内容正文:
广西钦州市钦北区大寺中学2025年秋季学期高二年级第十四周考试物理试卷
注意事项:
1.答题前,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,将答案写在签题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
一、单选题(共5小题,每小题6分,共30分)
1. 两根长度相同、半径之比的均匀铜导线A、B按如图所示的方式接入电路,下列说法正确的是( )
A. A、B的电阻之比为4∶1
B. 流过A、B的电流之比为1:2
C. 单位时间通过A、B的电量之比为2:1
D. 通过A、B的电子定向移动速率之比为1:4
2. 如图所示,甲、乙两种圆柱形金属丝材料相同,粗细均匀,长度之比为,现将其串联接入电路中,闭合开关,测得甲、乙两端的电压之比为。下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙两金属丝的半径之比为
B. 甲、乙两金属丝内的电场强度大小之比为
C. 甲、乙两金属丝的电阻之比为
D. 甲、乙两金属丝内电子定向移动的速率之比为
3. 和是材料相同的导体,上下表面均为正方形,其边长分别为4cm、2cm,厚度分别为2cm、1cm。将和按如图所示的方式接到电源上,闭合开关后,以下说法正确的是( )
A. 和的电阻相等
B. 流过和的电流相等
C. 和两端的电压相等
D. 通过和的电荷量相等
4. 一根粗细均匀的导线,电阻率为,阻值为,两端加上电压时,通过导线的电流为,导线中自由电子定向移动的平均速率为,若将导线均匀拉长,使它的横截面的半径变为原来的,再给它两端加上电压,下列说法正确的是( )
A. 导线的电阻为 B. 导线的电阻率为
C. 通过导线的电流为 D. 导线中自由电子定向移动的速率为
5. 给定一段粗细均匀的导体AB,横截面积为S、长为L。单位体积内有n个自由电子,每个电子的电荷量为e、在导体AB两端加某一电压时,自由电子定向移动的平均速率为v。经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞。自由电子与金属离子碰撞的平均结果表现为导体给自由电子以连续的阻力,使自由电子的定向移动近似为匀速运动。设阻力的大小与自由电子定向移动速率成正比,即f=kv,k是阻力系数。则导体的电阻率可表示为( )
A. B. C. D.
二、多选题(共3小题,每小题6分,共18分)
6. 如图所示是伏安法测电阻的部分电路,开关先后接通a和b时,观察电压表和电流表示数的变化。测量R的值时,为减小误差,下列说法正确的是( )
A. 若电压表示数有显著变化,S应接b,测量值偏大
B. 若电压表示数有显著变化,S应接a,测量值偏小
C. 若电流表示数有显著变化,S应接b,测量值偏大
D. 若电流表示数有显著变化,S应接a,测量值偏小
7. 在“用伏安法测电阻”的实验中,测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值,考虑到实际电表内阻对测量的影响,则( )
A. 若采用甲图,电阻的测量值大于真实值 B. 若采用乙图,电阻的测量值大于真实值
C. 若采用甲图,误差是电压表分流引起的 D. 若采用乙图,误差是电压表分流引起的
8. 小明用图1所示电路测量某样品的电阻,得到如图2所示的伏安特性曲线。关于本次实验,下列说法正确的有( )
A. 开关闭合前,滑动变阻器的触头P应该处于最右端
B. 若滑动变阻器的触头P向左移动,电流表G的示数将变小
C. 该样品阻值大约为
D. 考虑到电表有内阻,该样品电阻的测量值比真实值大
三、解答题 (共5小题,共52分)
9. 如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m,当里面注满某电解液,且P、Q间加上电压后,其U-I图线如图乙所示。求:
(1)当U=10V时,电解液的电阻R是多少?
(2)当U=10V时,电解液的电阻率ρ是多少?
10. 如图所示的图像为金属导体A、B的U-I图像,思考:
(1)对导体A(或导体B)来说,电流与它两端的电压有什么关系?U与I的比值怎样?
(2)对导体A、B,在电压U相同时,谁的电流小?谁对电流的阻碍作用大?
11. AB两地间铺有通讯电缆,长为L,它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的,通常称为双线电缆,在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏,导致两导线之间漏电,相当于该处电缆的两导线之间接了一个电阻,检查人员经过下面的测量可以确定损坏处的位置:
(1)令B端的双线断开,在A处测出双线两端间的电阻RA;
(2)令A端的双线断开,在B处测出双线两端的电阻RB;
(3)在A端的双线间加一已知电压UA,在B端用内阻很大的电压表测出两线间的电压UB.试由以上测量结果确定损坏处的位置.
12. 如图所示,一根金属棒长为L,横截面积为S,其材料的电阻率为ρ。已知金属棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在金属棒两端加上恒定的电压时,金属棒内自由电子定向移动的平均速率为v。
(1)求电阻的大小;
(2)请证明金属棒内的电流I=neSv;
(3)求金属棒内的电场强度大小。
13. 有一根导线长为l,横截面积为S,它是由电阻率不均匀的材料制成,从一端到另一端,电阻率变化规律为ρ=ρ0+kl,试求这根导线的电阻。
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广西钦州市钦北区大寺中学2025年秋季学期高二年级第十四周考试物理试卷
注意事项:
1.答题前,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,将答案写在签题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
一、单选题(共5小题,每小题6分,共30分)
1. 两根长度相同、半径之比的均匀铜导线A、B按如图所示的方式接入电路,下列说法正确的是( )
A. A、B的电阻之比为4∶1
B. 流过A、B的电流之比为1:2
C. 单位时间通过A、B的电量之比为2:1
D. 通过A、B的电子定向移动速率之比为1:4
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电阻定律有,可知A、B的电阻之比为1:4,故A错误;
B.A、B电阻串联,根据串联的特点可知,流过A、B的电流之比为1:1,故B错误;
C.根据,可知单位时间通过A、B的电量之比为1:1,故C错误;
D.根据电流的微观表达式可得
可得电子定向移动速率
则通过A、B的电子定向移动速率之比为1:4,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,甲、乙两种圆柱形金属丝材料相同,粗细均匀,长度之比为,现将其串联接入电路中,闭合开关,测得甲、乙两端的电压之比为。下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙两金属丝的半径之比为
B. 甲、乙两金属丝内的电场强度大小之比为
C. 甲、乙两金属丝的电阻之比为
D. 甲、乙两金属丝内电子定向移动的速率之比为
【答案】A
【解析】
【详解】AC.甲乙串联接入电路,则通过的电流相等,而两金属丝两端的电压之比为9∶4,根据欧姆定律
可知两金属丝的电阻之比为
根据
又因为甲乙材料的长度L之比为1∶4,可知甲、乙两金属丝的半径之比为,故A正确,C错误;
B.根据
可得甲、乙两金属丝内的电场强度大小之比为9∶1,故B错误;
D.根据电流的微观表达式
整理得
因甲、乙两金属丝材料相同,则n相同,故甲、乙两金属丝内电子定向移动的速率之比为,故D错误。
故选A。
3. 和是材料相同的导体,上下表面均为正方形,其边长分别为4cm、2cm,厚度分别为2cm、1cm。将和按如图所示的方式接到电源上,闭合开关后,以下说法正确的是( )
A. 和的电阻相等
B. 流过和的电流相等
C. 和两端的电压相等
D. 通过和的电荷量相等
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.设正方形的边长为,厚度为,根据电阻定律可得
和材料相同,说明电阻率相同,但是厚度不同,可知和的电阻不相等。由图可得和并联,可知二者两端电压相等,根据欧姆定律可得流过和的电流不相等,故AB错误,C正确;
D.根据可知时间相同的情况下,因为电流不同,流过和的电荷量不相等,故D错误。
故选C。
4. 一根粗细均匀的导线,电阻率为,阻值为,两端加上电压时,通过导线的电流为,导线中自由电子定向移动的平均速率为,若将导线均匀拉长,使它的横截面的半径变为原来的,再给它两端加上电压,下列说法正确的是( )
A. 导线的电阻为 B. 导线的电阻率为
C. 通过导线的电流为 D. 导线中自由电子定向移动的速率为
【答案】A
【解析】
【详解】AC.将导线均匀拉长,使其半径变为原来的,横截面积变为原来的,导线长度要变为原来的4倍,金属丝电阻率不变,由电阻定律R=ρ
可知,导线电阻变为原来的16倍;
电压U不变,由欧姆定律
可知,通过导线的电流为 ,故A正确,C错误;
B.电阻率是材料的固有属性,与导线形状无关,拉长后仍为,故B错误;
D.电流I变为原来的,横截面积变为原来的,单位体积中自由移动的电子数n不变,每个电子所带的电荷量e不变,由电流的微观表达式I=nevS
可知,电子定向移动的速率变为原来的,故D错误。
故选A。
5. 给定一段粗细均匀的导体AB,横截面积为S、长为L。单位体积内有n个自由电子,每个电子的电荷量为e、在导体AB两端加某一电压时,自由电子定向移动的平均速率为v。经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞。自由电子与金属离子碰撞的平均结果表现为导体给自由电子以连续的阻力,使自由电子的定向移动近似为匀速运动。设阻力的大小与自由电子定向移动速率成正比,即f=kv,k是阻力系数。则导体的电阻率可表示为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】导体中自由电子定向移动时,所受电场力与阻力平衡,即
电场强度
代入得
电流微观表达式为
结合欧姆定律和电阻公式
联立得
将代入,约简后得。
故选B。
二、多选题(共3小题,每小题6分,共18分)
6. 如图所示是伏安法测电阻的部分电路,开关先后接通a和b时,观察电压表和电流表示数的变化。测量R的值时,为减小误差,下列说法正确的是( )
A. 若电压表示数有显著变化,S应接b,测量值偏大
B. 若电压表示数有显著变化,S应接a,测量值偏小
C. 若电流表示数有显著变化,S应接b,测量值偏大
D. 若电流表示数有显著变化,S应接a,测量值偏小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.若电压表示数有显著变化,说明电流表的内阻对电阻的测量值影响大,则应该用电流表外接,即S应接a,此时由于电压表的分流作用使得电流的测量值偏大,根据可知,电阻的测量值偏小,A错误,B正确;
CD.若电流表示数有显著变化,说明电压表的内阻对电阻的测量值影响大,则应该用电流表内接,S应接b,此时由于电流表的分压作用,使得电压的测量值偏大,根据可知,电阻的测量值偏大,C正确,D错误。
故选BC。
7. 在“用伏安法测电阻”的实验中,测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值,考虑到实际电表内阻对测量的影响,则( )
A. 若采用甲图,电阻的测量值大于真实值 B. 若采用乙图,电阻的测量值大于真实值
C. 若采用甲图,误差是电压表分流引起的 D. 若采用乙图,误差是电压表分流引起的
【答案】AD
【解析】
【详解】AC.若采用甲图,电压表测量的是待测电阻和电流表串联后两端的电压,误差是由电流表分压引起的,电压的测量值偏大,根据欧姆定律可知电阻的测量值大于真实值,故A正确,C错误;
BD.若采用乙图,电流表测量的是通过电压表和待测电阻的电流和,误差是由电压表分流引起的,电流的测量值大于真实值,根据欧姆定律可知电阻的测量值小于真实值,故B错误,D正确。
故选AD。
8. 小明用图1所示电路测量某样品的电阻,得到如图2所示的伏安特性曲线。关于本次实验,下列说法正确的有( )
A. 开关闭合前,滑动变阻器的触头P应该处于最右端
B. 若滑动变阻器的触头P向左移动,电流表G的示数将变小
C. 该样品阻值大约为
D. 考虑到电表有内阻,该样品电阻的测量值比真实值大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.为了保护电表,开关闭合前,滑动变阻器的触头P应该处于最左端,使测量电路电压为零。故A错误;
B.由图1电路可知,若滑动变阻器的触头P向左移动,电流表G的示数将变小。故B正确;
C.根据
结合图2,有
故C错误;
D.图1中采用的是电流表外接,考虑到电表有内阻,可得
可知该样品电阻的测量值比真实值大。故D正确。
故选BD。
三、解答题 (共5小题,共52分)
9. 如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m,当里面注满某电解液,且P、Q间加上电压后,其U-I图线如图乙所示。求:
(1)当U=10V时,电解液的电阻R是多少?
(2)当U=10V时,电解液的电阻率ρ是多少?
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)由图乙可得,当U=10V时,电解液的电阻为
(2) 当U=10V时,电解液的电阻率
10. 如图所示的图像为金属导体A、B的U-I图像,思考:
(1)对导体A(或导体B)来说,电流与它两端的电压有什么关系?U与I的比值怎样?
(2)对导体A、B,在电压U相同时,谁的电流小?谁对电流的阻碍作用大?
【答案】见解析
【解析】
【分析】
【详解】(1)对导体A(或导体B)电流与它两端的电压成正比,导体A(或导体B)的电压与电流的比值是定值,但是两者的比值不相等;
(2)电压相同时,A的电流小,说明A对电流的阻碍作用大。
11. AB两地间铺有通讯电缆,长为L,它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的,通常称为双线电缆,在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏,导致两导线之间漏电,相当于该处电缆的两导线之间接了一个电阻,检查人员经过下面的测量可以确定损坏处的位置:
(1)令B端的双线断开,在A处测出双线两端间的电阻RA;
(2)令A端的双线断开,在B处测出双线两端的电阻RB;
(3)在A端的双线间加一已知电压UA,在B端用内阻很大的电压表测出两线间的电压UB.试由以上测量结果确定损坏处的位置.
【答案】
【解析】
【详解】设双线电缆每单位长度的电阻为r,漏电处电阻为R,漏电处距A端为x,则由电阻定律应有
RA=2rx+R
RB=2r(L–x)+R
由欧姆定律,可知
解得
12. 如图所示,一根金属棒长为L,横截面积为S,其材料的电阻率为ρ。已知金属棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在金属棒两端加上恒定的电压时,金属棒内自由电子定向移动的平均速率为v。
(1)求电阻的大小;
(2)请证明金属棒内的电流I=neSv;
(3)求金属棒内的电场强度大小。
【答案】(1);(2)证明见解析;(3)
【解析】
【详解】(1)由电阻定律得,电阻
(2)由题意金属棒中的电荷量为
由一端运动到另一端所需时间
所以金属棒中电流为
(3)棒两端加上恒定的电压U,有
,
可得
金属棒内的电场强度大小
13. 有一根导线长为l,横截面积为S,它是由电阻率不均匀的材料制成,从一端到另一端,电阻率变化规律为ρ=ρ0+kl,试求这根导线的电阻。
【答案】
【解析】
【详解】因为从一端到另一端,电阻率的变化规律为,所以电阻率是均匀变化的,故导线的中点处的电阻率是导线的平均电阻率
则根据公式可得
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