河南省中原名校2022-2023学年高二上学期第一次联考物理试题(含答案)
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高二物理试题B卷
(考试时间:90分钟 试卷满分:110分)
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.下列关于电源和电流的说法中正确的是
A.在电源内部,电源把电子由正极搬运到负极,把其他形式的能转化为电势能
B.电解液中正、负离子定向移动的方向相反,形成的电流方向也是相反的
C.电流既有大小又有方向,它是一个矢量
D.只要物体两端电势差不为零,就有电流存在
2.如图所示,一粗细均匀的金属导线横截面积为S,单位体积内有n个自由电子,每个自由电子的电荷量为e,下面说法正确的是
A.时间t内流过该导线某一横截面的电荷量为et
B.导线内的电流强度为I时,电子定向移动的速度为
C.将金属丝均匀的拉长到原来的2倍,其电阻也变为原来的2倍
D.将金属丝接入电路,随着温度的升高其电阻变小
3.如图所示是三种元件的伏安特性曲线,下列说法正确的是
A.1代表线性元件的电阻,温度升高,电阻不变,其斜率等于电阻
B.三条线代表的元件都是线性元件
C.2代表某些半导体元件,随着电压、电流的升高,电阻减小
D.3代表小灯泡的伏安特性曲线,电阻率随温度的变化而保持不变
4.甲、乙为不同材料制成的两个长方体金属导电板,长、宽、高均分别为a、b、c,其中,如图,它们的外形完全相同。现将甲、乙两金属导电板按下图两种方式接入同一电源时,若回路中的电流相同,那么甲、乙两金属导电板的电阻率之比为
A. B. C. D.
5.高压线是非常危险的远距输电线,但是我们也经常会看到许多鸟儿双脚站上面却相安无事。经查,某城的高压线输送电功率,输送电压为20万伏,输送导线所用的是LGJ型钢芯铝绞线,其横截面积是120mm2,其电阻率。现发现一只小鸟双脚停留在高压裸线上,鸟两爪间的距离为2cm,则该小鸟承受的电压大小为
A.1.5V B. C. D.
6.通过电阻R的电流强度为I时,在t时间内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流强度为,则在时间t内产生的热量为
A.4Q B.2Q C. .D.
7.如图电路中,A、B两灯原来正常发光,忽然B灯比原来亮了,设这是因为电路中某一处发生了故障造成的,那么发生这种故障的可能是
A.短路 B.断路 C.断路 D.电源断路
8.下列关于能源和能量说法中正确的是
A.汽车散失的热量不能收集起来再次开动汽车,说明能量的转化或转移具有方向性
B.核电站是利用核聚变释放的能量发电,核能是不可再生的能源
C.能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用,能量的品质降低了
D.能量是守恒的,不可能消失,所以人类不需要节约能源
9.关于多用电表及材料的电阻率,下列说法正确的是
A.合金的电阻率大于构成该合金的任一纯金属的电阻率
B.电阻率表征了导体材料的导电性能的好坏,由导体的材料决定,与温度无关
C.用多用电表测电压、测电流、测电阻时,外面电路都必须有电源
D.多用电表的欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的
10.某手机电池背面印有的一些符号如图所示。已知元电荷,下列说法正确的是
A.“毫安·时”(mA·h)是电池储存的能量的单位
B.“伏特”(V)是国际单位制中的基本单位
C.若该手机的待机电流为10mA,则手机最多可待机200小时
D.若该电池工作电流为16mA,则每秒内定向通过电源的电子个数为1×1017个
11.小杜家里新装修时使用了一批照明卤钨灯泡,如图a所示。小杜利用多用电表测量该灯泡的电阻,以下操作正确的是
A.小杜选好“×100”,红黑表笔短接后指针位置如图b所示,则他应该调节“T”进行调零
B.调零后,用红黑表笔分别接触灯泡的两脚,发现指针偏角太小,则需要更换“×1k”挡位
C.每次换挡后都需再次调节“S”进行欧姆调零
D.正确选择挡位后,指针位置如图c所示,则该灯泡电阻为220
12.如图所示的电路中,电源电动势、内阻,定值电阻、,滑动变阻器R的调节范围为0~10,忽略导线的电阻。下列说法正确的是
A.定值电阻消耗的最大功率为4.5W
B.滑片P位于正中央时定值电阻消耗的功率最大
C.电源的最大输出功率为6W
D.当时,电源的输出功率最大
二、实验题(本题共2小题,共14分),
13.(6分)现有一合金制成的圆柱体,为测量该合金的电阻率,现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。游标卡尺和螺旋测微器的示数如图(1)和图(2)所示。
(1)由上图读得圆柱体的直径为_________mm,长度为_________cm。
(2)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别为D、L,测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为=__________。
14.(8分)某实验小组要测量一个量程为3V电压表的内阻,实验室提供的实验器材如下:
A.待测电压表V(量程为3V)
B.滑动变阻器(最大阻值为5k)
C.滑动变阻器(最大阻值为10)
D.电阻箱R(0~9999)
E.电源(电动势约4.5V,内阻约1)
F.开关两个、导线若干
回答下列问题:
(1)用如图所示的电路进行测量,应选用的滑动变阻器为______(选填“”或“”)。
(2)按电路图连接好电路,开关闭合前,滑动变阻器的触头要在________端(选填“a”或“b"”。
(3)闭合开关、S2,调节滑动变阻器,使电压表的示数为3V。保持滑动变阻器的位置不变,断开开关S2,调节电阻箱,当电阻箱的阻值时,电压表的示数变为2V,则电压表的内阻值为________k。
(4)电压表的测量值_______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
三、计算题(本题共4小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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)
15.(8分)如图所示的电路中,电源两端的电压恒为,电阻,,,、均为理想电压表。
(1)电压表的示数为多少;
(2)若把电压表换成理想电流表,则电压表的示数为多少?
16.(8分)如图所示,直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线,直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线,用该电源与电阻R组成闭合电路,由图像中的信息,求:
(1)电源电动势与内阻分别为多少;
(2)R的阻值为多少;
(3)电源的输出功率及电源内部消耗的功率?
17.(10分)十三陵抽水蓄能电站是利用十三陵水库为下库,在蟒山顶上修建上库(又名“天池”),上下库落差,如图所示。其工作原理是:白天用电高峰期,将天池中的水引向下游水库,经过水轮机带动发电机产生电;晚上用电低谷期,则用抽水机将水由下游水库引向天池,由此循环来发电。假设某时刻将下游水库的水抽入天池,用电动机带动效率为的离心水泵工作,工作电压为,此时输入电动机的电功率为,电动机的内阻为。已知水的密度为,重力加速度g取。求:
(1)电动机内阻消耗的热功率;
(2)如果有10台这样的水泵同时工作,将540m3水蓄入天池,需多长时间?(不计进、出水口的水流速度)
18.(10分)有一只电流表,满偏电流为3mA,内阻为200。现按下述要求对其作出改装:
(1)若把它改装成一个量程为0~3V的电压表,需要给它串联一多大的电阻;
(2)若将它按如图示连接,使它成为一欧姆表,则表中1mA与2mA的刻度线对应的电阻值分别是多少。(图中电池的电动势为3.0V)
中原名校2022-2023学年上期第一次联考
高二物理参考答案B卷
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~12题有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.A 【解析】在电源内部,电源把电子由正极搬运到负极,这一过程要克服静电力做功,其他形式的能转化为电势能,故A正确;电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反,但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的,故B错误;电流虽然有方向,但是它遵循代数运算法则,所以电流不是矢量而是标量,故C错误;形成电流的条件是物体两端保持有电压,且物体中有自由移动的电荷,故D错误。
2.B 【解析】不知道电路中的电流或粒子运动的速度,不能求出时间t内流过该导线某一横截面的电荷量,故A错误;从微观角度来说,在t时间内能通过某一横截面的自由电子必须处于长度为的圆柱体内,此圆柱体内的电子数目为,则t时间内通过该截面的电子的电荷量为,结合可得电子定向移动的速度为:,故B正确;金属导体的电阻:,将金属丝均匀的拉长到原来的2倍,其横截面积减小为原来的,所以电阻变为原来的4倍,故C错误;金属丝的电阻率随温度的升高而增大,所以将金属丝接入电路,随着温度的升高其电阻变大,故D错误。
3.C 【解析】元件1的伏安特性曲线是直线,说明其电阻不随电压、电流、温度的变化而变化,是线性元件,但是在I-U图像中,其斜率的倒数等于电阻,故A错误;三条线中的2、3是曲线,说明其代表的元件不是线性元件,故B错误;曲线2中反应的特征是,随着电压、电流的增大,电阻逐渐减小,说明该元件是半导体元件,故C正确;曲线3中反应的特征是,随着电压、电流的增大,电阻逐渐增大,这符合小灯泡的伏安特性曲线,其电阻率随温度的升高而增大,故D错误。
4.A 【解析】甲、乙两金属导电板按下图两种方式接入同一电源时,若回路中的电流相同,则由欧姆定律可知甲、乙两金属导电板的电阻相等,根据电阻决定式有,则可得电阻率为,甲、乙两金属导电板的电阻率之比为,故A正确,BCD错误。
5.C 【解析】由题可得输电线上的电流为,小鸟两爪间的输送导线电阻约为,小鸟和这部分电阻并联,则小鸟双脚停留在高压线上时承受的电压为,故ABD错误,C正确。
6.C 【解析】根据得,电阻变为原来的2倍,电流强度变为原来的,时间不变,则热量变为原来的,故C正确,A、B、D错误。
7.C 【解析】若电阻短路,两个灯泡都不亮,不符合题意,故A错误;如果断路,根据并联电路总电阻与分电阻的关系,可知外电路总电阻增大,干路电流减小,内电压减小,则路端电压增大,流过的电流增大,灯泡B和电阻并联的总电流减小,则灯泡B和电阻,并联电压减小,因此,A灯变亮,B灯变暗,不符合题意,故B错误;同理,若断路,灯泡A和电阻并联电压减小,A灯变暗,B灯变亮,符合题意,故C正确;若电源断路,灯泡A、B均熄灭,不符合题意,故D错误。
8.AC 【解析】由于能量转化和转移具有方向性;汽车制动时,由于摩擦动能转化为内能,这些内能不能自动地再次开动汽车,故A正确;核电站是利用原子核发生裂变释放出的核能来发电的,核能是不可再生能源,故B错误:能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用,即能量的可利用率越来越低,能量的品质越来越低,故C正确:能量是守恒的,不可能消失,但能量转化有方向,故人类需要节约资源,故D错误。
9.AD 【解析】纯金属的电阻率较合金的电阻率小,故A正确;电阻率表征了材料的导电能力的强弱,其大小与材料、温度有关,故B错误;用多用电表测电压、测电流时,外电路必须有电源;测电阻时,外电路不用有电源,故C错误;多用电表的欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,故D正确。
10.CD 【解析】“亳安·时”(mA·h)是指电池放电时能输出的总电荷量,显然不是电池储存的能量的单位,故A错误;“伏特”(V)不是国际单位制中的基本单位,是导出单位,故B错误;根据该手机电池提供的数据可知,若该手机的待机电流为10mA,则手机最多可待机时间为,故C正确;若该电池工作电流为16mA,则1秒内定向通过电源的电子个数为(个),故D正确。
11.AB 【解析】红、黑表笔短接后指针没有满偏,说明需要欧姆调零,即调节T旋钮,每次更换挡位都需进行欧姆调零,故A正确,C错误;测量时,发现指针偏角太小,说明挡位选小了,需要更换“”进行测量,根据多用电表读数方法可知测量结果为,故B正确,D错误。
12.AC 【解析】定值电阻消耗的功率为,当电路中的电流最大时定值电阻消耗的功率最大,当滑动变阻器的滑片P在最右端时电路的电阻最小,电流最大,由闭合电路欧姆定律得,定值电阻消耗的最大功率为,故A正确;定值电阻消耗的功率为,显然定值电阻两端的电压越大,消耗的电功率越大,由电路可知当滑片P位于最左端时,两端的电压最大,电功率最大,故B错误;当外电路的总电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,此时滑动变阻器与定值电阻并联的总电阻应为,即,解得,电源的最大输出功率为,故D错误,C正确。
二、实验题(本题共2小题,共14分)
13.(6分)[答案]
(1)1.610;2.935;
(2)(每空2分)
【解析】
(1)由图示螺旋测微器可知,圆柱体的直径为;由图示游标卡尺可知,其精度是0.05mm,读数是。
(2)由欧姆定律得:,由电阻定律得:,解得电阻率:
14.(8分)[答案]
(1);
(2)a;
(3)4;
(4)大于(每空2分)
【解析】
(1)因为被测电压表的内阻较大,为便于调节及减小测量误差,滑动变阻器宜使用阻值较小的。
(2)实验前,滑动变阻器的滑动触头应在a端,使电压表所在支路的电压为零。
(3)断开后,电阻箱R与电压表串联分压,由于电压表支路的电阻较大,可以认为断开前后该支路的电压不变,所以可求得电压表内阻为4k。
(4)实际上,断开后,电压表支路的电阻变大,该支路的电压会有所增加,电压表示数为2V,电阻箱R的电压略大于1V,即电压表的实际内阻值略小于4k,测量值大于真实值。
三、计算题(本题共4小题,共36分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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。)
15.(8分)【解析】
(1)电路中的电流为
(2分)
电压表的示数为(2分)
(2)把换成理想电流表后,、被短路,无电流,故
(2分)
电压表的示数为
(2分)
16.(8分)【解析】
(1)根据闭合电路欧姆定律有,则直线A与纵坐标U的截距表示电动势(1分)
斜率的绝对值表示电源的内阻
(1分)
(2)由可知直线B的斜率表示电阻
(2分)
(3)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
(2分)
电源内部消耗的功率
(2分)
17.(10分)【解析】
(1)通过电动机的电流为:(2分)
电动机内阻消耗的热功率为:(2分)
(2)设蓄水总质量为M,抽水时间为t,有:(1分)
每台电动机输出的机械功率为:(2分)
根据能量守恒定律知:(2分)
联立解得:(1分)
18.(10分) 【解析】
(1)电流表的满偏电压为
(2分)
把它改装成一个量程为0~3V的电压表,需要给它串联的电阻为
(2分)
(2)把电流表改成欧姆表,欧姆表的内阻为
(2分)
根据闭合电路欧姆定律有
(1分)
解得
(1分)
当,(1分)
当,(1分)
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