福建省莆田九中2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题 17页

高二年段物理试卷 一、选择题（1—10为单项选择，每小题3分；11—15为多选题，每小题4分，选不全得2分，错选不得分；本大题共50分）‎ ‎1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学研究方法，如控制变量法、等效法、类比法、理想模型法、微元法等等，这些方法对我们学好物理有很大帮助。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是 （ ）‎ A. 在探究电阻与材料、长度和横截面积三者之间的关系时应用了控制变量法 B. 在电路中，可以用几个合适的小电阻串联来代替一个大电阻，这利用了等效法 C. 研究带电体时满足一定条件可以把带电体当做点电荷，这利用了建立理想模型法 D. 在研究电场时，常用人为假设的电场线来描述真实的电场，这用的是微元法。‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：在研究电场时，常用人为假设的电场线来描述真实的电场，这用的建立理想模型的方法 。微元法则是将某个过程、研究对象分成若干个微小部分来研究并找出其中的规律，则D错，选 D。‎ 考点： 本题考查物理学中的科学方法。‎ ‎2.一个内电阻可以忽略的电源，给一个绝缘的圆管子里装满的水银供电，电流为0.1 A，若把全部水银倒在另一个内径大一倍的绝缘圆管子里也刚好装满，用同一个电源给这个绝缘圆管子里的水银供电，那么通过的电流将是(　　)‎ A. 0.4 A B. 0.8 A C. 1.6 A D. 3.2 A ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据电阻定律可知，；全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里，则水银的截面积变为原来的4倍，由可知，长度变为原来的；所以电阻变为原来的；再由欧姆定律可知，因电压不变，故电流将变为原来的16倍，故为1.6A，故C正确，ABD错误；‎ ‎3.在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s内分别有1.0×1018个Na+和Cl-通过溶液内部的横截面M，以下解释正确的是（ ）‎ A. 正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子定向移动形成电流方向从B到A B. 溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 C. 溶液内电流方向从A到B，电流I=0.08A D. 溶液内电流方向从A到B，电流I=0.16A ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反。所以正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子定向移动形成电流方向也从A到B，不会相互抵消。故AB错误；‎ CD.溶液内电流方向从A到B。 2s时间内通过通过溶液截面的电荷量 ‎，‎ 则根据电流的定义式 ‎，‎ 故C错误，D正确；‎ ‎4.小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示,P 为图线上一点,PN为图线的切线,PQ 为 U 轴的垂线,PM 为 I 轴的垂线。则下列说法中正确是( )‎ A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B. 对应P点,小灯泡的电阻为 C. 对应P点,小灯泡的电阻为 D. 对应P点，小灯泡的电功率值等于图中阴影部分面积大小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.图线上的点与原点连线的倒数等于电阻大小，由数学知识可知，随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大。故A正确；‎ B.此电阻是非线性元件，其电阻不等于图象切线斜率的倒数,所以小灯泡的电阻为 .故B错误；‎ C.根据电阻的定义式可知,对应P点,小灯泡的电阻为.故C错误；‎ D.由恒定电流的功率公式，推广可知，对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积。故D错误；‎ ‎5.如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关s闭合后，则小磁针北极(黑色一端)指示磁场方向正确的是( )‎ A. a B b C. c D. d ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：小磁针N极的指向为磁感线方向，直导线AB部分，电流从下到上，所以从上往下看，直导线产生的磁场方向应为逆时针方向，所以a指针应斜指向纸面内，a错误；在通电螺线管部分，电流是从上面进来，然后从下边出去，可知左端为螺旋管S极，右端为N极，在外部磁感线从N到S，所以b错误，在内部磁感线从S到N，c正确；在U型螺线管，电流从右端进，左端出，所以右端为S，左端为N，d错误；‎ 考点：考查了右手定则 ‎【名师点睛】根据右手螺旋定则可确定，通电螺线管的磁场分布，及通电直导线磁场的分布，并由小磁针的静止时，N极的指向即为磁场的方向 ‎6.如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先、后两次穿过金属框的磁通量变化分别为和，则（）‎ A. B. C. D. 不能判断 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】第一次将金属框由位置I平移到位置Ⅱ，磁感线穿过金属框的方向没有改变，磁通量变化量等于在这两个位置时的磁通量的差值；第二次将金属框绕边翻转到位置Ⅱ，磁感.线穿过金属框的方向发生改变，磁通量变化量等于两个位置时的磁通量绝对值之和，所以，选项C正确.ABD错 故选C ‎7.如图所示，电源和电压表都是好的，当滑片由a滑到b的过程中，电压表的示数都为U，下列判断正确的是 [ ]‎ A. a处接线断开 B. 触头P开路 C. a、b间电阻丝开路 D. b处接线开路 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：若a处接线断开，电压表的示数为零，不符合题意．故A错误．若触头P开路，电压表的示数为零，不符合题意．故B错误．若a、b间电阻丝开路，电压表示数几乎为U，后变为零，不符合题意．故C错误．若b处接线开路，ab上没有电压，电压表的示数几乎都为U．故D正确．故选D．‎ 考点：电路的故障分析 ‎【名师点睛】本题是电路中故障分析问题，考查判断推理能力．关键是能根据题目提供的现象来分析故障；本题电压可以用电势差理解。‎ ‎8. 用电动势ε=6V、内电阻r=4Ω的直流电源依次分别对下列四个电珠供电，最亮的电珠是（ ）‎ A. 6V，12W B. 6V，9W C. 6V，4W D. 6V，3W ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】内外电阻相等时电源输出功率最大，即小灯泡最亮。根据可知A、电阻为3Ω，B、4 Ω，C、9 Ω，D、12 Ω，故选B ‎9.如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,四个电阻的阻值已在图中标出,闭合开关S,下列说法正确的有( )‎ A. 路端电压U=12V B. 电源的总功率P=10W C. a、b间电压Uab=5V D. a、b间用导线连接后，电路的总电流I=1A ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.外电阻为 ‎，‎ 则 ‎，‎ 则路端电压为 ‎，‎ 故A错误；‎ B.电源的总功率为 ‎，‎ 故B错误；‎ C.选电源负极为0电势点，则a点电势为 ‎，‎ b点的电势 ‎，‎ a、b两点间的电压为 ‎，‎ 故C正确；‎ D.a、b间用导线连接后外电阻为R′，则 ‎，‎ 则电流 ‎，‎ 故D错误；‎ ‎10.如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为L。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为L的a点处的磁感应强度为零。如果让P和Q中的电流都反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为（ ）‎ A. B. C. 0 D. 2B0‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，a点处的磁感应强度为零，则 P和Q电流产生的合磁场和B0等大反向，现在如果让P和Q中的电流都反向、其他条件不变，则P和Q电流产生的合磁场和B0等大并且反向相同，所以，合磁场为2B0；故ABC错误，D正确；‎ ‎11.一束粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方，如图所示，此时小磁针S极向纸内偏转，这一束粒子可能是（　　）‎ A. 向右飞行的正离子束 B. 向左飞行的正离子束 C. 向右飞行的负离子束 D. 向左飞行的负离子束 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析： 向左飞行的正离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，符合题意，故B正确；同理，可知D错误；向右飞行的负离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，符合题意，故C正确，同理可知A错误。‎ 考点：安培定则.‎ ‎12.在如图所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知(　　)‎ A. 电源的电动势为3V，内阻为0.5Ω B. 电阻R阻值为1Ω C. 电源的输出功率为2W D. 电源的效率为66.7%‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir，当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则 故A符合题意。 B．根据欧姆定律可得电阻为：‎ 故B符合题意。‎ C．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为：‎ P出=UI=4W 故C不符合题意。 D．电源的效率 故D符合题意。‎ ‎13.如图所示是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I－R图象．现将甲、乙串联后接入电路中，则(　　)‎ A. 甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大 B. 甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小 C. 在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少 D. 甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率少 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：串联电路电流处处相等，由图象判断出电流相等时两电阻丝的电阻大小，然后由欧姆定律判断其两端电压大小关系，由电阻定律判断其电阻率关系；由焦耳定律判断其产生的热量关系，由电功率公式判断功率关系．‎ 由图象可知，在电流I相同时，，两电阻丝串联．通过它们的电流I相等，而，由可知，，故A正确；由于两电阻丝的横截面积与长度相同，，因为长短，粗细相同，由电阻定律可知，甲的电阻率大于乙的电阻率，故B错误；两电阻串联I相同，，由焦耳定律可知，相同时间，故C正确；两电阻串联，通过它们的电流I相同，，由可知，故D错误．‎ ‎14.如图所示，E为电源，其内阻不可忽略，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，L为指示灯泡，C为平行板电容器，G为灵敏电流计。闭合开关S，当环境温度明显升高时，下列说法正确的是（ ）‎ A. L变亮 B. RT两端电压变大 C. C所带的电荷量保持不变 D. G中电流方向由a到b ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：环境温度明显升高时，RT的阻值减小，电路电流增大，灯泡L变亮，所以A正确；RT的阻值减小，根据串联电路的分压规律，RT的电压减小，所以B错误；外电路的电阻减小，故路端电压减小，电容器的电压减小，电量减少，所以C正确；电容器的电量减少，发生放电现象，故G中电流方向由a到b，所以D正确 考点：本题考查传感器、电容器、闭合电路的欧姆定律 ‎15.A、B是某电场中一条电场线上的两点，一正电荷仅在静电力作用下，沿电场线从A点运动到B点，速度图像如图所示。下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势φ的高低的判断，正确的是（ ）‎ A. EA＞EB B. EA＜EB C. φA＜φB D. φA＞φB ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】从v-t图象可以知道正电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点做加速度不断减小减速运动，故电荷在A点受到的电场力大于电荷在B点的电场力，所以A点的场强大于B点的场强，故A正确，B错误；由于电荷做减速运动，故电场力与速度方向相反，即电场力由B指向A，故电场线由B指向A，所以B点电势较高，故C正确，D错误。所以AC正确，BD错误。‎ 二．填空题：（每个空格2分，共28分）‎ ‎16.如图所示，有一个表头G ‎，内阻为100Ω，满偏电流为10mA，它和另一个电阻连接可以改装成电压表或电流表，若要将它改装成量程为0.6A的电流表，要按_________（填“甲”或“乙”）图，该图里的电阻____________Ω,要使它的量程加大，应使电阻______（填“增大”或“减小”）；若要将表头改装成量程为3V的电压表，要按_________（填“甲”或“乙”）图，该图里的电阻____________Ω,要使它的量程加大，应使电阻______（填“增大”或“减小”）。‎ ‎【答案】 (1). 甲 (2). 1.69 (3). 减小 (4). 乙 (5). 200 (6). 增大 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2][3]表头改装电流表时，需要给他并联一个分流电阻，所以选择甲图；并联电路的电阻值为：‎ ‎；‎ 要使电流表的量程加大，应该是并联分流变大，则并联的电阻应该减小；‎ ‎[4][5][6] 表头改装电压表时，需要给他串联一个分压电阻，所以选择乙图；串联电路的电阻值为：‎ ‎；‎ 要使电压表的量程加大，应该是串联分压变大，则串联的电阻应该变大；‎ ‎17.如图所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V，12 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.5 Ω。若灯泡恰能正常发光，则灯泡的电阻R＝__________Ω，电路中的电流I＝__________A，整个电路消耗的总功率P总＝__________W电动机消耗的功率为P=__________W，电动机输出功率P出＝__________ W。‎ ‎【答案】 (1). 3Ω (2). 2A (3). 24W (4). 12W (5). 10W ‎【解析】‎ ‎【详解】[1] 灯泡L上标有“6 V，12 W”，所以通过灯泡的电流：‎ ‎，‎ 所以灯泡的电阻为：‎ ‎；‎ ‎[2]灯泡和电动机串联，则留过灯泡的电流为电路中的电流：‎ ‎；‎ ‎[3]整个电路消耗的功率为：‎ ‎；‎ ‎[4]电动机消耗的功率为：‎ ‎；‎ ‎[5]电动机的热功率为：‎ ‎，‎ 电动机的输出功率为：‎ ‎；‎ ‎18.在图电路中，已知R1=3Ω，R2=R3=6Ω，路端电压U=30V，则 ‎（1）K1、K2都断开时，三个电阻两端的电压之U1∶U2∶U3= __________‎ ‎（2）K1、K2都闭合时，通过三个电阻的电流之比I1∶I2∶I3=_________ ‎ ‎（3）K1闭合，K2断开时，电路消耗总功率P =__________‎ ‎【答案】 (1). 1∶2∶2 (2). 2∶1∶1 (3). 150W ‎【解析】‎ ‎【详解】[1] K1、K2都断开时，三个电阻串联到一起，所以通过三个电阻的电流相同，由可知，电压比等于电阻比，又电阻比为1:2:2，所以电压比为1:2:2；‎ ‎[2] K1、K2都闭合时，三个电阻并联到一起，所以三个电阻两端的电压相同，由可知，电流比等于电阻的反 比，又电阻比为1:2:2，所以电流比为2:1:1；‎ ‎[3] K1闭合，K2断开时，R1，R2被短路，整个电路只有R3接入电路，电路消耗总功率为：‎ ‎；‎ 三、计算题（10分+12分＝22分）‎ ‎19. 如图所示电路中，电阻R1＝R2＝3.0 Ω，R3＝6.0 Ω，S扳至1时，电流表的示数为 ‎1.0 A，S扳至2时，电流表的示数为1.5 A，求电源的电动势和内阻(电流表的内阻不计)。‎ ‎【答案】6.0 V 1.0 Ω ‎【解析】‎ 试题分析：19.解析：运用闭合电路的欧姆定律进行电路计算时，首先要对外电路的结构进行分析，并据此求出外电路的总电阻。S扳至1时，电阻R1和R3并联后与R2串联，外电路的总电阻为：‎ R外＝＋R2＝Ω＋3.0 Ω＝5.0 Ω。‎ 电流表测出电路中的总电流I1＝1.0 A，根据闭合电路欧姆定律有：E＝I1(R外＋r)＝1.0 A×(5.0 Ω＋r)①‎ S扳至2时，电阻R1和R2串联后与R3并联，外电路的总电阻为：‎ R外′＝＝Ω＝3.0 Ω 电流表测出电路中的总电流I2＝1.5 A，根据闭合电路欧姆定律有：E＝I2(R外′＋r)＝1.5 A×(3.0 Ω＋r)②‎ 由①②两式解得电源的电动势和内阻分别为 E＝6.0 V，r＝1.0 Ω。‎ 考点：闭合电路欧姆定律 ‎【名师点睛】关于电源的电动势和内电阻的求解，经常出现两种情况，根据闭合电路欧姆定律列两个方程，组成方程组求解．开关S扳至1时，电阻R1、R3并联后与R2串联．S扳至2时，电阻R1、R2串联联后与R2并联．分别求出外电路总电阻，根据闭合电路欧姆定律列出两个方程，组成方程组求解电源的电动势E和内阻r．‎ ‎20.电路图如图中甲所示,图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图象,滑动变阻器的最大阻值为10Ω,定值电阻R0=3Ω.‎ ‎(1)当R为何值时,R0消耗的功率最大，最大值为多少?‎ ‎(2)当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少?‎ ‎(3)当R为何值时,R消耗的功率最大，最大值为多少?‎ ‎【答案】(1) 18.75W (2) 20W (3) 20W ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由乙图知电源的电动势和内阻：‎ ‎，‎ ‎，‎ 由甲图分析知道,R0为定值电阻，由，得当电路中电流最大，R0消耗的功率最大，‎ 所以，当R=0时,R0消耗的功率最大，最大为 ‎，‎ 代入数据解得 P=18.75W；‎ ‎(2)当r=R+R0时，即，电源的输出功率最大 最大为 P=，‎ 代入数据求得 P=20W；‎ ‎（3） 把R0和内阻r的和视为等效内阻，即 ‎，‎ 当时R消耗的功率最大。‎ 最大为 P===12.5W；‎ ‎21.如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长l=80cm，两板间的距离d=40cm 电源电动势E=40V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度水平向右射入两板间，该小球可视为质点。若小球带电量q=1×10－2C，质量为m=2×10－2kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表。若小球恰好从A板右边缘射出(g取10m/s2)。求 ‎（1）滑动变阻器接入电路阻值为多少？‎ ‎（2）此时电流表、电压表的示数分别为多少？‎ ‎（3）此时电源的输出功率是多少？‎ ‎【答案】（1）24Ω（2）1A，39V（3）39W ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设小球在板间飞行时间为t，，根据d＝at2，‎ 得飞行加速度 对小球根据牛顿第二定律得 ‎，‎ 解得：，‎ 所以滑动变阻器的两端电压U滑＝UAB＝24 V．‎ 设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得 滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝＝24 Ω．‎ ‎（2）此时电流表的示数为1 A，电压表的示数为U＝E－Ir＝（40－1×1）V＝39 V．‎ ‎（3）电源的输出功率P出＝IU＝39 W．‎ 考点：带电粒子在电场中的运动；欧姆定律；电功率 ‎【名师点睛】本题是带电粒子在电场中类平抛运动和电路问题的综合，容易出错的是受习惯思维的影响，求加速度时将重力遗忘，要注意分析受力情况，根据合力求加速度。‎ ‎ ‎ ‎ ‎