2019-2020学年河北省张家口市高二上学期10月阶段测试物理试题 解析版

张家口市2019－2020学年第一学期阶段测试卷高二物理考试说明：1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分，共100分。考试时间90分钟。2.请将各题答案填在答题卡上。3.本试卷主要考试内容：选修3－1第二章1～11节。第Ⅰ卷(选择题共50分)一、选择题：本题共15小题，共50分。在第1～10小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题3分；在第11～15小题有多个选项正确，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。1.下列不属于比值定义法的是A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】所谓比值法定义，就是用两个物理量的比值来定义一个新的物理量的方法。比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，与参与定义的物理量无关。根据比值法定义的共性分析。【详解】A．电场强度的大小与和无关，属于比值定义法，故A错误；B．电源电动势是由电源本身的性质决定的，其数值等于在电源内部把的正电荷从负极移动到正极非静电力做的功，是比值定义法，故B错误；C．电阻由导体本身决定，与、无关，该式属于比值定义法，故C错误；D．电流，该表达式为闭合电路欧姆定律的电流表达式，不属于比值定义法，故D正确。【点睛】用比值法定义物理量是物理上常用的思想方法，可以根据定义出的物理量与参与定义的物理量有无关系，判断是否是比值法定义。2.如图所示为一款锂电池背面印有的符号。下列说法中正确的是A.锂电池是通过静电力做功把化学能转化为电能的装置B.无论是否接入外电路，锂电池两端的电压都是3.6VC.该锂电池每有1C的负电荷从负极运动到正极，就有3.6J的化学能转化为电能D.该锂电池充满电后以25mA电流为供电，可以工作20h【答案】D【解析】【分析】根据铭牌读出电池的容量和电动势。电池的容量是指电池能释放的总电量，根据电流的定义式求出该电池以的电流工作可用的时间。【详解】A．根据电源的特点可知，锂电池是通过非静电力做功把化学能转化为电能的装置，故A错误；B．由图可知，该电池的电动势为，当接入电路后锂电池两端的电压小于，故B错误；C．锂电池每有的负电荷从正极运动到负极，就有的化学能转化为电能，故C错误；D．由图可知，该电池的总电量为，为电池的容量由可知，以的电流为用电器供电则供电时间为：故D正确。【点睛】本题考查读取电池铭牌信息的能力。电池的容量是指电池所能释放的总电量。3.对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器。它的原理如下：传感器的核心为一惠斯通电桥，其中一桥臂上有催化剂。当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例。从而实现对可燃气体的检测。由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为A.电解液 B.半导体 C.镍铜合金 D.橡胶【答案】B【解析】【分析】热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器和负温度系数热敏电阻器。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。热敏电阻的材料为半导体材料。【详解】由题意可知，该电阻为热敏电阻，热敏电阻的材料为半导体材料，故B正确，ACD错误。【点睛】常用的热敏电阻和光敏电阻均是半导体材料，需要记忆其特点和性质。4.某导体的电阻为5Ω，测得8秒内通过某一横截面的电荷量为0.16C，则导体两端的电压是A.0.1V B.0.5V C.0.625V D.【答案】A【解析】【分析】由电流的定义式求出电路中的电流，然后由欧姆定律可求得的电压。详解】内通过某一横截面的电荷量为，则电流为：由欧姆定律得：故A正确，BCD错误。【点睛】本题考查电流的定义及欧姆定律，熟记公式和公式中物理量的物理意义。5.定值电阻R1、R2、R3组成如图所示电路，通电后经R1和R2的电流之比为3：2，R1和R2消耗的电功率之比为1：1。则R1、R2和R3的电阻之比A.1：2：3 B.3：2：1 C.6：3：1 D.4：9：【答案】D【解析】【分析】根据串并联的特点分析可以得到电流电压的关系，根据欧姆定律和功率的公式分析电阻的关系。【详解】与并联后与串联，和的电流之比为，则与的电流之比为，所以和消耗的电功率之比为，通电后经和的电流之比为，根据知所以，故D正确，ABC错误。【点睛】根据串联分压、并联分流的特点分析计算，在计算的时候注意各个量之间的关系。6.如图所示为某电压两端的电压随电流变化的曲线。将此电源与以下四个电阻成闭合电路，电源的输出功率最大的是A.0.5Ω B.1Ω C.1.5Ω D.【答案】A【解析】【分析】图象反映电源的路端电压随电流变化的关系，纵轴截距等于电源的电动势，斜率等于电源的内阻；当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大。【详解】根据图象可知，该电源的内电阻为：当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，所以外接电阻为时，电源的输出功率最大，故A正确，BCD错误。【点睛】本题考查了闭合电路的欧姆定律以及图象，关键是掌握电源输出功率和外电阻的关系。7.安全出口指示灯通常被用到一些人口比较密集的场所，一般处于常亮状态。如图所示的安全指示灯的功率为3W，某共装了300盏这样的指示灯，请你估算该一年指示灯消耗的总电能约为A.8000kW·h B.5000kW·h C.3000kW·h D.300kW·h【答案】A【解析】【分析】根据功率和电能的关系，直接计算出一年时间内指示灯消耗的总电能。【详解】设一年指示灯消耗的总电能为，则有：代入数据，得：结果与A接近，故A正确，BCD错误。【点睛】本题考查电功和电功率，注意求电功时的几个不同表达式。8.2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功研制出具有较高电导率的砷化纳米带材料，电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即。两根粗细相同的均匀导线P和Q串联在电路中，它们沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示，其中，导线P长为l，导线Q长为2lA.导线P的电导率大于导线Q的电导率B.导线P的电导率小于导线O的电导率C.导线P的电导率等于导线Q的电导率D.导线P的电导率和导线Q的电导率的关系不能确定【答案】B【解析】【分析】串联电路中电流相等，根据电势差的大小和通过欧姆定律得出电阻的大小关系。【详解】由图可知，上的电势降落是的3倍，即；又导线长为，导线长为，与串联，电流相等，根据欧姆定律得：根据电阻定律：横截面积相等，联立可得：可知的电阻率大；电导率就是电阻率的倒数，所以导线的电导率小于导线的电导率,故B正确，ACD错误。【点睛】本题考查了欧姆定律、电阻定律以及串并联电路的特点，掌握串联电路的电压分配特点是关键。9.如图所示电路中，电源内阻为r，定值电阻R2＝R3＝2R1＝2r。开关S断开和闭合时，电容器C所带电荷量的比值为A.1：3 B.3：1 C.3：2 D.2：【答案】C【解析】【分析】根据闭合电路的欧姆定律求出开关断开和闭合时电容器两端的电压，再根据电荷量的计算公式求解电容器所带电荷量的比值。【详解】开关断开时，、串联，此时电容器两端电压等于两端电压，根据闭合电路的欧姆定律可得：开关闭合时，和并联，并联电阻为：此时电容器两端电压等于和并联的两端电压，根据闭合电路的欧姆定律可得：开关断开和闭合时，电容器所带电荷量的比值为：故C正确、ABD错误。【点睛】本题主要是考查闭合电路的欧姆定律和电容器电容的计算公式，知道电路的结构以及电容器两端电压的计算方法是关键。10.如图所示为双量程电流表的简化电路，其中表头G的内阻为Rg，R1和R2为两个定值电阻。则连接a和b接线柱、a和c接线柱时电流表的量程之比为A. B. C. D.【答案】C【解析】分析】分析给出的仪表，明确改装原理，再根据部分电路欧姆定律进行分析。【详解】根据电流表的改装原理，当分流电阻越小时，改装后的量程越大，由图示电路图可知，接接线柱量程为：选用两接线柱时分流电阻阻值较大，其对于的电流表量程较小，为：所以量程之比为：故C正确，ABD错误。【点睛】本题电流表的改装原理，灵敏电流计并联一个小电阻可以增大量程，电流之比为电阻反比。11.如图所示，图中两条直线及曲线分别代表电源I、II的U－I图象和灯泡的伏安特性曲线。下列说法正确的是A.电源I的电动势等于II的电动势B.电源I的内阻小于II的内阻C.小灯泡分别与电源I、II串联时，电源I的输出功率较大D.小灯泡分别与电源I、II串联时，电源II的效率较大【答案】AD【解析】【分析】根据图线I和II的纵轴截距读出电源的电动势，斜率大小读出电源的内阻。两图线的交点表示小灯泡接在该电源的电压和电流，求出电源的输出功率和效率的表达式进行分析。【详解】A．图线I、II纵轴截距表示电源的电动势，可知两个电源的电动势是相等的，故A正确；B．图线I、II的斜率等于电源的内阻，由图可知图线I的斜率大于图线II的斜率，所以电源的内阻大于II的内阻，故B错误；C．图线I与曲线两图线的交点表示该电源直接与小灯泡相连组成闭合电路时电路中电流和路端电压，则电源的输出功率为：根据图象的交点可得电源Ⅱ的输出功率较大，故C错误；D．电源的效率：交点表示该电源直接与小灯泡相连组成闭合电路时电路中电流和路端电压，根据图象的交点可得电源II的输出效率较大，故D正确。【点睛】本题抓住伏安特性曲线的斜率、截距和交点的数学意义来理解其物理意义。12.如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，R1、Rg均为定值电阻，R3是一紫外线传感器，其电阻率随紫外线强度的增大而减小。当R3处紫外线强度减小时，下列说法正确的是A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变大C.电源两端电压变大 D.定值电阻R1消耗的电功率变大【答案】BC【解析】【分析】由光敏电阻阻值的变化分析总电阻的变化，由欧姆定律可分析电路中电流的变化，再对各部分由欧姆定律分析电流及电压的变化。【详解】AB．当紫外线强度减小时，光敏电阻的阻值增大，电路中总电阻增大，总电流减小，根据闭合电路欧姆定律：可知，路端电压增大，即电源两端的电压增大，路端电压增大、则两端的电压增大，则电流表的示数增大；中电流增大，流过的电流减小，电压表的示数减小，故A错误，B正确；C．根据上述分析，可知C正确；D．流过的电流减小，根据可知，定值电阻消耗的电功率减小，故D错误。【点睛】闭合电路的动态分析问题一般按外电路、内电路再外电路的分析思路进行；分析内电路主要根据闭合电路欧姆定律，而外电路分析需要依靠欧姆定律，以及串联分压和并联分流。13.如图所示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg＝300Ω，可变电阻R的最大阻值为3kΩ，电池的电动势E＝1.5V，内阻r＝10Ω。按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针偏转到满刻度的处，则A.欧姆表的内阻为1500Ω B.欧姆表的内阻为3310ΩC.Rx的阻值为2250Ω D.Rx的阻值为440Ω【答案】AC【解析】【分析】当红黑表笔短接，电流表满偏，此时的电路总电阻为欧姆表内阻，根据闭合电路欧姆定律求解其内阻大小；当测量电阻时，根据闭合电路欧姆定律求解电路总电阻，用总电阻减去内阻即为待测电阻阻值。【详解】AB．欧姆表的内阻为：故A正确，B错误；CD．指针偏转到满刻度的处时有：所以，故C正确，D错误。【点睛】解决该题的关键是掌握欧姆表的内部结构，知道其内阻的求解方法，掌握欧姆表测电阻的原理，知道闭合电路欧姆定律。14.如图所示，曲线OA是某导体两端的电压U与通过它的电流I的关系图线，直线AB为该曲线上A点的切线，且与横轴交于A点、B点的横坐标为I1，A点的坐标为(I0，U0)。下列判断正确的是A.导体属于线性元件B.导体的电阻随着电流的增大而增大C.通过该导体的电流为I0时，导体的电阻等于D.通过该导体的电流为I0时，导体消耗的电功率等于U0I0【答案】BD【解析】【分析】由图像可知，图线上点与坐标原点连线的斜率代表电阻，斜率越来越大，故导体的电阻不断增大；根据欧姆定律求解电阻。【详解】AB．因为图线上点与坐标原点连线的斜率代表电阻，斜率越来越大，电阻也不断增大，该导体不是线性元件，故A错误，B正确；C．当通过导体的电流为时，由欧姆定律得，此时的电阻为：故C错误；D．由图可知当通过导体的电流为时，导体两端的电压为，则导体消耗的电功率：故D正确。【点睛】本题的关键是明确知道图像的斜率所代表的意义且要熟记欧姆定律。15.如图所示电路，已知R3＝8Ω，闭合电键，理想电流表示数为0.75A，理想电压表示数为2V，经过一段时间，电阻R2或R3发生故障，理想电流表示数变为0.8A，理想电压表示数变为3.2V。下列说法正确的是A.可能是电阻R3发生短路 B.可能是电阻R2发生断路C.电阻R2的阻值为16Ω D.电源电动势为4V【答案】BC【解析】分析】根据分析电表示数的变化判断哪个电阻发生何种故障。通过故障前后的电压和电流结合欧姆定律进行求解；通过闭合电路欧姆定律求出电源的电动势和内阻。【详解】A．如果是电阻发生短路，则总电阻减小，总电流增大、内电压增大、路端电压减小，电流表的示数减小，不符合题意，故A错误；B．假如断路，电压表和串联，电压表测定电压，总电阻增大、内电压和两端电压都减小，两端电压增大、电流表示数增大，故可能是电阻发生断路，故B正确；C．因为断路时电压表示数变为，电流表示数为。根据欧姆定律可得：解得：未断路前，有：解得：，故C正确；D．根据闭合电路欧姆定律得：断路前：断路后：联立以上两式得：，故D错误。【点睛】在故障分析问题中，常常用排除法。根据题目中故障前后判断路端电压和干路电流的构成，应用闭合电路欧姆定律进行求解。第II卷(非选择题共50分)二、非选择题部分：共5小题，共50分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。16.某实验小组利用如图所示的电路测定两节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。供选择的器材有：A.电流表A(0～0.6A)B.电压表V1(0～3V)C.电压表V2(0～15V)D.滑动变阻器R1(0～15Ω)E.滑动变阻器R2(0～100Ω)G.开关一个，导线若干(1)实验中电压表应选用___________，滑动变阻器应选用_________(选填相应器材的序号)。(2)该小组记录了6组数据。在坐标纸上画出U－I图线如图乙所示。可以测得两节干电池的电动势E＝_______V，内电阻r＝________Ω。(结果保留两位小数)【答案】(1).B(2).D(3).2.95（2.95~2.97）(4).0.72（0.70~0.72）【解析】【分析】(1)根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器。(2)电源图象与纵轴交点坐标值等于电源电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻。【详解】(1)[1]两节干电池的电动势约为，电压表应选择B；[2]为方便实验操作，滑动变阻器应选D；(2)[3]由图示电源图象可知，电源电动势为：；[4]电源内阻为：。【点睛】本题考查了实验器材的选择与实验数据处理，要掌握实验器材的选择原则，知道实验原理、掌握实验数据处理方法即可解题。17.某兴趣小组欲测定电阻Rx的阻值。(1)该小组先用多用电表粗测Rx的阻值，将选择开关置于欧姆“×1”挡，再将红表笔和黑表笔短接进行__________________。正确测量时欧姆表的指针如图1所示。电阻Rx的阻值约为__________Ω。(2)该小组想尽可能精确地测量Rx的阻值，在实验室找到如下器材。电压表(0～3V，内阻约30kΩ)电流表(0～0.6A，内阻为0.5Ω)滑动变阻器(0～5Ω)电源(电动势3V，内阻不计)开关和导线若干①请用笔代替导线把图2中的电路图补充完整____________；②在正确连接电路后，闭合开关。当滑动变阻器的滑片移至某位置时，电压表和电流表的示数分别如图甲和乙所示，电压表的示数是___________V，电流表的示数是___________A，可得待测电阻的阻值为___________Ω。【答案】(1).欧姆调零(2).10(3).(4).2.20(5).0.22(6).9.5【解析】【分析】欧姆表的读数方法为刻度盘读数乘以倍率，欧姆档表盘刻度不均匀，估读无意义；选择实验器材，根据要求满足安全性，准确性，方便操作的原则选择待选器材，电流表的接法要求大电阻内接法，小电阻外接法，但当电流表内阻值已知时优先选用电流表内接法可求电阻的真实值，用小电阻控制大电阻，用分压式接法；利用欧姆定律求解待测电阻的阻值；【详解】(1)[1]多用表选择欧姆档后，需要进行欧姆调零；[2]其读数为刻度盘读数乘以倍率，故读数为；(2)①[3]由于电流表内阻为准确值，可选用电流表内接法测量待测电阻的真实值，故电路图如图所示：②[4][5]根据电表的量程和最小分度值读数，电压表示数，电流表的示数为；[6]待测电阻的阻值为：【点睛】本题中所给的电流表内阻为确定值，用电流表的内接法可求出电阻的准确值，特别注意电表内阻是不是确定值。18.一段铜导线与MgCl2溶液串联在恒定电压源两端，在MgCl2溶液中，阴、阳离子定向移动产生电流，测得20秒内有1.0×1018个Mg2＋和2.0×1018个Cl－通过溶液内部某一横截面。铜导线直径为2mm，单位体积内自由电子的个数为8.4×1028个。π≈3，元电荷e＝1.6×10－19C。求：(1)通过铜导线的电流大小；(2)铜导线内自由电子定向移动的速率(计算结果保留1位有效数字)。【答案】（1）0.032A（2）8×10-7m【解析】【分析】(1)由离子的带电量可求得通过截面的总电量，再由电流的定义可求得电流强度的大小；(2)结合电流的微观表达式即可求出。【详解】（1）由题意可知，流过截面上的电量为：解得：则电流强度为：（2）铜导线的横截面积为：电流的微观表达式为：联立可得：【点睛】本题考查电流的定义，要注意明确当同时有正负电荷通过时，电量为正负电荷电荷量绝对值的和。19.如图甲所示，电源E与定值电阻R0和滑动变阻器R构成闭合回路，己知R0＝80Ω，R可在0～20Ω范围内变化。在滑片P从a端移到b端的过程中，理想电压表的示数从1.6V变化到4.8V。把该电源与定值电阻R1和R2组成如图乙所示的电路，R1＝2R2，开关S2断开和闭合时，外电路消耗的功率相等。求：(1)电源电动势E和内阻r；(2)定值电阻R1和R2的阻值。【答案】(1)E=6Vr=20Ω(2)