内容正文:
2025-2026 学年江苏省苏州市苏州国裕外语学校高二(上)10月月考物理试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题:本大题共10小题,共20分。
1. 在接通台灯开关的6s内通过一横截面的电荷量为3C,则电流是( )
A. 4A B. 0.3A C. 0.5 A D. 5A
【答案】C
【解析】
【详解】由电流的定义式得
故选C。
2. 为探究小灯泡L的伏安特性,连好图示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光.由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据电路中电阻的变化,确定电压与电流变化,并考虑温度对电阻的影响,运用U﹣I图象含义分析判断.
【详解】当滑动变阻器在最左端时,灯泡连端电压为0,滑动变阻器逐渐向右移动,小灯泡的亮度逐渐变亮,直到正常发光.随着小灯泡两端电压的升高,电流也在升高,但是,小灯泡灯丝的电阻随着温度的升高而增大,在图像上各点切线斜率应越来越大.故C正确
【考点】探究小灯泡的伏安特性曲线
【点睛】考查闭合电路中动态变化问题的分析,需要注意的是灯泡的电阻随着电压的升高而增大;
3. 两个带电小球A、B,分别用等长的绝缘细线悬挂在天花板下方,平衡时如图甲所示,细线与竖直方向夹角均为α,此时细线对A的拉力大小为T1。施加一水平向左的匀强电场后,两小球再次平衡时如图乙所示,细线与竖直方向夹角均为β,且α<β,此时细线对A的拉力大小为T2。下列说法正确的是( )
A. A带负电, B带正电 B. A的电荷量小于B的电荷量
C. A的质量大于B的质量 D. T1<T2
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图甲可知,小球A、B之间的库仑力为引力,则小球A、B带异种电荷,根据图乙可知,小球A所受匀强电场的电场力方向向左,与匀强电场的电场强度方向相同,则A带正电,B带负电,故A错误;
C.图甲中,对小球A进行分析,根据平衡条件有
,
图甲中,对小球B进行分析,根据平衡条件有
,
解得
,
故C错误;
B.图乙中,对小球A进行分析,根据平衡条件有
,
图乙中,对小球B进行分析,根据平衡条件有
,
解得
,
故B错误;
D.结合上述可知
,
由于
则有
故D正确。
故选D。
4. 将一电源、定值电阻R0=2Ω及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路,闭合开关后调节电阻箱的阻值,测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 该电源电动势为9V
B. 该电源内阻为1Ω
C. 调整R,电源最大输出功率为9W
D. 电阻箱功率最大时电源效率为50%
【答案】B
【解析】
【详解】B.将R0看成电源的内阻,根据图乙可知,当电阻箱的电阻等于3Ω时,电阻箱消耗的电功率最大,此时
所以电源内阻为
故B正确;
A.电阻箱的功率最大时,有
根据串联电路的分压规律得
解得电源电动势为
故A错误;
C.当外电阻与内电阻相等时,电源的输出功率最大,由于定值电阻R0的阻值大于电源的内阻,故当变阻箱的阻值为0时,电源的输出功率最大,且最大功率为
故C错误;
D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源的输出效率为
解得
故D错误。
故选B。
5. 如图所示,小明同学用图甲所示的电路图完成“测量电源电动势和内电阻的实验”,图乙中实线为按照实验所记录的电压表示数 U与电流表示数I所作出的图线。由于电流表和电压表都不是理想电表,所以测量结果有系统误差,两条虚线①②中有一条是真实图线,则下列关于此方案的误差说法正确的是( )
A. 本实验产生系统误差的原因是电压表的分流作用,使电流表示数偏大
B. 本实验产生系统误差的原因是电流表的分压作用,使电压表示数偏大
C. 图线①表示真实图线,小明所测电动势和内阻均偏小
D. 图线②表示真实图线,小明所测电动势为真实值,内阻偏大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.本实验产生系统误差的原因是电压表的分流作用,使电流表示数偏小,故AB错误;
CD.当电压表的示数为零时,电流表的测量值等于真实值,则图线①表示真实图线,图像在纵轴上的截距等于电动势,斜率的绝对值表示内电阻。因此小明所测电动势和内阻均偏小,故C正确,D错误;
故选C。
6. 如图甲所示,在正方形金属线框区域内存在匀强磁场,开始时磁场方向垂直于纸面向外。线框区域内磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化,规定金属线框内的电流逆时针方向为正方向,则正方形金属线框中的感应电流I随时间t的变化图线是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】磁感应强度在0到t1内,由法拉第电磁感应定律可得,由于磁感应强度随时间变化率不变,则感应电动势大小不变,感应电流的大小也不变;由于磁感线是向外在减小,向内在增大。所以由楞次定律可得线圈感应电流是逆时针,由于环中感应电流沿逆时针方向为正方向,则感应电流为正的。同理,磁感应强度在t1到t2内,感应电流不变,且电流方向为负。故D正确,ABC错误。
故选D。
7. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,原线圈两端与宽度d的光滑平行金属轨道连接,轨道平面水平,磁感应强度B的匀强磁场垂直于轨道平面向下。一根金属杆在轨道上运动,并始终与导轨保持良好接触。副线圈两端连接的电路如图,三个灯泡的电阻均相同,L是直流电阻不计的理想线圈,C是电容器,导轨电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 若棒在轨道上以v匀速运动,则小灯泡两端的电压为
B. 若棒在轨道上做匀加速运动时,三盏灯泡一样亮
C. 若棒在轨道上做变加速运动时,三盏灯泡一样亮
D. 若原线圈输入正弦式交流电,增加交流电频率,变暗,变亮
【答案】D
【解析】
【详解】A.若棒在轨道上以v匀速运动,导体棒产生的电动势恒定不变,原线圈电流恒定不变,则穿过副线圈的磁通量保持不变,不会产生感应电动势,所以小灯泡两端的电压为0,故A错误;
B.若棒在轨道上做匀加速运动时,导体棒产生的电动势均匀增大,原线圈电流均匀增大,则穿过副线圈的磁通量均匀增大,副线圈产生稳定的感应电动势,由于电容器不能通恒定电流,所以小灯泡不亮,故B错误;
C.若棒在轨道上做变加速运动时,可知副线圈产生变化的感应电动势,由于线圈L和电容器都会对变化电流产生一定的阻碍作用,所以小灯泡最亮,故C错误;
D.若原线圈输入正弦式交流电,增加交流电频率,根据感抗,容抗,可知感抗增大,容抗减小,则变暗,变亮,故D正确。
故选D。
8. 利用如图电路测量待测电阻Rx的阻值。定值电阻R1、R2阻值已知,闭合电键S,调节电阻箱接入电路阻值R3时,电流表示数为0,则Rx阻值等于( )
A. R2 B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】闭合电键S,调节电阻箱接入电路阻值R3时,电流表示数为0,说明G表两端的电势相等,则根据串并联电压关系有
,
根据串联电路电压之比等于电阻之比有
解得
故选D。
9. 如图所示,在真空中两点分别固定带同种电荷的点电荷,且,点为的中点,、为中垂线上的两点,且。一带电粒子(不计重力)从点由静止释放,经过一段时间刚好以速度经过点。则下列说法正确的是( )
A. 带电粒子将一直沿到方向运动
B. 带电粒子的电势能一直减小
C. 若,带电粒子在点受到的电场力为原来的倍
D. 若,带电粒子经过点的速度为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由对称性可知,粒子在A、B两点间做往复运动,带电粒子从A点由静止释放,以速度v经过O点,可知带电粒子与点电荷带异种电荷,带电粒子由A到O的过程中电场力做正功,电势能减小,由O到B的过程中电场力做负功,电势能增大,故AB错误;
C.设,原来M、N两电荷在A点产生的电场强度大小分别为
则A点的电场强度为
若,M、N两电荷在A点产生的电场强度大小分别为,
A点的电场强度为
A点的电场强度为原来的倍,粒子在A点所受的电场力为原来的倍,故C正确;
D.假设原来M、N两点电荷在A点产生的电势分别为,在O点产生的电势分别为,则A、O两点的电势差为
由动能定理可得
若,由于点电荷在某一位置产生的电势与自身电荷量成正比,则A、O两点的电势差为
由动能定理可得
联立解得,故D错误。
故选C。
10. 在检验两地是否短路的测试中,经常用到如图所示的T形电路,电路中的电阻,,有一测试电源,所提供的测试电压恒为以下说法正确的是
A. 若将cd端短路,ab之间的等效电阻为
B. 若将ab端短路,cd之间的等效电阻为
C. 当ab两端接上测试电压时,cd两端的电压为30V
D. 当cd两端接上测试电压时,ab两端的电压为30V
【答案】C
【解析】
【详解】当cd端短路时,ab间电路的结构是:电阻、并联后与串联,等效电阻为: ;故A错误;当ab端短路时,cd之间电路结构是:电阻、并联后与串联,等效电阻为: ,故B错误;当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压等于电阻两端的电压,;故C正确;当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压等于电阻两端的电压,为;故D错误;故选C.
【点睛】对于电路问题,首先要明确电路的结构,并能正确应用串并联电路的规律进行分析,必要时应进行电路的简化.
二、多选题:本大题共 4 小题,共 12 分。
11. 如图所示, 单匝线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度匀速转动,其线圈中感应电动势的峰值为,闭合回路中两只灯泡均能正常发光,则( )
A. 从图中位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为
B. 增大线圈转动角速度时, 感应电动势的峰值不变
C. 增大电容器 两极板间的正对面积时,灯泡变暗
D. 抽去电感器 的铁芯时, 灯泡变亮
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图中线框所在位置为中性面,所以感应电动势的瞬时值表达式为
故A正确;
B.感应电动势的峰值
增大线圈转动角速度时,感应电动势的峰值将增大,故B错误;
C.增大电容器 两极板间的正对面积时,电容增大,容抗减小,灯泡变亮,故C错误;
D.抽去电感器 的铁芯时,自感系数减小,感抗减小,灯泡变亮,故D正确。
故选AD。
12. 如图甲所示是一个调谐接收电路,图乙中(a)、(b)、(c) 为电路中的电流随时间变化的图像,则( )
A. i1是L1中的电流图像 B. i1是L2中的电流图像
C. i2是L2中的电流图像 D. i3是流过耳机的电流图像
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.L1中的电流应为完整的波形,(a)图是完整的高频调幅电流,所以i1是L1中的电流图像,故A正确;
BC.L2中的波形在二极管的作用下为单向,则只有L1中的一半,(b)图是经二极管半波整流后的电流,所以i2是L2中的电流图像,故B错误,C正确;
D.流过耳机的电流为经C2的高频分流后的载波信号,故(c)图是通过耳机的低频电流,所以i3是流过耳机的电流图像,故D正确。
故选ACD。
13. 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )
A. 电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多
B. 适用于任何电路,而只适用于纯电阻电路
C. 在非纯电阻电路中,
D. 焦耳热适用于任何电路
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.电功率越大,表示电流做功越快,但是电路中产生的焦耳热的多少还与做功的时间长短有关,选项A错误;
B.公式
计算的是电路的总功的大小,适用于任何电路,在纯电阻电路中,根据欧姆定律
可以推导出
所以
只能适用于纯电阻电路,选项B正确;
C.在非纯电阻电路中,表示的是总功率的大小,而只是电路中的发热功率,所以
选项C正确;
D.焦耳热
适用于任何电路中的焦耳热的计算,选项D正确。
故选BCD。
14. 两根材料相同的均匀导线A和B,其长度分别为1m和2m,串联在电路中时,其沿长度方向电势的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A. A和B导线中的电流之比为2∶1
B. A和B导线两端的电压之比为2∶1
C. A和B导线的横截面积之比为1∶4
D. A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶1
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由于导线A和B串联在电路中,则A和B导线中的电流之比为1∶1,故A错误;
B.由题图可知导线A两端电压
导线B两端电压为
则A和B导线两端的电压之比为,故B正确;
C.根据串联电路特点可知
结合电阻定律
可得A和B导线的横截面积之比为,故C正确;
D.根据电流微观表达式I=neSv,可得A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为,故D错误。
故选BC。
三、填空题:本大题共2小题,共8分。
15. 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比10:1,原线圈输入的交流电压如图所示,副线圈电路接有滑动变阻器和额定电压为、工作时内阻为的电动机。闭合开关,电动机正常工作,理想电流表示数为,则电动机的机械效率___________,若电动机突然卡住,则原线圈的输入功率大小为___________
【答案】 ①. 83.3 ②. 40.3
【解析】
【详解】[1]电动机的输入功率为
电动机的热功率为
电动机的输出功率为
电动机的机械效率
[2]由题意,输入电压的最大值为,则其有效值为
根据理想变压器电压与匝数成正比
所以副线圈的电压为
滑动变阻器接入电路的阻值为
若电动机突然卡住,电动机被看作纯阻电路, 则原线圈的输入功率大小为
16. 5G作为一种新型移动通信网络,不仅要解决人与人通信的问题,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的极致业务体验。5G网络使用的无线电波通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段,比4G及以下网络(通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率。未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10Gbps(比特率、比特/秒),是4G网络的50−100倍。第5代移动通信5G信号的频率为5000MHz,则它的波长为______m。某同学将自己的手机放在真空罩中,给这个手机打电话,发现手机屏幕亮起,可以接收信号,但听不到铃声,此现象说明什么?___________
【答案】 ①. 0.06 ②. 真空不能传播声音,但电磁波可以在真空中传播
【解析】
【详解】[1]由题可知,5G信号电磁波的波长为
[2]给真空罩内的手机打电话,发现手机屏幕亮起,可以接收信号,但听不到铃声,这说明真空不能传播声音,但电磁波可以在真空中传播。
四、实验题:本大题共2小题,共12分。
17. 某物理兴趣小组的同学设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案,实验原理如图所示,天平的右臂下面挂一个宽为L的矩形线圈,线圈的下部悬在方向垂直于纸面的匀强磁场中。天平左右悬点关于支点对称,线圈共N匝,当地重力加速度大小为g,实验步骤如下:
(1)未通电流时,在天平左盘内放入质量为M的砝码,使天平平衡;当给线圈通以逆时针方向、大小为I的电流(如图所示)时,需要在砝码盘中再加入质量为的砝码,天平才重新平衡。分析可知磁场方向垂直于纸面______(填“向里”或“向外”),磁感应强度大小______。(用题中所给物理量符号表示)
(2)只改变通入线圈电流I的大小,砝码盘中放入砝码使天平平衡,读出砝码盘中砝码的总质量m,得到多组m和I数据后,作出了图像,若该图像是一条斜率为k的直线,则匀强磁场的磁感应强度大小______。(用g、k、L和N表示)
【答案】(1) ①. 向外 ②.
(2)
【解析】
小问1详解】
[1]由题意可知,线圈受到向下的安培力,根据左手定则,可知磁场方向垂直于纸面向外;
[2]根据平衡条件,有
解得
【小问2详解】
根据平衡条件,有
化简可得
则图像的斜率
解得
18. 实验小组同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,实验电路如图甲所示。
现有开关和导线若干,以及如下器材:
A.电流表A:量程0~0.6A,内阻约为
B.电压表V:量程0~3V,内阻约为
C.滑动变阻器
D.滑动变阻器
(1)为了操作方便,尽量减小实验误差,滑动变阻器应选用______(填器材前的字母)。
(2)根据所画图线可得出干电池的电动势______V,内电阻______(结果均保留3位有效数字)。
(3)用该电路测得的电源电动势______真实值,内阻______真实值。(填大于、等于或小于)
【答案】(1)C (2) ①. 1.50 ②. 1.00
(3) ①. 小于 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
本实验测量的是一节干电池的电动势和内阻,由于内阻比较小,为了使电流表有明显偏转调节方便,减小实验误差,所以选择电阻值较小的滑动变阻器C。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
U-I图像与纵轴交点表示干电池的电动势,即
图像的斜率的绝对值表示电源的内阻,即
【小问3详解】
[1][2]本实验中采用相对电源电流表外接法,因为电压表的分流作用,使电流表测量结果偏小,可知实际图像(虚线所示)和测量图像应如图所示
由图可知,用该电路测得的电源电动势小于真实值,内阻小于真实值。
五、计算题:本大题共4小题,共24分。
19. 如图所示,电源电动势,内阻,小灯泡由于铭牌磨损,只能看到额定电压为。先将开关S接1,当滑动变阻器调到时,小灯泡L恰能以额定功率发光;再将开关S接2,小灯泡L和电动机M均以额定功率正常工作,已知电动机的内阻为。求;
(1)小灯泡L的额定功率;
(2)电动机以额定功率工作时机械功率;
(3)此时电动机正提着一质量为0.1kg的小球匀速上升,小球的速度为多大。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)开关S接1时,根据闭合电路欧姆定律有
E=UL+I(R+r)
解得
小灯泡的功率为
解得
(2)开关S接2时,根据闭合电路欧姆定律有
解得
电动机的输入功率为
发热功率为
所以机械功率为
(3)小球匀速运动时
解得
20. 如图所示,小型直流电动机(其线圈内阻为r = 1.5 Ω)与规格为“6 V 6 W”的小灯泡并联,再与阻值为R = 2 Ω的电阻串联,然后接至电源电动势为12 V,内阻r0 = 1 Ω的电源上,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)通过电阻R的电流;
(2)电动机消耗的电功率P;
(3)电动机的效率。
【答案】(1)2 A (2)6 W
(3)75%
【解析】
【小问1详解】
通过电阻R的电流
解得
【小问2详解】
灯泡正常发光,则通过灯泡的电流
通过电动机的电流
电动机消耗的电功率
【小问3详解】
电动机线圈内阻的热功率
电动机的输出功率
由电动机的效率
21. 如图所示电路,U恒为10V、R1=4、R2=6、C1=C2=30F,先闭合开关S,待电路稳定后再断开S,求
(1)闭合开关S稳定后,C1上的电量;
(2)断开开关S稳定后,C2上的电量;
(3)从闭合S稳定到断开S稳定过程中,通过电阻R2、R1的电荷量。
【答案】(1)1.810-4C;(2)310-4C;(3)310-4C,4.210-4C
【解析】
【详解】(1)闭合开关稳定时
UC1=UR2=R2=6V
C1上的电量
QC1=C1UC1=1.810-4C
此时C2被短路
QC2=0
(2)断开开关稳定后
UC2’=UC1’=U=10V
C2上的电量
QC2’=QC1’=C2UC2’=310-4C
(3)由题知,闭合开关稳定后
QC1=1.810-4C
QC2=0
断开开关稳定后
QC1’=QC2’=310-4C
流过R2电量
Q2=QC2’-QC2=310-4C
流过R1电量
Q1=QC1’+QC2’-QC1=4.210-4C
22. 如图所示为一交流发电机的原理示意图,装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场,发电机的矩形线圈abcd在磁场中可绕过bc边和ad边中点且垂直于磁场方向的水平轴OO׳匀速转动。为了便于观察,图中发电机的线圈只画了其中的1匝,用以说明线圈两端的连接情况。线圈在转动过程中可以通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻R连接。已知矩形线圈ab边和cd边的长度L1=20cm,bc边和ad边的长度L2=30cm,匝数匝,线圈转动的角速度,匀强磁场的磁感应强度。线圈的总电阻,外电路的定值电阻,其余电阻不计。电流表和电压表均为理想电表,图示位置线圈平面和磁场方向垂直。求:
(1)线圈从图示位置开始转过30°时的瞬时感应电动势e;
(2)电流表的示数I;
(3)线圈从图示位置转过180°的过程中流过电阻R的电荷量q。
【答案】(1)120V
(2)
(3)0.12C
【解析】
【详解】(1)由题意,根据法拉第电磁感应定律可得线圈转动产生感应电动势最大值为
瞬时感应电动势
线圈从图示位置开始转过时
此时瞬时感应电动势
(2)线圈匀速转动过程中,电流表的示数为有效值,则有
则电流表的示数为
(3)线圈由如图位置转过的过程中,通过的电量为
代入数据解得
六、综合题:本大题共 3 小题,共 24 分。
23. 感应起电机,又名静电起电机,是一种能连续获取并可积累较多正、负电荷实验装置。其旋转盘由两块圆形有机玻璃叠在一起组成,中有空隙,每块向外的表面上都贴有铝片,铝片以圆心为中心对称分布。感应起电机所产生的电压较高,与其他仪器配合后,可进行静电感应、雷电模拟实验、演示尖端放电等有关静电现象的实验。
(1)为观察手摇起电机产生电火花,实验时应( )
A. 保持空气湿度、器材良好接地
B. 保持空气湿度、器材不接地
C. 保持空气干燥、器材良好接地
D. 保持空气干燥、器材不接地
(2)用感应起电机使两个相互靠近的验电羽带上电后,出现如图所示的现象,M、N、P分别为丝线上的三个点,下列说法正确的是( )
A. 两个验电羽带同种电荷
B. M点位置的电势高于N点
C. M点位置的电场强度大于P点
D. N点位置的电场强度的方向为所在电场线的切线方向
(3)在一次科学晚会上,一位老师表演了一个“魔术”如图,一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐(金属)片,把它们分别跟感应起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香,很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。摇动起电机,顿时塑料瓶清澈透明,停止摇动,又是烟雾缭绕。摇动起电机时,塑料瓶内________的电场强度最大。若锯条接电源负极,易拉罐(金属)片接电源正极,这些烟尘最终会到________。(均选填序号):
A.锯条附近 B.易拉罐片附近 C.瓶中心
【答案】(1)C (2)CD
(3) ①. A ②. B
【解析】
【小问1详解】
潮湿的环境下水汽导致空气的绝缘性下降,电荷随时可以放出,电荷不容易积累,因此不容易做好静电实验,实验时器材良好接地,这样,静电计的金属外壳与内部的金属杆及金属指针构成了一个特殊的电容器。
故选C。
【小问2详解】
A.由图可以看出两个验电羽互相吸引,故两验电羽带异种电荷,故A项错误;
B.因为不知道两个验电羽谁带负电,谁带正电,故无法确定M点电势高于N点电势,故B项错误;
C.越靠近电荷,电场强度的大小越大,由图可知M点的位置比P点的位置更靠近电荷,故M点的电场强度大于P点,故C项正确;
D.电场中电场强度的方向为电场线的切线方向,故D项正确。
故选CD。
【小问3详解】
[1][2]瓶内俯视图如图
尖端附近的电场线密集,所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场;且根据俯视图可以看出塑料瓶内存在的是辐条形的电场,不是匀强电场,当静电除尘装置接通静电高压时,存在强电场,它使空气电离而产生阴离子和阳离子,负离子在电场力的作用下,向正极移动时,碰到烟尘微粒使它带负电,带电烟尘在电场力的作用下,向正极移动,烟尘最终被吸附到易拉罐附近,这样消除了烟尘中的尘粒。
24. 下图所示20Ω浸没式电热器两端的电压怎样随时间改变。
(1)(i)电热器两端的电压峰值是多少?
(ii)求交流电的频率。
(iii)求电热器消耗的平均功率。
(2)以此浸没式电热器把水加热至沸腾。
(i)如果电热器把0.7kg的水由室温(25°C)加热至沸点需时5分钟,求电热器把能量转移给水的能量转移率。由此,求加热过程的效率。取水的比热容量为。
(ii)建议两个方法以提高加热过程的效率。
【答案】(1)(i);(ii);(iii)
(2)(i),;(ii)见解析
【解析】
【小问1详解】
(i)由题图可知电热器两端的电压峰值为
(ii)由题图可知交流电的周期为,则交流电的频率为
(iii)电热器两端的电压有效值为
则电热器消耗的平均功率为
【小问2详解】
(i)根据热量计算公式可得
则能量转移率为
电热器消耗的能量为
则加热过程的效率为
(ii)提高加热过程的效率的方法:给电热器加保温层,减速热量向周围环境的散失;增大电热器与水的接触面积,使热量能更充分地传递给水。
25. 真空中有两个点电荷,它们间的静电力为F,如果保持它们所带的电量不变,将它们之间的距离增大为原来的3倍,它们之间静电力的大小等于 ( )
A. 3F B. F/3 C. F D. F/9
【答案】D
【解析】
【详解】由库仑定律的公式F=k知,将保持它们所带的电量不变,将它们之间的距离增大为原来的3倍,则们之间的静电力大小变为原来的1/9.故D正确,ABC错误.故选D.
26. 如图所示为带负电的点电荷的电场线分布图,对该电场中的A、B两点,下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度等于B点的电场强度
B. A点的电场强度比B点的电场强度大
C. A点的电势等于B点的电势
D. A点的电势比B点的电势高
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据图中电场线的疏密程度可知,A点的电场强度比B点的电场强度大,故A错误,B正确;
CD.根据沿电场线方向电势逐渐降低,可知A点的电势比B点的电势低,故CD错误。
故选B。
27. 在图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r.将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中,关于各电表示数的变化,下列判断中正确的是( )
A. 电压表V的示数变小
B. 电流表A1的示数变小
C. 电流表A2的示数变小
D. 电流表A的示数变大
【答案】C
【解析】
【详解】D. 滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动,电路总电阻变大,电路中总电流减小,D错误;
A. 电源的内电压减小,则电路外电压变大,A错误;
B. R1上电压变大,则电流变大,B错误;
C. 由于总电流减小,A1电流增大,则A2电流减小,C正确
考点:考查闭合电路的动态变化分析
【点睛】本题应先明确各用电器间的串并联关系,可以先把电表看作理想电表,电流表短接,电压表断路看待,这可以使电路结构变得简单
28. 在如图所示的电路中,电源的电动势为E内电阻为r,电阻R1与变阻器R2串联,将R2的阻值调至零时,下列说法中正确的是( )
A. 电路的外电阻最小
B. 电阻R1消耗的功率最小
C. 电源内消耗的功率最小
D. 电源内部的电势降落最小
【答案】A
【解析】
【详解】A.将R2的阻值调至零时,R2被短路,电路中电阻最小,故A正确;
BC.由闭合电路欧姆定律可得电路中电流最大,则电阻R1消耗的功率最大,电源内消耗的功率也最大,故BC错误;
D.电路中电流最大,所以内电压最大,即电源内部的电势降落最大,故D错误。
故选A。
29. 如图所示,MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域,最后到达感光板上的P点。经测量P、O间的距离为l,不计带电粒子受到的重力。求:
(1)带电粒子所受洛伦兹力的大小为 ___________;
(2)此粒子的质量为 ___________。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
带电粒子所受洛伦兹力的大小
【小问2详解】
由题可知,粒子圆周运动的半径
洛伦兹力提供粒子圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律可得
联立解得粒子的质量为
30. 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)。现垂直于导轨放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为且指向右斜上方,如图所示,问:
(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?
(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
【答案】(1),
(2),水平向右
【解析】
【小问1详解】
b向a看,其受力分析侧视图如图所示
根据平衡条件可得,水平方向
竖直方向
又安培力为
电流为
解得
,
【小问2详解】
使ab棒受支持力为零,且让磁场最小,可知安培力竖直向上,则有
又
解得
根据左手定则判定磁场方向水平向右。
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2025-2026 学年江苏省苏州市苏州国裕外语学校高二(上)10月月考物理试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题:本大题共10小题,共20分。
1. 在接通台灯开关的6s内通过一横截面的电荷量为3C,则电流是( )
A. 4A B. 0.3A C. 0.5 A D. 5A
2. 为探究小灯泡L伏安特性,连好图示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光.由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是
A. B. C. D.
3. 两个带电小球A、B,分别用等长的绝缘细线悬挂在天花板下方,平衡时如图甲所示,细线与竖直方向夹角均为α,此时细线对A的拉力大小为T1。施加一水平向左的匀强电场后,两小球再次平衡时如图乙所示,细线与竖直方向夹角均为β,且α<β,此时细线对A的拉力大小为T2。下列说法正确的是( )
A. A带负电, B带正电 B. A的电荷量小于B的电荷量
C. A的质量大于B的质量 D. T1<T2
4. 将一电源、定值电阻R0=2Ω及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路,闭合开关后调节电阻箱的阻值,测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 该电源电动势为9V
B. 该电源内阻为1Ω
C. 调整R,电源最大输出功率为9W
D. 电阻箱功率最大时电源效率为50%
5. 如图所示,小明同学用图甲所示的电路图完成“测量电源电动势和内电阻的实验”,图乙中实线为按照实验所记录的电压表示数 U与电流表示数I所作出的图线。由于电流表和电压表都不是理想电表,所以测量结果有系统误差,两条虚线①②中有一条是真实图线,则下列关于此方案的误差说法正确的是( )
A. 本实验产生系统误差的原因是电压表的分流作用,使电流表示数偏大
B. 本实验产生系统误差的原因是电流表的分压作用,使电压表示数偏大
C. 图线①表示真实图线,小明所测电动势和内阻均偏小
D. 图线②表示真实图线,小明所测电动势为真实值,内阻偏大
6. 如图甲所示,在正方形金属线框区域内存在匀强磁场,开始时磁场方向垂直于纸面向外。线框区域内磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化,规定金属线框内的电流逆时针方向为正方向,则正方形金属线框中的感应电流I随时间t的变化图线是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,原线圈两端与宽度d的光滑平行金属轨道连接,轨道平面水平,磁感应强度B的匀强磁场垂直于轨道平面向下。一根金属杆在轨道上运动,并始终与导轨保持良好接触。副线圈两端连接的电路如图,三个灯泡的电阻均相同,L是直流电阻不计的理想线圈,C是电容器,导轨电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 若棒在轨道上以v匀速运动,则小灯泡两端的电压为
B. 若棒轨道上做匀加速运动时,三盏灯泡一样亮
C. 若棒在轨道上做变加速运动时,三盏灯泡一样亮
D. 若原线圈输入正弦式交流电,增加交流电频率,变暗,变亮
8. 利用如图电路测量待测电阻Rx的阻值。定值电阻R1、R2阻值已知,闭合电键S,调节电阻箱接入电路阻值R3时,电流表示数为0,则Rx阻值等于( )
A. R2 B. C. D.
9. 如图所示,在真空中两点分别固定带同种电荷的点电荷,且,点为的中点,、为中垂线上的两点,且。一带电粒子(不计重力)从点由静止释放,经过一段时间刚好以速度经过点。则下列说法正确的是( )
A. 带电粒子将一直沿到方向运动
B. 带电粒子的电势能一直减小
C. 若,带电粒子在点受到的电场力为原来的倍
D. 若,带电粒子经过点的速度为
10. 在检验两地是否短路的测试中,经常用到如图所示的T形电路,电路中的电阻,,有一测试电源,所提供的测试电压恒为以下说法正确的是
A. 若将cd端短路,ab之间的等效电阻为
B. 若将ab端短路,cd之间的等效电阻为
C. 当ab两端接上测试电压时,cd两端的电压为30V
D. 当cd两端接上测试电压时,ab两端的电压为30V
二、多选题:本大题共 4 小题,共 12 分。
11. 如图所示, 单匝线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度匀速转动,其线圈中感应电动势的峰值为,闭合回路中两只灯泡均能正常发光,则( )
A. 从图中位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为
B. 增大线圈转动角速度时, 感应电动势的峰值不变
C. 增大电容器 两极板间的正对面积时,灯泡变暗
D. 抽去电感器 的铁芯时, 灯泡变亮
12. 如图甲所示是一个调谐接收电路,图乙中(a)、(b)、(c) 为电路中的电流随时间变化的图像,则( )
A. i1是L1中的电流图像 B. i1是L2中的电流图像
C. i2是L2中电流图像 D. i3是流过耳机的电流图像
13. 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )
A. 电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多
B. 适用于任何电路,而只适用于纯电阻电路
C. 在非纯电阻电路中,
D. 焦耳热适用于任何电路
14. 两根材料相同的均匀导线A和B,其长度分别为1m和2m,串联在电路中时,其沿长度方向电势的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A. A和B导线中的电流之比为2∶1
B. A和B导线两端的电压之比为2∶1
C. A和B导线的横截面积之比为1∶4
D. A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶1
三、填空题:本大题共2小题,共8分。
15. 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比10:1,原线圈输入的交流电压如图所示,副线圈电路接有滑动变阻器和额定电压为、工作时内阻为的电动机。闭合开关,电动机正常工作,理想电流表示数为,则电动机的机械效率___________,若电动机突然卡住,则原线圈的输入功率大小为___________
16. 5G作为一种新型移动通信网络,不仅要解决人与人通信的问题,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的极致业务体验。5G网络使用的无线电波通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段,比4G及以下网络(通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率。未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10Gbps(比特率、比特/秒),是4G网络的50−100倍。第5代移动通信5G信号的频率为5000MHz,则它的波长为______m。某同学将自己的手机放在真空罩中,给这个手机打电话,发现手机屏幕亮起,可以接收信号,但听不到铃声,此现象说明什么?___________
四、实验题:本大题共2小题,共12分。
17. 某物理兴趣小组的同学设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案,实验原理如图所示,天平的右臂下面挂一个宽为L的矩形线圈,线圈的下部悬在方向垂直于纸面的匀强磁场中。天平左右悬点关于支点对称,线圈共N匝,当地重力加速度大小为g,实验步骤如下:
(1)未通电流时,在天平左盘内放入质量为M的砝码,使天平平衡;当给线圈通以逆时针方向、大小为I的电流(如图所示)时,需要在砝码盘中再加入质量为的砝码,天平才重新平衡。分析可知磁场方向垂直于纸面______(填“向里”或“向外”),磁感应强度大小______。(用题中所给物理量符号表示)
(2)只改变通入线圈电流I的大小,砝码盘中放入砝码使天平平衡,读出砝码盘中砝码的总质量m,得到多组m和I数据后,作出了图像,若该图像是一条斜率为k的直线,则匀强磁场的磁感应强度大小______。(用g、k、L和N表示)
18. 实验小组同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,实验电路如图甲所示。
现有开关和导线若干,以及如下器材:
A.电流表A:量程0~0.6A,内阻约为
B.电压表V:量程0~3V,内阻约为
C.滑动变阻器
D.滑动变阻器
(1)为了操作方便,尽量减小实验误差,滑动变阻器应选用______(填器材前的字母)。
(2)根据所画图线可得出干电池的电动势______V,内电阻______(结果均保留3位有效数字)。
(3)用该电路测得的电源电动势______真实值,内阻______真实值。(填大于、等于或小于)
五、计算题:本大题共4小题,共24分。
19. 如图所示,电源电动势,内阻,小灯泡由于铭牌磨损,只能看到额定电压为。先将开关S接1,当滑动变阻器调到时,小灯泡L恰能以额定功率发光;再将开关S接2,小灯泡L和电动机M均以额定功率正常工作,已知电动机的内阻为。求;
(1)小灯泡L的额定功率;
(2)电动机以额定功率工作时的机械功率;
(3)此时电动机正提着一质量为0.1kg的小球匀速上升,小球的速度为多大。
20. 如图所示,小型直流电动机(其线圈内阻为r = 1.5 Ω)与规格为“6 V 6 W”的小灯泡并联,再与阻值为R = 2 Ω的电阻串联,然后接至电源电动势为12 V,内阻r0 = 1 Ω的电源上,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)通过电阻R的电流;
(2)电动机消耗的电功率P;
(3)电动机的效率。
21. 如图所示电路,U恒为10V、R1=4、R2=6、C1=C2=30F,先闭合开关S,待电路稳定后再断开S,求
(1)闭合开关S稳定后,C1上的电量;
(2)断开开关S稳定后,C2上的电量;
(3)从闭合S稳定到断开S稳定过程中,通过电阻R2、R1的电荷量。
22. 如图所示为一交流发电机的原理示意图,装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场,发电机的矩形线圈abcd在磁场中可绕过bc边和ad边中点且垂直于磁场方向的水平轴OO׳匀速转动。为了便于观察,图中发电机的线圈只画了其中的1匝,用以说明线圈两端的连接情况。线圈在转动过程中可以通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻R连接。已知矩形线圈ab边和cd边的长度L1=20cm,bc边和ad边的长度L2=30cm,匝数匝,线圈转动的角速度,匀强磁场的磁感应强度。线圈的总电阻,外电路的定值电阻,其余电阻不计。电流表和电压表均为理想电表,图示位置线圈平面和磁场方向垂直。求:
(1)线圈从图示位置开始转过30°时的瞬时感应电动势e;
(2)电流表的示数I;
(3)线圈从图示位置转过180°的过程中流过电阻R的电荷量q。
六、综合题:本大题共 3 小题,共 24 分。
23. 感应起电机,又名静电起电机,是一种能连续获取并可积累较多正、负电荷的实验装置。其旋转盘由两块圆形有机玻璃叠在一起组成,中有空隙,每块向外的表面上都贴有铝片,铝片以圆心为中心对称分布。感应起电机所产生的电压较高,与其他仪器配合后,可进行静电感应、雷电模拟实验、演示尖端放电等有关静电现象的实验。
(1)为观察手摇起电机产生电火花,实验时应( )
A. 保持空气湿度、器材良好接地
B. 保持空气湿度、器材不接地
C. 保持空气干燥、器材良好接地
D. 保持空气干燥、器材不接地
(2)用感应起电机使两个相互靠近的验电羽带上电后,出现如图所示的现象,M、N、P分别为丝线上的三个点,下列说法正确的是( )
A. 两个验电羽带同种电荷
B. M点位置的电势高于N点
C. M点位置的电场强度大于P点
D. N点位置的电场强度的方向为所在电场线的切线方向
(3)在一次科学晚会上,一位老师表演了一个“魔术”如图,一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐(金属)片,把它们分别跟感应起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香,很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。摇动起电机,顿时塑料瓶清澈透明,停止摇动,又是烟雾缭绕。摇动起电机时,塑料瓶内________的电场强度最大。若锯条接电源负极,易拉罐(金属)片接电源正极,这些烟尘最终会到________。(均选填序号):
A.锯条附近 B.易拉罐片附近 C.瓶中心
24. 下图所示20Ω浸没式电热器两端的电压怎样随时间改变。
(1)(i)电热器两端电压峰值是多少?
(ii)求交流电的频率。
(iii)求电热器消耗的平均功率。
(2)以此浸没式电热器把水加热至沸腾。
(i)如果电热器把0.7kg的水由室温(25°C)加热至沸点需时5分钟,求电热器把能量转移给水的能量转移率。由此,求加热过程的效率。取水的比热容量为。
(ii)建议两个方法以提高加热过程的效率。
25. 真空中有两个点电荷,它们间的静电力为F,如果保持它们所带的电量不变,将它们之间的距离增大为原来的3倍,它们之间静电力的大小等于 ( )
A. 3F B. F/3 C. F D. F/9
26. 如图所示为带负电的点电荷的电场线分布图,对该电场中的A、B两点,下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度等于B点的电场强度
B. A点的电场强度比B点的电场强度大
C. A点的电势等于B点的电势
D. A点的电势比B点的电势高
27. 在图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r.将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中,关于各电表示数的变化,下列判断中正确的是( )
A. 电压表V的示数变小
B. 电流表A1的示数变小
C. 电流表A2的示数变小
D. 电流表A的示数变大
28. 在如图所示的电路中,电源的电动势为E内电阻为r,电阻R1与变阻器R2串联,将R2的阻值调至零时,下列说法中正确的是( )
A. 电路的外电阻最小
B. 电阻R1消耗的功率最小
C. 电源内消耗的功率最小
D. 电源内部的电势降落最小
29. 如图所示,MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域,最后到达感光板上的P点。经测量P、O间的距离为l,不计带电粒子受到的重力。求:
(1)带电粒子所受洛伦兹力的大小为 ___________;
(2)此粒子的质量为 ___________。
30. 水平面上有电阻不计U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)。现垂直于导轨放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为且指向右斜上方,如图所示,问:
(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?
(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
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