张垣联盟2023-2024学年高二上学期11月月考
物 理
注意事项:
1.考试时间为75分钟、满分100分。
2.答题前、考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.压电换能器是利用压电陶瓷的压电效应和逆压电效应实现电能和声能的相互转化。压电超声换能器就是其中的一种,它是水下发射和接收超声波的水声器件。处于水中的压电换能器在声波的作用下,换能器两端会感应出电荷来,它就可以做成声波接收器。上述过程中,声波接收器完成的能量转化是
A.化学能转化为电能 B.内能转化为电能 C.光能转化为电能 D.机械能转化为电能
2.一太阳能电池板的电动势为0.80V,内阻为20。将该电池板与一阻值为140的反热电阻连成闭合电路,发热电阻的电功率为
A.0.4W B.0.35W C. D.
3.某实验小组需要将一个满偏电流为100mA,内电阻的表头,改装为量程为0.6A的电流表,以下操作正确的是
A.在表头一端串联一阻值为60的电阻 B.在表头两端并联一阻值为60的电阻
C.在表头一端串联一阻值为1500的电阻 D.在表头两端并联一阻值为1500的电阻
4.如图所示电路中,其两端的电压恒为U,滑动变阻器的最大阻值为,负载电阻为,以下说法正确的是
A.滑动变阻器的滑片置于a时,的分压为
B.滑动变阻器的滑片置于b时,的分压为
C.滑动变阻器的滑片置于a时,电路的总阻值为10
D.滑动变阻器的滑片置于b时,电路的总阻值为2.5
5.某同学设计如图所示的电路图,闭合开关,、均正常发光,调节滑动变阻器的滑片,以下说法正确
A.滑片P自C向D滑动时,变亮,变亮 B.滑片P自C向D滑动时,变暗,变暗
C.滑片P自D向C滑动时,变暗,变亮 D.滑片P自D向C滑动时,变亮,变暗
6.金属铂的电阻率随温度的变化而变化,可用于制作电阻温度计。如图所示为金属铂的U-I图像,下列判断正确的是
A.电压为时,电阻为 B.电压为时,电阻为
C.电压为时,电阻为 D.金属铂的电阻率随温度升高而减小
7.如图所示,将不带电的枕形导体AB,放在一个点电荷的电场中,点电荷的电荷量为-Q.与导体AB的中心O的距离为R。由于静电感应,在导体AB的两端感应出异种电荷。当达到静电平衡时,在O点处的电场强度是
A.,方向向左 B.,方向向右 C.,方向向左 D.O点电场强度为零
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.如图所示,平行板电容器已经充电,静电计的金属球与电容器的一个极板连接,外壳与另一个极板连接,静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为。下列关于实验现象的描述正确的是
A.手持电容器的一个极板竖直向上移动,则变大 B.手持电容器的一个极板竖直向下移动,则不变
C.手持电容器的一个极板水平向左移动,则变大 D.手持电容器的一个极板水平向右移动,则变大
9.带有两接线柱的和是两个材质相同的立方体金属块,的棱长是的两倍,两接线柱分别位于相对的两侧面中心,如图所示,现将和接到同一电源上,下列说法正确的是
A.和的电阻之比为1∶2 B.和的电流之比为1∶2
C.和的电压之比为2∶1 D.和的功率之比为2∶1
10.如图所示,在某电场中建立x坐标轴,一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动,经过a,b,c三点,已知。该质子的电势能随坐标x变化的关系如-x图像所示。则下列说法中正确的是
A.自a到c电场力对质子做负功 B.a点电势高于b点电势
C.质子在a点加速度小于在c点加速度 D.质子经过a点的动能小于经过b点的动能
三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答题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。
11.(8分)
某同学有一节电池(电动势约为6V,内阻约2),要测量该电池电动势和内阻,实验器材除待测电池外有:
①电流表(量程为300mA,内阻)
②电压表(量程为6.0V,内阻)
③滑动变阻器R(最大阻值)
④开关S,导线若干。
(1)用题目中所给的器件设计电路,并画在上面的矩形框内。
(2)按照第(1)问中设计的电路进行正确的实验操作,得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I,数据如下表所示。根据表中数据,在坐标纸上将所缺数据点补充完整,并画出U-I图像。
.
I/mA 260.0 220.0 180.0 140.0 100.0
U/V 5.30 5.38 5.46 5.53 5.60
(3)根据第(2)问绘制的U-I图线求出电源的电动势E= V,内阻r= 。(结果均保留3位有效数字)
12.(8分)
某实验小组用多用表进行实验,右图为多用电表的简化电路图。
(1)使用多用表时黑表笔应接在 处。(选填“A”或“B”)
(2)旋钮接1位置时多用表测量 电路,旋钮接2位置时多用表测量 电路,旋钮接3位置时多用表测量 电路。(选填“A”、“B”或“C”)
A. B. C.
13.(10分)
如图所示的电路中,定值电阻、的阻值均为1,滑动变阻器R的最大阻值为4,电容器的电容,电源电动势E=12V,内阻。试求:滑动变阻器从0调至最大值的过程中,流过的电荷量。
14.(12分)
在如图所示的电路中,电源电动势为12V,“电源内阻为1.0,电路中的电阻,电表内阻不计。闭合开关S后,小型直流电动机被卡住时电流表的示数为3.0A,电动机正常转动时,电流表的示数为2.0A,试求:
(1)电动机被卡住时,电动机的发热功率;
(2)电动机正常工作时,电动机两端的电压;
(3)电动机正常工作时,电动机的输出功率。
15.(16分)
如图所示,真空中存在空间范围足够大的、方向水平向左的匀强电场,在电场中,圆心为O、半径为的圆弧形光滑绝缘轨道MN固定在竖直平面内,O、N恰好处于同一竖直线上,ON=R,OM与竖直方向之间的夹角。水平虛线BC上有一点A,点A、M的连线恰好与圆弧轨道相切于M点,AM=2R。现有一质量为m=3g、电荷量为的带电小球(可视为质点)从A点以一定的初速度沿AM做直线运动,带电小球从M点进入圆弧轨道后,恰好能沿圆弧轨道运动并从N点射出。已知,,重力加速度.求:
(1)匀强电场的大小;
(2)小球在圆弧轨道运动的过程最小速度大小和在N点射出时的速度大小;
(3)带电小球在A点时的初速度大小。
张垣联盟2023-2024学年高二上学期11月月考
物理参考答案
1.D
【解析】声波接收器能量转化前要消耗机械能,转化后得到了电能,故ABC错误,D正确。
2.C
【解析】根据闭合电路的欧姆定律可得,电功率
,C正确。
3.B
【解析】把表头改装成大量程的电流表,需要在表头两端并联一个电阻,,B正确。
4.D
【解析】滑动变阻器的滑片置于a时,与导线并联,的分压为0;滑动变阻器的滑片置于b时,与电源并联,的分压为U。滑动变阻器的滑片置于a时,被导线短路,电路中的总电阻为5,滑动变阻器的滑片置于b时,与R并联,电路中的总电阻为2.5。D正确。
5.B
【解析】当滑动变阻器的滑片P自C向D滑动时,电路中总电阻减小,总电流增大,则电源内部电压增大,外电路电压减小,根据串、并联电路电压特点,、两端电压均减小,、均变暗。反之,当滑动变阻器的滑片P自D向C滑动时,、均变亮,B正确。
6.A
【解析】UI图像中点与原点连线的斜率增大,电阻增大,金属铂的电阻率随温度升高而增大,由欧姆定律可知,A正确。
7.D
【解析】达到静电平衡时,在O点处的电场强度等于零,D正确。
8.AC
【解析】静电计的张角大小指示电容器两极板的电势差大小,电势差越大,张角越大,根据电容的决定式和定义式可得,。手持电容器的一个极板竖直向上或向下移动,只减小S,电容C减小,而电荷量Q不变,电势差U增大,张角变大,A正确,B错误;手持电容器的一个极板水平向左移动只增大d,电容C减小,电势差U增大,张角变大,C正确,D错误。
9.CD
【解析】根据电阻定律,设立方体的边长为a,,和的电阻之比为2∶1,两立方体串联,电流之比为1∶1,由公式,可得和的电压之比为2∶1,由可知,和的功率之比为2∶1。CD正确。
10.BD
【解析】由图知电势能一直减小,则质子从a到c电场力做正功,电势降低,a点电势高于b点电势;根据动能定理,动能增加,速度增大,质子经过a点的动能小于经过b点的动能,A错误,BD正确;根据静电力做功与电势能变化关系知, x图像的切线斜率,其绝对值等于静电力大小。因此从a到c处电场强度减小,a点的电场强度大于c点的电场强度,由可知,a点的加速度大于c点的加速度,故C错误。
11.(1)见解析 (2)见解析 5.75~5.80 1.75~1.90(每空2分,共8分)
【解析】
(1)电路图:
(2)U-I图像:
(3)由图像的截距可读出电源电动势E=5.80V,
斜率的绝对值为电池内阻。
12.(1)B (2)BCA(每空2分,共8分)
13.【解析】当滑动变阻器的阻值为0时,电容器两端的电压
当滑动变阻器的阻值为4时,电容器两端的电压
由公式可知,流过的电荷量为
14.【解析】
(1)电动机被卡住时是纯电阻电路,
发热功率
(2)电动机转动,电流表的示数为2.0A,所以电动机的电压为
(3)电动机的总功率为
电动机的发热功率为
所以电动机的输出功率为
15.【解析】
(1)根据带电小球沿AM做直线运动可知,带电小球所受的电场力与重力的合力沿MA方向,则带电小球所受电场力与重力的关系
可得:
(2)带电小球所受电场力与重力的合力大小为
根据带电小球恰好能沿圆弧轨道运动并从N点射出可知,带电小球在圆弧轨道上经过等效最高点G时速度有最小值,如图所示,此时带电小球所受电场力与重力的合力提供向心力,即,解得,
带电小球从G点运动到N点的过程中,根据动能定理有,解得,
(3)设带电小球在A点时的初速度大小为,小球从A点运动到G点的过程中,根据动能定理有,解得
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