内容正文:
扬州市第一中学2025-2026学年第一学期阶段性教学质量检测
高二物理
(满分:100分 时间:75分钟)
一、单选题(4*10=40)
1. 锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作,下图为锂电池的内部结构。该过程中从负极通过隔膜返回正极。已知该锂电池的电动势为3.7V,则( )
A. 电池处于充电状态
B. 电源内部每移动一个锂离子,需要消耗电能3.7ev
C. “毫安·时”()是电池储存能量的单位
D. 锂离子电池放电时,电池内部静电力做负功,化学能转化为电能
【答案】D
【解析】
【详解】AD.电池放电时,从负极通过隔膜返回正极,电池内部静电力做负功,化学能转化为电能,A错误,D正确;
B.根据公式
可知,电源内部将一个锂离子由电源负极移动到正极,需要消耗化学能3.7ev,B错误;
C.根据
可知,“毫安·时”()是电量的单位,C错误。
故选D。
2. 均匀带电绝缘圆环电荷量为,半径为。现使圆环绕如图所示过圆心的轴以线速度匀速转动,则圆环转动产生的等效电流为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】圆环转动的周期
圆环转动产生的等效电流
故选D。
3. 如图所示,三个电阻R1、R2、R3的阻值相同,允许消耗的最大功率分别为10W、10W、4W,则此电路中允许消耗的最大功率为( )
A. 14W B. 15W C. 18W D. 24W
【答案】B
【解析】
【详解】由电功率公式
P = I2R
可知允许通过R1、R2、R3的最大电流为
,
由于电阻R2、R3的阻值相同,并联电路电压相同,则通过两电阻的电流相等,两电阻消耗的实际功率相同,因此并联电路应该先确保电阻R3的安全,由分析可知
表明若使电阻R3的功率达到额定功率,则电阻R3安全,但电阻R1将被烧毁,因此为确保安全,当电阻R1的功率达到额定功率时,此电路中允许消耗的最大功率,则干路中允许通过的最大电流为,根据串并联电路电阻的特点可知,电路的总电阻为,所以此电路中允许消耗的最大功率为
故选B。
4. 关于电功W和电热Q的说法正确的是( )
A. 在任何电路中都有、且
B. 在任何电路中都有、,但W不一定等于Q
C. 、均只有在纯电阻电路中才成立
D. 不能计算电路生成的热量,可以计算电路生成的热量
【答案】B
【解析】
【详解】A.在任何电路中,电功公式和电热公式均成立,但仅在纯电阻电路中成立。非纯电阻电路中,故A错误;
B.在任何电路中,和均成立,但是否等于取决于电路是否为纯电阻电路。此说法正确,故B正确;
C.和的适用性不依赖于电路是否为纯电阻,只有在纯电阻电路两者才相等,故C错误;
D.在纯电阻电路中,可计算热量;而能计算任何电路生成的热量,故D错误。
故选B。
5. 如图为一玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6V,内电阻为0.5Ω,电阻R=2.5Ω,当电动机以1m/s的速度匀速向上提升一质量为0.125kg的物体时(不计一切摩擦阻力,g=10m/s2),标有“3V,1.5W”的灯泡正好正常发光,则电动机的内阻为
A. 1.5Ω B. 3.5Ω C. 4.0Ω D. 1.0Ω
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知,灯泡与电动机并联,灯泡正常发光,电压为3V,电流为:
故电动机两端的电压为3V;R及r两端的电压为3V,由欧姆定律可得,总电流为:
电动机的电流为:
I机=I-IL=1-0.5=0.5A;
电动机的输出功率为:
P=mgv=UI-I2r
代入数据解得:
r=1.0Ω.
A.1.5Ω,与结论不相符,选项A错误;
B.3.5Ω,与结论不相符,选项B错误;
C.4.0Ω,与结论不相符,选项C错误;
D.1.0Ω,与结论相符,选项D正确。
故选D。
6. 图甲为某电源的U—I图线,图乙为某小灯泡的U—I图线,则下列说法正确的是( )
A. 电源的内阻为5Ω
B. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为0.3W
C. 小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路,电路的总功率约为0.45W
【答案】B
【解析】
【详解】A.由闭合回路欧姆定律有
结合图甲可得
,
故A错误;
BD.把电源的图像移到灯泡的图像中,如图所示
由图可知,把电源和小灯泡组成闭合回路,灯泡两端的电压约为,电流约为,则小灯泡的功率约为
电路的总功率约为
故D错误,B正确;
C.根据图像中斜率表示电阻的大小,由图乙可知,小灯泡的电阻随着功率的增大而增大,故C错误。
故选B。
7. 小明设计了一种酒精测试仪的电路,其电路如图所示,电源电压恒定,R为定值电阻,Q为气敏元件,其阻值RQ随被测酒精气体浓度的变化而变化。闭合开关S,检测时,当人呼出的酒精气体浓度越大,测试仪中电压表的示数越大,此时( )
A. Q的电阻RQ越大
B. 电路消耗的总功率越小
C. 电压表与电流表的示数乘积变大
D. 电压表与电流表的示数之比变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】B.由题图知,定值电阻与气敏元件串联,电压表测量定值电阻R两端的电压,当人呼出的酒精气体浓度越大,测试仪中电压表的示数越大,由欧姆定律知,电路的电流变大,根据P=UI,电路消耗的总功率越大,故B错误;
A.根据串联电路电压的规律,气敏元件电压越小,由分压原理,气敏电阻RQ越小,故A错误;
C.根据P=UI,因定值电阻的电压变大,电路的电流变大,故电压表与电流表的示数乘积变大,故C正确;
D.由欧姆定律,电压表与电流表的示数之比即定值电阻大小,比值不变,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,电路中的电源,内阻不计,a、b、c、d为电路中的四个接触点,闭合开关S后,左右滑动滑动变阻器滑片,电路中的电流表没有示数,电路中两个灯泡和都不亮,用多用电表的电压挡检查电路时,测得,,,,整个电路中只有一个故障,则故障原因可能是( )
A. 灯泡短路 B. 滑动变阻器R断路
C. 灯泡断路 D. 电流表短路
【答案】C
【解析】
【详解】电路中灯泡不发光,则可能是某处断路,电压表测断路位置为电源电压,测不断的位置电压为零,,测量的是电源电压,测得,说明电流表没有断路,,,整个电路中只有一个故障,说明灯泡断路。
故C正确。
9. 小明同学先用欧姆表粗测其电阻值,将欧姆表“选择开关”置于“×10”挡时,正确操作后测量出的结果如图所示,为使测量结果更为准确,对于下列操作步骤:①进行机械调零;②进行欧姆调零;③换“×1”挡;④换“×100”挡;⑤测量、读数且乘上相应倍率。必须操作且操作顺序正确的是( )
A. ③②⑤ B. ①③⑤ C. ①④②⑤ D. ④②⑤
【答案】A
【解析】
【详解】小明同学先用欧姆表粗测其电阻值,将欧姆表“选择开关”置于“×10”挡时,发现指针偏转角度过大,则说明倍率选择过大,应换“×1”挡,再重新欧姆调零,再测量、读数且乘上相应倍率。
故选A。
10. 在如图所示的电路中,电压表为理想表,电源内阻为r,滑动变阻器总电阻为R2,R1+R2>r>R1,滑动变阻器滑片由a滑向b,下列说法正确的是( )
A. 电源的效率先变大再减小
B. 电源输出功率先增大再减小
C. 电压表示数先增大再减小
D. 灵敏电流计G的电流方向d→c
【答案】B
【解析】
【详解】A.滑动变阻器滑片由a滑向b,则R2阻值变大,电源的效率为
可知外电阻变大,则电源的效率变大,选项A错误;
B.当外电阻等于内阻时电源输出功率最大;因 R1+R2>r>R1,滑动变阻器滑片由a滑向b,则R2阻值变大,外电阻先靠近电源内阻后远离电源内阻,可知电源输出功率先增加后减小,选项B正确;
C.外电阻变大,总电流减小,则路端电压变大,即电压表示数增大,选项C错误;
D.路端电压变大,R1电压减小,则滑动变阻器两端电压变大,电容器两板电压变大,电容器充电,则灵敏电流计G的电流方向c→d,选项D错误。
故选B。
二、实验题(11题6分,12题12分)
11. 某同学用游标卡尺和螺旋测微器测该电阻丝的长度和直径如图所示,则其长度为______cm,直径为______mm。
【答案】 ①. 10.025 ②. 4.478##4.476##4.477
【解析】
【详解】[1]根据游标卡尺的读数规律,该读数为
[2]根据螺旋测微器的读数规律,该读数为
12. 如图甲所示,用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池,电动势在0.4 V~0.6 V范围内,内阻几千欧,某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻。
(1)如图乙所示,直接用多用电表“直流2.5 V”挡测量出可乐电池的电动势为______V。
(2)现有实验器材:
A.电压表(0~3 V;约为3000) B.电流表(0~300μA,为300)
C.电阻箱(0~9999) D.滑动变阻器(0~20) E.开关,导线若干
①为了更准确测量可乐电池的电动势和内阻,选择合适的器材并按电路图______完成电路连接。
A. B. C. D.
②通过数据处理画出相应的可乐电池图像如图实线所示,可知该可乐电池的内阻约为______(保留2位有效数字)。
③将该可乐电池静置5h后再次测量获得的图像如图丙虚线所示,可知该可乐电池的电动势______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. ②. A ③. ④. 不变
【解析】
【详解】(1)[1]选择“直流2.5 V”挡时分度值为,估读到,可得可乐电池的电动势大小为
(2)[2]电流表内阻已知,将其与电阻箱串联,电流表测量流过电路的准确电流,通过闭合电路欧姆定律得到电动势和电路中总电阻的关系,以减小系统误差。
故选A。
[3]根据电路图和闭合电路欧姆定律可得
整理得
所以可得图像的斜率表示电源电动势,纵截距的绝对值表示电池内阻和电流表的内阻之和,根据图线可得
解得
[4]根据前面分析可得图像的斜率表示电源电动势,虚线所示图线的斜率不变,所以可乐电池的电动势不变。
三、解答题(13-14题:每题9分,15-16题:每题12分)
13. 如图所示,电源的电动势,内阻,保护电阻,是一段粗细均匀且电阻率较大的电阻丝,总阻值为,长度为,横截面积为。
(1)求电阻丝的电阻率;
(2)当电阻丝接入电路的阻值多大时,电阻丝的功率最大?
(3)求电源输出效率的最小值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据电阻定律
代入数据可得电阻丝的电阻率为
【小问2详解】
当外电阻与电源内阻相等时,电路的输出功率最大。将保护电阻看作电源内阻的一部分,即电阻丝接入电路的阻值为
此时电阻丝的功率最大
【小问3详解】
根据
可知外电阻越小,电源效率越小;当电阻丝接入电路的阻值为0时,电源效率最小,则有
14. 现将内阻为的灵敏电流计G分别改装为双量程的电压表和电流表,如图甲和乙所示。 甲图中,,使用A、B两个端点时,电压表的量程为;乙图中使用A、B两个端点时,电流表量程为,使用A、C两个端点时,电流表量程为,试计算:
(1)灵敏电流计的满偏电流是多少?
(2)图甲中使用A、C两个端点时,电压表的量程是多少?
(3)图乙中R3和R4的阻值各为多少?
【答案】(1)或
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
图甲中使用A、B两个端点时
得到
或
【小问2详解】
图甲中使用A、C两个端点时
得到
电压表的量程是
【小问3详解】
图乙中,使用A、B两个端点时
使用A、C两个端点时
解得
,
15. 如图电路中,电源电动势为14V,内阻忽略不计,小灯泡的额定电压为6V、额定功率为 12W,电动机的线圈电阻 若灯泡恰能正常发光,电压表视作理想电表,求:
(1)流经电动机的电流
(2)电源的总功率
(3)电动机的输出功率
【答案】(1)2A (2)28W
(3)12W
【解析】
【小问1详解】
灯泡恰能正常发光,则电流为
可知流经电动机的电流为2A。
【小问2详解】
电源的总功率P=EI =28W
【小问3详解】
电压表的示数为
电动机的电功率为
电动机线圈产生的热功率为
则电动机的输出功率为
16. 如图所示,电源电动势,内阻,电阻,,C为水平放置的平行板电容器,两极板间距,极板长为,其电容,则:
(1)若开关闭合、断开稳定时,求电容器两端的电压及电容器所带电荷量Q;
(2)若开关从断开状态到闭合状态达到稳定时,求流过的总电荷量;
(3)若开关闭合,现有一个带正电粒子从极板左侧中央位置以速度平行于极板进入,恰好能从下极板边缘飞出电场,已知粒子带电量、质量。求带电粒子进入极板时的初速度。(不计任何阻力和粒子重力)
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)当开关闭合、断开稳定时,由闭合电路欧姆定律得
电容器两端的电压即为电阻两端电压,则
电容器所带电荷量为
(2)开关从断开状态到闭合状态达到稳定时,电阻和并联,其总阻值为
由闭合电路欧姆定律得
此时电容器两端电压即为路端电压,则有
电容器所带电荷量为
则流过的总电荷量
(3)开关闭合,两极板间电场强度为
由运动学公式可得
,
解得
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高二物理
(满分:100分 时间:75分钟)
一、单选题(4*10=40)
1. 锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作,下图为锂电池的内部结构。该过程中从负极通过隔膜返回正极。已知该锂电池的电动势为3.7V,则( )
A. 电池处于充电状态
B. 电源内部每移动一个锂离子,需要消耗电能3.7ev
C. “毫安·时”()是电池储存能量的单位
D. 锂离子电池放电时,电池内部静电力做负功,化学能转化为电能
2. 均匀带电绝缘圆环电荷量为,半径为。现使圆环绕如图所示过圆心的轴以线速度匀速转动,则圆环转动产生的等效电流为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,三个电阻R1、R2、R3的阻值相同,允许消耗的最大功率分别为10W、10W、4W,则此电路中允许消耗的最大功率为( )
A. 14W B. 15W C. 18W D. 24W
4. 关于电功W和电热Q的说法正确的是( )
A. 在任何电路中都有、且
B. 在任何电路中都有、,但W不一定等于Q
C. 、均只有在纯电阻电路中才成立
D. 不能计算电路生成的热量,可以计算电路生成的热量
5. 如图为一玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6V,内电阻为0.5Ω,电阻R=2.5Ω,当电动机以1m/s的速度匀速向上提升一质量为0.125kg的物体时(不计一切摩擦阻力,g=10m/s2),标有“3V,1.5W”的灯泡正好正常发光,则电动机的内阻为
A. 1.5Ω B. 3.5Ω C. 4.0Ω D. 1.0Ω
6. 图甲为某电源的U—I图线,图乙为某小灯泡的U—I图线,则下列说法正确的是( )
A. 电源的内阻为5Ω
B. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为0.3W
C. 小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路,电路的总功率约为0.45W
7. 小明设计了一种酒精测试仪的电路,其电路如图所示,电源电压恒定,R为定值电阻,Q为气敏元件,其阻值RQ随被测酒精气体浓度的变化而变化。闭合开关S,检测时,当人呼出的酒精气体浓度越大,测试仪中电压表的示数越大,此时( )
A. Q的电阻RQ越大
B. 电路消耗的总功率越小
C. 电压表与电流表的示数乘积变大
D. 电压表与电流表的示数之比变小
8. 如图所示,电路中的电源,内阻不计,a、b、c、d为电路中的四个接触点,闭合开关S后,左右滑动滑动变阻器滑片,电路中的电流表没有示数,电路中两个灯泡和都不亮,用多用电表的电压挡检查电路时,测得,,,,整个电路中只有一个故障,则故障原因可能是( )
A. 灯泡短路 B. 滑动变阻器R断路
C. 灯泡断路 D. 电流表短路
9. 小明同学先用欧姆表粗测其电阻值,将欧姆表“选择开关”置于“×10”挡时,正确操作后测量出的结果如图所示,为使测量结果更为准确,对于下列操作步骤:①进行机械调零;②进行欧姆调零;③换“×1”挡;④换“×100”挡;⑤测量、读数且乘上相应倍率。必须操作且操作顺序正确的是( )
A. ③②⑤ B. ①③⑤ C. ①④②⑤ D. ④②⑤
10. 在如图所示的电路中,电压表为理想表,电源内阻为r,滑动变阻器总电阻为R2,R1+R2>r>R1,滑动变阻器滑片由a滑向b,下列说法正确的是( )
A. 电源的效率先变大再减小
B. 电源输出功率先增大再减小
C. 电压表示数先增大再减小
D. 灵敏电流计G的电流方向d→c
二、实验题(11题6分,12题12分)
11. 某同学用游标卡尺和螺旋测微器测该电阻丝的长度和直径如图所示,则其长度为______cm,直径为______mm。
12. 如图甲所示,用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池,电动势在0.4 V~0.6 V范围内,内阻几千欧,某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻。
(1)如图乙所示,直接用多用电表“直流2.5 V”挡测量出可乐电池的电动势为______V。
(2)现有实验器材:
A.电压表(0~3 V;约为3000) B.电流表(0~300μA,为300)
C.电阻箱(0~9999) D.滑动变阻器(0~20) E.开关,导线若干
①为了更准确测量可乐电池的电动势和内阻,选择合适的器材并按电路图______完成电路连接。
A. B. C. D.
②通过数据处理画出相应的可乐电池图像如图实线所示,可知该可乐电池的内阻约为______(保留2位有效数字)。
③将该可乐电池静置5h后再次测量获得的图像如图丙虚线所示,可知该可乐电池的电动势______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
三、解答题(13-14题:每题9分,15-16题:每题12分)
13. 如图所示,电源的电动势,内阻,保护电阻,是一段粗细均匀且电阻率较大的电阻丝,总阻值为,长度为,横截面积为。
(1)求电阻丝的电阻率;
(2)当电阻丝接入电路的阻值多大时,电阻丝的功率最大?
(3)求电源输出效率的最小值。
14. 现将内阻为的灵敏电流计G分别改装为双量程的电压表和电流表,如图甲和乙所示。 甲图中,,使用A、B两个端点时,电压表的量程为;乙图中使用A、B两个端点时,电流表量程为,使用A、C两个端点时,电流表量程为,试计算:
(1)灵敏电流计的满偏电流是多少?
(2)图甲中使用A、C两个端点时,电压表的量程是多少?
(3)图乙中R3和R4的阻值各为多少?
15. 如图电路中,电源电动势为14V,内阻忽略不计,小灯泡的额定电压为6V、额定功率为 12W,电动机的线圈电阻 若灯泡恰能正常发光,电压表视作理想电表,求:
(1)流经电动机的电流
(2)电源的总功率
(3)电动机的输出功率
16. 如图所示,电源电动势,内阻,电阻,,C为水平放置的平行板电容器,两极板间距,极板长为,其电容,则:
(1)若开关闭合、断开稳定时,求电容器两端的电压及电容器所带电荷量Q;
(2)若开关从断开状态到闭合状态达到稳定时,求流过的总电荷量;
(3)若开关闭合,现有一个带正电粒子从极板左侧中央位置以速度平行于极板进入,恰好能从下极板边缘飞出电场,已知粒子带电量、质量。求带电粒子进入极板时的初速度。(不计任何阻力和粒子重力)
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