2023-2024学年广东省佛山市南海区重点中学高二（上）第一次段考物理试卷（含解析）

2023-2024学年广东省佛山市南海区重点中学高二（上）第一次段考物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.沈括在梦溪笔谈中记载了“方家术士以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。地球周围地磁场的磁感线分布如图所示，结合材料，下列说法不正确的是
( )
A. “磁石磨针锋”，指的是磁化现象
B. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
C. 材料说明地球的地理南北极与地磁南北极井不重合
D. 在做奥斯特实验时，通电导线南北放置比东西放置实验现象更为明显
2.某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线，如图所示，下列判断中正确的是( )
A. 图甲反映该电学元件的导电性能随电压的增大而增强
B. 图乙反映该电学元件的导电性能随温度的升高而增强
C. 图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样
D. 图丙反映该电学元件如果加上较高的反向电压大于时，反向电流会急剧变大
3.如图甲是用气敏电阻改装的酒精含量测试仪电路图，测试仪用于测试汽车司机是否酒驾，为定值电阻，为气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，电源电动势保持不变若测试对象呼出的气体中酒精气体浓度越大，则( )
A. 测试仪中电压表的示数越小 B. 测试仪中电流表的示数越小
C. 电源的路端电压越小 D. 电压表与电流表示数的比值越小
4.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，选用“”的灯泡，所用电流表内阻约为，电压表的内阻约为，则应该选择以下哪个实验电路图( )
A. B.
C. D.
5.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为“”扫地机器人，已知其电池容量，额定工作电压，额定功率，则下列说法正确的是( )
A. 扫地机器人的电阻是
B. 题中“”是能量的单位
C. 扫地机器人正常工作时的电流是
D. 扫地机器人充满电后一次工作时间约为
6.如图是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与、、、、、相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是( )
A. 是黑表笔、是红表笔
B. 作电流表时比量程大，作电压表时比量程小
C. 当选择开关与或相连是欧姆表，测量电阻之前需欧姆调零
D. 测电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率更大的挡位
7.在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，、、、是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，其中点的磁感应强度为，则下列说法正确的是( )
A. 点的磁感应强度为
B. 、两点的磁感应强度相同
C. 点的磁感应强度在四个点中最大
D. 点磁感应强度与竖直方向成斜向右上方
8.某同学通过实验测定阻值约为的电阻，用内阻约为的电压表，内阻约为的电流表进行测量。他设计了图甲和图乙两种电路，下列说法正确的是( )
A. 实验中应采用图甲电路，此电路测得的偏大
B. 实验中应采用图乙电路，此电路测得的偏大
C. 实验中应采用图甲电路，误差主要是由电压表分流引起的
D. 实验中应采用图乙电路，误差主要是由电流表分压引起的
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
9.把标有“”的灯和“”的灯串联起来，接在电压恒为的电源两端，不计导线电阻及灯泡电阻随温度的变化，则下列判断中正确的是( )
A. 两灯的电阻之比：：
B. 两灯的实际电压之比：：
C. 两灯实际消耗的功率之比：：
D. 在相同时间内，两灯实际发热之比：：
10.如图所示，直线为某电源的图线，曲线为某小灯泡的图线的一部分，用该电源和小灯泡串联起来组成闭合回路时小灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( )
A. 此电源的内阻为
B. 由图可知小灯泡的额定功率小于
C. 小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大
D. 把小灯泡换成阻值恒为的纯电阻，电源的输出功率将变大
11.如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图．图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点接滑动变阻器当油箱内油面下降时，下列分析正确的有( )
A. 触点向下滑动
B. 触点向上滑动
C. 电路中的电流增大了
D. 电路中的电流减小了
三、实验题：本大题共2小题，共22分。
12.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度螺旋测微器和游标卡尺的示数如图和所示。
圆柱体的直径为______ ，长度为______ 。
已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为，电流表内阻约几欧，电压表内阻约。电源为干电池不宜在长时间、大功率状况下使用，电动势，内阻很小。则以下电路图中______ 填电路图下方的字母代号电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏______ 填“大”或“小”。
若流经金属丝的电流为，圆柱体两端之间的电压为，圆柱体的直径和长度分别为、，测得、、、表示的电阻率的关系式为 ______ 。
13.在测定两节干电池电动势和内阻的实验中，某同学用到的器材有一个电压表、一个电阻箱、一个定值电阻、一个开关、两节干电池、若干导线，其实验实物图如图甲所示。
改变电阻箱的阻值，用图甲中的电压表测出多组电阻箱两端的电压。实物图甲中已连接好部分电路，请按照实验要求将剩余部分电路连接好。
在坐标纸上作出与的关系图线如图乙所示，结合图线计算出两节干电池的电动势 ______ ，内阻 ______ 。结果用、和表示
若考虑电压表并非理想电压表，则电动势的测量值与真实值相比______ ；内阻的测量值与真实值相比______ 。选填“偏大”“相等”或“偏小”
另一位同学将图甲电压表的导线改接在的、端，改变电阻箱的阻值，测出多组电压表的数据，若用图像法测算电源的电动势和内阻，为了使得到的图线是一条直线，则该同学应描绘______ 。
A.图
B.图
C.图
D.图
四、简答题：本大题共1小题，共16分。
14.如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，空间中存在垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻不计的直流电源。现把一根质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好静止。若导体棒接入电路中电阻，导轨电阻不计，取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
导体棒受到的安培力大小；
画受力分析图；
导体棒与轨道间的动摩擦因数。
五、计算题：本大题共1小题，共12分。
15.如图为多用电表的原理图，已知表头的内阻为，满偏电流为。
挡位是量程为的直流电流表，求并联电阻的大小；
已知电阻，挡位是什么表；量程为多少；
挡位为测电阻的欧姆表，已知电池、，电阻，给欧姆表调零时，调零电阻应调为多少。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、磁石磨针锋，针磁化成为一个小磁体，是磁化现象，故A正确；
B、磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故B错误；
C、微偏东，不全南也，指的是地磁场存在磁偏角，即地球的地理南北极与地磁南北极井不重合，故C正确；
D、由于地磁的北极在地理的南极附近，故地磁场的磁感线有一个由南向北的分量，而当电流的方向与磁场的方向平行时通电导线才不受磁场的安培力，故在进行奥斯特实验时通电直导线可以水平南北方向放置，故D正确。
本题选错误的，
故选：。
根据课本中有关地磁场的基础知识，同时明确磁场的性质，知道小磁针极受力方向指向磁感线的方向。
本题考查了地磁场的性质，要注意借助地磁场的磁场分布分析地磁场对应的性质，明确磁体内外均有磁场，但磁极是相同的。
2.【答案】
【解析】解：、图甲所示的图像为过原点的倾斜的直线，该图像的斜率等于的阻值的倒数，可知该元件电阻值不变，则导电性能不变，故A错误；
B、由图乙可知随着电压增大，图像上的点和原点连线的斜率变小，故该元件电阻值的倒数变小，则阻值增大，导电性能减弱，但不能说明和温度的变化情况，故B错误；
C、由图丙可知加正向电压和反向电压时，电流随电压的变化规律并不相同注意图像坐标的标度的区别，故导电性能不一样，故C错误；
D、根据图丙可知该电学元件如果加上较高的反向电压大于时，反向电流才急剧变大，故D正确。
故选：。
图甲所示的图像斜率等于的阻值的倒数，该元件电阻阻值的倒数不变，阻值不变；由图乙可知随着电压增大，图像上的点和原点连线的斜率变小，故该元件电阻值的倒数变小，则阻值增大；由图丙可知加正向电压和反向电压时，电流随电压的变化规律并不相同，加上较高的反向电压大于时，反向电流会急剧变大。
本题考查了元件的图像的应用，根据欧姆定律可知该图像的物理意义，以及图像斜率所表示的含义。
3.【答案】
【解析】解：、由图乙可知，酒精气体浓度越大，气敏电阻的阻值越大，电路中的总电阻越大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流越小，则电流表示数越小。电压表的示数，可知电压表示数变大，故A错误，B正确；
C、电路中的电流越小，电源的内电压减小，则电源的路端电压越大，故C错误；
D、电压表与电流表示数的比值等于气敏电阻的阻值大小，因为酒精浓度越大，气敏电阻阻值越大，所以电压表与电流表示数的比值越大，故D错误。
故选：。
电压表示数随着气敏电阻阻值的变化而变化，气敏电阻阻值越大，其分得的电压就越大；根据闭合电路欧姆定律可以判断出电流表示数的变化和路端电压的变化；电压表与电流表示数的比值表示气敏电阻阻值。
本题考查电路的动态分析，解题方法一般是先分析总电阻的变化、再分析总电流的变化、内电压的变化、路端电压的变化，要能灵活选择闭合电路欧姆定律的表示形式。
4.【答案】
【解析】解：描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；
灯泡正常发光时的电阻为：，电流表内阻约为，电压表内阻约为，
电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，由图示可知，应选择图所示电路图。
故选：。
根据题意确定滑动变阻器的接法，根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后选择实验电路．
本题考查了实验电路的选择，根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是正确解题的关键；当电压与电流从零开始变化时，滑动变阻器应采用分压接法．
5.【答案】
【解析】解：设扫地机器人的电阻为，扫地机器人属于非纯电阻，则；
又，则有：，代入数据可得，故A错误；
B.由可知“”是电荷量的单位，故B错误；
C.扫地机器人正常工作时的电流：
，故C正确；
D.扫地机器人充满电后一次工作时间：
，故D错误。
故选：。
电池容量是指电池的存储电量，根据题目可知正常工作时的电压，根据求解正常工作时的电流，根据求解时间。
本题是信息给予题，要求同学们能从题目中获取有用信息，知道电池容量是指电池储存电量的大小，难度不大，属于基础题。
6.【答案】
【解析】解：多用电红表笔与欧姆表内置电源负极相连，接电池负极是红表笔、接电池正极是黑表笔，故A错误；
B.作电流表时分流电阻越小量程越大，比量程大，作电压表时分压电阻越大量程越大，比量程大，故B错误；
C.当选择开关与或相连，回路有电池是欧姆表，测量电阻之前需欧姆调零，故C正确；
D.测电阻时，如果指针偏转过大，说明待测电阻小，应将选择开关拨至倍率更小的挡位，故D错误。
故选：。
多用电红表笔与欧姆表内置电源负极相连，黑表笔与电源正极相连；电流表的分流电阻越小，电流表量程越大，电压表分压电阻越大，电压表量程越大；根据欧姆表的使用方法分析；测电阻时若指针偏转过大，说明电流过大，电阻过小。
本题考查了多用电表的结构，是一道基础题，知道电流表、电压表、欧姆表的改装原理是解题的前提与关键，分析清楚图示电路图即可解题。
7.【答案】
【解析】解：用右手螺旋定则判断通电直导线在四个点上所产生的磁场方向，如图所示
点的磁感应强度为，则通电直导线在圆周上任一点的磁感应强度大小等于磁感应强度
A.点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向是竖直方向成 斜右上方，大小为，故A错误；
B.、 两点的磁感应强度相同，大小相同，方向不同，故B错误；
C.点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同，叠加后最大，故C正确；
D.点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，叠加后磁感应强度的方向与竖直方向不是成 斜向左上方，大小为，故D错误。
故选：。
用右手螺旋定则首先确定通电直导线在四点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向，从而判断各选项。
该题考查磁感应强度的叠加，要注意磁感应强度既有大小，又有方向，是矢量。它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则。
8.【答案】
【解析】解：根据
故应采用电流表外接法，即实验中采用图甲电路图，由于电压表的分流作用，使得测量的电流值偏大，则根据
可知，测得电阻比真实值小，故ABD错误，C正确。
故选：。
根据电压表和电流表内阻与待测电阻内阻的大小关系分析判断电流表的接法，由于电压表的分流作用，使得测量的电流值偏大。
本题考查伏安法测电阻，解题关键掌握电流表外接和内接的判断方法，注意误差分析。
9.【答案】
【解析】解：、根据欧姆定律公式和电功率得到：；故A灯泡电阻为，灯泡电阻为，所以：：，故A正确；
B、两个电灯泡电阻之比为：，根据，电压之比为：，故B错误；
C、根据，电流相等，故电功率之比为：，故C错误；
D、根据焦耳定律，，电流和时间相等，故热量之比等于电阻之比为：，故D正确；
故选：。
先根据欧姆定律和电功率的定义得到标有“，”的灯和“，”的灯的电阻，然后根据串联电路电流相等，求出两灯的电压、功率、实际发热之比。
本题不考虑温度的影响，将两个灯泡当作定则电阻处理，根据串联电路的电压和电流关系分析求解。
10.【答案】
【解析】解：根据闭合电路欧姆定律，，结合图像，为图像斜率绝对值，故，故A错误；
B.用该电源和小灯泡串联起来组成闭合回路时小灯泡恰能正常发光，此时小灯泡状态为图像交点，故，，故小灯泡的额定功率，代入数据解得，故B错误；
C.根据欧姆定律，小灯泡的电阻为图线点与原点连线直线的斜率，故小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大，故C正确；
D.用该电源和小灯泡串联起来组成闭合回路时小灯泡恰能正常发光，此时小灯泡状态为图像交点，故，，故小灯泡电阻，解得，把小灯泡换成阻值恒为的纯电阻，更接近内阻，故电源的输出功率将变大，故D正确；
故选：。
本题根据闭合电路欧姆定律、功率计算式、电源的输出功率的规律，结合选项，即可解答。
本题考查学生对闭合电路欧姆定律、功率计算式、电源的输出功率的规律的掌握，难度中等。
11.【答案】
【解析】【分析】
灵活运用滑动变阻器的变阻原理：通过改变连入电阻丝的长度，改变阻值的大小，从而改变电路中的电流．本题是一道力学和电学的综合题，学以致用，符合新课标的要求．
如图，该装置涉及到浮力、杠杆、滑动变阻器、电流表等相关知识．变阻器与定值电阻是串联在电路中，油量表是电流表，测量的是电路中的电流．油面上升时通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入的电阻变小，电路中的电流变大；油面下降时通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入的电阻变大，电路中的电流变小．
【解答】
解：当油面下降时，浮标位置降低，在杠杆作用下，滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器连入电路的阻值变大，根据可知电路中的电流变小，电流表示数变小，即油量表指针偏转较小．故AC错误，BD正确；
故选：
12.【答案】 小
【解析】解：螺旋测微器的精确度为，圆柱体的直径
分度值的游标卡尺的精确度为，圆柱体的长度；
根据题意可知，电源为干电池，不宜在长时间、大功率状况下使用，则滑动变阻器采用限流式接法；待测电阻远小于电压表内阻，采用电流表外接法，故A正确。
故选：。
在实验中电压表示数准确，电流表测量的是干路电流，测量电阻的误差来源于电压表分流；根据欧姆定律，电阻的测量值，电阻的真实值，可得测量的结果会比真实值偏小。
根据欧姆定律，待测电阻
根据电阻定律
代入数据联立解得
故答案为：；；；小；。
螺旋测微器的精确度为，测量值固定刻度对应示数对齐格数估读一位精确度；
分度值的游标卡尺的精确度为，测量值主尺对应刻度对齐格数不估读精确度；
根据待测电阻的大小与电压表内阻的关系选择电流表的内、外接法，滑动变阻器采用限流式的连接方式；误差原因来自电压表的分流作用；
根据欧姆定律和电阻定律求解。
本题考查了电阻率的测量，主要应掌握“伏安法”测电阻以及电阻定律；难点在于电路图的选择。
13.【答案】 偏小 偏小
【解析】解：因电源是两节干电池，选取电压表量程为伏，电路图连接如下图所示，
由闭合回路欧姆定律可知：
整理可得：
结合图像的纵轴截距：
所以得到电动势：
结合图像的斜率有：
代入可得：
由问可知：纵截距：
斜率：
若考虑电压表并非理想电压表，则
其中：
整理可得：
由此可知：
对比与，可知；对比与，可知。
由闭合回路欧姆定律可知：
整理可得：
所以应描绘的是图。
故答案为：；、；偏小、偏小；。
根据实验原理图可明确实验对应的实物图，将电压表接入电路，测量路端电压即可；
由闭合电路欧姆定律求出的表达式，结合图像可知其斜率及截距的含义，从而可以得出电动势和内电阻。
根据电压表的分流，分析测量值和真实值的大小关系；
根据闭合电路欧姆定律写出电压的表达式，分析跟含电阻的因子线性关系来确定。
本题考查测定电动势和内阻的实验，本实验要特别注意数据的处理方法，能正确应用图像并结合函数关系进行分析得出结果。
14.【答案】解：根据闭合电路欧姆定律得：
导体棒受到的安培力为：
根据左手定则可知安培力沿导轨向上，导体棒重力沿斜面向下的分力为：
则导体棒的摩擦力沿斜面向下，导体棒的受力如图所示：
以导体棒为对象，沿斜面方向有：
垂直于斜面方向，有：
又
联立解得：
。
答：导体棒收到的安培力为；
导体棒的受力分析图如上图所示；
导体棒与轨道的动摩擦因数为。
【解析】根据闭合电路的欧姆定律求得电路中的电流，再求安培力；
根据左手定则判断安培力的方向，再分析摩擦力的方向；
导体棒恰好静止，物体受力平衡。
本题考查了导体棒在磁场中的受力问题，综合了闭合电路，题目较简单，主要难点在于用左手定则判断安培力的方向。
15.【答案】解：挡位是表头与电阻并联，改装为量程的直流电流表，根据并联电路规律有
则并联电阻的大小为：
挡位是表头与电阻并联后，再一起与电阻串联，改装为电压表。其量程为：
欧姆表调零时，不接外电阻，即红黑表笔短接，在闭合电路中有：
解得：
则调零电阻应调为。
答：挡位是量程为的直流电流表，并联电阻的大小为；
挡位是电压表；量程为；
欧姆表调零时，调零电阻应调为。
【解析】根据串并联电路的基本规律求分流电阻的大小；
根据改装原理进行分析，从而明确定值分压电阻的阻值；
根据实验原理，欧姆表首先要进行欧姆调零，由闭合电路欧姆定律求电流最大时，调零电阻接入电路电阻的大小。
本题考查多用电表的改装实验原理和方法，要明确电流表、电压表及欧姆表的改装原理，明确三种类型的表共用表头的特征，理解各种改装的基本原理图。要明确各种测量方法。
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