青岛市重点中学2023-2024学年高二上学期10月月考
物理试题
考试时间:60分钟;满分100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回,试卷和草稿纸不必交回。
一、单项选择题:(本题共8小题,每题4分,共32分。每小题只有选项符合题目要求。)
1.以下关于静电场的描述正确的有(以无穷远为电势零点)( )
A.电场和电场线都是真实存在的,且电场线由正电荷出发到负电荷终止
B.电场强度大的地方电势一定高
C.若电荷初速为零,则仅在电场力作用下就将沿电场线运动
D.等量同种点电荷形成的电场中两电荷连线中点的场强为零,但电势不为零
2.关于磁场,下列说法正确的是( )
A.奥斯特通过实验发现了通电导线在磁场中受力
B.磁场是看不见、摸不着的,但是磁感线是真实存在的
C.磁感线总是从N极出发回到S极
D.磁感线与电场线不同,磁感线是闭合曲线
3.为了打击酒驾行为,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试,如图甲是一款酒精浓度检测仪的简化电路,其电源电动势与内阻保持不变,为定值电阻,R为气敏电阻,其阻值随酒精浓度c成反比关系如图乙所示。当驾驶员呼出气体中酒精浓度时,刚好达到酒驾标准;当驾驶员呼出气体酒精浓度为时,则刚好达到醉驾标准。根据以上信息,下列判断正确的是( )
甲 乙
A.当测试者呼出的气体中酒精浓度越低,电源的总功率越大
B.当测试者呼出的气体中酒精浓度越低,电压表示数与电流表示数比值越小
C.呼出气体中酒精的浓度为时,电路中电流等于呼出气体中酒精的浓度为时电路中电流的4倍
D.呼出气体中酒精的浓度为时,电路中电流小于呼出气体中酒精的浓度为时电路中电流的4倍
4.如图所示,将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环,接入电路中,电路与圆环的接触点O点固定,P为电路与圆环良好接触的滑动触头,电源的电动势为E,内阻为r,闭合开关S,在滑动触头P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中,下列说法正确的是( )
A.灯先变亮后变暗,电流表的示数先变大后变小
B.灯先变暗后变亮,电压表的示数先变大后变小
C.电源的输出功率先变大后变小
D.电容器C所带电荷量先减少后增多
5.甲为某电源的图线,图乙为某小灯泡的图线,则下列说法正确的是( )
图甲 图乙
A.根据短路电流,可以求出电源的内阻为0.5Ω
B.根据图线斜率可知小灯泡的电阻随着电流的增大而增大
C.把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为5.2W
D.当小灯泡两端的电压为0.75V时,它的电阻约为
6.如图所示,一电荷量为的均匀带电细棒,在过中点c垂直于细棒的直线上有a、b、d三点,且,在a点处有一电荷量为的固定点电荷,已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)( )
A. B. C. D.
7.长方体铜柱长、宽、高分别为a、b、c,若先后在AB和CD两端添加相同的恒定电压,则该铜柱内自由电子先后两次定向移动的速率之比为( )
A. B. C. D.
8.某码头用电动势为电源的电路控制电动机(如图2)带动传送带(如图1)向高处传送物品,电路中接有一标有“6V12W”字样的小灯泡L。现将一质量为的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点,此后灯泡正常发光,电动机正常工作,其额定电压为6V,电动机带动传送带以的速度匀速运动,传送带长为23.2m,与水平面之间的夹角为,小物体与传送带之间的动摩擦因数,,取。在传送带将小物体从A点传送到最高点B点的过程中,下列说法中正确的是( )
图1 图2
A.小物体运动至传送带顶端的速度为4.3m/s
B.电动机线圈内阻为3Ω
C.为传送小物体,电动机多输出的能量为107.5J
D.小物体运动至传送带顶端的时间为10.77s
二、多项选择题:(本题共4小题,每题6分,共24分。每小题有多个选项符合题目要求。
全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错得0分。)
9.在如图所示电路中,电压表为理想电压表,两电流表由相同的表头改装而成,电流表量程为1A,电流表量程为0.6A,闭合开关S,滑动变阻器的滑片位于a点时,电压表的读数分别为、两电流表示数和为,滑动变阻器的滑片位于b点时,电压表的读数为、两电流表示数和为,下列判断正确的是( )
A., B.两电流表与指针偏角相同
C.滑片由a滑到b,不会变化 D.两电流表与示数相同
10.如图所示,A、B为两块水平放置的金属板,通过闭合的开关S分别与电源两极相连,两极板中央各有一个小孔a和b,在b孔正上方某处放一带电质点由静止开始下落,若不计空气阻力,该质点到达a孔时速度恰为零,然后返回。现要使带电质点能穿过a孔,则可行的方法是( )
A.先断开S,再将A板适当上移 B.先断开S,再将B板适当上移
C.保持S闭合,将B板适当上移 D.保持S闭合,将A板适当下移
11.如图所示电路中,MN为水平放置的真空电容器,开关S处于闭合状态,电容器中心处静止一个带电质点Q,以下分析正确的是( )
A.若开关由闭合断开,将有电流由上到下通过再经到达接地端D流出
B.滑动变阻器的滑片P向上滑动时,电荷Q将会向下运动
C.若在电容器中充入某种电介质,有从左向右的电流通过
D.开关断开后,向下移动极板M,Q所在的位置的电势不变
12.如图所示电路,电源电动势,内阻忽略不计,初始状态,电阻箱,,,M点和N点之间接有定值电阻和水平放置的平行板电容器,电容器的电容,下列说法正确的是( )
A.若,则闭合开关后,电路稳定时电容器两极板电压为6V
B.若,则闭合开关后,平行板电容器所储存电荷量为0
C.若,则闭合开关后,电路稳定时的总功率为9W
D.若,闭合开关,电路稳定后再将调整为24Ω,则电路达到下一次稳定时通过的电荷量为
三、非选择题:本题共4小题,共44分。
13.(10分)物理小组的同学在实验室测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,实验室提供了如下器材:
图1 图2
A.电流表的量程为100mA,内阻
B.电流表的量程为200mA,内阻
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器
F.电阻箱
G.开关、导线若干
H.干电池两节
(1)小组的同学通过讨论,认为需要将电阻箱与电流表串联,将电流表改装成了量程为3V的电压表,则电阻箱的阻值应调为________Ω。
(2)小组的同学通过讨论,设计了如图1所示的电路,请根据电路图,把图2所示实物图连接完整。
(3)闭合开关K前,应将图2中滑动变阻器的滑片移到_______(填“a”或“b”)端,闭合电键后,多次调节滑动变阻器的滑片,得到多组电流表、的示数、,以为纵轴、为横轴作图像,得到图像与纵轴的截距为190mA,图像斜率绝对值为2,则电池组的电动势_______V,内阻_______Ω(结果均保留3位有效数字)。
14.(12分)某实验小组为了测量某待测电阻的阻值,先用多用电表欧姆挡进行粗测,后用伏安法精确测量。
图甲 图乙 图丙
(1)如图甲所示为一简易多用电表内部电路原理图,其中G为灵敏电流计,选择开关S与不同接点连接就构成不同的电表,下列分析正确的是_______。
A.A为黑表笔,B为红表笔
B.将选择开关S与3连接,就构成了欧姆表
C.将选择开关S与1或2连接,就构成了电流表,且与1接点相连时量程较大
D.将选择开关S与4、5连接,就构成了电压表,且与4接点相连时量程较大
(2)如图乙先用多用表欧姆挡挡粗测其电阻为________Ω。
(3)实验要求尽可能准确地测量的阻值,实验室可提供下面器材,电流表应选_______,电压表应选_______(填字母代号)
电源E:电动势3V,内阻忽略不计;
电流表:量程0~15mA,内阻为100Ω;
电流表:量程0~0.6A,内阻约为0.3Ω;
电压表:量程0~3V,内阻约3kΩ;
电压表:量程0~15V,内阻约15kΩ;
滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω;
定值电阻:阻值为10Ω;
定值电阻:阻值为100Ω;
开关S、导线若干。
(4)在图丙虚线框中画出测量阻值的完整电路图,并在图中标明器材代号______________。
(5)调节滑动变阻器R,当电压表的示数为2.60V,电流表的示数是8.0mA时,则待测电阻的阻值为________Ω。(结果保留两位有效数字)
15.(12分)如图所示,均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角的光滑绝缘斜面上,A绝缘,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,质量分别为,,,其中A不带电,C的电荷量且保持不变,开始时BC间的距离,三个物体均能保持静止。现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A沿斜面做匀加速直线运动,经过时间t,向上运动1m,向上力F变为恒力,已知静电力常量为,g取。求:
(1)B的电荷量和电性;
(2)A做匀加速的加速度大小;
(3)F从变力到恒力需要的时间t;
(4)F变为恒力时的大小。
16.(10分)杭州亚运会于9月23日开幕,为了保障赛会期间的出行需求,2000多辆新能源服务车辆于9月3日在杭州正式交付并投入使用。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,行驶时的最大速度为18km/h,人与车总质量为。当它在水平路面匀速行驶时所受阻力恒为总重的0.01倍,驱动电机的额定电流,额定电压;。
(1)求驱动电机的内阻;
(2)若某工作人员以的加速度匀加速启动该车,在驱动电机达到额定输出功率时,对外输出了多少机械能?
青岛市重点中学2023-2024学年高二上学期10月月考
物理参考答案
1.D
解析:A.电场是真实存在的,电场线不是,A错;
B.场强与电势没有必然的联系,B错;
C.电场线不是电荷运动的轨迹线,即使初速为零,当电场线弯曲时,电荷也不沿电场线运动,
C错;
D.根据等量同种点电荷电场可知D正确。
2.D
A.磁场力是横向作用力,奥斯特是通过发现通电导线下方的小磁针发生偏转发现了电流的磁效应。故选项A错误;
B.磁场看不见、摸不着,磁感线并不真实存在的,是人们假想出来的曲线。故选项B错误;
CD.磁感线是闭合曲线,在磁体外部总是从N极出发回到S极,在磁体内部总是从S极出发回到N极。故选项C错误;D选项正确。
3.D
【详解】A.因为测试者呼出的气体中酒精浓度越低,电阻变大,总电流变小,电源的总功率越小,A错误;
B.由图线得,测试者呼出的气体中酒精浓度越低,气敏电阻的阻值越大,根据欧姆定律,电阻的阻值越大,电压表示数与电流表示数比值越大,B错误;
CD.因为气敏电阻的阻值随酒精浓度c成反比,根据闭合电路欧姆定律得,,解得
D正确,C错误。故选D。
4.B
【详解】AB.闭合的圆环,接入电路中,接触点O点与P间电阻丝并联接入到电路中,在滑动触头P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中,圆环接入到电路中的总电阻先变大后变小,故电路中的总电阻先变大后变小,则干路电流I先减小后增大,灯先变暗后变亮,根据闭合电路欧姆定律可知路端电压即电压表示数先变大后变小,圆环与灯并联电路的电压,与之和等于外电路电压,故灯先增大后减小,先变亮后变暗,流过电流表的电流,先减小后增大,则电流表的示数先减小后增大,故A错误,B正确;
C.当外电路总电阻等于电源内阻时,电路的输出功率达到最大值。但是题目中并不知道目前外电路总电阻和电源内阻的关系,无法判断,故C错误
D.圆环与灯并联的电压先增大后减小,则电容器板间的电压先增大后减小,由可得电容器所带的电荷量先增大后减少,故D错误。故选B。
5.D
【详解】A.由图甲根据,可知图线与纵轴的截距就是电源电动势,所以电源电动势为。根据图像可知,横轴交点并非短路电流,图像过点,将其代入图像公式可得内阻为,故选项A错误;
B.根据欧姆定律可知图乙中图线上的点与坐标原点连线的斜率代表小灯泡的电阻,则从图乙中可知电压越大,图线上的点与坐标原点连线的斜率就越大,电阻也就越大,故选项B错误;
C.把电源和小灯泡组成闭合回路,将甲、乙两图线表示在同一图像中,如下图所示,两图线的交点即小灯泡的工作电压和电流,故从图中可以看出工作电压和电流为,,所以小灯泡的功率约为,故选项C错误;
D.由图乙可得,当小灯泡两端的电压0.75V时,电流为7A,则根据欧姆定律可得灯泡电阻为,故选项D正确。故选D。
6.C
【详解】a点处的电荷量为的点电荷在b处产生的电场强度为,方向向右,b点处的场强为零,根据电场的叠加原理可知细棒与a点处的点电荷在b处产生的电场强度大小相等,方向相反,则知细棒在b处产生的电场强度大小为,方向向左。
根据对称性可知细棒在d处产生的电场强度大小为,方向向右;
而电荷量为的点电荷在d处产生的电场强度为,方向向右,所以d点处场强的大小为,方向向右,故选项C正确。
7.B
【详解】电流沿着AB方向时铜柱的电阻为,通过铜柱的电流为,电流的微观表达式为
联立以上三式解得,同理,可得电流沿着CD方向时,电子定向移动速率为,,故选B选项。
8.C
【解析】B选项,由灯泡正常发光知,电动机不是纯电阻元件,不满足欧姆定律,故,B错误;
A选项,物体刚放上A点时,受到的滑动摩擦力沿传送带向上,物体做匀加速直线运动,此时。假设物体能与皮带达到相同的速度,则物体加速上滑的位移为,由于,所以物体可以加速到与皮带速度相同,又,所以物体先沿着皮带向上匀加速,再与皮带保持相对静止一起匀速到顶端,说明到达B点时速度为,故A错误;
D选项:从A到B物体加速的时间为,达到后匀速运动,所用时间为,故物体由传送带运动至顶端所用的总时间为,故D错误;
C选项:物体在加速阶段的相对位移为,所以由功能关系得电动机多输出的能量为,其中,解得,故C正确。故选C。
9.BC
【分析】串反并同指的是在一个闭合的电路中,当滑动变阻器的阻值发生变化时,与滑动变阻器串联的电学元件的物理量的变化与其变化趋势相反,与其串联的电学元件的物理量的变化趋势与其相同,其中串联指的是只要有电流流进流出即可。
【详解】A.让滑动变阻器的滑片从a点移动到b点,滑动变阻器的阻值增大,由串反并同规律,与滑动变阻器并联的电压表的读数增大,,A错误;
B.两电流表由相同的表头改装而成,并联时所加电压相同,电流相同,两电流表指针偏角一定相同,B正确;
C.由闭合回路的欧姆定律可知,两电流表内阻的并联值保持不变,C正确;
D.两个电流表的量程不同,内阻不同,并联时电压相同,电流一定不同,D错误
10.AD
【详解】A.若断开S,再将A板适当上移,由以上分析可知,板距变小,由原来情况有,可得,可知。则A板上移后,板距为,小于d,则有。可知,那么质点可以到达a孔,故能穿过a孔,故A正确。
B.若断开S时,两板带电量不变,则有,,,可得将B板适当上移,板间电场强度不变,但板距变大,所以板间电压变大,则有,说明质点不能穿出a孔,故B错误;
C.设质点距离B板的高度h,A、B两板原来的距离为d,电压为U,质点的电量为q,由题质点到达a孔时速度恰为零,根据动能定理得。若保持S闭合,将B板适当上移,设质点到达a时速度为v,由动能定理得,可得。说明质点到达a孔时速度恰为零,然后返回,不能穿过a孔,故C错误;
D.若保持S闭合,将A板适当下移距离,由动能定理得,则,质点能穿过a孔,故D正确;故选AD。
11.BC
解析:A.开关由闭合断开,将通过、放电,不会流入D,A错;
B.滑片P向上滑动时,回路总电阻增大,电流下降,电容器的电压下降,板间场强减小,重力大于电场力,所以向下运动,B正确;
C.电容器中充入电介质,电容增大,板间电压不变,带电量增大,通过的电流从左向右,C正确;
D.开关断开后,电容器放电,Q所在处电势变为零,D错误。
12.BD
【详解】A.当电阻箱的阻值为,电容器两端的电压为,故A错误
B.时,闭合开关,电容器两端电压为0,储存电荷量为0,故B正确
C.电路稳定后,,外电路总电阻,总功率,故C错误
D.时,电容器两极板电压,下极板为高电势;时,电容器两极板电压,上极板为高电势;流经电荷量:。故D选项正确,选择BD
13.10 a 2.85 1.33
【详解】(1)电阻箱与串联,将电流表改装成了量程为3V的电压表,则由欧姆定律可得电阻箱电阻
(2)实物图连线如下
(3)闭合开关前,应将图1中滑动变阻器的滑片移到a端,使滑动变阻器接入电路的电阻最大。
[4][5]根据闭合电路欧姆定律有,
代入数据可得,整理
由题意有,,联立解得,
14.【答案】(1)BC;(2)120;(3);;
(4)电路图如图;(5)
【详解】(1)AB.在多用电表使用时应让电流从红表笔进,黑表笔出,当将选择开关S与3连接,就构成了欧姆表,由此可判断A为红表笔,B为黑表笔,故A错误,B正确;
C.将选择开关S与1或2连接,就构成了电流表,根据并联分流原理,并联的电阻越小分得的电流越大,所以与1接点相连时量程较大,C正确;
D.将选择开关S与4或5连接,就构成了电压表,根据串联分压原理,串联的电阻越大分得的电压越大,所以与5接点相连时量程较大,D错误。故选BC。
(2)由图所示欧姆表可知,所测电阻阻值为
(3)电路中可能出现的最大电流约为,可用电流表与定值电阻并联,相当于量程为30mA的电流表;电源电动势为3V,则电压表选择。
(4)[5]由于电流表与定值电阻并联,并联的电阻为50Ω,即电流表内阻已知,尽可能准确地测量的阻值,电流表内接,为了测出更多的数据,滑动变阻器用分压接法,电路如图
(5)电流表的示数是8.0mA,此时通过待测电阻的电流为16mA,则待测电阻的阻值为,保留两位有效数字为
15.【答案】(1),带正电;(2);(3)1.0s(4)
【详解】(1)A、B、C静止时,以AB为研究对象,受力分析有,代入数据解得:
(2)A向上运动1m,向上力F变为恒力,经分析知AB分离时两者之间弹力恰好为零,此后F变为恒力,即此时B向上运动了1m,对B由牛顿第二定律得,其中,解得
(3)由匀加速运动规律得,解得
(4),解得:
16.(1)5Ω;(2)1875J;
(1)汽车匀速行驶的阻力:,额定输入功率:,额定输出功率:,热功率:,得。
(2)匀加速启动,达到额定输出功率时:,,,,此时的位移:,得:
发动机输出的机械能:
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