内容正文:
达旗一中2024-2025秋季学期高二年级第三次学情诊断
物 理
总分:100分;考试时间:75分钟
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的班级、姓名填写在答题卡上,并在指定位置粘贴条形码。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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,应使用0.5毫米的黑色墨水签字笔将答案写到答题卡上,且必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试卷、草稿纸上答题无效。
一、选择题:本题共10小题,其中1~7题为单项选择,每小题4分,共28分;8~10题为多项选择,每小题6分,全部选对对6分,少选得3分,错误得0分。
1. 以下一些物理概念,说法正确的是( )
A. 电场强度越大的地方电势一定越高
B. 电动势越大,移动单位电荷时将其他形式的能转化为电能就越多
C. 电容的单位是“法拉”,“法拉”是一个基本单位
D. 电阻率几乎不随温度变化的合金材料,可用来制造电阻温度计
2. 如图所示的电路中,电压表和电流表的示数分别为3V和1A,电流表的内阻为,那么有关待测电阻,下列说法正确的是( )
A. 若电流表内阻未知,则的测量值等于真实值
B. 若电流表内阻未知,则的测量值比真实值小
C. 的真实值为
D. 的真实值为
3. 如图所示,金属板带电量为+Q,质量为m的金属小球带电量为+q,当小球静止后,悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α,小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上,且距离为L下列说法正确的是( )
A. +Q在小球处产生的场强为
B. +Q在小球处产生的场强为
C. +q在O点产生的场强为
D. +q在O点产生的场强为
4. 一段均匀铜导体的电阻为r,横截面积为S,导体两端所加电压为U,电子的电荷量为e,导体中单位体积内的自由电子数为n,则电子在铜导体中定向移动的速率为( )
A. B. C. D.
5. 校园内有一款节能路灯,可通过光控开关实现自动控制电灯亮度,图为电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),电流表为理想电流表,当光照强度增加时,下列判断正确的是( )
A. 电灯A变亮
B. 电灯B变亮
C. 流经光敏电阻 Rt的电流变大
D. 电源内电压变小
6. 如图所示为某负点电荷电场中的一根电场线,a、b、c为该电场线上的三点,其中c为 ab的中点。已知a、b两点的电势分别为φa=-9V, φb=-3V,则下列说法正确的是( )
A. a点场强小于b点场强
B. c点的电势为-6V
C. 电荷在a处的电势能一定小于在b处的电势能
D. 在c点静止释放一点电荷,仅考虑电场力作用,该点电荷的电势能一定将减小
7. 如图所示电路中,和为理想电流表,示数分别为和,。、两点间加上恒定的电压后,下列结论正确的是( )
A.
B.
C. 将、换成理想电压表、,其示数之比为5:3
D. 将、换成理想电压表、,其示数之比为3:5
8. 如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12V,1.5A),甲的图线(直线)与横轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是( )
A. 甲元件的电阻为
B. 在A点,甲的电阻等于乙的电阻
C. 由图可知乙元件电阻随电压增大而减小
D. 若将甲、乙元件串联,电流为1A时,甲、乙元件的总电压为13V
9. 如图所示,在正六边形的M、N、P三个顶点上各固定一个点电荷,在M点的点电荷带负电,在P、N两点的点电荷带正电,已知正六边形中心O点的场强方向由O指向M,将M点电荷撤走,O点场强大小减半,A、B、C为正六边形的另外三个顶点,下列关于撤走点电荷前的说法正确的是( )
A. M、N、P三点电荷的电荷量大小相等 B. A、C两点电场强度相同
C. O点场强比B点场强小 D. O点电势比B点电势低
10. 如图,直线 A为某电源的 图线,曲线 B为某小灯泡 D1 的 U-I 图线的一部分,用该电源和小灯泡 D1 组成闭合电路时,灯泡 D1 恰好能正常发光,则下列说法中正确的是( )
A. 此电源的电动势为 4V,内阻为
B. 灯泡 D1的额定电压为 3V,功率为 6W
C. 电源的效率为 75%
D. 把灯泡 D1换成阻值为的定值电阻,电源的输出功率将变大
二、实验题:本题共2小题,共20分。
11. 某实验小组把一只满偏电流,内阻标称值的灵敏电流计,改装成双量程电压表(0~3V和0~15V)。该小组根据电表改装原理设计电路图如图,请结合电路图完成问题:
(1)选0~15V量程时应该使用________两个接线柱(选填“AB”、“AC”);
(2)若要达到改装目的,图中两个电阻的阻值应为________Ω,________Ω。
(3)若灵敏电流计内阻的标准值大于真实值,改装后对电压表校对时,则会造成改装后电压表的读数与标准电压表的读数相比______(填“偏大”或“偏小”)。
12. 某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,其阻值大约为。
(1)已知该同学用电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)测金属丝的电压、电流时,表盘如下图所示,则电压表的读数为______V,电流表的读数为______A。
(2)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为______mm;如图乙所示,用游标卡尺测其长度为______cm;
(3)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体外,实验室还备有的实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则滑动变阻器应选______;(填器材前的字母代号)
A. 滑动变阻器(阻值范围,1.0A) B. 滑动变阻器(阻值范围,0.1A)
(4)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U,圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为______。
三、计算题:本题共3小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
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. 一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表。
规格
后轮驱动直流永磁毂电机
车型
电动自行车
额定输出功率
120W
整车质量
30kg
额定转速
240r/min
最大载重
120kg
额定电压
40V
续行里程
大于40km
额定电流
4A
(1)此车的电动机在额定电压下正常工作时,消耗的电功率是多大;
(2)此电动机的内阻是多少;电动机正常工作时的效率(输出功率与输入功率之比)是多少;
(3)总质量70kg(包括人及所带物品)的人骑此车沿平直公路行驶,若行驶过程中所受的阻力为车和人总重的0.02倍,且只靠电动机提供动力,g取10m/s2。求此人骑车行驶的最大速度。
15. 如图所示,虚线MN左侧有一场强为的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为2L=20cm、电场强度为的匀强电场,在虚线PQ右侧距PQ为2L=20cm处与电场平行的屏。现将一电子(比荷为,重力不计)无初速度地放入电场中的A点,最后电子打在右侧的屏上,A点到MN的距离为L=10cm,AO连线与屏垂直,垂足为O,求:
(1)电子到MN的速度大小;
(2)电子从MN运动到PQ所用的时间;
(3)电子刚射出电场时的速度方向与AO连线夹角的正切值;
(4)电子打到屏上的点到点O的距离x。
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达旗一中2024-2025秋季学期高二年级第三次学情诊断
物 理
总分:100分;考试时间:75分钟
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的班级、姓名填写在答题卡上,并在指定位置粘贴条形码。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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,应使用0.5毫米的黑色墨水签字笔将答案写到答题卡上,且必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试卷、草稿纸上答题无效。
一、选择题:本题共10小题,其中1~7题为单项选择,每小题4分,共28分;8~10题为多项选择,每小题6分,全部选对对6分,少选得3分,错误得0分。
1. 以下一些物理概念,说法正确的是( )
A. 电场强度越大的地方电势一定越高
B. 电动势越大,移动单位电荷时将其他形式的能转化为电能就越多
C. 电容的单位是“法拉”,“法拉”是一个基本单位
D. 电阻率几乎不随温度变化的合金材料,可用来制造电阻温度计
【答案】B
【解析】
【详解】A.电场中,电场强度大的地方,电势不一定越高的,二者大小没有必然联系,故A错误;
B.电动势越大,移动单位电荷时将其他形式的能转化为电能就越多,故B正确;
C.电容的单位是“法拉”,但“法拉”不是基本单位,是导出单位,故C错误;
D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,常用来制作标准电阻;只有随温度变化明显的电阻才能制造电阻温度计,故D错误。
故选B。
2. 如图所示的电路中,电压表和电流表的示数分别为3V和1A,电流表的内阻为,那么有关待测电阻,下列说法正确的是( )
A. 若电流表内阻未知,则的测量值等于真实值
B. 若电流表内阻未知,则的测量值比真实值小
C. 的真实值为
D. 的真实值为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.若电流表内阻未知,由于电压表测量值偏大,则的测量值比真实值大,故AB错误;
CD.根据题意,由欧姆定律有
代入数据解得,故C正确,D错误。
故选C。
3. 如图所示,金属板带电量为+Q,质量为m的金属小球带电量为+q,当小球静止后,悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α,小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上,且距离为L下列说法正确的是( )
A. +Q在小球处产生的场强为
B. +Q在小球处产生的场强为
C. +q在O点产生的场强为
D. +q在O点产生的场强为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.因带电板不是点电荷,则不能用点电荷场强公式计算场强,即+Q在小球处产生的场强
E1≠
对金属小球受力分析,如图所示,根据平衡条件,有
故+Q在小球处产生的场强为
选项AB错误;
CD.根据点电荷的场强公式,+q在O点产生的场强为
选项C正确,D错误。
故选C。
4. 一段均匀铜导体的电阻为r,横截面积为S,导体两端所加电压为U,电子的电荷量为e,导体中单位体积内的自由电子数为n,则电子在铜导体中定向移动的速率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据欧姆定律有
根据电流的微观表达式
联立解得电子定向移动的速率为
故选B。
5. 校园内有一款节能路灯,可通过光控开关实现自动控制电灯亮度,图为电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),电流表为理想电流表,当光照强度增加时,下列判断正确的是( )
A. 电灯A变亮
B. 电灯B变亮
C. 流经光敏电阻 Rt的电流变大
D. 电源内电压变小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.光照强度增大,光敏电阻阻值减小,电路总电阻减小,根据“串反并同”可知,电灯A、B都等效与光敏电阻并联,所以两灯的电功率都变小,即两灯都变暗,故AB错误;
C.根据“串反并同”可知,与光敏电阻串联的R0的电流变大,与光敏电阻并联的电灯B的电流变小,所以流经光敏电阻的电流变大,故C正确;
D.根据“串反并同”可知,电源内阻等效与光敏电阻串联,所以电源的内电压变大,故D错误。
故选C。
【点睛】“串反并同”是指在电源内阻不可忽略的条件下,电路中与变化电阻串联的用电器,其电流、电压、功率(或电流表、电压表示数,灯泡发光的亮度等)的变化均与电阻变化规律相反;而与变化电阻并联的用电器,其电流、电压、功率等的变化均与电阻变化规律相同。
6. 如图所示为某负点电荷电场中的一根电场线,a、b、c为该电场线上的三点,其中c为 ab的中点。已知a、b两点的电势分别为φa=-9V, φb=-3V,则下列说法正确的是( )
A. a点场强小于b点场强
B. c点的电势为-6V
C. 电荷在a处的电势能一定小于在b处的电势能
D. 在c点静止释放一点电荷,仅考虑电场力作用,该点电荷的电势能一定将减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据沿电场方向电势降低,可知离负点电荷越近电势越低,所以a点离负点电荷的距离小于b点离负点电荷的距离,根据
可知a点场强大于b点场强,故A错误;
B.若该电场为匀强电场,则有
但实际该电场为点电荷电场,所以c点的电势不为,故B错误;
C.根据可知,由于不清楚试探电荷的正负,所以无法判断电荷在a处的电势能与在b处的电势能大小关系,故C错误;
D.在c点静止释放一点电荷,则电场力对电荷一定做正功,其电势能一定减小,故D正确。
故选D。
7. 如图所示电路中,和为理想电流表,示数分别为和,。、两点间加上恒定的电压后,下列结论正确的是( )
A.
B.
C. 将、换成理想电压表、,其示数之比为5:3
D. 将、换成理想电压表、,其示数之比为3:5
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB.、两点间加上恒定的电压后,三个电阻并联,理想电流表测量的是通过和的电流,理想电流表测量的是通过和的电流,根据
可得通过三个电阻的电流之比为6:3:2,所以
AB错误;
CD.将、换成理想电压表、,此时三个电阻串联,通过它们的电流相等,根据欧姆定律可得、的示数之比为3:5,C错误,D正确。
故选D。
8. 如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12V,1.5A),甲的图线(直线)与横轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是( )
A. 甲元件的电阻为
B. 在A点,甲的电阻等于乙的电阻
C. 由图可知乙元件电阻随电压增大而减小
D. 若将甲、乙元件串联,电流为1A时,甲、乙元件的总电压为13V
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据图像可知,甲元件的电阻
故A错误;
B.在A点,甲、乙两元件的电压、电流相同,由欧姆定律可知,甲的电阻等于乙的电阻,故B正确;
C.随电压的增大,元件乙的图像斜率越来越小,根据欧姆定律可知,其电阻随电压的增大而增大,故C错误;
D.若将甲、乙元件串联,电流为1A时,此时甲元件的电压为
由图像可知,乙元件的电压为5V,则甲、乙元件的总电压为
故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,在正六边形的M、N、P三个顶点上各固定一个点电荷,在M点的点电荷带负电,在P、N两点的点电荷带正电,已知正六边形中心O点的场强方向由O指向M,将M点电荷撤走,O点场强大小减半,A、B、C为正六边形的另外三个顶点,下列关于撤走点电荷前的说法正确的是( )
A. M、N、P三点电荷的电荷量大小相等 B. A、C两点电场强度相同
C. O点场强比B点场强小 D. O点电势比B点电势低
【答案】AD
【解析】
【详解】A.假设M、N、P三点电荷的电荷量大小相等,绝对值均为,O点到各正六边形的距离为,则由电场强度的叠加原理可得,将M点电荷撤走前O点场强
将M点电荷撤走后O点场强
O点场强大小减半。则假设成立,故A正确;
B.A、C两点电场强度大小相同,方向不同。故B错误;
C.由电场强度的叠加原理可得,撤走点电荷前B点场强
则
O点场强比B点场强大。故C错误。
D.在两正点电荷的电场中,由对称性可知,O点电势和B点电势相同。在负电荷的电场中,O点电势低于B点电势。由电势叠加可知,O点电势比B点电势低。故D正确。
故选AD。
10. 如图,直线 A为某电源的 图线,曲线 B为某小灯泡 D1 的 U-I 图线的一部分,用该电源和小灯泡 D1 组成闭合电路时,灯泡 D1 恰好能正常发光,则下列说法中正确的是( )
A. 此电源的电动势为 4V,内阻为
B. 灯泡 D1的额定电压为 3V,功率为 6W
C. 电源的效率为 75%
D. 把灯泡 D1换成阻值为的定值电阻,电源的输出功率将变大
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.根据
由图线A读出电源的电动势为
图A的斜率绝对值大小表示电源的内阻,则
故A错误;
B.灯泡与电源连接时,灯泡 D1 恰好能正常发光,A、B两图线的交点表示灯泡的工作状态,则知其电压,,则灯泡D1的额定电压为3V,功率为
故B正确;
C.电源的效率为
故C正确;
D.灯泡正常发光时的电阻为
把小灯泡D1换成一个的定值电阻,即外电阻由变为,更接近内阻,所以电源的输出功率变大,故D正确。
故选BCD。
二、实验题:本题共2小题,共20分。
11. 某实验小组把一只满偏电流,内阻标称值的灵敏电流计,改装成双量程电压表(0~3V和0~15V)。该小组根据电表改装原理设计电路图如图,请结合电路图完成问题:
(1)选0~15V量程时应该使用________两个接线柱(选填“AB”、“AC”);
(2)若要达到改装目的,图中两个电阻的阻值应为________Ω,________Ω。
(3)若灵敏电流计内阻的标准值大于真实值,改装后对电压表校对时,则会造成改装后电压表的读数与标准电压表的读数相比______(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)AC (2) ①. 900 ②. 4000
(3)偏大
【解析】
【小问1详解】
根据题意,由欧姆定律可知,
则选0~15V量程时应该使用两个接线柱。
【小问2详解】
[1][2]由上述分析可知,
联立解得,
【小问3详解】
若灵敏电流计内阻的标准值大于真实值,改装后电流计分得电压偏大,则会造成改装后电压表的读数与标准电压表的读数相比偏大。
12. 某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,其阻值大约为。
(1)已知该同学用电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)测金属丝的电压、电流时,表盘如下图所示,则电压表的读数为______V,电流表的读数为______A。
(2)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为______mm;如图乙所示,用游标卡尺测其长度为______cm;
(3)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体外,实验室还备有的实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则滑动变阻器应选______;(填器材前的字母代号)
A. 滑动变阻器(阻值范围,1.0A) B. 滑动变阻器(阻值范围,0.1A)
(4)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U,圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为______。
【答案】(1) ①. 2.20 ②. 0.48
(2) ①. 1.850 ②. 4.250 (3)A
(4)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]电压表最小分度为0.1V,需要估读一位,读数为2.20V,电流表的最小分度为0.02A,不需要估读,读数为0.48A
【小问2详解】
[1]螺旋测微器测量其横截面直径为
[2]用游标卡尺测其长度为
【小问3详解】
为了测多组实验数据,滑动变阻器应用分压接法,滑动变阻器选取总阻值较小的,便于调节。
故选A。
【小问4详解】
根据欧姆定律
又
联立,解得
三、计算题:本题共3小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
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. 一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表。
规格
后轮驱动直流永磁毂电机
车型
电动自行车
额定输出功率
120W
整车质量
30kg
额定转速
240r/min
最大载重
120kg
额定电压
40V
续行里程
大于40km
额定电流
4A
(1)此车的电动机在额定电压下正常工作时,消耗的电功率是多大;
(2)此电动机的内阻是多少;电动机正常工作时的效率(输出功率与输入功率之比)是多少;
(3)总质量70kg(包括人及所带物品)的人骑此车沿平直公路行驶,若行驶过程中所受的阻力为车和人总重的0.02倍,且只靠电动机提供动力,g取10m/s2。求此人骑车行驶的最大速度。
【答案】(1)160W;(2),75%;(3)6m/s
【解析】
【详解】(1)额定电压下正常工作时
(2)由能量守恒定律有
即
解得
正常工作效率
(3)阻力
根据
达到最大速度时有
联立以上各式代入数据解得
15. 如图所示,虚线MN左侧有一场强为的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为2L=20cm、电场强度为的匀强电场,在虚线PQ右侧距PQ为2L=20cm处与电场平行的屏。现将一电子(比荷为,重力不计)无初速度地放入电场中的A点,最后电子打在右侧的屏上,A点到MN的距离为L=10cm,AO连线与屏垂直,垂足为O,求:
(1)电子到MN的速度大小;
(2)电子从MN运动到PQ所用的时间;
(3)电子刚射出电场时的速度方向与AO连线夹角的正切值;
(4)电子打到屏上的点到点O的距离x。
【答案】(1);(2);(3)2;(4)
【解析】
【详解】(1)从A点到MN的过程中,由动能定理
得
(2)电子从MN到屏的过程中运动的时间
(3)设电子射出电场时沿平行电场线方向的速度为,根据牛顿第二定律得,电子在电场中的加速度为
则竖直方向速度为
所以夹角为
解得
(4)如图,电子离开电场后,将速度方向反向延长交于场的中点,由几何关系知
得
【点睛】
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