长春市朝阳区2023-2024学年高二上学期12月月考
物理试卷(选考)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共6页。考试结束后,将答题卡交回。
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信
息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书
写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;
在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
第Ⅰ卷
选择题(本题共12小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1-8题只有一项符合题目要求,每小题4分;第9-12题有多项符合题目要求,每小题4分,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
1.关于电流,下列说法中正确的是( )
A.由可知,通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
B.由可知,导体的电阻与导体两端的电压成正比
C.由可知,同一导体内电荷定向移动的速率越大,电流越大
D.电流有方向,电流是矢量
2.下列有关电动势的说法正确的是( )
A.电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比
B.是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小由电源内非静电力的特性决定
C.非静电力做的功越多,电动势越大
D.电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压,当电源接入电路时,电动势将发生改变
3.现有三根长为L、材料相同的导线a、b、c,a的电阻为R,横截面积为S,b、c的横截面积分别为和,现需要一根长为,阻值小于的导线,应选用的导线及连接后的电阻为( )
A.a、b, B.a、b,
C.a、c, D.b、c,
4.成人体液的主要成分是水和电解质,因此容易导电,而体内脂肪则不容易导电,我们可以用某型号脂肪测量仪(如图甲所示)来测量脂肪率,脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例,模拟电路如图乙所示:测量时,闭合开关S,测试者两手分别握住两手柄M、N,则( )
A.人体内水和脂肪导电性不同,两者中脂肪电阻率更小一些
B.体型相近的两人相比,脂肪含量高者对应的电压表示数较小
C.由电阻公式可知,个子高的一定比个子矮的电阻大
D.刚沐浴后,人体水分增多,脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会偏小
5.如图所示为a、b两电阻的伏安特性曲线,图中α=45°,关于两电阻的描述正确的是( )
A.电阻a的阻值随电流的增大而增大
B.因I-U图线的斜率表示电阻的倒数,故电阻b的阻值
C.在两图线交点处,电阻a的阻值等于电阻b的阻值
D.在电阻b两端加2V电压时,流过电阻的电流是4A
6.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;质子的质量为m,其电量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是( )
A.
B.
C.
D.
7.如图所示,一满偏电流Ig=1mA、内阻Rg=300的表头G,先将其与定值电阻R1并联,后再与定值电阻R2串联,改装成一个既可以测电流又可以测电压的两用电表,公共接线柱和1之间为电流4mA挡,公共接线柱和2之间为电压3V挡,关于R1、R2的阻值正确的是( )
A.R1=75、R2=675
B.R1=75、R2=2700
C.R1=100、R2=675
D.R1=100、R2=2700
8.如图所示,在地面上方的水平匀强电场中,一个质量为m、电荷量为+q的小球,系在一根长为L的绝缘细线一端,可以在竖直平面内绕O点做圆周运动,AB为圆周的水平直径,CD为竖直直径。已知重力加速度为g,电场强度,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.若小球在竖直平面内绕O点恰好做完整圆周运动,则它运动过程中的最小速度
B.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到D点时机械能最大
C.若将小球在A点由静止开始释放,小球到达B点速度为
D.若剪断细线将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出,它将能够到达B点
多选题
9.两个较大的平行金属板A、B相距为d,分别接在电压为U的电源正、负极上,这时质量为m的带电油滴恰好静止在两极之间,如图所示,在其它条件不变的情况下,那么在下列的过程中( )
A.如果保持连接电源,两极距离不变,非常缓慢地错开一些,电流计中电流从b流向a
B.如果保持连接电源,将A板上移,油滴将向上加速运动
C.如果断开电源,A板上移,B板接地,油滴静止不动,油滴处电势不变
D.如果断开电源,两板间接静电计,A板上移,静电计指针张角变大
10.如图所示,直线I为某电源的伏安特性曲线,曲线Ⅱ为某小灯泡的伏安特性曲线。则下列判断中正确的是( )
A.电源的电动势E=3.0V
B.电源的内阻r=1Ω
C.该灯泡直接与该电源相接时,灯泡电阻为1Ω
D.该灯泡直接与该电源相接时,灯泡功率为1.5W
11.电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内的水烧干以前的加热状态,另一种是水烧干后的保温状态。如图所示是电饭锅的电路图,R1是电阻,R2是加热用的电热丝。下列说法正确的是( )
A.自动开关S接通时,电饭锅处于加热状态
B.自动开关S接通时,电饭锅处于保温状态
C.如果R1=0.5R2,电热丝在保温时与加热时的功率之比为4:9
D.如果R1=0.5R2,电热丝在保温时与加热时的功率之比为2:3
12.某闭合电路如图所示,电源的内阻不能忽略,电压表和电流表均为理想电表,在滑动变阻器的滑动触头逐渐向右端滑动的过程中,下列选项中正确的是( )
A.电压表的示数增大、电流表的示数增大
B.电压表的示数减小、电流表的示数增大
C.小灯泡的亮度变暗
D.定值电阻R1消耗的电功率减小
第Ⅱ卷
填空题(本题共两小题,第13题8分,第14题12分,共计20分。)
13.利用实验室的指针式多用电表研究如下问题。
(1)关于多用电表的使用,下列操作正确的是( )
A.测电压时,图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B.测电流时,应按图乙连接方式测量
C.测电阻时,可以按图丙连接方式测量
D.测二极管的反向电阻时,应按图丁连接方式测量
(2)某同学用多用电表“×10”挡测量某电阻R时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度过小,为了较准确地进行测量,则应将选择开关置于 挡。(选填“×1”、“×10”或“×100”)
(3) 如图所示是一个简单的欧姆表电路示意图,其中电流表满偏电流为500μA,内阻为100Ω,电池电动势为1.5V,内阻为1Ω;变阻器R0最大阻值为5000Ω。
①调零后测量某定值电阻时,指针指在刻度盘的正中央,则该定值电阻阻值为 Ω。
②使用一段时间后电池老化,电动势下降到1.4V、内阻增大到4Ω,但仍可调零,正确操作后,测量另一个定值电阻,欧姆表读数为300Ω,则这个电阻的阻值应为 Ω。
14.在做《测定金属的电阻率》的实验中,若待测电阻丝的电阻约为5Ω,要求通过待测电阻的电流调节范围尽量大,从而可测量多组实验数据,备有以下器材:
A.电池组(3V、内阻约lΩ) B.电流表(0~3A,内阻约0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω) D.电压表(0~3V,内阻约4kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻约15kΩ) F.滑动变阻器(0~20Ω,允许最大电流lA)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,允许最大电流0.3A) H.开关、导线
(1)上述器材中应选用的是 。(只填写字母代号)
(2)图甲是未完成的实物连线图,图中a为待测导体右端接线柱,b为电流表正极接线柱,c为滑动变阻器左上端接线柱,d为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接 (填“a”或“b”)。导线②应连接 (填“c”或“d”);
(3)某次用螺旋测微器测金属丝直径为d,用游标卡尺测金属丝的长度为L,电压表和电流表的示数分别为U、I,写出该金属丝的电阻率的表达式 (用U、I、d、L表示)。
(4)如图丙所示,金属丝的长度L为 cm,金属丝的直径d为 mm。
三、计算题(本题共3小题,共32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。)
15.(10分)如图所示的电路中,电源电动势 E=6.0 V,内阻r=1.0Ω,电阻R2=6Ω,当开关 S断开时,理想电流表的示数为0.5 A,理想电压表的示数为3.0 V,试求:
(1)R3的阻值;
(2)R1的阻值和电源的内电压;
(3)开关S闭合后,理想电压表的示数为2.0 V,R2上消耗的电功率。
16.(10分)汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图所示,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为33A,若电源电动势为12.5V,内阻为0.1Ω,电动机绕组的电阻0.2Ω,电流表内阻不计,求:
(1)车灯的电阻值;
(2)电动机启动时流过车灯的电流以及电动机的输出功率;
(3)因电动机启动,车灯的电功率降低了多少?
17.(12分)如图,竖直正对放置的金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿水平放置的金属板M、N的中心线,粒子源P可以连续发出质量为m,电荷量为q的带正电粒子(初速不计),粒子在A、B间被加速电压U0加速后,沿平行板的方向从金属板M、N正中间射入两板之间。M、N板长为L,两板间距离为,板M、N右侧距板右端L处放置一足够大的荧光屏PQ,屏与垂直,交点为。粒子重力不计,求:
(1)粒子进入MN板间时的速度大小v0;
(2)粒子刚好从N板的右边缘离开偏转电场时,M、N板间的电压U1;
(3)若M、N板间的电压可调,则在荧光屏上有粒子达到区域的最大长度b。
答案
参考答案:
1.C
【详解】A.通过导线截面的电量多,若时间长,电流不一定大,A错误;
B.电阻的定义式为比值定义,电阻的大小是由电阻本身的性质决定的,与导体两端的电压和流过导体的电流均无关,B错误;
C.由电流的微观表达式可知,同一导线内单位体积内的自由电子数量n,横截面积S均相同,电荷定向移动的速率越大,电流越大,C正确;
D.电流虽然有方向,但遵守代数运算法则,因此是标量,D错误。
故选C。
2.B
【详解】A.公式是比值定义式,即电源的电动势与非静电力做功、电荷量无本质的决定关系,因此不能认为电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比,故A错误;
B.公式是比值定义式,即该公式只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小由电源内非静电力的特性决定,故B正确;
C.根据上述可知,非静电力移动单位电荷做的功越多,电动势越大,故C错误;
D.电源的电动势的大小由电源内非静电力的特性决定,电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压,当电源接入电路时,电动势不会发生改变,故D错误。
故选B。
3.A
【详解】根据电阻定律
a的电阻为R,横截面积为S,b、c的横截面积分别为和,则b、c的电阻分别为
需要一根长为的导线,则两导线应该是串联,要求阻值小于,则只能是a、b串联,连接后的电阻为
故选A。
4.D
【详解】A.体内脂肪则不容易导电,故水和脂肪两者中脂肪电阻率更大,故A错误;
B.脂肪含量高者人体电阻较大,则对应的电流表示数较小,根据串并联电路特点可知内电压和R分得电压较小,则电压表示数较大,故B错误;
C.由电阻公式可知,个子的高矮与电阻大小没有直接的关系,故C错误;
D.刚沐浴后,人体水分增多,电阻减小,电压表数值减小,即脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会偏小,故D正确;
故选D。
5.C
【详解】A.I-U图线上的点与坐标原点的连线的斜率的倒数表示电阻,由图可知,电阻a图线上的点与坐标原点的连线的斜率不断增大,其电阻不断减小,所以a的电阻随电流的增大而减小,故A错误;
B.由于横纵坐标轴的长度单位不同,则不能由
求解电阻b的阻值,只能通过
求解,故B错误;
C.根据
可知在两图线交点处,电阻a的阻值等于电阻b的阻值,故C正确;
D.根据欧姆定律可得
故D错误。
故选C。
6.D
【详解】质子在加速电场中加速,根据动能定理有
根据电流的微观表达式
联立解得
故选D。
7.C
【详解】由图所示电路图可知
改装后的电流表内阻为
将此电流表改装成电压表,串联的内阻为
故选C。
8.D
【详解】A.由于电场强度
故
将重力场和电场的总和等效成另一个“合场”,物体的加速度大小为
故若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则它运动的最小速度为v,则有
解得
故A错误;
B.除重力和弹力外其他力做功等于机械能的变化量,若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到B点时,电场力做功最多,故到B点时的机械能最大,故B错误;
C.小球受合力方向与电场方向夹角45°斜向下,故若将小球在A点由静止开始释放,它将要沿合力方向做匀加速直线运动,由动能定理
可知小球到达C点时的速度
当绳绷紧后小球沿切线速度为
由当绳绷紧后至B由动能定理
得
故C错误;
D.若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出,小球将不会沿圆周运动,因此小球在竖直方向做竖直上抛,水平方向做匀加速;因
故水平加速度与竖直加速度大小均为g,当竖直方向上的位移为零时,时间
则水平位移
则说明小球刚好运动到B点,故D正确。
故选D。
9.CD
【详解】A.如果保持连接电源,两极距离不变,非常缓慢地错开一些,则电容器两极板间电势差U不变,正对面积S减小,由
可知电容C减小,根据
可知电容器所带电荷量减小,电容器放电,电流计中电流从a流向b,故A错误;
B.如果保持连接电源,将A板上移,则电容器两极板间电压U不变,两极板间距离d增大,根据
知两极板间电场强度减小,带电油滴所受合力向下,油滴将向下加速运动,故B错误;
C.如果断开电源,A板上移,电容器所带电荷量Q不变,两极板间距离d增大,由
联立可得
可知电场强度不变,油滴静止不动。B板接地,小球到B板的距离不变,油滴处电势不变,故C正确;
D.如果断开电源,两板间接静电计,A板上移,电容器所带电荷量Q不变,两极板间距离d增大,由C选项分析可知,电场强度E不变,两极板间电势差增大,静电计指针张角变大,故D正确。
故选CD。
10.C
【详解】A.电源的电动势纵轴的截距,E=3.0V,A正确;
B.电源的内阻
B正确;
C.该灯泡直接与该电源相接时,灯泡电阻为
C错误;
D.该灯泡直接与该电源相接时,灯泡功率为
D正确。
故选C。
11.AC
【详解】AB.由电路图可知,而开关闭合时,R1被短路,只有R2接入电路;而开关断开时,两电阻串联;则由可知,开关接通时为加热状态,故A正确,B错误;
CD.电热丝在加热时即开关闭时,此时电阻丝功率为
电热丝在保温时即开关断开,此时电阻丝功率为
则电热丝在保温时与加热时的功率之比为
故C正确,D错误。
故选AC。
12.BC
【详解】C.在滑动变阻器的滑动触头逐渐向右端滑动的过程中。则阻值减小。总电阻减小,总电流变大。电流表的示数增大,路端电压减小,灯泡电流减小,亮度变暗;故C正确;
ABD.通过R1电流变大,则R1电压变大,电阻R1消耗的电功率变大,因路端电压变小,R1电压变大,所以电压表的示数减小,故AD错误,B正确。
故选BC。
13. AB/BA ×100 3000 280
【详解】(1)[1] A.测电压时,电压表与被测电路并联,红表笔接高电势,图甲连接方式红、黑表笔接法正确,A正确;
B.测电流时,电流表与被测电路串联,电流从红表笔流入,应按图乙连接方式测量,B正确;
C.测电阻时,电阻必须与电路断开,不可以按图丙连接方式测量,C错误;
D.测二极管的反向电阻时,必须将图丁中的表笔对调,D错误。
故选AB。
(2)[2]某同学用多用电表“×10”挡测量某电阻R时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度过小,表明被测电阻阻值较大,为了较准确地进行测量,则应将选择开关置于“×100”挡。
(3)①[3]根据闭合电路欧姆定律得
解得
②[4]根据闭合电路欧姆定律得
根据题意得
解得
14. ACDFH a d 随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻增大 10.230 4.950
【详解】(1)[1]电池组和开关、导线是必选项。根据题图乙可知待测电阻两端电压从零开始变化,所以滑动变阻器应采用分压式接法,为了便于控制分压,应选择最大阻值较小的F。待测电阻丝两端最大电压约为3V,通过待测电阻丝的最大电流约为0.6A,为了能使电表指针达到适当的偏转幅度,电压表应选择D,电流表应选择C。故选ACDFH。
(2)[2]由于待测电阻阻值满足
所以电流表应采用外接法,即导线①应连接a。
[3]滑动变阻器采用分压式接法,导线②应连接d。
(3)[4]MN段向上弯曲,即图像上点与原点连线的斜率增大,主要原因是随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻增大。
(4)[5]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
联立解得
(5)[6]金属丝的长度为
[7]金属丝的直径为
15.(1)6Ω;(2)5Ω,0.5 V ;(3)0.67 W
【详解】(1)R3的阻值
(2) R1的阻值由
得
R =5Ω
电源的内电压
U=I1r=0.5 V
(3) R2上消耗的电功率
16.(1)1.15Ω;(2)8 A,105 W;(3)41.4 W
【详解】(1)电动机未启动时车灯两端的电压
由部分电路欧姆定律有
解得
(2)电动机启动时车灯两端的电压
根据部分电路欧姆定律有
流过电动机的电流为
电动机的输出功率
(3)电动机启动时车灯的电功率
电动机未启动时车灯的电功率
车灯的电功率降低
17.(1);(2);(3)
【详解】(1)根据题意,粒子加速到O点的过程,由动能定理有
解得
(2)记M、N两板间距离为
则水平方向上有
竖直方向上有
由牛顿第二定律有
解得
(3)根据题意可知,粒子刚好从M板的右边缘离开偏转电场时,垂直于中心线方向的速度
偏转角度的正切
由几何关系有
解得
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