湖北省武汉市第二中学2025-2026学年高二上学期9月月考物理试卷
一、单选题
1.一根粗细均匀的金属导线阻值为R,两端加上恒定电压U时,通过金属导线的电流强度为
,金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v。若将该金属导线对折一次,使其长度变为原来的一半,仍给它两端加上恒定电压U,则下列说法正确的是( )
A.此时金属导线的阻值为
B.此时通过金属导线的电流为
C.此时自由电子定向移动的平均速率为2v D.此时自由电子定向移动的平均速率为
2.如图甲所示,一个简单的闭合电路由内、外两部分电路构成。已知内电路的电源是一个化学电池,电池的正、负极附近分别存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个地方,电势会沿电流方向“跃升”,这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图乙所示,图乙中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低,D点的高度略低于C点,若减小外电路电阻R,则下列说法正确的是( )
A.C、D两点之间的高度差将变小
B.A、D两点之间的高度差和C、B两点之间的高度差之和将变小
C.A、B两点之间的高度差不变
D.在电子从A点经D、C移动至B点的过程中,非静电力做功将不变
3.一个T型电路如图所示,电路中的电阻
,
,
,另有一测试电源,电源提供的电压为14V,内阻忽略不计,则( )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为3.8V
4.如图电路中,电源电动势
,内阻
,定值电阻
,
,
;滑动变阻器
的取值范围为0~15Ω。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使
取不同的阻值接入电路,则下列说法正确的是( )
A.
时,定值电阻
消耗的功率最大,为2W
B.
时,电源内阻消耗的功率最小,为0.5W
C.
时,
消耗的功率最大
D.
时,电源的效率最低
5.如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动,滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接;固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好,且不计摩擦;两个电源的电动势E相同,内阻不计。两弹簧处于原长时,M位于R的中点,理想电压表的示数为0。当P端电势高于Q端时,电压表示数为正。将加速度计固定在水平运动的被测物体上,则下列说法正确的是( )
A.若M位于R的中点右侧,P端电势低于Q端
B.若电压表示数为负时,则物体速度方向向右
C.电压表的示数随物体加速度的增大而增大,且成正比
D.若物体向右匀加速运动,则电压表示数为负,则示数均匀增加
6.如图所示,A、B为水平放置的平行正对金属板,在板中央分别有一小孔M、N,D为理想二极管,
为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,待电路稳定后,将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放,小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是()
A.若仅将B板稍微上移,带电小球仍可以运动至N处
B.若仅将A板稍微上移,带电小球仍可以运动至N处
C.若仅将变阻器的滑片上移,带电小球仍可以运动至N处
D.断开开关S,从P处将小球由静止释放,带电小球将无法运动至N处
二、多选题
7.某型号直流电动机在空载情况下启动阶段的部分伏安特性曲线如图所示,电动机线圈的电阻记为
。对图示过程,下列分析正确的是( )
A.
B.电压为
时电动机消耗的总功率为
C.若不计一切摩擦和空气阻力,电压为
时电动机的热功率为
D.若不计一切摩擦和空气阻力,电压为
时电动机的机械功率为
8.如图甲所示为a、b两电学元件的伏安特性曲线,若把元件a、b串联,在其两端加上电压U0,如图乙所示,则( )
A.元件a两端的电压
B.元件a两端的电压
C.流过元件a的电流
D.流过元件a的电流
9.如图所示,是测电源电动势和内阻的两种常用方法,由于电流表和电压表都不是理想电表,所以测量结果有系统误差。下列分析正确的是( )
A.采用图1的方法,引入系统误差的原因是电压表的分流作用
B.图3是用“图1”电路处理的结果,其中图线②表示测量图线
C.图4是用图2电路处理的结果,其中图线④表示真实图线
D.结合图3和图4处理实验数据,不能消除因电表不理想而引起的系统误差
10.阻值较大的电阻R1和R2串联后,接入电压U恒定的电路,如图所示,现用同一非理想电压表依次测量R1、R2的电压,测量值分别为U1和U2,则( )
A.U1+U2=U B.U1+U2<U
C.
=
D.
≠
三、实验题
11.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率
,步骤如下:
(1)用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为L= mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图所示,由图可知其直径D= mm;
(3)某同学先用多用电表的电阻“
”挡,按正确的操作步骤测量此圆柱体的电阻,发现指针偏转角度很小,则应将选择开关旋转到
挡(填“
”或“
”)并进行欧姆调零,再次进行测量时,表盘示数如图所示,则该电阻的阻值约为
。
(4)某同学想通过描绘伏安特性曲线来研究该电阻
,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻
:
电流表
(量程
,内阻约
);
电流表
(量程
,内阻约
)
电压表
(量程3V,内阻约
);
电压表
(量程15V,内阻约
);
直流电源E(电动势4V,内阻不计):
滑动变阻器
阻值范围
,允许通过的最大电流2.0A);
滑动变阻器
阻值范围
,允许通过的最大电流0.5A);
开关
;导线若干
根据实验要求,滑动变阻器应选
(填
或
),电流表应选
,电压表应选
,请根据所选器材在方框中画出实验电路图
。
12.某同学想通过测绘小灯泡的电流—电压(
)图像来研究其电阻随电压的变化,同时用两个小灯泡和电流表测量某一电源的电动势和内阻。所用器材如下:
两只待测小灯泡
和
,额定电压均为2.5V,
电阻约5Ω、
电阻约10Ω;
电压表V量程0~3V,内阻为3kΩ;
电流表A量程0~0.6A,内阻为0.5Ω;
滑动变阻器,干电池两节,待测电源,开关和导线若干。
(1)该同学先测绘
的
图像,要求待测小灯泡两端电压从零开始变化,请将虚线框中的实验电路图补充完整;
(2)该同学通过实验做出小灯泡
,
的
图像分别如图甲中①、②所示,则小灯泡
正常工作时的电阻为
Ω(结果保留三位有效数字);
(3)将小灯泡
、
,待测电源、电流表按图乙所示的电路连接。分别将开关K掷于a、b两端,测量得到通过小灯泡
的电流值为0.28A,
的电流表示数如图丙所示,读数为
A;
(4)待测电源的电动势为 V,内阻为 Ω。(结果保留三位有效数字)
13.在“把小量程电流表改装成欧姆表”的实验中,给出的器材有:
A.电流表(量程为0.6mA,内阻未知)
B.电阻箱(0~999.9Ω)
C.滑动变阻器(0~4kΩ)
D.电位器(0~20kΩ,电位器相当于滑动变阻器)
E.电源(电动势为1.5V,有内阻)
F.电源(电动势为9.0V,有内阻)
G.开关两个,导线若干
(1)首先用“三分之二偏法”测定电流表的内阻,若采用如图1所示的电路测定电流表的内阻,并且想得到较高的精确度,在以上给出的器材中,电阻R1应选用 ,电源应选用 。(填写所选仪器前的字母即可)
(2)该实验按照以下步骤操作:
A.观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调至最大
B.闭合S1,调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度
C.闭合S2,调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的
D.记下R2的阻值为400Ω
(3)图1中被测电流表的内阻Rg的测量值为 Ω。若仅考虑系统误差,则电流表内阻测量值比实际值略 (选填“大”、“小”)。
(4)如果要将图中的电流表改装成欧姆表,其内部结构如图2所示。若选用电动势为1.5V的电源,则R3应选用 (填写所选仪器前的字母即可),此挡位欧姆表的中值电阻为 Ω。
14.某实验小组的同学在测量一未知电阻的阻值时,完成了如下操作:
(1)首先用多用电表粗略测量了该电阻的阻值:将选择开关旋至欧姆“
”的挡位,欧姆调零后将两表笔与该电阻相接,其示数如图甲所示,则该电阻的阻值约为
;测量完毕后,将选择开关旋至
(2)为了精确地测量该电阻的阻值,可供选择的实验器材如下:
电源
,电动势约为
,内阻约为
;
电流表
,量程为
,内阻
约为
;
电压表
,量程为
,内阻
;
电压表
,量程为
,内阻
约为
;
定值电阻
,有四种规格供选:
、
、
、
;
滑动变阻器
,最大阻值为
,额定电流
;
单刀单掷开关S一个,导线若干.
该小组同学设计的电路如图乙所示,综合提供的实验器材分析下列问题:
①图中的电表①应为 ;电表②应为 (填实验器材的符号)
②为了保证各电表偏转的角度在满量程的
以上,则定值电阻
的规格应选择
③若①、②表的示数分别为
、
,则待测电阻的阻值
(用测量量和已知量的符号表示)
15.某物理爱好者设计了一个三挡位(“
”“
”“
”)的欧姆表,其内部结构如图所示,
为单刀三掷开关,
为调零电阻,
、
、
为定值电阻,表头
的满偏电流为
,内阻为
,干电池的电动势为
,内阻为。用此欧姆表测量某待测电阻的阻值,回答下列问题∶
(1)欧姆表的两只表笔中, (选填“a”或“b”)是红表笔。
(2)当欧姆表的挡位为“×1”时,应将单刀三掷开关K与 (选填“1”“2”或“3”)接通。
(3)若从“×10”挡位换成“×1”挡位,再进行欧姆调零时,调零电阻R的滑片应该 (选填“向上”或“向下”)调节。
(4)在“×100”挡位进行欧姆调零后,在ab两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻R1,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的
;取走R1,在ab两表笔间接入待测电阻Rx,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的
,则Rx=
Ω。
(5)若电源电动势原来为1.5V,一段时间后,电动势降为1.2V,用此欧姆表欧姆调零后测量某电阻,读数为30Ω,则该电阻的真实值为 Ω。
16.在用伏安法测量一块电池的电动势E和内电阻r时,为消除系统误差,实验小组设计了图甲的电路进行实验。图中保护电阻的阻值为
,R为滑动变阻器:
(1)闭合
前,R的滑动触头应滑到
(选填“a端”或“b端”)。
(2)将
掷到位置“1”,闭合
后调节R的阻值,得到多组电压表和电流表的值U、I,绘制出的
图线如图丙中的实线所示,图线的截距分别为
、
。之后,将
掷到位置“2”,同样闭合
后调节R的阻值,绘制的
图线如图丙中的虚线所示,图线的截距分别为
、
。则可知该电源电动势的真实值为
,电源内阻的真实值为
。(用测得量和已知量的符号表示)
(3)进一步分析可知,电压表的内电阻为 。(用测得量和已知量的符号表示)
17.研究小组利用如图(a)所示电路测量某水果电池的电动势和内阻,电流表
和
量程均为
,内阻相同,电阻箱R、
和
的最大阻值均为
。
(1)测量电流表的内阻。调节电阻箱R、
的阻值均为
,闭合开关
和
,调节电阻箱
使电流表
的示数为零,电阻箱
的阻值如图(b)所示,则电流表的内阻
。
(2)保持
闭合,断开
。将电阻箱
调到
,使
与
整体可视为量程为
的电压表,接着,保持电阻箱
不变,改变电阻箱R的值,记录电流表
和
的值
和
,根据数据绘制图像如图(c)所示,则水果电池的电动势
V,内阻
。(E和r的计算结果保留一位有效数字)
(3)实验后研究小组发现开关
氧化严重,闭合时的接触电阻较大。与水果电池的实际值比较,该小组测得的内阻
。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
题号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
答案 |
C |
D |
B |
C |
C |
C |
ABC |
AD |
AB |
BC |
11.
50.15
4.699/4.697/4.698/4.700
1200
【详解】(1)[1]游标卡尺的读数为
(2)[2]螺旋测微器的读数为
(3)[3][4]指针偏转角度太小,说明被测电阻过大,应采用大一档测量,故换用×100档,欧姆表的读数为
(4)[5][6][7]因为该电阻大概1200Ω,因为描绘伏安特性曲线,要求测得多组数据进行分析,所以采用滑动变阻器的分压接法,便于操作,所以采用总阻值较小的滑动变阻器R1,电路中的最大电流为
故电流表应选A1,为使读数较为准确,电压表选V1。
[8]由于
电压表内阻和被测电阻较接近,电压表分流较大,所以采用电流表的内接法,如图所示
12.(1)
(2)10.4
(3)0.20
(4) 2.72/2.73/2.74/2.75/2.76/2.77/2.78 5.72/5.73/5.74/5.75/5.76/5.77/5.78
【详解】(1)要求待测小灯泡两端电压从零开始变化,则滑动变阻器采用分压式接法,实验电路图如图所示
(2)由图甲可知,小灯泡
正常工作时的电流为0.24A,由欧姆定律可得
(3)
的电流表示数如图丙所示,该电流表的最小分度为0.02A,需要读到本位,其读数为0.20A。
(4)[1][2]由图甲可知,通过小灯泡
的电流值为I1=0.28A时,其两端电压为U1=1.0V,
的电流表示数为I2=0.20A,此时其两端电压为U2=1.5V,由闭合电路欧姆定律可得
,
联立,解得
,
13. D F 200 小 C 2500
【详解】(1)如图所示,设电源的电动势为E,内阻为r,S2打开时,设电流表满偏电流为
实验要求R1>>Rg,R1>>r,这样才有
当S2闭合时,R2和Rg并联,并联后总阻值
R并<Rg<<R1
这样才有S2闭合后,电路中总电流几乎不变,仍然近似等于
,调节R2使电流表
偏为
,所以流过R2的电流为
,所以
从上述原理可知,S2打开与闭合,近似认为干路中电流不变的前提是
故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大,②R1尽可能大,所以R1选用大量程的D,因电流表的满偏电流确定,故电源电动势也要匹配地选用电动势较大的F。
(3)由以上分析可知,当F中记录的R2阻值为400Ω,被测电流表的内阻Rg的测量值应为200Ω;当S2闭合时,R2′和Rg并联,并联后总阻值R并<Rg,而电阻R1不变,所以S2闭合后的干路电流比闭合前的总电流要大,即电流大于Ig,而此时电流表支路的电流等于
,那么R2′支路的电流要大于
,那么其电阻R2′<2Rg,所以用此方法测量的电流表内阻的测量值比真实值要偏小。
(4)设电路中除电流表内阻Rg以外其它电阻的总电阻为R,根据全电路的欧姆定律可知
则
解得
R=2300Ω
故需要选滑动变阻器C。
(5)经过改装后的欧姆表总内阻
根据全电路的欧姆定律可知
当指针指示表盘正中央时,代表
可得
此即为欧姆表在此挡位的中值电阻值。
14.
170
OFF挡或交流电压最大挡
50
【详解】(1)[1][2]该电阻的阻值约为
;测量完毕后,应将旋钮旋至“OFF”挡或“交流电压最大挡”;
(2)①[3][4]由题中提供的实验器材可知,流过待测电阻
的电流太小,电流表的量程比较大,因此电流表不可用;测待测电阻的电流时,应用内阻已知的电压表
代替,因此②为
、①为
;
②[5]根据串联电路电阻分压的特点,为了保证两只电压表的读数都不小于其量程的
,即V2的两端电压
V1的两端电压
而待测电阻两端电压为
所以有
所以
所以定值电阻R0的规格应选择
;
③[6]根据欧姆定律可得
由电路图可知
解得
15.(1)
(2)3
(3)向下
(4)4000
(5)24
【详解】(1)欧姆表内部电流从黑表笔流出,经待测电阻后,从红表笔流进欧姆表,黑表笔与内部电池正极相连,红表笔与内部电源负极相连,因此图中
是红表笔。
(2)欧姆表内阻大,中值电阻大,欧姆表的倍率越大,根据闭合电路的欧姆定律,欧姆表内阻
当开关K拨向3时,根据并联电路电流的分配原则可知,与表头并联的电阻越小,该支路的电流越大,回路中满偏电流越大,则欧姆表内阻越小,即为“×1”挡位。
(3)从“×10”挡位换成“×1”挡位,即开关K从2拨向3,满偏电流由
变成
,欧姆调零电阻由
变成
根据闭合电路欧姆定律有
,
又
则
,即调零电阻接入电路的阻值减小,因此滑片向下滑动。
(4)根据闭合电路的欧姆定律,在“×100”挡位进行欧姆调零,则
在a、b两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻
,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的
,则
在a、b两表笔间接入待测电阻
,稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的
,则
联立解得
则有
(5)若电源电动势原来为
,调零时对应的内阻为
,则有
一段时间后,电动势降为1.2V,用此欧姆表进行调零时,有
联立可得
当测量某电阻时读数为
,则真实的电阻为
16.(1)a端
(2)
(3)
【详解】(1)闭合开关
前,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大以保护电路,故滑动变阻器的滑动触头应位于a端。
(2)[1][2]
接1时,当电流表示数为0时,电流表和
不分压,电压表的示数
;
另一方面由于
接2,当电压表示数为0时,电压表没有分流,即此时的电流表示数
联立可得
,
(3)
接2时,所测内阻为电源、
及电压表的整体的等效内阻,即
联立可得电压表内阻
17.
900
1600 1
偏大
【详解】(1)[1]电阻箱R、
的阻值均为
,电流表
的示数为零,说明电阻箱
阻值与电流表内阻相等,电流变内阻为
。
(2)[2][3][4]由
得
根据闭合电路欧姆定律
得
由图可知
当I2=140μA时I1=130μA即
结果保留一位有效数字,解得
,
(3)[5]开关
电阻较大,说明电流表内阻的测量值小于真实值,根据
可知
为定值,根据
可得
为定值,电流表内阻的测量值小于真实值,则电源内阻的测量值大于真实值。
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