高中物理 章末综合测评2高二物理试题

实蹲市安分阳光实验学校章末综合测评(二) (时间：60分钟满分：100分)
一、选择题(本题共8个小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求) 1．(2015·高考)下列说法正确的是( )
A．电流通过导体的热功率与电流大小成正比
B．力对物体所做的功与力的作用时间成正比
C．电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比
D．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比
【解析】在导体电阻一的条件下，由P＝I2R知热功率与电流的二次方成正比，选项A错误．根据功的公式可知其大小与力的作用时间无关，选项B错误．由电容的义式可得Q＝CU，即电荷量与两极间的电势差成正比，选项C正确．弹簧的劲度系数只跟弹簧本身有关，与弹簧伸长量无关，选项D错误．【答案】C
2．如图1所示为将不同电压加在一段金属导体两端，在温度不变的情况下所测得的I­U图线．试根据图线回答：若将这段金属导体在保持长度不变的前提下增大其横截面积，则这段导体的电阻( )
图1
A．于4.0 ΩB．大于2.0 Ω
C．小于2.0 Ω D．于2.0 Ω
【解析】由图象知R＝2 Ω，若保持长度不变，增大横截面积，则电阻要变小，故选项C正确．
【答案】C
3．(2016·德二检测)我国正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道，当环中的电流是10 mA时(设电子的速度是3×107 m/s)，在整个环中运行的电子数目为(电子电荷量e＝1.6×10－19 C)( )
A．5×1011B．5×1010
C．1×102D．1×104
【解析】电子转一圈的时间t＝
s
v
＝
240
3×107
s＝8×10－6 s.
整个环中电子的电荷量Q＝It＝10×10－3×8×10－6 C＝8×10－8 C.
所以电子的数目n＝
Q
e
＝5×1011.故A正确，B、C、D错误．
【答案】A
4. (2015·高考)如图2所示，其中电流表A的量程为0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值于电流表内阻的
1
2
；R2的阻值于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，
则下列分析正确的是( )
图2
A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A
【解析】设电流表A的内阻为R A，用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I1一I A)R1＝I A R A，解得I1＝3I A＝0.06 A，则每一小格表示0.06 A；若将接线柱1、3接入电路，则(I2－I A)R1＝I A R A，解得I2＝3I A＝0.06 A，则每一小格表示0.06 A．选项C正确．
【答案】C
5．(2015·高考)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒的电压时，棒内产生电流，自由电子向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为( ) 【：08160142】
图3
A.mv2
2eL B.
mv2Sn
e
C．ρnev D.
ρev
SL
【解析】由电流义可知：I＝
q
t
＝
nvtSe
t
＝neSv，
由欧姆律可得：U＝IR＝neSv·ρ
L
S
＝ρneLv，
又E＝
U
L
，故E＝ρnev，选项C正确．
【答案】C
6．已知如图4所示，电源内阻不计．为使电容器的带电量增大，可采取以
下那些方法( )
图4
A．增大R1B．增大R2
C．增大R3D．减小R1
【解析】由于稳后电容器相当于断路，因此R3上无电流，电容器相当于
和R2并联．只有增大R2或减小R1才能增大电容器C两端的电压，从而增大其带
电量．改变R3不能改变电容器的带电量．
【答案】BD
7.如图5所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒不变，电灯L恰能
正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则( )
图5
A．电灯L更亮，电流表的示数减小B．值电阻R2消耗的功率减小C．电灯L变暗，电源的总功率减小D．电灯L变暗，电流表的示数增大
【解析】滑片向b端滑动，R1变大，电路中总电阻变大，根据I＝E
R总＋r 知I减小，电流表示数减小，根据E＝U外＋Ir，U外变大，灯泡两端电压变大，故电灯L更亮．再根据P2＝I22R2，I减小，I L变大，故I2变小，R2功率变小，故C、D错误，A、B正确．
【答案】AB
8.如图6所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，串联的固电阻为R2，滑动变阻器的总阻值是R1，电阻大小关系为R1＋R2＝r，则在滑动触头从a端滑到b端过程中，下列描述正确的是( ) 【：08160143】
图6
A．电路的总电流先减小后增大
B．电路的路端电压先增大后减小
C．电源的输出功率先增大后减小
D．滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大
【解析】由并联的知识可知，当滑动变阻器触头处于位置时，变阻器的总电阻和电路的总电阻最大，故滑动触头从a端滑到b端过程中，总电阻先增大后减小，总电流先减小后增大，由U外＝E－Ir，电路的路端电压先增大后减小，A、B正确；因为外电路的电阻一直小于电源内阻．由P出－R图象可以看出(如图所示)，在虚线左侧，电源的输出功率先增大(箭头向右)后减小(箭头向左)，故C正确；对于D选项，可把R2拉到电源内部去，看成内部的一，此时R 外小于电源内阻(
r＋R2)，由图看出在虚线左侧，R1消耗功率先增大后减小，D错．【答案】ABC
二、非选择题(本题共4小题，共52分，按要求作答)
9．(8分)在“测电池的电动势和内阻”的中，已连接好电路．
甲乙
图7
(1)按图7甲所示的电路，把图乙中剩余的电路连接起来．
(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于________端(选填“A”或“B”)．
(3)如图8是根据数据作出的U－I图象，由图可知，电源的电动势E＝
________V，内阻r＝________Ω.
图8
【解析】(1)电路连接如图所示．
(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值该最大，故滑片置于B 端． (3)由题图图象可知，电源电动势为1.5 V ，内阻r ＝1.5－1.00.5 Ω＝1.0 Ω.
【答案】 (1)见解析图 (2)B (3)1.5 1.0
10．(10分)(2016·高二检测)在“测金属导体的电阻率”的中，待测金属
丝的电阻R x 约为5 Ω，室备有下列器材
A ．电压表V 1(量程0～3 V ，内阻约为15 kΩ)
B ．电压表V 2(量程0～15 V ，内阻约为75 kΩ)
C ．电流表A 1(量程0～3 A ，内阻约为0.2 Ω)
D ．电流表A 2(量程0～0.6 A ，内阻约为11 Ω)
E ．变阻器R 1(0～100 Ω，0.6 A)
F ．变阻器R 2(0～2 000 Ω，0.1 A)
G ．电池组E (电动势为3 V ，内阻约为0.3 Ω)
H ．开关S ，导线若干
(1)为减小误差，选用的器材有(填代号)________．
(2)为减小误差，选用图9中________(填“甲”或“乙”)为该的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图10中的实物图用线接连起来．
甲 乙 图9
图10 图11
(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm ，用螺旋测微器测得金属丝的直径(如图甲)及两电表的示数如图乙所示，则金属丝的直径为________mm ，
电阻值为________Ω.
【解析】 (1)由于电源的电动势为3 V ，所以电压表选A ，被测电阻阻值
约为5 Ω，电路中的最大电流约为I ＝E R x ＝3
5
A ＝0.6 A ，电流表选D ，根据变阻
器允许通过的最大电流可知，变阻器选E ，还要选用电池和开关，导线若干．故选用的器材有：ADEGH.
(2)由于R V R x >R x
R A
，采用电流表外接法，选乙图所示电路，实物连接如图所示．
(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.635 mm ，从电压表可以读出
电阻两端电压为1.20 V ，从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A ，被测电
阻的阻值为：
R x ＝U x I x ＝1.200.50
Ω＝2.4 Ω.
【答案】 (1)ADEGH (2)乙，如解析图所示 (3)0.635 2.4
11．(14分)一个允许通过最大电流为2 A 的电源和一个滑动变阻器，接成
如图12甲所示的电路．滑动变阻器最大阻值为R0＝22 Ω，电源路端电压U随外电阻R变化的规律如图乙所示，图中U＝12 V的直线为图线的渐近线，试求：甲乙
图12
(1)电源电动势E和内阻r；
(2)A、B空载时输出电压的范围；
(3)若要保证滑动变阻器的滑片任意滑动时，干路电流不能超过2 A，A、B 两端所接负载电阻至少多大．
【解析】(1)由乙图可知，当R→∞时，E＝12 V，而当U＝6 V时，有r ＝R＝2 Ω.
(2)当滑片滑至上端时，U AB最大，U max＝
R0
R0＋r
E＝11 V
当滑片滑至下端时，U AB为零，因此，A、B空载时输出电压范围为0～11 V.
(3)A、B两端接某一负载电阻后，滑动变阻器滑片移至上端时，干路电流最大．
此时I＝
E
R0R x
R0＋R x
＋r
为了电源不过载，保证I≤2 A
代入数据得R x≥4.9 Ω，即所接负载电阻最小值为4.9 Ω.【答案】(1)12 V 2 Ω(2)0～11 V (3)4.9
12．(20分)(2016·高二检测)某课外小组设计了一种测风力的装置，其原理如图13所示，一个由不导电的材料制成的、劲度系数k＝1200 N/m、自然长度L0＝0.5 m的弹簧，一端固在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在水平放置的光滑金属杆上，金属杆单位长度的电阻为ρ＝6 Ω/m；电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连，值电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω；迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好，工作时，迎风板总是正对着风吹来的方向．闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，理想电压表的示数为U1；某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U2＝4.0 V，求：【：08160144】
(1)无风时电压表的示数U1；
(2)U2＝4.0 V时，作用在迎风板上的风力；
(3)风力多大时，金属杆上消耗的功率最大，最大功率为多少？
图13
【解析】(1)无风时金属杆接入电路的电阻为R0＝ρL＝6×0.5 Ω＝3 Ω则I1＝
E
R0＋R＋r
＝
12
3＋1＋1
A＝2.4 A
电压表的示数U1＝I1R0＝2.4×3 V＝7.2 V.
(2)U2＝4.0 V时，金属杆接入电路的电阻为R2.
则I2＝
E－U2
R＋r
＝4 A
由U 2＝I 2R 2，得R 2＝1 Ω
则L ＝R 2ρ＝16
m
弹簧压缩量x 1＝L 0－L ＝0.5 m －16 m ＝1
3 m
故风力F 1＝kx 1＝1
3
×1200 N＝400 N.
(3)将R 看成电源的内阻，当金属杆的电阻R 3＝R ＋r ＝2 Ω时，金属杆上消耗的功率最大．
此时L ′＝R 3ρ＝1
3
m
弹簧压缩量x 2＝L 0－L ′＝0.5 m －13 m ＝1
6 m
故风力F 2＝kx 2＝200 N
电路中电流I 2＝E
R 3＋R ＋r
＝3 A
金属杆上消耗的最大功率P ＝I 2
3R 3＝18 W. 【答案】 (1)7.2 V (2)400 N (3)18 W。