山东省莱芜市凤城高级中学2023-2024学年高二上学期10月月考物理试题

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（考试总分：100 分 考试时长： 90 分钟）
一、 单选题 （本题共计8小题，总分24分）
1.比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，下列表达式中不属于比值定义的是( )
A.I=URB.E=W非qC.I=QtD.B=FIL
2.随着技术的进步，不少国产手机也已极具竞争力，如图所示，为一款手机电池的背面印有的一些符号，下列说法错误的是( )
A.该电池的容量为500mA⋅h
B.该电池的电动势为3.6V
C.该电池在正常工作时的额定电流为500mA
D.若电池以10mA的电流工作,可用50h
3.下列关于磁感应强度的说法正确的是( )
A.一小段通电导体放在磁场A处时受到的安培力比放在B处时的大,说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大
B.由B=FIL可知,某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比,与导线的I、L成反比
C.一小段通电导体在磁场中某处不受安培力作用,则该处的磁感应强度一定为零
D.小磁针N极静止时所指的方向就是该处磁感应强度的方向
4.如图所示是长、宽、高分别为3m、2m、1m的长方形电阻，已知其电阻率为ρ (单位是Ω⋅m)，根据电阻定律可知当电流从侧面A流入时电阻为32ρ，从侧面B和C流入时，电阻分别为( )
A.32ρ,32ρB.16ρ,23ρC.23ρ,16ρD.电阻与电流强弱有关
5.如图所示，金属线圈abcd置于磁感应强度为B=0.7T、方向竖直向下的匀强磁场中，线圈平面与水平方向成θ=60°，线圈面积为S=0.4m2，把线圈以水平边cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量大小为( )
6.如图所示，线圈M与电源E、开关S、滑动变阻器R1相连，线圈N与灵敏电流计G、滑动变阻器R2相连，线圈M与线圈N绕在同一铁芯上。在下列情况中，线圈N中没有感应电流产生的是( )
A.开关S闭合瞬间
B.开关S闭合稳定后,向右匀速移动R1的滑片
C.开关S闭合稳定后,向右加速移动R1的滑片
D.开关S断开稳定后,向右加速移动R2的滑片
7.在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，理想电压表读数减小和理想电流表的读数增大，则可能出现了下列哪种故障( )
A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1断路
8.如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向右，L2中的电流方向向上;L2的左侧有a、b两点，它们关于L1对称，且两点到L2的距离相等，则( )
A.L1中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度相同
B.L2中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度方向相反
C.a点的磁感应强度比b点的大
D.a、b点的磁感应强度大小相等
二、 多选题 （本题共计4小题，总分16分）
9.（4分）在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器R2滑动触头P滑动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是( )
A.P向a滑动,V1的示数减小、V2的示数增大
B.P向b滑动,V1的示数减小、V2的示数增大
C.P向a滑动,V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值
D.P向b滑动,V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值
10.（4分）灵敏电流计G内阻为200Ω、满偏电流为500mA。用它改装成量程为1A和10A的双量程电流表，内部构造如图所示，a为公共接线柱，R1、R2为定值电阻，下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为200Ω
B.R2的阻值为180Ω
C.若将R1和R2位置互换,则a、b间量程减小
D.若将R1和R2位置互换,则a、c间量程减小
11.（4分）如图所示，纯电阻电路中图中直线①表示某电路的路端电压与电流的关系图像，图中曲线②表示该电路中电源的输出功率与电流的关系图像，则下列说法正确的是( )
A.电源的电动势为30V
B.电源的内阻为5Ω
C.电流为2.5A时,外电路的电阻为15Ω
D.输出功率为120W时,输出电压是30V
12.（4分）如图甲所示，电源的电动势E=6V，内阻为r，闭合开关S，滑动变阻器的滑片C从A端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示:图I描述电源的输出功率随端电压的变化规律，图Ⅱ描述端电压随电流的变化规律、图Ⅲ描述电源的效率随外电阻的变化规律，电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是( )
A.电源的内阻r为2ΩB.滑动变阻器最大阻值6Ω
C.Ⅰ图上b点的坐标(4V,4.5W)D.Ⅱ图上a点的坐标(0.6A,4.8V)
三、 实验题 （本题共计3小题，总分35分）
13.（18分）(1)请写出下列测量工具的读数
①用游标卡尺测量一金属丝的直径，则该金属丝直径的测量值为_______mm。
②用螺旋测微器测量圆柱体的直径为_______mm。
③如图3为一正在测量中的多用电表表盘。当选用电阻挡“×100”测量，则读数为_______Ω。
(2)多用电表是常用的测量仪表。
①如图是多用电表原理简图，若选择开关S接6时，对应的挡位是直流电压10V档，若选择开关S接5时，对应的档位可能是直流电压________档(选填“2.5V”或“50V”)。若选择开关接4时，对应的档位是________档(选填“电流”或“欧姆”)。
②关于多用电表欧姆档的使用，下列说法正确的是_______。
A、因流过欧姆档表头的电流与待测电阻的阻值不成线性关系，所以表盘刻度不均匀
B、用欧姆档测电阻时，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越大
C、用欧姆档测电阻时，每次换挡后必须重新短接两表笔进行欧姆调零
D、测量电阻时用手指紧紧按住红、黑表笔与电阻接触的部分，这样测量值会偏大
(3)回答以下关于欧姆表的相关问题
①虚线框内是欧姆表的内部电路，红、黑表笔分别插入正、负插孔。以下欧姆表的电路结构图正确的是_______
②如果上图中电流表的满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=200Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E=1.5V，内阻r=1.0Ω，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值，指针指在刻度盘的正中央，则Rx=_________kΩ，可变电阻的接入阻值R=_______Ω，若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.（11分）用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材:
A、电池组(3V，内阻1Ω)
B、电流表(0∼3A，内阻约0.0125Ω)
C、电流表(0∼0.6A，内阻约0.125Ω)
D、电压表(0∼3V，内阻约3kΩ)
E、电压表(0∼15V，内阻约15kΩ)
F、滑动变阻器(0∼20Ω，额定电流1A)
G、滑动变阻器(02000Ω，额定电流0.3A)
H、开关、导线
(1)上述器材中应选用的是________________(填写各器材的字母代号)
(2)实验电路应采用电流表______接法.(填“内”或“外”)
(3)实验中，电流表、电压表的某组示数如图1所示，图示中I=________A，U=________V.
(4)为使通过待测金属导线的电流能在00.5A范围内改变，请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图，然后根据你设计的原理电路将图2中给定的器材连成实验电路.
15.（6分）某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0999.9Ω)和若干导线。
(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱________(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为________Ω(准确到小数点后一位)。
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录；
根据数据，画出图线如下：
根据图线可得电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω(保留三位有效数字)。
四、 计算题 （本题共计3小题，总分25分）
16.（7分）在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，R1=160Ω，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压随总电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时分别得到的。求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器R3的最大阻值(保留三位有效数字)。
17.（8分）图中所示的发光电动玩具车的电路可简化为图2所示的电路图，两盏灯泡的规格均为“3V，3W”(灯泡阻值固定不变)，若电源的电动势为8V，内阻为1Ω，电动机内阻为0.5Ω，已知玩具车正常工作时两盏灯泡均正常发光，求：
(1)玩具车正常工作时通过电动机的电流；
(2)玩具车正常工作时电动机的机械功率；
(3)若玩具车在行驶中车轮被杂物卡住无法转动，则此时电源的总功率是多大？(答案保留1位小数)
18.（10分）如图的电路中，电池组的电动势ϵ=30V，电阻R2=10Ω，两个水平放置的带电金属板间的距离d=1.5cm。在金属板间的匀强电场中，有一质量为m=7×10-5g带电量q=-5×10-10C的油滴，当把可变电阻器R3的阻值调到35Ω接入电路时，带电油滴恰好静止悬浮在电场中，此时安培表示数I=1.5A，试求:(g=10m/s2)
(1)两金属板间的电场强度;
(2)B点的电势;
(3)电阻R1通电10s钟产生的热量;
(4)要使电池组的输出功率为62.5W，应把R3的阻值调到多大?
答案
一、 单选题 （本题共计8小题，总分24分）
1.【答案】A
【解析】A.电流强度与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，所以该式不属于用比值法定义，故A错误;
B.同一个电源，电动势不变，与非静电力做功和移动电荷q无关，所以该式属于用比值法定义，故B正确;
C.电流强度与Q和t无关，所以该式属于用比值法定义，故C正确:
D.B仅由磁场本身性质决定，与F及IL无关，所以该式属于用比值法定义，故D正确。本题选不属于的，故选A。
2.【答案】C
【解析】A、由图可知，该电池的总电量为500mA⋅h，为电池的容量，故A正确;
B、由图可知，该电池的电动势为3.6V，故B正确;
C、由图中的数据不能判断该电池在正常工作时的额定电流，故C错误;
、由q=It可知，以10mA的电流为用电器供电则供电时间为:t=500mA⋅h10mA=50h，故D正确;本题选择错误的，故选:C。
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，由铭牌得出电池的电动势;根据电流的定义式求出10mA的电流工作可用的时间。
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.【答案】D
【解析】安培力的大小与B、I、L的大小有关系，还与B和I的夹角有关系，A错误;公式B=FIL只是一个计算式，磁感应强度是磁场本身的性质，与放不放通电导体没有关系，B错误;当电流方向与磁场方向平行时，通电导体所受的安培力为零，但该处的磁感应强度不一定为零，C错误;人们规定小磁针N极所指的方向就是该处磁感应强度的方向，D正确.
4.【答案】B
【解析】ABC.由题意可知长、宽、高分别为a=3m、c=2m、b=1m，根据电阻定律R=ρLs，可知当电流从侧面A流入时电阻为:RA=ρabc=ρ32Ω=32ρ，则当电流从侧面B流入时电阻为:RB=ρbac=ρ12×3Ω=16ρ，
当电流从侧面C流入时电阻为:RC=ρcab=ρ21×3Ω=23ρ，故B正确，AC错误;
D.根据电阻定律，可知电阻与电流强弱无关，故D错误。故选B。
5.【答案】D
【解析】线圈在垂直磁场方向上的投影面积S⊥=Scs60°=0.4×12m2=0.2m2
穿过线圈的磁通量Φ=BS⊥=0.7×0.2Wb=0.14Wb
线圈以cd为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量Φ1=-BS=-0.7×0.4Wb=-0.28Wb
故磁通量的变化量ΔΦ=|Φ1-Φ|=|-0.28-0.14Wb|=0.42Wb,ABC错误，D正确。故选D。
6.【答案】D
【解析】线圈N中可以组成闭合电路，开关S闭合瞬间，线圈M中电流增大，导致线圈N中磁通量增大，有感应电流产生，A不符合题意;
开关S闭合稳定后，向右匀速或向右加速移动R1的滑片，线圈M中电流大小发生变化，导致线圈N中磁通量变化，产生感应电流，B、C不符合题意:
开关S断开稳定后，向右加速移动R2的滑片，线圈M中始终无电流，线圈N中磁通量不发生变化，不会产生感应电流，D符合题意。
7.【答案】D
【解析】A.若各原件没有故障，电路正常，则电流表测量流过R2的支路电流，电压表测量R3两端的电压;若R1短路，则R2以及电流表被短路，外电路只有电阻R3接在电源两端，电流表读数为零，电压表测量路端电压，电压表示数增大，故A错误:
B.若R2短路，则电流表示数为零，不符合题意，故B错误;
C.若R3短路，电压表示数为零，不符合题意，故C错误;
D.若R1断路，则R1与R2并联阻值增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，可知总电流减小，则流过R3的电流减小，故电压表示数减小，R2两端的电压增大，所以流过电流表的读数增大，故D正确。故选:D。
8.【答案】C
【解析】AB、根据右手螺旋定则可知流经L2的电流在 a、b 点产生的磁感应强度大小相等，方向均向外，相同:根据右手螺旋定则可知流经L1的电流在a点产生的磁感应强度方向向外;L1的电流在b点产生的磁感应强度方向向里，但大小相等，故AB错误;
CD、由对称性可知L2中的电流在a、b点产生磁场的磁感应强度大小相等，依据矢量的叠加法则，因此L1、L2中的电流在a点产生磁场方向是相同的，则其磁感应强度是相加的，而L1、L2中的电流在b点产生磁场方向是相反的，则其磁感应强度是相减的，因此a点的磁感应强度比b点的大，故C正确，D错误。故选:C。
二、 多选题 （本题共计4小题，总分16分）
9.（4分）【答案】BC
【解析】AC、P向a滑动，滑动变阻器R2接入电路的电阻变小，总电阻变小，总电流变大，V1示数增大，V2示数减小，根据闭合电路的欧姆定律有E=Ur+U1+U2，其余部分电路的分压相对增大，减小量和增大量的绝对值相等，即|ΔU2|=|Δ(U1+Ur)|，选项A错误、C正确;
BD、同理，P向b滑动，V1的示数减小、V2的示数增大，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值，选项B正确，D错误。答案BC。
10.（4分）【答案】BC
【解析】AB、把表头改装成1A电流表时，R1和R2串联再与表头并联，根据欧姆定律有:I1=Ig+IgrgR1+R2把表头改装成10A电流表时，R1和表头串联再与R2并联，根据欧姆定律有:I2=Ig+Ig(rg+R2)R1联立解得:R1=20Ω,R2=180Ω，故A错误，B正确;
C、若将R1和R2位置互换，则a、b间量程I2'=Ig+Ig(rg+R1)R2，可得I2'11.（4分）【答案】BCD
【解析】A、根据闭合电路的欧姆定律得:U=E-Ir，则直线①的纵轴截距表示电源的电动势，知电源的电动势为50V，故A错误;
B、直线①斜率的绝对值表示电源的内阻，故电源的内阻为：r=|ΔUΔI|=50-206Ω=5Ω，故B正确；
C、电流为I=2.5A时，对照U-I图象，电压约为U=37.5V，则外电路电阻：R=UI=37.52.5Ω=15Ω，故C正确；
D、输出功率为120W时，对照P-I图象，电流为4A，再对照U-I图象，输出电压为30V，故D正确。故选：BCD。
12.（4分）【答案】AD
【解析】A.由图Ⅰ知，当路端电压U=0时，电路中的电流I=3A，则电源的内阻r=EI=2Ω，故正确;
B.电源的效率η=l2RI2(R+r)=RR+r=11+rR，外电阻R越大，电源的效率越大，因此当滑动变阻器的阻值全部连入电路时电源的效率最高，则RmRm+r=80%，解得Rm=8Ω，故错误;
C.电源的输出功率P出=IU=E-UrU=-0.5(U-3)2+4.5，故Ⅰ图上b点的坐标为(3V,4.5W)，故C错误;
D.路端电压U=E-Ir=6-2I，故当电流I最小时，即滑动变阻器的阻值全部连入电路时，路端电压最大，由闭合电路欧姆定律得I=ERm+r=0.6A，路端电压U=4.8V，Ⅱ图上A点的坐标为(0.6A,4.8V)，故D正确。
三、 实验题 （本题共计3小题，总分35分）
13.（18分）(1)①1.94；②1.844(1.843--1.846之间都对)；③600
【解析】①由图示游标卡尺可知，游标尺的精度为0.02mm，游标卡尺示数为：1mm+47×0.02mm=1.94mm；
②由图示螺旋测微器可知，其示数为： 1.5mm+34.4×0.01mm=1.844mm；
③当选用电阻挡“×100”测量，由图示表盘可知，读数为6×100Ω=600Ω；
(2)①2.5V;欧姆②AC
【解析】①表头的改装利用的是串并联电路的特点，串联分压，并联分流，因此表头串联电阻将改装成电压表，在纯电阻电路中，串联电路各部分所分电压与电阻成正比，当开关S接6时要比接5时串联的电阻更大，因此当开关S接5时电压表的量程要小于接6时电压表的量程，由此可知此时对应的挡位可能是直流电压2.5V挡;
开关S接4时可知接通了多用电表内部电源，因此此时对应的挡位是欧姆挡。
② A.设欧姆表的内阻为R内，当欧姆表红黑表笔两端接入待测电阻Rx时，根据闭合电路的欧姆定律E=I(R内+Rx)，可得Rx=EI-R内，流过欧姆挡表头的电流与待测电阻的阻值不成线性关系，所以表盘刻度不均匀，故A正确;
B.用欧姆挡测电阻时，被测电阻的阻值越大，指针向右转过的角度就越小，故B错误; C.用欧姆挡测电阻时，每次换挡后必须重新短接两表笔进行欧姆调零，故C正确;
D.测量电阻时用手指紧紧按住红、黑表笔与电阻接触的部分，这时人体就会和待测电阻并联，并联后的等效电阻小于待测电阻，这样测量值会偏小，故D错误。故选AC
(3)①A②0.5；299；变大。
【解析】①由于要保证电流在表头中由红进黑出，故红表笔应接电源的负极，黑表笔接电源的正极，并且在测量电阻时要进行欧姆调零，故应串接滑动变阻器。故选A。
②当两表笔短接时，电流表应调至满偏电流Ig，设此时欧姆表的内阻为R内，
则有Ig=ER内
解得R内=500Ω
当指针指在刻度盘的正中央时，有I=Ig2
可得Ig2=ER内+Rx
代入数据可得Rx=500Ω=0.5kΩ
可变电阻的接入阻值为R=R内-Rg-r=299Ω
当电池电动势变小，内阻变大时，欧姆表需要重新调零，由于满偏电流Ig不变，
由公式Ig=ER内
可知欧姆表内阻R内得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由I=ER内+Rx=Ig1+RxR内
可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，故欧姆表的示数变大了。
14.（11分）(1)ACDFH；
【解析】该实验需要电源、开关、导线和电流表、电压表。开关、导线只有一组，应选H，由于电源只有一个，应选择A；电源电动势为3V，若选用(0-15V)电压表，此时读数误差较大，应选用(0-3V)的电压表，即电压表选D；通过电阻的电流最大值约为Im=ERx+r=31+5A=0.6A，为了减小读数误差，应选用0-0.6A的电流表，即电流表选用C，为了调节方便，滑动变阻器应选择额定电流较大的，全阻值较小的，应选0-202的滑动变阻器，即滑动变阻器选用F，故应选用的器材为ACDFH；
(2)外；
【解析】由于RARv=0.125×3000Ω2 > Rx2=25Ω2，电流表应采用外接法；
(3)0.48；2.20；
【解析】电流表的最小分度为0.02A，读数时应在最小分度位估读，电压表的最小分度为0.1V，读数时应估读到最小分度的下一位。由图知，电流表的示数l=0.48A，电压表的示数U=2.20V；
(4)
【解析】电流从0开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，由(2)知，电流表采用外接法，故电路图如图所示：根据电路图连接实物图，如图所示：
15.（6分）(1)并联；5.0
(2)1.53V；1.70Ω-1.90Ω
四、 计算题 （本题共计3小题，总分25分）
16.（7分）(1)E=20V,r=20Ω
【解析】法一:由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir
将图中A、B两点的电压与电流代入得:E=16+0.2r,E=4+0.8r
解得:E=20V,r=20Ω;
法二:由图象可得:截距b=E=20V
斜率|ΔUΔI|=r=20Ω
(2)5Ω
【解析】当R3的滑片滑到最右端时，R1、R3被短路，此时外电阻为R2，且对应于图线上的B点，故由B点的U、I值可求得R2的阻值为:R2=UBIB=40.8Ω=5Ω;
(3)141Ω
【解析】R3的滑片置于最左端时，R3接入电路的阻值最大，设此时外电路的总电阻为R，由图象中的A点
坐标求出:R=UAIA=80Ω
又R=R1R3R1+R3+R2
代入数值解得滑动变阻器的最大阻值为R3≈141Ω。
17.（8分）(1)1A
【解析】根据闭合电路的欧姆定律知:I=E-2Ur=8-2×31A=2A,
根据P=UI知I灯=PU=33A=1A，
所以通过电动机的电流为:I电=I-I灯=2A-1A=1A;
(2)5.5W
【解析】P机=2UI电-I电2R=2×3×1W-12×0.5W=5.5W;
(3)43.8W
【解析】根据纯电阻的功率P=U2R知R灯=U2P=323Ω=3Ω,
当电动机被卡住，可视为纯电阻电路，
总电阻R总=r+2R灯RR+2R灯=1Ω+2×3×0.50.5+2×3Ω=1913Ω,
所以总功率P总=E2R总=821913W=43.8W。
18.（10分）(1)E=1400N/C
【解析】由油滴受力平衡有:mg=qE
得到:E=mgq
代入计算得出:E=1400N/C
(2)φB=27V
【解析】电容器的电压为:U3=Ed=21V
流过R3的电流为:I3=U3R3=0.6A，
B点与零电势点间的电势差为:U1=I3(R2+R3)=27V
因为B点的电势大于零，则电路中节点的电势φB=27V
(3)243J
【解析】流过R1的电流I1=I-I3=0.9A，
电阻R1在10s内产生热量Q=U1I1t=243J
(4)5Ω
【解析】根据闭合电路欧姆定律得，电源的内阻r=ϵ-U1I=2Ω:R1=U1I1=30Ω
由P出=EI'-I'2r计算得出，I'=2.5A
由I'=ER+r，代入计算得出，R=10Ω
又R=R1(R2+R3')R1+R2+R3'代入计算得出，R'3=5Ω