2024-2025学年河北省沧州市泊头市第一中学高二（上）月考物理试卷（9月）（含解析）

这是一份2024-2025学年河北省沧州市泊头市第一中学高二（上）月考物理试卷（9月）（含解析），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列关于电流的磁场和通电导体在匀强磁场中所受安培力的判断正确的是( )
A. B.
C. D.
2.锂离子电池已被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域，锂离子电池主要依靠锂离子(Li+)在电池内部正极和负极之间移动来工作，某款手机充电锂离子电池的标识如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该锂离子电池放电时，锂离子从正极运动到负极
B. 该锂离子电池把化学能转化为电能的本领比电动势为1.5V的干电池弱
C. 该锂离子电池充满电后可贮存约2.6×104 J的电能
D. 若该锂离子电池的待机电流为15mA，则其最长待机时间约为96ℎ
3.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是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常量)，图线b是某电阻R的U−I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是( )
A. 光电池的电动势为5 V
B. 光电池的内阻为8 Ω
C. 光电池的输出功率为0.6 W
D. 回路中的总电阻为18 Ω
4.握力器的原理示意图如图所示，握力器绝缘把手上的连杆与弹簧一起上下移动，握力的大小可通过一定
的换算关系由电流表A和电压表V的示数显示出来。已知电源提供的电压保持不变，当人紧握握力器时，下列分析正确的是( )
A. 握力越大，电流表的示数越大B. 握力越大，电流表的示数越小
C. 握力越大，电压表的示数越大D. 握力大小与电压表的示数无关
5.通量是物理学中的重要概念，在物理中有着重要应用。在研究磁场时我们定义了磁通量Φ=BS，其中B为磁感应强度、S为垂直磁场的面积；磁通量大小可形象表示穿过某一平面的磁感线的净条数；磁通量为标量，但有正负之分。与之类似，在静电场中，我们定义“垂直穿过某一平面的电场线条数为通过这一平面的电通量”。如图甲，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，面积为S的平面与垂直于B的平面间的夹角为α，如图乙为电荷量为q的点电荷的电场，如图丙为匀强电场，场强为E。则下列说法正确的是( )
A. 甲图中穿过该平面的磁通量Φ=BSsinα
B. 乙图中穿过以点电荷所在位置为球心的球面的电通量随着球面半径增大而减少
C. 乙图中点电荷从某球面球心位置向右移动少许(仍在所研究的球面内)，穿过该球面的电通量不变
D. 丙图中通过一半径为R的球面的电通量为2EπR2
6.水平地面上放条形磁铁，磁铁N极上方吊着导线与磁铁垂直，导线中通入向纸内的电流(如图所示)。则下列结论正确的是( )
A. 弹簧的弹力变小B. 地面受到磁铁的压力不受影响
C. 地面受到磁铁的压力变小D. 条形磁铁受到桌面的摩擦力向左
7.如图甲所示，匀质导体棒MN通以由M到N的恒定电流，用两根等长的平行绝缘、轻质细线悬挂在OO′点静止于匀强磁场中，细线与竖直方向的夹角为θ，磁场方向与绝缘细线平行且向上。现使磁场方向顺时针缓慢转动(由M到N观察)，同时改变磁场的磁感应强度大小，保持细线与竖直方向的夹角θ不变，该过程中每根绝缘细线拉力F大小与磁场转过角度α的正切值关系如图乙所示。重力加速度g取10m/s2，磁场变化过程中MN中的电流不变。下列说法正确的是( )
A. 导体棒的质量为0.5kgB. θ=30∘
C. 导体棒所受安培力可能为4.5ND. α可能为90°
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按图示接入电路，则( )
A. 电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B. 电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角
C. 电压表V1的读数大于电压表V2的读数
D. 电压表V1的偏转角大于电压表V2的偏转角
9.如图所示，电源电动势E、内阻r恒定，定值电阻R1的阻值等于r，定值电阻R2的阻值等于2r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是( )
A. 带电液滴将向下运动，定值电阻R2中有从a流向b的瞬间电流
B. ΔU1>ΔU2
C. ΔU1ΔI、ΔU2ΔI、ΔU3ΔI均不变
D. 电源的输出功率变大，电源效率变小
10.如图所示，3条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面，放置于正方形的顶点a、b、c，正方形中心位于坐标原点O，e为ad的中点且在x轴上。3条导线中的恒定电流大小相等，其中过b点的导线的电流方向垂直纸面向里，其余导线的电流方向垂直纸面向外。已知过a、b点的通电导线在e点产生的磁感应强度大小分别为5B、B，则下列说法正确的是
A. O点的磁场方向由O指向cB. O点的磁感应强度大小为3B
C. e点的磁感应强度大小为55BD. e点的磁感应强度大小为355B
三、实验题：本大题共2小题，共24分。
11.某同学要探究光敏电阻阻值随光照强度变化的规律，实验电路如图甲所示。
实验器材如下：
A.待测光敏电阻Rx(日光下阻值约几千欧)
B.标准电阻R1(阻值为10Ω)
C.标准电阻R2(阻值为4Ω)
D.灵敏电流计G(量程为300μA，a端电势高于b端电势，电流计向左偏转，b端电势高于a端电势，电流计向右偏转)
E.电阻箱R3(0∼9999Ω)
F.滑动变阻器(最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流为2A)
G.电源(电动势3.0V，内阻约为0.2Ω)
H.开关，导线若干
(1)①开关闭合前，滑动变阻器滑片应置于________(填“A”或“B”)端。
②多次调节滑动变阻器和电阻箱，使电流计指针稳定时指向中央零刻线位置。电阻箱示数如图乙所示，电阻箱接入电路的阻值R3=_________Ω。
(2)待测光敏电阻R计算公式为________(用R1，R2，R3表示)。
(3)该同学找到该光敏电阻的阻值与光照强度的关系图像如图丙所示，则上述实验中光强强度为________cd；
(4)若保持电阻箱阻值不变，增大光照强度，则电流计指针_______(填“向左”或“向右”或“不”)偏转。
12.(1)张生同学用如图(a)所示的螺旋测微器测圆柱体的直径为______mm；用如图(b)所示的游标卡尺测量圆柱体的长度为______cm。
(2)某物理兴趣小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
A.待测电池组电动势约为3V，内阻约为0.7Ω；B.电压表V(量程3V，内阻约5kΩ)；
C.电流表A(量程60mA，内阻rA=9Ω)；D.定值电阻R1(阻值1Ω)
E.定值电阻R2(阻值81Ω)；F.滑动变阻器R3(0∼50Ω，允许最大电流为1A)；
G.开关一只，导线若干。
①实验小组设计的电路如图甲所示，虚线框内是将电流表A改装成量程为0.6A的电流表，需要______(选填“串联”或“并联”)一个定值电阻_______(选填“R1”或“R2”)
②实验中测得V表示数U和A表示数I的多组数据，作出的U−I图线如图乙所示，则该电池组的电动势。E=______V，内阻______Ω(结果保留两位有效数字)
③如图丙所示，将实验所用的电池组串联一个小灯泡和一个定值电阻R0，R0=9.3Ω，图丁是小灯泡的电压和电流关系图像，试估算小灯泡的实际功率是______W。(结果保留两位有效数字)
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.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。计算：
(1)定值电阻R2的阻值；
(2)滑动变阻器的最大阻值；
(3)电源的电动势和内阻。
14.小明同学在玩一个会发光的电动玩具汽车时，发现了一个现象：启动电源，电动机正常工作，车轮正常转动，当不小心卡住车轮时，车灯会变暗。玩具汽车的简化电路如图所示，电源电动势E=10 V，r=2 Ω，车轮电动机的额定电压UM=6 V，额定功率PM=6 W，线圈电阻RM=1 Ω。则：
(1)玩具汽车正常工作时，流过灯泡的电流；
(2)玩具汽车被卡住后，流过灯泡的电流；
(3)玩具汽车卡住前后，灯泡消耗功率的减少量。
15.如图所示，相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37∘，现将一质量m=330g的金属棒ab放在导轨上，它与导轨间的滑动摩擦因数μ=0.50，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个装置处于磁感应强度为2T的竖直向上匀强磁场中，导轨所接的电源电动势为15V，内阻不计，滑动变阻器的阻值满足要求，其他部分电阻不计，为了保证ab处于静止状态，求：(g=10m/s2,sin37∘=0.6,cs37∘=0.8)
(1)滑动变阻器的阻值R的调节范围；
(2)ab通入的电流为多大时金属棒与导轨间的摩擦力为0。
答案解析
1.D
【解析】解：A、由安培定则判断通电导线的磁场方向为内部向里，外部向外，故A错误；
B、由安培定则判断通电导线的磁场方向为上方向外，下方向里，故B错误；
C、由左手定则判得通电导线所受安培力的方向垂直导体向右，故C错误；
D、满足左手定则，故D正确。
故选：D。
由安培定则，判断通电导线的磁场方向，左手定则可分析通电导线所受安培力的方向
考查了安培定则判断通电导线的磁场方向，左手定则分析通电导线所受安培力的方向，难度一般．
2.C
【解析】A.锂离子电池放电时，在电池外部电流由正极流向负极，在电池内部，电流由负极流向正极，锂离子带正电，在电池内部锂离子从负极运动到正极，故A错误；
B.电动势表示电池把其他能转化为电能本领大小的物理量，电动势越大，该项本领越大，所以3.8V锂离子电池把化学能转化为电能的本领比电动势为1.5V的干电池强，故B错误；
C.该锂离子电池充满电后可贮存的电能 E=3.8V×1900mAℎ=3.8×1900×10−3×3600J≈2.6×104J 故C正确；
D.若该锂离子电池的待机电流为15mA，则其最长待机时间为 t=1900mAℎ15mA≈126.7ℎ 故D错误。故选C。
3.D
【解析】AB.根据闭合电路欧姆定律 U=E−Ir 可知，当 I=0 时， E=U ，由图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为 E=3.6 V ；根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为 U=2.5 V ，电流为 I=0.2 A ，则硅光电池的内阻为
r=E−UI=3.6−2.50.2 Ω=5.5 Ω
故AB错误；
C.光电池的输出功率为
P=UI=2.5×0.2 W=0.5 W
故C错误；
D.外电阻为
R=UI=2.50.2 Ω=12.5 Ω
回路中的总电阻为
R总=R+r=18 Ω
故D正确。
故选D。
4.B
【解析】握力越大，滑动变阻器接入电路的电阻越大，电路的总电阻越大，电流表的示数越小，电压表的示数也越小，故B正确，ACD错误。
5.C
【解析】A.甲图中穿过该平面的磁通量
Φ=BScsα
故A错误；
B.乙图中，随着球面半径增大，穿过以点电荷所在位置为球心的球面的电通量不变，故B错误；
C.乙图中点电荷从某球面球心位置向右移动少许(仍在所研究的球面内)，穿过该球面的电通量不变，故C正确；
D.丙图中通过一半径为R的球面的电通量为零，故D错误。
故选C。
6.C
【解析】解：A.以导线为研究对象，导线所在位置的磁场方向斜上右上方，导线中电流方向向里，由左手定则可知，导线所受安培力的方向斜向右下，弹簧弹力变大，A错误；
BCD.由牛顿第三定律可得，条形磁铁受到左上方的作用力，所以条形磁铁对地面压力减小，条形磁铁受到桌面的摩擦力向右，BD错误，C正确。
故选C。
7.B
【解析】A B.由图可知当 tanα=0 时， F=2.5 3 N，根据共点力平衡条件可知
mgcsθ=2F
当 tanα= 3 时， F′=5 3 N，根据共点力平衡条件可知
mgcsθ+F安sinα=2F′
mgsinθ=F安csα
解得
tanθ= 33
即
θ=30∘ ， m=1 kg
故A错误，B正确；
C.由上述分析可知导体棒重力为10N，根据力的矢量合成作图如下
安培力的最小值
F安min=mgsin30∘=5N
故导体棒所受安培力不可能为4.5N，故C错误；
D. α 转过90°时，安培力与细线拉力在同一直线，导体棒受力不平衡，故D错误。
故选B。
8.ABC
【解析】A.电流表A1的量程大于电流表A2的量程，故电流表A1的电阻值小于电流表A2的电阻值，并联电路中，电阻小的支路电流大，故电流表A1的读数大于电流表A2的读数，故A正确；
B.两个电流表的表头是并联关系，电压相同，通过表头的电流相同，故指针偏转角度相等，故B正确；
C.电压表V1的电阻值大于电压表V2的电阻值，串联时电流相同，电压表V1的读数大于电压表V2的读数，故C正确；
D.两个电压表的表头是串联关系，电流相等，故指针偏转角度相等，故D错误。
故选ABC。
9.AC
【解析】A.将滑动变阻器滑片向下滑动，滑动变阻器的阻值减小，电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律
I=ER外+r
可知电路电流增大，根据
U3=E−IR1+r
可知电容器极板间电压减小，根据
C=QU
可知电容器的电荷量Q减少，电容器放电，所以定值电阻 R2 中有从a流向b的瞬间电流。由
E=Ud
可知极板间匀强电场的电场强度E减小，向上的电场力减小，则带电液滴将向下运动。故A正确；
BC.理想电压表V1测量定值电阻R1两端的电压，据欧姆定律可得
U1=IR1
理想电压表V2测量电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得
U2=E−Ir
理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得
U3=E−IR1+r
电路中定值电阻 R1 的阻值等于电源内阻r的阻值，当电路中电流增大，电阻的阻值不变，故
ΔU1=ΔIR1=ΔIr ， ΔU2=ΔIr
整理，可得
ΔU1=ΔU2 ， ΔU1ΔI=r ， ΔU2ΔI=r ， ΔU3ΔI=2r
即 ΔU1ΔI、ΔU2ΔI、ΔU3ΔI 均不变。故B错误；C正确；
D.电源的输出功率与外电阻变化的图像如下
定值电阻 R1 的阻值等于电源内阻r的阻值，将滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路的外电阻阻值从大于内阻r减小，则电源的输出功率变大，电源效率为
η=P输出P总=EI−I2rEI=E−IrE
可知随着电路中电流的增大，电源效率减小。故D错误。
故选AC。
10.AD
【解析】AB.由题知，三条导线中的电流大小相等，且到O点的距离相等，故三条导线在O点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则
可知，三条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示
由图可知，Ba与Bc相互抵消，可知O点的磁感应强度由b导线的磁场Bb决定，即方向由O指向c，故 A正确， B错误；
CD.由题知，3条导线中的电流大小相等，b、c到e点的距离相等，故b、c在e点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，3条导线中在e点产生的磁感应强度方向，如图所示，
由几何关系有：csα=1 5，Bb=Bc，
Be=2Bccsα−Ba=−3 55B，故C错误，D正确。
故选AD。
11.(1) A 2400
(2) Rx=R3R2R1
(3)2.0
(4)向右

【解析】(1)[1]闭合电键前，应将滑动变阻器的滑片移到A端。保证电键闭合后滑动电阻器的输出电压为零，保护用电器；
[2]根据图乙得出电阻箱的阻值为2400Ω。
(2)[3]当电流计指针指向中央零刻线位置时，电流计两端电势相等，有R1R2=RxR3
得Rx=R1R3R2
(3)[4]由(2)可知Rx=R1R3R2=2400×104 Ω=6000Ω
由丙图可知光照强度为2.0cd
(4)[5]若增加光照强度，则 Rx 变小， RxR312.(1) 6.120 10.235
(2) 并联 R1 2.9 0.74 0.23

【解析】(1)[1][2]螺旋测微器测圆柱体的直径为
d=6mm+0.01×12.0mm=6.120mm
游标卡尺测量圆柱体的长度
L=10.2cm+0.05×7mm=10.235cm
(2)①[1][2]将电流表 A 改装成量程为 0.6A 的电流表。根据
IgrA=(I−Ig)R
解得
R=1Ω
则并联定值电阻R1。改装后电流表的电阻为
RA=rAR1rA+R1=0.9Ω
②[3][4]电流表改装后量程扩大10倍。根据闭合电路欧姆定律，可得
U=E−10I(r+RA)
结合乙图可知
E=2.9V
10(r+RA)=|k|=|2.0−2.955×10−3|
解得
r=0.74Ω
③[5]在丙图电路中，把定值电阻R0看成电池组的一部分，则其内阻为
r′=r+R0
在丁图中做出电源的特征曲线，如图所示
两图线的交点横纵坐标分别表示小灯泡的电流和电压值，所以小灯泡的实际功率是
P=UI=0.15×1.5W=0.23W
13.解：(1)当R3的滑片滑到最右端时，R3、R1均被短路，此时外电路电阻等于R2，且对应于图线上B点，故由B点的U、I值可求出R2的阻值为：
R2=UBIB=40.8Ω=5Ω。
(2)滑动变阻器的滑片置于最左端时，R3阻值最大。设此时外电路总电阻为R，由图象中A点坐标求出
R=UAIA=160.2Ω=80Ω
根据串并联电流规律可知，R=R1R3R1+R3+R2
代入数据解得滑动变阻器最大阻值
R3=300Ω。
(3)根据闭合电路欧姆定律得：E=U+Ir
将图象中A、B两点的电压和电流代入得：
E=16+0.2r
E=4+0.8r
解得：E=20V，r=20Ω。
答：(1)定值电阻R2的阻值为5Ω。
(2)滑动变阻器的最大阻值为300Ω。
(3)电源的电动势为20V，内阻为20Ω。
【解析】(1)由图甲所示电路图可知，滑片在最右端时，只有电阻R2接入电路，此时对应与图乙所示图象的B点，由图象求出此时的路端电压与电路电流，然后由欧姆定律求出电阻阻值。
(2)滑动变阻器阻值最大时，外电阻最大，电流最小，由图读出电压和电流，由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
(3)电路电流与路端电压关系图象与纵轴的交点的纵坐标是电源的电动势，图象的斜率等于电源内阻，根据图象可以求出电源电动势与电源内阻。
此题考查了闭合电路欧姆定律的相关知识，要掌握U−I图象，会由U−I图象求电源电动势与内电阻，分析清楚电路结构，根据图象找出电路所对应的电压与电流值是正确解题的关键。
14.解：(1)玩具汽车正常工作时，电源内压U内=E−UM=4V
通过电源的电流I=Ur=42A=2A
通过电动机的电流IM=PMUM=1A
流过灯泡的电流IR=I−IM=1A;
(2)灯泡的电阻为R=UMIR=6Ω，
玩具汽车被卡住后，电动机可视为纯电阻，灯泡与电动机并联的电阻
R′=RRMR+RM=6×16+1Ω=67Ω
电路中的总电流I′=ER′+r=3.5A
由并联电路的特点可知流过灯泡的电流IR′=RMR+RMI′=0.5A;
(3)玩具汽车卡住前，灯泡消耗功率P=UMIR=6×1W=6W
玩具汽车卡住后，灯泡消耗功率P′=IR′2R=1.5W
灯泡消耗功率的减少量ΔP= P−P′=4.5W。
【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可得玩具汽车正常工作时，电源内压，再根据串并联的特点可知流过灯泡的电流;
(2)玩具汽车被卡住后，，看做是纯电阻电路，根据欧姆定律和并联电路的特点求解；
(3)根据P=P′+ΔP求解。
本题考查了闭合电路欧姆定律、非纯电阻电路、串并联电路、电功率这些知识点；
知道电动机不转时是纯电阻电路，知道电动机的输入功率与热功率之差是电动机的输出功率。
15.解：(1)当R最小时，ab中电流最大，安培力最大，摩擦力沿斜面向下，
根据平衡条件得BImaxLcs37∘=mgsin37∘+μ(BImaxLsin37∘+mgcs37∘)，
根据闭合电路欧姆定律得Imax=ERmin，
解得Rmin=0.91Ω，
当R最大时，ab中电流最小，安培力最小，摩擦力沿斜面向上，
根据平衡条件得BIminLcs37∘+μ(BIminLsin37∘+mgcs37∘)=mgsin37∘，
根据闭合电路欧姆定律得Imin=ERmax，
解得Rmax= 10Ω。
滑动变阻器的阻值R的调节范围是0.91Ω≤R≤10Ω。
(2)根据平衡条件得BI3Lcs37∘=mgsin37∘，
解得I3=6.1875A。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】