内容正文:
2024 级高二年级九月份学情调研
物理试卷
一、单项选择题:共10题,每题4分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列电器中主要应用电流热效应的是( )
A. 电风扇 B. 电饭煲 C. 电冰箱 D. 电视机
2. 以下说法中正确的是( )
A. 根据,可知电流强度与电量成正比
B. 根据 ,可知导体的电阻与它两端的电压成正比
C.
D. 在I -U图线上,图线斜率等于导体的电阻
3. 一段横截面积为0.5cm2的导体材料中,每秒钟有0.2C正电荷和0.3C负电荷相向运动,则电流强度是 ( )
A. 0.2 A B. 0.3 A
C. 0.5 A D. 104 A
4. 如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的、粗细相同的圆柱形电阻丝甲、乙的伏安特性曲线,下列判断正确的是( )
A. 甲的阻值小于乙的阻值 B. 甲和乙均不是线性元件
C. 乙的长度小于甲的长度 D. 甲和乙的阻值与通过它们的电流成正比
5. 用两只完全相同的电流表,分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表,将它们串联起来接入电路中,如图所示,此时下列说法正确的是( )
A. 两只电表的指针偏转角相同
B. 两只电表指针都不偏转
C. 电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角
D. 电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角
6. 一段粗细均匀的金属导体单位长度内的自由电子数为n,电子电荷量为e,电子定向移动速率为v,则导体中的电流为( )
A nev B. C. D.
7. 如图所示,甲、乙两电路中电源完全相同,内阻不能忽略,电阻R1>R2,在两电路中通过相同的电量Q的过程中,下列关于两电路的比较,正确的是( )
A. 电源内部产生热量较多的是甲电路
B. R1上产生热量比R2上产生的热量多
C. 电源做功较多的是乙电路
D. 电源输出功率较大的是乙电路
8. 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.
9. 如图甲所示电路中,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从左端逐渐滑至右端时,电压表和的示数随电流表示数变化的图像如图乙所示,图线中ab、cd段均为直线。已知电动机两端电压达到某一值时才能开始转动,各电表均为理想电表,下列说法正确的是( )
A. 电源的内阻为2.0Ω
B. 电动机内部线圈的电阻值为1.0Ω
C. 滑动变阻器的可调范围是
D. 电流表示数最大时,电动机的输出功率为6.75W
10. 某同学设计了一个加速度计,如图所示.电池电动势均恒为E,内阻不计,滑动变阻器阻值均匀,总电阻为R,总长度为L,滑块2质量为m,轻质滑动片4与电阻接触良好.轻质弹簧3的弹劲度系数均为k,按图连接电路后,电压表指针的零点调到中央,此时弹簧恰处在原长位置,滑动片4恰好在电阻中间位置.当P端的电势高于Q端时,指针向零点右侧偏转
A. 当物体向右加速时,电压表指针向右偏转
B. 当物体向左减速时,电压表的指针向右偏转
C. 当电压表的读数大小为U时,弹簧形变量均为x=
D. 当电压表的读数大小为U时,物体加速的大小为a=
二、非选择题:共5题,共60分。其中第13题~第15题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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 滑动变阻器由陶瓷筒和密绕在其上的螺线管状电阻丝组成。现为了测定某一滑动变阻器电阻丝的电阻率。实验器材有:两节干电池(电动势,内阻未知),电流表(量程为,内阻为),电阻箱(0~999.9),待测滑动变阻器(总匝数120匝,匝数清晰可数),开关及导线若干。
器材按图1连接,将滑动变阻器滑片移至最右端,闭合开关,调节电阻箱至合适阻值并保持不变,移动待测滑动变阻器的滑片,多次记录该滑动变阻器接入电路的匝数和相应电流表的读数。作出图像,如图2所示。
(1)用螺旋测微器测量滑动变阻器所用电阻丝直径如图3所示,则电阻丝直径_____mm;某次测量时,电流表指针位置如图4所示,读数_____A;
(2)若待测变阻器螺线管的直径为,图2中直线的斜率为,则待测电阻丝的电阻率为_____(用题中已知量或测量量的字母表示);
(3)若已知实验中电阻箱接入电路中的电阻为,图2中直线延长线与纵轴的交点,则可求得两节干电池串联的总内阻_____(结果保留2位有效数字);
(4)实验中所用的电源因长时间使用,内阻增大,则测得的电阻率_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
12. 为测量某电源的电动势E(约为3V)和内阻r(约为2Ω),小聪同学设计了如图甲、乙所示实验电路图,并完成了图甲电路图的实物连接,如图丙所示。已知电流表的内电阻约为1Ω,电压表的内电阻约为3kΩ,变阻器最大电阻20Ω、额定电流1A,定值电阻。请回答下列问题:
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至最______端。(选填“左”或“右”)
(2)闭合开关S后,移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值,记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I。
(3)接着在图丙中通过改变1根导线的一个接线位置,就完成了图乙电路图的实物连接,请问改变的是哪根导线______。(填导线编号)
(4)重复步骤(1)(2)。把甲、乙两组实验记录的数据在同一坐标系内描点作出图像,如图丁所示,可知图中标记为I的图线是采用实验电路______(填“甲”或“乙”)测量得到的。
(5)不管是采用图甲还是图乙实验电路,实验测出的电源内阻均存在系统误差,从减小系统误差角度考虑,该实验宜选用图______(选填“甲”或“乙”)实验电路。
(6)利用图丁图像提供的信息可以修正该实验的系统误差,则修正后被测电源的内阻______(、、、、均已知)。
13. 如图所示电路,已知电源的电动势E=3V,内阻r=1Ω,外电阻R=5Ω。若电键S闭合,则求:
(1)电流表的示数?
(2)若开关闭合1分钟,求电阻R产生的热量为多大?
14. 如图所示为某品牌的桶装饮用水电动抽水器,内置充电电池、电动机和小型水泵。已知充电电池的容量,输入电压,电流。电动机输入电压,额定功率,电动机的输出功率等于小水泵所需要的输入功率,且不计电动机的机械损耗。小型水泵的抽水效率为。用该电动抽水器倒水喝时,出水口与桶内水面高度差为,出水速度为,出水量为,忽略水在管道中的机械能损失,重力加速度。求:
(1)电动抽水器充满电所需的时间t;
(2)小水泵的输出功率P;
(3)电动机的内阻r。
15. 如图所示的电路中,电源的电动势E=12V,内阻可忽略不计,电阻的阻值分别为R1=R2=20Ω,滑动变阻器的最大阻值R=60Ω,电容器MN的电容C=20μF,现将滑动触头P置于最左端a点,合上开关S,经过一段时间电路处于稳定.求:
(1)通过R1的电流;
(2)断开S后,通过R2的电荷量;
(3)滑动触头P置于最左端a点,合上开关S,待电路稳定后,将P缓慢地从a点移到最右端b点的过程中,通过导线BM的电荷量.
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2024 级高二年级九月份学情调研
物理试卷
一、单项选择题:共10题,每题4分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列电器中主要应用电流热效应的是( )
A. 电风扇 B. 电饭煲 C. 电冰箱 D. 电视机
【答案】B
【解析】
【详解】A.电风扇主要将电能转化为机械能,用于驱动扇叶转动,并非主要利用电流热效应,故A不符合题意;
B.电饭煲通过电流流经电阻产生热量,将电能转化为内能来加热食物,主要应用电流热效应,故B符合题意;
C.电冰箱主要依靠压缩机工作,将电能转化为机械能和少量内能,主要目为制冷,故C不符合题意;
D.电视机主要将电能转化为光能和声能,故D不符合题意。
故选B。
2. 以下说法中正确的是( )
A. 根据,可知电流强度与电量成正比
B. 根据 ,可知导体的电阻与它两端的电压成正比
C.
D. 在I -U图线上,图线斜率等于导体的电阻
【答案】C
【解析】
【详解】A.采用的比值定义法,可知电流强度与通过的电量快慢成正比;但与电量无关;故A错误;
B.电阻R是导体本身的性质,电阻大小与两端的电压无关;故B错误;
C.由欧姆定律可知:;故;故C正确;
D.在I-U图线上,电压和电流的比值是电阻,如果是曲线既不是斜率也不是斜率的倒数;故D错误。
故选C。
3. 一段横截面积为0.5cm2的导体材料中,每秒钟有0.2C正电荷和0.3C负电荷相向运动,则电流强度是 ( )
A. 0.2 A B. 0.3 A
C. 0.5 A D. 104 A
【答案】C
【解析】
【详解】试题分析:电流的定义式是,在导电液中,q指正负电荷绝对值的加和,所以,故C正确.
考点:电流
【名师点睛】本题考查学生对电流的定义式的理解;根据电流的定义:单位时间内通过导体横截面的电荷量,即;解题时需要注意的是对于电解液导电,通过某一横截面的电荷是正负电荷绝对值的加和;此题是易错题.
4. 如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的、粗细相同的圆柱形电阻丝甲、乙的伏安特性曲线,下列判断正确的是( )
A. 甲的阻值小于乙的阻值 B. 甲和乙均不是线性元件
C. 乙的长度小于甲的长度 D. 甲和乙的阻值与通过它们的电流成正比
【答案】C
【解析】
【详解】A.图线为过原点的直线,则图线斜率的倒数表示电阻,由图a的斜率小于b的斜率,所以甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值,故A错误;
B.由于它们的伏安特性曲线均为直线,故这两个电阻丝均为线性元件,故B错误;
C.根据电阻定律可知,相同材料、粗细相同,甲的阻值大于乙的阻值,则甲的长度大于乙的长度,故C正确;
D.电阻丝的阻值由电阻丝本身性质决定,与所加电流无关,故D错误。
故选C。
5. 用两只完全相同的电流表,分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表,将它们串联起来接入电路中,如图所示,此时下列说法正确的是( )
A. 两只电表的指针偏转角相同
B. 两只电表的指针都不偏转
C. 电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角
D. 电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角
【答案】C
【解析】
【详解】电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻,电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻。两表串联后,通过电流表的总电流与电压表的电流相等,由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻,所以大部分电流通过了分流电阻,通过表头的电流很小,所以电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角。
故选C。
6. 一段粗细均匀的金属导体单位长度内的自由电子数为n,电子电荷量为e,电子定向移动速率为v,则导体中的电流为( )
A. nev B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】时间t内通过导体电荷量为
由电流的定义可知
故A正确,BCD错误。
故选A。
7. 如图所示,甲、乙两电路中电源完全相同,内阻不能忽略,电阻R1>R2,在两电路中通过相同的电量Q的过程中,下列关于两电路的比较,正确的是( )
A. 电源内部产生热量较多的是甲电路
B. R1上产生的热量比R2上产生的热量多
C. 电源做功较多的是乙电路
D. 电源输出功率较大的是乙电路
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题可知甲乙电源的电动势E和内阻r相同,电阻R1>R2,由闭合电路欧姆定律可知电流I1<I2,电源内部产生电热为
可见,电源内部产生电热较多的是乙电路中的电源,故A错误;
B.两个电阻产生的热量
因为
R1>R2 ,I1<I2
则R1上产生的电热比R2上产生的电热多,故B正确;
C.电源做功为
E和q都相同,则W相同,故C错误;
D.两电阻的阻值与电源的内阻关系不清楚,无法判断电源输出功率的大小,故D错误。
故选B。
8. 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。
9. 如图甲所示电路中,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从左端逐渐滑至右端时,电压表和的示数随电流表示数变化的图像如图乙所示,图线中ab、cd段均为直线。已知电动机两端电压达到某一值时才能开始转动,各电表均为理想电表,下列说法正确的是( )
A. 电源的内阻为2.0Ω
B. 电动机内部线圈的电阻值为1.0Ω
C. 滑动变阻器的可调范围是
D. 电流表示数最大时,电动机的输出功率为6.75W
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据闭合电路的欧姆定律有
U2=E-Ir
可知,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值等于电源的内阻,有
A错误;
B.由图像可知,电动机两端的电压从1.0V到2.0V时电动机没有转动,为纯电阻,则电动机内部线圈的电阻为
B错误;
C.由图像可知,当电流表示数为1.5A时,滑动变阻器连入电路的阻值为零,当电流表示数为0.5A时,滑动变阻器全部连入电路,故滑动变阻器的最大阻值为
故滑动变阻器的可调范围是,C正确;
D.电流表示数最大值为1.5A,故电动机的输出功率为
D错误。
故选C。
10. 某同学设计了一个加速度计,如图所示.电池电动势均恒为E,内阻不计,滑动变阻器阻值均匀,总电阻为R,总长度为L,滑块2质量为m,轻质滑动片4与电阻接触良好.轻质弹簧3的弹劲度系数均为k,按图连接电路后,电压表指针的零点调到中央,此时弹簧恰处在原长位置,滑动片4恰好在电阻中间位置.当P端的电势高于Q端时,指针向零点右侧偏转
A. 当物体向右加速时,电压表的指针向右偏转
B. 当物体向左减速时,电压表的指针向右偏转
C. 当电压表的读数大小为U时,弹簧形变量均为x=
D. 当电压表的读数大小为U时,物体加速的大小为a=
【答案】D
【解析】
【详解】当滑片在中点时:,当物体向右加速时,R右变大,I不变,则,则电压表的指针向左偏转;同理当物体向左减速时,电压表的指针向左偏,选项AB错误;设滑动变阻器总长度为L,振子偏离中间位置x距离时,电压表的示数为U,由牛顿第二定律得2kx=ma;设电阻器单位长度的电阻为r,则电路中的电流为;电压表的示数为 U=Ixr;由以上各式解得: ,a=,则选项C错误,D正确;故选D.
二、非选择题:共5题,共60分。其中第13题~第15题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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 滑动变阻器由陶瓷筒和密绕在其上的螺线管状电阻丝组成。现为了测定某一滑动变阻器电阻丝的电阻率。实验器材有:两节干电池(电动势,内阻未知),电流表(量程为,内阻为),电阻箱(0~999.9),待测滑动变阻器(总匝数120匝,匝数清晰可数),开关及导线若干。
器材按图1连接,将滑动变阻器滑片移至最右端,闭合开关,调节电阻箱至合适阻值并保持不变,移动待测滑动变阻器的滑片,多次记录该滑动变阻器接入电路的匝数和相应电流表的读数。作出图像,如图2所示。
(1)用螺旋测微器测量滑动变阻器所用电阻丝的直径如图3所示,则电阻丝直径_____mm;某次测量时,电流表指针位置如图4所示,读数_____A;
(2)若待测变阻器螺线管直径为,图2中直线的斜率为,则待测电阻丝的电阻率为_____(用题中已知量或测量量的字母表示);
(3)若已知实验中电阻箱接入电路中的电阻为,图2中直线延长线与纵轴的交点,则可求得两节干电池串联的总内阻_____(结果保留2位有效数字);
(4)实验中所用的电源因长时间使用,内阻增大,则测得的电阻率_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 0.635 ②. 0.34
(2)
(3)1.2 (4)不变
【解析】
【小问1详解】
[1]据图3可知电阻丝直径
[2]由题意知电流表量程为0.6A,则最小分度值为0.02A,则读数保留到百分位,根据图4可知。
小问2详解】
根据电阻定律
由闭合电路欧姆定律
化简可得
由图可知,斜率
解得
【小问3详解】
由题意,截距
代入数据,解得两节干电池串联的总内阻为
【小问4详解】
根据可知,实验中所用的电源因长时间使用,内阻增大,即r增大,影响纵轴截距,但不影响斜率,故则测得的电阻率不变。
12. 为测量某电源的电动势E(约为3V)和内阻r(约为2Ω),小聪同学设计了如图甲、乙所示实验电路图,并完成了图甲电路图的实物连接,如图丙所示。已知电流表的内电阻约为1Ω,电压表的内电阻约为3kΩ,变阻器最大电阻20Ω、额定电流1A,定值电阻。请回答下列问题:
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至最______端。(选填“左”或“右”)
(2)闭合开关S后,移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值,记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I。
(3)接着在图丙中通过改变1根导线的一个接线位置,就完成了图乙电路图的实物连接,请问改变的是哪根导线______。(填导线编号)
(4)重复步骤(1)(2)。把甲、乙两组实验记录的数据在同一坐标系内描点作出图像,如图丁所示,可知图中标记为I的图线是采用实验电路______(填“甲”或“乙”)测量得到的。
(5)不管是采用图甲还是图乙实验电路,实验测出的电源内阻均存在系统误差,从减小系统误差角度考虑,该实验宜选用图______(选填“甲”或“乙”)实验电路。
(6)利用图丁图像提供的信息可以修正该实验的系统误差,则修正后被测电源的内阻______(、、、、均已知)。
【答案】 ①. 左 ②. ③ ③. 乙 ④. 甲 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至最左端,保证开始时接入电路的滑动变阻器阻值最大,用以保护电路。
(3)[2]将导线③连接在定值电阻R0一端改接到电流表负接线柱上,便可实现图乙电路图的实物连接。
(4)[3]对图甲而言,根据闭合欧姆定律可得
整理可得
可知,对应U-I图线,当I为零时,对应
对图乙而言,根据闭合欧姆定律可得
可知,对应U-I图线,当I为零时,对应
故可知标记为I的图线是采用实验电路乙测量得到的。
(5)[4]当采用图甲所示电路时,相对误差大小为
当采用图乙所示电路时,相对误差大小为
该相对误差远大于图甲所示电路,故宜选用图甲所示电路。
(6)[5]曲线I对应的U1和I1满足
曲线II对应的U2和I2满足
因此可以解得
则
13. 如图所示电路,已知电源的电动势E=3V,内阻r=1Ω,外电阻R=5Ω。若电键S闭合,则求:
(1)电流表的示数?
(2)若开关闭合1分钟,求电阻R产生的热量为多大?
【答案】(1)0.5A;(2)75J
【解析】
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律有
解得
I=0.5A
(2)根据焦耳定律,电阻R产生的热量
解得
Q=75J
14. 如图所示为某品牌的桶装饮用水电动抽水器,内置充电电池、电动机和小型水泵。已知充电电池的容量,输入电压,电流。电动机输入电压,额定功率,电动机的输出功率等于小水泵所需要的输入功率,且不计电动机的机械损耗。小型水泵的抽水效率为。用该电动抽水器倒水喝时,出水口与桶内水面高度差为,出水速度为,出水量为,忽略水在管道中的机械能损失,重力加速度。求:
(1)电动抽水器充满电所需的时间t;
(2)小水泵的输出功率P;
(3)电动机的内阻r。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)充满电的时间
(2)水泵的输出功率
(3)电动机的输出功率
电动机工作电流
由
解得
15. 如图所示的电路中,电源的电动势E=12V,内阻可忽略不计,电阻的阻值分别为R1=R2=20Ω,滑动变阻器的最大阻值R=60Ω,电容器MN的电容C=20μF,现将滑动触头P置于最左端a点,合上开关S,经过一段时间电路处于稳定.求:
(1)通过R1的电流;
(2)断开S后,通过R2的电荷量;
(3)滑动触头P置于最左端a点,合上开关S,待电路稳定后,将P缓慢地从a点移到最右端b点的过程中,通过导线BM的电荷量.
【答案】(1)0.3A(2)2.4×10-5C(3)2.4×10-4C
【解析】
【详解】(1)通过R1的电流:
(2)电容器所带的电量为:,极板带电量为下正上负;
S断开后电容器的电量通过两个支路放电,一是电阻R1支路,另一条是电阻R2和电阻器R的串联支路,根据并联电路的电流关系可知,两支路的电阻之比为20:80,则电流之比为4:1,可知通过R2的电量为.
(3) 当滑动端滑到b端时可求的电容器的带电量为:,
此时电容器的极性为上正下负;则将P缓慢地从a点移到最右端b点的过程中,通过导线BM的电荷量为QBM=Q+Q′=2.4×10-4C.
【点睛】本题考查闭合电路欧姆定律中的含容电路;关键是搞清电容器极板的极性以及两端的电压,然后才能求解带电量.要搞清电路的结构,知道电容器电量的流动路线..
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