2024-2025学年湖南省岳阳市云溪区高二(上)月考物理试卷(9月)(含解析)
展开1.以下对“电场”一章中几个公式的理解正确的是( )
A. 公式E=Fq指出,电场强度E跟检验电荷的电量q成反比
B. 由公式E=Ud可知,电场中两点的距离越大,电场场强E越小
C. 在公式F=kq1q2r2中,kq2r2是q2的电场在q1位置的电场强度值
D. 公式Ep=qφ指出,同一个电荷在电势越高的地方电势能越大
2.以下关于多用电表的说法中,正确的是( )
A. 在测电流和电压时,都必须把多用电表串联到电路中
B. 在测电流时,若指针偏转过小,则需换更大的量程
C. 多用电表作为欧姆表使用时,每次更换倍率都必须进行欧姆调零
D. 多用电表作为欧姆表使用时,若指针偏转太大,则需选择更大的倍率进行测量
3.两根长度相同,横截面积之比S1∶S2=1∶2的均匀铜导线按图所示接入电路,关于两段导线以下说法中正确的是 ( )
A. 它们的电阻之比为1∶2B. 它们的电流之比为2∶1
C. 它们的电子移动速率之比为1∶2D. 它们的电压之比为2∶1
4.四根在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一个“井”字形,导线中通过的电流大小均为I,方向如图所示。a、b和c三点位于“井”字形对角线上,其中b点在“井”字形中心,且ab=bc。下列说法正确的是( )
A. a、c两点的磁感应强度相同
B. a点磁感应强度方向垂直纸面向外
C. b点的磁感应强度在三点中是最大的
D. 减小导线1的电流,b点的磁感应强度也减小
5.在如图所示的电路中,开关闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则肯定出现了下列哪种故障( )
A. R1短路B. R2短路C. R3短路D. R1断路
6.如图所示,R1=5Ω,R2=10Ω,R3=10Ω,AB两端接在电压恒定的电源上,则( )
A. S断开时,通过R1与R2的电流之比为1:2
B. S闭合时,通过R1与R2的电流之比为2∶1
C. S断开时,电阻R1与R2两端的电压之比为2:1
D. S闭合时,电阻R1与R2两端的电压之比为2:1
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
7.下列关于磁场的说法正确的是( )
A. 磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质B. 磁场是人为构想出来的
C. 磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的D. 安培首先发现了电流的磁效应
8.如图所示,质量为3m、长为L的平板车静止在光滑的水平地面上,车的左端有一个可视为质点的人,人的质量为m。一开始人和车都静止,空气阻力忽略不计。人从车的左端走到车的右端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 人与车组成的系统动量守恒
B. 人和车组成的系统机械能守恒
C. 人从车的左端行走到右端,人相对于地的位移为0.75L
D. 人到车的右端,可能与车一起向右运动
9.如图所示,线框面积为S,线框平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则下列说法正确的是( )
A. 如图所示位置时磁通量等于BS
B. 若使线框绕OO′转过60∘角,磁通量为12BS
C. 若从初始位置绕OO′转过90∘角时,磁通量为BS
D. 若从初始位置线框翻转180∘,则磁通量的变化量为零
三、综合题:本大题共6小题,共52分。
10.(8分)在“多用电表的使用”实验中,
(1)如图为一正在测量中的多用电表表盘。如果用电阻挡“×100”测量,则读数为___Ω。
(2)下列说法中正确的是___
A.在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零
B.在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零
C.在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测
D.在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测
11.(8分)用DIS(电流传感器,内阻可忽略)测电源电动势和内阻的电路如图甲所示,R0为一定值电阻。
(1)调节电阻箱R,记录电阻箱接入电路的阻值R和相应的电流I,将测得数据以R为横坐标,以________为纵坐标,经计算机拟合得到如图乙所示图像,由图线可得该电源电动势为______V;
(2)现有三个相同规格的小灯泡A、B、C,将它们与图甲中电源按图丙所示电路相连,此种灯泡的I−U特性曲线如图丁所示,C灯泡两端电压为2.0V,则电源内阻r=______Ω,图甲中定值电阻R0=______Ω,电源的输出功率为____W。
12.(9分)在粗糙水平面上,静止放置一质量为m=1kg的物体,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.25,物体带电量q=+1×10−3C。空间中有一斜向右下方的匀强电场,场强E=1×104V/m,与水平面的夹角θ=37∘。(已知sin37∘=0.6,cs37∘=0.8,g取10m/s2)
(1)1s内物体前进的位移大小x;
(2)经1s撤去电场,求物体还能继续运动的时间t。
13.(9分)汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图所示,在打开车灯,电动机未启动时,电流表读数为10A;在打开车灯,电动机启动时电流表读数为33A。若电源电动势为12.5V,内阻为0.1Ω,电动机线圈的电阻0.2Ω,电流表内阻不计,车灯阻值恒定。求:
(1)车灯的电阻值;
(2)电动机启动时流过车灯的电流以及电动机的热功率;
(3)因电动机启动,车灯的电功率降低了多少?
14.(9分)如图所示,竖直平面内的光滑半圆形轨道MN的半径为R,MP为粗糙水平面。两个小物块A、B可视为质点,在半圆形轨道圆心O的正下方M处,处于静止状态。若A、B之间夹有少量炸药,炸药爆炸后,A恰能经过半圆形轨道的最高点N,而B到达的最远位置恰好是A在水平面上的落点。已知粗糙水平面与B之间的动摩擦因数为μ=0.8,求:
(1)B到达的最远位置离M点的距离;
(2)极短爆炸过程中,若A的质量为mA,则A受到爆炸力的冲量大小;
(3)A与B的质量之比。
15.(9分)如图所示的电路中,电源电动势为E=100V,内阻为r=10Ω,定值电阻R2=32Ω。AB、CD为两个平行金属板,板长为L=80cm,板间距离为d=32cm。质量为m=1×10−6kg、带电量为q=−1×10−8C的颗粒从两金属板左端沿板间中线以v0=4m/s的速度射入两板间。闭合开关S,调节电阻箱R1,使颗粒刚好打到下板右侧边缘的D点。颗粒重力不能忽略,取重力加速度为g=10m/s2。求:
(1)颗粒在两板间运动的加速度大小;
(2)两板间的电压U;(3)电阻箱R1的阻值。
答案解析
1.C
【解析】A.电场强度采用比值定义法,电场强度与放入电场中的检验电荷无关,故A错误。
B.电场强度的大小与电场中两点间的距离无关,是由电场本身的性质决定的;故B错误。
C.根据F=Eq可知,公式F=kq1q2r2中,kq2r2是q2在q1处产生的场强大小值,故C正确;
D.公式Ep=qφ指出,同一个正电荷在电势越高的地方电势能越大,而负电荷在电势高处的电势能越小,故D错误。
故选C。
2.C
【解析】A、多用电表测电压时相当于电压表,应并联在电路中;多用电表侧电流时相当于电流表,应串联在电路中,故A错误;
B、在测电流时,若指针偏转过小,说明所选的量程太大,用换用更小的量程,故B错误;
C、多用电表作为欧姆表使用时,每次更换倍率都必须进行欧姆调零,故C正确;
D、多用电表作为欧姆表使用时,若指针偏转太大,说明待测电阻较小,需选择更小的倍率进行测量,故D错误。
3.D
【解析】A.已知两根长度相同、横截面积之比S1:S2=1:2的均匀铜导线,则两者的电阻率相同,长度相同,由电阻的决定式可得:R=ρlS,故二者的电阻之比为2:1,故A错误;
BC.由于两段导体串联,则流过两段导体的电流相等,由电流的微观表达式可得:I=nqvS,已知横截面积之比S1:S2=1:2,故电子移动的速率之比为2:1,故BC错误;
D.由于二者串联,故二者的电压之比与电阻之比成正比,即U1:U2=R1:R2=2:1,故D正确。
4.B
【解析】解:A、根据叠加原理和对称性可知,a、c两点的磁感应强度大小相等,方向相反;故A错误;
B、所有导线在a点产生的磁感应强度方向均垂直纸面向外,根据矢量的合成,可知a点磁感应强度方向垂直纸面向外;故B正确;
C、根据右手螺旋定则可知,1和3、2和4导线在b点产生的磁感应强度大小相等,方向相反,叠加后b点的磁感应强度为零;故C错误;
D、减小导线1的电流,1和3导线在b点产生的磁感应强度不再抵消,则b点的磁感应强度增大;故D错误。
故选:B。
根据叠加原理和对称性分析a、c两点的磁感应强度的大小和方向;再根据所有导线在a点产生的磁感应强度方向,再根据平行四边形定则分析a点的磁感应强度方向;根据安培定则和磁感应强度的叠加判断1和3、2和4导线在b点产生的磁感应强度;减小导线1的电流,分析1和3导线在b点产生的磁感应强度,再分析b点的磁感应强度是否减小。
本题考查了电流周围的磁场,解决本题的关键是掌握电流周围的磁场以及矢量的叠加。
5.A
【解析】若各原件没有故障,电路正常,则电流表测量流过R1的支路电流,电压表测量R3两端的电压;
A.若R1短路,则R2被短路,外电路只有电阻R3接在电源两端,电流表测量干路电流,电压表测量路端电压,两表示数均增大,故A正确;
B.若R2短路,则R1被短路,电流表示数为零,显然不符合题意,故B错误;
C.若R3短路,则电压表示数为零,不符合题意,故C错误;
D.若R1断路,则电流表示数为零,也不符合题意,故D错误。
6.B
【解析】A.S断开时,电阻R1与R2串联,通过电阻的电流相等,则通过R1与R2的电流之比为1: 1,故 A错误;
B.S闭合时,电阻R1处在干路,R2处在支路,电阻R3与R2并联,根据I2I3=R3R2=1,I1I2=I2+I3I2=21,
故B正确;
C.S断开时,电阻R1与R2串联,电压之比等于电阻之比U1U2=R1R2=12,故C错误;
D.S闭合时,R2,R3并联,R并=R22=5Ω,根据分压关系可得U1U2=R1R并=11,故D错误。
7.AC
【解析】解:AB、磁场是客观存在的一种物质,不是人为构想出来的,故A正确,B错误;
C、磁体与磁体之间是通过彼此激发的磁场发生相互作用的,故C正确;
D、奥斯特首先发现了电流的磁效应,故D错误。
故选:AC。
磁体周围存在着磁场,磁场对放入磁场中的磁体有力的作用,为了描述磁场的性质而引入了有方向的曲线,称为磁感线,磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质。
此类问题需注意磁场是客观存在的,磁感线是人为加上去的,磁体周围的磁感线都是从N极出发,回到S极,磁场对放入磁场中的磁体有力的作用。
8.AC
【解析】A.对人与车构成的系统进行受力分析,系统所受外力的合力为0,系统动量守恒,故A正确;
B.由于开始时人和车都静止,行走时,系统动能增加,则系统机械能增大,故 B错误;
C.根据动量守恒定律的位移表达式有mx1−3mx2=0,
又x1+x2=L,
解得x1=0.75L,
故C正确;
D.人到车的右端,若与车一起向右运动,则动量不守恒,故 D错误。
故选AC。
9.AB
【解析】
A.如图所示位置时磁通量等于Φ0=BS,故A正确;
B.若使线框绕 OO′ 转过 60∘ 角,则磁通量为Φ=BScs60∘=12BS,故B正确;
C.若从初始位置绕 OO′ 转过 90∘ 角时,磁通量为0,故C错误;
D.若从初始位置线框翻转 180∘ ,则磁通量的变化量为ΔΦ=−BS−BS=−2BS,故D错误。
10. 1500 AD##DA
【解析】(1)[1]用 ×100Ω 挡测电阻,由图示可知,其读数为
15×100Ω=1500Ω
(2)[2] A.欧姆表换挡后要进行欧姆调零,在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零,故A正确;
B.在测量电流时,更换量程后不必进行调零,故B错误;
C.在测量未知电阻时,可以先选择一个倍率进行测量,然后根据指针偏转情况再选择合适的倍率进行测量,不一定必须先选择倍率最大挡进行试测,故C错误;
D.为保护电表安全,在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测,故D正确。
故选AD。
11.(1)1I,3.0;(2)1.33,1.67,1.50。
【解析】解:(1)根据I(R0+R)=E−Ir,解得1I=1E⋅R+R0+rE,由此可知图乙所示图像中以为1I纵坐标;
根据上述,结合图像:
斜率k=1E=3−16V−1=13V−1,纵轴截距b=R0+rE=1Ω/V
解得:E=3.0V,内阻r=3.0Ω−R0
(2)由于C灯泡两端电压为2.0V,则通过C灯泡的电流为0.45A,灯泡A两端电压为1.0V,通过灯泡A的电流为0.3A,则干路电流为I=0.3A+0.45A=0.75A
路端电压为2.0V,根据U=E−Ir,解得:r=43Ω
根据上述有r=3.0Ω−R0,解得R0=3.0Ω−r=(3.0−43)Ω=53Ω
电源的输出功率为P=UI=2.0×0.75W=1.50W
故答案为:(1)1I,3.0;(2)43,53,1.50。
(1)由闭合电路欧姆定律可得出I与R的关系,结合图象可知纵坐标的意义,并根据1I−R的关系式结合斜率和截距求解电动势和内阻;
(2)根据电路结构结合灯泡的伏安特性曲线,利用闭合电路欧姆定律求解内阻和定值电阻的阻值,根据功率公式求解电源的输出功率。
本题考查电源的电动势和内电阻的测量方法及数据处理;解题的难点在于第二问中的数据处理;要注意图象法的应用,此题对学生数学知识的应用能力要求较高,应注意训练.
12.(1)对物块受力分析,在水平方向
qEcs37∘−μFN=ma
垂直运动方向
qEsin37∘+mg=FN
解得
a=4m/s2
1s内物体前进的位移
x=12at 12=2m
1s时刻物体的速度
v=at1=4m/s
(2)1s撤去电场,物体的加速度
μmg=ma′
解得
a′=2.5m/s2
则物体运动的时间,逆向思维
t=va′=1.6s
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
13.解:(1)根据闭合电路欧姆定律可得电动机未启动时车灯两端的电压为:
U灯1=E−I1r=12.5V−10×0.1V=11.5V
由欧姆定律可得车灯的电阻值为:
R灯=U灯1I1
解得:R灯=1.15Ω
(2)电动机启动时车灯两端的电压为
U灯2=E−I2r=12.5V−33×0.1V=9.2V
根据欧姆定律可得通过车灯的电流为:
I灯=U灯2R灯=
流过电动机的电流为:
IM=I2−I灯=33A−8A=25A
电动机的热功率为:P热=IM2RM
解得:P热=125W
(3)电动机启动时车灯的电功率为:
P灯=U灯2I灯=9.2×8W=73.6W
电动机未启动时车灯的电功率为:
P′灯=U灯1I1=11.5×10W=115W
车灯的电功率降低了ΔP=P′灯−P灯=115W−73.6W=41.4W
答:(1)车灯的电阻值为1.15Ω;
(2)电动机启动时流过车灯的电流为8A,电动机的热功率为125W;
(3)因电动机启动,车灯的电功率降低了41.4W。
【解析】(1)电动机未启动时,由欧姆定律求出灯泡的电阻。
(2)由闭合电路欧姆定律求出电动机启动时路端电压,由欧姆定律求出通过灯泡的电流,由并联电路的分流规律求出流过电动机的电流,即可求得电动机的热功率。
(3)分别求出两种情况下灯泡的功率,即可求解车灯的电功率降低了多少。
本题考查了闭合电路欧姆定律的应用,考查了非纯电阻用电器的能量转化关系。掌握电动机的输入功率、输出功率、热功率的关系。
14.(1)A恰能经过半圆形轨道的最高点,由牛顿第二定律得
mAg=mAvN2R
解得
vN= gR A做平抛运动,由平抛运动规律可得
2R=12gt2
水平方向
x=vNt
联立可得B到达的最远位置离M点的距离即为
x=2R
(2)A上升到N的过程,由机械能守恒定律
12mAvA2=12mAvN2+mAg⋅2R
解得
vA= 5gR
根据动量定理可得
I=mAvA=mA 5gR
(3)对B,由动能定理可得
−μmBgx=0−12mBvB2
炸药爆炸过程由动量守恒定律得
mAvA−mBvB=0
联立以上可得
mAmB= 4μ 5=45
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.解:(1)颗粒在两板间做类平抛运动,平行于板方向匀速直线运动,运动时间为
t=Lv0=0.84s=0.2s
垂直于板方向做初速度为零的匀加速运动
12d=12at2
解得颗粒在两板间运动的加速度大小
a=dt2=
(2)颗粒受电场力方向竖直向上,由牛顿第二定律可得
mg−|q|E场=ma
又
E场=Ud
解得两板间的电压
U=64V
(3)由欧姆定律可知
I=UR2=2A
由闭合电路欧姆定律可知
E=U+I(R1+r)
解得
R1=8Ω
【解析】(1)颗粒在两板间做类平抛运动,根据运动的合成与分解规律求加速度;
(2)根据牛顿第二定律求出电场强度,然后利用U=Ed求板间电压;
(3)根据闭合电路欧姆定律求电阻箱R1的阻值。
本题考查带电粒子在电场中的偏转和闭合电路欧姆定律的综合应用,分析清楚图示电路结构是解题的前提,应用牛顿第二定律及类平抛规律与闭合电路的欧姆定律、场强与电压的关系公式即可解题。
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