内容正文:
兰州市第五十五中学2025年11月高二物理月考试卷
一、选择题(第1-9题为单选题,每题3分,第10-12题为多选题,每题6分)
1. 内通过导线某横截面的电荷量为,则导线中的电流为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据电流强度的定义,导线中的电流为
故选B。
2. 一段粗细均匀的导线的横截面积为,导线内自由电子的电荷量为,导线单位体积的自由电子数为,自由电子做无规则运动的速率为,单位时间内通过某一横截面的自由电子数为。则导线中的电流为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据电流微观表达式可得
其中指的是自由电子做定向运动的平均速率,不是自由电子做无规则运动的速率,故AB错误;
CD.单位时间内通过某一横截面的自由电子数为,则时间内通过该横截面的电荷量为
根据电流定义式可得导线中的电流为
故C错误,D正确。
故选D。
3. 如图所示,用某种金属材料制成长为a、宽为b、厚为c的长方体,且。电流沿AB方向的电阻为,电流沿CD方向的电阻为,电流沿EF方向的电阻为,则等于( )
A. 8∶2∶1 B. 8∶1∶4 C. 16∶1∶2 D. 16∶1∶4
【答案】D
【解析】
【详解】设金属材料的电阻率为,根据电阻定律可知,电流沿AB方向时电阻
电流沿CD方向时电阻
电流沿EF方向时电阻
则
故选D。
4. 某同学通过实验,描绘出了两个电阻R1、R2的伏安特性曲线。如图所示,两条图线交于P点,R2的图像在P点的切线与纵轴的交点坐标为0.4。下列说法正确的是( )
A. 的电阻为0.5Ω
B. R2的电阻随电压的增大而减小
C. 当U=1V时,R2与R1的电阻相等
D. 当U=1V时,R2的电阻为10Ω
【答案】C
【解析】
【详解】ACD.由图可知阻值不变,的阻值随着变化的变化而变化,当时,、的阻值相等,均为
故C正确,AD错误;
B.根据可知图像与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数,由图知,的电阻随电压的增大而增大,故B错误。
故选C。
5. 某物理兴趣小组设计了一个如图所示的多用电表电路图。已知表头G的满偏电流、内阻,定值电阻,,电源电动势、内阻,电阻箱的调节范围是0~999.9Ω。选择开关置于2位置,通过开关S的通断可以实现欧姆表“×1”与“×10”两种倍率。下列说法正确的是( )
A. 与多用电表B端相连的是红表笔
B. 选择开关置于1位置,闭合开关S,电流表的量程为270mA
C. 选择开关置于3位置,闭合开关S,电压表的量程为60V
D. 选择开关置于2位置,则断开开关S,欧姆表为“×1”倍率
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据多用电表“红进黑出”可知与B端相连的是黑表笔,A错误;
BC.选择开关置于1位置,闭合开关S时,
与并联后总电阻
S闭合,选择开关置于3时
B错误,C正确;
D.正确调零后,欧姆表的内阻
闭合开关S时,电流表量程为S断开时的10倍,故而内阻是S断开时的,因此开关S闭合为“×1”倍率,S断开为“×10”倍率,D错误。
故选C。
6. 标有“”和“”的灯和(假设两灯灯丝电阻不变),若将它们串联在某电源上,使其中一个灯正常发光时,下列说法正确的是( )
A. 通过灯和的电流之比为
B. 灯和两端的电压之比为
C. 灯和的发光亮度相同
D. 能够正常发光的灯应是灯
【答案】D
【解析】
【详解】A.串联电路中各处电流相等,若将它们串联在某电源上,通过灯和的电流之比为,故A错误;
B.题意可知灯泡的电阻为
灯泡的电阻为
又因为通过两灯的电流相等,故灯和两端的电压之比为,故B错误;
C.通过两灯的电流相等,两灯的电阻不相等,根据
可知两灯的实际电功率不相等,两灯的亮度不同,故C错误;
D.允许通过的最大电流为
允许通过的最大电流为
串联电路中各处电流相等,则电路允许的最大电流为,能正常发光的是,故D正确。
故选D。
7. 如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定不变,滑片P在滑动变阻器的中点位置时,灯泡L正常发光,将滑片P移到最右端的过程中,则( )
A. 电压表的示数变大
B. 电流表的示数变小
C. 灯泡L消耗的功率变小
D. 电阻R1消耗的功率变小
【答案】C
【解析】
【详解】A B D.滑动变阻器的滑片向右端滑动过程,变阻器接入电路的电阻减小,所以外电路总R减小,由欧姆定律得知总电流I增大,所以电流表示数变大;总电流增大,所以通过滑动变阻器及R1的电流增大,根据可知电阻R1消耗的功率增大;R1的电压增大,所以R的电压减小,所以电压表的示数减小,故ABD错误;
C.路端电压减小。电灯L的电压等于路端电压,所以电灯L的电流减小,而所以电灯L消耗的功率变小,故C正确。
故选C。
8. 如图所示电路中,电源电动势,内阻,定值电阻,,;滑动变阻器的取值范围为。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使取不同的阻值接入电路,则下列说法正确的是( )
A. 时,定值电阻消耗的功率最大,为
B. 时,电源内阻消耗的功率最小,为
C. 时,消耗的功率最大,为
D. 时,电源的效率最高,为90%
【答案】C
【解析】
【详解】A.时,外电阻最小,总电流最大,则定值电阻消耗的功率最大,此时并联部分的总阻值为
由闭合电路欧姆定律得干路电流为
则定值电阻消耗的功率为
故A错误;
B.当电源内阻消耗的功率最小时,由
知此时电路中的总电流最小,对应的外电阻最大,故当时,总的外电阻并未达最大值,故B错误;
C.为求滑动变阻器消耗的最大功率,可对原电路进行如下图所示的等效变换。
易知,等效电源的等效电动势,等效内阻,故当时,消耗的功率最大,且为
故C正确;
D.当时,总的外电阻最大。由于电源效率为
显然,当总的外电阻R最大时,取最大值,当时,总的外电阻为
此时最大,且为
故D错误。
故选C。
9. 在如图所示的电路中,由于某一电阻发生短路或断路,使A灯变暗,B灯变亮,则故障可能是( )
A. R1短路 B. R2断路 C. R3短路 D. R4断路
【答案】B
【解析】
【详解】A.若R1短路,外电路总电阻减小,干路电流变大,且B灯与R2并联部分电压增大,A灯和B灯均变亮,A错误;
B.R2断路,B灯分得的电流增大,则B灯变亮,R2断路后,电路总电阻增大,则干路电流减小,A灯变暗,B正确;
C.R3短路,即R3支路相当于一条导线,则电流几乎不会流经R1、B灯和R2,则B灯不亮,A灯变亮,C错误;
D.R4断路,则A灯和B灯都不亮,D错误。
故选B。
10. R1、R2、R3三个电阻的阻值均为20 Ω,允许通过的最大电流分别为、、。按如图所示的四种方式连接,则下列说法不正确的是( )
A. 图丙和图丁的等效电阻相等
B. 图甲和图丙中干路最大电流相等
C. 图乙和图丁干路最大电流之比为2∶1
D. 四个电路两端的最大电压之比为3∶1∶2∶2
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图丙的等效电阻为
图丁的等效电阻为
故A错误,符合题意;
B.由于分别在图甲、图丙中干路上,且允许通过的电流最大为1A,即图甲和图丙中干路最大电流相等,故B正确,不符合题意;
C.先根据
计算出各元件的额定电压
图乙分析:三个电阻最小的额定电压为20V,20V就是并联电路允许加的最大电压值,即电路允许通过的最大总电流
图丁分析:并联电路允许加的最大电压值为20V,即电路允许通过的最大总电流
图乙干路最大电流为3A,图丁干路最大电流为1.5A,则图乙和图丁干路最大电流之比为,故C正确,不符合题意;
D.图甲的最大电压为
图乙的最大电压为
图丙的最大电压为
图丁的最大电压为
则个电路两端最大电压之比为,故D错误,符合题意。
故选AD。
11. 如图所示是一电路板的示意图,a、b、c、d为接线柱,a、d与220V的交流电源连接,ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻发现电路中没有电流,为检查电路故障,用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220V,由此可知
A. ab间电路通,cd间电路不通 B. ab间电路不通,bc间电路通
C. ab间电路通,bc间电路不通 D. bc间电路不通,cd间电路通
【答案】CD
【解析】
【分析】电压表是一个内阻很大的元件,使用时应将其与被测电路并联,当将其与其他元件串联时,其示数将接近电源电压,造成元件无法正常工作.根据电压表的这一特点,结合电路的连接变化可依次做出判断,并推理出故障的原因.
【详解】用电压表测得a、c两点间的电压为220V,说明c、d间是连通的;用电压表测得b、d两点间的电压为220V,说明a、b间是连通的,综合两次的测量结果可以看出,只有当b、c间断路时,才会出现上述情况,CD正确.
12. 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. W=UIt适用于任何电路,而W=I2Rt=t只适用于纯电阻电路
C. 在非纯电阻电路中,UI=I2R
D. 焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
【答案】BD
【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量的多少还与做功的时间的长短有关,A错误;
B.公式
是计算电路的总功的大小,适用于任何的电路,当为纯电阻电路时,根据欧姆定律
可以推导出
所以
只能适用于纯电阻电路,B正确;
C.在不是纯电阻的电路中,表示的是总的功率的大小,而只是电路中发热的功率,还有对外做功的功率的大小,所以
C错误;
D.焦耳热
适用于任何电路中的焦耳热量的计算,D正确。
故选BD。
二、实验题(每空2分,共24分)
13. 某同学对一阻值约为的金属丝的电阻率进行了测定,先利用刻度尺测量金属丝的长度,再用螺旋测微器测量金属丝直径,然后用伏安法测出金属丝的电阻,最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的长度和直径,测量结果如图甲、乙所示,该工件长度为_______,直径为______。
(2)实验室提供的器材有:
A.电压表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.滑动变阻器()
E.电源(输出电压恒为)、开关和导线若干
实验时电流表应选______填器材前的字母序号。
(3)为使通过待测金属丝的电流能从开始变化,实验电路应选用下图中的______。
A. B.
C. D.
(4)实验中测得金属丝电阻为,长度为,直径的平均值为,则该金属材料电阻率的表达式为 ______用、、等字母表示。
(5)若已知电压表的读数为,内阻为,电流表的读数为,内阻为,根据第(3)问中所选电路,写出真实值的计算表达式:______用本题中所给物理量表示。
【答案】(1) ①. 10.220 ②. 5.900##5.899##5.901
(2)B (3)A
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
[1]该工件长度为
[2]直径为
【小问2详解】
由于金属丝电阻为,电源输出电压为,则电路最大电流 ,则电流表选。
故选B。
【小问3详解】
因为,所以电流表采用外接法,金属丝的电流能从开始变化,则滑动变阻器采用分压式接法,故A选项符合题意。
故选A。
【小问4详解】
根据电阻定律,整理得。
【小问5详解】
由题意可知通过金属丝的真实电流为 ,故
14. 某同学想把量程为0~3mA但内阻未知的毫安表G改装成量程为0~30mA的电流表A1;他先测量出毫安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准电流表A,对改装后的电流表进行检测,具体实验步骤如下:
①按如图甲所示的电路图连接好线路;
②将滑动变阻器R的阻值调到最大,闭合开关S1后调节R的阻值,使毫安表G的指针满偏;
③闭合开关S2,保持R不变,调节电阻箱的阻值,使毫安表G的示数为2mA,此时接入电路的阻值为1800Ω。
回答下列问题:
(1)由实验操作步骤可知,毫安表G内阻的测量值______Ω,该测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)毫安表内阻的真实值。
(2)若按照(1)中测算的,将上述毫安表G改装成量程为0~30mA的电流表,需要_______(填“串联”或“并联”)一个阻值为_______Ω的电阻。
(3)用如图乙所示的电路对改装后的电流表进行校准,由于内阻测量时造成的误差,当标准电流表的示数为30mA时,改装电流表中毫安表G的示数为2.9mA。为了尽量消除改装后的电流表测量电流时带来的误差,的阻值应调至_______Ω。(结果保留整数)
(4)在如图甲所示的电路图中,为减小系统误差,下列操作正确的是_______。(填正确答案标号)
A. 减小R的总阻值 B. 增大R的总阻值
C. 选择电动势较大的电源 D. 选择电动势较小的电源
【答案】(1) ①. 900 ②. 小于
(2) ①. 并联 ②. 100
(3)104 (4)C
【解析】
【小问1详解】
[1]因表头满偏时电流较小,故当其满偏时接入电路的电阻比表头内阻大得多,所以闭合,保持不变,调节的阻值使表头示数为时,干路电流几乎没有变化,由并联电路特点可知
解得
[2]由于与表头并联导致整个回路总电阻变小,干路的实际电流大于,由公式
可得测量值小于真实值。
【小问2详解】
[1]由电路知识可知,为扩大表头测量电流的量程应该并联一个电阻分流。
[2]由并联电路特点可得
解得
【小问3详解】
设阻值调至,由并联电路特点得
两式相比解得
【小问4详解】
本实验成功的关键是接入回路的电阻比表头所在局部的电阻大得多,这样就可以保证在与表头并联对干路电路的影响足够小,由于表头满偏电流一定,故而电源的电动势越大,接入干路的阻值就可以越大,实验的系统误差就越小,故C正确。
故选C。
四、计算题
15. 如图所示,灵敏电流计的内阻Rg = 90 Ω,满偏电流Ig = 1 mA。当使用a、b两个端点时,是量程为I的电流表;当使用a、c两个端点时,是量程为3 V的电压表。已知电阻R1 = 10 Ω,求:
(1)量程I的值;
(2)电阻R2的值。
【答案】(1)10 mA
(2)291 Ω
【解析】
【小问1详解】
当使用a、b两个端点时,若灵敏电流计满偏,根据并联电路规律,有
【小问2详解】
当使用a、c两个端点时,若灵敏电流计满偏,根据串联电路规律,有
即
16. 如图所示电路接有恒定电压U,电流表为理想电流表,电压表内阻为,三个电阻的阻值分别为,,。当开关接1时,电流表示数为1mA。求:
(1)电压U;
(2)当开关S接2时,电压表与电流表示数。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
当开关接1时,与并联后再与串联,电流表测电流
其两端电压
中电流
则干路电流
所以;
【小问2详解】
当开关S接2时,与伏特表并联后再与串联。并联部分总电阻
根据串联分压原理可知,电压表示数
电流表示数
17. 如图所示,电源电动势为 E=6V、内阻为r,电压表和电流表都可看作理想电表。调节变阻箱阻值为27.5Ω,此时电机没有转动、电压表和电流表的示数分别为 0.4V 和 0.2A;再次调节变阻箱阻值为 电机正常工作,电压表示数和电流表示数分别变为3V 和0.3A。求∶
(1)电源的内阻r和电动机的内阻rM;
(2)求电动机正常工作时的输出功率;
(3)在变阻箱阻值为 的情况下,正在运行的电动机因某原因突然卡住不转,但没有烧坏,此时电动机的发热功率又为多少?
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)电机没有转动时为纯电阻
(2)当电机转动时
(3)正常工作时
卡住后
所以电动机的功率
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一、选择题(第1-9题为单选题,每题3分,第10-12题为多选题,每题6分)
1. 内通过导线某横截面的电荷量为,则导线中的电流为( )
A. B. C. D.
2. 一段粗细均匀的导线的横截面积为,导线内自由电子的电荷量为,导线单位体积的自由电子数为,自由电子做无规则运动的速率为,单位时间内通过某一横截面的自由电子数为。则导线中的电流为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,用某种金属材料制成长为a、宽为b、厚为c的长方体,且。电流沿AB方向的电阻为,电流沿CD方向的电阻为,电流沿EF方向的电阻为,则等于( )
A. 8∶2∶1 B. 8∶1∶4 C. 16∶1∶2 D. 16∶1∶4
4. 某同学通过实验,描绘出了两个电阻R1、R2的伏安特性曲线。如图所示,两条图线交于P点,R2的图像在P点的切线与纵轴的交点坐标为0.4。下列说法正确的是( )
A. 的电阻为0.5Ω
B. R2的电阻随电压的增大而减小
C. 当U=1V时,R2与R1的电阻相等
D. 当U=1V时,R2的电阻为10Ω
5. 某物理兴趣小组设计了一个如图所示的多用电表电路图。已知表头G的满偏电流、内阻,定值电阻,,电源电动势、内阻,电阻箱的调节范围是0~999.9Ω。选择开关置于2位置,通过开关S的通断可以实现欧姆表“×1”与“×10”两种倍率。下列说法正确的是( )
A. 与多用电表B端相连的是红表笔
B. 选择开关置于1位置,闭合开关S,电流表的量程为270mA
C. 选择开关置于3位置,闭合开关S,电压表的量程为60V
D. 选择开关置于2位置,则断开开关S,欧姆表为“×1”倍率
6. 标有“”和“”的灯和(假设两灯灯丝电阻不变),若将它们串联在某电源上,使其中一个灯正常发光时,下列说法正确的是( )
A. 通过灯和的电流之比为
B. 灯和两端的电压之比为
C. 灯和的发光亮度相同
D. 能够正常发光的灯应是灯
7. 如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定不变,滑片P在滑动变阻器的中点位置时,灯泡L正常发光,将滑片P移到最右端的过程中,则( )
A. 电压表的示数变大
B. 电流表的示数变小
C. 灯泡L消耗的功率变小
D. 电阻R1消耗的功率变小
8. 如图所示电路中,电源电动势,内阻,定值电阻,,;滑动变阻器的取值范围为。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使取不同的阻值接入电路,则下列说法正确的是( )
A. 时,定值电阻消耗的功率最大,为
B. 时,电源内阻消耗的功率最小,为
C. 时,消耗的功率最大,为
D. 时,电源的效率最高,为90%
9. 在如图所示的电路中,由于某一电阻发生短路或断路,使A灯变暗,B灯变亮,则故障可能是( )
A. R1短路 B. R2断路 C. R3短路 D. R4断路
10. R1、R2、R3三个电阻的阻值均为20 Ω,允许通过的最大电流分别为、、。按如图所示的四种方式连接,则下列说法不正确的是( )
A. 图丙和图丁的等效电阻相等
B. 图甲和图丙中干路最大电流相等
C. 图乙和图丁干路最大电流之比为2∶1
D. 四个电路两端的最大电压之比为3∶1∶2∶2
11. 如图所示是一电路板的示意图,a、b、c、d为接线柱,a、d与220V的交流电源连接,ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻发现电路中没有电流,为检查电路故障,用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220V,由此可知
A. ab间电路通,cd间电路不通 B. ab间电路不通,bc间电路通
C. ab间电路通,bc间电路不通 D. bc间电路不通,cd间电路通
12. 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. W=UIt适用于任何电路,而W=I2Rt=t只适用于纯电阻电路
C. 在非纯电阻电路中,UI=I2R
D. 焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路
二、实验题(每空2分,共24分)
13. 某同学对一阻值约为的金属丝的电阻率进行了测定,先利用刻度尺测量金属丝的长度,再用螺旋测微器测量金属丝直径,然后用伏安法测出金属丝的电阻,最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的长度和直径,测量结果如图甲、乙所示,该工件长度为_______,直径为______。
(2)实验室提供的器材有:
A.电压表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.滑动变阻器()
E.电源(输出电压恒为)、开关和导线若干
实验时电流表应选______填器材前的字母序号。
(3)为使通过待测金属丝的电流能从开始变化,实验电路应选用下图中的______。
A. B.
C. D.
(4)实验中测得金属丝电阻为,长度为,直径的平均值为,则该金属材料电阻率的表达式为 ______用、、等字母表示。
(5)若已知电压表的读数为,内阻为,电流表的读数为,内阻为,根据第(3)问中所选电路,写出真实值的计算表达式:______用本题中所给物理量表示。
14. 某同学想把量程为0~3mA但内阻未知的毫安表G改装成量程为0~30mA的电流表A1;他先测量出毫安表G的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用一标准电流表A,对改装后的电流表进行检测,具体实验步骤如下:
①按如图甲所示的电路图连接好线路;
②将滑动变阻器R的阻值调到最大,闭合开关S1后调节R的阻值,使毫安表G的指针满偏;
③闭合开关S2,保持R不变,调节电阻箱的阻值,使毫安表G的示数为2mA,此时接入电路的阻值为1800Ω。
回答下列问题:
(1)由实验操作步骤可知,毫安表G内阻的测量值______Ω,该测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)毫安表内阻的真实值。
(2)若按照(1)中测算的,将上述毫安表G改装成量程为0~30mA的电流表,需要_______(填“串联”或“并联”)一个阻值为_______Ω的电阻。
(3)用如图乙所示的电路对改装后的电流表进行校准,由于内阻测量时造成的误差,当标准电流表的示数为30mA时,改装电流表中毫安表G的示数为2.9mA。为了尽量消除改装后的电流表测量电流时带来的误差,的阻值应调至_______Ω。(结果保留整数)
(4)在如图甲所示的电路图中,为减小系统误差,下列操作正确的是_______。(填正确答案标号)
A. 减小R的总阻值 B. 增大R的总阻值
C. 选择电动势较大的电源 D. 选择电动势较小的电源
四、计算题
15. 如图所示,灵敏电流计的内阻Rg = 90 Ω,满偏电流Ig = 1 mA。当使用a、b两个端点时,是量程为I的电流表;当使用a、c两个端点时,是量程为3 V的电压表。已知电阻R1 = 10 Ω,求:
(1)量程I的值;
(2)电阻R2的值。
16. 如图所示电路接有恒定电压U,电流表为理想电流表,电压表内阻为,三个电阻的阻值分别为,,。当开关接1时,电流表示数为1mA。求:
(1)电压U;
(2)当开关S接2时,电压表与电流表示数。
17. 如图所示,电源电动势为 E=6V、内阻为r,电压表和电流表都可看作理想电表。调节变阻箱阻值为27.5Ω,此时电机没有转动、电压表和电流表的示数分别为 0.4V 和 0.2A;再次调节变阻箱阻值为 电机正常工作,电压表示数和电流表示数分别变为3V 和0.3A。求∶
(1)电源的内阻r和电动机的内阻rM;
(2)求电动机正常工作时的输出功率;
(3)在变阻箱阻值为 的情况下,正在运行的电动机因某原因突然卡住不转,但没有烧坏,此时电动机的发热功率又为多少?
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