山西大学附中2022学年高二物理上学期月考试卷（12月份）（含解析）

2022-2022学年山西大学附中高二（上）月考物理试卷（12月份）　一．选择题（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，每小题5分．第7-10题有多项符合题目要求，每小题5分.．全部选对的6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．）1．（5分）（2022秋•小店区校级月考）磁感应强度单位是特斯拉，1特斯拉相当于（　　）　A．1kg/A•s2B．1kg•m/A•s2C．1kg•m2/s2D．1kg•m2/A•s2考点：磁感应强度．分析：根据磁感应强度与磁能量的关系和磁感应强度的定义式推导出T与其他单位的关系．解答：解：由公式B=，安培力的单位是N，而电流的单位是A，长度的单位为m，则单位的换算可得N/A•m，即为1T．根据牛顿第二定律F=ma，即1N=1kg•m/s2，则1特斯拉相当于1kg/A•s2，故A正确，BCD错误．故选：A．点评：T是导出单位，可根据物理公式推导出各物理量单位的关系，要对公式要熟悉．基础题．　2．（5分）（2022秋•海淀区期末）两根通电的长直导线平行放置，电流大小I1＞I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连接的延长线上，c、d在导线横截面连接的垂直平分线上．则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（　　）　A．a点B．b点C．c点D．d点考点：磁感应强度．分析：由安培定则确定两电流在图示各点所产生的磁场方向，若方向相反，磁感应强度可能为0，否则不可．解答：解：两电流在a点B的方向相反，但因I1＞I2且离I1近，故I1的磁感应强度大于I2的磁感应强度．则a点不可能为0．两电流在c点d点的B的方向不相反，故b，c两点的磁感应强度不可能为0．两电流在b点的B的方向相反，I1＞I2，而I2离b点近，则可以大小相等，故b点磁感应强度可为0．-12-\n故选：B点评：考查磁场的合成，明确电流的磁感应强度与电流的大小，距离有关．　3．（5分）（2022秋•温州校级期中）如图所示的电路中，灯泡A、灯泡B原来都是正常发光的．现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是（　　）　A．R1短路B．R2断路　C．R3断路D．R1、R2同时短路考点：闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：首先明确电路中各用电器的连接关系：R3与灯泡B关联，与R2、A串联，再与R1并联．灯泡A变暗了，说明实际功率减小了，灯泡B变亮，说明实际功率增大了．具体故障可将每个选项逐一代入题目检查是否符合题意，从而确定正确选项．解答：解：A、若R1短路，则两个灯泡都被短路，都不亮，故A错误；B、若R2断路，则两个灯泡都被断路，都不亮，故B错误；C、若R3断路，外电阻增大，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，R1电流I1增大，则通过A的电流IA=I﹣I1减小，A灯变暗．B灯电压UB=U﹣IA（RA+R2）增大，B灯变亮，符合题意．故C正确．D、R1、R2同时短路，AB灯都不亮，不符合题意．故D错误．故选：C点评：此题是电路故障分析问题．解决的关键是在明确电路连接关系的前提下采用“排除法”将每一选项逐一代入题干，检查是否符合题意，最终确定正确选项．　4．（5分）（2022•长沙一模）如图为多用表欧姆档的原理图，其中电流表的满偏电流为300μA，内rg=100Ω，调零电阻的最大阻值R=50kΩ，串联的固定电阻R0=50Ω，电池电动势E=1.5V．用它测量电阻Rx，能准确测量的范围是（　　）　A．30kΩ～80kΩB．3kΩ～8kΩC．300Ω～800ΩD．30Ω～80Ω考点：多用电表的原理及其使用．-12-\n专题：恒定电流专题．分析：欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小，求解出该欧姆表的中值电阻即可．解答：解：欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小；欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内电阻R总，根据闭合电路欧姆定律，满偏时：Ig=半偏时，Ig=联立解得：R中=R总=故选B．点评：本题关键明确欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小；知道中值电阻等于欧姆表内电阻．　5．（5分）（2022•天津）如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是（　　）　A．增大R1的阻值B．增大R2的阻值　C．增大两板间的距离D．断开电键S考点：闭合电路的欧姆定律；电容器的动态分析．专题：电容器专题．分析：分析清楚电路结构，求出极板间的电场强度，求出油滴受到的电场力，然后根据电场力的表达式分析答题．解答：解：根据图示电路图，由欧姆定律可得：电容器两端电压：U=IR1=R1==，油滴受到的电场力：F=，开始时油滴静止不动，F=mg，要使油滴保持静止不动，则电场力应保持不变；A、增大R1的阻值，电场力：F=-12-\n变大，电场力大于重力，油滴受到的合力向上，油滴向上运动，故A错误；B、增大R2的阻值，电场力：F=不变，电场力与重力仍然是一对平衡力，油滴静止不动，故B正确；C、增大两板间的距离，极板间的电场强度减小，电场力减小，小于重力，油滴受到的合力向下，油滴向下运动，故C错误；D、断开电键S，极板间的电场强度为零，电场力为零，油滴受到重力作用，油滴向下运动，故D错误．故选：B．点评：本题考查了判断油滴的运动状态问题，分析清楚极板间的电场力如何变化是正确解题的关键．　6．（5分）（2022秋•信阳期末）如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑动触头P由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为（　　）　A．电流表的读数一直减小B．R0的功率先增大后减小　C．电压表的读数先减小后增大D．电源的总功率先减小后增大考点：闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：由图变阻器Pa与Pb两部分并联，再与R0串联．电压表测量路端电压，电流表测量干路电流．根据变阻器总电阻的变化，由欧姆定律分析电路中电压、电流的变化来判断．解答：解：在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，变阻器并联的总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律分析可知，电路中的总电流I先减小后增大，则电流表的读数先减小后增大，R0的功率先减小后增大，电源的内电压先减小后增大，则由闭合电路欧姆定律可知路端电压先增大后减小，则电压表的读数先增大后减小．由于总电流I先减小后增大，则电源总功率EI先减小后增大，故ABC错误，D正确．故选：D．点评：本题是动态变化分析问题，关键抓住变阻器滑片处于中点时，并联电阻最大．再按常规顺序“部分→整体→部分”分析．　7．（6分）（2022秋•小店区校级期中）一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J．若在相同时间内通过4C的电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为（　　）　A．U=4VB．U=8VC．E=16JD．E=32J-12-\n考点：电功、电功率；闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：已知电阻丝在通过2C的电量时，消耗的电能是8J，根据W=qU变形可求出电压；当在相同的时间内通过电阻丝的电量是4C时，根据I=可知，当时间相同，由电荷时的关系可知电流关系，因为电阻不变，根据U=IR，由电流关系可知电压关系，即可求出电阻丝两端所加电压U；已知通过电阻丝的电量是4C，电阻丝两端所加电压U已求出，根据W=UQ可求出电阻丝在这段时间内消耗的电能W．解答：解：因为电阻丝在通过2C的电量时，消耗的电能是8J，由W=qU得：此时电压为：U==V=4V当在相同的时间内通过电阻丝的电量是4C时，根据I=可知，I′=2I根据U=IR可知，电阻不变，此时电阻丝两端电压：U′=2U=2×4V=8V电阻丝在这段时间内消耗的电能：W=q′U′=4×8J=32J．故选：BD．点评：本题考查了电量和电功的计算及欧姆定律的应用．本题由于不知道时间不能求出电流，只能根据相关公式找出相关关系来求解．　8．（6分）（2022•抚顺模拟）在如图所示电路中，电源电动势为12V，内电阻不能忽略．闭合S后，调整R的阻值，使电压表的示数增大△U=2V．在这一过程中（　　）　A．通过R1的电流增大，增大量为△　B．R2两端的电压减小，减小量为△U　C．通过R2的电流减小，减小量小于△　D．路端电压增大，增大量为△U考点：闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：R1是定值电阻，电压表V的示数增大△U的过程中，通过R1的电流增加，增加量△I=；电压表V的示数增大，变阻器有效电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，R2两端电压减小，根据路端电压的变化分析其电压减小量．电压表示数增加，R2电压减小，路端电压增加量一定小于△U．解答：解：A、R1是定值电阻，电压表V的示数增大△U的过程中，通过R1-12-\n的电流增加，增加量△I=．故A正确．B、电压表V的示数增大，变阻器有效电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，内电压减小，所以路端电压增大；R2两端电压减小，则R2两端电压减少量一定小于△U．故B错误．C、由以上分析知，R2两端电压减少量一定小于△U，由欧姆定律得到：通过R2的电流的减少量一定小于．故C正确．D、电压表示数增加，R2电压减小，路端电压增加量一定小于△U．故D错误．故选：AC．点评：本题是电路动态变化分析问题，本题中采用总量法，由电压表示数变化和总电压（路端电压）的变化来分析R2电压的变化，这是常用的方法．　9．（6分）（2022秋•小店区校级月考）如图所示的图线①表示某电池组的输出电压与电流的关系（U﹣I图线），图线②表示其输出功率与电流的关系（P﹣I图线）．则下列说法正确的是（　　）　A．电池组的电动势为50V　B．电池组的内阻为Ω　C．电流为2.0A时，电源的效率为80%　D．输出功率为120W时，输出电压是30V考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：在电压一电流关系图象中，纵轴截距等于电源的电动势，直线斜率的绝对值表示的是电源的内电阻的大小，由此可以知道电池组的电动势和内阻；当电流为2.5A时，根据闭合电路欧姆定律求外电路的电阻．输出功率为120W时，由图读出电流，由欧姆定律可以求得电源的输出电压．解答：解：A、B、U﹣I图线①与U轴交点表示电路处于断路状态，则电源的电动势E=U=50V．电源的内阻等于图线的斜率大小，则有r==Ω=5Ω，故A正确，B错误；C、当电流为2.5A时，根据闭合电路欧姆定律得：外电路的电阻-12-\nR===15Ω，故C正确．D、电池组的输出功率为120W时，由P﹣I图线读出电流I=4A，则输出电压为U=E﹣Ir=50﹣4×5=30V，故D正确；故选：ACD．点评：本题考查读图的能力，可以根据图象的数学意义来理解图象的物理意义．不难．　10．（6分）（2022秋•小店区校级月考）有两个相同的电流计改装成的量程不同的电流表A1和A2，A1的量程是A2的2倍，则（　　）　A．若串联起来，两表指针偏角θ1＜θ2，两表示数相等　B．若串联起来，两表指针偏角相等，A1表示数大于A2表示数　C．若并联起来，两表指针偏角相等，A1表示数大于A2表示数　D．若并联起来，两表指针偏角θ1＞θ2，两表示数相等考点：把电流表改装成电压表．专题：实验题．分析：电流表A1、A2是由两个相同的小量程电流表改装成的，它们并联时，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程大的电流表读数大．当它们串联时，A1、A2的示数相同．由于量程不同，内阻不同，两电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同．解答：解：A、B、若A1、A2串联，A1、A2的示数相同．由于量程不同，内阻不同，电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同，量程小的偏转角度小，故A正确B错误；C、若并联起来，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表读数不同，量程大的通过的总电流较多，示数较大．故C正确D错误；故选：A．点评：本题要对于安培表的内部结构要了解：小量程电流表（表头）与分流电阻并联而成．指针偏转角度取决于流过表头的电流大小．　二．实验题（本题共19分，每空3分，作图4分）11．（19分）（2022秋•小店区校级月考）某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈、薄的金属圆片．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R0（约为2kΩ），二是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）．在操作台上还准备了如下实验器材：A．电压表V（量程4V，电阻RV约为4.0kΩ），B．电流表A1（量程100mA，电阻RA1约为5Ω），C．电流表A2（量程4mA，电阻RA2约为50Ω），D．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流1A），E．开关S一只、导线若干，F．游标卡尺，-12-\nG．螺旋测微器．（1）为了测定电阻R0的电阻值，某小组的四位成员，设计了如图1所示的电路原理图，并选取了相应的器材（电源用待测的锂电池），则电路设计正确且器材选取也妥当的是　D　（2）为了测锂电池的电动势和内阻，请在图2的方框甲中画出实验原理图，并在图中标明所选用器材．（3）某小组根据测得的数据，画出了U﹣I图线，如图2乙所示，根据图线，可求得：该锂电池的电动势U=　3.5　V，内阻r=　25　Ω．（4）某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量薄金属圆片的直径和厚度．读出图3中的示数．该游标卡尺示数为　1.240　cm．螺旋测微器示数为　0.730　mm．考点：测定电源的电动势和内阻．专题：实验题．分析：（1）根据实验器材确定滑动变阻器与电流表的接法，然后选择实验电路．（2）根据实验原理作出实验电路图．（3）根据图示电源U﹣I图象求出电源电动势与内阻．（4）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数．解答：解：（1）电路最大电流约为：I===0.00185A=1.85mA，应选电流表A2，待测电阻阻值约为2kΩ，电压表内阻约为4kΩ，电流表内阻约为50Ω，待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，-12-\n滑动变阻器最大阻值为20Ω，待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，故选图D所示电路．（2）应用伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实验电路图如图所示：（3）由图示电源U﹣I图象可知，图象与纵轴交点坐标值为3.5，则电源电动势E=3.5V，电源内阻：r===25Ω；（4）由图示游标卡尺可知，其示数为：12mm+×0.05mm=12.40mm=1.240cm，由图示螺旋测微器可知，其示数为0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm．故答案为：（1）D；（2）电路图如图所示；（3）3.5；25Ω；（4）1.240；0.730．点评：本题考查了实验电路的选择、设计实验电路图、求电源电动势与内阻、游标卡尺与螺旋测微器读数；要注意游标卡尺不需要估读，螺旋测微器需要估读．　三、计算题（本题共3小题，共计26分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）12．（8分）（2022春•枣强县校级期末）利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.10kg，当将重物固定时，电压表的示数为5V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V，求：重物匀速上升时的速度大小（不计摩擦，g取10m/s2）．考点：闭合电路中的能量转化；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流和电动机输入电压．电动机消耗的电功率等于输出的机械功率和发热功率之和，根据能量转化和守恒定律列方程求解重物匀速上升时的速度大小．解答：解：由题，电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，当将重物固定时，电压表的示数为5V，则根据闭合电路欧姆定律得电路中电流为I==A电动机的电阻RM==Ω=2Ω-12-\n当重物匀速上升时，电压表的示数为U=5.5V，电路中电流为I′==0.5A电动机两端的电压为UM=E﹣I′（R+r）=6﹣0.5×（3+1）V=4V根据能量转化和守恒定律得UMI′=mgv+I′2R代入解得，v=1.5m/s答：重物匀速上升时的速度大小为1.5m/s．点评：本题是欧姆定律与能量转化与守恒定律的综合应用．对于电动机电路，不转动时，是纯电阻电路，欧姆定律成立；当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立．　13．（9分）（2022秋•小店区校级月考）如图甲所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，R1=4Ω，R2=6Ω，R3=3Ω．（1）图甲中虚线框内的电路可等效为一个电源，即图甲可等效为图乙，其等效电动势E′等于CD间未接入用电器时CD间的电压；若用导线直接将CD两点连接起来，通过该导线的电流等于等效电源的短路电流，则等效电源的内电阻r′是多少？（2）若在C、D间连一个“6V，3W”的小灯泡，则小灯泡的实际功率是多少？（不考虑小灯泡的电阻率随温度的变化）考点：闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：（1）先分析等效电路，然后根据闭合电路欧姆定律求解；（2）将小灯泡连在C、D之间，相当于接在等效电源E′两端，求出小灯泡的实际电流然后求实际功率．解答：解：（1）若在C、D间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，有I1===1A理想电压表读数为UV=I1R2=6V若在C、D间连一个理想电流表，这时电阻R2与R3并联，并联电阻大小R23===2Ω根据闭合电路欧姆定律，有I2===1.5A-12-\n理想电流表读数为I′=I2=×1.5=1A依题意，该等效电源的电动势E′=6V，短路电流与第（2）问中电流表读数相同，即为I′=1A，所以其等效内阻r′==Ω=6Ω（2）小灯泡的电阻RA===12Ω将小灯泡连在C、D之间，相当于接在等效电源E′两端，则流过小灯泡的电流大小为I3===A小灯泡的实际功率为P′=I32×RA=2×12≈1.33W答：（1）等效电源的内电阻r′是6Ω；（2）若在C、D间连一个“6V，3W”的小灯泡，则小灯泡的实际功率是1.33W．点评：等效法是物理常用的研究方法，电路的分析和计算要对电路的结构、电压、电流等的分配分析清楚才能正确求解．　14．（10分）（2022秋•锦州期末）受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车．某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I变化的图象如图所示．（1）求该电池的电动势E和内阻r；（2）求该电池的输出功率最大时对应的外电阻R（纯电阻）；（3）由图象可以看出，同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2，即对应两个不同的外电阻（纯电阻）R1、R2，试确定r、R1、R2三者间的关系．考点：电源的电动势和内阻；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．专题：恒定电流专题．分析：（1）当电源的内外电阻相等时，根据电池的输出功率P最大为Pm=，由图读出Pm，列出含E、r的方程；当I=4A时，输出功率为零，电源被短路，由欧姆定律写出列出含E、r的方程，再联立组成方程组求解．（2）由电池的输出功率P最大时电源的内阻等于外电阻求解．（3）由欧姆定律I=和功率P=I2R列方程求解．解答：解（1）I1=2A时，Pm=I2=4A时，输出功率为零，此时电源被短路，-12-\n即：I2=．解得：E=2V，r=0.5Ω．（2）R=r=0.5Ω（3）由题知：=整理得r2=R1R2．答：（1）该电池的电动势E为2V，内阻r为0.5Ω；（2）该电池的输出功率最大时对应的外电阻R为0.5Ω；（3）同一输出功率P时，r、R1、R2三者间的关系为r2=R1R2．点评：本题考查读图能力和应用数学知识求极值的能力．对于电源的输出功率，可以由数学知识严格证明当R=r时，电源的输出功率最大，Pm=．　-12-