2022-2023学年安徽省阜阳市阜南实验中学高二上学期第二次质量检测物理试题

2022—2023学年度阜南实验中学第一学期第二次质量检测

高二物理试题

一、选择题（1-7小题为单选题，每题5分；8-10小题为多选题，全部选对得5分，选对但不全的得3分，选错得0分，共50分）

1. 以下说法正确的是（　　）

A. 由可知电场中某点的电场强度E与F成正比

B. 根据真空中点电荷的电场强度公式可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关

C. 根据电势差的定义式可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为V

D. 由可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大

【答案】C

【解析】

【详解】A．电场中某点的电场强度由电场本身决定。故A错误；

B．电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量有关。故B错误；

C．根据电势差的定义式

可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为

故C正确；

D．匀强电场中的任意两点a、b间沿场强方向的距离越大，则两点间的电势差也一定越大。故D错误。

故选C。

2. 关于电源电动势，下列说法正确的是（    ）

A. 电源电动势等于电源正、负极之间的电势差

B. 用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，就等于电源电动势的准确值

C. 电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关

D. 电源电动势越大，说明电源把其他形式能转化为电能的本领越大

【答案】D

【解析】

【详解】AD．电动势表示电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量，电源电动势越大，说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越强，电源正、负极之间的电势差等于路端电压，只有当电源与外电路断开时，路端电压才等于电动势的大小，而当电源接入电路时，电动势的数值等于内电压和路端电压之和，A错误，D正确；

B．由于电源有内阻，因此电压表测得的电压等于电压表分得的路端电压，要略小于电动势，B错误；

C．电动势是有电源本身的性质决定的，与电路的组成无关，C错误。

故选D。

3. 在图所示的电路中，电源电动势为 E、内电阻为 r， 在滑动变阻器的滑动触片 P 从图示位置向下滑动的过程中（　　）

A. 路端电压变大

B. 通过滑动变阻器 R1的电流变大

C. 通过安培表的的电流变大

D. 电源的输出功率变大

【答案】B

【解析】

【详解】A．在滑动变阻器R1的滑动触片P向下滑动的过程中，R1变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律分析电路中的总电流变大，路端电压

U=E-Ir

I变大，E、r不变，则U变小，故A不符合题意；

BC．路端电压U变小，通过电阻R2的电流变小，总电流变大，通过电阻R2的电流变小，所以通过滑动变阻器R1的电流必定变大，故B符合题意，C不符合题意；
D．因为不知道内外电阻的关系，电源的输出功率无法确定，故D不符合题意。

故选B。

4. 用如图甲所示的电路来测量电池电动势E和内电阻r，根据测得的数据作出如图乙所示的图线，由图可知（　　）

A. 电池电动势的测量值为1.40V

B. 电池内阻的测量值为3.5Ω

C. 外电路发生短路时的电流为0.4A

D. 电压表的示数为1.20V时，电阻R的阻值为0.20Ω

【答案】A

【解析】

【详解】A．由图示图像可知电源U-I图像与纵轴交点坐标值为1.40，则电源的电动势1.40V，故A正确；

B．电源内阻

故B错误；

C．由图示图像可知，路端电压为1.00V时，电路电流为0.4A，故C错误；

D．根据欧姆定律

故D错误。

故选A。

5. 如图所示，、间电压恒定，当开关合在点时，电压表示数为，电流表示数为；当开关合在点时，电压表示数为，电流表示数为。可以推断（　　）

A. 较准确的测量值是 B. 较准确的测量值是

C. 较准确的测量值是 D. 较准确的测量值是

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】由题意可知，开关合在点时，电压表示数为，电流表示数为，当合在点时，电压表示数为，电流表示数为，则电压表的读数变化率

电流表的读数变化率为

因此电流表的示数变化较大，说明电压表分流较多，要减小误差必须用电流表内接法，则电阻较准确的测量值

故选B。

6. 两粗细相同的同种金属电阻丝、的电流I和电压U的关系图像如图所示，可知（　　）

A. 两电阻的大小之比为 B. 两电阻的大小之比为

C. 两电阻丝的长度之比为 D. 两电阻丝的长度之比为

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由图可知，当电压为1V时，的电流为3A，而的电流为1A；由欧姆定律可知

故AB；

CD．由电阻定律，可知电阻与导线长度成正比，与横截面积成反比；因粗细相同，则两同种金属电阻丝长度之比

故C错误，D正确。

故选D

7. 大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随距地面高度的增加而增大，可以把离地面以下的大气看做是具有一定程度漏电的均匀绝缘体（即电阻率较大的物质）；离地面以上的大气则可看做是带电粒子密度非常高的良导体，地球本身带负电，其周围空间存在电场。离地面处与地面之间的电势差约为。由于电场的作用，地球处于放电状态。但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围电场恒定不变（可视为匀强电场），统计表明，雷暴每秒带给地球的平均电荷量约为，已知地球半径。下列说法正确的是（　　）

A. 离地面越近电势越高 B. 绝缘层大气的电场强度约为

C. 地球漏电功率约为 D. 大气电阻率约为

【答案】D

【解析】

详解】A．地球本身带负电，越靠近负电荷电势越低，故离地面越近电势越低，故A错误；

B．如果视为匀强电场，则有

故B错误；

C．把50km厚的漏电均匀绝缘体视为一个导体，其长度为50km，横截面积为地球表面积，所加电压为U=3.0×105V，则由题意可得

则地球的漏电功率为

故C错误；

D．由欧姆定律有

由电阻定律，可得大气电阻率

故D正确。

故选D。

8. 如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是（　　）

A. 电源的输出功率随外电阻的增大而增大

B. 若电路为纯电阻电路，电流为2.5A时，外电路的电阻为

C. 电源的内阻为

D. 输出功率为120W时，输出电压是30V

【答案】B

【解析】

【详解】AC．由图像可知，电源的电动势为50V，电源的内阻为

当外电阻等于内阻时电源的输出功率最大；即当外电阻小于时，电源的输出功率随外电阻的增大而增大；当外电阻大于时，电源的输出功率随外电阻的增大而减小，故AC错误；

B．电流为2.5A时，外电路的电阻为

选项B正确；

D．输出功率为120W时，根据

解得输出电流为4A或6A，则电压

为30V或20V，选项D错误。

故选B。

9. 如图所示是有两个量程的电流表，已知表头的内阻Rg=1000Ω，满偏电流Ig=1mA，电阻R1=50Ω，R2=200Ω，当使用A、B两个端点时，电流表的量程为I1，当使用A、C两个端点时，电流表的量程为I2，则I1、I2分别为（　　）

A. I1=25mA B. I1=10mA C. I2=20mA D. I2=5mA

【答案】AD

【解析】

【详解】根据电表改装原理可知

故选AD。

10. 太阳能无人驾驶试验汽车，安装有的太阳能电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为。车上安装有效率为80%电动机。该车在正常启动和行驶时仅由蓄能电池供电。某次，电动机以恒定的机械功率启动，汽车最大行驶速度为90km/h。假设汽车行驶时受到的空气阻力与其速度成正比，则汽车（　　）

A. 以最大速度行驶时牵引力大小为

B. 所受阻力与速度比值为

C. 保持90km/h的速度行驶至少需要有效光照

D. 若仅用太阳能电池板供电时可获得的最大行驶速度

【答案】AB

【解析】

【详解】AB．汽车最大行驶速度为

汽车以最大速度行驶时，牵引力与阻力平衡，则

此时电动机输出的机械功率为

解得

，

故AB正确；

C．保持90km/h的速度行驶电动机需要输出的机械功为

电动机需要输入的电能为

保持90km/h的速度行驶至少需要有效光照的时间为

故C错误；

D．若仅用太阳能电池板供电，则电动机的输出功率为

此时汽车行驶的最大速度为

故D错误。

故选AB。

二、实验题（每空2分，共20分）

11. 在“测定金属电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：

(1)某同学为了测量某阻值约为120Ω的金属棒的电阻率，进行了如下操作：分别使用螺旋测微器和20分度游标卡尺测量金属棒的直径d和长度L，某次测量的示数如图1和图2所示，直径d=_________mm，长度L=_________mm；

(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有器材及其代号和规格如下：

待测金属棒电阻R

电流表A1（量程0～4mA，内阻约50Ω）

电流表A2（量程0～10mA，内阻约30Ω）

电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ）

直流电源E（电动势4V，内阻不计）

滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）

滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A），开关S、导线若干。

为使实验误差较小，要求便于调节且测得多组数据进行分析，所选电流表______；滑动变阻器______（填所选器材的符号），并在方框中画出测量的电路图______；

(3)若该同学估测的R跟用伏安法测量值几乎相等，由此可估算此金属棒材料的电阻率约为ρ＝______Ω·m。（保留2位有效数字）

【答案】    ①. 6.123（6.122-6.125）    ②. 50.90    ③. A2    ④. R1    ⑤.     ⑥. 6.9×10-2

【解析】

【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为

[2]游标卡尺的读数为

(2)[3][4][5]该电阻阻值约为120Ω，电压表V1内阻约10kΩ，远远大于该电阻阻值，故应该选用电流表外接，若滑动变阻器选择限流式，则只能选大电阻的R2，但此时该电阻阻值远小于滑动变阻器的阻值，不利于调节得到多组数据，故只能选择滑动变阻器的分压式接法，此时为了便于调节得到多组数据，滑动变阻器应选择小电阻的R1。而此时电压表量程为3V,该电阻阻值才约为120Ω，此时电路中的电流最大值

故电流表选择量程大的A2更好，滑动变阻器应选择R1。

(3)[6]由电阻定律

由以上两式并代入数据得

12. 物理实验研究小组为较准确地测量空调遥控器使用过后的电池组（两节干电池）的电动势和内阻，采用了如下的实验测量方式，可使用的器材有：

A.电流表G：测量范围为，内阻为；

B.电流表A：测量范围为，内阻为；

C.定值电阻：电阻为；

D.定值电阻：电阻为；

E.滑动变阻器R：电阻变化范围为；

F.开关一个、导线若干。

（1）为了把电流表G改装成合适的电压表，应选择的定值电阻为___________（填正确选项前的字母）。

（2）将改装后的电流表G和电流表A接入电路，为了让测量更准确，应选择的电路是___________（填“甲”或“乙”）。

（3）若选择正确的定值电阻R和电路图进行实验，得到电流表G和A的几组数据，并根据数据绘出了的关系图像如图丙所示（、I分别对应电流表G和A的示数），由此可知，干电池的电动势为___________V，内阻为___________。（结果保留两位有效数字）

【答案】    ①. C    ②. 乙    ③. 2.6    ④. 3.8

【解析】

【详解】（1）[1]根据题意，由于两节旧干电池的电动势约为3V，则需将电流表G改装成电压表，则需要串联一个大电阻，由欧姆定律可得，串联后总电阻

则需要串联的电阻为

（2）[2]由于电流表的内阻已知，为了减小实验误差，故选乙。

（3）[3]根据题意，由闭合电路欧姆定律可得

整理得

由图像可得

解得

当，时，代入

解得

三、计算题（总分30分，13题9分，14题9分，15题12分，要求写出解题过程）

13. 如图示电路中，电源提供的电压U＝10V，，D为直流电动机，其电枢线圈电阻，电阻，当电动机正常工作时，电压表示数为0.8V。求：

（1）通过电动机的电流I是多大？

（2）电动机输入的电功率为多少？

（3）电动机的热功率和机械功率各是多少？

【答案】（1）0.4A；（2）3.52W；（3）0.48 W，3.04 W

【解析】

【详解】（1）由题可知，电路是一个串联电路，流过电动机的电流与流过电阻的电流相同，则

（2）电动机两端的电压为

电动机输入的电功率为

（3）电动机的热功率为

电动机的机械功率为

14. 如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m、电荷量为q的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初动能且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。求：

（1）匀强电场电场强度E；

（2）小球获得的初动能。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）小球静止时受重力，水平向右的电场力和细线的拉力，此时有

可解得电场强度大小为

（2）小球初始静止时位置关于O点对称的位置为等效最高点，设小球获得的初速度为，等效最高点的速度为，则小球由初始位置运动到等效最高点的过程中，由动能定理有

小球恰好通过等效最高点时，有

小球获得的初动能

可解得

15. 如图所示，在平面直角坐标系x O y的y轴右侧有竖直向下的匀强电场，宽度为；y轴左侧有水平向右、场强大小为的匀强电场，电场中有一粒子源，粒子源能产生初速度为零、质量为、电荷量为的带电粒子。当粒子源坐标为时，从粒子源产生的粒子恰能从坐标处离开y轴右侧电场，不计粒子重力。

（1）求y轴右侧匀强电场的电场强度E0的大小；

（2）求粒子从坐标处离开y轴右侧电场时的速度；

（3）若粒子源坐标为，且位于第二象限，其产生的粒子能够通过坐标处，求的值。

【答案】（1）；（2）m/s；（3）

【解析】

【详解】（1）粒子从（，d）位置释放后，在y轴左侧电场中做匀加速直线运动，设经过y轴时速度大小为，则

解得

v0=20m/s

在y轴右侧电场中粒子做类平抛运动，从（d，）处离开，设运动时间为t，则水平方向有

竖直方向有

联立可得

（2）粒子离开电场时竖直方向的速度设为，在竖直方向有

解得

V y=80m/s

离开电场时速度大小为

速度方向与x轴正方向夹角为，则

速度与x轴正方向夹角为，斜向右下方。

（3）若粒子源坐标为（，），设粒子进入右侧电场时速度为，在右侧电场中运动时间为，竖直方向位移为，离开时速度方向与水平方向夹角为，竖直方向分速度为，运动轨迹如图所示

则有

粒子离开右侧电场后能够通过坐标（3d，0）处，由几何关系可得

联立可得