河南省焦作市第十二中学2023-2024学年高二上学期9月月考物理试卷（含解析）

2023-2024 学年河南省焦作市第十二中学高二上学期 9 月月考
物理试卷
一、 选择题： 共 12 题 每题 4 分 共 48 分 1-7 题为单选， 8-12 题为多选
1． 下列关于电阻的说法正确的是
A.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻, 因此只有导体中有电流通过时才有电阻
B. 由 R= 可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C. 电动机接入电压为 2.0 V 的电路中, 电动机转动,此时通过电动机的电流是 1.0 A,所以电
动机的电阻为 2 Ω
D.小灯泡上标有 “220 V 44 W”,用多用电表测量其灯丝电阻一定小于 1 100 Ω
2． R1 和 R2 是材料相同、 厚度相同、 表面均为正方形的导体， 其中 R1 的边长是 R2 边长 的两倍。 在两导体上加相同的电压， 通过两导体的电流方向如图所示， 则下列说法中正
确的是
A.R2 中电流是 R1 中电流的 4 倍 B.R2 中电流是 R1 中电流的 2 倍
C.R2 中电流等于 R1 中电流 D.R2 中电流是 R1 中电流的
3． “微公交”是一种新的交通工具， 多为纯电动汽车， 采用蓄电池对车上的电动机供电， 电动机为车提供动力。 若车上蓄电池的规格为“48 V 120 A ·h”， 电动机额定电压为 48 V，
额定功率为 1.2 kW， 则
A. 电动机在额定电压下工作时， 额定电流为 25 A
B.蓄电池充满电时可以储存 5 760 J 的电能
C.蓄电池充满电后能供电动机正常工作 4.8 h
D. 电动机在额定电压下工作 1 h， 流过电动机的电荷量为 4.32× 105 C
4． 如图所示是电饭煲及其内部的简化电路图, 电源内阻可忽略,下列说法正确的是
A.开关 S 接通时, 电饭煲处于保温状态
B.若 R1=R2=50 Ω,则保温时,R2 的热功率等于 968 W
C.若 5R1=4R2,则 R1、 R2 均工作时的热功率之比为 5∶4
D.若 R2 在保温状态下的功率是加热状态下的一半,则 R1 ∶R2=( 2- 1)∶1
5． 如图所示, 电表均为理想电表,定值电阻 R3=4 Ω, 闭合开关, 电压表示数为 2 V, 电流表示 数为 0.75 A,经过一段时间,一个电阻被烧坏而使电路断路, 电流表示数变为 0.8 A, 电压表
示数变为 3.2 V,则下列说法正确的是
A.被烧坏的电阻可能是 R3
B. 电阻被烧坏前, 电源的内耗功率为 1.5 W
C. 电阻被烧坏前,每分钟电阻 R1 产生的焦耳热为 90 J
D. 电源的电动势为 4 V, 内阻为 1 Ω
试卷第 1页， 总 5页
6． 某同学准备用一种金属丝制成一 只电阻温度计,他先通过实验描绘出一段金属丝的
I—U 曲线,如图甲所示,再将该段金属丝与一定值电阻 R0 串联接在电路中,将一 电压表(可 视为理想电压表)接在金属丝两端,并在电压表的表盘上标注温度值,制成电阻温度计,如
图乙所示,则下列说法正确的是
A.从图甲可知,该金属丝的阻值随温度的升高而增大
B. 图乙中电压表的指针偏转角越大,温度值越高
C.提高该电阻温度计的灵敏度可以通过减小 R0 的阻值实现
D.温度越高, 电源消耗的功率越小
7． 如图所示的电路中， 定值电阻 R1、 R2、 R3、 R4 的阻值均为 R0， 理想电压表读数为 U，
变化量的绝对值为ΔU， 理想电流表读数为 I， 变化量的绝对值为ΔI， 则在滑动变阻器的
滑片从图示位置向左滑动的过程中， 下列判断正确的是
A. 电阻 R4 的电功率减小 B. 电源效率降低
C. 电源输出功率有可能增大 D.>R0
8． 如图所示,用直流电动机提升重物, 电动机线圈的电阻为 2Ω,重物的质量 m=20 kg。 电 源内阻为 1 Ω,不计电动机转子转动时的摩擦。 当电动机以 v= 1 m/s 的恒定速度向上提升 重物时, 电路中的电流 I=4 A。 重力加速度 g 取 10 m/s2,则下列说法正确的是
B. 电动机将电能转化为机械能
A. 电动机的发热功率为 32 W
的效率为 86%
C. 电源的电动势为 62 V D. 电动机两端的电压为 8 V
9． 加速度计广泛应用于制导系统。 如图为“加速度测量仪” 的示意图。 质量为 m= 1.00 kg 的绝缘滑块 B 的两侧分别通过一轻弹簧与框架连接,弹簧的劲度系数均为 k=100 N/m。滑 块 B 还通过滑动头与电阻 CD 相连,CD 中任意一段的电阻都与其长度成正比。 弹簧及电 阻 CD 与物体的运动方向平行。 已知当滑块 B 加速度为零时,指针位于 A 点,理想电压表 示数为 1.50 V;当滑块 B 向右以 a= 10 m/s2 的加速度运动时,指针位于 C 点, 电压表示数为 0; 则当理想电压表的示数为 1.80 V 时,滑块 B 的加速度
A.方向向左 B.方向向右 C.大小为 2 m/s2 D.大小为 3 m/s2
10． 如图所示的电路中， 电阻 R1=R2=R3=R， 电源电动势为 E， 内阻 rR， 电键 K 闭合 时， 平行板电容器中带电荷量为 q、 质量为 m 的粒子 P 处于静止状态， 不考虑电流表和
电压表对电路的影响， 重力加速度大小为 g， 下列说法正确的是
A.粒子带负电
B.平行板间的距离为
C. 电压表的示数为E
D. 电键 K 断开时， 电压表、 电流表的示数均变小
试卷第 2页， 总 5页
11． 在如图所示的电路中, 电源电动势为 E, 内阻为 r, 电流表 A、 二极管和电压表 V1、 V2 均为理想元件,R1 为定值电阻,R2 为滑动变阻器。闭合开关 S, 当 R2 的滑动触头 P 向下滑动
的过程中
A. 电压表 V1 的示数增大, 电压表 V2 的示数增大
B. 电压表 V1 示数变化量的绝对值与电压表 V2 示数变化量的绝对值相等
C. 电容器上的电压与电流表 A 示数的比值不变
D. 电压表 V1 示数的变化量与电流表 A 示数的变化量的比值保持不变
12． 如图所示, 电阻箱、 电源、 定值电阻 R0 和开关通过电阻不计的导线连接在一起,理想 电压表用来测量电阻箱两端电压。 当电阻箱的阻值调为 R1=2 Ω时, 电压表的示数为 U1=4 V;当电阻箱的阻值调为 R2=5 Ω时, 电压表的示数增加了ΔU= 1 V。 则下列说法正确的是
A.该电源的电动势一定为 6 V B.该电源的内阻一定为 0.5 Ω
C. 当电阻箱消耗的功率最大时,其阻值为 1 ΩD.此过程中电源的路端电压增加量ΔU'= 1 V
三、 实验题： 共 2 题 每空 2 分， 共 16 分
13． 目前我国正大力推进节能环保产品的研发， 其中光电子 LED 二极管在日常生活中 有着非常广泛的应用。 二极管具有单向导电性， 某发光二极管的反向电阻无穷大， 课外 兴趣小组在实验室通过实验测得该发光二极管两端接正向电压 U和通过它的电流 I 的多
组数据， 并在坐标纸上描绘出了该发光二极管的伏安特性曲线， 如图甲所示。
实验室提供了以下器材:
A. 电压表(量程 0~3 V， 内阻约 20 kΩ)
B. 电压表(量程 0~ 15 V， 内阻约 100 kΩ)
C. 电流表(量程 0~50 mA， 内阻约 40 Ω)
D. 电流表(量程 0~0.6 A， 内阻约 2 Ω)
E.滑动变阻器(0~20 Ω , 额定电流 2 A)
F.滑动变阻器(0~500 Ω , 额定电流 10 A)
G. 电源(电动势 6 V， 内阻不计)
H.开关、 导线若干
(1)该小组在实验时， 电压表选用 ， 电流表选用 ， 滑动变阻器选用 (填
器材前面的字母代号)。
(2)在图乙所示的方框内画出电路图。
试卷第 3页， 总 5页
(3)现将此发光二极管与电动势为 3 V、 内阻 r= 1 Ω的电池组相连， 为保护电源及发光二 极管， 电路中又串联一 阻值 R=99 Ω的电阻， 则此时发光二极管的功率 P= W。 (结果保留两位有效数字)
14． 如图所示为多用电表的原理示意图, 已知表头 G 的满偏电流为 1 mA、 内阻为 150 Ω, 刻度盘上电阻刻度线正中央标有“30”。 选择开关 S 旋到“2” 时量程为 0~ 10 mA,旋到“3”、 “4”、 “5”、 “6” 时的量程未知,但测得 R6=285 Ω,R7=900 Ω,E 为两节新的干电池。 请回答下 列问题:
(1)选择开关 S 旋到“6” 时的量程为 。
A.0~ 15 A B.0~3 V
C.0~ 12 V D.0~ 15 V
(2)正确使用欧姆挡测量电阻时,滑动变阻器 R3 连入的阻值变化在 范围内。
A.0~ 100 Ω B.100~200 Ω C.200~300 Ω D.300~500 Ω
(3)选择开关 S 旋到“3” 时欧姆挡为 挡。
A.“ × 1” B.“ × 10” C.“ × 100” D.“ × 1 k”
四、 计算题： 共 4 题 共 46 分
15． （10 分） 如图所示, 已知电源电动势 E=20 V, 内阻 r= 1 Ω, 当接入固定电阻 R=4 Ω时, 电路中标有“3 V 6 W” 的灯泡 L 和内阻 RD=0.5 Ω的小型直流电动机 D 都恰能正常工作。 试求:
(1)电路中的电流大小;
(2)电动机的额定电压;
(3)电动机的输出功率。
16． （12 分） 越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车， 某玩具赛车充电电池的输出功率 P
随电流 I 变化的图像如图所示。
(1)求该电池的电动势 E 和内阻 r；
(2)求该电池的输出功率最大时对应的外电阻 R(纯电阻)；
(3)由图像可以看出， 同一输出功率 P 可对应两个不同的电流 I、 I'， 即对应两个不同的
外电阻(纯电阻)R1、 R2， 试确定 r、 R1、 R2 三者间的关系。
试卷第 4页， 总 5页
17． （12 分） 在如图所示电路中,定值电阻 R0=2 Ω, 电流表和电压表均为理想电表. 闭合开 关 S, 当滑动变阻器 Rx 的滑片 P 从一端移向另一端时,发现电压表的电压变化范围为 0~3
V, 电流表的变化范围为 0.75~ 1.0 A.求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)移动变阻器滑片时,能得到的电源的最大输出功率.
18． （12 分） 如图甲所示为一灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线， 虚线为 过曲线上 P(4， 0.4)点的切线. 由图可知， 两者不是线性关系， 这是由于焦耳热使灯丝的
温度发生了变化， 参考这条曲线回答下列问题:(不计电流表和电源的内阻)
(1)若把三个这样的灯泡串联后， 接到电动势为 12 V 的电源上， 求流过灯泡的电流和每
个灯泡的电阻.
(2)如图乙所示， 将两个这样的灯泡并联后再与 10 Ω的定值电阻 R0 串联， 接在电动势为
8 V 的电源上， 闭合开关 S， 求通过电流表的电流值以及每个灯泡的实际功率.
试卷第 5页， 总 5页
参考答案
1.D 根据 R=ρ 知 ,导体的电阻由本身的性质决定,与通过导体的电流以及两端的电压无关,故 A、B
错误。 电动机接入电压为 2.0 V 的电路中, 电动机转动,此时电路不是纯电阻电路,不能根据欧姆定 律求电动机的内阻,C 错误。 小灯泡上标有 “220 V 44 W”,说明小灯泡正常工作时的电阻为 1 100 Ω,用多用电表测量小灯泡内阻时,小灯泡并没有工作,此时灯丝温度低, 电阻较小,所以 D 正确。
2.C 根据电阻定律 R=ρ(其中 L 是导体沿电流方向的长度)， 知两电阻的阻值相等， 所以通过的电 流也相等， C 正确。
3.A 电动机的额定电压为 48 V， 额定功率为 1.2 kW， 根据 P= UI 可知， 额定电流为 25 A， A 正 确； 根据 E=qU 可知， 储存的电能为 48× 120×3 600 J=2.07× 107 J， B 错误； 若将蓄电池的电能全 部提供给电动机才能正常工作 4.8 h， 由于蓄电池有内阻， 工作过程中也要消耗电能， 所以供电 动机正常工作时间小于 4.8 h，C 错误；电动机在额定电压下工作 1 h，流过的电荷量为 Q=IΔt=25×3 600 C=9 × 104 C， D 错误。
4.D 开关 S 接通时, 回路中电阻较小, 电饭煲功率较大,故电饭煲处于加热状态,A 错误;若 R1=R2=50
Ω,保温时, 回路电流I= =2.2 A,R2 的热功率 P=I2R2=242 W,故 B 错误;根据 P=I2R,P1 ∶P2=R1 ∶R2=4∶
5,C 错误;加热时,P2= ,保温时,P '2=(R1R2)2R2,P '2=P2,则 R1 ∶R2=( 2- 1)∶1,故 D 正确。
5.D 因电阻烧坏后, 电压表、 电流表示数均增大,所以烧坏的电阻不可能是 R1 和 R3,否则烧坏后有 一 电表将无读数,所以烧坏的电阻一定是 R2,A 错;电阻烧坏后, 由题图知电阻 R1 两端电压为 U1=3.2 V,通过的电流为 I1=0.8 A, 即电阻 R14 Ω,所以电阻 R2 被烧坏前每分钟电阻 R1 产生的焦耳热为 Q=I2R1t= 135 J,C 错;电阻被烧坏前, 电阻 R3 两端电压为 U3=IR1-U= 1 V, 由欧姆定律知通过电阻 R3
的电流为 I3==0.25 A, 即电路中的总电流为 I 总=I+I3= 1 A, 由闭合电路欧姆定律知 E= U+U3 +I 总 r,
电阻被烧坏后, 由闭合电路欧姆定律知 E= U1 +I1r,联立得 E=4 V,r= 1 Ω,D 对;而电阻被烧坏前电源
的内耗功率为 P 内=Ir= 1 W,B 错。
6.C 从题图甲可知,该金属丝的阻值随温度的升高而减小,A 错误。 题图乙中电压表的指针偏转角 越大,说明金属丝分得的电压越大, 电阻也越大,温度越低,B 错误。 当温度变化较小时,金属丝的阻 值变化也较小,在 R0 较小的情况下,金属丝两端电压的变化就比较明显,所以 C 正确。 温度越高, 电路中总电阻越小,总电流越大, 电源消耗的功率越大,D 错误。
7.C【解析】本题考查闭合电路欧姆定律、 电阻、 电功率等， 意在考查考生的理解能力、 推理能 力。 由题图可知， 滑动变阻器 R 与 R4 并联后与 R2 串联， 再与 R3 并联， 最后与 R1 串联， 接入电 源。 在滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中， 总电阻增大， 总电流减小， 则 R1 两端电压和电源 内阻的电压均减小， R3 两端电压增大， 则通过 R3 的电流增大， 而总电流减小， 所以通过 R2 的 电流减小， 则 R2 两端电压减小， 所以 R4 两端电压增大， 通过 R4 的电流增大， 其电功率增大，
故 A 错误； 由η=Rr = 1+知， 电源效率提高， 故 B 错误； 电源外电路的总电阻 R 总与电源内
阻 r 相等时， 电源输出功率最大， 二者关系未知， 若 R 总8.ABC【解析】本题考查电功、 电功率和电热的有关知识,意在考查考生的理解能力和解决实际 问题的能力。 电动机的发热功率为 PR= I2R=32 W,A 对;电动机消耗的总功率 P 总=P 机+PR=
mgv+PR=232 W, 电动机的效率为η= P 机/P 总=86%,B 对;由 EI=I2r+P 总,解得 E=62 V,C 对;电动机两端 电压 U= P 总/I=58 V,D 错。
9.AC【解析】本题考查牛顿运动定律、 电阻定律等知识点,意在考查考生的理解能力和应用能力 。 设 AC 长为 x,则对滑块 B, 由牛顿第二定律有 2kx=ma,解出 x=0.05 m。设当电压表的示数为 1.80 V 时,对应的电阻长度为 x1,则 1.5︰1.8=x ︰ x1,解出 x1=0.06 m。 因此指针停在 A 点右边,所以滑块受 的合力向左,其加速度方向向左,选项 A 对;由牛顿第二定律,2k(x1-x)=ma1,解出 a1=2 m/s2,选项 C 对。 10.AB【解析】本题考查考生对电路的分析能力。 电键 K 闭合时， 外电路只有 R1 与 R3 串联， 电 容器接在 R1 两端， 电压表接在外电路两端， 由电路可知， 电容器上板带正电， 因此粒子带负电 ， A 项正确； 由串联电路特点可知， 电容器两端的电压为 UCE， 由于粒子处于静止状态， 因此 mg=q， ， B 项正确； 电压表测量的是 R1 和 R3 两端的电压， 其示数
为 U=E=E， C 项错误； 电键 K 断开后， 电路的连接不变， 电流表的示数不变， 电压表的示
数变为零， D 项错误。
11.AD【解析】R2 的滑动触头 P 向下滑动的过程中, 电路中总电阻增大,则总电流减小, 由于电压表 V1 测量的是路端电压, 由 U1=E-Ir 可知电压表 V1 的示数增大;由UR1=IR1 可知电阻 R1 上的电压减 小, 由串联电路电压的特点可知,UR2=U1-UR1 ,U1 增大且UR1减小,故电压表 V2 的示数增大,A 正确; 根据闭合电路欧姆定律可知:ΔU2=ΔI(r+R1),而ΔU1=ΔIr, 由此可知 B 错误,D 正确;由于二极管是理 想的,故其导通时电阻为 0,截止时电阻为无穷大,滑动触头 P 向下滑动的过程中,与电容器并联的 电阻 R1 上的电压是减小的,则电容器应处于放电状态, 由于电容器上极板带正电,故放电时,二极 管处于截止状态, 由此可知, 电容器不能形成放电回路,所以电容器上的电压将保持不变,而流过电 流表的电流是减小的,故电容器上的电压与电流表 A 示数的比值是增大的,所以 C 错误。
12.AC【解析】本题考查闭合电路欧姆定律、 电动势、 电功率等,意在考查考生综合分析问题的 能力。 因为电压表的示数增加了ΔU= 1 V,说明电压表的示数变为 5 V, 由闭合电路欧姆定律得
E= U1 +(R0 +r), E= U2 +(R0 +r),联立以上两式并代入数据解得 E=6 V,R0 +r= 1 Ω,A 正确,B 错误;
电阻箱消耗的电功率表达式 P=R=(R R r)4(R0+r), 可知当 R=R0 +r= 1 Ω 时, 电阻箱消耗的
功率 P 有最大值,Pm=9 W, C 正确;因为路端电压 U'=E-Ir,所以路端电压的增加量ΔU'=|ΔI|r,而
ΔU=|ΔI|(r+R0)=1 V,ΔU'<1 V,所以 D 错误。
13.(1)A C E (2)如图所示 (3)2. 1 × 10-2
【解析】本题考查描绘发光二极管的伏安特性曲线、 电路的设计、 仪器的选择等， 意在考查考 生的实验能力。 (1)根据题图甲可知最大电压为 2.80 V， 最大电流为 30.0 mA， 所以电压表应选 择 A， 电流表应选择 C， 为调节方便， 滑动变阻器应选择 E。 (2)通过估算二极管的阻值可知其
满足 > ， 所以电流表应外接。 由于电流、 电压均从零开始调节， 所以滑动变阻器应采用分
压式接法， 滑动变阻器应选阻值较小的 E。 (3)由闭合电路欧姆定律知 E= U+I(r+R)， 即
U=3- 100I(V)， 在 I— U 图象中作 U=3- 100I(V)的图线， 由两线交点可读出 I= 11 mA 时对应的电压
U= 1.9 V， 则 P= UI=2. 1 × 10-2 W。
14.(1)C (2)C (3)B
【解析】本题考查多用电表的原理,意在考查考生的理解能力。
(1)选择开关 S 旋到“2” 时 A 与“2” 间的总电阻 R0=150 Ω= 15 Ω,选择开关 S 旋到“6” 时 A 与“6”
间测量的最大电压 U6= 10× 10-3 ×(15+285+900) V= 12 V, 即应选择 0~ 12 V； (2)两节新的干电池的
内阻可忽略不计, 电动势 E=3 V,R3 的最小阻值为10×0 3 Ω- 15 Ω=285 Ω,考虑到电池用久后, 内阻会
变大,滑动变阻器 R3 的阻值变化在 200~300 Ω范围内； (3)利用该欧姆挡测电阻前,进行欧姆调零,
此时欧姆挡内阻为 300 Ω,则表头半偏时, 电路中总电阻为5×0 3 Ω=600 Ω,被测电阻为 600 Ω-300
Ω=300 Ω,表盘上电阻刻度线正中央标有“30”,则10,故选择开关 S 旋到“3” 时欧姆挡为“ × 10”挡。 15.(1) 2 A (2) 7 V (3)12 W
【解析】(1)灯泡 L 正常发光, 电路中的电流为
I= = A=2 A
(2)由闭合电路欧姆定律可得, 电动机的额定电压为
UD=E-I(r+R)-UL=20 V-2 ×(1+4) V-3 V=7 V
(3)电动机的总功率为
P 总=IUD=2 ×7 W= 14 W
电动机的热功率为 P 热=I2RD=22 ×0.5 W=2 W
所以电动机的输出功率为
P 出=P 总-P 热= 14 W-2 W= 12 W
16.(1)2 V 0.5 Ω (2)0.5 Ω (3)r2=R1R2
【解析】(1)I1=2 A 时， Pm= ①
I2=4 A 时， 输出功率为零， 此时电源被短路， 即 I2 ②
解得 E=2 V， r=0.5 Ω。
(2)R=r=0.5 Ω。
(3)由题知:()2R1)2R2， 整理得 r2=R1R2。
17.(1)当 Rx1=0 时, Ux1=0,对应电流为 I1= 1 A, 由闭合电路欧姆定律得
E=I1(R0 +r) ①
当 Rx 为最大值时,Ux2=3 V,对应电流为 I2=0.75 A
有 E=I2(R0 +r)+Ux2 ②
Rx 的最大值为 Rxm = Ω=4 Ω
由①②两式代入数据得 E= 12 V,r= 10 Ω .
(2)电源的输出功率 P 输出)2(Rx +R0)
当 Rx +R0=r 时, 电源有最大输出功率,但 Rx +R0 恒小于 r, 由输出功率随外电阻变化的关系知, 当 Rx +R0 取最大值时输出功率最大.
即 Pm)2(Rxm+R0)2 ×(4+2)W=3.375 W.
18.(1) 10 Ω (2) 0.6 W
【解析】(1)把三个这样的灯泡串联后， 每个灯泡得到的实际电压为 U V=4 V， 在图甲上可以 查到每个灯泡加上 4 V 的实际电压时的工作电流为 I=0.4 A
由此可以求出此时每个灯泡的实际电阻为
R = Ω= 10 Ω .
(2)在图乙所示的混联电路中， 设每个灯泡的实际电压和实际电流分别为 U 和 I， 在这个闭合电 路中， 有 E= U+2IR0
代入数据并整理得:U=8-20I
在图甲中作出该方程的直线， 如图丙所示， 这两条线的交点 Q 的坐标为(2， 0.3)， 则此时通过电 流表的电流值 IA=2I=0.6 A， 每个灯泡的实际功率 P= UI=2 ×0.3 W=0.6 W。