2022-2023学年辽宁省大连市名校高二上学期8月阶段性测试物理试题（Word版）

辽宁省大连市名校2022-2023学年高二上学期8月阶段性测试物理试卷

请考生注意：

1.本试卷共3道大题，15道小题，满分100分，考试时间75分钟；

2. 请考生务必将答案书写在答题卡指定位置，在试卷、草稿纸等其他位置作答无效。

第Ⅰ卷 客观题

一、选择题（本题共10小题，第1-7题每题只有一个选项正确，每题4分；第8-10题每题至少有一个选项正确，每题6分，全部正确得6分，部分正确得3分，未选或错误得0分，共46分）

1．硅光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，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，则硅光电池的（　　）

A．电动势为5V B．内阻为5.5Ω

C．输出功率为0.72W D．效率为50%

2．探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系实验电路，如图所示，C1、C2是两个完全相同的电容器，开始不带电，单刀双掷开关S1和开关S2都处于断开状态，实验过程如下：开关S1先接1，再接2，然后断开S1且闭合S2，断开S2且S1接2，…每次操作稳定后数字电压表V示数为U1、U2、U3、U4。则下列说法中正确的是（　　）

A．， B．，

C．， D．，

3．如图所示，D为理想二极管，R为滑动变阻器，、为电容器，且电容相等，P、Q为带电粒子，开关S闭合后，P、Q均处于静止状态，下列说法正确的是（　　）

A．、所带的电荷量不相等

B．保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片下滑，P加速向上运动，Q仍静止

C．保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片上滑，P加速向下运动，Q仍静止

D．保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片上滑，P加速向下运动，Q也加速向下运动

4．在如图所示的电路中，定值电阻R1＝3Ω、R2＝2Ω、R3＝1Ω、R4＝3Ω，电容器的电容C＝4μF，电源的电动势E＝10V，内阻不计。闭合开关S1、S2，电路稳定后，则（　　）

A．a、b两点的电势差Uab＝3.5V

B．电容器所带电荷量为1.4×10-6C

C．断开开关S2，稳定后流过电阻R3的电流与断开前相比将发生变化

D．断开开关S2，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为2.4×10﹣5C

5．图为苹果自动分拣装置，可以把质量大小不同的苹果，自动分拣开。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R1上。当大苹果通过托盘秤时，R1所受的压力较大因而电阻较小，R2两端获得较大电压，该电压激励放大电路并保持一段时间，使电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道；当小苹果通过托盘秤时，R2两端的电压不足以激励放大电路，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道。托盘停在图示位置时，设进入下面通道的大苹果最小质量为M0，若提高分拣标准，要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于M0，下面操作可行的是（　　）

A．其他条件不变的情况下，只将托盘秤压在杠杆上的位置向左移动一些

B．其他条件不变的情况下，只适当减小R2的阻值

C．其他条件不变的情况下，只改变放大电路中电磁铁部分导线绕行的方向

D．其他条件不变的情况下，只增大和传感器R1相连接电路中电源电动势

6．如图（a）所示电路，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。从左向右移动变阻器的滑片，根据电表数据得到U-I图像如图（b）所示，则（　　）

A．R1的最大功率为4W

B．R2的最大功率为3W

C．电源的最大输出功率为4W

D．电源的输出功率先增大后减小

7．图示电路中，电源电动势为、内阻为，为滑动变阻器（P为滑片，、为其两端），为光敏电阻（阻值随光照强度增强而减少），为电容器，G为灵敏电流计，、为开关。下列说法正确的是（　　）

A．闭合、断开，仅减小的光照强度，电源内部消耗的热功率增大

B．闭合、断开且，仅将P从缓慢滑向，电源的输出功率减小

C．闭合、接a，电路稳定后，的上极板带正电

D．闭合、接b，仅缓慢减小的光照强度，G表中有从上到下的电流

8．如图所示，图甲中M表示电动机，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（　　）

A．电路中电源电动势为3.6V

B．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电压表V2的读数逐渐减小

C．电动机的线圈电阻为4

D．滑动变阻器的最大阻值为30

9．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R是定值电阻，热敏电阻的阻值随温度的降低而增大，C是平行板电容器，电路中的电表均为理想电表。闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内。分别用I、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数，用、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数变化量的绝对值。当温度降低时，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（　　）

A．、、一定都不变 B．和均不变

C．带电液滴一定向下加速运动 D．热敏电阻的功率可能一直减小

10．如图所示，电源由几个相同的干电池组成。合上开关S，变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化，如图甲、乙、丙所示，图甲为电压表示数与电流表示数关系，图乙为干电池输出功率跟电压表示数关系，图丙为干电池输出电能的效率η与变阻器接入电路电阻大小的关系，不计电表、导线对电路的影响，则（　　）

A．串联电池的总电阻为2 Ω

B．串联的干电池节数为6节

C．变阻器的总电阻为8 Ω

D．乙图上b点的横坐标为3

第Ⅱ卷 主观题

二、实验题（本题共2小题，共14分）

11．（9分）随着全世界开始倡导低碳经济的发展，电动自行车已越来越受到大家的青睐.电动车，即电力驱动车，又名电驱车.电动车分为交流电动车和直流电动车.通常说的电动车是以电池作为能量来源，通过控制器、电机等部件，将电能转化为机械能运动，以控制电流大小改变速度的车辆.第一辆电动车于1881年制造出来，发明人为法国工程师古斯塔夫•特鲁夫，这是一辆用铅酸电池为动力的三轮车，由直流电机驱动，时至今日，电动车已发生了巨大变化，类型也变得多种多样.爱思考的小东同学对电动车十分好奇，设计了如下实验.

（1）小东同学为了测量某种型号的电动车的电动势与内阻，先从电动车上取下电池，在实验室设计了实验电路.提供的器材有：

A.电动车电池一组，电动势约为12V,内阻未知             

B.直流电流表量程300mA，内阻很小

C.电阻箱R,阻值范围为0〜999.9                     

D.定值电阻R0,阻值为几欧姆

E.导线和开关

①请你在图1为小东同学设计合理的实验电路；

②当他闭合开关时发现，无论怎样调节电阻箱，电流表都没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件损坏，因此他拿来多用电表检查故障，他的操作如下：

1）断开电源开关S

2）将多用表选择开关置于挡，调零后，红黑表笔分别接R0两端，读数为70

3）将多用表选择开关置于挡，调零后，将红黑表笔分别接电阻箱两端，发现指针读数如图2所示，则所测阻值为_____，然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源和开关均完好.由以上操作可知， 发生故障的元件是_____              .

（2） 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，广泛应用于测量和自动控制等领域.在电动自行车中有多处用了霍尔传感器，最典型的是测速、调速转把、断电刹把以及电动车无刷电机和霍尔助力传感器等.实验表明，铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子，但锌中的导电物质带的是正电.小东同学对该型号的电动车内部的霍尔元件进行了研究.

霍尔元件的原理图如图3所示，若制作霍尔元件的材料使用的是锌，通入如图所示的电流后，若保证其他条件不变，增大c时，上、下表面间的电压UH将_____（填“变大”“变小”或“不变”）.

（3） 有一天，小东同学坐出租车时，司机因口渴把车停到路边，跑到超市买了一瓶水，回来只要一扭钥匙，汽车就启动了，爱思考的小东同学对此感到很好奇，通过百度查询，得知这里面的原理是刚学不久的自感现象！为了把原理说明白，小东设计了如图4电路：如图所示，电池电动势为E、内阻可以忽略不计，L是一个匝数很多且有铁芯的线圈，其直流电阻为r，a、b之间的定值电阻阻值为R.然后小明设想了这样一组操作过程：先将开关S接通，电路稳定后，断开S.

①断开S瞬间，线圈L相当于电源，其电动势的大小为_____ .

②若R不是一个定值电阻，而是两个彼此靠近的金属电极，试说明断开S瞬间，两电极间产生电火花的原因

_____________.

12．（5分）某物理课外活动小组学习了“测量电源的电动势和内阻”后，设计了如图甲所示的实验电路。

（1）若闭合开关S1，将单刀双掷开关S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U，处理数据得到如图乙所示图象，写出－关系式______。

（2）若断开S1，将单刀双掷开关S2掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I，处理数据得到如图丙所示图象，写出－R关系式______。

（3）同学们对实验结果进行了误差分析，发现将两个图象综合利用，完全可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差。已知图象乙和丙的纵轴截距分别为b1、b2，斜率分别为k1、k2，则电源的电动势E＝______，内阻r＝______。

（4）不同小组的同学用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成），按照（1）中操作完成了上述实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大，同学们选择了内电阻差异较大的Ⅰ、Ⅱ两个电池组做进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了下列的P－R和P－U图象。若已知Ⅰ电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是______（填正确选项标号）。

A、B、C、D、

三、解答题（本题共3小题，共40分）

13．（12分）如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r =1Ω，电炉电阻R=19Ω，电解槽电阻r'=0.5Ω．当Sl闭合、S2断开时，电炉消耗功率为304W；S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为171W（电炉电阻可看作不变）．试求：

   (1)电源的电动势；

 (2)Sl、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；

 (3)Sl、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率．

14．（15分）两根材料相同的均匀直导线a和b串联在电路上，a长为，b长为．

（1）若沿长度方向的电势随位置的变化规律如图所示，求：

①  a、b两导线内电场强度大小之比；

②  a、b两导线横截面积之比．

（2）以下对直导线内部做进一步分析：设导线单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v．现将导线中电流I与导线横截面积S的比值定义为电流密度，其大小用j表示．

①请建立微观模型，利用电流的定义推导：；

②从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动．设导体的电阻率为ρ，导体内场强为E，试猜想j与E的关系并推导出j、ρ、E三者间满足的关系式．（解题过程中需要用到的物理量要在解题时作必要的说明）

15．（13分）如图所示，内壁光滑、内径很小的圆弧管固定在竖直平面内，圆弧的半径r为0.2m，在圆心O处固定一个电荷量为﹣1.0×10﹣9C的点电荷．质量为0.06kg、略小于圆管截面的带电小球，从与O点等高的A点沿圆管内由静止运动到最低点B，到达B点小球刚好与圆弧没有作用力，然后从B点进入板距d=0.08m的两平行板电容器后刚好能在水平方向上做匀速直线运动，且此时电路中的电动机刚好能正常工作．已知电源的电动势为12V，内阻为1Ω，定值电阻R的阻值为6Ω，电动机的内阻为0.5Ω．求（取g=10m/s2，静电力常量k=9.0×109N•m2/C2）

（1）小球到达B点时的速度；

（2）小球所带的电荷量；

（3）电动机的电功率．

参考答案：

一、   选择题

二、   实验题

11.（1）如图所示9、电流表；

（2）变小；

（3）、两靠近的金属电极间电阻极大（接近无穷大），由E自＝I（R+r）可知，断开S瞬间，L中产生的自感电动势极大，两个电极间的电压就会极高，因此极易击穿空气发生火花放电。

12.                     BC

13.（1）（2）（3）

（1）当S1闭合S2断开时电炉功率为P1，电炉中电流为：

电源电动势为：E=I（R+r）=80V

（2）当S1、S2都闭合时电炉功率为P2，电炉中电流为：

电炉路端电压为：U=IRR=3×19=57V

通过电源的电流为：

通过电解槽的电流为：IA=I-IR=20A

（3）电解槽消耗的电功率为：PA=IAU=20×57=1140W

电解槽内热损耗功率为：P热＝IA2r′＝202×0.5＝200W

电解槽转化成化学能的功率为：P化=PA-P热=940W

点睛：电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求解其电流，只能根据电路中电流关系求电流．

14.（1）①②（2）①见解析②见解析

（1）①根据，由图像知：，代入可得，同理

根据，由已知

代入可得：

②因为两导线串联，所以电流，由欧姆定律，电阻定律

将，长度分别为和

代入可得：

（2）①在直导线内任选一个横截面S，在时间内以S为底，为高的柱体内的自由电子都将从此截面通过，由电流及电流密度的定义知：，其中

代入可得：

②（猜想：j与E成正比）设横截面积为S，长为l的导线两端电压为U，则

电流密度的定义为，将代入，得

导线的电阻

联立可得j、ρ、E三者间满足的关系式为：

15.（1） 2m/s；（2）q=8×10﹣3C；（3）4.5W

 (1)由机械能守恒得

①

解得，=2m/s ②

(2)到达B点恰好作用力为0,由牛顿第二定律得

③

解得＝8×10-3C ④

(3)设电容器两端电压为U，由二力平衡得

⑤

由欧姆定律得

⑥

所以，电动机两端电压，

⑦

⑧

联立解得，⑨