安徽省亳州市涡阳县重点中学2023-2024学年高二上学期第三次月考物理试题（含答案）

蔚华中学2023~2024学年第一学期高二年级第三次月考试卷
物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效.在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修第三册第九章至第十二章。
一、选择题（本题共10小题，共43分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1.2023年9月10日，我国成功将遥感四十号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，卫星主要用于开展电磁环境探测及相关技术试验.如图，卫星的两翼的太阳电池板是太阳能电池在太空领域的应用.关于电源、电流与电路，以下说法正确的是（ ）
A.电源中电流的方向就是电子移动的方向
B.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压
C.电源是将化学能转化为电能的装置，电路两端有电压，则电路中就有电流
D.其他条件不变时，电荷移动速率越大，则电流越大
2.关于电阻、电压和电流下列说法中正确的是（ ）
A.由可知，电阻与电压、电流都有关
B.导体的电阻率一般与导体长度、形状、大小均有关
C.金属的电阻率一般随温度的升高而减小
D.由可知，导体的电阻与导体的种类、长度和横截面积都有关系
3.某静电场中的x轴上，一个带电粒子在O点由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向运动，带电粒子的电势能随粒子在x轴上的位置变化规律如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A.带电粒子带负电
B.带电粒子先做加速运动后做减速运动
C.带电粒子运动的加速度不断减小
D.带电粒子的电势能先减小后增大
4.电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制等方面.某电容器电容是30μF，充电至10kV电压，如果电容器在2ms时间内完成放电，则下列说法正确的是（ ）
A.电容器的击穿电压为10kV
B.电容器充电后的电量为300C
C.当电容器放电完毕后，电容变小
D.电容器放电过程的平均电流强度大小为150A
5.如图所示的电路中，图甲是小量程电流表G改装成大量程电压表V的电路结构，图乙是小量程电流表G改装成大量程电流表A的电路结构，通过表头的最大电流均为Ig，下列说法正确的是（ ）
A.图甲中R的作用是分流，图乙中R的作用是分压
B.图甲中改装后通过表头的最大电流Ig变大
C.图乙中改装后通过表头的最大电流Ig变小
D.改装后电压表的量程指的是当表头达到满偏电流时串联电路的总电压
甲 乙
6.如图所示，四个定值电阻连接在电路中，a、d两端加36V的恒定电压.已知R1=3Ω，R2=5Ω，R3=12Ω，R4=6Ω，则（ ）
A. c、d之间的总电阻8Ω
B. a、d之间的总电阻26Ω
C.通过R1、R2的电流均为3A
D.通过R4的电流为4A
7.如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为20V、30V、40V.实线是一带电的粒子（不计重力）在该区域内仅受电场力运动的轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点，已知带电粒子带电量为0.01C，在a点的动能为1J，则该带电粒子（ ）
A.在b点处的动能为零 B.在b点处的电势能为0.4J
C.可能带负电 D.在c点处的动能为0.4J
8.三个点电荷形成的电场如图所示，A，B，C是电场中的三个点，设三点电场强度的大小分别为EA、EB、EC，三点的电势分别为φA、φB、φC.下列说法正确的是（ ）
A.三个点电荷中有两个带负电荷
B.A、B、C三点电场强度大小EC>EB>EA
C.A、B两点电势φA<φB
D.若将一带正电的试探电荷从B移动到A，电场力做正功
9.某同学把直流电源、电阻、电容器、电流表以及单刀双掷开关组装成实验电路如图甲所示，观察电容器的充、放电现象.当开关S接1时，电容器接通电源，电容器充电；电容器充电结束后，当开关S接2时，直接跟电阻R连接起来，电容器放电，电容器放电过程的I-t图像如图乙所示.下列说法正确的是（ ）
A.当开关S接1，电路中的电流逐渐减小，充电结束后电流表示数为零
B.当开关S接1，开始电流比较小，随后电流表示数逐渐增大后不变
C.当开关S接2，放电过程中，电流表的示数均匀减小至零
D.当开关S接2，电容器正、负极板上电荷发生中和，在电子移动过程中形成电流
甲 乙
10.在如图甲所示的电路中，闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，根据电流表A和电压表V1的测量数据和电流表A和电压表V2的测量数据，描绘出如图乙所示的两条U-I图线分别为图线a和图线b，则（ ）
A.电源电动势为2V，内阻为1Ω
B.图线a和图线b的交点代表滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端
C.滑片P向右滑动时，电源的输出功率增大
D.当滑片P滑到最左端时，定值电阻R0消耗的功率为4W
甲 乙
二、实验题（本题共2小题，共15分）
11.（7分）如图1所示为多用电表的示意图，其中S、T为可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为100Ω的定值电阻，部分操作步骤如下：
图1 图2
（1）选择开关应调到电阻档的 （填“×1”“×10”“×100”或“×1k”）位置.
（2）将红、黑表笔分别插入“”、“”插孔，把两笔尖相互接触，调节 （填“S”或“T”），使电表指针指向 （填“左侧”或“右侧”）的“0”位置.
（3）将红、黑表笔的笔尖分别与电阻两端接触，电表示数如图2所示，该电阻的阻值约为 Ω.
12.（8分）实验小组测定一个小金属圆筒的电阻率，圆筒横断面如图甲所示，进行了如下操作：
（1）用游标卡尺测量圆筒的长度为L，如图乙所示，则L= mm；圆筒内径已测出为d，用螺旋测微器测圆筒的外径D如图丙所示，则外径为D= mm.
甲 乙 丙
（2）为了精确测量该圆筒电阻，实验小组设计如图丁所示电路，测出多组电流、电压数值，画出伏安特性I-U图线如图戊所示.则圆筒电阻R= Ω（结果保留一位小数）；用此电路测量的电阻值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值.
丁 戊
（3）圆筒材料的电阻率ρ= （测得物理量分别用L，d，D，R等字母表示）.
三、计算题（本题共3小题，共计42分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（12分）为了稳妥地推进碳达峰碳中和，我国积极推动绿色产业发展，促进人与自然和谐共生，为此电动汽车产业发展迅速.已知在水平平直道路上行驶过程中电动自行车所受阻力是车重（包括载重）的0.03倍，整车质量40kg，载重80kg，额定输出功率180W，电动机额定工作电压和电流分别是36V和6A，g取10m/s2，求：
（1）此电动自行车所用电动机的效率及内阻；
（2）电动自行车满载情况下，在水平平直道路上以额定功率行驶，当车速为3m/s时的加速度大小.
14.（14分）如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=4Ω，滑动变阻器的最大阻值R1=8Ω，定值电阻R2=4Ω，R3=2Ω，R4=5Ω，电容器的电容C=13μF.开关S闭合电路稳定后，求：
（1）滑动变阻器滑片滑到最左端时，电压表的示数；
（2）滑动变阻器接入电路中的电阻为多大时电源有最大输出功率，并求出最大输出功率；
（3）滑动变阻器滑片从最左端滑到最右端过程中，通过R4的电量.
15.（16分）如图所示，竖直虚线MN左侧有水平向右的匀强电场I，MN、PQ、NQ间有竖直向下的匀强电场II，MN和PQ平行，间距为L，NQ与水平方向的夹角为37°，足够长的荧光屏水平放置，左端刚好与N点重合，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在电场I中的O点由静止释放，粒子经电场I加速、电场II偏转后刚好从Q点射出电场II，电场I的电场强度为E，O点距虚线MN的距离为，O、Q的高度差也为，不计粒子的重力，sin37°=0.6.求：
（1）粒子到MN时的速度大小？
（2）匀强电场II的电场强度为多大？
（3）若改变电场II的电场强度，粒子仍由O点释放，经电场I加速、电场II偏转后，刚好垂直NQ射出电场II，则粒子打在荧光屏上的位置离N点距离为多少？
2023~2024学年第一学期高二年级第三次月考试卷 物理
参考答案、提示及评分细则
1.D电流方向与电子移动方向相反，选项A错误；电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极或把负电荷由正极搬运到负极，选项B错误；电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，并不限于只将化学能转化为电能；电路两端有电压，则电路中不一定有电流，要想有电流，电路还必须闭合，选项C错误；由可知，其他条件不变时，电荷速率越大，电流也越大，选项D正确.
2.D电阻与电压，电流无关，A错误；导体的电阻率与导体长度，形状，大小无关，B错误；金属的电阻率一般随温度的升高而增大，C错误，故选D.
3.C不能确定粒子正电电性，A项错误；粒子电势能不断减小，动能不断增大，B项错误；图像的切线斜率不断减小，因此电场力不断减小，粒子运动的加速度不断减小，C项正确；沿x轴正向，粒子的电势能不断减小，D项错误.
4.D当电容器的电压达到击穿电压时，电容器将会损坏，所以10kV电压不是击穿电压，选项A错误；根据电容的定义式，解得Q=0.3C，选项B错误；电容器的电容与电容器的带电荷量无关，所以当电容器放完电后，其电容保持不变，选项C错误；电容器放电过程的平均电流强度大小为，选项D正确.
5.D图甲中R的作用是分压，图乙中R的作用是分流，选项A错误；无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流Ig并不改变，选项B、C错误；改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头串联电路的总电压，选项D正确.
6.C由题图可知，选项A错误；，选项B错误；由欧姆定律知，即为通过R1、R2的电流，选项C正确；设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，则由并联电路电压相等，得，又，解得，.选项D错误.
7.B a点电势能为0.2J，动能与电势能之和为1.2J且守恒，由轨迹可知粒子一定带正电，b点电势能为0.4J，动能为0.8J，A、C错误，B正确；c点电势能0.3J，动能为0.9J，D错误.
8.ACD由图中电场线分布可知，三个点电荷的中有两个带负电荷，故A正确；由电场线疏密可判断，A、B、C三点电场强度大小EA>EB>EC，故B错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，则A、B两点电势φA<φB，故C正确；由于φA<φB，则有，则电场力做功为WBA=qUBA，则带正电的试探电荷从B移动到A，电场力做正功，故D正确.
9.AD充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电路中的电流逐渐减小，电容器充电结束后，电流表示数为零，选项A正确；在充电开始时电流比较大，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小，当电容器两极板间电压等于电源电压时，电荷停止定向移动，电流I=0，选项B错误；由电容器放电过程的I-t图像图乙可知电流表的示数不是均匀减小至0的，选项C错误；放电开始电流较大，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小，两极板间的电压也逐渐减小到零，选项D正确.
10.BD由图线a可知，电源电动势E=3V，内阻r=0.5Ω，A错误；在图线a和图线b交点位置有，，则，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，B正确；当电路中外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，但R0>r，故改变滑动变阻器的阻值时无法使电路中外电阻等于电源内阻，滑片P向右滑动时，外电阻增大，电源的输出功率变小，C错误；定值电阻R0消耗的功率为，D正确.
11.（1）10（2分） （2）T（1分） 右侧（2分） （3）110（2分）
解析：（1）粗测100Ω的电阻选“10”挡位.
（2）欧姆调零应调节“T”使指针指向右侧零刻度
（3）电阻阻值约为1110=110Ω.
12.（1）50.15（2分） 10.500（10.499或10.500）（2分） （2）6.0（1分） 小于（1分）（3）（2分）
解析：（1）用游标卡尺测量圆筒长度L=50.15mm；用螺旋测微器测量圆筒外径D=10.500mm.
（2）在I-U图像中，，由于电流表外接，电阻测量值小于真实值.
（3）根据电阻定律，得.
13.解：（1）从题中可知，输出功率，输入功率
故电动机的效率为
解得r=1Ω
（2）由功率公式得
由牛顿第二定律得
解得当车速为3m/s时的加速度的大小
14.解：（1）滑动变阻器滑片滑到最左端时，R1阻值为零，R2短路
（2）当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，则有
解得
又
解得
所以当滑动变阻器阻值为4时，电源的输出功率最大.最大输出功率为
（3）滑动变阻器在最左端时，电容器两端电压为U1，则有
滑动变阻器在最右端时，电容器两端电压为U2，则有
通过R4的电量为
15.解：（1）设粒子到达MN时的速度大小为v0，根据动能定理有
解得
（2）设匀强电场II的电场强度大小为E'，粒子在电场II中做类平抛运动，则
根据牛顿第二定律
解得
（3）粒子在电场II中做类平抛运动，出电场时，水平方向分速度仍为v0，沿电场方向的分速度为，根据题意有
根据几何关系
解得
粒子打在荧光屏上的位置离N点的距离