河南省商丘市第一高级中学2024-2025学年高二上学期9月月考物理试卷

高二物理 9 月份月考试卷，共 2 页，第 页1 商丘市第一高级中学高二年级 2024-2025 学年第一学期 9 月月考物理试卷 命题人： 审题人： 一、单选题：（本题共 6小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，每小题 4分， 共 24分）。 1．如图所示为比亚迪汽车的刀片电池，某款汽车电池的系统额定电压为 569.6V。 若用国际单位制基本单位的符号来表示 V，正确的是（ ） A．A Ω B． J/C C． 2 2T m /s D．  2 3kg m / A s  , 2．1911 年，科学家发现金属汞在 4.2K（ 268.8 ℃）时电阻可以降到零，这种现象叫作超导现象。1987 年，国外科学家以及中国科学家相继研制出钇-钡-铜-氧系材料，超导转变温度提高到 90K（ 183 ℃），2023 年 7 月，室温超导“LK-99”名噪一时。中科院物理所发表了一篇评论，历史上声称室温超导（接近或高于 300K）的次数不少于 7 次，目前实验验证的临界温度最高的超氢化物，它可以在 165 万个大气压下实现 大约 252K（ 21 ℃）超导，结合所学知识及上述材料，分析下列说法，其中正确的是（ ） A．若超导回路中有了电流，电流将几乎无损耗地持续下去 B．目前已经多次通过实验得到常压室温下的超导材料 C．金属导体的电阻与温度有关，温度越高，电阻越小 D．超导转变温度与压强有关，压强越高，转变温度越低 3．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表 A1、A2，若把 A1、A2分别 采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合电键后，下列有关电表的示数和指针偏转角度的 说法正确的是（ ） A．图甲中的 A1、A2的示数相同 B．图甲中的 A1、A2的指针偏角相同 C．图乙中的 A1、A2的示数和偏角都不同 D．图乙中的 A1、A2的指针偏角相同 4．近地大气层可视为电阻率较大的漏电介质，雷暴对大气层的“电击”时，离地面 H处的大气层与带负电 的地面之间电势差为 U，已知雷暴 t秒钟给地球充电的电荷量为 Q，地球表面积近似为 S，则（ ） A．离地面越近电势越高 B．大气层的等效电阻为 Ut Q C．大气层的平均漏电电流为 t Q D．大气层的平均电阻率为 UHt QS 5、．如图所示是中国公交使用的全球首创超级电容储存式现代电车，该电车没有传统无轨电车的“辫子”， 没有尾气排放，乘客上下车的 30 秒内可充满电并行驶 5公里以上，刹车时可把 80％以上的动能转化成电 能回收储存再使用．这种电车的核心元器件是“3V，12000F ”石墨烯纳米混合型 超级电容器，该电容器能反复充放电 100 万次，使用寿命长达十年，被誉为“21 世纪的绿色交通”．下列说法正确的是（ ） A．该电容器的容量为36000A h B．电容器充电的过程中，电量逐渐增加，电容也逐渐增加 C．电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容器两极板间的电压不变 D．若标有“3V，12000F ”的电容器从电量为零到充满电用时 30s，则充电平均电流为1200A 6．如图所示， 1R、 2R 、 3R 的电阻之比是 2∶3∶5，电流表内阻忽略不计，电压表内阻无穷大，电路两端 的电压恒定，则甲图中两个电压表的示数之比和乙图中两个 电流表的示数之比分别为（ ） A．3∶5；1∶1 B．5∶8；16∶25 C．2∶3；2∶5 D．5∶8；2∶5 二、多选题：（本题共 4小题，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 6分， 选对但不全的得 3分，有选错或不答的得 0分，共 24分）。 7．如图甲所示为 a、b两电学元件的伏安特性曲线，若把元件 a、b串联，在其两端加上电压 U0，如图乙 所示，则（ ） A．元件 a两端的电压 0 2a UU  B．元件 a两端的电压 0 2a UU  C．流过元件 a的电流 0 2 II  D．流过元件 a的电流 0 2 II  8．如图所示，一电荷量 q带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的 平行金属板中的 O点。电源输出电压 U恒为 10V，待电路稳定后小球静止， 绝缘细线与竖直方向的夹角α，两板相距 d，电阻 R1为可变电阻，R2=R3=3Ω， R4=6Ω，g取 10m/s²，则（ ） A．流过电阻 R3的电流为 2A B．若增大板间距离 d，则绝缘细线与竖直方向的夹角α减小 C．若增大电阻 R1的阻值，则绝缘细线与竖直方向的夹角α增大 D．若电阻 R3发生断路故障，则绝缘细线与竖直方向的夹角α减小 9．在如图所示电路，电源两端电压 U保持不变，当滑动变阻器的滑片 P 从 a 点向 b点移动的过程中，两块电压表 1V 、 2V 的示数变化量分别为 1U 和 2U ， 电路中电流的变化量为 I 。滑动变阻器的最大阻值为 1R，且 1 2 3R R R  ，则下 列判断正确的是（ ） A． 1 2U U   B． 1 2U U   C．  2 2 3U I R R     D．  1 2 1U I R R     10．利用如图所示的电路测量电阻 R两端的电压，测量时，移动滑动变阻器的滑片 P，使其依次置于 ,a b c d e、 、 、 五点（各点间距相同，且a e、 两点为滑动变阻器的两个端点），将电压表的示数记录在表中。 经过检查，发现电路中的滑动变阻器在某处发生了断路，则滑片P在 ,d e之间的某一点时，电压表的示数 可能为（ ） P的位置 a b c d e V 的示数（V） 12.00 6.00 4.00 3.00 12.00 A．1.80V B． 2.70V C．5.40V D．7.20V 三、实验题（共两小题，每空 2 分，共 14 分。） 11．（8分）某实验小组做“测量金属丝的电阻率”实验，过程如下： （1）通过螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径求其平均值．某次测量的示数如图（a）所示，该次测 高二物理 9 月份月考试卷，共 2 页，第 页2 量的直径 d  mm。 （2）电阻丝长度 L及电阻 xR 的测量： ①将电阻丝拉直后，固定在两接线柱之间，用刻度尺测量两接线柱外侧间的距离 L，如图（d）所示。 ②把电阻丝接入图（b）所示的电路中．将电压表右端连接 a点，闭合开关，调节 1R，使电表指针偏转 到合适位置，读出电流表示数 I，电压表示数 aU ．把电压表活动接线头接在 b点，调节 1R，使电流表示 数仍为 I，读出电压表的示数 bU ，则电阻丝的阻值 R  （用 aU 、 bU 和 I表示）。 （3）改变电阻丝的长度，测得多组 R和 L的数据．考虑到接线柱的粗细不能忽略，测量的电阻丝长度 L 存在较大误差．为了解决这个问题，小明和小芳采用了两种不同的方案： ①小明用每一组数据计算相应的电阻率   （用 R、d和 L表示），然后求其平均值。 ②小芳则作出 R L 图像如图（c）所示，结合图像斜率 k，推导电阻率   （用 k和 d表示）。 12．（6 分）某同学为了测电流表 A1的内阻精确值，有如下器材： 电流表 A1（量程 300mA，内阻约为 5Ω）； 电流表 A2（量程 600mA，内阻约为 1Ω）； 电压表 V（量程 15V，内阻约为 3kΩ）； 定值电阻 R0（5Ω）； 滑动变阻器 R1（0～10Ω，额定电流为 1A）； 滑动变阻器 R2（0～250Ω，额定电流为 0.3A）； 电源 E（电动势 3V，内阻较小）； 导线、开关若干。 (1)要求电流表 A1的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能的减少误差。在如图所示线框内画出测 量用的电路图______，并在图中标出所用仪器的代号。 (2)若选测量数据中的一组来计算电流表 A1的内阻 r1，则所用电流表 A1的内阻 r1表达式为 r1=______；式 中各符号的意义是______。 三、计算题（满分 38 分，其中 13 题 9 分，14 题 8 分，15 题 10 分，每小题需写出必要的解题步骤，只 有答案不得分） 13．（10 分）可以用电学方法来测水流的速度。如图所示，将小铅球 P 系在细金属丝下，悬挂在 O点， 当将小铅球 P 放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度θ。为了测定水流的速度 v，使 C端位于 O 点的正下方，它与金属丝接触良好，还有一个电压恒为 E的电源（内阻不计）和一只电压表。 （1）设计一个电路，使水流速度增大时，电压表的示数也增大 （2）已知水流对小球的作用力 F与水流速度 v的关系为 F＝kDv（k为比例系数，D为小铅球的直径）， OC＝h，BC长为 L，当小铅球平衡时电压表示数为 U，请推导出 v与 U的关系式。（水对小铅球的浮力忽 略不计） 14.（12 分）在如图所示的电路中，Rl、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器。已知电源电压 U 恒为 8V，Rl 为 10Ω，开始时滑动变阻器的滑片 P 处于某一位置。电键 S 断开时电流表的示数为 0.4A，电键 S 闭合 后电压表的示数为 5V，求： （1）电键 S 断开时电压表示数。 （2）定值电阻 R2的阻值。 （3）电键 S 闭合后电流表的示数。 15．（16分）为了探究带电物体在匀强电场中的运动，某同学利用如图所示的电路进行了实验。电源电压 为 500V  的高压直流电源，内阻可忽略不计，电阻 0R 的阻值为 1k，滑动变阻器 pR 的最大阻值为 4k。 两块间距为 20cm 的平行金属板通过导线连在电阻 0R 两端，其间的电场可近似认为是匀强电场。（已知在 匀强电场中满足公式U Ed ，其中 U为两点间的电压，d为两点连线在电场线方向的投影距离。）与此同 时，一个质量为 0.1kg，带电量为 1x10-3C 的正电小球用长为 8cm 的悬线固定在两板间，小球在运动过程 中不会与金属板相碰。开始实验时电键闭合，滑动变阻器的滑片位于电阻最大处，则： （1）小球恰好能保持静止时悬线与竖直方向的夹角为多少？ （2）移动滑动变阻器的滑片，通过计算画出（1）问中cot 与滑动变阻器阻值 pR 之间的关系图； （3）将 pR 的阻值调为 1.5k，将小球从悬点正下方由静止释放，分析说明小球作何运动？ 商丘市第一高级中学高二年级 2024-2025 学年第一学期 9 月月考物理试卷 参考答案 1、【答案】D 【详解】根据公式U Ed 、 FE q  、 q It 和 F ma 整理可得   2 2 3N kg m sV mm m C A s kg / A s      故选 D。 2、【答案】A 【详解】A．超导体的电阻为零，电流在超导回路中流动时不会因为电阻的存在而损耗能量， 因此电流可以持续下去，故 A 正确； B．目前还没有在常压室温下得到超导材料，超导现象通常需要在极低的温度或高压下才能 发生，故 B 错误； C．金属导体的电阻与温度有关，温度越高，电阻越大，故 C 错误； D．超导转变温度与压强有关，压强越高，转变温度越高，故 D 错误。 故选 A。 3、【答案】B 【解答】解：AB、图甲中的 A1、A2并联，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，故 A 错误，B 正确。 CD、图乙中的 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，故 CD 错误。 故选：B。 4、【答案】B 【详解】A．由于大气层带正电，地球表面带负电，则电场线由大气层指向地球表面，根据 沿着电场线方向，电势逐渐降低，可知离地面越近电势越低，故 A 错误； BC．依题意，可得大气层的平均漏电电流电流为 QI t  则大气层的等效电阻为 U UtR I Q   故 B 正确，C 错误； D．根据 LR S  可得，该大气层的平均电阻率约为 RS USt L QH    故 D 错误。 故选 B。 5、【答案】D 【详解】该电容器的容量为 3 12000C 3600 h0C 360 0A s 10A0Q CU       ，故 A 错误； 电容器充电的过程中，电量逐渐增加，但电容只由电容器自身决定，与电荷量的多少无关， 即电容保持不变，故 B 错误；根据 QC U  ，可知电容器放电的过程中，电量逐渐减少，电容 不变，则电容器两极板间的电压减小，故 C 错误；标有“3V，12000F ”的电容器从电量为零 到充满电，储存的电荷量为 36000CQ CU  ，则充电平均电流为 36000 A 1200A 30 QI t    ， 故 D 正确。故选 D。 6、【答案】B 【详解】由图甲可知，三个电阻串联，流经各电阻的电流相等，设电流为 I ，由欧姆定律则 有 1 1U IR ， 2 2U IR ， 3 3U IR ，电压表 1V 测量的是 1R、 2R 串联后两端的电压，电压表 2V 测 量的是 2R 、 3R 串联后两端的电压，则两电压表的示数分别为 V1 1 2 1 2U U U IR IR    ， V2 2 3 2 3U U U IR IR    ，因为 1 2 3: : 2 : 3 : 5R R R  ，联立解得    V1 V2 1 2 2 3: : 5 :8U U I R R I R R    ，对理想电流表，内电阻是零，则电路图如图所示， 可知对图乙电路可等效为三个电阻并联，如图所示，设 A、B两点的电压为U，则流经各电 阻的电流为 1 1 UI R  ， 2 2 UI R  ， 3 3 UI R  ，电流表 1 A 测量的是流经电阻 2R 、 3R 的电流，则电流表 1A 的示 数为 A1 2 3 2 3 U UI I I R R     ，电流表 2 A 测量的是流经电阻 1 R 、 2R 的电流，则电流表 2A 的示 数为 A2 1 2 1 2 U UI I I R R     ，因为 1 2 3 : : 2 : 3 : 5R R R  ，联立解得 A1 A2 : 16 : 25I I  ，ACD 错误， B 正确。 故选 B。 7、【答案】AD 【详解】根据串联电路规律可得 0a bU U U  ,如图所示 若电路电流为 0 2 I ，则总电压大于 0U ，可知回路电流，即流过元件 a的电流 02 II  ,C 错误，D 正确；元件 b中电流小于 0 2 I ，由图像可知，电压小于 0 2 U ，可知元件 a两端的电压 0 2a UU  ， A 正确，B 错误。故选 AD。 8、【答案】BD 【详解】A．由图可知电容器与 R2并联，当电路稳定时电容器两端的电压与 R2两端电压相 等；此时 R3与 R4并联然后再与 R2串联，回路总电阻为 3 42 3 4 5ΩR RR R R R     回路总电流 10V 2A 5Ω UI R    因为 R3与 R4并联，所以 43 3 4 4 A 3 RI I R R     故 A 错误； B．若增大板间距离 d，由于回路中电阻不变，则电容器两端电压不变，根据 2tan qUqE mg mgd    可知则绝缘细线与竖直方向的夹角α减小；故 B 正确； C．由于电路稳定时 R1无电流流过，增大电阻 R1的阻值对电容器两端电压无影响，对板间 距也无影响，根据 B 选项分析可知绝缘细线与竖直方向的夹角α不变，故 C 错误； D．若电阻 R3发生断路故障，则并联部分阻值增大，回路总电阻增大，总电流减小，根据欧 姆定律可知 R2两端电压减小，即电容器两端电压减小，根据 B 选项分析可知绝缘细线与竖 直方向的夹角α减小，故 D 正确。 故选 BD。 9、【答案】BC 【详解】由图可知，三个电阻串联，电压表 1V 测量滑动变阻器和 2R 两端的总电压，电压表 2V 测量 1R和 2R 两端的总电压，由串联电路的电压规律可得，电压表 1V 的示数 31 RU U U  ,则电 压表 1V 的示数变化量 31 RU U   ①,电压表 2V 的示数 2 32 R RU U U  ,则电压表 2V 的示数变 化量 2 32 R RU U U     ②,对比①②式可得 1 2U U   ,故 A 错误，B 正确；电压表 2V 测量 定值电阻 1R和 2R 两端的总电压，所以电压表 2V 的示数变化量为   2 32 2 3R R U U U I R R        ,故 C 正确；由 AB 选项分析可知 31 3RU U I R      ,由题 意知 3 1 2R R R  ,故  1 2 1U I R R     ,故 D 错误。故选 BC。 10、【答案】BD 【详解】设滑动变阻器的总阻值为 R，滑片左端部分的电阻为 x，则右端部分的电阻为 ( )R x  ，按照图示的接法，滑动变阻器接入电路的阻值为 2( ) ( ) x R x x R xR x R x R          ,其中 x R0≤ ≤ 。由二次函数的性质可知，当 2 Rx   ，即滑片位于 c处时，滑动变阻器接入电路的 电阻最大，此时电压表的示数应该最小；但是测量数据却符合串联分压的规律，且滑片在 d 处时电压表的示数最小，说明滑动变阻器的断点在 d、e之间。由电路图及测量数据可知， 电阻 R和滑动变阻器两端的总电压为 12V，当滑片在 b 点时，电压表的示数为 6V，说明电 阻 R的阻值是滑动变阻器的四分之一。设断点靠近于 e点，则电压表的示数将大于 min 412V 12V 2.4V 5R U     ,同时小于 3V；设断点靠近于 d点，则电压表的示数将大于 min 112V 12V 6V 2R U     ,同时小于 12V。故选 BD。 11、（8 分）【答案】0.597 ~ 0.599 b a U U I  2 4 d R L  2 4 kd 【详解】（1）螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图（a）可知金属丝的直径为 0.5mm 9.8 0.01mm 0.598mmd     （2）②由电路图根据欧姆定律可得 A 0 aU R R I   A 0 bU R R R I    联立可得电阻丝的阻值为 b a U UR I   （3）①根据电阻定律可得 LR S  又 2 4 dS  联立可得 2 4 d R L   ②根据 LR S  ， 2 4 dS  可得 2 4R L d    可知 R L 图像的斜率为 2 4k d    解得 2 4 kd  12、（6 分）【答案】 2 1 0 1 I I R I   I1和 I2分别表示某次测量表 A1和 表 A2的读数，R0为定值电阻的阻值 【详解】(1)[1]要求待测电流表 A1的示数从零开始变化，则滑动变阻器采用分压式接法，由 于电压表的量程较大，测量电流表 A1的电压测量误差较大，选择电流表 A1与定值电阻并联， 再与 A2串联，结合欧姆定律得出 A1两端的电压。如图所示 (2)[2][3]根据串并联电路的特点，通过定值电阻的电流 2 1RI I I  则电流表 A1的内阻 0 2 1 1 0 1 1 RI R I Ir R I I     式中 I1和 I2分别表示某次测量表 A1和表 A2的读数，R0为定值电阻的阻值 13、（10 分）【答案】（1）见解析；（2）v＝ ��� ℎ��� U 【详解】（1）如图，电路中 BD与 DC串联，水流作用力增大时，BD的电压减小，电压表 示数增大 （2）当电压表读数为 U时，根据欧姆定律得 � � =������ 又由电阻定律得知 DC BC R x R L  = xF mg kDv h  联立解得 v＝ ��� ℎ��� U 14、（12 分）【解答】解：（1）电压表示数为：U＝I1R1＝0.4×10V＝4V （2）电键 S 断开时，由欧姆定律得：�2 = � �1 − �1 = 8 0.4− 10� = 10� （3）电键 S 闭合后电压表的示数为 5V，则 R2两端电压为：��2 = 8� − 5� = 3� 电流表示数为：�2 = ��2 �2 = 310� = 0.3� 答：（1）电键 S 断开时电压表示数为 4V。 （2）定值电阻 R2的阻值为 10Ω。 （3）电键 S 闭合后电流表的示数为 0.3A 15、（16 分）【答案】（1）arccot2；（2）见解析；（3）见解析 【详解】S 闭合时， 0R 两端电压为 0 0 1000 500V 1000p pR RU R R       滑动变阻器的滑片位于电阻最大处时， =4000pR ，代入数据可得 =100VU 两板间场强 500V/m UE d   小球恰好能保持静止时 cot = 2 mg qE   小球恰好能保持静止时悬线与竖直方向的夹角  arccot2 （2）由（1）中分析知 0 0 1000 500V 1000p pR RU R R       UE d  cot = mg qE  得 cot =0.4+ 2500 pR cot 与滑动变阻器阻值 pR 之间的关系图为 将 pR 的阻值调为 1.5k，则由（2）中公式可得 cot =1 此时 mg=qE，则当悬线偏离竖直方向 45°时电场力与重力的合力恰好与悬线在同一直线上， 则将小球从悬点正下方由静止释放，小球将向右上方摆动，当偏角为 45°时速度最大（等效 最低点），由对称性可知当θ=90°时到达最高点，然后又摆下来，即小球将在最低点与右侧悬 线水平时小球位置间来回摆动。