物理卷·2018届山西省太原外国语校高二上学期12月月考物理试题+（解析版）

物理卷·2018届山西省太原外国语校高二上学期12月月考物理试题+（解析版）

太原外国语校高二年级12月考试卷（ 物理 ）‎ 一、单项选择题（每题4分，共32分, 每个小题只有一个正确选项）‎ ‎ 1．在物理学发展中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明进程，对以下几位物理学家所作的贡献的叙述中，符合史实的是（ ）‎ ‎ A．库仑总结了真空中两个静止的点电荷之间的相互作用规律，库仑定律适用于任何两个带电体间的相互作用 ‎ B．焦尔发现了电流的热效应，定量得出了电能和热量之间的转换关系 ‎ C．元电荷e的数值最早是由物理学家库仑测得的 ‎ D．欧姆总结出了欧姆定律，表明了导体的电阻与导体的两端电压成正比，与导体通过的电流成反比 ‎ 2．平行板电容器充电后断开电源，将其中一块金属板沿远离另一极板的方向平移一小段距离。下图表示此过程中电容器两极板间电场强度E随两极板间距离d的变化关系，正确的是（ ）‎ ‎ ‎ ‎ 3．如图所示，带有正电荷量Q的细铜圆环竖直固定放置，一带正电荷量q的粒子从很远处沿水平轴线飞来并到达圆心O。不计粒子的重力。关于粒子的上述过程，下列说法中正确的是（ ）‎ ‎ A．粒子先做加速运动后做减速运动 ‎ B．粒子的电势能先增大，后减小 ‎ C．粒子的加速度先增大，后减小 ‎ D．粒子的动能与电势能之和先减小，后增大 ‎ 4．如图所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线及其电势的值，一带电粒子只在电场力作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线从A点飞到C点，则下列判断正确的是（ ）‎ ‎ A．粒子带负电 ‎ B．粒子在A点的电势能大于在C点的电势能 ‎ C．A点的加速度大于C点的加速度 ‎ D．粒子从A点到B点电场力所做的功大于从B点到C点电场力所做的功 ‎ ‎ ‎ 5．如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速率相同，则两次偏转电压之比为（ ）‎ ‎ A．U1∶U2＝1∶8 B．U1∶U2＝1∶4‎ ‎ C．U1∶U2＝1∶2 D．U1∶U2＝1∶1‎ ‎ ‎ ‎ 6．如图所示，四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大V2的量程，把它们按图接入电路，则（ ） ‎ ‎ ①安培表A1的读数大于安培表A2的读数；‎ ‎ ②安培表A1的偏转角小于安培表A2的偏转角；‎ ‎ ③伏特表V1的读数小于伏特表V2的读数；‎ ‎ ④伏特表V1的偏转角等于伏特表V2的偏转角；‎ ‎ A．①② B．②③ C．③④ D．①④‎ ‎ 7．在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个特殊材料制成的相同规格的小灯泡，这种灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合稳定后：（ ） ‎ ‎ A．L1、L2、L3的电阻相同 ‎ ‎ B．L3两端的电压为L1的2倍 ‎ C．通过L3的电流是L1的2倍 ‎ D．L2消耗的功率为0.375W V1‎ R1‎ E ‎ V2‎ A R2‎ ‎ 8．图中A为理想电流表，V1和V2为理想电压表，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电源E内阻不计，下列选项错误的是（ ）‎ ‎ A．R2变化时，V2读数与A读数之比仍等于变化后的R2 ‎ ‎ B．R2变化时，Vl读数与A示数之比等于Rl ‎ C．R2改变一定量时，V2读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值等于R1‎ ‎ D．R2改变一定量时，V2读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值等于R2 ‎ 二、多项选择题（每题4分，共16分, 在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，选对但不全得2分，错选或不选得0分）‎ ‎ 9．右图所示的是伏安法测电阻的部分电路，开关先后接通a和b时，观察电压表和电流表示数的变化，那么（ ）‎ ‎ A．若电压表示数有显著变化，测量R的值时，S应接a ‎ B．若电压表示数有显著变化，测量R的值时，S应接b ‎ C．若电流表示数有显著变化，测量R的值时，S应接a ‎ D．若电流表示数有显著变化，测量R的值时，S应接b ‎ ‎ 10．如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻（R1＞r），R2为可变电阻，以下说法中正确的是（ ）‎ ‎ A．当R2= R1+r时，R2上获得最大功率 ‎ B．当R1= R2+r时，R1上获得最大功率 ‎ C．当R2=0时，电源的输出功率最大 ‎ D．当R2=0时，电源的效率最大 ‎ 11．如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则（ ）‎ ‎ A．R1接在电源上时，电源的效率高 ‎ B．R2接在电源上时，电源的效率高 ‎ C．R1接在电源上时，电源的输出功率大 ‎ D．R2接在电源上时，电源的输出功率大 ‎ ‎ ‎ 12．在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是 (　　)‎ ‎ A．R1短路 B．R2断路 C．R3断路 D．R4短路 第II卷（非选择题）‎ 三、实验题（13题8分，14题6分，共14分）‎ ‎ 13．研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率．步骤如下：‎ ‎ （1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为 mm；‎ ‎ ‎ ‎ （2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为 mm；‎ ‎ （3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为 Ω。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ （4）用伏安法测定该圆柱体在不同长度时的电阻，除被测圆柱体外，还有如下供选择的实验器材：‎ ‎ 电流表A1(量程0～4 mA，内阻约50 Ω)‎ ‎ 电流表A2(量程0～10 mA，内阻约30 Ω)‎ ‎ 电压表V1(量程0～3 V，内阻约10 kΩ)‎ ‎ 电压表V2(量程0～15 V，内阻约25 kΩ)‎ ‎ 直流电源E(电动势4 V，内阻不计)‎ ‎ 滑动变阻器R1(阻值范围0～15 Ω，允许通过的最大电流2.0 A)‎ ‎ 滑动变阻器R2(阻值范围0～2 kΩ，允许通过的最大电流0.5 A)‎ ‎ 开关S、导线若干 ‎ 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在如图所示的虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．‎ ‎ ‎ A K1‎ K2‎ Rx R 甲 R（Ω）‎ ‎1/I（A-1）‎ ‎0 0.25 0.5 0.75 ‎ ‎-0.5‎ ‎1.0‎ ‎ ‎ ‎0.5‎ 乙 ‎ 14．某同学设计如图甲所示的电路图测量电源的电动势和内阻，同时测量未知电阻Rx的阻值，其中R为电阻箱（0 ~ 99.9Ω），闭合开关前置于阻值最大位置，Rx未知电阻。其实验步骤如下：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 断开K1、闭合K2，逐次减小电阻箱的阻值，得到多组R、I值；‎ ‎ 依据R、I值作出如图乙所示的R—1/I图线；‎ ‎ 断开K2、闭合K1，读出电流表示数为0.5A ‎ 根据乙图可求得电源的电动势等于 电源的内阻等于 未知电阻Rx等于 ‎ 四、 计算题（共38分, 解答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）‎ ‎ 15．如图所示，电压表为理想电压表，定值电阻R1=9Ω，R2=7Ω.当开关S接到位置1时，电压表V的示数为3.6V；当开关S接到位置2时，电压表V的示数为3.5V，求电源电动势和内阻。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 16．如图所示，电荷量为－e、质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v0，当它通过电场B点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，求：‎ ‎ （1）电子从B点射出的速度vB ‎ （2）A、B两点间的电势差.‎ ‎ 17．如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，R3＝5 Ω，电容器的电容C1＝4 μF，C2＝1 μF，求C1、C2所带电荷量。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 18．如图所示，ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道，圆弧半径为．A点与圆心O等高，B、C点处于竖直直径的两端．PA是一段绝缘的竖直圆管，两者在A点平滑连接，整个装置处于方向水平向右的匀强电场中．一质量为、电荷量为的小球从管内与C点等高处由静止释放，一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动．已知匀强电场的电场强度（为重力加速度），小球运动过程中的电荷量保持不变，忽略圆管和轨道的摩擦阻力．求：‎ ‎ (1）小球到达B点时速度的大小；‎ ‎ (2）小球到达B点时对圆弧轨道的压力；‎ ‎ (3）小球在圆弧轨道运动过程中速度最大为多少?‎ 参考答案 ‎1.B ‎【解析】本题考查库仑定律、欧姆定律等知识点，意在考查学生的理解能力。‎ 库仑定律适用于真空中点电荷之间的相互作用，选项A错误；焦尔发现了电流的热效应，定量得出了电能和热量之间的转换关系，选项B正确；元电荷e的数值最早是由密立根测得的，选项C错误；电阻是本身的性质，与它两端的电压和通过它的电流没有关系，选项D错误；综上本题选B。‎ ‎ ‎ ‎2.C ‎【解析】本题考查电容器的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ ，由此发现E与d无关，选项C正确。综上本题选C。‎ ‎ ‎ ‎3.C ‎【解析】本题考查电场强度的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 粒子受到的电场力与速度一直反向，所以粒子一直做减速运动，选项A错误；电场力做负功，电势能增加，选项B错误；粒子的加速度先增加后减小，选项C正确；根据能量守恒定律，粒子的电势能和动能之和不变，选项D错误。综上本题选C。‎ ‎ ‎ ‎4.C ‎【解析】本题考查电场线与等势面的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 电场线和等势线垂直且由高等势线指向低等势线，因此图中电场线方向应垂直等势线大体指向左侧，带电粒子所受电场力沿电场线指向曲线内侧，故粒子应带正电，选项A错误；正电荷在高电势处电势能大，所以在A点的电势能小于在C点的电势能，选项B错误；电场线密集的地方电场强度大，A处电场强度大，粒子的加速度大，选项C正确；粒子从A点到B点电场力所做的功等于从B点到C点电场力所做的功，选项D错误。综上本题选C。‎ ‎ ‎ ‎5.A ‎【解析】本题考查带电粒子在电场中运动的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ ，，解得：U1∶U2＝1∶8。综上本题选A。‎ ‎ ‎ ‎6.D ‎【解析】本题考查串并联的知识点，意在考查学生推理能力。‎ ‎、②两安培表并联，表头两端的电压相同，电流相同，指针偏转角度相同，安培表A1的量程大于A2的量程，则安培表A1的读数大于安培表A2的读数，①正确，②错误；③、④两电压表串联，两表头的电流相同，指针偏转角度相同，量程大的读数大，伏特表V1的偏转角等于伏特表V2的偏转角，③错误，④正确。综上本题选D。‎ ‎ ‎ ‎7.B ‎【解析】本题考查闭合电路欧姆定律的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ L3的电压为3V，电流为0.25A，则电阻为：12Ω，L1、L2的电压为1.5V，电流为0.2A，则电阻为7.5Ω，选项AC错误，选项B正确，L2消耗的功率为1.5×0.2W=0.3W，选项D错误。综上本题选B。‎ ‎ ‎ ‎8.D ‎【解析】本题考查闭合电路欧姆定律的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ R2变化时，，选项A正确；R2变化时，，选项B正确；因为U2=E-IR1，所以，选项C正确，选项D错误。综上本题选D。‎ ‎ ‎ ‎9.AD ‎【解析】若电压表示数有显著变化，表明电流表分压较明显，应选用电流表的外接法，S应接a，A对，B错；若电流表示数有显著变化，表明电压表分流较明显，应选用电流表的内接法，S应接b，C错，D对．‎ ‎ ‎ ‎10.AC ‎【解析】本题考查电功和电功率的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 当电源的内电阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时的效率为50%，外电阻越大，电源效率越高，R2上获得最大功率时，可将R1看成内电阻，则R2=R1+r时，R2上获得最大功率，选项A正确；R1上获得最大功率时，电阻箱的电阻为零，选项B错误；因为R1＞r，所以R2=0时，电源的输出功率最大，选项C正确；当R2取最大值时，电源的效率最大，选项D错误。综上本题选AC。‎ ‎ ‎ ‎11.AD ‎【解析】本题考查电功和电功率的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 由图可知，斜率代表电阻的大小，R1的电阻大于R2的电阻，电源的效率，则知电源的效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率较高，选项A正确，选项B错误；由两图线的交点读出，R1接在电源上时电压U1=0.75U0，通过R1的电流I1=0.25I0，则电源的输出功率P1=U1I1=U0I0，R2接在电源上时U2=0.5U0，I2=0.5I0，电源的输出输出功率P2=U2I2=U0I0，则R2接在电源上时，电源的输出功率较大，故选项C错误D正确。综上本题选AD。‎ ‎ ‎ ‎12.BC ‎【解析】由于A灯串联于干路中,且故障发生后A灯变暗,可知电路中总电流变小,即电路总电阻变大,由此推知,故障应为某一电阻断路,排除选项A、D。若R2断路,R1和B灯所在支路的电压增大,而R2的断路又使B灯分配的电压增大,故B灯变亮,推理结果与现象相符,故选项B可能;若R3断路,引起与之并联的支路(即R1所在支路)中的电流增大,B灯中分得的电流变大,B灯变亮,故选项C可能。‎ ‎【备注】对于电路故障的分析,应从以下两方面入手:(1)首先要确定是断路还是短路,然后依据电压、电流判断;(2)与电源串联的未知电阻可以等效为电源内阻,这是应用闭合电路的欧姆定律常用的方法。‎ ‎ ‎ ‎13.(1)50.15 mm (2)4.700 mm (3)220 Ω  (4)如图所示 ‎【解析】本题考查测量电阻的知识点，意在考查学生的实验能力。‎ 读数为50mm+3×0.05mm=50.15mm；‎ 螺旋测微器读数为：4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；‎ 欧姆表读数为22×10Ω=220Ω；‎ 为了测量多组数据，选用分压式，小电阻控制大电阻，滑动变阻器用R1，电阻较小，电流表用外接法，根据欧姆定律：最大电流为：3÷220=13.6mA，电流表用A2，电源电动势为3V，电压表用V1，电路图如图所示：‎ ‎ ‎ ‎14.2 V 0.5 Ω 3.5 Ω ‎【解析】本题考查测量电源的电动势和内阻的知识点，意在考查学生的实验能力。‎ 根据E=IR+Ir，得，知图线的斜率等于电源的电动势，所以E=，纵轴截距表示内阻，所以内阻r=0.5Ω，根据闭合电路欧姆定律：E=I(Rx+r)，代入数据得：2=0.5(Rx+0.5)，解得：Rx=3.5Ω。‎ ‎ ‎ ‎15. ‎【解析】本题考查闭合电路的欧姆定律的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 根据闭合电路欧姆定律，可知：‎ 当开关S处于位置1时，U1=3.6 V，R1=9 Ω，U1=E- 当开关S处于位置2时，U2=3.5 V，R1=7 Ω，U2=E- 代入数值解得：。‎ ‎ ‎ ‎16.(1)  (2) ‎【解析】本题考查带电粒子在匀强电场中的运动的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ ‎(1)电子进入匀强电场后在电场力作用下做匀变速曲线运动。根据运动的分解可知，电子在垂直于场强方向上做匀速直线运动。将B点的速度分解(如图)‎ ；‎ ‎(2)电子从A运动到B，由动能定理得 。‎ ‎ ‎ ‎17.1.6×10-5C 10-5C ‎【解析】本题考查闭合电路的欧姆定律的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 由于电容器的隔直作用，故R3无电流通过，R1，R2构成串联电路，‎ 根据闭合电路欧姆定律，I＝＝2 A，U1＝IR1＝6 V，U2＝IR2＝4 V，所以C1两端的电压UC1＝U2＝4 V C2两端的电压UC2＝U1＋U2＝10 V 根据Q＝CU知，Q1＝C1UC1＝4×10－6×4 C＝1.6×10－5C Q2＝C2UC2＝1×10－6×10 C＝10－5C。‎ ‎ ‎ ‎18.(1) (2) (3) ‎【解析】本题考查带电粒子在匀强电场中的运动的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ ‎(1)小球从P运动到B的过程中，由动能定理得： 解得：；‎ ‎(2)小球在最低点B时，根据牛顿第二定律得： 解得： 则由牛顿第三定律得：小球对圆弧轨道的压力大小为；‎ ‎(3)重力场和电场看成等效场；对小球等效最低点为F点，在F点小球的速度最大，设OF与竖直方向的夹角为，在此位置小球所受的电场力与重力的合力方向沿半径向外，则有：‎ 则知：， 设小球在圆弧轨道运动过程中速度最大为，小球从P到F的过程，根据动能定理得： 解得：。‎ ‎ ‎