内容正文:
洛阳东方理工实验学校2024-2025学年高二年级十月月考(物理)
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共8小题,共32分。
1. 下列说法正确的是( )
A. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
B. 一节电动势为1.5V的干电池接入不同的电路时,电动势会发生变化
C. 电流的微观表达式中的v指的是自由电荷热运动的速率
D. 由可知,导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流成反比
2. 现有一段长L=0.2 m、通有电流I=2.5 A的直导线,则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的情况,下列说法正确的是( )
A. 如果B=2 T,则F一定为1 N
B. 如果F=0,则B也一定为零
C. 如果B=4 T,则F有可能为2 N
D. 当F为最大值时,通电导线一定与B平行
3. 关于对磁感应强度的定义式的理解,正确的是( )
A. 磁感应强度B的大小与磁场力F成正比,与电流强度I和导线长度L的乘积成反比
B. 磁感应强度B的方向由安培力F的方向决定
C. 磁感应强度B的方向与小磁针N极的指向相同
D. 处在磁场中且与磁场方向垂直的通电导线,在任何情况下所受磁场力F与电流强度和导线长度的乘积IL的比都是恒定的,且不为零
4. 如图所示,A、B、C为三根平行直导线的截面图,AC连线水平,O为AC的中点,OB⊥AC,且OB=OA=OC。若三根导线的电流大小都相同,方向垂直纸面向外。则O点的磁感应强度的方向为( )
A. 水平向右 B. 水平向左 C. 竖直向上 D. 竖直向下
5. 一个直流电动机正常工作时,所加电压为,电流为,线圈内阻为,下述说法中正确的是( )
A. 电动机输出的机械功率为 B. 电动机的发热功率为
C. 电动机输出的机械功率为 D. 电动机的电功率可写作
6. 如图是有两个量程的电压表,当使用A、B两个端点时,量程为0~3V;当使用A、C两个端点时,量程为0~15V;已知表头的内阻Rg为300Ω,满偏电流Ig为1mA,则电阻R1、R2的值( )
A. R1=2700Ω、R2=12000Ω B. R1=3000Ω、R2=15000Ω
C. R1=270Ω、R2=1200Ω D. R1=300Ω、R2=1500Ω
7. 图甲为某电源的U-I图线,图乙为某小灯泡的U-I图线,则下列说法中正确的是( )
A. 电源的内阻为0.5Ω
B. 小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
C. 当小灯泡两端的电压为0.5V时,它的电阻约为
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为3W
8. 某电场的电场线分布如图中实线所示,虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则( )
A. 粒子带负电
B. 粒子一定是从a点运动到b点
C. 粒子在c点的加速度大于在b点的加速度
D. 粒子在c点的动能大于在a点的动能
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
9. 如图所示的电路中,若a、b为输入端,A、B为输出端,把滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器中间,则( )
A. 空载时输出电压UAB=Uab
B. 当A、B间接上负载R时,输出电压UAB<
C. A、B间的负载R越大,UAB越接近
D. A、B间的负载R越小,UAB越接近
10. 利用霍尔效应制作的霍尔元件,被广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度为的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流,、两侧面会形成电势差,下列说法正确的是( )
A. 电势差仅与材料有关
B. 若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差
C. 仅增大磁感应强度时,电势差变大
D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平
11. 如图所示,直导体棒水平放置在倾斜角为α的光滑导轨上,空间有平行于纸面的匀强磁场。当导体棒通以垂直于纸面向里的电流时,能在光滑导轨上保持静止。则磁场方向可能是下列图中的( )
A. B. C. D.
12. 如图所示的电路中,D为理想二极管(具有单向导电性),一带正电小油滴恰好在平行板电容器中央静止不动,电源内阻不计,则下列说法正确的是( )
A. 仅把开关S断开,油滴将下落
B. 仅把电阻箱R1的阻值减小,油滴将上升
C. 仅把电容器上极板稍水平右移,油滴将下落
D. 仅把电容器上极板稍竖直上移,油滴仍静止不动
第II卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
13. 某学习小组将一内阻为、量程为的微安表分别改装为量程为 的电流表和量程为的电压表,后又把改装后的电流表改装为一多挡位欧姆表。
(1)把该微安表改装为量程为 的电流表需要并联_________的电阻;
(2)把这个微安表改装成量程为的电压表,应串联一个_________的电阻;
(3)取一电动势为、内阻较小的电源和调节范围足够大的滑动变阻器,与改装所得 的电流表连接成如图甲所示欧姆表,其中为_________填“红”或“黑”表笔,改装表盘后,正确使用该欧姆表测量某电阻的阻值,示数如图乙所示,图乙所测电阻为_________。
14. 某同学欲测量一粗细均匀的金属棒的电阻率。
(1)用游标卡尺测得该材料的长度L如图甲所示,读数L=_______mm;用螺旋测微器测得该材料的直径D如图乙所示,读数D=_______mm;
(2)该同学为了测定金属棒的电阻设计了如图丙的电路图,用电压表与电流表读数之比来得到电阻的测量值,若考虑电表内阻引起的系统误差,则电阻的测量值相较于真实值_____;(选填“偏大”或“偏小”)
(3)设测得导电材料的电阻为R,导电材料的长度为L,导电材料的直径为D,求得导电材料的电阻率为_________(用题目所给字母表示)。
四、计算题:本大题共3小题,共36分。
15. 某地地磁场磁感应强度的水平分量,竖直分量求:
(1)地磁场的大小及它与水平方向的夹角。
(2)在水平面内的面积内地磁场的磁通量。
16. 如图所示,电源电动势E=28V,内阻r=2Ω,电阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0pF。
(1)开关S处于断开状态时,电容器的带电量是多少?
(2)当将开关S闭合后,求流过R4的电量为多少?并写出通过R4的电流方向。
17. 如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n=10,线圈的水平bc边长为L=10.0cm,处于匀强磁场内,匀强磁场的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I=0.10A时,调节砝码使两臂达到平衡,然后使电流反向,大小不变,这时需要在左盘中增加质量为m=7.80g的砝码,才能使两臂再达到新的平衡。重力加速度g取10m/s2。
(1)求磁场对bc边作用力的大小;
(2)求磁感应强度的大小。
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洛阳东方理工实验学校2024-2025学年高二年级十月月考(物理)
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共8小题,共32分。
1. 下列说法正确的是( )
A. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
B. 一节电动势为1.5V的干电池接入不同的电路时,电动势会发生变化
C. 电流的微观表达式中的v指的是自由电荷热运动的速率
D. 由可知,导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流成反比
【答案】A
【解析】
【详解】A.由电流强度的定义知单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大,故A正确;
B.一节电动势为1.5V的干电池接入不同的电路时,电动势不会发生变化,故B错误;
C.电流的微观表达式中的v指的是自由电荷定向运动的速率,不是电子做热运动的速率,故C错误;
D.导体的电阻由导体本身决定,与加在其两端的电压无关,与流过的电流无关,故D错误。
故选A。
2. 现有一段长L=0.2 m、通有电流I=2.5 A的直导线,则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的情况,下列说法正确的是( )
A. 如果B=2 T,则F一定为1 N
B. 如果F=0,则B也一定为零
C. 如果B=4 T,则F有可能为2 N
D. 当F为最大值时,通电导线一定与B平行
【答案】C
【解析】
【详解】ACD.当导线与磁场方向垂直时,所受磁场力F最大:
F=BIL
当导线与磁场方向平行时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度时:
0<F<BIL
AD错误,C正确;
B.磁感应强度是磁场本身的性质,与力F无关,B错误。
故选C。
3. 关于对磁感应强度的定义式的理解,正确的是( )
A. 磁感应强度B的大小与磁场力F成正比,与电流强度I和导线长度L的乘积成反比
B. 磁感应强度B的方向由安培力F的方向决定
C. 磁感应强度B的方向与小磁针N极的指向相同
D. 处在磁场中且与磁场方向垂直的通电导线,在任何情况下所受磁场力F与电流强度和导线长度的乘积IL的比都是恒定的,且不为零
【答案】D
【解析】
【详解】A.磁场中某处的磁感应强度大小,就是通以电流I、长为L的一小段导线垂直放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值,由磁场本身决定,与电流强度I和导线长度L的乘积无关,故A错误;
B.通电导线在磁场中的受力方向,由左手定则来确定,所以磁场力的方向与磁场及电流方向相互垂直,但不是由安培力决定的,故B错误;
C.磁感应强度B的方向与小磁针静止时N极的指向相同,故C错误;
D.根据
可知,处在磁场中且与磁场方向垂直的通电导线,在任何情况下所受磁场力F与电流强度和导线长度的乘积IL的比都是恒定的,且不为零,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,A、B、C为三根平行直导线的截面图,AC连线水平,O为AC的中点,OB⊥AC,且OB=OA=OC。若三根导线的电流大小都相同,方向垂直纸面向外。则O点的磁感应强度的方向为( )
A. 水平向右 B. 水平向左 C. 竖直向上 D. 竖直向下
【答案】A
【解析】
【详解】三个电流大小方向都相同,则AC两处的电流在O点的合磁场为零,则O点的磁场即为B处的电流在O点产生的磁场,根据安培定则可知O点的磁场方向水平向右。
故选A。
5. 一个直流电动机正常工作时,所加电压为,电流为,线圈内阻为,下述说法中正确的是( )
A. 电动机输出的机械功率为 B. 电动机的发热功率为
C. 电动机输出的机械功率为 D. 电动机的电功率可写作
【答案】C
【解析】
【详解】A.是电动机的输入总电功率,并非输出的机械功率,故A错误;
B.电动机属于非纯电阻用电器,欧姆定律不适用,其发热功率只能由焦耳定律得,不等于,故B错误;
C.根据能量守恒,电动机输出的机械功率等于总输入功率减去发热损耗功率,即,故C正确;
D.电动机工作时大部分电能转化为机械能,因此,
欧姆定律不成立,、、三者不相等,故D错误。
故选C。
6. 如图是有两个量程的电压表,当使用A、B两个端点时,量程为0~3V;当使用A、C两个端点时,量程为0~15V;已知表头的内阻Rg为300Ω,满偏电流Ig为1mA,则电阻R1、R2的值( )
A. R1=2700Ω、R2=12000Ω B. R1=3000Ω、R2=15000Ω
C. R1=270Ω、R2=1200Ω D. R1=300Ω、R2=1500Ω
【答案】A
【解析】
【详解】依题意,当使用A、B两个端点时,量程为,有
当使用A、C两个端点时,量程为,有
联立,代入题中相关数据求得
R1=2700Ω、R2=12000Ω
故选A。
7. 图甲为某电源的U-I图线,图乙为某小灯泡的U-I图线,则下列说法中正确的是( )
A. 电源的内阻为0.5Ω
B. 小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
C. 当小灯泡两端的电压为0.5V时,它的电阻约为
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为3W
【答案】D
【解析】
【详解】A.结合甲图像,电源的内阻为
A错误;
B.由图乙可知,电压和电流越大,即功率越大,图像的斜率越大,由
可知,小灯泡的电阻随着功率的增大而增大,B错误;
C.由图乙可知,当小灯泡两端的电压为0.5V时,通过的电流为,则它的电阻约为
C错误;
D.把电源和小灯泡组成闭合回路,将甲、乙两图叠加到一起,图像的交点即小灯泡的电压、电流,如图所示
可得U=0.5V,I=6A,则小灯泡的功率约为
D正确。
故选D。
8. 某电场的电场线分布如图中实线所示,虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则( )
A. 粒子带负电
B. 粒子一定是从a点运动到b点
C. 粒子在c点的加速度大于在b点的加速度
D. 粒子在c点的动能大于在a点的动能
【答案】C
【解析】
【详解】A.带电粒子只在静电力作用,根据曲线运动特点可知,电场力方向位于轨迹的凹侧,可知粒子受到的电场力与场强方向相同,则粒子带正电,故A错误;
B.粒子不一定是从a点运动到b点,也可能是从b点运动到a点,故B错误;
C.根据电场线的疏密程度可知,c点的场强大于b点的场强,则粒子在c点受到的电场力大于在b点受到的电场力,粒子在c点的加速度大于在b点的加速度,故C正确;
D.根据沿电场线方向电势降低,可知c点的电势高于a点的电势,由于粒子带正电,所以粒子在c点的电势能大于在a点的电势能,由于粒子只受电场力作用,电势能和动能之和保持不变,则粒子在c点的动能小于在a点的动能,故D错误。
故选C。
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
9. 如图所示的电路中,若a、b为输入端,A、B为输出端,把滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器中间,则( )
A. 空载时输出电压UAB=Uab
B. 当A、B间接上负载R时,输出电压UAB<
C. A、B间的负载R越大,UAB越接近
D. A、B间的负载R越小,UAB越接近
【答案】BC
【解析】
【详解】A.空载时输出电压
故A错误;
BCD.设滑动变阻器的总阻值为2r,当A、B间接上负载R时,根据并联电路规律可知
当A、B间的负载R越大,UAB越接近,故BC正确,D错误。
故选BC。
10. 利用霍尔效应制作的霍尔元件,被广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度为的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流,、两侧面会形成电势差,下列说法正确的是( )
A. 电势差仅与材料有关
B. 若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差
C. 仅增大磁感应强度时,电势差变大
D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】AC.由题意可知,、间存在电势差,则、之间就存在电场,载流子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,设霍尔元件的长、宽、高分别为、、,有
则
可知不仅与材料有关,还与磁感应强度、电流、高度有关,故A错误,C正确;
B.根据左手定则,电子向侧面偏转,表面带负电,表面带正电,所以表面的电势高,则,B正确;
D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,应将元件的工作面保持竖直,磁场垂直通过,故D错误。
故选BC。
11. 如图所示,直导体棒水平放置在倾斜角为α的光滑导轨上,空间有平行于纸面的匀强磁场。当导体棒通以垂直于纸面向里的电流时,能在光滑导轨上保持静止。则磁场方向可能是下列图中的( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,安培力竖直向上,故能在光滑导轨上保持静止。故A正确;
B.根据左手定则可知,安培力垂直斜面向下,沿斜面方向不能平衡,故B错误;
C.根据左手定则可知,安培力水平向右,则斜面的支持力,安培力和重力可以平衡,故C正确;
D.根据左手定则可知,安培力竖直向下,不能静止,因为沿斜面方向不能平衡,故D错误。
故选AC。
12. 如图所示的电路中,D为理想二极管(具有单向导电性),一带正电小油滴恰好在平行板电容器中央静止不动,电源内阻不计,则下列说法正确的是( )
A. 仅把开关S断开,油滴将下落
B. 仅把电阻箱R1的阻值减小,油滴将上升
C. 仅把电容器上极板稍水平右移,油滴将下落
D. 仅把电容器上极板稍竖直上移,油滴仍静止不动
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.开关S断开,二极管处于不导通状态,故电容器无法放电,电容器的电荷量不变,电场力不变,则油滴仍静止不动,A错误;
B.带正电油滴静止不动,说明b点电势高于a点电势,仅把电阻箱R1的阻值减小,则b点电势升高,a点电势不变,故电容器电压增大,两极板间的场强增大,油滴受到的电场力增大,油滴将上升,B正确;
C.将电容器上极板水平右移,则电容器的电容减小,电容器欲放电,但因二极管处于不导通状态而无法放电,即电容器的电荷量Q不变,由
和
联立得
S减小,则E增大,电场力增大,油滴将上升,C错误;
D.将电容器上极板竖直上移一些,电容器的电容减小,电容器欲放电,但因二极管处于不导通状态而无法放电,故电容器的电荷量Q不变,且由
知电场力不变,油滴仍静止不动,D正确;
故选BD。
第II卷(非选择题)
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
13. 某学习小组将一内阻为、量程为的微安表分别改装为量程为 的电流表和量程为的电压表,后又把改装后的电流表改装为一多挡位欧姆表。
(1)把该微安表改装为量程为 的电流表需要并联_________的电阻;
(2)把这个微安表改装成量程为的电压表,应串联一个_________的电阻;
(3)取一电动势为、内阻较小的电源和调节范围足够大的滑动变阻器,与改装所得 的电流表连接成如图甲所示欧姆表,其中为_________填“红”或“黑”表笔,改装表盘后,正确使用该欧姆表测量某电阻的阻值,示数如图乙所示,图乙所测电阻为_________。
【答案】(1)400 (2)2800
(3) ①. 红 ②. 1400
【解析】
【小问1详解】
设改装后电流表量程为,表头满偏电流、内阻分别为,,满偏时流过并联电阻的电流为,由并联电路电压关系得
解得
【小问2详解】
改装后的电压表满偏时,由串联电路电压关系得
解得
【小问3详解】
[1]由图甲可知,电流从电源正极流入电流表正接线柱,表笔与电源负极相连。欧姆表红表笔与内部电源负极相连,故为红表笔。
[2]改装后电流表的满偏电流为,欧姆调零时两表笔短接,表头满偏,欧姆表内阻为
结合中值电阻刻度可知,该多用电表倍率为“”,所以待测电阻阻值为
14. 某同学欲测量一粗细均匀的金属棒的电阻率。
(1)用游标卡尺测得该材料的长度L如图甲所示,读数L=_______mm;用螺旋测微器测得该材料的直径D如图乙所示,读数D=_______mm;
(2)该同学为了测定金属棒的电阻设计了如图丙的电路图,用电压表与电流表读数之比来得到电阻的测量值,若考虑电表内阻引起的系统误差,则电阻的测量值相较于真实值_____;(选填“偏大”或“偏小”)
(3)设测得导电材料的电阻为R,导电材料的长度为L,导电材料的直径为D,求得导电材料的电阻率为_________(用题目所给字母表示)。
【答案】 ①. 60.20 ②. 2.150 ③. 偏小 ④.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]据游标卡尺读数原理读出
[2]据螺旋测微器读数原理测得
(2)[3]电流表外接时,带测电阻两端电压表读数是准确的,由于电压表的分流作用导致电流表读数大于流过带测电阻的真实电流,所以测得电阻的测量值相较于真实值偏小;
(3)[4]由电阻定律
导电材料的横截面积
联立解得
四、计算题:本大题共3小题,共36分。
15. 某地地磁场磁感应强度的水平分量,竖直分量求:
(1)地磁场的大小及它与水平方向的夹角。
(2)在水平面内的面积内地磁场的磁通量。
【答案】(1),与水平方向夹角为
(2)
【解析】
【小问1详解】
地磁场的水平分量和竖直分量相互垂直,根据勾股定理可得
设地磁场与水平方向的夹角为,则
解得
【小问2详解】
在水平面内的面积内地磁场的磁通量为
16. 如图所示,电源电动势E=28V,内阻r=2Ω,电阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0pF。
(1)开关S处于断开状态时,电容器的带电量是多少?
(2)当将开关S闭合后,求流过R4的电量为多少?并写出通过R4的电流方向。
【答案】(1) ;(2),电流方向为b→a
【解析】
【详解】(1)S断开时,电阻R3两端电压为
由
得
(2)S闭合后,外电阻为
端电压为:
电阻R3两端电压为
则流过R4的电量为
流过R4的电流方向为b→a。
17. 如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n=10,线圈的水平bc边长为L=10.0cm,处于匀强磁场内,匀强磁场的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I=0.10A时,调节砝码使两臂达到平衡,然后使电流反向,大小不变,这时需要在左盘中增加质量为m=7.80g的砝码,才能使两臂再达到新的平衡。重力加速度g取10m/s2。
(1)求磁场对bc边作用力的大小;
(2)求磁感应强度的大小。
【答案】(1);(2)0.39T
【解析】
【详解】(1)电流反向,大小不变,这时需要在左盘中增加砝码,说明开始安培力方向向上、电流反向时安培力方向向下。
设开始时左右砝码质量分别为m1、m2,线圈质量为m0,根据平衡条件有
电流反向,大小不变时,根据平衡条件有
联立解得磁场对bc边作用力的大小
(2)根据安培力的计算公式可得
则磁感应强度为
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