2024菏泽单县单县二中高二上学期10月月考物理试题含解析

单县二中2023—2024学年度高二年级慧光部国庆考试

物理学科试题

分值：100分        时间：90分钟

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题目要求。

1. 以下说法正确的是（　　）

A. 电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率

B. 用电压表直接测量电源两极间电压得到的数值，实际上总略大于电源电动势的准确值

C. 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大

D. 在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了

【答案】C

【解析】

【详解】A．电源电动势等于电源没有接入电路时正、负两极间的电势差，故A错误；

B．当用电压表直接测量电源两极时，因电源有内阻，内电路有电压，所以电压表测得的电压数值略小于电源电动势的准确值，故B错误；

C．电动势是反映电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势越大，则转化本领越大，故C正确；

D．自由电子的热运动是永不停息的，在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动仍然存在，D错误。

故选C。

2. 扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。某型号扫地机器人的说明书中标明：电池容量，额定电压15V，额定功率30W。则（　　）

A. “”是能量的单位

B. 该扫地机器人的额定电流为0.5A

C. 该扫地机器人电动机线圈的电阻等于

D. 该扫地机器人充电完毕后能连续工作1h

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据电流强度的定义

解得

通过单位运算可知“”是电量的单位，A错误；

B．该扫地机器人的额定电流为

B错误；

C．该扫地机器人正常工作时

则其电动机的电阻

C错误；

D．电池容量为

根据

解得扫地机器人充电完毕后能连续工作时间为

D正确。

故选D。

3. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为，质子的质量为，其电量为e，那么这束质子流内单位体积的质子数是（　　）

A  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】质子加速过程有

根据电流的微观定义式有

解得

故选D。

4. 在探究影响导体电阻与其影响因素的定量关系时，某同学按如图所示的电路进行了实验研究，其中导体a与b只是长度不同，a与c只是粗细不同，a与d只是材料不同，关于该实验，下列说法正确的是（　　）

A. 此电路缺少电流表，所以无法研究定量关系

B. a与b相比，导体越长，电压表示数越小

C a与c相比，导体越粗，电压表示数越大

D. a与d相比，电压表示数越小，表明该种材料的导电性能越好

【答案】D

【解析】

【详解】A．电路是串联电路，通过各导体电流相等，根据电压表示数可以得到各导体电阻间的定量关系，A错误；

B．导体a与b只是长度不同，根据电阻定律可得长度越长电阻越大，根据欧姆定律可得电压表示数越大，B错误；

C．a与c相比，根据电阻定律可得导体越粗电阻越小，电压表示数越小，C错误；

D．a与d相比，电压表示数越小可得电阻越小，根据电阻定律可知电阻率越小即该种材料的导电性能越好，D正确。

故选D。

5. 如图所示，闭合后，两个灯泡均发光，但过一段时间之后两灯都熄灭，电流表的示数为零。用电压表测 两端电压，电压表的示数近似于电源电压，该电路的故障可能是（　　）

A. 电流表坏了或未接好 B. 的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触

C. 和 的灯丝都被烧断 D. 的灯丝被烧断或没接好

【答案】B

【解析】

【详解】由“两灯都熄灭，电流表的示数为零”可判断出电路故障为断路；由用电压表测 两端电压，电压表的示数近似于电源电压，可判断出故障为： 的灯丝烧断或灯座与灯泡没接触。

故选B。

6. 两个定值电阻R1，R2串联后接在输出电压12V的直流电源上，把一个内阻不是很大的电压表接R1两端示数为8V，若把它接在R2两端示数为（　　）

A. 小于4V B. 等于4V

C. 大于4V小于8V D. 等于或大于8V

【答案】A

【解析】

【详解】当电压表接在R1两端时，电压表的示数为8V，则R2的电压为4V，根据串联电路的电压分配规律，电压表与R1并联电阻是R2的两倍。当把电压表接在R2的两端时，R1的阻值将大于电压表与R2并联的电阻阻值的两倍，所以R1的电压将大于8V，即电压表的示数将小于4V。

故选A。

7. 在如图所示的电路中，电源内阻和定值电阻的阻值均为r，滑动变阻器的最大阻值为2r。闭合开关，将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中，下列选项正确的是（　　）

A. 电压表的示数变大 B. 电流表的示数变大

C. 电源的效率变大 D. 滑动变阻器消耗功率变大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】AB．开关闭合后，电压表测量路端电压，电流表测量总电流。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，接入电路的电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，故电压表的示数变小，电流表的示数变大，故A错误，B正确；

C．根据电源效率公式可知，当路端电压U减小时，则电源的效率变小，故C错误；

D．将定值电阻r看成电源的内阻，则等效电源的内阻为2r，滑动变阻器的最大阻值也是2r，因为电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大，所以滑片P由a端向b端滑动过程中，滑动变阻器消耗的功率变小，故D错误。

故选B。

8. 在如图所示的图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是（　　）

A. 电源的电动势为3 V，内阻为0.5Ω B. 电阻R的阻值为1Ω

C. 电源的效率为80% D. 电源的输出功率为4 W

【答案】C

【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

A正确；

B．根据图像可知电阻

B正确；

C．电源的效率

C错误；

D．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

D正确。

本题选择错误的，故选C。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（    ）

A. 电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多

B. 焦耳热适用于任何电路

C. 电流通过电动机时的电功率大于热功率

D. 静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大

【答案】BC

【解析】

【详解】A．电流做功越快，电功率越大是正确的。但是电路中产生的焦耳热不一定多，一个是没有说明时间，另一个没有说明电路是不是纯电阻电路，故A错误；

B．电热公式Q=I2Rt适用于一切电路，故B正确；

C．当电流通过电动机时，电能主要转化成机械能，这时电功率大于热功率，故C正确；

D．由电流的微观表达式I=neSv，知同一金属导体内电流不变，静电力做功即电子定向移动，电子运动的速率不变，故D错误。

故选BC。

10. 直流电源E、定值电阻R1、R2以及电容器C和电键S构成的电路如图所示。电源的电动势E=5V，内阻忽略不计，，，，电键S处于闭合状态，下面说法正确的是（　　）

A. 电容器C上的电荷量为

B. 电容器C上的电荷量为

C. 断开电键S，电容器C增加的电荷量

D. 断开电键S，电容器C增加的电荷量

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】AB．电键S闭合，电容器两极板间电压等于两端电压，由闭合电路欧姆定律

由电荷量表达式可知

故A错误，B正确；

CD．电键S断开，电容器两极板间电压等于电源电动势

由电荷量表达式可知

故C错误，D正确。

故选BD。

11. 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，灯泡L1、L2、L3规格相同，且电阻大于电源内阻r，理想电压表V1、V2示数为U1、U2，其变化量的绝对值分别为和；流过电源的电流为I，其变化量的绝对值为。当滑动变阻器的触片从左端滑到右端的过程中（    ）

A. 小灯泡L1、L2变暗，L3变亮 B.

C. 不变 D. 电源输出功率先增大后减小

【答案】AC

【解析】

【详解】A．当滑动变阻器的触片P从左端滑到右端时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，则L2变暗，V2示数减小，内电压减小，路端电压增大，变阻器的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可得并联部分的电压增大，即电压表V1示数变大，则L3变亮。总电流减小，而L3的电流增大，则L1的电流减小，则L1变暗，故A正确；

B．由上分析可知，电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小，由于路端电压增大，即两电压表示数之和增大，所以

△U1＞△U2

故B错误；

C．根据

可知不变，故C正确；

D．当外电阻等于内阻，电源的输出功率最大，灯泡L1、L2、L3规格相同，且电阻大于电源内阻r，则随之滑动变阻器接入电路的电阻增大，电源的输出功率变小，故D错误。

故选AC。

12. 小军同学根据他在电学实验课上获得的实验数据，画出如图所示的图像。其中图线①表示电阻，图线②表示电阻。根据图像信息可判断（　　）

A. 当和串联时，两个电阻的阻值不可能相等

B. 当两端的电压为12V时，通过它的电流为1.2A

C. 当通过的电流为0.2A时，在1min内电阻产生的热量为24J

D. 当和并联在电压为4V电路中，电路中总功率为3.6W

【答案】BCD

【解析】

【详解】由图像知

随电压的增大而增大
A．当和串联时，流过二者的电流相等，根据图像有交点处，如果电压和电流恰好为两图线交点的数据，则阻值可能相等，A错误；

B．当两端的电正为12V时，通过它的电流

B正确；
C．当通过的电流为0.2A时，在1min内电阻产生的热量

C正确；
D．当和并联在电压为4V电路中，电路中总功率

D正确。
故选BCD。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. （1）某同学用多用电表测量某些电学量。经过正确操作，两次测量时的指针位置均指在如图所示的位置。一次测量直流电压，所选量程为0~50，则读数应为____________V；一次测量电阻，记录的读数为1600Ω，则所选倍率为____________（选填“1”“10”“100”或“1k”）。

（2）在（1）中用多用电表测量完电阻后，需要继续测量一个阻值约为13Ω的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下有些操作步骤是必需的，请选择正确的操作并按正确顺序写出序号______________；

①将红表笔和黑表笔接触

②把选择开关旋转到“1”位置

③把选择开关旋转到“10”位置

④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点

【答案】    ①. 24.0    ②.     ③. ②①④

【解析】

【详解】（1）[1][2]所选量程是50V，精确度是1V，所以读数是24.0V；测电阻时，指针示数是16Ω，但是实际读数是1600Ω，说明所选倍率是×100。

（2）[3]现在的欧姆表倍率太大，换成“×1”倍率时，恰好13Ω在中值电阻附近，所以先将开关转到“×1”位置，然后再将红黑表笔对接，进行欧姆调零。步骤为②①④。

14. 某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。

电压表       （量程，内阻约为）

电流表       （量程，内阻约为）

滑动变阻器    （，额定电流）

待测电池组     （电动势约为，内阻约为）

开关、导线若干

①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________。

②改正这条导线连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端（填“a”或者“b”）

③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________。（结果均保留两位有效数字）

【答案】    ①. 5    ②. a    ③. 2.9    ④. 0.80

【解析】

【详解】①[1]因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的是电流表内接；故导线5连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱；

②[2]开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于a端；

③[3][4]由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势，故E=2.9V；图线与横轴的交点为短路电流I=0.50A，故可得等效内阻为

又因为在开关和电池负极之间接有的电阻，在计算过程中等效为内阻，故电源内阻为

15. 某同学利用实验室的器材研究一粗细均匀的导体棒（电阻约为4Ω）的电阻率。

电压表V（量程0~15V，内阻约1kΩ）

电流表A（量程0~0.6A，内阻RA=0.4Ω）

定值电阻R0（阻值R0=20.0Ω）

滑动变阻器R1（最大阻值10Ω）

学生电源E（电动势20V）

开关S和若干导线。

（1）如图甲所示，用螺旋测微器测得导体棒的直径为__________mm；如图乙所示，用游标卡尺测得导体棒的长度为__________cm。   

（2）请根据提供的器材，在图丙所示的方框中设计一个实验电路，尽可能精确地测量导体棒的阻值。__________

（3）实验时，调节滑动变阻器滑片，使开关闭合后两电表的示数从零开始，根据实验数据选择合适标度描点，在方格纸上作图（如图丁），通过分析可得导体棒的电阻Rx=___________Ω（保留1位小数）。

【答案】    ①. 4.620    ②. 10.15    ③.       ④. 4.6

【解析】

【详解】（1）[1][2] 螺旋测微器读数等于

4.5 mm+0.01×12.0 mm=4.620 mm

游标卡尺为（10分）度，精确度为0.1mm，游标上的第4格与主尺对齐，故读数为

101mm+5×0.1mm=101.5mm=10.15cm

（2）[3] 要求尽可能精确地测量金属棒的阻值，而滑动变阻器的总阻值较小，则用分压式可以多测几组数据；电压表的量程为15 V，则待测电阻的电流最大为

则0.6A的电流表量程太小，不安全，而电流表内阻已知，且有定值电阻，则可以用电流表与定值电阻串联，定值电阻能分部分电压且能精确的得到待测电阻阻值，而电流表内阻已知，选择内接法可以消除系统误差，故电路图如图所示

（3）[4] 根据伏安法可知

解得

Rx=25Ω-RA-R0=4.6Ω

16. 有一只电流表，满偏电流为3mA，内阻为200Ω。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）

【答案】（1）；（2）和

【解析】

【分析】根据题中物理情景描述可知，本题考查电流表的改装，根据电流表改电压表和欧姆表的方法，运用欧姆定律，进行求解。

【详解】（1）电流表的满偏电压为

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）把电流表改成欧姆表，欧姆表的内阻为

根据闭合电路有

解得

当，

当，

17. 如图所示，电源电动势，内阻，标有“，”字样的灯泡L恰好能正常发光，电动机M的线圈电阻。求

（1）通过电动机线圈的电流；

（2）电动机的输出功率；

（3）电源的总功率。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据题意，设电路中的总电流为，由闭合回路欧姆定律有

由于灯泡L恰好能正常发光可得

由公式可得，流过灯泡的电流为

则流过电动机的电流为

（2）根据题意，由公式可得，电动机的输入功率为

电动机的热功率为

则电动机的输出功率为

（3）根据题意，由公式可得，电源的总功率为

18. 如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两极板的长度L=80cm，两板间的距离d=20cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1，电阻R=15，滑动变阻器的最大阻值为20。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从A、B两金属板左端正中间位置M处以初速度vo=8m/s水平向右射入两板间，恰能沿直线射出。若小球带电量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求此时：

（1）金属板间电场强度大小及方向；

（2）滑动变阻器接入电路的阻值；

（3）若使小球能从极板间射出，则滑动变阻器接入电路的阻值范围为多大?

【答案】（1）20N/C；竖直向下；（2）3.2；（3）0~16

【解析】

【详解】（1）根据

mg=Eq

可得

E==20N/C

方向竖直向下；

（2）两板间的电压

U=Ed=4V

由于

接入电路的电阻

Rp=3.2

（3）小球在极板间做类平抛运动水平方向

竖直方向上

解得

a=20m/s2

如小球从电容器上板边缘射出，根据牛顿第二定律有

F-mg=ma

可得

F=0.6N

电路电流为

滑动变阻器接入电路的阻值为

当滑动变阻器接入电路电阻为0时，小球在竖直方向的加速度为

可以从板间射出，所以滑动变阻器的接入电路电阻范围为0~16