广东省佛山市顺德区华侨中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（含解析）

华侨中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理学科试题
满分：100分 时间 ；75分钟
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分)
1.在图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向及磁感线方向，其对应错误的是(　　)
2.一根通电直导线垂直纸面放在磁感应强度方向向右、大小为1 T的匀强磁场中，如图所示为截面图，以导线为中心(图中的空心小圆圈)，R为半径的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的磁感应强度为0，则下列说法正确的是(　　)
A.通电直导线在c点产生的磁场方向向右
B.a点的磁感应强度为2 T，方向向右
C.b点的磁感应强度为2 T，方向向右
D.d点的磁感应强度为0
3．如图所示是某导体的I－U图线，图中α＝45°，下列说法错误的是(　　)
A．通过该导体的电流与其两端的电压成正比
B．此导体的电阻R不变
C．I－U图线的斜率表示电阻的倒数，所以电阻R＝ Ω＝1 Ω
D．在该导体的两端加6 V的电压时，每秒通过导体横截面的电荷量是3 C
4．两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图所示，电压表的示数为8V，如果把此电压表改接在R2两端，则电压表的示数将（　　）
A．小于4V
B．等于4V
C．大于4V而小于8V
D．等于或大于4V
5.在如图所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L标有“6 V　12 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.5 Ω.若灯泡恰能正常发光且电动机转动，以下说法中正确的是(　　)
A．电动机的输入功率是12 W
B．电动机的输出功率是12 W
C．电动机的热功率是12 W
D．整个电路消耗的电功率是22 W
6．如图所示，甲、乙、丙三个灯泡是相同的，而且耐压足够，电源内阻可忽略，直流电源的电压与交流电源的电压相等，当单刀双掷开关S接A稳定时，三个灯泡亮度相同，那么S接B稳定时(　　)
A．三个灯泡亮度相同
B．只有丙灯泡不亮，乙灯泡最亮
C．甲灯泡和乙灯泡亮度相同，丙灯泡不亮
D．甲灯泡最亮，丙灯泡不亮
7．在如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则下列说法不正确的是(　　)
A．电路再次稳定时，电源效率减小
B．灯L2变暗，电流表的示数增大，电容器极板所带电荷量减少
C．灯L1变亮，电压表的示数减小，电源输出功率减小
D．电源的内部消耗功率增大
二、多项选择题(本题共4小题，共20分,每小题5分，选对但选不全得3分)
8．将红表笔插入多用电表的正(＋)插孔，黑表笔插入多用电表的负(-)插孔，用该表测直流电压、测电阻器电阻或测二极管的正反向电阻时，下列说法正确的（ ）
A．测电压时，电流从红表笔流出多用电表，测电阻时，电流从红表笔流入多用电表
B．测电压时，电流从红表笔流入多用电表，测电阻时，电流从黑表笔流出多用电表
C．选择欧姆挡×10挡并调零后，将两表笔与待测电阻相连，发现电表指针偏转角度太大，则应换用×1挡，调零后再测
D．选择欧姆挡的适当挡位并调零后，将黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极，可以测得二极管的反向电阻
9．如图甲所示是有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为0～1 A，当使用a、c两个端点时，量程为0～0.1 A，已知电流表的内阻Rg1＝200 Ω，满偏电流Ig1＝2 mA；如图乙所示是有两个量程的电压表，当使用d、e两个端点时，量程为0～10 V，当使用d、f两个端点时，量程为0～100 V．已知电流表的内阻Rg2＝500 Ω，满偏电流Ig2＝1 mA，则电阻R1、R2、R3、R4分别为(　　)
A．R1＝0.85 Ω B．R2＝3.67 Ω
C．R3＝9 500 Ω D．R4＝95 000 Ω
10．交警使用的某型号酒精测试仪工作原理如图所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是(　　)
A．电压表的示数变大，电流表的示数变小
B．电压表的示数变小，电流表的示数变大
C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
11．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a是该电池在某光照射强度下路端电压U和电流I的关系图(电池电动势不变，内阻不是常量)，图线b是某电阻的U－I图像，倾斜虚线是过a、b交点的图线a的切线．在某光照强度下将它们组成闭合回路时，下列相关叙述正确的是(　　)
A．此时硅光电池的内阻为12.5 Ω
B．此时硅光电池的总功率为0.72 W
C．此时硅光电池的输出效率约为56%
D．若把内阻为10 Ω的直流电动机接到该电池上，电动机的输出功率为0.4 W
三、实验题（16分）
12.（8分）某实验小组为了测定圆柱形导体的电阻率，进行了如下实验：
(1)分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度l和直径d进行测量。结果如图甲、乙所示，其读数分别是l＝________ mm，d＝________ mm。
(2)实验小组采用伏安法进行了电阻测量，如图丙所示。读取电压表和电流表的示数分别为U、I，则计算电阻率的表达式ρ＝________(结果用U、I、l、d表示)。由这个实验得到的测量结果________(选填“大于”“小于”或“等于”)电阻R的真实值。
，
13．（8分）小明同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防止电流过大而损坏器材，电路中加了一个保护电阻R0，根据如图所示电路图进行实验时，
（1）电流表量程应选择 （填“0.6A”或“3A”），保护电阻应选用 （填“A”或“B”）；
A．定值电阻（阻值10.0Ω，额定功率10W）
B．定值电阻（阻值2.0Ω，额定功率5W）
（2）在一次测量中电压表的指针位置如图所示，则此时电压为 V；
（3）根据实验测得的5组数据画出的U-I图线如图所示，则干电池的电动势E= V，内阻r= Ω（小数点后保留两位）。
四、计算题（36分）
14.(10分)如图所示电路中，电源的电动势E＝4 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R1可调．现将R1调到3 Ω后固定．已知R2＝6 Ω，R3＝3 Ω，求：
(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？
15．(12分)如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器的最大阻值．
16．(14分)某同学利用图甲所示装置测定某电动势的效率．分别用电压表和电流表测得电动机的输入电压和输入电流与时间的关系图像分别如图丙、丁所示，当重物匀速上升时，其位移与时间的关系图线如图乙所示，电动机提升的重物的质量为91.2 g，不计一切摩擦，取g＝10 m/s2.求：
(1)该电源的电动势与内阻；
(2)该电动机在图乙所示时间内的效率；
(3)该电动机的内阻(保留2位有效数字)．
物理学科试题答案
1.B
解析　A图中，根据安培定则可知，磁感线方向及小磁针静止时N极所指的方向正确，故A正确；B图中，通电圆环在轴线上产生了由右向左的磁感线，小磁针静止时N极应该指向左侧，故B错误；C图中，根据右手螺旋定则可知电流产生的磁场方向沿螺旋管轴线向右，故C正确；D图中，根据右手螺旋定则可知电流产生的磁场方向在圆环内部由内指向外，故D正确。
2.B
解析　已知c点的磁感应强度为0，则通电直导线在c点产生的磁场与匀强磁场的磁感应强度大小相同方向相反，即方向向左，故A错误；根据安培定则可知，通电直导线在a点产生的磁感应强度方向向右，大小为1 T，根据磁感应强度的叠加可知，a点的磁感应强度为2 T，方向向右，故B正确；根据安培定则可知，通电直导线在b点产生的磁感应强度方向向下，大小为1 T，b点的磁感应强度方向不可能向右，故C错误；根据安培定则可知，通电直导线在d点产生的磁感应强度方向向上，大小为1 T，根据磁感应强度的叠加可知，d点的磁感应强度为 T，故D错误。
3.C　
解析 由题图可知，电流随着导体两端的电压的增大而增大，通过该导体的电流与导体两端的电压成正比，选项A正确；由I＝可知，I－U图线的斜率表示电阻的倒数，则导体的电阻R不变，且R＝2 Ω，选项B正确，C错误；在该导体的两端加6 V的电压时，电路中电流I＝＝3 A，每秒通过导体横截面的电荷量q＝It＝3×1 C＝3 C，选项D正确．
4．A
解析 当电压表接在R1两端时，电压表的示数为8V，则R2的电压为4V，根据串联电路的电压分配规律，电压表与R1并联电阻是R2的两倍。当把电压表接在R2的两端时，R1的阻值将大于电压表与R2并联的电阻阻值的两倍，所以R1的电压将大于8V，即电压表的示数将小于4V。故选A。
A　
解析 电动机两端的电压UM＝U－UL＝(12－6) V＝6 V，整个电路中的电流I＝ A＝2 A，所以电动机的输入功率P＝UMI＝6×2 W＝12 W，故A正确；电动机的热功率P热＝I2RM＝22×0.5 W＝2 W，则电动机的输出功率P2＝P－I2RM＝(12－2) W＝10 W，故B、C错误；整个电路消耗的功率P总＝UI＝12×2 W＝24 W，故D错误．
B　
解析 当开关S接A稳定时，三个灯泡亮度相同，则R、L、C三个元件对交变电流的阻碍作用相同，当开关S接B稳定时，由于电源为直流电源，电阻R对直流电流和交变电流的阻碍作用相同，L的电感对直流电无阻碍作用，只有其电阻对电流有一定的阻碍作用，电容器有隔直流作用，所以只有丙灯泡不亮，乙灯泡最亮，选项A、C、D错误，B正确．
C　
解析 由题可知，滑片P向下调节，滑动变阻器的阻值R减小，即电路中的总电阻R总减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流I总增大，电路内电压U内增大，路端电压U外减小，电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%，即电源效率减小，所以A正确；灯L1的电流增大，所以L1的电压U1增大，又路端电压U外减小，所以灯L2和电容器两端的电压U2都减小，所以灯L2变暗，通过L2的电流I2也减小．又总电流增大，所以电流表的示数增大．电容器两端电压减小，由Q＝CU可得，电容器极板所带电荷量减小，所以B正确；由B选项分析可知，灯L1的电流增大，所以L1变亮，电压表测的是电路的路端电压，所以电压表示数减小，电源的输出功率为P出＝U外I总，路端电压U外减小，总电流I总增大，所以无法判断电源的输出功率变化，所以C错误；电源的内部消耗功率为P内＝I总2r，由于总电流I总增大，所以电源的内部消耗功率增大，所以D正确．
8．BC
解析 AB．根据电流表的改装原理，无论改装成什么表，电流均从红表笔流入多用电表，AB错误；
C．测电阻相时，发现电表指针偏转角度太大，说明电阻小，应该换小量程的挡位，C正确；
D．选择欧姆挡的适当挡位并调零后，将黑表笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极，可以测得二极管的正向电阻，D错误。故选C。
9．BC
10．BD　
解析 由于传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，而酒驾驾驶员吹气时，酒精气体浓度变大，R变小，由闭合电路的欧姆定律可知I＝，U＝E－I(R0＋r)，可知电流表示数变大，电压表示数变小，A错误，B正确；
电源的输出功率与外电阻R外的关系图像如图所示，由图可知，当R外＝r时电源的输出功率最大，而酒精气体浓度增大导致R＋R0减小，若开始时R＋R0>r，则随着R减小，电源的输出功率增大或先增大再减小，若开始时R＋R0BC　
解析 由图线a知，此硅光电池的电动势E＝3.6 V，由图线b知，电阻R＝ Ω＝10 Ω.当电阻接在硅光电池上，在某光照强度下U外＝2 V，I＝0.2 A，由E＝U外＋Ir得：r＝8 Ω.电池总功率P＝EI＝3.6×0.2 W＝0.72 W，电池的输出功率P出＝U外I＝2×0.2 W＝0.4 W，效率η＝×100%≈56%，故A错误，B、C正确；把内阻为10 Ω的直流电动机接到该电池上，电动机为非纯电阻电路，故电动机的输出功率小于0.4 W，故D错误.
12.答案　(1)21.8　1.780　(2)　小于
解析　(1)由图可知L＝21 mm＋8×0.1 mm＝21.8 mm
d＝1.5 mm＋28.0×0.01 mm＝1.780 mm。
(2)由欧姆定律及电阻定律可知R＝＝ρ＝ρ，解得ρ＝；由电路图可知，由于电压表的分流作用使得电流的测量值偏大，由R＝可知，由这个实验得到的测量结果小于电阻R的真实值。
13． 0.6A B 1.20 1.45 0.50
【详解】（1）一节干电池的电动势为1.5V，若定值电阻选择10.0Ω的，则电路中电流一定不超过0.15A，此时所给两个电流表指针的偏转幅度均不能达到量程的三分之一以上，读数误差较大，所以定值电阻应选择2.0Ω的，此时电路中电流一定不超过0.75A，再通过调节滑动变阻器，可使电路中电流控制在0.6A以下，所以电流表选择0.6A量程。
（2）易知实验中所选电压表量程为3V，此时表盘分度值为0.1V，需要估读到0.01V，则读数为
（3）根据闭合电路欧姆定律可知
所以图像的纵截距表示电动势，斜率的绝对值表示r+R0，则
，
14．(1)0.4 A　0.667 A　(2)0　3.556 W
解析　(1)开关S断开时，
I1＝＝ A＝0.4 A
开关S接通时，R2、R3并联的总电阻R23＝＝2 Ω
I1′＝＝ A≈0.667 A．
(2)开关S接通时，A、B之间的总电阻R23＝2 Ω为定值，所以，只有当R1′＝0时，总电流最大，A、B之间电路的电功率才最大．
I＝＝ A＝ A
PAB＝I2R23＝2×2 W≈3.556 W．
15．(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω
解析　(1)由闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，
结合题图乙可知UA＝E－IAr，UB＝E－IBr，
代入数据，联立解得E＝20 V，r＝20 Ω.
(2)当滑片P滑到R3的右端时，R1被短路，电路中总电阻最小，电流最大，对应题图乙中的B点，此时R2两端的电压U2＝UB＝4 V，通过R2的电流I2＝IB＝0.8 A，
可得R2＝＝5 Ω.
(3)当滑片P滑到R3的左端时，由题图乙知此时U外＝16 V，I总＝0.2 A，所以R外＝＝80 Ω.
因为R外＝＋R2，解得R3＝300 Ω，即滑动变阻器的最大阻值为300 Ω.
16．(1)3.2 V　1.25 Ω　(2)95%　(3)0.94 Ω
解析　(1)电动机与电源构成闭合回路
由题图丙、丁知，刚启动时U1＝2.8 V，I1＝0.32 A，E＝U1＋I1r
电动机稳定工作时U2＝3.0 V，I2＝0.16 A，E＝U2＋I2r
联立解得E＝3.2 V，r＝1.25 Ω
(2)电动机的输入功率为P入＝U2I2
由题图乙可知重物匀速上升时的速度为v＝
电动机的输出功率为P出＝mgv
电动机的效率为η＝×100%
联立解得η＝95%
(3)设电动机的内阻为r0
电动机稳定工作时，根据焦耳定律得P＝I22r0
P＝P入－P出
联立解得r0≈0.94 Ω.