2022-2023学年高二第一学期阶段教学情况测试人教版物理模拟试题二(解析版)

这是一份2022-2023学年高二第一学期阶段教学情况测试人教版物理模拟试题二(解析版)，共8页。试卷主要包含了5 A．实验室提供的器材如下，0－1，5,0，84 W，82,6) W＝3等内容，欢迎下载使用。

2022年10月
注意事项：
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求：本试卷为小林老师原创，盗用必究
1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
一、选择题（共10小题，共40分，每小题只有一个选项符合题意）
一闭合电路中的电源电动势恒定，下列说法中不正确的是( )
A．路端电压一定大于内电路的电压
B．路端电压随外电阻的增大而增大
C．外电路断路时，路端电压等于电源电动势
D．外电路短路时，路端电压为零
【答案】 A
【解析】 根据闭合电路欧姆定律知，路端电压为：U＝IR＝eq \f(E,R＋r)R，当内电阻大于外电阻时，路端电压小于内电路的电压，故A错误；根据路端电压U＝eq \f(E,R＋r)R＝eq \f(E,1＋\f(r,R))，可知路端电压与R不成正比，但随外电阻增大而增大，故B正确；外电路断路时，电路中电流I为零，内电压为零，路端电压等于电源电动势，故C正确；外电路短路时，电源内电压等于电源电动势，路端电压为零，故D正确．
1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”．此实验可简化为将大量的负电荷加在一个橡胶圆盘边缘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，将圆盘绕中心轴按如图7所示方向高速旋转时，就会发现小磁针发生偏转，忽略地磁场对小磁针的影响．下列说法错误的是( )
图7
A．小磁针发生偏转说明电流会产生磁场
B．圆盘中心轴处的磁场方向向下
C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向左侧偏转
D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极向右侧偏转
【答案】 B
【解析】 由题意可知，小磁针受到磁场力的作用而发生偏转，原因是电荷的定向移动形成电流，电流周围产生磁场，A正确；圆盘带负电，根据安培定则可知，产生的磁场方向向上，故圆盘上方为N极，圆盘下方为S极，B错误；当小磁针处于圆盘的左上方时，因圆盘上方为N极，则小磁针的N极向左侧偏转，C正确；当小磁针处于圆盘的左下方时，因圆盘下方为S极，则小磁针的N极向右侧偏转，D正确．
下列说法不正确的是( )
A．物体在某一温度下能辐射不同波长波长的电磁波
B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高
C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强
D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高
【答案】 D
【解析】 物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波，A正确；铁块呈现黑色，是由于它的辐射强度的极大值对应的波长段在红外部分，甚至波长更长，说明它的温度不太高，当铁块的温度较高时铁块呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强，故B、C正确；太阳早、晚时分呈现红色，而中午时分呈现白色，是大气吸收与反射了部分光的原因，不能说明中午时分太阳温度最高，D错误．
有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V 60 W”．现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量( )
A．日光灯最多 B．电烙铁最多
C．电风扇最多 D．一样多
【答案】B
【解析】 电烙铁是纯电阻用电器，即以发热为目的，电流通过它就是用来产生热量的，而日光灯和电风扇是非纯电阻用电器，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的能(光能和叶片动能)．综上所述，B正确．
如图所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环A所在的平面内画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外，则穿过B圆内的磁通量( )
A. 为零 B. 垂直向里 C. 垂直向外 D. 条件不足，无法判断
【答案】B
【解析】根据安培定则可知，通电环形导线A，在线圈B处产生磁场方向，左半边的垂直向里，右半边的磁场垂直向外，且线圈A内部的磁场强，外部的磁场弱，根据方向相反的磁通量可以相互抵消，可知，B圆内的磁通量是垂直于纸面向里的，故B正确，ACD错误。
如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B＝1 T的匀强磁场中，以导线为中心、R为半径的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法正确的是( )
A．直导线中电流方向垂直纸面向里
B．a点的磁感应强度为eq \r(2) T，方向向右
C．b点的磁感应强度为eq \r(2) T，方向斜向下，与原匀强磁场方向成45°角
D．d点的磁感应强度为0
【答案】 C
【解析】 由c点磁感应强度为0可得电流在c点产生的磁场的磁感应强度大小B′＝B＝1 T，方向水平向左，由安培定则可知导线中电流方向垂直纸面向外，电流在a、b、d各点产生的磁场方向分别为向右、向下、向上，且磁感应强度大小均为1 T，故对于a点，Ba＝2 T，对于 b点，Bb＝eq \r(2) T，方向斜向下，与原匀强磁场方向成45°角，对于d点，Bd＝eq \r(2) T，方向斜向上，与原匀强磁场方向成45°角，故C正确．
如图7所示，在“口”字形闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池、开关构成闭合电路，a、b、c、d四个闭合金属圆环套在铁芯上．假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，当滑动变阻器的滑片左右滑动时，不能产生感应电流的圆环是( )
图7
A．a环 B．b环
C．c环 D．d环
【答案】 B
【解析】 滑动变阻器的滑片滑动时，线圈产生的磁场的磁感应强度发生变化，a、c、d环内的磁通量发生变化，产生感应电流，而穿过b环的正、负磁通量相互抵消，净磁通量始终为零，故没有感应电流产生，故选B．
如图5所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是( )
图5
A．电流表坏了或未接好
B．从点a经过灯L1到点b的电路中有断路
C．灯L2的灯丝断了或灯座未接通
D．电流表和灯L1、L2都坏了
【答案】 B
【解析】 由于闭合开关，两灯不亮，电流表没有示数，可以断定电路中某处断路，由于电压表有示数，则经开关、电流表、电压表、L2线路没有断路，故应是点a经L1到点b间的电路中有断路，故B正确．
如图5所示是测定两个电源的电动势和内阻实验中得到的路端电压和电流的关系图线，则下列说法不正确的是( )
图5
A．当I1＝I2时，电源总功率P1＝P2
B．当U1＝U2时，电源输出功率P出1C．当I1＝I2时，外电阻R1＝R2
D．当U1＝U2时，电源内部消耗的电功率P内1【答案】C
【解析】 由题图可知，两电源的电动势E相等，由电源的总功率P＝EI知，当I1＝I2时，电源总功率P1＝P2，故A正确；电源的输出功率P出＝UI，当U1＝U2时，由题图读出I1r2，当I1＝I2时，由闭合电路欧姆定律可知，R1大，C错误；灯泡是纯电阻元件，欧姆定律仍适用，图线为曲线是因为灯泡的电阻随温度的升高而增大，D错误．
在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源内阻不能忽略．当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下调节，则下列叙述正确的是( )
A．电压表和电流表的示数都增大 B．灯L2变暗，电流表的示数减小
C．灯L1变亮，电压表的示数减小 D．电源的效率增大，电容器C的带电荷量增加
【答案】C
【解析】滑片P下滑时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，闭合电路的总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律知，总电流I增大，灯L1变亮，电源路端电压U＝E－Ir随总电流的增大而减小，电压表示数减小；并联部分的两端电压U并＝E－I(r＋RL1)也随总电流的增大而减小，所以通过L2的电流I2减小，灯L2变暗，电容器带电荷量减少；通过变阻器的电流IA＝I－I2增大；电源的效率η＝eq \f(IU,IE)＝eq \f(R外,R外＋r)＝eq \f(1,1＋\f(r,R外))随外电路电阻R外的减小而减小．综上分析，选项C正确．
二、简答题(本题共5小题，共60分)
某同学用如图12甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r，R为电阻箱．干电池的工作电流不宜超过0.5 A．实验室提供的器材如下：电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)；电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)；开关、导线若干．
图12
(1)请根据图甲的电路图在图乙中连线，将器材连接成实验电路．
(2)实验时，改变电阻箱R的阻值，记录电压表的示数U，得到若干组R、U的数据．根据实验数据绘出如图丙所示的eq \f(1,U)－eq \f(1,R)图线．由图像得出电池组的电动势E＝______ V，内阻r＝________ Ω(结果保留三位小数)．
(3)关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是________．
A．电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差
B．该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差
C．本实验用图像法处理数据可以减小偶然误差
D．如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差
【答案】(1)见解析图(2分) (2)2.86(2.84～2.88均可)(2分) 5.84(5.80～5.88均可)(2分) (3)CD(2分)
【解析】 (1)电路连接如图
(2)根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋eq \f(Ur,R)，变换为eq \f(1,U)＝eq \f(r,E)·eq \f(1,R)＋eq \f(1,E)，结合图像可得图线斜率k＝eq \f(r,E)＝eq \f(1.25－0.35,0.44)＝eq \f(45,22)，图线在纵轴上的截距b＝eq \f(1,E)＝0.35，解得电池组的电动势E≈2.86 V，内阻r≈5.84 Ω.
(3)电压表的分流作用引起的误差属于系统误差；读数引起的误差属于偶然误差；应用图像法处理数据时舍去一些不合理的点，可以减小偶然误差；将电压表的内阻计算在内可减小系统误差，故C、D正确．
如图甲所示的电路，当变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙中的A、B两直线所示，不考虑电表对电路的影响．
(1)电压表V2的示数随电流表示数的变化图像为U－I图像中的哪一条直线？
(2)定值电阻R0、变阻器的总电阻分别为多少？
(3)试求出电源的电动势和内阻．
【答案】 (1)A (2)3 Ω 12 Ω (3)8 V 1 Ω
【解析】 (1)U2＝IR0，故电压表V2的示数随电流表示数的变化图像应为A.(3分)
(2)由题图乙可知，电阻R0的值等于图线A的斜率，即R0＝eq \f(ΔU,ΔI)＝eq \f(6.0－1.5,2.0－0.5) Ω＝3 Ω(2分)
当R全部接入电路时，电路中电流最小，对应图线B的左端点，则eq \f(7.5,0.5) Ω＝R＋R0，得R＝15 Ω－3 Ω＝12 Ω；(3分)
(3)对图线B的左端点，根据闭合电路欧姆定律有
E＝7.5 V＋0.5 A·r(2分)
对图线B的右端点，根据闭合电路欧姆定律有
E＝6.0 V＋2.0 A·r(2分)
联立解得E＝8 V，r＝1 Ω.(2分)
在如图15所示电路中，灯L标有“6 V 3 W”，定值电阻R1＝4 Ω，R2＝10 Ω，电源内阻r＝2 Ω，当滑片P滑到最下端时，理想电流表读数为1 A，此时灯L恰好正常发光，试求：
图15
(1)滑动变阻器最大值R；
(2)当滑片P滑到最上端时，电流表的读数；
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时，滑动变阻器消耗的功率．
【答案】 (1)12 Ω (2)2 A (3)3.84 W
【解析】 (1)灯L的电阻为
RL＝eq \f(U\\al(L2),PL)＝eq \f(62,3) Ω＝12 Ω(2分)
当P滑到最下端时，R2被短路，灯L与整个滑动变阻器R并联，此时灯正常发光，通过灯L的电流为
IL＝eq \f(PL,UL)＝eq \f(3,6) A＝0.5 A．(1分)
通过滑动变阻器R的电流为
IR＝IA－IL＝1 A－0.5 A＝0.5 A(1分)
则IR＝IL，即得滑动变阻器最大值
R＝RL＝12 Ω.(1分)
(2)电源电动势：
E＝I(R1＋r＋eq \f(R·RL,R＋RL))＝1×(4＋2＋6) V＝12 V(2分)
当P滑到最上端时，灯L、滑动变阻器R及电阻R2都被短路，此时的电流表的读数为
I′＝eq \f(E,R1＋r)＝eq \f(12,4＋2) A＝2 A．(2分)
(3)P位于滑动变阻器的中点时，灯L与eq \f(R,2)并联后再与R1串联，此时：R并＝4 Ω(1分)
总电流为I总＝eq \f(E,R并＋R1＋r)＝eq \f(12,4＋4＋2) A＝1.2 A(2分)
并联部分的电压为U并＝I总·R并＝1.2×4 V＝4.8 V(2分)
滑动变阻器上消耗的功率为PR＝eq \f(U\\al(并2),\f(R,2))＝eq \f(4.82,6) W＝3.84 W(2分)
如图所示，有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为r.现于纸面内先后放上圆形线圈A、B、C，圆心均处于O处，线圈A的半径为r,10匝；线圈B的半径为2r,1匝；线圈C的半径为eq \f(r,2)，1匝．
(1)在磁感应强度B减为eq \f(B,2)的过程中，线圈A和线圈B中的磁通量变化了多少？
(2)在磁场转过90°角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？转过180°角呢？
【答案】 (1)A、B线圈的磁通量均减少了eq \f(Bπr2,2)(2)减少了eq \f(1,4)Bπr2 减少了eq \f(1,2)Bπr2
【解析】 (1)A、B线圈中的磁通量始终一样，故它们的变化量也一样．
ΔΦ＝(eq \f(B,2)－B)·πr2＝－eq \f(Bπr2,2)
即线圈A、B中的磁通量均减少了eq \f(Bπr2,2).
(2)对线圈C，Φ1＝Bπr′2＝eq \f(1,4)Bπr2
当磁场转过90°时，Φ2＝0，
故ΔΦ1＝Φ2－Φ1＝－eq \f(1,4)Bπr2
即减少了eq \f(1,4)Bπr2
当转过180°时，磁感线从另一侧穿过线圈，若取Φ1为正，则Φ3为负，有Φ3＝－eq \f(1,4)Bπr2，故ΔΦ2＝Φ3－Φ1＝－eq \f(1,2)Bπr2，即减少了eq \f(1,2)Bπr2.
太阳光垂直照射到地面上时，地面接收太阳光的功率为1.4kW，其中可见光部分约占45%．
（1）假如认为可见光的波长约为，日地间距离，普朗克常量，估算太阳每秒辐射出的可见光光子为多少？
（2）若已知地球的半径，估算地球接收的太阳光的总功率．
【答案】（1）个 （2）
【解析】
(1)设地面上垂直于阳光的面积上每秒钟接收的可见光光子数为n，则有
设想一个以太阳为球心、以日地间距离为半径的大球面包围着太阳，大球面接收的光子数即等于太阳辐射的全部光子数，则所求可见光光子数
联立得
个．
(2)地球背着太阳的半个球面没有接收太阳光，地球向阳的半个球面面积也不都与太阳光垂直．接收太阳光辐射且与阳光垂直的有效面积是以地球半径为半径的圆平面的面积，则地球接收太阳光的总功率P，则有