山西大学附中2014-2015学年高二物理上学期月考试卷(12月份)(含解析)

2014-2015学年山西大学附中高二〔上〕月考物理试卷〔12月份〕
一．选择题〔此题共10小题，在每一小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，每一小题5分．第7-10题有多项符合题目要求，每一小题5分.．全部选对的6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．〕
1．〔5分〕〔2014秋•小店区校级月考〕磁感应强度单位是特斯拉，1特斯拉相当于〔〕A．1kg/A•s2B．1kg•m/A•s2C．1kg•m2/s2D．1kg•m2/A•s2
考
点：
磁感应强度．
分
析：
根据磁感应强度与磁能量的关系和磁感应强度的定义式推导出T与其他单位的关系．
解答：解：由公式B=，安培力的单位是N，而电流的单位是A，长度的单位为m，如此单位的换算可得N/A•m，即为1T．
根据牛顿第二定律F=ma，即1N=1kg•m/s2，如此1特斯拉相当于1kg/A•s2，故A正确，BCD错误．
应当选：A．
点评：T是导出单位，可根据物理公式推导出各物理量单位的关系，要对公式要熟悉．根底题．
2．〔5分〕〔2005秋•海淀区期末〕两根通电的长直导线平行放置，电流大小I1＞I2，电流的方向如下列图，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连接的延长线上，c、d在导线横截面连接的垂直平分线上．如此导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是〔〕
A．a点B．b点C．c点D．d点
考
点：
磁感应强度．
分析：由安培定如此确定两电流在图示各点所产生的磁场方向，假设方向相反，磁感应强度可能为0，否如此不可．
解答：解：两电流在a 点B的方向相反，但因 I1＞I2且离I1近，故I1的磁感应强度大于I2的磁感应强度．如此a点不可能为0．
两电流在 c 点 d点的B的方向不相反，故b，c两点的磁感应强度不可能为0．两电流在b点的B的方向相反，I1＞I2，而I2离b点近，如此可以大小相等，故b 点磁感应强度可为0．
应当选：B
点
评：
考查磁场的合成，明确电流的磁感应强度与电流的大小，距离有关．
3．〔5分〕〔2014秋•温州校级期中〕如下列图的电路中，灯泡A、灯泡B原来都是正常发光的．现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，如此电路中出现的故障可能是〔〕
A．R1短路B．R2断路
C．R3断路D．R1、R2同时短路
考
点：
闭合电路的欧姆定律．
专
题：
恒定电流专题．
分析：首先明确电路中各用电器的连接关系：R3与灯泡B关联，与R2、A串联，再与R1并联．灯泡A变暗了，说明实际功率减小了，灯泡B变亮，说明实际功率增大了．具体故障可将每个选项逐一代入题目检查是否符合题意，从而确定正确选项．
解答：解：A、假设R1短路，如此两个灯泡都被短路，都不亮，故A错误；
B、假设R2断路，如此两个灯泡都被断路，都不亮，故B错误；
C、假设R3断路，外电阻增大，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，R1电流I1增大，如此通过A的电流I A=I﹣I1减小，A灯变暗．B灯电压U B=U﹣I A〔R A+R2〕增大，B灯变亮，符合题意．故C正确．
D、R1、R2同时短路，AB灯都不亮，不符合题意．故D错误．
应当选：C
点评：此题是电路故障分析问题．解决的关键是在明确电路连接关系的前提下采用“排除法〞将每一选项逐一代入题干，检查是否符合题意，最终确定正确选项．
4．〔5分〕〔2013•长沙一模〕如图为多用表欧姆档的原理图，其中电流表的满偏电流为300μA，内r g=100Ω，调零电阻的最大阻值R=50kΩ，串联的固定电阻R0=50Ω，电池电动势E=1.5V．用它测量电阻R x，能准确测量的范围是〔〕
A．30kΩ～80kΩB．3kΩ～8kΩC．300Ω～800ΩD．30Ω～80Ω
考多用电表的原理与其使用．
专
题：
恒定电流专题．
分析：欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小，求解出该欧姆表的中值电阻即可．
解答：解：欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小；
欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内电阻R总，根据闭合电路欧姆定律，满偏时：I g=
半偏时，I g=
联立解得：R中=R总=
应当选B．
点评：此题关键明确欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小；知道中值电阻等于欧姆表内电阻．
5．〔5分〕〔2014•某某〕如下列图，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，如果仅改变如下某一个条件，油滴仍能静止不动的是〔〕
A．增大R1的阻值B．增大R2的阻值
C．增大两板间的距离D．断开电键S
考
点：
闭合电路的欧姆定律；电容器的动态分析．
专电容器专题．
分析：分析清楚电路结构，求出极板间的电场强度，求出油滴受到的电场力，然后根据电场力的表达式分析答题．
解答：解：根据图示电路图，由欧姆定律可得：电容器两端电压：U=IR1=R1==，
油滴受到的电场力：F=，开始时油滴静止不动，F=mg，要使油滴保持静止
不动，如此电场力应保持不变；
A、增大R1的阻值，电场力：F=变大，电场力大于重力，油滴受到的合力向上，油滴向上运动，故A错误；
B、增大R2的阻值，电场力：F=不变，电场力与重力仍然是一对平衡力，
油滴静止不动，故B正确；
C、增大两板间的距离，极板间的电场强度减小，电场力减小，小于重力，油滴受到的合力向下，油滴向下运动，故C错误；
D、断开电键S，极板间的电场强度为零，电场力为零，油滴受到重力作用，油滴向下运动，故D错误．
应当选：B．
点评：此题考查了判断油滴的运动状态问题，分析清楚极板间的电场力如何变化是正确解题的关键．
6．〔5分〕〔2014秋•信阳期末〕如下列图，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑动触头P由a向b移动的过程中，如下各物理量变化情况为〔〕
A．电流表的读数一直减小B．R0的功率先增大后减小C．电压表的读数先减小后增大D．电源的总功率先减小后增大考
点：
闭合电路的欧姆定律．
专
题：
恒定电流专题．
分析：由图变阻器Pa与Pb两局部并联，再与R0串联．电压表测量路端电压，电流表测量干路电流．根据变阻器总电阻的变化，由欧姆定律分析电路中电压、电流的变化来判断．
解答：解：在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，变阻器并联的总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律分析可知，电路中的总电流I先减小后增大，如此电流表的读数先减小后增大，R0的功率先减小后增大，电源的内电压先减小后增大，如此由闭合电路欧姆定律可知路端电压先增大后减小，如此电压表的读数先增大后减小．
由于总电流I先减小后增大，如此电源总功率EI先减小后增大，故ABC错误，D正确．应当选：D．
点评：此题是动态变化分析问题，关键抓住变阻器滑片处于中点时，并联电阻最大．再按常规顺序“局部→整体→局部〞分析．
7．〔6分〕〔2014秋•小店区校级期中〕一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J．假设在一样时间内通过4C的电量，如此该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为〔〕
A．U=4V B．U=8V C．E=16J D．E=32J
考
点：
电功、电功率；闭合电路的欧姆定律．
专
题：
恒定电流专题．
分电阻丝在通过2C的电量时，消耗的电能是8J，根据W=qU变形可求出电压；当在一样
析：的时间内通过电阻丝的电量是4C时，根据I=可知，当时间一样，由电荷时的关系可知电流关系，因为电阻不变，根据U=IR，由电流关系可知电压关系，即可求出电阻丝两端所加电压U；
通过电阻丝的电量是4C，电阻丝两端所加电压U已求出，根据W=UQ可求出电阻丝在这段时间内消耗的电能W．
解答：解：因为电阻丝在通过2C的电量时，消耗的电能是8J，由W=qU 得：此时电压为：U==V=4V
当在一样的时间内通过电阻丝的电量是4C时，根据I=可知，I′=2I
根据U=IR可知，电阻不变，此时电阻丝两端电压：U′=2U=2×4V=8V
电阻丝在这段时间内消耗的电能：W=q′U′=4×8J=32J．
应当选：BD．
点评：此题考查了电量和电功的计算与欧姆定律的应用．此题由于不知道时间不能求出电流，只能根据相关公式找出相关关系来求解．
8．〔6分〕〔2013•抚顺模拟〕在如下列图电路中，电源电动势为12V，内电阻不能忽略．闭合S后，调整R的阻值，使电压表的示数增大△U=2V．在这一过程中〔〕
A．通过R1的电流增大，增大量为△
B．R2两端的电压减小，减小量为△U
C．通过R2的电流减小，减小量小于△
D．路端电压增大，增大量为△U
考
点：
闭合电路的欧姆定律．
专恒定电流专题．
题：
分析：R1是定值电阻，电压表V的示数增大△U的过程中，通过R1的电流增加，增加量△I=；电压表V的示数增大，变阻器有效电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，R2两端电压减小，根据路端电压的变化分析其电压减小量．电压表示数增加，R2电压减小，路端电压增加量一定小于△U．
解答：解：A、R1是定值电阻，电压表V的示数增大△U的过程中，通过R1的电流增加，增加量△I=．故A正确．
B、电压表V 的示数增大，变阻器有效电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，内电压减小，所以路端电压增大；R2两端电压减小，如此R2两端电压减少量一定小于△U．故B错误．
C、由以上分析知，R2两端电压减少量一定小于△U，由欧姆定律得到：通过R2的电流的减少量一定小于．故C正确．
D、电压表示数增加，R2电压减小，路端电压增加量一定小于△U．故D错误．
应当选：AC．
点评：此题是电路动态变化分析问题，此题中采用总量法，由电压表示数变化和总电压〔路端电压〕的变化来分析R2电压的变化，这是常用的方法．
9．〔6分〕〔2014秋•小店区校级月考〕如下列图的图线①表示某电池组的输出电压与电流的关系〔U﹣I图线〕，图线②表示其输出功率与电流的关系〔P﹣I图线〕．如此如下说法正确的答案是〔〕
A．电池组的电动势为50 V
B．电池组的内阻为Ω
C．电流为2.0A时，电源的效率为80% D．输出功率为120W时，输出电压是30V
考
点：
闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．
专
题：
恒定电流专题．
分析：在电压一电流关系图象中，纵轴截距等于电源的电动势，直线斜率的绝对值表示的是电源的内电阻的大小，由此可以知道电池组的电动势和内阻；
当电流为2.5A时，根据闭合电路欧姆定律求外电路的电阻．
输出功率为120 W时，由图读出电流，由欧姆定律可以求得电源的输出电压．
解答：解：A、B 、U ﹣I图线①与U轴交点表示电路处于断路状态，如此电源的电动势E=U=50V．电源的内阻等于图线的斜率大小，如此有r==Ω=5Ω，故A正确，B错误；
C、当电流为 2.5A时，根据闭合电路欧姆定律得：外电路的电阻R===15Ω，故C正确．
D、电池组的输出功率为120W时，由P﹣I图线读出电流I=4A，如此输出电压为U=E﹣Ir=50﹣4×5=30V，故D正确；
应当选：ACD．
点
评：
此题考查读图的能力，可以根据图象的数学意义来理解图象的物理意义．不难．
10．〔6分〕〔2014秋•小店区校级月考〕有两个一样的电流计改装成的量程不同的电流表A1和A2，A1的量程是A2的2倍，如此〔〕
A．假设串联起来，两表指针偏角θ1＜θ2，两表示数相等
B．假设串联起来，两表指针偏角相等，A1表示数大于A2表示数
C．假设并联起来，两表指针偏角相等，A1表示数大于A2表示数D．假设并联起来，两表指针偏角θ1＞θ2，两表示数相等
考
点：
把电流表改装成电压表．
专
题：
实验题．
分析：电流表A1、A2是由两个一样的小量程电流表改装成的，它们并联时，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度一样，量程大的电流表读数大．当它们串联时，A1、A2的示数一样．由于量程不同，内阻不同，两电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同．
解答：解：A、B、假设A1、A2串联，A1、A2的示数一样．由于量程不同，内阻不同，电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同，量程小的偏转角度小，故A 正确B错误；
C、假设并联起来，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度一样，量程不同的电流表读数不同，量程大的通过的总电流较多，示数较大．故C正确D错误；
应当选：A．
点评：此题要对于安培表的内部结构要了解：小量程电流表〔表头〕与分流电阻并联而成．指针偏转角度取决于流过表头的电流大小．
二．实验题〔此题共19分，每空3分，作图4分〕
11．〔19分〕〔2014秋•小店区校级月考〕某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，与从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈、薄的金属圆片．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R0〔约为2kΩ〕，二是手机中常用的锂电池〔电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA〕．在操作台上还准备了如下实验器材：A．电压表V〔量程4V，电阻R V约为4.0kΩ〕，
B．电流表A1〔量程100mA，电阻R A1约为5Ω〕，
C．电流表A2〔量程4mA，电阻R A2约为50Ω〕，
D．滑动变阻器R1〔0～20Ω，额定电流1A〕，
E．开关S一只、导线假设干，
F．游标卡尺，
G．螺旋测微器．
〔1〕为了测定电阻R0的电阻值，某小组的四位成员，设计了如图1所示的电路原理图，并选取了相应的器材〔电源用待测的锂电池〕，如此电路设计正确且器材选取也妥当的是 D
〔2〕为了测锂电池的电动势和内阻，请在图2的方框甲中画出实验原理图，并在图中标明所选用器材．
〔3〕某小组根据测得的数据，画出了U﹣I图线，如图2乙所示，根据图线，可求得：该锂电池的电动势U= 3.5 V，内阻r= 25 Ω．
〔4〕某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量薄金属圆片的直径和厚度．读出图3中的示数．该游标卡尺示数为1.240 cm．螺旋测微器示数为0.730 mm．
考
点：
测定电源的电动势和内阻．专
题：
实验题．
分析：〔1〕根据实验器材确定滑动变阻器与电流表的接法，然后选择实验电路．
〔2〕根据实验原理作出实验电路图．
〔3〕根据图示电源U﹣I图象求出电源电动势与内阻．
〔4〕游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数．
解答：解：〔1〕电路最大电流约为：I===0.00185A=1.85mA，应选电流表A2，
待测电阻阻值约为2kΩ，电压表内阻约为4kΩ，电流表内阻约为50Ω，待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，
滑动变阻器最大阻值为20Ω，待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，应当选图D所示电路．
〔2〕应用伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实验电路图如下列图：
〔3〕由图示电源U﹣I图象可知，图象与纵轴交点坐标值为 3.5，如此电源电动势E=3.5V，
电源内阻：r===25Ω；
〔4〕由图示游标卡尺可知，其示数为：12mm+×0.05mm=12.40mm=1.240cm，
由图示螺旋测微器可知，其示数为0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm．
故答案为：〔1〕D；〔2〕电路图如下列图；〔3〕3.5；25Ω；〔4〕1.240；0.730．
点评：此题考查了实验电路的选择、设计实验电路图、求电源电动势与内阻、游标卡尺与螺旋测微器读数；要注意游标卡尺不需要估读，螺旋测微器需要估读．
三、计算题〔此题共3小题，共计26分，解答时请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．〕12．〔8分〕〔2012春•枣强县校级期末〕利用电动机通过如下列图的电路提升重物，电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.10kg，当将重物固定时，电压表的示数为5V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V，求：重物匀速上升时的速度大小〔不计摩擦，g取10m/s2〕．
考
点：
闭合电路中的能量转化；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．
专
题：
恒定电流专题．
分析：根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流和电动机输入电压．电动机消耗的电功率等于输出的机械功率和发热功率之和，根据能量转化和守恒定律列方程求解重物匀速上升时的速度大小．
解答：解：由题，电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，当将重物固定时，电压表的示数为5V，如此根据闭合电路欧姆定律得
电路中电流为I== A
电动机的电阻R M==Ω=2Ω
当重物匀速上升时，电压表的示数为U=5.5V，电路中电流为I′==0.5A
电动机两端的电压为U M=E﹣I′〔R+r〕=6﹣0.5×〔3+1〕V=4V
根据能量转化和守恒定律得
U M I′=mgv+I′2R
代入解得，v=1.5m/s
答：重物匀速上升时的速度大小为1.5m/s．
点评：此题是欧姆定律与能量转化与守恒定律的综合应用．对于电动机电路，不转动时，是纯电阻电路，欧姆定律成立；当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立．
13．〔9分〕〔2014秋•小店区校级月考〕如图甲所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，R1=4Ω，R2=6Ω，R3=3Ω．
〔1〕图甲中虚线框内的电路可等效为一个电源，即图甲可等效为图乙，其等效电动势E′等于CD间未接入用电器时CD间的电压；假设用导线直接将CD两点连接起来，通过该导线的电流等于等效电源的短路电流，如此等效电源的内电阻r′是多少？
〔2〕假设在C、D间连一个“6V，3W〞的小灯泡，如此小灯泡的实际功率是多少？〔不考虑小灯泡的电阻率随温度的变化〕
考
点：
闭合电路的欧姆定律．
专
题：
恒定电流专题．
分析：〔1〕先分析等效电路，然后根据闭合电路欧姆定律求解；
〔2〕将小灯泡连在C、D之间，相当于接在等效电源E′两端，求出小灯泡的实际电流
然后求实际功率．
解答：解：〔1〕假设在C、D间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，
有I1===1A
理想电压表读数为U V =I 1R2=6V
假设在C、D间连一个理想电流表，这时电阻R2与R 3并联，
并联电阻大小R 23===2Ω
根据闭合电路欧姆定律，有I2===1.5A
理想电流表读数为I′=I2=×1.5=1A
依题意，该等效电源的电动势E′=6V，
短路电流与第〔2〕问中电流表读数一样，即为I′=1A，
所以其等效内阻r′==Ω=6Ω
〔2〕小灯泡的电阻R A===12Ω
将小灯泡连在C、D之间，相当于接在等效电源E′两端，
如此流过小灯泡的电流大小为I3=== A
小灯泡的实际功率为P′=I32×R A=2×12≈1.33W
答：〔1〕等效电源的内电阻r′是6Ω；
〔2〕假设在C、D间连一个“6V，3W〞的小灯泡，如此小灯泡的实际功率是1.33W．
点评：等效法是物理常用的研究方法，电路的分析和计算要对电路的结构、电压、电流等的分配分析清楚才能正确求解．
14．〔10分〕〔2010秋•锦州期末〕受动画片《四驱兄弟》的影响，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变化的图象如下列图．
〔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〕由图象可以看出，同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2，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．
考
点：
电源的电动势和内阻；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．
专
题：
恒定电流专题．
分析：〔1〕当电源的内外电阻相等时，根据电池的输出功率P 最大为P m=，由图读出P m，列出含E、r的方程；当I=4A时，输出功率为零，电源被短路，由欧姆定律写出列出含E、r的方程，再联立组成方程组求解．
〔2〕由电池的输出功率P最大时电源的内阻等于外电阻求解．
〔3〕由欧姆定律I=和功率P=I2R列方程求解．
解答：解〔1〕I 1=2A 时，P m=
I2=4A时，输出功率为零，此时电源被短路，
即：I2=．解得：E=2V，r=0.5Ω．
〔2〕R=r=0.5Ω
〔3〕由题知：=
整理得r2=R1R2．
答：〔1〕该电池的电动势E为2V，内阻r为0.5Ω；
〔2〕该电池的输出功率最大时对应的外电阻R为0.5Ω；
〔3〕同一输出功率P时，r、R1、R2三者间的关系为r2=R1R2．
点评：此题考查读图能力和应用数学知识求极值的能力．对于电源的输出功率，可以由数学知识严格证明当R=r时，电源的输出功率最大，P m=．。