2017-2018学年黑龙江省大庆实验中学高二10月月考物理试题 解析版 16页

大庆实验中学2017～2018学年度上学期10月份月考高二物理试卷 一、选择题(本题共14小题，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，第9～14题有多项符合题目要求)‎ ‎1. 铅蓄电池的电动势为2V，这表示（ ）‎ A. 铅蓄电池两极间的电压为2V B. 铅蓄电池能在1s内将2J的化学能转变成电能 C. 电路中通过相同的电荷量时，铅蓄电池比1节干电池非静电力做的功多 D. 铅蓄电池接入不同电路中，电动势会发生变化 ‎【答案】C ‎【解析】电源两极间电压，当电源不接入电路时，等于电源的电动势；当接入电路时，小于电源的电动势，A错误；电源每通过1C电量，电源把2J的化学能转变为电能，不是在1s内将2J的化学能转变成电能，B错误；电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，通过相同的电荷量时，铅蓄电池比1节干电池非静电力做的功多，故C正确；电动势不随外电路的变化而变化，D错误．‎ ‎2. 如图所示是一个欧姆表的示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图四图中的图（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：红表笔插在正极孔中，与内部电源的负极相连，选档后要进行调零．‎ 解：正极插孔接电源的负极，所以BC错误；每次换挡时都要进行短接调零，所以电阻要可调节，故A正确，D错误．‎ 故选：A．‎ ‎【点评】本题考查了欧姆表的内部结构，要记住电流从红表笔进，从黑表笔出．‎ ‎3. 在1 min内通过阻值为5Ω的导体横截面的电量为240 C，那么加在该导体两端的电压是（ ）‎ A. 20 V B. 48 V C. 120 V D. 1 200 V ‎【答案】A ‎【解析】导体的电流为，故导体两端的电压为，A正确．‎ ‎4. 如图所示甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成的电表，关于这两个电表的下列说法正确的是（ ）‎ A. 甲表是电流表，R增大时量程减小 B. 甲表是电流表，R增大时量程增大 C. 乙表是电压表，R增大时量程减小 D. 上述说法都不对 ‎【答案】A ‎【解析】在表头两端并联一个定值电阻，定值电阻可分流，故此连接为改装电流表原理，故甲为电流表，R增大，通过R的电流减小，所以电流表的总量程减小；在表头串联一个定值电阻，定值电阻可分压，故此连接为改装电压表原理，故乙为电压表，增大R，则R两端电压增大，故改装后的电压表量程增大，故A正确．‎ ‎5. 如图所示的电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω．闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A．则以下判断中正确的是 (　 　)‎ A. 电动机的输出功率为14W B. 电动机两端的电压为7V C. 电动机产生的热功率为4W D. 电源输出的电功率为24W ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：电路中电流表的示数为2.0A，所以电动机的电压为：U=E-U内-UR0=12-Ir-IR0=12-2×1-2×1.5W=7V，电动机的总功率为：P总=UI=7×2W=14W，电动机的发热功率为：P热=I2R=22×0.5W=2W，所以电动机的输出功率为：P出=14W-2W=12W，所以B正确；AC错误；电源的输出的功率为：P输出=EI-I2R=12×2-22×1W=20W，所以D错误．故选B.‎ 考点：电功率 ‎【名师点睛】在计算电功率的公式中，总功率用P=IU来计算，发热的功率用P=I2R来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的.‎ ‎6. 如图所示电路中，电源E的电动势为3.2 V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3V，额定功率为4.5W．当开关S接位置1时，电压表的读数为3V，那么当开关S接到位置2时，小灯泡L的发光情况是 (　 　)‎ A. 正常发光 B. 有可能被烧坏 C. 很暗，甚至不亮 D. 比正常发光略亮 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：根据功率公式，求出灯泡的电阻．根据灯泡电阻与电阻R的大小关系，分析路端电压的变化，即可判断灯泡的发光情况．‎ 小灯泡L的额定电压为3V，额定功率为4.5W，则灯泡的电阻为，远小于电阻R=30Ω，则当开关S接到位置2时，路端电压减小，路端电压远小于3V，即小于灯泡的额定电压，故小灯泡比正常发光暗，甚至不亮，C正确．‎ ‎7. 如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象．如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有 (　 )‎ A. R接到a电源上，电源的效率较高 B. R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低 C. R接到b电源上，电源的输出功率较大 D. R接到b电源上，电阻R的发热功率和电源的效率都较高 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：由电源的U-I图象斜率大小等于电源的内阻，比较读出电源内电阻的大小，当电阻R与电源组成闭合电路时，电阻R的U-I图线与电源的U-I图线的交点表示工作状态，交点坐标的乘积等于电源的输出功率．‎ 由闭合电路欧姆定律可知，图象与U轴的交点表示电动势，则a的电动势较大，图象的斜率表示内阻，则b电源的内阻r较小．当电阻R与电源组成闭合电路时，电阻R的U-I图线与电源的U-I图线的交点表示工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，两者乘积表示电源的输出功率，由图看出，R接到a电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大．电源的斜率，可知R相等的情况下，r越大电源的输出效率越小，即a电源的效率小，B正确ACD错误．‎ ‎8. 功率为10w的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代．估算出全国一年节省的电能最接近（　　）‎ A. 8×108kW•h B. 8×1010kW•h C. 8×1011kW•h D. 8×1013kW•h ‎【答案】B ‎..................‎ 考点：考查了电能的计算 ‎9. 关于电流和电阻，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 金属导电时，其中的自由电子除作无规则的热运动外，还作定向运动，电流的大小是由定向运动的速度决定的．‎ B. 金属靠自由电子导电，金属的温度升高时，自由电子的平均热运动速率增大，金属导体中的电流增大．‎ C. 由R=U／I可知，在U一定时，电阻与电流成反比；在I一定时，电阻与电压成正比．‎ D. 电阻是导体自身的特性，电阻的大小由导体自身特性决定，并和温度有关，与导体两端是否有电压没有直接关系．‎ ‎【答案】AD ‎【解析】金属导电时，其中的自由电子除作无规则的热运动外，还作定向运动，电流的大小是由定向运动的速率决定的，A正确；电流与自由电子的热运动无关，温度变大时金属导体中的电阻增大，电流是减小的，B错误；阻是导体自身的特性，电阻的大小由导体自身特性决定，并和温度有关，与导体两端是否有电压没有直接关系，C错误D正确．‎ ‎10. 在如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻R1、R2及另外两根导线都是好的。为了查出断导线，某学生想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针的示数，在下列选挡中，符合操作规程的是（ ）‎ A. 欧姆挡 B. 直流电流500mA挡 C. 直流电压2.5 V挡 D. 直流电压10 V挡 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：有多用表检测故障若使用电压档或电流档，将其连入电路要注意量程，用欧姆档要把待检测电路从电源断开．‎ 用欧姆档要把电源断开，本题操作没有，A错误；直流电压档检测可以，用电压档检测其量程要大于6V，若电压表有示数则示数等于电源电压，说明两表笔不含电源的导线之间有断路，故C错误D正确；用电流档要用较大量程，预防短路电流过程，所给B中的500mA太小，故B错误．‎ ‎11. 如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C．闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，则( )‎ A. 变化过程中ΔU和ΔI的比值保持不变 B. 电压表示数变大，电流表示数变小 C. 电阻R0两端电压减小，减小量为ΔU D. 电容器的带电量增大，增加量为CΔU ‎【答案】ABD ‎12. 家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件。PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度T的关系如图所示，T0为室温。由于这种特性，PTC元件通电后，能够达到稳定状态，它的温度保持不变。对此，以下说法正确的是（ ）‎ A. 通电后其消耗的功率先增大，后减小 B. 通电后其消耗的功率先减小，后增大 C. 稳定状态时，温度保持在T1～T2的某一值不变 D. 稳定状态时，温度保持在T1值不变 ‎【答案】AC ‎【解析】通电后半导体材料的温度逐渐升高，由图象可知，半导体的电阻率先变小，后变大，由电阻定律可知，半导体材料的电阻R先变小后变大，电源电压U不变，由可知，半导体材料的电功率先变大，后变小，A正确B错误；由图象可知，在这区间里电阻R随温度升高而减小；在这区间里电阻R随温度的升高而增大；在以后的区间里电阻R随温度的升高而减小．在家庭电路中电压不变，电热器的电功率，可知电阻器的发热功率与电阻成反比．在温度升到前，电阻R随温度的升高而减小，功率增大，温度升高更快；温度一旦超过，电阻R随温度的升高而增大，功率减小，放出热量减小，温度升高变慢，当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在间的某一值不变，保持稳定，故C正确D错误．‎ ‎13. 某同学设计了一个探究电容器所带电荷量与电容器两极板间电压关系的实验，实验电路如图甲所示，其中P为电流传感器，V为理想电压表．实验时，先将开关S1闭合，单刀双掷开关S2掷向a，调节滑动变阻器的滑动头到某位置使电容器C充电，当电路稳定后记录理想电压表的示数．再迅速将开关S2掷向b，使电容器放电．电流传感器P将电容器充、放电过程中的电流数据传送给计算机，在计算机上可显示出电流i随时间t变化的图象如图乙所示．然后改变滑动变阻器滑动头的位置，重复上述步骤，记录多组电流随时间变化的图象和电压表的示数．对于这个实验过程和由图象及数据所得出的结果，下列说法中正确的是(　 　)‎ A. 流过电流传感器P的充电电流和放电电流方向相同 B. 图乙中的第①段(充电阶段)电流曲线与横轴所围图形的面积表示电容器充电结束时所带的电荷量 C. 电容器所带电荷量与电容器两极板间电压的关系图象应为一条过原点的倾斜直线 D. 电容器充电结束时所带电荷量与滑动变阻器滑动头的位置无关 ‎【答案】BC ‎【解析】从图中可知，电容器的左端为正，充电过程中电流从电源正极流向电容正极，放电过程电流从电容的正极流出，所以充电和放电电流方向不同，A错误。根据公式Q=It可得图乙中的第①段（充电阶段）电流曲线与横轴所围图形的面积表示电容器充电结束时所带的电荷量，B正确。因为电容器的电容是恒定不变的，所以根据公式卡德尔Q=CU,即Q是关于U 的一次函数，所以电容器充电结束时所带电荷量随电容器充电结束时两极间电压变化的关系图象应为一条过原点的倾斜直线，C正确。因为电容器是跟滑动变阻器的左端并联在一起的，所以电容器的充电结束时的电压和滑动片的位置有关，根据公式可知电容器充电结束时所带电荷量与滑动变阻器滑动头的位置，所以D错误。‎ ‎14.‎ ‎ 如图丁所示，已知电源电动势E=6V，合上开关，将滑动变阻器的滑动触头C从A端滑至B端的过程中，得到电路中的一些物理量的变化如图甲、图乙、图丙所示．其中甲图为输出功率与路端电压关系曲线，乙图为路端电压与总电流关系曲线，丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线，不考虑电表、导线对电路的影响．则下列关于图中a、b、c、d点的坐标值正确的是（ 　）‎ A. a（4V，4.5W） B. b（4.8V，2.88W）‎ C. c（0.6A，4.5V） D. d（8Ω，80%）‎ ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：变阻器的滑动头C在右端B时，分别对于c、a、d三点．由乙图读出短路电流I=3A，由E=Ir求解电源的内阻r；由丙图知：当R=80Ω时，电源的效率最高，此时滑动变阻器的阻值最大，由效率公式求出滑动变阻器的总阻值R．再分别求出各点的坐标．‎ 由乙图可知短路电流为，由得，电源效率最高时，滑动变阻器的阻值最大，由丙图知电源的最大效率为 η=80%，由，解得，变阻器的滑动头C在右端B时，分别对应c、b、d三点．当输出功率达到最大时：，此时路端电压为U=3V，所以各点的坐标为a点：U=3V，，坐标为（3V，4.5W）；b点、c点：R=8Ω，，，，所以b点的坐标为：（4.8V，2.88W）；c点的坐标为（0.6A，4.8V）；d点坐标为（8Ω，80%），AC错误BD正确．‎ 二、实验题 ‎15. 一游标卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游标尺上有20个小的等分刻度。如图所示，用它测量某一钢球的直径，钢球的直径是____________mm。‎ ‎【答案】8.55‎ ‎【解析】20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm，游标卡尺的主尺读数为8mm，游标尺上第11个刻度和主尺上某一刻度对齐，钢球的直径为 ‎16. 某同学在测量一种均匀新材料电阻丝的电阻率的过程中，相关测量如下：‎ ‎（1）用刻度尺测量电阻丝的接入长度为l=0.900 m。‎ ‎（2）用螺旋测微器测量电阻丝直径（刻度位置如图1所示），从图中读出电阻丝的直径为_________mm。‎ ‎（3）为了粗测新材料电阻丝的阻值，该同学先选用多用电表“×10”挡调零后进行测量，发现表针偏转的角度很大。‎ ‎①为了把电阻测量得更准确些，应换用“________”挡；（选填“×100”或“×1”）；‎ ‎②重新换挡后必须将红、黑表笔__________，调节_____________使表针指向0Ω；‎ ‎③重新测量的结果，如图2所示，读数为__________Ω。‎ ‎（4）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了以下相关器材（要求测量结果尽量准确）：‎ 电池组（3V，内阻约1Ω）‎ 电流表（0～3A，内阻约0.025Ω）‎ 电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）‎ 电压表（0～3V，内阻约3kΩ）‎ 电压表（0～15V，内阻约15kΩ）‎ 滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A)‎ 滑动变阻器（0～1000Ω，额定电流0.3A)‎ 开关，导线 ‎①实验时应选用的器材是_________________ 。（填写各器材的字母代号）‎ ‎②以下电路图中__________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值___________。（填“偏大”或“偏小”）‎ ‎③若根据伏安法测出电阻丝的阻值为Rx=6.4Ω，则这种新材料电阻丝的电阻率为__________Ω·m（结果保留二位有效数字）。‎ ‎ ‎ ‎(5)用伏安法测金属丝电阻存在系统误差．为了减小系统误差，有人设计了如图所示的实验方案．其中Rx是待测电阻，R是电阻箱，R1、R2是已知阻值的定值电阻．合上开关S，灵敏电流计的指针偏转．将R调至阻值为R0时，灵敏电流计的示数为零。由此可计算出待测电阻Rx=__________；(用R1、R2、R0表示)‎ ‎【答案】 (1). 0.600 (2). ×1 (3). 短接 (4). 欧姆调零旋钮 (5). 6.0 (6). ACDFH (7). A (8). 偏小 (9). 2.0×10-6 (10). ‎ ‎【解析】（2）螺旋测微器的读数为 ‎（3）欧姆表指针偏转角度很大，说明所选档位太大，为了把电阻测得更准一些，应换用×1挡，换挡后需要重新调零，即两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使得使表针指向0Ω．欧姆表读数为 ‎（4）①需要电源，故选用A，实验过程中电流较小，故选用电流表C；电源提供3V电压，故选用电压表D；为了方便操作，选用较小的滑动变阻器，故选用F，连接电路需要导线和开关，故选择H，‎ ‎②因电源不宜在长时间、大功率状况下使用，故滑动变阻器不能用分压式应用限流式，又待测电阻阻值远小于电压表内阻，故电流表应用外接法，故电路图A为应当采用的最佳电路．根据欧姆定律知，由于电压表的分流作用而使得R测量值偏小．‎ ‎③根据欧姆定律，有，根据电阻定律有；其中，所以．‎ ‎（5）根据串并联电路特点及欧姆定律可知，由于电流表示数为零，则说明G两端的电势相等，则一定有，两式联立可得；‎ ‎17. 在测量电源电动势和内电阻的实验中，已知一节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω；电压表V(量程为3V，内阻约3kΩ；电流表A（量程为0.6A，内阻为0.70Ω）；滑动变阻器R（10Ω，2A）。为了更准确地测出电源电动势和内阻。‎ ‎（1）请在图1方框中画出实验电路图______。在图2中按原理图在实物图中画线连接成实验电路______。‎ ‎（2）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图3所示的U-I图线，由图可得该电源电动势 E=___________ V ，内阻r=___________ Ω。（结果均保留两位小数）‎ ‎（3）某小组在实验时，发现电流表坏了，于是不再使用电流表，仅用电阻箱替换掉了滑动变阻器，他们在实验中读出几组电阻箱的阻值和电压表的示数U，描绘出的关系图像，得到的函数图像是一条直线。若该图像的斜率为k，与纵轴的截距为b，则其电动势为___________，内阻为______________。‎ ‎【答案】 (1). (2). 略 (3). 1.48~1.50 (4). 0.26~0.30 ‎ ‎ (5). 1/b (6). k/b ‎【解析】试题分析：明确测量电动势和内电阻的实验原理，注意电流表内阻已知，故可以采用相对电源的电流表内接法进行实验；由作出的U-I图可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势；图象的斜率表示内阻．根据闭合电路欧姆定律进行分析，得出对应的表达式再根据图象即可确定对应的电动势和内电阻．‎ ‎（1）电路直接采用串联即可，电压表并联在电源两端，由于电流表内阻已知，则应采用电流表相对电源的内接法；电路图和实物图如图所示；‎ ‎ （2）根据以及图象可知，电源的电动势为E=1.48V，内阻为：，故；‎ ‎（3）由闭合电路欧姆定律，，联立得；变形可得：，又此式可知，图中，直线斜率，解得 三、计算题（本题共3个小题，写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出结果不得分。）‎ ‎18. 如图所示，电阻R1=2Ω，小灯泡L上标有“3V 1.5 W”，电源内阻r=1Ω，滑动变阻器的最大阻值为R0（大小未知），当触头P滑动到最上端a时安培表的读数为l A，小灯泡L恰好正常发光，求：‎ ‎（1）滑动变阻器的最大阻值R0；‎ ‎（2）当触头P滑动到最下端b时，求电源的总功率及输出功率。‎ ‎【答案】（1）6Ω（2）12 W ；8 W ‎【解析】试题分析：（1）当触头P滑动到最上端a时，R与灯泡并联后与电阻R1串联．根据欧姆定律求解滑动变阻器的最大阻值R0．‎ ‎（2）当触头P滑动到最下端b时，滑动变阻器和小灯泡均被短路．由闭合电路的欧姆定律求出电流，再求解电源的总功率及输出功率．‎ 解：‎ ‎（1）当触头P滑动到最上端a时，流过小灯泡L的电流为：‎ 流过滑动变阻器的电流：I0=IA﹣IL=0.5A 所以滑动变阻器的最大阻值 ‎（2）电源电动势为：E=UL+IA（R1+r）=6V 当触头P，滑动到最下端b时，滑动变阻器和小灯泡均被短路．电路中总电流为：‎ 故电源的总功率为：P总=EI=12W 输出功率为：P出=EI﹣I2r=8W 答：（1）滑动变阻器的最大阻值；‎ ‎（2）当触头P滑动到最下端b时，求电源的总功率P总=12W，输出功率P出=8W．‎ ‎【点评】本题是简单的电路的分析和计算问题，这类问题首先要搞清电路的结构，其次要把握电流、电压的分配关系．‎ ‎19. 如图甲所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化．参考这条曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻)．‎ ‎（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12 V的电源上，求流过电灯的电流和每个电灯的电阻；‎ ‎（2）如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与9Ω的定值电阻R0串联，接在电动势为8 V、内阻为1Ω的电源上，求通过电流表的电流值以及每个电灯的实际功率．‎ ‎【答案】（1）0.4A ；10Ω（2）0.3 A；0.6W ‎【解析】（1）把三个这样的电灯串联后，每只电灯得到的实际电压为-‎ 由题图甲可知，每只电灯加上4V的实际电压时的工作电流均为I=0.4A 由此可以求出此时每只电灯的实际电阻.‎ ‎（2）在题图乙的混联电路中，设每只电灯上的实际电压和实际电流分别为和.‎ 在这个闭合电路中，．‎ 代入数值并整理得 这是一个反映电路的直线方程．把该直线在题图甲的坐标系中画出，‎ 如图所示．(I代表，U代表)‎ 这两条图线的交点 同时满足了电路结构和元件的要求，此时通过电流表的电流值 每只电灯的实际功率.‎ ‎20. 如图所示为一种测定风力的仪器的原理图，P为金属球，悬挂在一细长金属丝下面，O是悬挂点，保护电阻为R0，CD是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂金属球的细金属丝始终保持良好接触。无风时细金属丝与电阻丝右端点C接触，此时电路中电流为I0；有风时金属丝将相对竖直方向偏转一定角度，这个角度与风力大小有关。已知风力方向水平向左，OC=h，CD=L ‎，金属球质量为m，电阻丝单位长度的阻值为k，电源内阻和金属丝电阻均不计。当电流表的示数为I' 时，此时风力大小为F，试推出：‎ ‎（1）风力大小F与偏角θ的关系式；‎ ‎（2）风力大小F与电流表示数I' 的关系式。（写成F = …… 的形式）‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】（1）分析小球的受力，根据图示，可判断 ‎（2）风力为F时，可知 金属丝与电阻的接触点到C点的距离为l ‎ 接触点到D点的距离为 此时电路电流示数为，可知 ‎ 无风时 联立④⑤得 ‎ ‎