内容正文:
2024—2025学年河北省邯郸市涉县高二上学期月考
物理试卷
本试卷满分150分,考试时间120分钟
一、单项选择题(本大题共6小题,每小题3分,共18分。)
1. 关于电流强度,下列说法正确的是( )
A. 电子运动的速率越大,电流强度就越大
B. 电流强度是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向
C. 导线内自由电子定向移动的速率等于电场的传播速率
D. 在国际单位制中,电流强度是一个基本物理量,其单位安培是基本单位
2. 两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折起来,然后给它们分别加上相同电压,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )
A. 1∶4 B. 1∶8 C. 1∶16 D. 16∶1
3. 一电压表由电流表G与电阻R串联而成,如图所示。若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进( )
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. 如图所示的电路中,电池组电动势为,内电阻为,定值电阻和滑动变阻器。在变阻器的滑片从a向b移动的整个过程中,电流表的读数和电压表的读数的变化情况是( )
A. 、都不断增大 B. 不断减小,不断增大
C. 先增加后减小,不断减小 D. 先增加后减小,先减小后增大
5. 某一网络电路中的部分电路如图所示,已知I=3A,I1=2A,R1=10Ω,R2=5Ω,R3=30Ω,则下列结论正确的是( )
A. 通过 R3的电流为0.5A,方向从
B. 通过 R3的电流为0.5A,方向从
C. 通过电流表的电流为0.5A,电流表“+”接线柱在右边
D. 通过电流表的电流为1.5A,电流表“+”接线柱在左边
6. 、、三个灯的规格分别为“、”、“、”、“、”。电源电压为,如图四种连接电路中,保证灯泡正常工作的同时最省电的是(其中为适当规格的附加电阻)( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分,选错不得分,漏选得2分。)
7. 理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干。设电动机线圈的电阻为,它与电热丝的电阻相串联,接到直流电源上,电吹风机两端电压为,电流为,消耗的电功率为,则有( )
A. B.
C. D.
8. 测电灯泡发光时电阻的电路如图所示,对实验时观察到的现象及所做的分析如下,其中正确的是( )
A. S闭合后,观察到电压表示数较大,电流表示数基本为零,灯不亮,原因是灯所在的支路发生了断路故障
B. S闭合后,观察到电流表有示数,电压表无示数,灯不亮,原因是灯短路了
C. S闭合后,观察到电流表有示数,电压表无示数,灯亮,原因是电压表支路断路
D. S闭合后,观察到灯不亮,电流表、电压表均无示数,原因是电流表短路
9. 在如图所示的电路中,电源内阻不计.为使电容器的带电量增大,可采取以下哪些方法( )
A. 增大R1 B. 增大R2
C. 增大R3 D. 减小R1
10. 阻值较大的电阻和串联后接入电压恒定的电路,如图所示,先用一电压表依次测量a与b、b与c和a与c间的电压,示数分别是、和,则(电压表内阻与、相差不大)( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示,将一电动势E=1.5V,内阻r=1.0Ω的电源和粗细均匀的电阻丝相连,电阻线长度L=0.297m,电阻R=99Ω,电容C=0.2μF,当滑动触头P以4×10-3m/s的速度向右滑动时,下列说法中正确的是( )
A. 电容器C充电,流过电流计G的电流方向为a→G→b
B. 电容器C放电,流过电流计G的电流方向为b→G→a
C. 每秒钟电容器两极板的电压减少量的0.02V
D. 流过电流计的电流是4×10-3mA
三、填空题(本大题共3小题,共34分。其中12题7分,13题15分,14题12分。)
12. 利用伏安法测定同一电阻器的电阻,第一次测量时,采用电流表外接的电路,如图甲所示,电压表示数为,电流表示数为,第二次测量时,改用电流表内接的电路,如图乙所示,电压表的读数仍为,电流表的读数变为,由此两组测量数据估测出此电阻器的阻值__________。
13. 测量电源电动势和内电阻的器材如图1所示,请用实线表示导线,将图1中器材连成实验用电路________,实验时经测量得出的数据如下表,请在图2的方格纸上画出图线________,其中原点坐标取,利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为________、________(保留两位小数)。
1
2
3
4
5
6
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
14. 如图是电饭煲的电路图,是一个限温开关,手动闭合后,当温度达到居里点(103℃),会自动断开,是一个自动温控开关,当温度低于70℃时会自动闭合,温度高于80℃时会自动断开。红灯是加热时的指示灯,黄灯是保温状态的指示灯。限流电阻。加热电阻丝,两灯的电阻不计。
(1)根据电路,试回答下列问题:
①放上食物,接上电源,此时__________(填闭合或断开),手动闭合,这时黄灯__________,红灯__________(填亮或不亮),电饭煲处于加热状态。
②加热到80℃时,__________,__________。温度升高到103℃时,__________,这时饭已煮熟,处于保温状态。
③由于散热,等温度降到70℃时,__________,电饭煲重新加热,温度达到80℃时,__________,再次处于保温状态。
(2)加热和保温两种状态下,消耗的电功率之比为__________。
四、计算题(本大题共5小题,共78分,其中15、16题各15分,17、18、19题各16分。答题必须要有必要的说明和过程,只有答案没有必要过程不得分。)
15. 微型吸尘器的直流电动机的内阻一定,当加上0.3V的电压时,通过的电流为0.3A,此时电机不转。当加在电动机两端的电压为2.0V时,电流为0.8A,这时电动机正常工作。则吸尘器的效率为多少?
16. 如图所示,电源电动势E=10.0V,其内阻不计.固定电阻的阻值R1=4.0 ,可变电阻R2的阻值可在0~10.0之间调节,电容器的电容C=30.0μF.求:
(1)闭合开关S,当R2取何值时,R2消耗的功率最大,最大功率为多少.
(2)在R2消耗的功率最大状态时,将开关S断开,这以后流过R1的总电荷量为多少?
17. 如图所示电路中,已知电源电动势,内阻,,小灯泡的额定功率,当开关闭合,理想电流表示数为,此时小灯泡恰好正常发光,求电阻的阻值及此时电源输出功率。
18. 如图所示的电路中,理想电流表的读数为0.75A,理想电压表的读数为2.0V,R3=4.0Ω.通电某一段时间后,因某一电阻烧断,使电流表的读数为0.80A,电压表的读数为3.2V,则:
(1)电路中哪一个电阻发生故障?
(2)此电路中R1和R2的阻值各为多大?
(3)电源的电动势和内阻各为多大?
19. 如图所示,电源的电动势为3V,内阻r=0.1Ω,R1=3.9Ω,R2=4Ω,当R3=2Ω时,在两平行板的正中有一质量为1×10-5kg的带电液滴正好处于平衡状态,两极间距离为d。
(1)如果将R3调为8Ω时,带电液滴将如何运动;
(2)如果液滴运动s时突然将a、b的正负极互换(所用时间忽略),要使液滴仍按原运动方向到达极板,则s与d应满足什么关系。
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2024—2025学年河北省邯郸市涉县高二上学期月考
物理试卷
本试卷满分150分,考试时间120分钟
一、单项选择题(本大题共6小题,每小题3分,共18分。)
1. 关于电流强度,下列说法正确的是( )
A. 电子运动的速率越大,电流强度就越大
B. 电流强度是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向
C. 导线内自由电子定向移动的速率等于电场的传播速率
D. 在国际单位制中,电流强度是一个基本物理量,其单位安培是基本单位
【答案】D
【解析】
【详解】A.电流的微观表达式为,电流大小不仅与电荷定向移动速率有关,还和单位体积自由电荷数、导体横截面积、单个电荷电荷量有关,且电子无规则热运动的速率不影响电流大小,故A错误;
B.电流强度虽有方向,但运算遵循代数加减规则,不满足矢量的平行四边形定则,属于标量,故B错误;
C.导线内电场的传播速率等于光速(约),自由电子定向移动的速率仅约为,二者不相等,故C错误;
D.国际单位制中规定电流强度是七个基本物理量之一,其单位安培是基本单位,故D正确。
故选D。
2. 两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折起来,然后给它们分别加上相同电压,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )
A. 1∶4 B. 1∶8 C. 1∶16 D. 16∶1
【答案】C
【解析】
【详解】根据电阻定律得
根据欧姆定律
根据电流的定义得
解得
根据题意得
解得
故选C。
3. 一电压表由电流表G与电阻R串联而成,如图所示。若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进( )
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】D
【解析】
【详解】改装后的电压表读数不准,说明串联的电阻不准确,所以应使串联电阻有所改变。电压表的读数比准确值小了一些,说明流经电压表的电流稍小些,串联的电阻稍大了些,要使电压表读数准确,应使串联电阻的总阻值稍小些,可在R上并联一比R大得多的电阻。
故选D。
4. 如图所示的电路中,电池组电动势为,内电阻为,定值电阻和滑动变阻器。在变阻器的滑片从a向b移动的整个过程中,电流表的读数和电压表的读数的变化情况是( )
A. 、都不断增大 B. 不断减小,不断增大
C. 先增加后减小,不断减小 D. 先增加后减小,先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】电路中,与滑动变阻器构成并联结构:滑片将分为段(电阻)和段(电阻),其中从到变化。
并联总电阻为:
这是一个开口向下的二次函数,当时,取得最大值。
结论:滑片从到移动时,外电路总电阻先增大,后减小。
根据闭合电路欧姆定律:
当先增大时,先减小;当后减小时,后增大。
因此,干路电流先减小,后增大。
路端电压公式:
当先减小时,减小,先增大;当后增大时,增大,后减小。因此,路端电压先增大,后减小。
故选D。
5. 某一网络电路中的部分电路如图所示,已知I=3A,I1=2A,R1=10Ω,R2=5Ω,R3=30Ω,则下列结论正确的是( )
A. 通过 R3的电流为0.5A,方向从
B. 通过 R3的电流为0.5A,方向从
C. 通过电流表的电流为0.5A,电流表“+”接线柱在右边
D. 通过电流表的电流为1.5A,电流表“+”接线柱在左边
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据欧姆定律,电阻R1两端电压为2A×10Ω=20V,电阻R2两端电压为1A×5Ω=5V,故电阻R3两端电压为20V-5V=15V,且b端电势高于a端电势,故通过R3的电流为
方向从b→a,故A错误,B正确;
CD.根据电荷守恒定律,流入与流出b点的电流是相等的,故通过电流表的电流为0.5 A,电流表“+”接线柱在左边,故C D错误;
6. 、、三个灯的规格分别为“、”、“、”、“、”。电源电压为,如图四种连接电路中,保证灯泡正常工作的同时最省电的是(其中为适当规格的附加电阻)( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.L1(110V,100W):额定电流,
L2、L3(110V,25W):额定电流,
选项A中电路,三个灯泡并联后与串联,三个灯正常发光时,总电流
总功率
B.选项B中电路总电流
总功率
C.选项C中电路总电流
总功率
D.选项D中电路总电流
总功率
综上可得选项D中总功率最小,最省电。
故选D。
二、多项选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分,选错不得分,漏选得2分。)
7. 理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干。设电动机线圈的电阻为,它与电热丝的电阻相串联,接到直流电源上,电吹风机两端电压为,电流为,消耗的电功率为,则有( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【解析】
【详解】AC.消耗的电功率为,故A错误,C正确;
BD.电吹风机为非纯电阻,故有
可知P大于,故B错误,D正确。
故选CD。
8. 测电灯泡发光时电阻的电路如图所示,对实验时观察到的现象及所做的分析如下,其中正确的是( )
A. S闭合后,观察到电压表示数较大,电流表示数基本为零,灯不亮,原因是灯所在的支路发生了断路故障
B. S闭合后,观察到电流表有示数,电压表无示数,灯不亮,原因是灯短路了
C. S闭合后,观察到电流表有示数,电压表无示数,灯亮,原因是电压表支路断路
D. S闭合后,观察到灯不亮,电流表、电压表均无示数,原因是电流表短路
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.S闭合后,观察到电压表示数较大,说明电路为通路,但电流表示数基本为零,灯不亮,原因是灯所在的支路发生了断路故障,故A正确;
B.S闭合后,观察到电流表有示数,说明电路为通路,但电压表无示数,灯不亮,原因是灯短路了,故B正确;
C.S闭合后,观察到电流表有示数,说明电路为通路,但电压表无示数,灯亮,原因是电压表支路断路,故C正确;
D.S闭合后,观察到灯不亮,电流表、电压表均无示数,说明所在的电路为断路,如果电流表短路,灯应该亮,故D错误。
故选ABC。
9. 在如图所示的电路中,电源内阻不计.为使电容器的带电量增大,可采取以下哪些方法( )
A. 增大R1 B. 增大R2
C. 增大R3 D. 减小R1
【答案】BD
【解析】
【详解】直流电路中,电容器相当于断路,电容器两极板间电压等于电阻R2两端的电压;根据电容的定义式,当电压增加时,带电量增加;根据串联电路分压关系式
U1:U2=R1:R2
又由于
E=U1+U2
故减小R1或增加R2都会使电容器两端电压增加,从而增加电容器的电容;
故选BD.
考点:欧姆定律及电容器
10. 阻值较大的电阻和串联后接入电压恒定的电路,如图所示,先用一电压表依次测量a与b、b与c和a与c间的电压,示数分别是、和,则(电压表内阻与、相差不大)( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A. 测时,电压表与并联,并联总电阻
则没有并联电压表时,实际电压满足
同理,实际电压满足
则
故A错误;
BD.化简和的表达式
两式作比后公共项全部约去,得
故B正确,D错误;
C.整理得
由于
分母
因此
故C正确。
故选BC。
11. 如图所示,将一电动势E=1.5V,内阻r=1.0Ω的电源和粗细均匀的电阻丝相连,电阻线长度L=0.297m,电阻R=99Ω,电容C=0.2μF,当滑动触头P以4×10-3m/s的速度向右滑动时,下列说法中正确的是( )
A. 电容器C充电,流过电流计G的电流方向为a→G→b
B. 电容器C放电,流过电流计G的电流方向为b→G→a
C. 每秒钟电容器两极板的电压减少量的0.02V
D. 流过电流计的电流是4×10-3mA
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.原来电容器电压最大时,电容器左极板带正电荷,右极板带负电荷.当变阻器滑片向右滑动时,电容器两端电压减少,电容器要放电,放电电流从正极板经变阻器和电流表流回负极板,所以通过电流计的电流方向是为b→G→a.故A错误、B正确.
C.据欧姆定律,电阻丝两端的电压表示数为
由于电阻丝粗细均匀,设单位长度上所加的电压为,则
在时间内,滑动头在电阻丝上向右滑动的距离为
故在时间内,电容器两端电压的减少量为
故C正确.
D.相应电量的减少量为
故流过电流表G的电流强度为
故D错误.
故选BC。
三、填空题(本大题共3小题,共34分。其中12题7分,13题15分,14题12分。)
12. 利用伏安法测定同一电阻器的电阻,第一次测量时,采用电流表外接的电路,如图甲所示,电压表示数为,电流表示数为,第二次测量时,改用电流表内接的电路,如图乙所示,电压表的读数仍为,电流表的读数变为,由此两组测量数据估测出此电阻器的阻值__________。
【答案】
【解析】
【详解】甲图(电流表外接),电压表示数就是待测电阻两端的电压,电流表示数是的电流与电压表分流之和。
乙图(电流表内接),电压表示数仍为,电流表示数就是流过的电流,两次电压不变,电流差就是电压表的分流
当两端电压为时,流过的电流就是
由欧姆定律
13. 测量电源电动势和内电阻的器材如图1所示,请用实线表示导线,将图1中器材连成实验用电路________,实验时经测量得出的数据如下表,请在图2的方格纸上画出图线________,其中原点坐标取,利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为________、________(保留两位小数)。
1
2
3
4
5
6
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【解析】
【详解】[1]采用电流表外接、滑动变阻器限流接法(伏安法测电源电动势与内阻的标准电路),连接步骤如下:电源正极→开关→滑动变阻器一上一下接线柱→电流表→电源负极;电压表并联在电源(与开关)两端,测量路端电压。如图
[2]按表格数据描点,描点后连线,使直线尽可能穿过多数点,两侧点分布均匀。如图
[3][4]根据闭合电路欧姆定律,图线的纵轴截距为电动势,斜率绝对值为内阻。
电动势:图线延长线与纵轴()交点的坐标,经拟合计算得
内阻:取图线上两点(如和),斜率
绝对值为。
14. 如图是电饭煲的电路图,是一个限温开关,手动闭合后,当温度达到居里点(103℃),会自动断开,是一个自动温控开关,当温度低于70℃时会自动闭合,温度高于80℃时会自动断开。红灯是加热时的指示灯,黄灯是保温状态的指示灯。限流电阻。加热电阻丝,两灯的电阻不计。
(1)根据电路,试回答下列问题:
①放上食物,接上电源,此时__________(填闭合或断开),手动闭合,这时黄灯__________,红灯__________(填亮或不亮),电饭煲处于加热状态。
②加热到80℃时,__________,__________。温度升高到103℃时,__________,这时饭已煮熟,处于保温状态。
③由于散热,等温度降到70℃时,__________,电饭煲重新加热,温度达到80℃时,__________,再次处于保温状态。
(2)加热和保温两种状态下,消耗的电功率之比为__________。
【答案】(1) ①. 闭合 ②. 不亮 ③. 亮 ④. 断开 ⑤. 闭合 ⑥. 断开 ⑦. 闭合 ⑧. 断开
(2)12∶1
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]电饭煲盛上食物后,接上电源,闭合,同时手动闭合,这时黄灯被短路,黄灯不亮,红灯亮,电饭煲处于加热状态;
[4][5][6]加热到80℃时,断开,闭合;水烧开后,温度升高到103℃时,开关断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,电饭煲处于保温状态;
[7][8]由于散热,等温度降至70℃时,闭合,电饭煲重新加热,温度达到80℃时,断开,再次处于保温状态。
【小问2详解】
加热时电饭煲消耗的电功率
保温时电饭煲消耗的电功率
其中
联立解得
四、计算题(本大题共5小题,共78分,其中15、16题各15分,17、18、19题各16分。答题必须要有必要的说明和过程,只有答案没有必要过程不得分。)
15. 微型吸尘器的直流电动机的内阻一定,当加上0.3V的电压时,通过的电流为0.3A,此时电机不转。当加在电动机两端的电压为2.0V时,电流为0.8A,这时电动机正常工作。则吸尘器的效率为多少?
【答案】60%
【解析】
【详解】当电机不转时,由欧姆定律得,电机的电阻为
当电机正常工作时,电机输出的功率为
电机总功率为
所以吸尘器的效率为
16. 如图所示,电源电动势E=10.0V,其内阻不计.固定电阻的阻值R1=4.0 ,可变电阻R2的阻值可在0~10.0之间调节,电容器的电容C=30.0μF.求:
(1)闭合开关S,当R2取何值时,R2消耗的功率最大,最大功率为多少.
(2)在R2消耗的功率最大状态时,将开关S断开,这以后流过R1的总电荷量为多少?
【答案】(1)当R2= R1时,最大功率P=6.25W;(2)ΔQ=1.5×10-4C
【解析】
【详解】(1)电阻R2消耗的功率
根据数学知识得知,当 时,R2消耗的功率最大,最大功率为
(2)在R2消耗的功率最大状态时,由于R2=R1时,则此时电容器板间电压为
开关S断开后电容器板间电压为
所以电容器通过R1充电,流过R1的总电荷量等于电容器电量的增加量,则流过R1的总电荷量为
17. 如图所示电路中,已知电源电动势,内阻,,小灯泡的额定功率,当开关闭合,理想电流表示数为,此时小灯泡恰好正常发光,求电阻的阻值及此时电源输出功率。
【答案】,
【解析】
【详解】题意可知灯泡两端电压
则灯泡电阻
电路总电流为
由闭合电路欧姆定律
联立解得
电源输出功率
18. 如图所示的电路中,理想电流表的读数为0.75A,理想电压表的读数为2.0V,R3=4.0Ω.通电某一段时间后,因某一电阻烧断,使电流表的读数为0.80A,电压表的读数为3.2V,则:
(1)电路中哪一个电阻发生故障?
(2)此电路中R1和R2的阻值各为多大?
(3)电源的电动势和内阻各为多大?
【答案】(1)R2(2)4.0Ω、8.0Ω(3)4.0V、1.0Ω
【解析】
【详解】(1)若烧断,则电流表无示数,若烧断,则电压表无示数,故发生故障;
(2)烧断前,根据欧姆定律有:①
烧断后,电压表读数为路端电压,故②
代入①解得
(3)烧断前,;
烧断后,,联立解得;
19. 如图所示,电源的电动势为3V,内阻r=0.1Ω,R1=3.9Ω,R2=4Ω,当R3=2Ω时,在两平行板的正中有一质量为1×10-5kg的带电液滴正好处于平衡状态,两极间距离为d。
(1)如果将R3调为8Ω时,带电液滴将如何运动;
(2)如果液滴运动s时突然将a、b的正负极互换(所用时间忽略),要使液滴仍按原运动方向到达极板,则s与d应满足什么关系。
【答案】(1)加速(a=g)向上运动;(2)
【解析】
【详解】(1)由电路的结构可知,R2在电路中相当于导线的作用,电则流为
电容器两端的电压为
U1=I1R3=0.5×2 V =1V
如果将R3改为8Ω时,有
电容器两端的电压为
电容器上的电压增大,则电场强度增大,电荷受到的电场力增大,将大于重力,所以粒子将向上做匀加速运动。电荷静止时,有
如果将R3改为8Ω时,有
解得
a1=g
方向向上;
(2)突然将a、b的正负极互换,电场力的方向向下,则有
解得
a2=3g
方向向下;液滴移动s时最大速度是v,则有
将电场的方向改变后,若恰好到达极板,电场的方向改变后的位移为
总位移为
由于开始时带电微粒位于电容器的正中,所以有
解得
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