江苏省常州市金坛第一中学2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题

这是一份江苏省常州市金坛第一中学2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题，共15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。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于电功和电热，下面说法正确的是（ ）
A．任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt且W=Q
B．任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt但W有时不等于Q
C．电功W=UIt在任何电路中都适用，Q=I2Rt只在纯电阻电路中适用
D．电功W=UIt，电热Q=I2Rt，只适用于纯电阻电路
2．如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8V，乙电路两端的电压为16V，调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2 ，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙则下列关系中正确的是( )
A．P甲＜P乙B．P甲＞P乙
C．P1 ＞P2D．P1＝P2
3．如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小），C为电容器，L为小灯泡，电表均为理想电表，闭合开关S电路达到稳定状态后，若增大照射光强度，则 （ ）
A．小灯泡的功率减小
B．电容器极板上的电荷量增加
C．电源的输出功率一定增大
D．两表示数变化量的比值不变
4．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（ ）
A．充电宝输出的电功率为
B．充电宝产生的热功率为
C．手机电池产生的焦耳热为
D．手机电池储存的化学能为
5．阻值相等的四个电阻、电容器C及电池内阻可忽略连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为，闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为。与的比值为
A． B．C． D．
6．在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100Ω，R2的阻值未知，R3是滑动变阻器，在其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时分别得到的，则以下说法不正确的是（ ）
A．电源的电动势为20V
B．电源的内阻为20Ω
C．定值电阻R2的阻值4Ω
D．滑动变阻器R3的最大值为300Ω
7．某一规格小灯泡的伏安特性曲线如图所示，现将它直接接在电源电动势，内阻的电源上，小灯泡的实际功率约为（ ）
A．0.17WB．0.35WC．0.71WD．1.41W
8．如图为一玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6V，内电阻为0.5Ω，电阻R=2.5Ω，当电动机以1m/s的速度匀速向上提升一质量为0.125kg的物体时（不计一切摩擦阻力，g=10m/s2），标有“3V，1.5W”的灯泡正好正常发光，则电动机的内阻为
A．1.5ΩB．3.5Ω
C．4.0ΩD．1.0Ω
9．如图所示，线段a表示电源甲两端的电压随电流变化的图线，线段b表示某电阻乙两端电压随电流变化的图线，图中α＞β，若将电源甲和电阻乙连成闭合电路，则下列判断正确的是（ ）
A．电阻乙的阻值小于电源甲的内阻
B．阴影部分的面积表示电源的内阻消耗的功率
C．α值越大，电源甲的效率越高
D．α值越大，电源甲的输出功率越大
10．将一电源、定值电阻及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．该电源电动势为9VB．该电源内阻为
C．调整R，电源最大输出功率为D．电阻箱功率最大时电源效率为50%
11．恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流强度能始终保持不变；恒压源也是一种特殊的电源，其输出的电压值能始终保持不变。图甲所示的电路中电源是恒流源，图乙所示的电路中电源是恒压源，两图中的滑动变阻器滑动触头P均从最右端向最左端移动时，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中的电压变大B．图甲中电源的输出功率增大
C．图乙中流过的电流保持不变D．图乙中电源的输出功率不变
二、实验题
12．现有一种特殊的电池，它的电动势E约为，允许通过的最大电流约为.为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图甲所示的电路进行实验.图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑；R为电阻箱，阻值范围为；是定值电阻，起保护电路的作用。
（1）实验室备有的定值电阻有以下几种规格，本实验中应选用 。
A． B． C． D．
（2）该同学将符合要求的接入电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数U，再改变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出了如图乙所示的图像.根据该同学所作的图像，可求得该电池的电动势 V，内阻 。
三、解答题
13．如图所示为直流电动机提升重物装置,电动机的内阻一定,闭合开关K,当把它接入电压为U1=0.2V的电路时,电动机不转,测得此时流过电动机的电流是I1=0.4A；当把电动机接入电压为U2=4.0V的电路中,电动机下常工作且电动机匀速提升重物,工作电流是I2=1.0A,求:
(1)电动机线圈的电阻r；
(2)当U2=4.0V电动机正常工作时的输出功率及电动机的效率；
(3)如果重物质量m=1.0kg,当U2=4.0V时电动机提升重物的速度大小是多少?(g取)
14．如图所示，电源电动势、内阻，电阻，电流表为理想电表，电容器的电容。闭合开关S，电路稳定后，求：
（1）电流表的示数；（2）两端的电压；（3）S断开后通过的电荷量为多少？
15．变阻器的总电阻RA=15Ω，内阻不计的电源的恒定电压为9V．现有一个标有“6V、3W”的灯泡，如采用如图所示的分压电路，图中电流表为理想电流表．求：
（1）当滑动触头滑在AB间滑动时，小灯泡上所得到的电压范围为多大？
（2）要使灯泡正常发光，应将变阻器的滑动头P调整到使PB间的电阻R等于多少？
（3）小灯泡在正常发光时，滑动变阻器所消耗的功率大小．
（4）滑动触头从B端滑到A端的过程中，电流表的读数如何变化？没有推导论证过程不得分．
参考答案：
1．B
【详解】任何电路中电功公式W=UIt，电热公式Q=I2Rt都适用，但两者不一定相等，只有在纯电阻电路中 W=Q，故A错误，CD错误．
B项：任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt，在非纯电阻电路中电能一部分转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能，所以此时W大于Q，故B正确．
【点睛】电功公式W=UIt和电热公式Q=I2Rt都适用于任何电路；在纯电阻电路中，电功等于电热，在非纯电阻电路中，电功大于电热．
2．D
【详解】设灯泡的额定电流为I，则甲电路干路电流2I,=,=因为所以可确定=
变阻器消耗的功率等于总功率减去电灯消耗功率，因为灯泡相同且都正常发光说明在两电路中消耗功率相同，即P1＝P2选D
3．D
【详解】AB．若增大照射光强度，则R2阻值减小，总电阻减小，总电流变大，通过小灯泡的电流变大，可知小灯泡的功率增加，R1和内阻上的电压变大，则电容器两板电压减小，则电容器极板上的电荷量减小，选项AB错误；
C．当外电阻等于电源内阻时电源输出功率变大，外电阻和内阻的关系不能确定，可知电源的输出功率不一定增大，选项C错误；
D．两表示数变化量的比值
不变，选项D正确。
故选D。
4．D
【详解】A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为UI，故A错误；
B．由于充电宝的内阻未知，则充电宝产生的热功率不可知，故B错误；
C．根据焦耳定律可得手机电池产生的焦耳热应为
手机电池内阻
而，则可得
故C错误；
D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为
故D正确；
故选D。
5．C
【详解】根据等效电路，开关S断开时，电容器的电压
且
S闭合时
且
故
故选C。
【名师点睛】此题是对闭合电路欧姆定律及电容器问题的考查；解题关键是要搞清电路的结构，画出等效电路图，搞清电容器两端的电压是哪个电阻两端的电压，然后根据Q=CU求解电容器的带电荷量。
6．C
【详解】AB．由闭合电路的欧姆定律得
将图线上A、B两点的U、I值代入可得
解得
，
故AB正确，不符合题意；
C．当R3的滑片自左向右滑动时，R3的有效阻值变小，电路中的总电阻变小，总电流变大，由此可知，图线上的A、B两点分别对应滑片位于最左端和最右端，当滑片位于最右端时，有
R1被短路，外电路电阻即为R2，故由B点的U、I值得
故C错误，符合题意；
D．当滑片在最左端时，R3的有效阻值最大，并对应着图线上的A点，故由A点的U、I值可求出此时外电路的电阻，再根据串、并联电路的规律求出R3的最大值，则
代入数据解得滑动变阻器的最大值
故D正确，不符合题意。
故选C。
7．B
【详解】根据题意可得电源的短路电流
在小灯泡的伏安特性曲线图像中作出电源的伏安特性曲线，如图所示
小灯泡的伏安特性曲线与电源伏安特性曲线的交点表示将小灯泡接入该电源时小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流，根据图像可读出小灯泡的电压与电流分别为
，
小灯泡的功率
故选B。
8．D
【详解】由电路图可知，灯泡与电动机并联，灯泡正常发光，电压为3V，电流为：
故电动机两端的电压为3V；R及r两端的电压为3V，由欧姆定律可得，总电流为：

电动机的电流为：
I机=I-IL=1-0.5=0.5A；
电动机的输出功率为：
P=mgv=UI-I2r
代入数据解得：
r=1.0Ω．
A．1.5Ω，与结论不相符，选项A错误；
B．3.5Ω，与结论不相符，选项B错误；
C．4.0Ω，与结论不相符，选项C错误；
D．1.0Ω，与结论相符，选项D正确。
故选D。
9．C
【详解】A．根据闭合电路欧姆定律可得
所以a图线的斜率的绝对值表示电源内阻，根据欧姆定律可得
即b图线的斜率表示电阻乙的阻值，当
则电阻乙的阻值大于电源甲的内阻，故A错误；
B．阴影部分的面积表示乙电阻的功率，即电源的输出功率，故B错误；
C．α值越大，乙电阻越大，根据
可知，电源甲的效率越高，故C正确；
D．当α=β时，乙电阻与电源内阻相等，此时电源的输出功率最大，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】B．根据电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线，当电阻箱的电阻等于电源内阻加R0之和时，即
电阻箱消耗的电功率最大，已知，可得
故B正确；
A．可得电阻箱的电功率最大的时候，电阻箱的电压为
根据串联分压可得
代入数据解得电源电动势为
故A错误；
C．当外电路电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大；本题中定值电阻的阻值大于内阻的阻值，故变阻箱的阻值为0时，电源的输出功率最大，最大功率为
故C错误；
D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源的输出效率为
故D错误。
故选B。
11．B
【详解】AB．图甲中两个支路的电压始终相等，所以支路电流与电阻成反比，即
且是定值，变阻器触头P从最右端向最左端移动时，增大，由上式可知减小，增大，的电压减小，的电压变大，电路总电压增大，根据
可知图甲中电源的输出功率增大，故B正确，A错误；
CD．图乙中两个支路的电压始终相等，有
变阻器触头P从最右端向最左端移动时，增大，由上式可知减小，流过的电流不变，则总电流减小，根据
可知电源输出功率减小，故CD错误；
故选B。
12． C 10 46（45～48均可）
【详解】(1)[1]允许通过的最大电流约为，据欧姆定律知，保护电阻的最小阻值为
故选C。
(2)[2]据
可得到
则
的图像是一条直线，由数学知识可知，截距
解得
[3] 图像中的斜率
解得
13．（1）0.5Ω（2）3.5W 87.5%（3）0.35m/s
【详解】（1）电动机不转时，此时电动机为纯电阻元件，则：
（2）电动机正常工作时消耗的功率为：
P=U2I2=4.0×1.0 W=4.0 W
电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为：
P热=I22r=1.02×0.5 W=0.5 W
电动机正常工作时输出功率为：
P出=P-P热=4.0-0.5 W=3.5 W
电动机正常工作时效率为：
（3）匀速提升时，拉力等于重力，即：
F=mg=1×10N=10N
由电动机的输出功率P出=Fv可得提升重物的速度为：
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）闭合开关S，电路稳定后，外电路总电阻为
电流表示数为
（2）R3两端的电压等于路端电压为
（3）闭合开关S，电路稳定后，电容器的电压等于R1两端的电压，为
电容器所带的电荷量为
Q=CU1=6×10-6×5C=3×10-5C
若S断开，电容器放电，相当于电源，R2与R3串联后再与R1并联，通过R2、R3的电流与R1的电流之比为
根据
Q=It
可得通过R1与R2的电荷量之比
Q1：Q2=I1：I23=2：1
所以通过R1的电荷量为
15．（1）0-9（2）12Ω（3）6W（4）先变小后变大
【详解】试题分析：根据串联电路分压规律求解小灯泡上所得到的电压范围．要使灯泡正常发光，其电压必须等于额定电压，根据欧姆定律和串联、并联电路的特点解答即可．根据功率公式分别求出变阻器两侧所消耗的功率，两者之和即可为所求．可运用特殊值法分析电流表读数的变化．
（1）当滑动触头滑在A端时，小灯泡上所得到的电压；滑在B端时，小灯泡上所得到的电压，所以电压范围为0～9V．
（2）要使灯泡正常发光，其电压应为，电流为
则PB间的电压为，电流为
干路电，又，
故
联立上两式得：
（3）小灯泡在正常发光时，滑动变阻器所消耗的功率大小
（4）滑动触头从B端滑到A端的过程中，当滑动触头滑在A端时，电流表的示数为
当滑动触头滑在B端时，电流表的示数为
灯泡的电阻为
当滑动触头滑在PB间电阻等于灯泡电阻时，电流表的示数为
可知电流表的读数先减小后增大．
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
B
D
D
D
C
C
B
D
C
B
B