内容正文:
西充中学高2024级高二上学期9月月考试卷
物理试题
总分:100 用时:75分钟
一、单项选择题(共7小题,每题4分,共28分)
1. 关于静电力做功的特点,下列说法正确的是( )
A. 静电力做功与路径有关,与初末位置无关
B. 静电力做功与路径无关,仅与初末位置有关
C. 正电荷在电场中运动,静电力一定做正功
D. 负电荷在电场中运动,静电力一定做负功
2. 如图所示,一块均匀的长方体样品,长为a,宽为b,高为c,且a>b>c。当电流沿AB方向时测得样品的电阻为R,则当电流沿CD方向时( )
A. 样品的电阻不变 B. 样品的电阻变大
C. 样品的电阻变小 D. 样品的电阻率变大
3. 一电流表由电流计G和电阻R并联而成,如图所示,在校准时发现此电流表的读数总比准确值稍小些,采用下列措施可使读数变准确的是( )
A. 在R上串联一比R小得多的电阻
B. 在R上串联一比R大得多的电阻
C. 在R上并联一比R小得多的电阻
D. 在R上并联一比R大得多的电阻
4. 如图所示,实线表示某电场等势面的分布。把正点电荷由点移动到点过程中,静电力做正功,下列说法正确的是( )
A. 点的电势高于点的电势
B. 点的电势低于点的电势
C. 该电荷在点的电势能大于在点的电势能
D. 该电荷在点的电势能大于在点的电势能
5. 如图所示,正点电荷置于轴上的点,现将一正的试探电荷由轴上点右侧的点静止释放,试探电荷只在电场力作用下运动,则电势随位置变化的图像、电场强度随位置变化的图像,电荷运动速度随时间变化的图像、电势能随位移变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,a、b两点间的电压恒定,电阻,用内阻的电压表测得电阻两端的电压为2V,测得两端的电压为4V,则a、b两点间的电压为( )
A. 6V B. 8V C. 10V D. 12V
7. 如图所示,直线A为某电源的U-I图线,曲线B为某小灯泡L的U-I图线的一部分,用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光,则下列说法正确的是( )
A. 此电源的内阻为0.67Ω
B. 灯泡L的额定电压为3V,额定功率为5W
C. 把灯泡L换成阻值恒为1Ω的纯电阻,电源的输出功率将变大
D. 小灯泡L的电阻随通过电流的增大而减小
二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关闭合,电机工作,车灯突然变暗,下列说法正确的是( )
A. 车灯的电流变大 B. 路端电压变大
C. 电路的总电流变大 D. 电源的总功率变大
9. 如图所示,实线为电场中的三条电场线,,a、b两带电粒子从N点以相同的初速度垂直于电场线射出,仅在静电力作用下沿虚线运动,下列说法正确的是( )
A. a一定带正电,b一定带负电
B. a的加速度减小,b的加速度增大
C. a的电势能减少,b的电势能增大
D. 电势差大于电势差
10. 如图所示,为定值电阻,为最大阻值为的可变电阻。为电源电动势,为电源内阻,大小为。当的滑片从滑向的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电阻的功率先增大后减小
B. 电源的输出功率先增大后减小
C. 电压表示数和电流表示数之比逐渐减小
D. 电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比保持不变
11. 如图所示,边长的正方形abcd处在一个匀强电场中,a点电势,一电荷量为的点电荷仅受电场力,从a点移动到b点,电场力做的功为。从a点移动到c点,电场力做的功为。下列说法正确的是( )
A. d点的电势为4V
B. 电场强度的大小为400V/m
C. 该点电荷在c点的电势能为
D. 该点电荷从a运动到c,动能增加
三、实验题(本大题共2小题,每空2分,共20分。)
12. 某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图甲和图乙所示,则圆柱体的长度为___________cm,直径为___________mm;
(2)按图丙连接电路后,实验操作如下:
①将滑动变阻器的阻值置于最________(填“大”或“小”)处;将拨向接点1,闭合,调节,使电流表示数为一个恰当的值;
②将电阻箱的阻值调至最___________(填“大”或“小”)处,拨向接点2;保持不变,调节,使电流表的示数仍为,此时阻值为12.8Ω;
(3)由(2)中的测量,可得圆柱体的电阻为___________Ω;
(4)利用以上各步骤中所测得的数据,得该圆柱体的电阻率为___________Ω·m(保留3位有效数字)。
13. 某同学想测某电阻的阻值。
(1)该同学先用多用电表的欧姆挡中的“”挡粗略测量该电阻,结果如图甲所示,则该读数为_______Ω。
为了更准确地测量该电阻的阻值,有以下实验器材可供选择:
A.电流表(量程为,内阻约为);
B.电流表(量程为,内阻);
C.定值电阻;
D.定值电阻;
E.滑动变阻器,允许通过的最大电流为200mA);
F.滑动变阻器,允许通过的最大电流为50mA);
G.蓄电池(电动势为3V,内阻很小);
H.开关。
(2)滑动变阻器应选择_______(填“”或“”)。
(3)该同学设计了测量该电阻的电路图,如图乙所示,图中定值电阻R应选择_______(填“”或“”)。在某次实验过程中测得电流表的示数为,电流表的示数为,则该电阻表达式_______(用表示)。
三、解答题(本大题共3小题,共28分。第14小题8分,第15小题10分,第16小题10分)
14. 某学习小组利用如图所示电路研究一手持小风扇的电动机性能。调节滑动变阻器,使风扇正常运转,此时电压表示数为,电流表示数为;当扇叶被卡住停止转动时,电压表示数为,电流表示数为。求:
(1)电动机线圈的电阻;
(2)风扇正常运转时电动机输出的机械功率
15. 在如图甲所示的电路中,均为定值电阻,且,阻值未知,是一滑动变阻器,当其滑片P从最左端滑至最右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的。求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻的阻值;
(3)电源的最大输出功率。
16. 如图所示,在水平方向的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m.带电量为q的小球,另一端固定在O点,细线长度为.把小球拉起直至细线与场强方向平行,然后无初速度由A点释放.已知细线在竖直平面内转过角,小球到达B点时速度恰为零.求:(重力加速度为g)
(1)A.B两点的电势差
(2)电场强度E的大小
(3)小球到达B点时细线拉力的大小
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西充中学高2024级高二上学期9月月考试卷
物理试题
总分:100 用时:75分钟
一、单项选择题(共7小题,每题4分,共28分)
1. 关于静电力做功的特点,下列说法正确的是( )
A. 静电力做功与路径有关,与初末位置无关
B. 静电力做功与路径无关,仅与初末位置有关
C. 正电荷在电场中运动,静电力一定做正功
D. 负电荷在电场中运动,静电力一定做负功
【答案】B
【解析】
【详解】A.静电力是保守力,做功与路径无关,只与初末位置有关,故A错误;
B.静电力做功与路径无关,仅由初末位置的电势差决定,故B正确;
C.正电荷沿电场线方向运动时静电力做正功,若逆电场线方向运动则做负功,故C错误;
D.负电荷沿电场线方向运动时静电力做负功,若逆电场线方向运动则做正功,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,一块均匀的长方体样品,长为a,宽为b,高为c,且a>b>c。当电流沿AB方向时测得样品的电阻为R,则当电流沿CD方向时( )
A. 样品的电阻不变 B. 样品的电阻变大
C. 样品的电阻变小 D. 样品的电阻率变大
【答案】C
【解析】
【详解】样品的电阻率由导体的材料决定,则无论电流方向如何,导体的电阻率不变;当电流沿 AB 方向时样品的电阻
当电流沿 CD 方向时样品的电阻
联立解得
因,则
故当电流沿CD方向时样品的电阻变小。
故选 C。
3. 一电流表由电流计G和电阻R并联而成,如图所示,在校准时发现此电流表的读数总比准确值稍小些,采用下列措施可使读数变准确的是( )
A. 在R上串联一比R小得多的电阻
B. 在R上串联一比R大得多的电阻
C. 在R上并联一比R小得多的电阻
D. 在R上并联一比R大得多的电阻
【答案】A
【解析】
【详解】读数总比准确值偏小,说明流过表头的电流偏小,并联电阻稍小了些,要使电流表读数准确,应使并联电阻稍大些,可以在R上串联一个很小的电阻。
故选A。
4. 如图所示,实线表示某电场等势面的分布。把正点电荷由点移动到点过程中,静电力做正功,下列说法正确的是( )
A. 点的电势高于点的电势
B. 点的电势低于点的电势
C. 该电荷在点的电势能大于在点的电势能
D. 该电荷在点的电势能大于在点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】AD.由于点与点处于同一等势面上,则点的电势等于点的电势;根据,可知该电荷在点的电势能等于在点的电势能,故AD错误;
BC.把正点电荷由点移动到点过程中,静电力做正功,则电势能减小,可知该电荷在点的电势能大于在点的电势能;根据
可知点的电势高于点的电势,故B错误,C正确。
故选C。
5. 如图所示,正点电荷置于轴上的点,现将一正的试探电荷由轴上点右侧的点静止释放,试探电荷只在电场力作用下运动,则电势随位置变化的图像、电场强度随位置变化的图像,电荷运动速度随时间变化的图像、电势能随位移变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于
可知,图像斜率的绝对值表示电场强度大小,根据
可知,从点向右电场强度非线性减小,即图像斜率的绝对值也逐渐减小,故A正确;
B.根据
可知,图像不是线性关系,即图像不是直线,故B错误;
C.正的试探电荷所受电场力方向向右,由于电场强度逐渐减小,则电场力逐渐减小,加速度也逐渐减小,试探电荷做加速度减小的变加速直线运动,由于图像的斜率表示加速度,可知,图像是一条曲线,不可能为一条直线,故C错误;
D.由于
可知,图像斜率的绝对值表示电场力,结合上述可知,电场力逐渐减小,则图像切线斜率的绝对值也逐渐减小,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,a、b两点间的电压恒定,电阻,用内阻的电压表测得电阻两端的电压为2V,测得两端的电压为4V,则a、b两点间的电压为( )
A. 6V B. 8V C. 10V D. 12V
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由题意可知,电压表的内阻不是远大于、。该a、b两点间的电压为,电压表测两端电压时,与并联后再与串联。并联电阻
干路中的电流为
则
电压表测两端电压时,与并联后再与串联。
同理可得
联立解得
故C正确。
故选C。
7. 如图所示,直线A为某电源的U-I图线,曲线B为某小灯泡L的U-I图线的一部分,用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光,则下列说法正确的是( )
A. 此电源的内阻为0.67Ω
B. 灯泡L的额定电压为3V,额定功率为5W
C. 把灯泡L换成阻值恒为1Ω的纯电阻,电源的输出功率将变大
D. 小灯泡L的电阻随通过电流的增大而减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.此电源的内阻为
故A错误;
B.因为该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光,所以图像交点坐标就是小灯泡的额定电压和额定电流,则灯泡L的额定电压为3V,额定功率为
故B错误;
C.灯泡此时的电阻
当外电路的电阻与电源内阻相等时,输出功率最大,外电路电阻与电源内阻差距越小,电源输出功率越大,故把灯泡L换成阻值恒为1Ω的纯电阻,电源的输出功率将变大,故C正确;
D.灯泡的温度随通过电流的增大而增大,小灯泡L的电阻随温度的升高而增大,故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关闭合,电机工作,车灯突然变暗,下列说法正确的是( )
A. 车灯的电流变大 B. 路端电压变大
C. 电路的总电流变大 D. 电源的总功率变大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,车灯的电流变小,选项A错误;
BCD.车灯电流变小,根据可知路端电压变小,则电源内阻所分的电压变大,根据可知电路的总电流变大,电源的总功率变大,故CD正确,B错误。
故选CD。
9. 如图所示,实线为电场中的三条电场线,,a、b两带电粒子从N点以相同的初速度垂直于电场线射出,仅在静电力作用下沿虚线运动,下列说法正确的是( )
A. a一定带正电,b一定带负电
B. a的加速度减小,b的加速度增大
C. a的电势能减少,b的电势能增大
D. 电势差大于电势差
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电场线方向未知,无法判断两个电荷的正负,A错误;
B.电场线越密,电场强度越大,电荷所受电场力越大,电荷运动的加速度越大,所以a的加速度减小,b的加速度增大,B正确;
C.轨迹向电场力的方向弯曲,两个电荷的电场力均做正功,两个电荷的电势能均减小,C错误;
D.根据
因为,所以d相同
电场线越密,电场强度越大,所以MN段的电场强度大于NQ段的电场强度;
所以电势差大于电势差,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,为定值电阻,为最大阻值为的可变电阻。为电源电动势,为电源内阻,大小为。当的滑片从滑向的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电阻的功率先增大后减小
B. 电源的输出功率先增大后减小
C. 电压表示数和电流表示数之比逐渐减小
D. 电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比保持不变
【答案】AD
【解析】
【详解】A.将R1看成电源的内阻,则新电源的内阻为,开关闭合后,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,接入电路的电阻逐渐增大,根据外电阻等于内电阻时,电源消耗的功率达到最大,则电源消耗的功率先增大后减小,那么电阻R2的功率先增大后减小,故A正确;
B.同理,只有当电源内阻r在R1与R2并联的电阻阻值之间时,才会出现电源的输出功率先增大后减小,而R1与R2并联的电阻最大阻值为,因此不在此范围之内,故B错误;
C.将R1看成电源的内阻时,则电压表示数和电流表示数之比,即为滑动变阻器的阻值,随着R2的滑片P从a滑向b的过程中,比值在增大,故C错误;
D.当将R1看成电源的内阻,对于新电源来说,电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比,即为新电源的内阻,则比值不变,故D正确。
故选AD。
11. 如图所示,边长的正方形abcd处在一个匀强电场中,a点电势,一电荷量为的点电荷仅受电场力,从a点移动到b点,电场力做的功为。从a点移动到c点,电场力做的功为。下列说法正确的是( )
A. d点的电势为4V
B. 电场强度的大小为400V/m
C. 该点电荷在c点的电势能为
D. 该点电荷从a运动到c,动能增加
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由电场力做功公式有
解得
即
则
同理
解得
即
则
由
解得,故A错误;
B.由选项A知,bd是等势线,所以电场方向沿着ac方向,则,故B正确;
C.c点的电势能,故C正确;
D.沿着ac方向移动负电荷,电场力做负功,电势能增大,动能减小。故D错误。
故选BC 。
三、实验题(本大题共2小题,每空2分,共20分。)
12. 某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图甲和图乙所示,则圆柱体的长度为___________cm,直径为___________mm;
(2)按图丙连接电路后,实验操作如下:
①将滑动变阻器的阻值置于最________(填“大”或“小”)处;将拨向接点1,闭合,调节,使电流表示数为一个恰当的值;
②将电阻箱的阻值调至最___________(填“大”或“小”)处,拨向接点2;保持不变,调节,使电流表的示数仍为,此时阻值为12.8Ω;
(3)由(2)中的测量,可得圆柱体的电阻为___________Ω;
(4)利用以上各步骤中所测得的数据,得该圆柱体的电阻率为___________Ω·m(保留3位有效数字)。
【答案】 ①. 5.01 ②. 5.315##5.316##5.314 ③. 大 ④. 大 ⑤. 12.8 ⑥. ####
【解析】
【详解】(1)[1]由题图甲可知圆柱体的长度为
[2]由题图乙可知圆柱体的直径为
(2)[3][4]为了保护电路各元件,使电路中电流都能从最小值开始调节,开始时应先将滑动变阻器R1的阻值应调至最大。后续在S2由1拨向2前,电阻箱的阻值也应调至最大。
(3)[5]本实验采用等效法测电阻,由题意可知圆柱体的电阻为
(4)[6]由电阻定律得
解得
13. 某同学想测某电阻的阻值。
(1)该同学先用多用电表的欧姆挡中的“”挡粗略测量该电阻,结果如图甲所示,则该读数为_______Ω。
为了更准确地测量该电阻的阻值,有以下实验器材可供选择:
A.电流表(量程为,内阻约为);
B.电流表(量程为,内阻);
C.定值电阻;
D.定值电阻;
E.滑动变阻器,允许通过的最大电流为200mA);
F.滑动变阻器,允许通过的最大电流为50mA);
G.蓄电池(电动势为3V,内阻很小);
H.开关。
(2)滑动变阻器应选择_______(填“”或“”)。
(3)该同学设计了测量该电阻的电路图,如图乙所示,图中定值电阻R应选择_______(填“”或“”)。在某次实验过程中测得电流表的示数为,电流表的示数为,则该电阻表达式_______(用表示)。
【答案】(1)260 (2)
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
用多用电表的欧姆挡中的“”挡粗略测量该电阻,由图甲所示可知,该读数为
【小问2详解】
滑动变阻器采用分压式接法,为保证安全且方便实验操作,滑动变阻器应选择阻值较小的
【小问3详解】
[1]电源电动势为3V,把已知内阻的电流表改装成量程为3V的电压表,串联分压电阻,定值电阻应选择
[2]根据图乙所示电路图,由串并联电路的特点得
解得
三、解答题(本大题共3小题,共28分。第14小题8分,第15小题10分,第16小题10分)
14. 某学习小组利用如图所示电路研究一手持小风扇的电动机性能。调节滑动变阻器,使风扇正常运转,此时电压表示数为,电流表示数为;当扇叶被卡住停止转动时,电压表示数为,电流表示数为。求:
(1)电动机线圈的电阻;
(2)风扇正常运转时电动机输出的机械功率
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
扇叶停止转动时,电动机线圈的电阻为
【小问2详解】
风扇运转时,电动机线圈的发热功率为:
电动机输入功率为
电动机输出的机械功率为
15. 在如图甲所示的电路中,均为定值电阻,且,阻值未知,是一滑动变阻器,当其滑片P从最左端滑至最右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的。求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻的阻值;
(3)电源的最大输出功率。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻,则有内阻
电源的电动势
结合图像中的数据,
代入解得
【小问2详解】
当滑片P滑到最右端时,被短路,外电路的电阻最小,电流最大。此时电压,电流,则定值电阻
【小问3详解】
电源的输出功率
故当时,电源的输出功率最大为
16. 如图所示,在水平方向的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m.带电量为q的小球,另一端固定在O点,细线长度为.把小球拉起直至细线与场强方向平行,然后无初速度由A点释放.已知细线在竖直平面内转过角,小球到达B点时速度恰为零.求:(重力加速度为g)
(1)A.B两点的电势差
(2)电场强度E的大小
(3)小球到达B点时细线拉力的大小
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【分析】以小球为研究对象,受到重力、弹力和电场力,从A到B由动能定理求出两点的电势差;再利用匀强电场E=U/d求出场强;再以B点为研究对象,利用牛顿运动定律求细线的拉力.
【详解】(1)以小球为研究对象,受到重力、弹力和电场力,从A到B由动能定理得:
mgLsin60°+qUab=0
解得:Uab=-
(2)由匀强电场:
(3)由于到达B点时,速度为零,在B点受力分析,受到重力,向右的电场力和沿绳的拉力.沿绳方向,据牛顿第二定律得:T=mgsin60°+Eqcos60°=mg+mg×=mg
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