安徽省县中联盟2023-2024学年高二上学期12月联考（期中）模拟物理试卷（Word版附解析）

这是一份安徽省县中联盟2023-2024学年高二上学期12月联考（期中）模拟物理试卷（Word版附解析），共12页。试卷主要包含了选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(共48分)
1. 下列说法正确是（ ）
A. 根据速度的定义式，当非常小时，就可以用平均速度表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了微元法
B. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
C. 法拉第通过实验研究，发现了电流周围存在磁场
D. 一个物体受到的合外力越大，它的速度变化一定越快
【答案】D
【解析】
【详解】A．定义瞬时速时用到的是极限法，故A错误；
B．质点的引入，用到的是理想模型法，故B错误；
C．奥斯特通过实验研究，发现电流周围存在磁场，故C错误；
D．由牛顿第二定律可知，一个物体受到的合外力越大，加速度越大，它的速度变化越快，故D正确。
故选D。
2. 关于导体中的恒定电场，下列说法中正确的是（ ）
A. 导体中的电场是由电源两极在空间直接形成的
B. 导体中的电场是导体内自由电荷形成的
C. 导体中的电场线始终和导线平行
D. 导体中电场分布随电荷的移动而随时间改变
【答案】C
【解析】
【详解】ABD．导体中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的稳定电场，电场的分布不随时间发生改变，ABD错误；
C．导体中的电场线始终和导线平行，C正确。
故选C。
3. 场是一种客观存在的物质，组合体与地球之间的万有引力是通过引力场产生的。类比用电场线描述静电场，可以用引力场线描述引力场。不考虑其它天体的影响，地球周围的引力场线分布与下列电场的电场线分布相似的是（ ）
A. 匀强电场B. 孤立点电荷的电场
C. 两个等量同种电荷的电场D. 两个等量异种电荷的电场
【答案】B
【解析】
【详解】根据点电荷的电场线分布特点可知，地球周围的引力场线分布与下列电场的电场线分布相似的是孤立点电荷的电场，故B正确，ACD错误。
故选B。
4. 如图所示是LC振荡电路某时刻的情况，则以下说法正确的是（ ）
A. 电容器正在放电
B. 电容器极板上的电荷量正在增大
C. 线圈中的磁场能正在增大
D. 电容器两端的电压正在减小
【答案】B
【解析】
【详解】ABD．图示时刻，电容器上极板带正电；通过图示磁场方向由安培定则可知电流方向流入电容器正极，可知电容器充电，电流在减小，电容器上的电荷量增大，电容器两极板间的电压正在增大，故AD错误，B正确；
C．电容器充电，磁场能转化为电场能且磁场能在减小，故C错误。
故选B。
5. 如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r．当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作．已知指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则下列说法中正确的是（ ）
A. 电动机的额定电压为IR
B. 电动机的输出功率为I2R
C. 电源的输出功率为IE-I2r
D. 整个电路的热功率为I2（R0 + r）
【答案】C
【解析】
【详解】电动机不是纯电阻，不能满足欧姆定律，故A错误；电源的输出功率P=UI=IE-I2r，故B错误，故C正确；整个电路的热功率为I2（R0+R+r），故D错误．故选C．
【点睛】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，求电功率只能用P=UI，求电热只能用P=I2R，求机械功率要根据能量守恒得到P机=P总-P热．
6. 已知通电长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为，其中I为电流强度，r为该位置到长直导线的距离，k为常数。如图所示，现有两根通电的长直导线分别固定在正方体的两条边dh和hg上且彼此绝缘，电流方向分别由d流向h、由h流向g，hg中电流是dh中电流强度的两倍。已知c点磁感应强度大小为B，则f点的磁感应强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设正方体边长为l，由题可知，c点合磁感应强度大小为
得
则f点的合磁感应强度大小为
故选B。
7. 向右的匀强磁场中，线圈Ⅰ平面与磁场方向垂直，线圈Ⅱ、Ⅲ平面与线圈Ⅰ平面的夹角分别为30°和45°，如图所示．穿过线圈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的磁通量分别为ΦⅠ、ΦⅡ、ΦⅢ．下列判断正确的是
A ΦⅠ=ΦⅡB. ΦⅡ=ΦⅢ
C. ΦⅠ>ΦⅡD. ΦⅢ>ΦⅡ
【答案】C
【解析】
【详解】线圈在I位置时，线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量最大为：Φl=BS；线圈在Ⅱ、Ⅲ位置时，穿过线圈的磁通量分别为：ΦⅡ=BScs30°=BS，ΦⅢ=BScs45°=BS．则有：Φl＞ΦⅡ＞ΦⅢ，故选C．
8. 如图所示，在边长为a的等边三角形的三个顶点A、B、C上，分别固定三个电荷量相等的点电荷，其中A、B处的点电荷均带正电，C处的点电荷带负电，O为三角形中心。已知点电荷Q的电势表达式为，式中k为静电力常量，r为电场中某点到点电荷的距离，则下列说法正确的是（ ）
A. O点的电场强度大小为B. O点的电场强度大小为
C. O点的电势为D. O点的电势为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据对称性可知A、B、C三处点电荷在O点产生的电场强度大小相等，均为
方向分别如图所示，根据电场强度的叠加法则可得O点的电场强度大小为
故AB错误；
CD．由题给表达式以及电势的叠加可知O点的电势为
故C正确，D错误。
故选C。
二、多项选择题(共12分)
9. 如图所示是一个多用电表内部的简化电路图。S为单刀多掷开关，通过操作开关，可以切换不同的挡位。下列说法正确的是（ ）
A. 当开关S分别接1或2时，测量的是电流，其中S接1时量程较大
B. 当开关S分别接3或4时，测量的是电阻，其中A是黑表笔
C. 当开关S分别接3或4时，测量的是电阻，其中Ａ是红表笔
D. 当开关S分别接5和6时，测量的是电压，其中S接5时量程较大
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A．由题图可知，当开关S分别接1或2时是电流表，接1时分流电阻相对较小，故接1时电表的量程较大，故A正确；
BC．测量电阻时，欧姆表内部应接电源，由题图可知，测电阻只能接3或4；A与电源的负极相连，故A为红表笔，故B错误，C正确；
D．由题图可知，当开关S分别接5、6时，测量的是电压，电流表所串联的电阻越大，电压表的量程越大，故当开关S接6时的量程比接5时的量程大，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是，最低点是，直径水平，、是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），固定在点，从点静止释放，沿半圆槽运动经过点到达某点（图中未画出）时速度为零。则小球（ ）

A. 从到的过程中，重力与库仑力的合力一直减小
B. 从到的过程中，存在一个位置小球所受的合外力为零
C. 从到的过程中，电场力一直做负功
D. 从到的过程中，动能减少量小于电势能增加量
【答案】BC
【解析】
【详解】A．a球从N点静止释放后，受重力mg、b球的库仑斥力FC和槽的弹力N作用，a球在从N到Q的过程中，mg与FC的夹角θ由直角逐渐减小，不妨先假设FC的大小不变，随着θ的减小mg与FC的合力F将逐渐增大；由库仑定律和图中几何关系可知，随着θ的减小，FC逐渐增大，因此重力与库仑力的合力F一直增加，故A错误；
B．从N到P的过程中，在其中间某个位置存在一个三力平衡的位置，此位置的合力为零。故B正确；
C．在a球在从到Q过程中，a、b两小球距离逐渐变小，电场力(库仑斥力)一直做负功，
故C正确；
D．在从P到Q的过程中，根据能的转化与守恒可知，其动能的减少量等于电势能增加量与重力势能增加量之和。动能减少量大于电势能增加量。故D错误。
故选BC。
三、实验题(共20分)
11. 在“测定金属的电阻率”的实验中：用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图甲所示，用米尺测出金属丝的长度，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）从图中读出金属丝的直径为________mm．
（2）实验室有两节新干电池、开关、若干导线及下列器材：
A．电压表0～3 V，内阻10 kΩ B．电压表0～15 V，内阻50 kΩ
C．电流表0～06 A，内阻0.05 Ω D．电流表0～3 A，内阻0.01 Ω
E．滑动变阻器，0～10 Ω F．滑动变阻器，0～100 Ω
①要求较准确地测出其阻值，电流表应选________，滑动变阻器选_________．(填器材前面的序号)
②实验中实物接线如图所示，图中有几处错误，请写出其中的一处错误：____________．
【答案】 ①. 0.680 ②. C ③. E ④. 导线连接在滑动变阻器的滑片上或者电压青虾程接错
【解析】
【详解】（1）[1]．由图所示螺旋测微器可知，其示数为0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm；
（2）①[2][3]．两节新的干电池，电源电动势为3V，若选取电压表15V，测量读数误差较大，因此电压表选A；电路最大电流约为，电流表应选C；金属丝的电阻大约为5Ω，为方便实验操作在保证安全的前提下，应选择较小的滑动变阻器，故滑动变阻器应选E．
②[4]．由图示电路图可知，导线接在滑动变阻器的滑片上，这是错误的，导线应接在接线柱上．
12. 有一种电池，电动势约为9V，内阻约为30Ω，若该电池允许输出的最大电流为50mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学选用的实验器材有：电键、电压传感器、定值电阻R0、电阻箱R(阻值范围为0～9999Ω)，设计的实验电路如图甲所示．
(1)定值电阻R0起___________作用，实验室备有的R0有以下几种规格：
A.100Ω 2.0W B.200Ω 1.0W C.500Ω 2.0W D.2000Ω 5.0W
本实验应选用哪一种规格?（ ）
(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关K，调整电阻箱的阻值R，读取电压表的示数U，计录多组数据，作出了如图乙所示的图线，则乙图中的横坐标表示___(用所给物理量的字母来表示)．若乙图中图线的截距为a，斜率为b，则电池的电动势为___，内阻为__________．
【答案】 ①. 保护电路； ②. B； ③. ； ④. ； ⑤.
【解析】
【分析】（1）已知电源电动势、内阻及最大电流，由闭合电路欧姆定律可得出电路中最小电阻，则可找出保护电阻；
（2）由闭合电路欧姆定律可得出表达式，再结合图象和数学知识可得出图象的截距及斜率的含义，则可求得电动势和内电阻．
【详解】（1）定值电阻R0起保护电路的作用；根据，即，解得R0=150Ω，可知R0选择B；
（2）由闭合电路欧姆定律可得：
变形得：，则乙图中的横坐标表示；
由数学知识可知，图象中的斜率；截距a=；解得：，
【点睛】本题关键在于能由图象知识（斜率与截距的意义）结合闭合电路欧姆定律求解，在解题时要注意题目中给出的条件及坐标中隐含的信息．
四、解答题(共45分)
13. 某一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量，电源电压为120V．当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流．g取．则
（1）电动机线圈的电阻R等于多少？
（2）电动机的最大输出机械功率和该重物的最大提升速度分别是多少？
（3）若电动机因故障不能转动，这时通过电动机线圈的电流为多大？电动机消耗的电功率又为多大？
【答案】（1） （2）600W （3）20A 2400W
【解析】
【详解】（1）由能量关系
即
．
故
．
（2）由得
．
因为电动机线圈电阻，电源电压，均为定值，调节输入电动机线圈的电流I，可有最大值，因此对上式进行配方，有
当时，有最大值．
即时，电动机获得的最大机械功率
由，得重物的最大提升速度
．
（3）电动机转动时为非纯电阻，此时或．当因故障停止转动后，电动机转化为纯电阻，此时或，故电流增大了．此时电流
电动机消耗的电功率为
14. 为研究空气对滑雪运动员的阻力，可以在滑雪板上安装传感器，在滑行时采集 数据，作出滑雪板运动的图像进行分析．在一次实验中，运动员沿倾角足够长的斜坡直线滑下，如图甲所示．图乙为该次实验的图像，曲线ABC为某段时间内 速度与时间关系图线．分析时发现BC段恰好平行于时间/轴，作曲线AB过纵轴上A点的切线AD．已知人和滑雪板的总质量，人和滑雪板所受的空气阻力与速度 成正比，比例系数为k在图像中曲线在某点切线的斜率等于该时刻速度的变化率． 取，，g=10m/s2．求：
（1）滑雪板速度v= 6m/s时加速度的大小；
（2）比例系数k和滑雪板与斜坡间的动摩擦因数？
【答案】（1）2.4 m/s2 ；（2），0.15
【解析】
【分析】
【详解】（1）由图象得：A点
vA=6m/s
加速度为
（2）由牛顿运动定律得
最终雪橇匀速运动时最大速度为
由牛顿运动定律得
由平衡条件得
代入数据解得
【点睛】本题考查了学生的看图分析图象的能力，能根据图象从中找出有用的信息，结合牛顿第二定律进行求解．
15. 如图，轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在足够大的平行金属板电容器中。已知两极板相距，小球的电荷量和质量分别为、，电源的电动势和内阻分别为、，电阻，，，重力加速度大小取。求：
（1）两端的电压U；
（2）轻质细绳与竖直方向的夹角。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）与并联后的电阻

代入数据解得
由闭合电路欧姆定律有

由

解得
（2）由

解得
对小球进行受力分析，有

解得