2022-2023学年北京市中关村外国语学校高二上学期期末物理试题（等级考）含解析

这是一份2022-2023学年北京市中关村外国语学校高二上学期期末物理试题（等级考）含解析，共25页。试卷主要包含了单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1. 下列物理量中，反映一段导体对电流阻碍作用的是（ ）
A. 电场强度B. 电势C. 电荷量D. 电阻
【答案】D
【解析】
【详解】物理量中，反映一段导体对电流阻碍作用的物理量是电阻。
故选D
2. 电荷在导体中定向移动形成电流．一段导体中的电流是2.0A，在30s内通过这段导体横截面的电荷量是（ ）
A. 20CB. 40CC. 60CD. 80C
【答案】C
【解析】
【详解】由q=It可知，通过这段导体横截面的电荷量
故选C。
3. 如图所示，某同学在用“伏安法”测量电阻R的阻值时，让电压表的一端接在a点，另一端先后接到b点和c点，他发现电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化。下列说法正确的是（ ）
A. 电阻R与电流表的阻值接近，应选择电流表外接电路
B. 电阻R与电流表的阻值接近，应选择电流表内接电路
C. 电阻R与电压表的阻值接近，应选择电流表内接电路
D. 电阻R与电压表的阻值接近，应选择电流表外接电路
【答案】C
【解析】
【详解】发现电流表示数有明显变化，说明电压表分流效果明显，而电压表示数无明显变化，说明电流表分压效果不明显，则应选择电流表内接电路，电阻R与电压表的阻值接近。
故选C。
4. 有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由电阻的决定式可知
A中电阻
B中电阻为
C中电阻为
D中电阻为
因为
最小的电阻为。
故选A。
5. 如图所示是有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为1A，当使用a、c两个端点时，量程为0.1A。已知表头的内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，则
A. R1的阻值大于R2的阻值
B. R1的阻值小于R2的阻值
C. R1与Rg的阻值很接近
D. R1与R2的阻值很接近
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据串并联电路的特点可知：

解得：
R1≈0.4Ω
R2≈3.7Ω
则选项A错误，B正确；
CD．由计算得到的R1和R2的阻值可知，选项CD错误；
6. 小红将量程为0～0.6A的电流表（表盘刻度共有30个小格），按照图示电路改装成较大量程的安培表，其中R1和R2阻值相等，都等于改装前电流表内阻的。则
A. 将1、2接入电路时，安培表每一小格表示0.12A
B. 将1、2接入电路时，安培表每一小格表示0.08A
C. 将1、3接入电路时，安培表每一小格表示0.12A
D. 将1、3接入电路时，安培表每一小格表示0.08A
【答案】A
【解析】
【详解】设R1＝R2＝R，则电流表内阻为4R；
AB．将1、2接入电路时，若电流表满偏0.6A，则R1电流为3A，则量程为3.6A，则安培表每一小格表示3.6A/30=0.12A，选项A正确，B错误；
CD．将1、3接入电路时，若电流表满偏0.6A，则R1 和R1电流均为1.2A，则量程为1.8A，则安培表每一小格表示1.8A/30=0.06A，选项CD错误；
故选A.
7. 用如图所示的电路，测一节干电池的电动势和内阻，根据测得的数据做出如图所示的U-I图像，下列说法正确的是（ ）
A. 电池的内阻为2.9Ω
B. 电源电动势为1.50V
C. 外电路短路时的电流为0.50A
D. 当减小滑动变阻器阻值时，电源效率变小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由闭合电路欧姆定律知
整理得
所以U-I图像的斜率为
纵轴的截距为
由图像得
即
故AB错误；
C．短路电流为
故C错误；
D．当减小滑动变阻器阻值时，路端电压减小，由知电源效率变小，故D正确。
故选D。
8. 如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器R2的滑动触头p移动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是（ ）
A. p向a移动，V1示数减少、V2示数增大
B. p向b移动，V1示数增大、V2的示数减小
C. p向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值
D. p向b移动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值
【答案】C
【解析】
【详解】AC．由电路图可知，p向a移动，的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合回路欧姆定律可知，干路电流增大，路端电压减小，根据欧姆定律
可知，V1示数增大，则V2的示数减小，且V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值，故A错误C正确；
BD．由电路图可知，p向b移动，的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合回路欧姆定律可知，干路电流减小，路端电压增大，根据欧姆定律
可知，V1示数减小，则V2的示数增大，且V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值，故BD错误。
故选C。
9. 将某电源接入电路，测得路端电压和干路电流的关系如图中直线所示，直线为某定值电阻的图线。现用该电源与开关、定值电阻组成闭合电路，下列说法中正确的是（ ）
A. 此电源的内阻为B. 此电源的电动势为2.0V
C. 电源的总功率为4.0WD. 若将的阻值改为，电源输出功率增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据闭合电路的欧姆定律
路端电压和干路电流的关系如图中直线，纵轴截距为电源电动势，斜率为内阻
，
故AB错误；
C．图中交点表示电源与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图可知，此时
，
电源的总功率为
故C错误；
D．由上述分析可知，电源输出功率
若将的阻值改为，根据闭合电路欧姆定律
此时，电源的输出功率
电源输出功率增大，故D正确。
故选D。
10. 在如图所示的电路中，电阻R＝2.0Ω，电源的电动势E=3.0V，内电阻r＝1.0Ω。闭合开关S后，电阻R两端的电压为（ ）
A. 1.0VB. 1.5VC. 2.0VD. 3.0V
【答案】C
【解析】
【详解】由闭合电路欧姆定律可得，闭合开关S后，电路中的电流为
则电阻R两端的电压为
故选C。
11. 利用如图所示装置可探究感应电流产生的条件。线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。某同学发现闭合开关S时，电流表指针向右偏转，由此可以判断（ ）
A. 线圈A向上移动时，电流表指针向左偏转
B. 线圈A中铁芯向上拔出时，电流表指针向右偏转
C. 滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针向左偏转
D. 断开开关S时，电流表指针向右偏转
【答案】A
【解析】
【详解】ABD．闭合开关S时即通过线圈B的磁通量增加，可知当穿过线圈B的磁通量增大时，电流表指针向右偏转。线圈A向上移动时、线圈A中铁芯向上拔出时、断开开关S时，穿过线圈B的磁通量均减小，电流表指针均应向左偏转， A正确，BD错误；
C．滑动变阻器的滑片向右滑动时，通过A的电流增大，则穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏转，C错误。
故选A。
12. 用如图所示的器材做“探究感应电流产生的条件”实验，下列操作不能使电流计指针发生偏转的是（ ）
A. 条形磁铁在螺线管中静止不动
B. 条形磁铁插入螺线管的过程中
C. 条形磁铁拔出螺线管的过程中
D. 条形磁铁从图示位置向右运动的过程中
【答案】A
【解析】
【详解】A．产生感应电流的条件有两个，一是闭合回路，二是穿过闭合回路的磁通量发生变化，若磁铁静止不动，则穿过闭合回路的磁通量不变，则不会产生感应电流，电流表指针不偏转，A正确；
BCD．磁铁插拔或者向右移动的过程中，穿过闭合回路的磁通量发生改变，能够产生感应电流，BCD错误。
故选A。
13. 某直流电动机，线圈电阻是0.5 Ω，当它两端所加的电压为6 V时，通过电动机的电流为2 A。由此可知( )
A. 电动机发热的功率为72 W
B. 电动机消耗的电功率为72 W
C. 电动机输出的机械功率为10 W
D. 电动机的工作效率为20%
【答案】C
【解析】
【详解】直流电动机线圈电阻为R，当电动机工作时通过的电流为I，两端的电压为U；总功率为：P=UI=2×6=12W；发热功率为：P热=I2R=22×0.5=2W；根据能量守恒定律，其输出功率是：
P出=P-P热=12W-2W=10W；机械的工作效率为×100%= 83.3%；则选项C正确，ABD错误；故选C.
点睛：对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的．
14. 物理学中常用两个物理量的比值定义一个新的物理量，如速度是用位移与时间的比值来定义的，即．下面四个物理量的表达式不属于比值定义的是
A. 电流B. 电势
C. 电容D. 电阻
【答案】D
【解析】
【详解】A：是电流的定义式，属于用比值来定义物理量的表达式．故A项不选．
B：是电势的定义式，属于用比值来定义物理量的表达式．故B项不选．
C：是电容的定义式，属于用比值来定义物理量的表达式．故C项不选．
D：是电阻的决定式，不属于用比值来定义物理量的表达式．故选择D项．
点睛：注意区分定义式和决定式．
15. 如图所示，当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知电源电动势为E，内阻为r，指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则（ ）
A. 电动机的额定电压为IR
B. 电动机的输出功率为IE﹣I2R
C. 电源的输出功率为IE﹣I2r
D. 整个电路的热功率为I2（R0+R）
【答案】C
【解析】
【详解】AB．电动机不是纯电阻，不能满足欧姆定律；电动机的电压为
电动机的输出功率为
故AB错误。
C．电源的输出功率为
故C正确；
D．整个电路的热功率为
故D错误。
故选C。
16. 火警报警器的电路示意图如图所示。其中，RT为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。电流表为值班室的显示器，电源两极之间接一报警器。当传感器RT所在处出现火情时，通过显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ ）
A. I变大，U变小B. I变大，U变大
C. I变小，U变小D. I变小，U变大
【答案】C
【解析】
【详解】当传感器所在处出现火情时，温度升高，的电阻减小，则电路中的总电阻减小，根据闭合回路的欧姆定律可知，电路中的总电流变大，路端电压变小，则报警器两端的电压U减小，根据可知，电阻两端的电压增大，根据分压原理可知，电阻两端的电压变小，则流过的电流减小，即电流表读数变小。
故选C。
17. 一课桌受到10N的推力作用，经5s，推力对课桌的冲量大小为（ ）
A. 10N·sB. 50N·sC. 25N·sD. 15N·s
【答案】B
【解析】
【详解】根据冲量的定义
故选B。
18. 木块A和B用一只轻弹簧连接起来放在光滑水平面上，A紧靠墙壁，在B上施加向左水平力使弹簧压缩，如图所示。当撤去外力后，下列说法中正确的是（ ）
A. 弹簧和A、B组成的系统的机械能守恒、动量守恒
B. 弹簧和A、B组成的系统的机械能守恒、动量不守恒
C. 弹簧和A、B组成的系统的机械能不守恒、动量守恒
D. 弹簧和A、B组成的系统的机械能不守恒、动量不守恒
【答案】B
【解析】
【详解】木块A离开墙壁前，弹簧和B组成的系统内只有弹力做功，没有其他外力做功，系统的机械能守恒，而木块A受到墙壁对它的弹力作用，所以A、B组成的系统动量不守恒，木块A离开墙壁后，系统内只有弹力做功，没有其他力做功，且系统所受的合外力为零，故系统的机械能和动量均守恒。综上所述，当撤去外力后，弹簧和A、B组成的系统的机械能守恒、动量不守恒。
故选B。
19. 如图所示，木块B与水平的轻弹簧相连放在光滑水平台面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，入射时间极短，则下列说法正确的是（ ）
A. 子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒
B. 子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统机械能守恒
C. 木块压缩弹簧的过程中，子弹与木块组成的系统机械能守恒
D. 弹簧最大的弹性势能大于整个过程中产生的热量
【答案】A
【解析】
【详解】A．子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统所受的合外力等于零，系统动量守恒，故A正确；
B．子弹射入木块的过程中要克服阻力做功，产生内能，子弹与木块组成的系统机械能不守恒，故B错误；
C．木块压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力做功，子弹、木块组成的系统机械能不守恒，故C错误；
D．弹簧的最大弹性势能等于子弹射入木块后子弹和木块的动能，不一定大于整个过程中产生的热量，故D错误。
故选A。
20. 质量为的小球从高处自由下落到软垫上，反弹后上升的最大高度为。小球与软垫接触的时间为，空气阻力不计，取在接触时间内小球受到合力的冲量大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由
可得小球落到软垫上时的速度大小为
反弹的速度大小为
以向上为正方向，则在接触时间内小球受到合力的冲量
合力的冲量大小为。
故选C。
二、实验题（共0分）
21. 如图戊所示，用“碰撞实验器”验证动量守恒定律。实验时先让质量为的小球1从斜槽上某一固定位置A由静止开始释放，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的P点。再把质量为的小球2放在水平轨道末端，让小球1仍从位置A由静止释放，两小球碰撞后从轨道末端水平抛出，小球2落到位于水平地面的N点，小球1落到位于水平地面的M点。某同学实验时小球选择错误，使，则两个小球可能的落点分布正确的是___________。
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设小球1与小球2碰撞前瞬间的速度为v，碰后瞬间二者的速度分别为、，因，则小球1反弹，由动量守恒定律得
两小球在碰撞前后，水平方向的系统机械能满足不增加原则，即
又由于下落高度相同，所以两小球做平抛运动的时间相等，均设为t，则可得
则可得
将四个选项中OP、OM、ON的数据分别带入以上两式可知，ABC不符合要求，D符合要求。
故选D。
【点睛】明确实验原理，小球做平抛运动，因此可以用水平位移来代替速度。数据分析时，需知道碰撞前后水平方向应符合动能不增加原则。
22. 某同学用图（a）所示的电路测量电源的电动势和内阻．图中电流表量程为0.6A、内阻为，定值电阻的阻值为，电阻箱R的最大阻值为。
（1）将电阻箱的阻值调至最______（选填“大”或“小”），闭合开关S；
（2）闭合开关后，发现无论电阻箱的阻值调到多少，电流表始终没有示数，为查找故障，该同学使用多用电表的电压挡位，将______（选填“红”或“黑”）表笔始终接触e位置，另一表笔分别试触a、b、c、d四个位置，发现试触a、b、c时电压表有示数，试触d时电压表没有示数．若电路中仅有一处故障，则故障是______（选填选项前的字母）；
A．导线ab断路 B．电阻箱断路 C．导线cd断路 D．电阻箱短路
（3）排除故障后按规范操作进行实验，多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R，根据实验数据在图（b）中绘制出图像；根据图像可以求得电源电动势______V，内阻______。（结果均保留2位有效数字）
【答案】 ①. 大 ②. 红 ③. C ④. 6.0 ⑤. 1.6
【解析】
【详解】（1）[1]把电阻箱调到最大值，电路中的电流最小，起保护电路作用。
（2）[2]e与电源正极相连，应将红表笔接触e位置。
[3]试触a、b、c时电压表有示数，试触d时电压表没有示数，说明导线cd断路，故选C。
（3）[4][5]根据闭合电路欧姆定律得
整理可得
则
解得
23. 李明同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：
A. 被测干电池一节、开关、导线若干
B. 电流表：量程0～0.6A，内阻约0.5Ω
C. 电流表：量程0～3A，内阻约为0.2Ω
D. 电压表：量程0～3V，内阻约为5kΩ
E. 电压表；量程0～15V，内阻约25kΩ
F. 滑动变阻器：0～10Ω，2A
G. 滑动变阻器：0～100Ω，1A
在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
（1）在上述器材中，电压表应选择________，电流表应选择________，滑动变阻器应选择________。（填写仪器前的代号）
（2）在方框中画出最合适的电路图______。
（3）根据实验中测得多组电压表和电流表的示数，在U—I坐标纸上描点如图所示，请根据描出的点作图______，并根据作图求出电源的电动势E=_________V，电源内阻r=_________Ω。（保留两位小数）。
（4）分析实验电路图可知，实验系统误差是由_________（选填“电压表”或“电流表”）_________（选填“分压”或“分流”）引起的。
【答案】 ①. D ②. B ③. F ④. ⑤. ⑥. 1.50 ⑦. 0.50 ⑧. 电压表 ⑨. 分流
【解析】
【详解】（1）[1]干电池电动势约为1.5V，为了确保精度，电压表应选择D。
[2]为了确保电流测量数据的精度，电流表选择B。
[3]滑动变阻器G最大阻值过大，不利于调节电压表，且电流表示数发生明显变化，所以滑动变阻器应选F。
（2）[4]由于电压表的内阻远远大于电池的内阻，而电流表的内阻与电池的内阻相差不大，则实验中应该排除电流表的分压影响，则实验电路如图：
（3）[5]根据点连线画出图像如下：
[6][7]由图线可知，电动势为
电阻为
（4）[8][9]分析实验电路图可知，实验中系统误差是由电压表的分流作用引起的。
三、解答题（共0分）
24. 如图，R＝0.8Ω当开关S断开时电压表的读数为1.5V；当开关S闭合时电压表的读数为1.2V则该电源的电动势和内电阻分别为多少？
【答案】1.5V，0.2Ω
【解析】
【详解】开关断开时，不计电压表对电路的影响，电路中电流近似为零，电源的内电压约为零，则电压表可直接测出电源的电动势，则得电源的电动势为
开关闭合后，电路中电流为
根据闭合电路欧姆定律得
解得
25. 如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机的电阻，电阻。电动机正常工作时，理想电压表的示数，求：
（1）电源的总功率和输出功率；
（2）电动机的输入功率和输出功率。
【答案】（1）24W，20W；（2）12W，8W
【解析】
【详解】（1）由部分电路欧姆定律有，电阻的电流为
电源的总功率为
输出电压为
输出功率为
（2）电动机的电压为
电动机的输入功率为
电动机的输出功率为
26. 一个质量为m=2kg的小球从h=20 m的高处自由下落，落到一个厚软垫上，若小球由静止下落到小球陷至最低点经历的时间t=2.2 s，取g=10 m/s2，选取竖直向上为正方向，求：
（1）小球从接触软垫到陷至最低点动量的变化量；
（2）软垫对小球平均作用力的大小。
【答案】（1）；（2）220N
【解析】
【详解】（1）取竖直向上为正方向，小球从静止开始下落到接触软垫
小球接触软垫时速度大小
动量变化量
（2）小球接触软垫到陷至最低点所需时间
由动量定理
得
F=220N