山东学情高二10月质量检测
物 理 试 题
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，用0.5mm中性笔将答案写在答题卡对应题目的规定区域。答在答题卡的规定区域之外或本试卷上无效。
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项符合要求，选对得3分，选错得0分)
1.用X射线使空气电离时，在平衡情况下每立方厘米有107对离子，已知每个正负离子的电量都是1.6×10-19 C，正离子的平均定向移动速率为1.27cm/s，负离子的平均定向速率为1.84cm/s，则通过横截面积为1m2的空气柱的电流大小约为 （ ）
A． B． C． D．
2.某遥控竞速赛车电机的额定电压为7.5V，额定电流为2A，赛车以15m/s的速度匀速行驶时受到的平均阻力为0.8N，则该电机的内阻为 （ ）
A．0.25Ω B．0.75Ω C．1.5Ω D．3.75Ω
3.如图所示，直线A为某电源的图线，曲线B为标识不清的小灯泡的图线，将与该电源组成闭合电路时，恰好能正常发光，下列说法中正确的是（ ）
A．电源的内阻为 B．电源电动势为6V
C．消耗的功率为6W D．小灯泡的电阻随电流的增大而减小
4.如图所示，有一个双量程电流表，其中小量程为0~1A，已知表头G的满偏电流，定值电阻，，则大量程为（ ）
A．0~10A B．0~6A C．0~3A D．0~12A
5.有两个额定电压和额定电流均为220V、0.2A的灯泡，灯丝材质分别为金属丝和碳丝。其U-I图象如图所示。如果将两灯泡串联起来接到220V的电源上，则（ ）
A.金属丝灯泡两端电压高 B.碳丝灯泡两端电压高
C.两灯泡两端电压一样高 D.条件不足，无法判断
6.小志同学家里有一盏“智能”台灯，它能根据环境的光照强度自动调节亮度，也可以手动调节台灯的亮度。小志查阅资料后，猜想台灯内部的电路结构可能如图，已知光敏电阻在光照强度增大时，电阻会减小。不考虑台灯对光敏电阻的影响，则当闭合开关后（ ）
A．光照强度增大时，小灯泡变亮
B．光照强度增大时，光敏电阻两端的电压减小
C．在光照条件不变时，滑动变阻器的滑片向右滑，小灯泡变暗
D．在光照条件不变时，滑动变阻器的滑片向右滑，电源的输出功率一定增加
7.材料的电阻率随温度变化的规律为，其中称为电阻温度系数，是材料在时的电阻率。现有横截面积相同的碳棒与铜棒串接成一电阻恒定的导体，已知碳棒和铜棒的电阻温度系数分别为，在时的电阻率分别为，长度分别为，则以下关系式正确的是（ ）
A. B. C. D.
8.2023年7月，韩国科学家团队声称发现了世界首个室温常压超导体，引起了全球物理学界的轰动和质疑，目前还没有得到科学界的承认。确认超导电阻是否为0的一种实验为长时间监测浸泡在液态氦中的超导铅丝单匝线圈中电流的变化。设线圈初始时通有 的电流，在持续一年（约）的时间内电流检测仪器测量线圈中电流的变化小于1.0mA。假设电流的变化仅由电子定向移动的平均速率变化引起，且电子损失的动能全部转化为电热。已知单位体积的线圈中电子个数为个，电子质量为，电子电量为，根据这个实验，估算超导态铅的电阻率至少小于（ ）
A. B. C. D.
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
9.如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R=4Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rr的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中滑动变阻器的最大功率P2=1.5W，Rr=6Ω
B．图乙中R2=12Ω
C．滑动变阻器消耗的功率P最大时，电源输出功率也最大
D．无论如何调整滑动变阻器Rr的阻值，都无法使电源的输出功率达到4.5W
10.如图1所示，将多用电表与电压表相连（图中为连接之前），此时多用电表选择欧姆挡×1000挡位，连接后多用电表与电压表的读数如图2、图3所示，以下说法正确的是（ ）
A.多用电表的内阻约为14kΩ B.电压表的内阻约为14kΩ
C.多用电表中电源的电动势约为7.5V D.多用电表中电源的电动势约为3.8V
11.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，平行板电容器内的带电液滴恰好静止。分别用I、、和表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数，用、、和表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3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．和的示数均增加
B．
C．电源的输出功率可能先增加后减小
D．带电液滴一定向下运动
12.小勤同学尝试用图1所示的电路图进行实验，定值电阻R1=8Ω，在滑动变阻器由a端向b端移动的过程中，分别用两个电流传感器测量了电流I1与I2关系，并得到的完整图象如图2所示，其中C点为图线最低点，不考虑传感器电阻对电路影响，则由图可知（ ）
A．当滑动头P滑到b点时得到图2中B点 B．图2中A点纵坐标为0.375A
C．滑动变阻器总阻值为16Ω D．电源电动势为6V
三、非选择题
13.（8分）某实验小组利用实验室的器材研究一粗细均匀的某种圆柱形实心导体材料的电阻率。实验小组先取一段该导体，用多用电表欧姆挡粗略测量其阻值约为5Ω，然后再用以下器材精确测量其阻值，最后分析数据，得出该种导体材料的电阻率。
A．电流表（0~0.6A，内阻约为2Ω）
B．电流表（0~100mA，内阻为5Ω）
C．定值电阻
D．滑动变阻器（0~5Ω，额定电流1A）
E．电源（电压恒为3V）
F．开关和导线若干
（1）如图甲，用螺旋测微器测得导体棒的直径为 mm；如图乙，用游标卡尺测得导体棒的长度为 cm。
（2）若实验中要求导体两端电压必须从0开始变化，请在答题卡的方框中画出合适的电路图，并标上各种器材的符号；
（3）通过测量，实验所取导体材料的横截面积为S，长度为L，测得电表、的示数分别为、，则该种导体材料的电阻率为 （用S、L、、表示）。
14.（8分）某中学环保小组的学生前往废品站收集可回收物品，发现一个表面已膨胀，电动势约为3.6V的锂电池。经查阅资料，该型号锂电池内阻大于80mΩ时趋近报废。该实验小组设计实验测量该锂电池电动势和内阻，实验室提供的器材如下：
待测锂电池；
电流表A1，量程0~0.3A，内阻为2Ω；
电流表A2，量程0~0.6A，内阻约为3Ω；
滑动变阻器R，阻值范围0~10Ω；
定值电阻R1=2Ω；
定值电阻R2=6Ω；
定值电阻R3=15Ω；
开关一个，导线若干。
为了使测量数据更加精确，该实验小组设计的电路如题图甲：
（1）实验中把A1表与定值电阻串联，使该支路能承担的最大电压为2.4V，电路图中定值电阻Rx应选择 ；为了使电流表读数范围较广且大部分读数能超过量程，定值电阻应选择 ；（填器材代号）
（2）实验步骤：
根据电路图安装实验器材；
滑动变阻器滑片滑至阻值最大处；
闭合开关，移动滑片至某一位置，记录此时两个电流表示数I1、I2；
多次移动滑片，读出多组I1、I2数据；
断开开关，整理器材。
（3）实验所获得电流数据记录如下表：
序号 电流 1 2 3 4 5
I1 0.20 0.17 0.15 0.13 0.10
I2 0.15 0.24 0.31 0.36 0.45
（4）根据上表数据在题图乙中描绘出I1—I2图像 ；
（5）由图像信息计算可知，该锂电池内阻r= Ω，则可知该电池已符合报废标准。（计算结果保留2位有效数字）
15.（8分）研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器 R，使电动机停止转动时，理想电压表和理想电流表的示数分别为U1=1.0V和 I1=0.5A；重新调节R，使电动机恢复正常运转，此时电动机拉着重物以a=1m/s2的加速度匀加速上升，当重物的速度 v0=1m/s 时，电压表和电流表的示数分别为U2=15.0V 和 I2=2.0A，g 取 10m/s2。求此时：
(1)电动机的输出电功率 P出；
(2)该重物的质量m 和电动机的效率η（用百分数表示，保留3位有效数字）。
16 .（10分）如图所示，电源电动势E=6V，R0=3Ω，R1=7.5Ω，R2=3Ω，R3=2Ω，电容器的电容C=2μF。开始时开关S处于闭合状态，此时电容器极板所带的电荷量为求：
（1）电源的内阻r
（2）将开关S断开至电路稳定的过程中通过R0的电荷量Q
17.（12分）若在电路中用电器的额定电压小于电源的输出电压，则需使用变阻器进行调节，甲、乙为两种变阻器的调节方式。现将一电动势、内阻的电源接入电路中，对一额定电压、额定功率的纯电阻用电器进行供电，供电过程中用电器消耗的功率为有用功，其余部分消耗的电功率皆看作无用功，
（1）将用电器接入图甲所示电路的输出端，若保证用电器能正常工作，求电路中接入滑阻的阻值及此时的供电效率；
（2）将用电器接入图乙所示电路的输出端，若保证用电器正常工作时电路供电效率不低于，求电路中滑阻的总阻值及滑阻的额定电流至少为多少；
（3）能否通过改变图乙中滑阻的阻值使得图乙所示电路的供电效率超过图甲所示电路。若能，计算出相应滑阻阻值的大小；若不能，请说明理由。
18.（14分）如图所示的直角坐标系中，在直线到y轴之间的区域内存在沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为。在y轴到直线之间水平放置长为的两金属板P、Q，两金属板正中间水平放置金属网G，金属网恰好在x轴上，P、Q、G的尺寸相同。G接地，P、Q电势相等且大于零。在电场左边界上A点与B点之间，连续分布着质量为m、电量为q且均处于静止状态的带正电粒子。若C点的粒子由静止释放，在电场力作用下，第一次到x轴的位置为D，不计粒子的重力及它们间的相互作用。
（1）求C处粒子静止释放后到达y轴时的速度大小；
（2）求C处粒子从静止释放到运动至其轨迹最低点所用的时间t；
（3）若粒子离开PQ板间电场时的位置与释放时的位置等高，求粒子释放时可能的位置坐标。物理答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
A B C A B B A D ABD BC AC BD
13.（每个空2分，共8分）
4.620 10.14 如右图
14. （每个空2分，共8分）
如右图 2.0（1.9~2.1）
15.（8分）
【答案】(1)22W；(2)2kg，
【详解】(1)根据部分电路欧姆定律，可得 ····1分
根据功率公式，可得P入=U2I2 =30 ····1分
P热=I22RM =8W ····1分
P出=P入 - P热 ····1分
联立可得P出=22W ····1分
(2)根据输出功率公式，有 ····1分
根据牛顿第二定律，有F - mg=ma ····1分
联立可得m=2kg
根据效率定义式，有
····1分
16.（10分）
【答案】(1)(2)
【详解】（1）开关S闭合时的等效电路图如图甲所示，电容器C两端电压等于两端电压，已知总电阻 ····1分
由闭合电路欧姆定律可知干路电流 ····1分
路端电压 ····1分
则 ····1分
此时电容器所带电荷量····1分
综合以上式子可得····1分
（2）开关S断开时的等效电路图如图乙所示电容器C两端电压等于两端电压，此时····1分
电容器所带电荷量····1分
且上极板带正电，下极板带负电，故通过的电荷量
····1分
····1分
17.（12分）
【答案】(1)，（2）,（3）不能
【详解】（1）····1分
，，····1分
····1分
（2），····1分
····1分
,····1分
,····1分
····1分
（3）不能，····1分
，····1分
,····1分
故····1分（其它方法言之有理酌情给分）
18.（14分）
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）C处粒子静止释放后在电场力作用下运动到y轴的过程中，由动能定理得
····2分
得····1分
（2）金属板P与金属网G之间的电场沿y轴向下，金属板Q与金属网G之间的电场沿y轴向上，场强大小相等。
C处粒子静止释放后，运动到y轴的时间为，从到y轴到位置D时间为，则
····1分
····1分
由对称性可得粒子从y轴运动到轨迹最低点所用时间为
····1分
解得
····1分
（3）金属板P与金属网G、金属板Q与金属网G之间的场强大小设为E，对C处粒子有
····1分
解得
····1分
设位置坐标满足的粒子均能从与释放时的位置等高处射出，则其从y轴第一次到x轴的水平位移x满足
····1分
粒子从y轴第一次到x轴的时间设为，则有
····1分
····1分
解得
····1分
因此，若粒子离开PQ板间电场时的位置与释放时的位置等高，其释放时可能的位置坐标为
····1分
