接测量电源两极时，因电源有内阻，内电路有电压，所以电压表测得的电压数值略小于电源电动势的准确值，故B错误；C．电动势是反映电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势越大，则转化本领越大，故C正确；D．自由电子的热运动是永不停息的，在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动仍然存在，D错误。故选C。2.扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。某型号扫地机器人的说明书中标明：电池容量，额定电压15V，额定功率30W。则（　　）A.“”是能量的单位B.该扫地机器人的额定电流为0.5AC.该扫地机器人电动机线圈的电阻等于-18- D.该扫地机器人充电完毕后能连续工作1h【答案】D【解析】【详解】A．根据电流强度的定义解得通过单位运算可知“”是电量的单位，A错误；B．该扫地机器人的额定电流为B错误；C．该扫地机器人正常工作时则其电动机的电阻C错误；D．电池容量为根据解得扫地机器人充电完毕后能连续工作时间为D正确。故选D。3.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电-18- 压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为，质子的质量为，其电量为e，那么这束质子流内单位体积的质子数是（　　）AB.C.D.【答案】D【解析】【详解】质子加速过程有根据电流的微观定义式有解得故选D。4.在探究影响导体电阻与其影响因素的定量关系时，某同学按如图所示的电路进行了实验研究，其中导体a与b只是长度不同，a与c只是粗细不同，a与d只是材料不同，关于该实验，下列说法正确的是（　　）A.此电路缺少电流表，所以无法研究定量关系B.a与b相比，导体越长，电压表示数越小Ca与c相比，导体越粗，电压表示数越大-18- D.a与d相比，电压表示数越小，表明该种材料的导电性能越好【答案】D【解析】【详解】A．电路是串联电路，通过各导体电流相等，根据电压表示数可以得到各导体电阻间的定量关系，A错误；B．导体a与b只是长度不同，根据电阻定律可得长度越长电阻越大，根据欧姆定律可得电压表示数越大，B错误；C．a与c相比，根据电阻定律可得导体越粗电阻越小，电压表示数越小，C错误；D．a与d相比，电压表示数越小可得电阻越小，根据电阻定律可知电阻率越小即该种材料的导电性能越好，D正确。故选D。5.如图所示，闭合后，两个灯泡均发光，但过一段时间之后两灯都熄灭，电流表的示数为零。用电压表测两端电压，电压表的示数近似于电源电压，该电路的故障可能是（　　）A.电流表坏了或未接好B.的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触C.和的灯丝都被烧断D.的灯丝被烧断或没接好【答案】B【解析】【详解】由“两灯都熄灭，电流表的示数为零”可判断出电路故障为断路；由用电压表测两端电压，电压表的示数近似于电源电压，可判断出故障为：的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触。故选B。6.两个定值电阻R1，R2串联后接在输出电压12V的直流电源上，把一个内阻不是很大的电压表接R1两端示数为8V，若把它接在R2两端示数为（　　）-18- A.小于4VB.等于4VC.大于4V小于8VD.等于或大于8V【答案】A【解析】【详解】当电压表接在R1两端时，电压表的示数为8V，则R2的电压为4V，根据串联电路的电压分配规律，电压表与R1并联电阻是R2的两倍。当把电压表接在R2的两端时，R1的阻值将大于电压表与R2并联的电阻阻值的两倍，所以R1的电压将大于8V，即电压表的示数将小于4V。故选A。7.在如图所示的电路中，电源内阻和定值电阻的阻值均为r，滑动变阻器的最大阻值为2r。闭合开关，将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中，下列选项正确的是（　　）A.电压表的示数变大B.电流表的示数变大C.电源的效率变大D.滑动变阻器消耗功率变大【答案】B【解析】【分析】【详解】AB．开关闭合后，电压表测量路端电压，电流表测量总电流。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，接入电路的电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，故电压表的示数变小，电流表的示数变大，故A错误，B正确；C．根据电源效率公式可知，当路端电压U减小时，则电源的效率-18- 变小，故C错误；D．将定值电阻r看成电源的内阻，则等效电源的内阻为2r，滑动变阻器的最大阻值也是2r，因为电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大，所以滑片P由a端向b端滑动过程中，滑动变阻器消耗的功率变小，故D错误。故选B。8.在如图所示的图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是（　　）A.电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB.电阻R的阻值为1ΩC.电源的效率为80%D.电源的输出功率为4W【答案】C【解析】【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir当I=0时U=E由读出电源的电动势E=3V内阻等于图线的斜率大小，则A正确；B．根据图像可知电阻B正确；C．电源的效率-18- C错误；D．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为P出=UI=4WD正确。本题选择错误的，故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（）A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B.焦耳热适用于任何电路C.电流通过电动机时的电功率大于热功率D.静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大【答案】BC【解析】【详解】A．电流做功越快，电功率越大是正确的。但是电路中产生的焦耳热不一定多，一个是没有说明时间，另一个没有说明电路是不是纯电阻电路，故A错误；B．电热公式Q=I2Rt适用于一切电路，故B正确；C．当电流通过电动机时，电能主要转化成机械能，这时电功率大于热功率，故C正确；D．由电流的微观表达式I=neSv，知同一金属导体内电流不变，静电力做功即电子定向移动，电子运动的速率不变，故D错误。故选BC。10.直流电源E、定值电阻R1、R2以及电容器C和电键S构成的电路如图所示。电源的电动势E=5V，内阻忽略不计，，，，电键S处于闭合状态，下面说法正确的是（　　）-18- A.电容器C上的电荷量为B.电容器C上的电荷量为C.断开电键S，电容器C增加的电荷量D.断开电键S，电容器C增加的电荷量【答案】BD【解析】【分析】【详解】AB．电键S闭合，电容器两极板间电压等于两端电压，由闭合电路欧姆定律由电荷量表达式可知故A错误，B正确；CD．电键S断开，电容器两极板间电压等于电源电动势由电荷量表达式可知故C错误，D正确。故选BD。11.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，灯泡L1、L2、L3规格相同，且电阻大于电源内阻r，理想电压表V1、V2示数为U1、U2，其变化量的绝对值分别为和；流过电源的电流为I，其变化量的绝对值为。当滑动变阻器的触片从左端滑到右端的过程中（）-18- A.小灯泡L1、L2变暗，L3变亮B.C.不变D.电源输出功率先增大后减小【答案】AC【解析】【详解】A．当滑动变阻器的触片P从左端滑到右端时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，则L2变暗，V2示数减小，内电压减小，路端电压增大，变阻器的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可得并联部分的电压增大，即电压表V1示数变大，则L3变亮。总电流减小，而L3的电流增大，则L1的电流减小，则L1变暗，故A正确；B．由上分析可知，电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小，由于路端电压增大，即两电压表示数之和增大，所以△U1＞△U2故B错误；C．根据可知不变，故C正确；D．当外电阻等于内阻，电源的输出功率最大，灯泡L1、L2、L3规格相同，且电阻大于电源内阻r，则随之滑动变阻器接入电路的电阻增大，电源的输出功率变小，故D错误。故选AC。12.小军同学根据他在电学实验课上获得的实验数据，画出如图所示的图像。其中图线①表示电阻，图线②表示电阻。根据图像信息可判断（　　）-18- A.当和串联时，两个电阻的阻值不可能相等B.当两端的电压为12V时，通过它的电流为1.2AC.当通过的电流为0.2A时，在1min内电阻产生的热量为24JD.当和并联在电压为4V电路中，电路中总功率为3.6W【答案】BCD【解析】【详解】由图像知随电压的增大而增大A．当和串联时，流过二者的电流相等，根据图像有交点处，如果电压和电流恰好为两图线交点的数据，则阻值可能相等，A错误；B．当两端的电正为12V时，通过它的电流B正确；C．当通过的电流为0.2A时，在1min内电阻产生的热量C正确；D．当和并联在电压为4V电路中，电路中总功率-18- D正确。故选BCD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.（1）某同学用多用电表测量某些电学量。经过正确操作，两次测量时的指针位置均指在如图所示的位置。一次测量直流电压，所选量程为0~50，则读数应为____________V；一次测量电阻，记录的读数为1600Ω，则所选倍率为____________（选填“1”“10”“100”或“1k”）。（2）在（1）中用多用电表测量完电阻后，需要继续测量一个阻值约为13Ω的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下有些操作步骤是必需的，请选择正确的操作并按正确顺序写出序号______________；①将红表笔和黑表笔接触②把选择开关旋转到“1”位置③把选择开关旋转到“10”位置④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点【答案】①.24.0②.③.②①④【解析】【详解】（1）[1][2]所选量程是50V，精确度是1V，所以读数是24.0V；测电阻时，指针示数是16Ω，但是实际读数是1600Ω，说明所选倍率是×100。（2）[3]现在的欧姆表倍率太大，换成“×1”倍率时，恰好13Ω在中值电阻附近，所以先将开关转到“×1”位置，然后再将红黑表笔对接，进行欧姆调零。步骤为②①④。14.某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。电压表（量程，内阻约为）电流表（量程，内阻约为）-18- 滑动变阻器（，额定电流）待测电池组（电动势约为，内阻约为）开关、导线若干①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________。②改正这条导线连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端（填“a”或者“b”）③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________。（结果均保留两位有效数字）【答案】①.5②.a③.2.9④.0.80【解析】【详解】①[1]因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的是电流表内接；故导线5连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱；②[2]开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于a端；③[3][4]由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势，故E=2.9V；图线与横轴的交点为短路电流I=0.50A，故可得等效内阻为-18- 又因为在开关和电池负极之间接有的电阻，在计算过程中等效为内阻，故电源内阻为15.某同学利用实验室的器材研究一粗细均匀的导体棒（电阻约为4Ω）的电阻率。电压表V（量程0~15V，内阻约1kΩ）电流表A（量程0~0.6A，内阻RA=0.4Ω）定值电阻R0（阻值R0=20.0Ω）滑动变阻器R1（最大阻值10Ω）学生电源E（电动势20V）开关S和若干导线。（1）如图甲所示，用螺旋测微器测得导体棒的直径为__________mm；如图乙所示，用游标卡尺测得导体棒的长度为__________cm。（2）请根据提供的器材，在图丙所示的方框中设计一个实验电路，尽可能精确地测量导体棒的阻值。__________（3）实验时，调节滑动变阻器滑片，使开关闭合后两电表的示数从零开始，根据实验数据选择合适标度描点，在方格纸上作图（如图丁），通过分析可得导体棒的电阻Rx=___________Ω（保-18- 留1位小数）。【答案】①.4.620②.10.15③.④.4.6【解析】【详解】（1）[1][2]螺旋测微器读数等于4.5mm+0.01×12.0mm=4.620mm游标卡尺为（10分）度，精确度为0.1mm，游标上的第4格与主尺对齐，故读数为101mm+5×0.1mm=101.5mm=10.15cm（2）[3]要求尽可能精确地测量金属棒的阻值，而滑动变阻器的总阻值较小，则用分压式可以多测几组数据；电压表的量程为15V，则待测电阻的电流最大为则0.6A的电流表量程太小，不安全，而电流表内阻已知，且有定值电阻，则可以用电流表与定值电阻串联，定值电阻能分部分电压且能精确的得到待测电阻阻值，而电流表内阻已知，选择内接法可以消除系统误差，故电路图如图所示（3）[4]根据伏安法可知解得Rx=25Ω-RA-R0=4.6Ω-18- 16.有一只电流表，满偏电流为3mA，内阻为200Ω。现按下述要求对其作出改装（1）若把它改装成一个量程为0～3V的电压表，需要给它串联一多大的电阻；（2）若将它按如图示连接，使它成为一欧姆表，则表中1mA与2mA的刻度线对应的电阻值分别是多少。（图中电池的电动势为3.0V）【答案】（1）；（2）和【解析】【分析】根据题中物理情景描述可知，本题考查电流表的改装，根据电流表改电压表和欧姆表的方法，运用欧姆定律，进行求解。【详解】（1）电流表的满偏电压为把它改装成一个量程为0～3V的电压表，需要给它串联的电阻为（2）把电流表改成欧姆表，欧姆表的内阻为根据闭合电路有解得-18- 当，当，17.如图所示，电源电动势，内阻，标有“，”字样的灯泡L恰好能正常发光，电动机M的线圈电阻。求（1）通过电动机线圈的电流；（2）电动机的输出功率；（3）电源的总功率。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据题意，设电路中的总电流为，由闭合回路欧姆定律有由于灯泡L恰好能正常发光可得由公式可得，流过灯泡的电流为则流过电动机的电流为（2）根据题意，由公式可得，电动机的输入功率为电动机的热功率为-18- 则电动机的输出功率为（3）根据题意，由公式可得，电源的总功率为18.如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两极板的长度L=80cm，两板间的距离d=20cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1，电阻R=15，滑动变阻器的最大阻值为20。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从A、B两金属板左端正中间位置M处以初速度vo=8m/s水平向右射入两板间，恰能沿直线射出。若小球带电量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求此时：（1）金属板间电场强度大小及方向；（2）滑动变阻器接入电路的阻值；（3）若使小球能从极板间射出，则滑动变阻器接入电路的阻值范围为多大?【答案】（1）20N/C；竖直向下；（2）3.2；（3）0~16【解析】【详解】（1）根据mg=Eq可得E==20N/C方向竖直向下；（2）两板间的电压U=Ed=4V由于-18- 接入电路的电阻Rp=3.2（3）小球在极板间做类平抛运动水平方向竖直方向上解得a=20m/s2如小球从电容器上板边缘射出，根据牛顿第二定律有F-mg=ma可得F=0.6N电路电流为滑动变阻器接入电路的阻值为当滑动变阻器接入电路电阻为0时，小球在竖直方向的加速度为可以从板间射出，所以滑动变阻器的接入电路电阻范围为0~16-18-