2023-2024学年天津市武清区南蔡村中学高二上学期第二次月考物理试卷（含解析）

2023-2024学年天津市武清区南蔡村中学高二上学期第二次月考物理试卷一、单选题：本大题共5小题，共20分。1.如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2，已知I1>I2，方向均向上。若用F1和F2分别表示导线M与N受到的磁场力，则下列说法正确的是(    ) A. 两根导线相互排斥B. 为判断F1的方向，需要知道I1和I2的合磁场方向C. 两个力的大小关系为F1>F2D. 仅增大电流I1，F1、F2会同时都增大2.有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线内有n个自由电子，电子电荷量为e，此时电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目为(    )A. SvΔt B. IΔte C. nvΔt D. IΔtSe3.如图所示，直线A为电源的U−I图线，电源电动势为E，内阻为r，曲线B为灯泡的U−I图线，现将该小灯泡接在该电源两端，此时灯泡电阻为R，则以下说法正确的是(    ) A. R=2Ω B. E=3V，r=0.5ΩC. 电源的输出功率为6W D. 可见含有灯泡的电路是非纯电阻电路4.如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，C为电容器，R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻(电阻随光照强度的增大而减小)，A为理想电流表，G为灵敏电流计，当开关S闭合且电路稳定后，在逐渐增大对R3的光照强度的过程中(    ) A. R1两端电压减小 B. A表的示数变小C. 电源的效率一定变小 D. G表中有从a至b的电流5.智能扫地机器人是一种智能家用电器，能自动在房间内完成地板清洁工作，如今已慢慢普及，成为现代家庭的常用家用电器。如图为某款智能扫地机器人，其参数见下表，工作时将电池内部化学能转化为电能的效率η=60％。下列说法正确的是(    ) A. 该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8.3hB. 该扫地机器人最多能储存的能量为4.32×105JC. 该扫地机器人充满电后能工作5hD. 该扫地机器人充满电后能工作4h二、多选题：本大题共3小题，共12分。6.某闭合三棱柱如图所示，处于磁感应强度为1T、方向沿x轴正方向的匀强磁场中，已知AB=0.4m，BE=0.3m，AD=0.2m，ABOD为在yOz平面内的矩形，BEFO为在xOy平面内的矩形，下列判断正确的是(    )A. 穿过图中ABOD面的磁通量为0.08Wb B. 穿过图中BEFO面的磁通量为0.06WbC. 穿过图中AEFD面的磁通量为0.1Wb D. 穿过图中DOF面的磁通量为07.如图，电流计的满偏电流Ig=1mA、内阻Rg=100Ω，R1=900Ω，R2=10099Ω，则下列说法正确的是(    )A. 当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是1VB. 当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是10VC. 当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是1AD. 当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是0.1A8.关于多用电表的使用，下列操作正确的是(    )A. 测电压时，图甲连接方式红、黑表笔接法正确B. 测电流时，应按图乙连接方式测量C. 测电阻时，可以按图丙连接方式测量D. 测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量三、实验题：本大题共2小题，共18分。9.电阻率是反映材料导电性能的物理量，某同学通过下面的实验测量金属丝的电阻率。(1)用螺旋测微器测金属丝的直径，其中一次测量的结果如图1所示，金属丝直径的测量值d=_______mm。(2)用多用电表粗略测量金属丝的电阻。使用前，观察到多用电表指针已经对准表盘左侧的“0”刻线。使用时，先将选择开关调到欧姆挡“×1”挡，再将红、黑表笔短接，调节图2中的_______旋钮(选填“A”“B”或“C”)，使表针指到表盘右端零刻度处；然后将红、黑表笔接在金属丝两端，多用电表指针位置如图3所示，则金属丝的电阻值约为_______Ω。(3)采用伏安法较精确测量金属丝电阻，可选择的器材如下：电源E(电动势约为3V)电流表A1(量程0∼0.6A，内阻约为0.125Ω)电流表A2(量程0∼3A，内阻约为0.025Ω)电压表V(量程为0∼3V，内阻约为3kΩ)滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω)滑动变阻器R2(最大阻值为1750Ω)开关及导线若干为使测量准确、操作方便，电流表应选择_______(选填A1或A2)；滑动变阻器应选择_______(选填R1或R2)；应选用下图_______(选填“甲”或“乙”)的电路图进行实验；由于电表内阻的影响，金属丝电阻的测量值比其真实值_______(选填“偏大”或“偏小”)。(4)若通过实验测量获得了数据：金属丝的直径d、金属丝的电阻R，以及金属丝的长度l，则金属丝电阻率ρ=_______。(用d、l、R表示)10.某同学用如图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱．干电池的工作电流不宜超过0.5A，实验室提供的器材如下：电压表(量程0〜3V，内阻约3kΩ)；电阻箱(阻值范围0〜999.9Ω)；开关、导线若干．(1)请根据图甲的电路图在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路_________．(2)实验时，改变电阻箱R的值，记录电压表的示数U，得到若干组R、U的数据．根据实验数据绘出如图丙所示的1U−1R图线，由图像得出电池组的电动势E=___V，内阻r=___Ω.(保留三位有效数字) (3)关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是               (    )A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差B.该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差C.本实验用图像法处理数据可以减小偶然误差D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差四、计算题：本大题共3小题，共30分。11.如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4A。当S断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A，求电源的电动势和内阻。12.如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求：(1)电源释放的电功率；(2)电动机消耗的电功率及将电能转化为机械能的功率；(3)电源的输出功率。13.如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计，其他各电阻阻值R1=R3=3R，R2=R。水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L在A板的左下端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量为−q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间。(重力加速度用g表示)，求：(1)若使液滴能沿v0方向射出电场，电动势的值；(2)若使液滴恰能打在B板的中点，平行金属板A、B间的场强E的值。答案和解析1.【答案】D 【解析】A.根据右手定则判断通电直导线周围产生磁场，再根据左手定则判断安培力的方向，可知两根导线相互吸引，故A错误；B.判断F1的方向，以M导线为研究对象，N导线提供磁场，根据左手定则，要知道的是I2产生的磁场，故B错误；CD.通电直导线周围存在的磁场B的大小，和该直导线中通过的电流大小成正比，即B=kI即F1=B2I1L=kI2I1LF2=B1I2L=kI1I2L可知两个力大小相等，仅增大电流I1，F1、F2会同时都增大，故D正确，C错误。故选D。2.【答案】B 【解析】根据电流的定义式I=qt在Δt时间内通过导体横截面的自由电子的电量q=IΔt则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为N=qe=IΔte又N=nV=nSvΔt故B正确，ACD错误。故选B。3.【答案】B 【解析】A.由欧姆定律得R=UI=1Ω故A错误；B.由图可得，电源电动势为E=3V内阻r=3−06−0Ω=0.5Ω故B正确；C.此时电源的输出功率P=UI=2×2W=4W故C错误；D.灯泡将所消耗的电能全部转化为焦耳热，含有灯泡的电路是纯电阻电路，故D错误。故选B。4.【答案】C 【解析】AB.光照强度增大，电阻R3的阻值减小，电路中总电阻减小，根据闭合定律欧姆定律I干=ER总可知，干路电流增大，电流表A的示数变增大，根据U1=I干R1可得，R1两端电压增大，AB均错误；C.根据U外=E−I干r可知，路端电压减小，根据η=U外E×100％可知，电源的效率减小，C正确；D.电容器两端的电压为U2=E−I干r−I干R1干路电流增大，电容器两端电压减小，电容器放电，由于电容器上极板带正电，所以灵敏电流计中电流方向由b向a，D错误。故选C。5.【答案】B 【解析】A.由题表可知，电池的容量为5000mA·h，所带的电荷量为q=5000×10−3A×3600s=1.8×104C充电器输出电流为I=1000mA=1A，所以该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间为t=qI=1.8×1041s=5h故A错误；B.该扫地机器人最多能储存的能量为qU=1.8×104×24J=4.32×105J故B正确；CD.该扫地机器人的额定功率为40W，则充满电后工作的时间t=ηWP=4.32×105×60％40s=1.8h故CD错误。故选B。6.【答案】AD 【解析】AC.穿过图中ABOD面的磁通量等于穿过AEFD面的磁通量Φ1=BS=1×0.4×0.2Wb=0.8WbA正确，C错误；B.面积BEFO与磁场方向相互平行，磁通量Φ2=0， B错误；D、面积DOF与磁场平行，因此通过的磁通量为零，D正确。故选AD。7.【答案】AD 【解析】AC.当S1和S2均断开时，表头与R1串联，虚线框中可等效为电压表，最大电压为U=IgRg+R1=1×10−3×(100+900)=1V故A正确，C错误；BD.当S1和S2均闭合时，R1被短路，R2与表头并联，虚线框中可等效为电流表，最大电流为I=Ig+IgRgR2=1×10−3+1×10−3×10010099=0.1A故B错误，D正确。故选AD。8.【答案】AB 【解析】A.根据多用电表的使用方法，测电压时，红表应接电势较高的点，A正确；B.测电流时，电流从红表笔进入，且串联在电路中，B正确；C.测电阻时，应将待测电阻与电源断开，C错误；D.测二极管的反向电阻时，红表笔应接二极管正极，黑表笔应接二极管负极，D错误。故选AB。9.【答案】0.333    C     6     A1     R1     甲     偏小     πd2R4l 【解析】(1)[1]如图1所示，金属丝直径的测量值d=0+33.3×0.01mm=0.333mm(2)[2]用多用电表粗略测量金属丝的电阻。使用前，观察到多用电表指针已经对准表盘左侧的“0”刻线。使用时，先将选择开关调到欧姆挡“×1”挡，再将红、黑表笔短接，调节图2中的欧姆调零旋钮“C”，使表针指到表盘右端零刻度处；[3]然后将红、黑表笔接在金属丝两端，多用电表指针位置如图3所示，则金属丝的电阻值约为Rx=6×1Ω=6Ω(3)[4]电路中的最大电流为Imax=ERx=36A=0.5A为使测量准确、操作方便，电流表应选择量程为0.6A的电流表A1；[5]为方便调节，滑动变阻器应选择阻值较小的R1；[6]由于待测金属丝的电阻较小，故电流表应采用外接法，即应选用“甲”的电路图进行实验；[7]由于电压表内阻分流作用的影响，金属丝电阻的测量电流大于真实电流，导致测量值比其真实值“偏小”。(4)[8]若通过实验测量获得了数据：金属丝的直径d、金属丝的电阻R，以及金属丝的长度l，则R=ρlS=ρlπ(d2)2可得金属丝电阻率ρ=πd2R4l10.【答案】 如图所示：     2.86(2.85～2.87均可)        6.07(6.06～6.08均可)     CD 【解析】 (1)如图所示：(2)根据闭合电路欧姆定律：E=U+URr则1U=1E+rE×1R ，所以图象的纵截距：0.35=1E，解得：E=2.86V，斜率为：rE=2.125，解得：r=6.08Ω(3)A：电压表分流作用引起的是系统误差，故A项错误．B：读数引起的是偶然误差，故B项错误．C：图像法可以减小偶然误差，故C项正确．D：电压表的电阻计算在内可以减小系统误差，故D项正确．点睛：图象法处理数据时，要根据物理规律写出横纵坐标之间的关系式．结合图象的截距、斜率等求解．11.【答案】E=2 V，r=1 Ω 【解析】当S闭合时，R1、R2并联接入电路，当S断开时，只有R1接入电路，此时路端电压增大、干路电流减小。当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得U=E−Ir即1.6=E−0.4r当S断开时，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得U’=E-I’r即1.6+0.1=E−(0.4−0.1)r联立解得E=2Vr=1Ω12.【答案】(1)20W；(2)12W，8W；(3)18W 【解析】(1)电动机正常工作时，总电流为I=U1R=3.01.5A=2A电源释放的电功率为P=EI=10V×2A=20W(2)电动机两端的电压为U=E−Ir−U1=(10−2×0.5−3.0)V=6V电动机消耗的电功率为P电=UI=6V×2A=12W电动机消耗的热功率为P热=I2R0=(22×1.0)W=4W电动机将电能转化为机械能的功率，据能量守恒为P机=P电−P热=(12−4)W=8W(3)电源的输出功率为P出=P−P内=P−I2r=20−22×0.5W=18W13.【答案】(1)4mgdq；(2)mq8dv02L2+g 【解析】(1)由闭合电路欧姆定律，得I=ER1+R2=E14RA、B板间电压UBA=IR2=E14由平衡条件得mg=qUBAd=qE14d联立解得E1=4mgdq(2)液滴恰好打在B板正中央，由平抛运动规律有水平方向，L2=v0t竖直方向y=d=12at2由牛顿第二定律，有Eq−mg=ma联立解得E=mq8dv02L2+g产品名称科沃斯地宝尘盒容量0.3L清扫路线自由式液晶显示有电池容量5000mA·h充电器输出24V/1000mA噪声≤60dB额定功率40W行走速度20cm/s工作电压24V